Une étude démontre pour la première fois l’existence d’un flux saisonnier de méthane émanant du dessous de la calotte groenlandaise. Le transport est assuré par un système de drainage sous-glaciaire qui débouche finalement sur des rivières en surface. Une partie du gaz dissous dans les eaux s’échappe alors vers l’atmosphère, tandis que l’autre est acheminée en direction de l’océan. Cette découverte a de fortes implications, car pour l’instant, le cycle du méthane est appréhendé sans tenir compte des inlandsis.
Un puissant gaz à effet de serre
Le méthane (CH4) est le deuxième principal gaz à effet de serre responsable du réchauffement climatique, derrière le dioxyde de carbone (CO2). Il explique environ 20 % de celui-ci. Sa concentration dans l’atmosphère est passée d’environ 750 ppb (partie par milliard) durant l’ère préindustrielle à près de 1850 ppb actuellement. Elle a donc plus que doublé.
Si l’on considère l’effet de serre global – aussi appelé naturel – et non plus son augmentation récente d’origine humaine, il s’agit du troisième gaz le plus important après la vapeur d’eau (H2O) et le CO2. Dans tous les cas, on devine qu’une bonne compréhension du cycle du méthane et des divers acteurs qui y participent est cruciale.
Or, pour l’instant, son estimation – basée sur les sources et les puits de CH4 – ne tient pas compte des calottes polaires (Groenland et Antarctique), essentiellement par manque de données observationnelles. Ce dernier point a récemment changé. En effet, dans une étude publiée le 2 janvier dernier dans la revue scientifique Nature, des chercheurs ont rendu publiques les premières mesures de terrain dédiées à ce problème.
Des mesures sans précédent
En analysant l’eau de fonte qui s’écoulait d’un bassin versant au sud-ouest de la calotte durant les mois de l’été 2015, l’équipe de scientifiques a constaté que l’inlandsis exportait d’importantes quantités de méthane. C’était la première fois qu’un tel phénomène était observé de façon continue.
Produit sous l’énorme masse de glace, le gaz est dissous dans les eaux qui jonchent le substrat sédimentaire. En période estivale, l’arrivée d’eau additionnelle liée à la fonte initie une sorte de vidange saisonnière. L’eau riche en méthane est ainsi diluée* et entraînée vers les marges de la calotte par un réseau hydrographique sous-glaciaire. En contact avec l’air, le gaz diffuse alors vers l’atmosphère et l’enrichit en CH4. La diffusivité est évaluée entre 4,4 et 28 millimoles par m² par jour. Seulement ~ 17 % du CH4 est oxydé en CO2 au cours de son trajet.
Une analyse isotopique montre que l’origine du méthane produit au niveau du socle continental sur lequel repose la masse de glace est de nature microbienne. Le sol riche en carbone et en micro-organismes, la présence d’eau liquide ainsi qu’une très faible teneur en dioxygène favorisent la production de CH4 via un processus de fermentation anaérobie.
« Nous savions que les microbes producteurs de méthane étaient probablement importants dans les environnements sous-glaciaires, mais leur importance et leur étendue réelles étaient discutables », indique Guillaume Lamarche-Gagnon, auteur principal de l’étude. « Nous voyons maintenant clairement que des micro-organismes actifs vivant sous des kilomètres de glace, non seulement survivent, mais ont probablement un impact sur d’autres parties du système terrestre », poursuit-il.
Des implications certaines
Sur le seul bassin versant étudié – couvrant environ 600 km² -, la quantité de méthane évacuée du milieu sous-glaciaire a été estimée à plus de 6 tonnes. Toutefois, tout ne diffuse pas dans l’air. Une partie est transportée vers l’océan par les rivières, sur lesquelles débouche le système de drainage mentionné plus haut.
Les résultats présentés mettent ainsi en évidence la nécessité de mieux évaluer la contribution des calottes polaires au cycle du méthane et à son évolution dans le contexte du changement climatique. L’étude précise en effet qu’une augmentation du taux de fonte pourrait conduire à une hausse de la quantité de méthane libérée dans l’atmosphère via ce processus.
* Elle reste toutefois sursaturée en CH4.
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