Les carottes de glace indiquent des émissions de méthane encore plus élevées que ce que l'on croyait auparavant

Les carottes de glace indiquent des émissions de méthane encore plus élevées que ce que l'on croyait auparavant
Vasilii Petrenko chargeant un noyau de glace dans la chambre de fusion pour l'extraction de l'air ancien piégé.
(Xavier Fain / U. Rochester)

Les humains apportent probablement plus de méthane dans l'atmosphère grâce à l'utilisation et à l'extraction de combustibles fossiles que les scientifiques ne le pensaient auparavant, rapportent des chercheurs.

Ils trouvent également que le risque que le réchauffement déclenche la libération de méthane par de grands réservoirs naturels de carbone antique semble être faible.

Dans 2011, une équipe de chercheurs dirigée par Vasilii Petrenko, professeur adjoint de sciences de la terre et de l'environnement à l'Université de Rochester, a passé sept semaines en Antarctique à collecter et étudier des échantillons de 2,000-livre de glace glaciaire datant de près de 12,000.

L'air ancien emprisonné dans la glace a révélé de nouvelles données surprenantes sur le méthane qui pourraient aider les décideurs à réfléchir aux moyens de réduire le réchauffement planétaire.

"... les émissions de méthane provenant des combustibles fossiles anthropiques (fabriqués par l'homme) sont encore plus importantes qu'on ne le pensait ..."

Les chercheurs rapportent leurs résultats dans Nature.

"Nos résultats suggèrent que les émissions de méthane provenant des combustibles fossiles anthropiques (fabriqués par l'homme) sont encore plus importantes qu'on ne le pensait auparavant", affirme Petrenko. "Cela signifie que nous avons encore plus de poids pour lutter contre le réchauffement climatique en réduisant les émissions de méthane provenant de notre utilisation de combustibles fossiles."

L’atmosphère actuelle contient du méthane émis naturellement - des zones humides, des incendies de forêt ou des suintements d’océan et de terre - et du méthane provenant d’activités humaines telles que l’extraction et l’utilisation de combustibles fossiles, l’élevage et la mise en décharge, le méthane émis par l’homme représentant 60% ou plus du total.

Les scientifiques sont capables de mesurer avec précision le niveau total de méthane dans l'atmosphère et comment cela a changé au cours des dernières décennies.

Le défi? Briser ce total dans les sources spécifiques.

«Nous savons peu de choses sur la quantité de méthane provenant de différentes sources et sur leur évolution en réponse à des activités industrielles et agricoles ou à des événements climatiques tels que la sécheresse», explique Hinrich Schaefer, scientifique atmosphérique à l'Institut national de l'eau et de l'atmosphère. Recherche (NIWA) en Nouvelle-Zélande, où une partie clé du traitement de l'échantillon a eu lieu.

"Cela rend difficile de comprendre quelles sources nous devrions cibler spécifiquement pour réduire les niveaux de méthane", explique Schaefer.

Les scientifiques peuvent utiliser des mesures de différents isotopes du méthane (molécules de méthane avec des atomes de masse légèrement différente) pour identifier certaines sources. Mais même cette approche ne fonctionne pas toujours parce que les «signatures» isotopiques de certaines sources peuvent être très similaires.

Par exemple, le méthane fossile est le méthane émis par les anciens dépôts d'hydrocarbures, généralement trouvés dans des sites riches en combustibles fossiles. Le méthane fossile qui s'échappe naturellement de ces sites - le «méthane géologique» - a une signature isotopique identique à celle du méthane fossile émis lorsque les humains forent des puits de gaz.

Séparer les sources naturelles et anthropiques et estimer combien les humains émettent s'est donc révélé difficile.

Afin de mieux comprendre les composantes naturelles et anthropiques du méthane fossile, Petrenko et son équipe se sont tournés vers le passé.

Le laboratoire de Petrenko est dédié à la compréhension de la façon dont les gaz à effet de serre naturels et artificiels réagissent aux changements climatiques. Ils analysent comment les changements climatiques passés ont affecté les gaz à effet de serre au fil du temps et comment ces gaz pourraient réagir aux températures de réchauffement futures.

Dans ce cas, Petrenko et ses collaborateurs ont étudié les archives atmosphériques antérieures en utilisant des carottes de glace extraites du glacier Taylor en Antarctique. Ces noyaux datent de presque les années 12,000.

Chaque année où il neige en Antarctique, la couche de neige actuelle pèse sur la couche précédente, se compactant sur des centaines ou des milliers d'années pour finalement former des couches de glace. Ces couches de glace contiennent des bulles d'air, qui sont comme de minuscules capsules de temps; En utilisant des pompes à vide et des chambres de fusion, les chercheurs sont capables d'extraire l'air ancien contenu dans ces bulles et d'étudier les compositions chimiques de l'atmosphère ancienne.

"Revenir avant toute activité anthropique - avant la révolution industrielle - simplifie le tableau ..."

Les humains n'ont pas commencé à utiliser les combustibles fossiles comme source d'énergie primaire jusqu'à la révolution industrielle au XXIXXème siècle. Pour cette raison, les carottes de glace 18-ans ne contiennent pas de méthane fossile provenant des activités humaines; les niveaux de méthane fossile sont basés uniquement sur le méthane émis de sources naturelles.

Les émissions de méthane géologiques naturelles du passé sont considérées comme étant comparables aux émissions naturelles d'aujourd'hui, de sorte que l'étude des carottes de glace permet aux chercheurs de mesurer très précisément ces niveaux, indépendamment de leurs homologues anthropiques.

"Revenir avant toute activité anthropique - avant la révolution industrielle - simplifie le tableau et nous permet d'estimer très précisément les sources géologiques naturelles", explique M. Petrenko.

Les niveaux de méthane géologique naturel mesurés par l'équipe de recherche étaient de trois à quatre fois inférieurs aux chiffres précédemment estimés. Si les émissions géologiques naturelles du méthane sont plus faibles que prévu, les émissions anthropiques de méthane fossile doivent être plus élevées que prévu - les estimations de Petrenko d'au moins 25.

L'étude suggère également que le risque de libération de méthane par les anciens réservoirs de carbone naturels est inférieur à ce que l'on pensait auparavant. Les scientifiques ont soulevé la possibilité que le réchauffement climatique pourrait libérer du méthane provenant de très grands réservoirs de carbone anciens tels que le pergélisol et les hydrates de gaz - des formes de méthane semblables à de la glace dans les sédiments au fond de l'océan. Ceux-ci deviennent moins stables à mesure que les températures augmentent.

Si le changement climatique dû à la combustion de combustibles fossiles devait déclencher de grandes émissions de méthane dans l'atmosphère à partir de ces anciens réservoirs de carbone, cela conduirait à un réchauffement encore plus important.

"Les anciens échantillons d'air révèlent que ces types de scénarios concernant les émissions naturelles de méthane ne sont pas aussi importants à prendre en compte pour la planification future", dit Petrenko.

"En revanche, les émissions anthropiques de combustibles fossiles semblent être encore plus importantes que nous ne le pensions auparavant, donc réduire ces niveaux a plus de poids pour atténuer le réchauffement climatique", dit-il.

La National Science Foundation a soutenu la recherche.

La source: Université de Rochester

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