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De vieux réservoirs de carbone peu susceptibles de provoquer des rejets massifs de gaz à effet de serre, selon une étude :

Le pergélisol dans le sol et les hydrates de méthane au fond de l’océan sont de grands réservoirs de carbone ancien. À mesure que les températures du sol et de l’océan augmentent, les réservoirs ont le potentiel de se dégrader, libérant d’énormes quantités de méthane puissant de gaz à effet de serre. Mais ce méthane arriverait-il réellement dans l’atmosphère?

Des chercheurs de l’Université de Rochester – dont Michael Dyonisius, un étudiant diplômé du laboratoire de Vasilii Petrenko, professeur de sciences de la terre et de l’environnement – et leurs collaborateurs ont étudié les émissions de méthane d’une période de l’histoire de la Terre en partie analogue au réchauffement de la Terre aujourd’hui. Leurs recherches, publiées dans Science, indiquent que même si le méthane est libéré de ces grandes réserves naturelles en réponse au réchauffement, très peu atteignent réellement l’atmosphère.

«L’un de nos points à retenir est que nous devons nous préoccuper davantage des émissions anthropiques – celles provenant des activités humaines – que des rétroactions naturelles», explique Dyonisius.

De vieux réservoirs de carbone peu susceptibles de provoquer des rejets massifs de gaz à effet de serre, selon une étude :

Que sont les hydrates de méthane et le pergélisol?

Lorsque les plantes meurent, elles se décomposent en matière organique à base de carbone dans le sol. Dans des conditions extrêmement froides, le carbone dans la matière organique gèle et se retrouve piégé au lieu d’être émis dans l’atmosphère. Cela forme du pergélisol, un sol qui a été gelé en permanence – même pendant l’été – pendant plus d’un an. Le pergélisol se trouve principalement sur terre, principalement en Sibérie, en Alaska et dans le nord du Canada.

En plus du carbone organique, il y a aussi une abondance de glace d’eau dans le pergélisol. Lorsque le pergélisol dégèle sous l’effet de la hausse des températures, la glace fond et le sol sous-jacent devient gorgé d’eau, ce qui contribue à créer des conditions de faible teneur en oxygène – l’environnement idéal pour que les microbes du sol consomment le carbone et produisent du méthane.

Les hydrates de méthane, d’autre part, se trouvent principalement dans les sédiments océaniques le long des marges continentales. Dans les hydrates de méthane, les cages de molécules d’eau emprisonnent les molécules de méthane à l’intérieur. Les hydrates de méthane ne peuvent se former que sous des pressions élevées et des températures basses, ils se trouvent donc principalement dans les profondeurs de l’océan. Si la température des océans augmente, la température des sédiments océaniques où se trouvent les hydrates de méthane augmentera également. Les hydrates se déstabiliseront ensuite, s’effondreront et libéreront le méthane.

“Si même une fraction de cela se déstabilise rapidement et que le méthane est transféré dans l’atmosphère, nous aurions un énorme impact à effet de serre parce que le méthane est un gaz à effet de serre si puissant”, dit Petrenko. “La préoccupation a vraiment à voir avec la libération d’une quantité vraiment massive de carbone de ces stocks dans l’atmosphère alors que le climat continue de se réchauffer.”

Collecte de données à partir de carottes de glace

Afin de déterminer la quantité de méthane provenant d’anciens gisements de carbone qui pourrait être libérée dans l’atmosphère dans des conditions de réchauffement, Dyonisius et ses collègues se sont tournés vers les modèles du passé de la Terre. Ils ont foré et collecté des carottes de glace sur le glacier Taylor en Antarctique. Les échantillons de carottes de glace agissent comme des capsules temporelles: ils contiennent de minuscules bulles d’air avec de petites quantités d’air ancien emprisonnées à l’intérieur. Les chercheurs utilisent une chambre de fusion pour extraire l’air ancien des bulles puis étudier sa composition chimique.

Les recherches de Dyonisius se sont concentrées sur la mesure de la composition de l’air depuis la dernière déglaciation de la Terre, il y a 8 000 à 15 000 ans.

“La période est un analogue partiel à aujourd’hui, lorsque la Terre est passée d’un état froid à un état plus chaud”, dit Dyonisius. “Mais lors de la dernière déglaciation, le changement était naturel. Maintenant, le changement est entraîné par l’activité humaine, et nous passons d’un état chaud à un état encore plus chaud.”

En analysant l’isotope carbone-14 du méthane dans les échantillons, le groupe a constaté que les émissions de méthane des anciens réservoirs de carbone étaient faibles. Ainsi, conclut Dyonisius, “la probabilité que ces anciens réservoirs de carbone se déstabilisent et créent un important retour de réchauffement positif de nos jours est également faible”.

Dyonisius et ses collaborateurs ont également conclu que le méthane libéré n’atteint pas l’atmosphère en grande quantité. Les chercheurs pensent que cela est dû à plusieurs «tampons» naturels.

Les tampons protègent contre la libération dans l’atmosphère

Dans le cas des hydrates de méthane, si le méthane est rejeté dans l’océan profond, la majeure partie de celui-ci est dissous et oxydé par les microbes océaniques avant qu’il n’atteigne jamais l’atmosphère. Si le méthane contenu dans le pergélisol se forme suffisamment profondément dans le sol, il peut être oxydé par des bactéries qui mangent le méthane, ou le carbone dans le pergélisol peut ne jamais se transformer en méthane et peut plutôt être libéré sous forme de dioxyde de carbone.

“Il semble que les tampons naturels en place garantissent qu’il n’y a pas beaucoup de méthane libéré”, a déclaré Petrenko.

Les données montrent également que les émissions de méthane des zones humides ont augmenté en réponse au changement climatique au cours de la dernière déglaciation, et il est probable que les émissions des zones humides augmenteront alors que le monde continue de se réchauffer aujourd’hui.

Même ainsi, dit Petrenko, “les émissions anthropiques de méthane sont actuellement plus importantes que les émissions des zones humides par un facteur d’environ deux, et nos données montrent que nous n’avons pas besoin d’être aussi préoccupés par les grandes émissions de méthane des grands réservoirs de carbone en réponse au réchauffement futur; nous devrions être plus préoccupés par le méthane libéré par les activités humaines. “

Cette étude a été financée par la US National Science Foundation et la David and Lucille Packard Foundation.