Un chercheur de l'Université de Copenhague a découvert des niveaux étonnamment élevés de méthane dans l'eau de fonte de trois glaciers canadiens, remettant en question les croyances existantes sur les émissions de méthane des glaciers. Ces résultats suggèrent que la production de méthane sous les glaciers est plus répandue qu’on ne le pensait, soulevant d’importantes questions sur le cycle du carbone dans les régions glaciaires et leur impact sur le changement climatique. Crédit : Sarah Elise Sapper
Le réchauffement climatique libère des réserves de méthane dont l’ampleur reste incertaine. Un jeune chercheur de l'Université de Copenhague a découvert des quantités importantes de ce puissant gaz à effet de serre dans l'eau de fonte de trois glaciers de montagne canadiens, auparavant considérés comme des zones exemptes de méthane. Cette découverte introduit de nouvelles incertitudes dans notre connaissance des émissions de méthane des zones couvertes de glaciers du monde.
Les pales du rotor de l'hélicoptère tournent pendant que son pilote habile exécute des acrobaties aériennes entre les flancs escarpés des montagnes du Yukon où l'étudiante au doctorat Sarah Elise Sapper mène sa première expédition sur le terrain au cœur des montagnes du nord-ouest du Canada. Depuis les hublots de l'hélicoptère, ses yeux tombent sur le bord déchiqueté du Donjek glacier : l'eau de fonte tourbillonne sous la glace comme un tourbillon.
Peu de temps après l'atterrissage, il devient évident que Sarah est tombée sur une découverte inhabituelle dès la première tentative. Quelques secondes après avoir démarré son analyseur de méthane portable, il apparaît clairement que l'air est enrichi en méthane et le coupable est rapidement trouvé. En collectant un échantillon d’eau de fonte, elle mesure des concentrations de méthane qui dépassent de loin les attentes.
« Nous nous attendions à trouver de faibles valeurs dans l’eau de fonte, car on pense que les émissions de méthane des glaciers nécessitent des masses de glace plus importantes, telles que de vastes calottes glaciaires. Mais le résultat fut tout le contraire. Nous avons mesuré des concentrations jusqu'à 250 fois supérieures à celles de notre atmosphère », explique Sarah Elise Sapper du Département de géosciences et de gestion des ressources naturelles de l'Université de Copenhague.
L'équipe de terrain a décollé et a continué vers deux autres glaciers de montagne, Kluane et Poussiéreux. Et après avoir mesuré le méthane présent dans l’eau de fonte de chacun de ces deux glaciers, la découverte préliminaire s’est avérée être plus qu’une anomalie. Ici aussi, les mesures ont montré des concentrations élevées de méthane. Quelque part sous la glace se trouvent des sources de gaz jusqu’alors inconnues.
Démontre la possibilité d’émissions généralisées de méthane
« Cette découverte est surprenante et soulève plusieurs questions importantes dans ce domaine de recherche », déclare le professeur agrégé Jesper Riis Christiansen du Département de géosciences et de gestion des ressources naturelles.
Christiansen, co-auteur de l'article de recherche, estime que cette découverte démontre la possibilité que du méthane soit présent sous de nombreux glaciers du monde, ceux qui ont jusqu'à présent été radiés.
« Lorsque nous constatons soudainement que même les glaciers de montagne, qui sont petits par rapport à une calotte glaciaire, sont capables de former et d'émettre du méthane, cela élargit notre compréhension de base du cycle du carbone dans les environnements extrêmes de la planète. La formation et la libération de méthane sous la glace sont plus vastes et bien plus répandues que nous le pensions », dit-il.
Sarah Elise Sapper a ordonné au pilote de l'hélicoptère d'atterrir près du bord du glacier pour mesurer le méthane dans les tourbillons d'eau de fonte qui s'écoulent. Crédit : Sarah Elise Sapper
Jusqu’à présent, l’opinion dominante était que le méthane présent dans l’eau de fonte ne pouvait être trouvé que dans des environnements sans oxygène, sous de grandes masses de glace comme la calotte glaciaire du Groenland.
Les chercheurs supposent que la production de méthane est biologique et se produit lorsqu’une source de carbone organique – par exemple des dépôts provenant d’organismes marins préhistoriques, des sols, de la tourbe ou des forêts – est décomposée par des micro-organismes en l’absence d’oxygène, comme c’est le cas des zones humides. Il est donc surprenant que les glaciers de montagne émettent du méthane.
« L’eau de fonte de la surface des glaciers est riche en oxygène lorsqu’elle se dirige vers le fond de la glace. Nous avons donc trouvé assez surprenant que tout cet oxygène soit consommé quelque part en cours de route, de sorte que des environnements sans oxygène se forment sous ces glaciers de montagne. Et ce qui est encore plus surprenant, c'est qu'il arrive à un tel degré que les microbes se mettent à produire du méthane et que l'on puisse observer ces fortes concentrations de méthane dans l'eau qui s'écoule au bord des glaciers » déclare Sarah Elise Sapper.
« Les découvertes de Sarah modifient notre compréhension fondamentale et nous renvoient à la planche à dessin en ce qui concerne certains des mécanismes clés en jeu », ajoute Jesper Riis Christiansen.
Un rôle incertain pour le climat du futur
Selon les chercheurs, les résultats obtenus au Canada ne suscitent pas immédiatement d'inquiétudes accrues quant à leurs effets sur le changement climatique. Toutefois, cette conclusion pourrait être temporaire.
« Le méthane joue un rôle majeur dans le réchauffement de notre planète. Le défi avec le méthane est qu’il s’agit d’un gaz à effet de serre extrêmement puissant et que l’augmentation des émissions accélérera le réchauffement climatique. D’un point de vue global, nous pouvons mesurer la quantité émise dans l’atmosphère et, en gros, d’où vient le méthane, en utilisant les isotopes présents dans le méthane atmosphérique. Et pour l'instant, la contribution du méthane provenant des régions couvertes de glace de notre planète, y compris les calottes glaciaires et les glaciers, n'augmente pas », explique Jesper Riis Christiansen.
Il souligne cependant que les mesures ne permettent pas de distinguer le méthane provenant des régions glaciaires du méthane provenant des zones humides. Les chiffres pourraient donc être trompeurs. Et l’effet de la fonte reste inconnu.
Jesper Riis Christiansen estime que ces résultats exigent de la vigilance.
« Les trois sites mesurés par Sarah ont été sélectionnés au hasard en raison de la disponibilité d'une station de recherche et d'un hélicoptère, mais du méthane a été trouvé dans les trois. En soi, c’est une bonne raison pour mieux comprendre la région. Il y a trop de choses que nous ignorons, et la fonte des glaciers révèle des environnements inconnus restés cachés pendant des milliers d'années. En réalité, personne ne sait comment se comporteront les émissions », explique Jesper Riis Christiansen.
Il espère qu'une meilleure compréhension du comportement du méthane sous les glaciers aidera également les chercheurs à mieux comprendre les mécanismes en jeu lorsque les zones humides libèrent du méthane, et contribuera ainsi au développement de solutions pour éliminer le méthane de l'atmosphère par oxydation – par exemple, grâce à l'utilisation de certains types de sols.
