Le méthane, ce gaz à effet de serre insidieux des glaciers groenlandais

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En 2015, le chercheur québécois Guillaume Lamarche-Gagnon a voulu vérifier si la fonte des glaces au Groenland provoquait la libération de méthane dans l’atmosphère. Ici, il utilise un capteur de méthane dans la rivière proglaciaire située à l’embouchure du glacier Leverett, dans le sud-ouest du Groenland. (Marie Bulínová/Courtoisie de Guillaume Lamarche-Gagnon)
Une équipe de chercheurs européens et canadiens a mesuré en continu la concentration de méthane dans une rivière sous-glaciaire du sud-ouest du Groenland. Leur objectif : confirmer qu’avec la fonte des glaces, des micro-organismes de plusieurs milliers d’années cheminent dans les eaux sous-glaciaires et libèrent ce gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Leur analyse de ce processus, peu étudié jusqu’à maintenant par la communauté scientifique, a été publiée mercredi dans la revue Nature.

« Durant la saison de fonte [des glaces], donc au printemps et en été, la plupart de l’eau de fonte de surface se rend sous la glace par des crevasses ou des trous que l’on appelle des “moulins”, explique le candidat au doctorat à l’université britannique de Bristol et auteur principal de l’étude, Guillaume Lamarche-Gagnon. Cette eau de fonte entre en contact avec l’eau sous-glaciaire, se mélange avec des sédiments [qui sont gorgés] de méthane et est expulsée dans des rivières ou des océans. »

En réalité, ce sont des microbes qui, en l’absence d’oxygène dans ces milieux isolés, produisent du méthane, indique le chercheur. « La plupart des micro-organismes étaient présents avant l’apparition de la calotte [glaciaire], affirme-t-il, joint par téléphone. On parle de centaines de milliers d’années, ou de millions d’années par exemple. »

Le groupe de chercheurs européens et canadiens souhaitait valider la présence de méthane contenue dans les glaces groenlandaises pour mieux comprendre comment et à quelle fréquence ce gaz était libéré dans l’atmosphère. « Jusqu’à très récemment, il n’y avait pas beaucoup de données [qui vérifiaient] si ce processus existait ou pas; c’était surtout théorique », souligne le chercheur québécois Guillaume Lamarche-Gagnon.

Les chercheurs ont procédé à une injection de colorant à la rhodamine pour mesurer le débit d’eau de la rivière proglaciaire située à l’embouchure du glacier Leverett, dans le sud-ouest du Groenland. (Jakub D. Zarsky/Courtoisie de Guillaume Lamarche-Gagnon)

Récemment, deux autres études menées respectivement en Islande et au Groenland par des chercheurs de l’Université Lancaster, au Royaume-Uni, et de l’Université de Copenhague, au Danemark, ont aussi conclu que la fonte des glaces entraînait l’expulsion de méthane dans l’atmosphère.

La calotte glaciaire, jusqu’à présent sous-estimée

La professeure au département des sciences de la Terre de l’Université de Toronto et coauteure de l’étude, Barbara Sherwood Lollar, a procédé aux analyses isotopiques du méthane lors de l’étude.

Selon elle, la communauté scientifique internationale s’est surtout penchée sur l’impact du dégel du pergélisol, en sous-estimant le rôle que jouent les glaciers arctiques et antarctiques. « Ce que cette étude montre, c’est que les calottes glaciaires peuvent être une source importante de méthane », soutient-elle.

Tous les étés, la calotte glaciaire groenlandaise rejette plus de 400 km3 d’eau de fonte dans les océans environnants, ce qui équivaut à la superficie du fleuve Mississippi, dans le sud des États-Unis.

« Sous la couche de glace, il existe une microbiologie active qui convertit la matière organique présente dans les sédiments et à la base de la couche de glace en méthane. »

Barbara Sherwood Lollar, professeure au département des sciences de la Terre de l’Université de Toronto et coauteure de l’étude

En 2015, plus particulièrement entre le début de mai et la fin de septembre, les chercheurs ont noté que plus de six tonnes de méthane microbien avaient été expulsées vers leur site de mesure. De ce nombre, deux à trois tonnes de méthane se seraient libérées dans l’atmosphère.

Pour parvenir à ces estimations, Guillaume Lamarche-Gagnon a prélevé une centaine de fioles d’eau à l’embouchure du glacier Leverett, qui abrite un bassin versant d’environ 600 km2 dans le sud-ouest du Groenland. L’équipe y a aussi déployé une sonde alimentée en continu par une génératrice et des panneaux solaires.

Entre le printemps et l’été 2015, le chercheur Guillaume Lamarche-Gagnon a prélevé plusieurs échantillons d’eau de fonte dans le bassin versant à l’embouchure du glacier Leverett, dans le sud-ouest du Groenland, pour y mesurer une éventuelle présence de méthane. (Marie Bulínová/Courtoisie de Guillaume Lamarche-Gagnon)
Un point de départ

L’accélération de la fonte des glaces entraîne-t-elle nécessairement la libération d’une plus grande quantité de méthane? Des processus hydrologiques similaires à ceux qu’ont observés les chercheurs s’appliquent-ils aussi à d’autres régions du Groenland ou ailleurs dans l’Arctique? À ces questions, le chercheur répond qu’il est encore trop tôt pour dresser de nouvelles conclusions. « C’est une possibilité, répond le chercheur. Mais il y a aussi des incertitudes à mesure que la calotte [glaciaire] rétrécit. »

Selon l’étude, la quantité de matière organique contenue sous la glace et l’âge du glacier sont plusieurs facteurs qui influencent la libération de méthane dans l’atmosphère. « C’est pour ça qu’on ne peut pas dire que 100 % des glaciers émettent du méthane », précise Guillaume Lamarche-Gagnon.

« On vient de confirmer la théorie, mais il va falloir des données supplémentaires pour [formuler] des prévisions futures. »

Guillaume Lamarche-Gagnon, candidat au doctorat à l’Université de Bristol et premier auteur de l’étude

Selon Guillaume Lamarche-Gagnon, tout est prêt pour que la communauté scientifique s’intéresse maintenant à la quantité de méthane émise dans l’atmosphère. L’Arctique norvégien, l’Islande et l’Antarctique sont d’autres régions sur lesquelles des chercheurs auront à se pencher, croit-il.

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