Traquer le méthane dans l’Arctique, le défi de scientifiques
Un texte de Chloé Dioré de Périgny
Le dégel du pergélisol est souvent qualifié de bombe à retardement climatique, car il libère du méthane, un puissant gaz à effet de serre. Pour comprendre l’ampleur du phénomène, encore faudrait-il pouvoir quantifier précisément ces émissions dans l’Arctique.
Dans une étude publiée dans la revue Climate and Atmospheric Science, des chercheurs de l’Institut Max-Planck de biogéochimie, à Iéna, en Allemagne, expliquent que, depuis plusieurs décennies, la quantité de méthane dans l’atmosphère augmente à un rythme accéléré. Cette hausse est particulièrement marquée depuis 2007, précise Luana Basso, l’autrice principale de l’étude.
Le problème, c’est que les chercheurs en ignorent les causes exactes. Cette croissance est-elle uniquement liée aux émissions humaines, dites anthropiques? Ou observons-nous déjà une boucle de rétroaction positive – où le dérèglement climatique cause des émissions, qui à leur tour, accélèrent le réchauffement?
La région Arctique, qui s’est réchauffée à un rythme près de quatre fois supérieur à la moyenne mondiale ces dernières décennies, est particulièrement préoccupante.
Sous l’effet du réchauffement planétaire, le pergélisol dégèle, ce qui libère de la matière organique autrefois prisonnière des glaces et crée des milieux humides, en saturant le sol en eau. Dans cet environnement, la décomposition de la matière organique relâche du méthane. Même si sa durée de vie est courte dans l’atmosphère (environ 12 ans), ce gaz à effet de serre a un pouvoir réchauffant beaucoup plus puissant que le CO2.
Estimer ces émissions de méthane reste toutefois un défi, les données (tant spatiale que temporelles) étant limitées en Arctique et le territoire, très hétérogène, précise l’étude.
La question des émissions dans l’Arctique reste en suspens, car il existe différentes méthodes pour estimer ces émissions et ces estimations sont assez incertaines. […] Certaines études indiquent que, oui, les émissions augmentent dans cette région, tandis que d’autres affirment que non, explique Luana Basso.
Approche différente
Les modèles souvent utilisés pour estimer ces émissions se basent sur des mesures faites directement sur le terrain, puis extrapolées à l’échelle du territoire, expliquent les chercheurs dans l’étude. Or, ces modèles, appelés ascendants (bottom-up), ont tendance à surévaluer les estimations des émissions de méthane, d’après eux.
Pour être plus précis, Luana Basso et son équipe se sont basés sur le modèle inverse, dit descendant (top-down) : ils se sont basés sur des mesures de concentrations de méthane de l’atmosphère qu’ils ont ensuite reliées aux émissions de surface, grâce à un modèle de transport des masses d’air. Des données de 154 stations d’observation à travers le monde ont été utilisées, dont 33 en Arctique, récoltées entre 2010 et 2021.
Résultat : la région arctique boréale libère en moyenne 45,4 millions de tonnes de méthane par an, ce qui représente environ 7 % des émissions de méthane mondiales. Les chercheurs n’ont toutefois pas identifié de tendance significative à la hausse sur la période étudiée, à l’exception de l’ouest de la Russie, l’une des six régions étudiées.
Bien que l’équipe ait réussi à réduire de près de 70 % les incertitudes des estimations avec cette méthode, Luana Basso précise que le calcul d’une moyenne sur un territoire aussi immense a tendance à « lisser » les résultats. Il existe également d’immenses zones blanches géographiques, qui demeurent dépourvues de données, comme dans l’est de la Russie, qui ne dispose que de deux stations d’observation.
Il y a une immense zone dans l’Arctique où nous n’avons pas de mesures, affirme Luana Basso, autrice principale de l’étude. Et il se pourrait que nous ne captions tout simplement pas le signal.
Une « boîte noire »
Fabrice Calmels, titulaire de la Chaire de recherche sur le pergélisol et les géosciences à l’Université du Yukon, déplore quant à lui l’absence d’experts de son domaine au sein de l’équipe de recherche, ce qui limite, selon lui, la compréhension du phénomène.
Dans l’étude, le pergélisol est traité comme une boîte noire uniforme, explique-t-il, ne faisant pas la distinction entre un dégel abrupt ou graduel, ou encore la formation de lacs thermokarstiques, qui peuvent radicalement modifier la production de méthane.
La résolution spatiale est également trop grossière pour prendre en compte la réalité hétérogène et variable du pergélisol, estime-t-il.
Le pergélisol peut changer radicalement en l’espace de parfois quelques mètres, quelques kilomètres, explique Fabrice Calmels, titulaire de la Chaire de recherche sur le pergélisol et les géosciences à l’Université du Yukon.
Malgré ces limites, l’étude met en évidence un autre phénomène qu’il estime novateur : l’influence du manteau neigeux. Une épaisse couche de neige peut agir comme un isolant pendant l’hiver et, au printemps, créer un milieu humide en gorgeant le sol d’eau, ce qui favorise l’activité bactérienne et la formation du méthane, explique Fabrice Calmels.
Luana Basso reconnaît elle aussi les limites du modèle liées à l’intégration de variations locales, et insiste sur l’urgence de multiplier les observations sur le terrain pour mieux comprendre le phénomène et guider les décisions publiques.
S’il y a déjà une boucle de rétroaction positive provenant des émissions naturelles, comme les milieux humides, alors nous devons être un peu plus conscients, car la simple réduction des émissions anthropiques de méthane pourrait ne pas suffire, conclut-elle.
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