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Paris, 17 avril 2008

L'humidité des continents, chef d'orchestre naturel du méthane dans l'atmosphère

Des chercheurs du Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement(1) ainsi que d'autres chercheurs du programme de forage européen EPICA(2), viennent d'identifier les principales raisons du doublement des teneurs en méthane entre -18 000 ans (dernier maximum glaciaire) et -11 500 ans (période "chaude" actuelle). En cause, l'extension des zones humides continentales, tels les marécages en milieu boréal dont les émissions de méthane étaient quasiment nulles durant le maximum glaciaire. Plus étonnant, les émissions de méthane associées aux feux de végétation seraient restées constantes lors de cette transition climatique majeure. Publiés dans la revue Nature le 17 avril 2008, ces résultats permettent de mieux cerner les mécanismes pouvant amplifier dans le futur les émissions naturelles de méthane, un gaz à effet de serre hautement incriminé dans le réchauffement climatique.

Les carottes de glace constituent la seule archive disponible pour reconstruire avec précision la composition de l’atmosphère dans le passé, notamment les teneurs en gaz à effet de serre comme le méthane. Il s'agit du second gaz à effet de serre d’origine humaine après le gaz carbonique. Les teneurs en méthane ont augmenté de plus de 150% au cours des dernières 200 années, en relation avec les émissions anthropiques (agriculture, exploitation du gaz naturel, …).

S'appuyant sur l'analyse de deux forages profonds réalisés en Antarctique, certains scientifiques impliqués dans le consortium européen EPICA ont cherché à mieux comprendre les variations naturelles du méthane atmosphérique dans le temps. C'est en analysant les gaz piégés dans les carottes de glace que ces spécialistes ont obtenu la toute première évolution détaillée du rapport isotopique carbone13/carbone12 du carbone constituant la molécule de méthane (noté δ13CH4), ce durant l'ensemble de la dernière transition climatique qui a eu lieu entre -18 000 (période glaciaire) et -11 500 (début de l'Holocène(3)). Ce nouveau signal apporte des informations complémentaires permettant d’expliquer l’origine de la variabilité naturelle du méthane.

Les chercheurs disposent ainsi d’un jeu de quatre données uniques sur ce gaz : l’évolution de la concentration atmosphérique en méthane et la différence de concentration existant entre les deux pôles (mesures au Groenland et en Antarctique) - deux résultats obtenus par l'équipe que pilote Jérôme Chappellaz, directeur de recherche CNRS et directeur adjoint du LGGE -, le rapport isotopique Deutérium/Hydrogène du méthane et, désormais, le rapport δ13CH4.

En combinant ces éléments avec un modèle simple de l’atmosphère, les chercheurs sont parvenus à identifier les processus responsables du doublement de la concentration en méthane atmosphérique lors de la dernière transition glaciaire-interglaciaire. Première conclusion, près de la moitié de cette augmentation résulte d’un accroissement substantiel des émissions de méthane à partir des régions marécageuses tropicales. De plus, leurs analyses mettent en évidence que les émissions de méthane, cette fois à partir des marécages et des tourbières boréales (hautes latitudes de l’hémisphère nord), étaient quasi inexistantes en conditions glaciaires. Celles-ci ont commencé à peser seulement au cours de la transition climatique. Enfin, de manière surprenante, les feux de végétation, responsables aujourd'hui d’environ 20% des émissions naturelles de méthane, n’ont pas produit, lors de ce changement majeur, de variations significatives des teneurs en méthane dans l'atmosphère.

De prime importance, ces résultats soulignent le rôle des zones marécageuses continentales en tant que sources de méthane, aussi bien en milieu tropical qu’en milieu boréal.

Methane1

© CNRS Photothèque / AUGUSTIN Laurent (ces visuels sont disponibles auprès de la photothèque du CNRS, phototheque@cnrs-bellevue.fr)

Carotte glaciaire à la sortie de la tige de forage, extraite à Dôme C, dans le cadre du programme EPICA (Projet de forage européen des glaces en Antarctique).




Methane2

© CNRS Photothèque/IPEV / FRENOT Yves

Carothèque de la station franco-italienne Concordia, Dôme C (Antarctique).





Notes :

1) LGGE-OSUG, CNRS / Université Joseph Fourier.
2) Coordonné par la Fondation européenne pour la science (ESF), le projet EPICA ou "European Project for Ice Coring in Antarctica" a obtenu le soutien financier des 10 pays européens participants, dont la France (EPICA est notamment soutenu par différents programmes de l'Institut polaire français Paul-Emile Victor et de l'INSU-CNRS, par le CEA et par un projet ANR), ainsi que de l'Union européenne.
3) Période chaude qui a coïncidé avec la sédentarisation humaine.

Références :

Changing boreal methane sources and constant biomass burning during the last termination. Hubertus Fischer, Melanie Behrens, Michael Bock, Ulrike Richter, Jochen Schmitt, Laetitia Loulergue, Jerome Chappellaz, Renato Spahni, Thomas Blunier, Markus Leuenberger & Thomas F. Stocker. Nature. 17 avril 2008.

Contacts :

Chercheur
Jérôme Chappellaz
T 04 76 82 42 64
jerome@lgge.obs.ujf-grenoble.fr

Presse
Priscilla Dacher
T 01 44 96 46 06
priscilla.dacher@cnrs-dir.fr

Communication INSU/CNRS
Dominique Armand
T 01 44 96 43 68
dominique.armand@cnrs-dir.fr


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