Givre proglaciaire formé dans le lit d’une rivière glaciaire pendant l’hiver arctique. Crédit : Gabrielle Kleber
Selon une étude parue dans Nature Geoscience, la diminution des glaciers arctiques met à jour des sources d’eau souterraine bouillonnantes qui libèrent de grandes quantités de méthane, un puissant gaz à effet de serre. À mesure que les glaciers reculent sous l’effet du réchauffement climatique, ces émissions devraient augmenter, ce qui risque d’exacerber le changement climatique. Cette nouvelle source de méthane, qui ne cesse de croître, n’était jusqu’à présent pas prise en compte dans les estimations du bilan de méthane.
- Avec le réchauffement de l’Arctique, le recul des glaciers met à jour des sources d’eau souterraines bouillonnantes qui pourraient constituer une source sous-estimée du puissant gaz à effet de serre qu’est le méthane, selon une nouvelle étude publiée aujourd’hui (6 juillet) dans Nature Geoscience.
- L’étude, menée par des chercheurs de l’université de Cambridge et du centre universitaire de Svalbard, en Norvège, a identifié d’importants stocks de méthane s’échappant des sources d’eau souterraine dévoilées par la fonte des glaciers.
- Les recherches suggèrent que ces émissions de méthane augmenteront probablement à mesure que les glaciers de l’Arctique reculeront et que davantage de sources seront mises à nu. Ce phénomène, ainsi que d’autres émissions de méthane provenant de la fonte des glaces et des sols gelés de l’Arctique, pourraient exacerber le réchauffement climatique.
« Ces sources constituent une source considérable, et potentiellement croissante, d’émissions de méthane – une source qui était jusqu’à présent absente de nos estimations du bilan mondial du méthane », a déclaré Gabrielle Kleber, auteur principal de l’étude et membre du département des sciences de la terre de Cambridge.
Les scientifiques craignent que les émissions supplémentaires de méthane libérées par le dégel de l’Arctique n’accélèrent le réchauffement climatique induit par l’homme. Les sources étudiées par les chercheurs n’avaient pas été reconnues auparavant comme une source potentielle d’émissions de méthane.
Kleber a passé près de trois ans à surveiller la chimie de l’eau de plus d’une centaine de sources du Svalbard, où les températures de l’air augmentent deux fois plus vite que la moyenne de l’Arctique. Elle compare le Svalbard au canari dans la mine de charbon du réchauffement climatique : « Comme il se réchauffe plus vite que le reste de l’Arctique, nous pouvons avoir un aperçu des émissions de méthane qui pourraient se produire à plus grande échelle dans cette région. »
Grotte glaciaire au Svalbard, Norvège, formée par de grands volumes d’eau de fonte glaciaire qui s’y écoulent pendant l’été. En hiver, une vaste glace proglaciaire se forme à son embouchure et s’étend sur toute la plaine d’inondation devant le glacier, visible à travers l’ouverture de la grotte sur la photo. Crédit photo : Gabrielle Kleber
Le professeur Andrew Hodson, coauteur de l’étude au Centre universitaire du Svalbard, a déclaré : « Vivre au Svalbard, c’est se retrouver en première ligne du changement climatique dans l’Arctique. Il n’y a rien de plus frappant que de voir un dégazage de méthane à l’avant-plan immédiat d’un glacier en recul ».
Auparavant, les recherches étaient axées sur les émissions de méthane provenant du dégel du pergélisol (sol gelé). « Bien que l’accent soit souvent mis sur le pergélisol, cette nouvelle découverte nous indique qu’il existe d’autres voies d’émission de méthane qui pourraient être encore plus importantes dans le budget mondial du méthane », a déclaré le co-auteur de l’étude, le professeur Alexandra Turchyn, également du département des sciences de la terre de Cambridge.
Hodson a ajouté : « Jusqu’à ce que ces travaux soient menés, nous ne comprenions pas la source et les voies d’émission de ce gaz, car nous lisions des études portant sur des régions de l’Arctique complètement différentes, où les glaciers sont absents. »
Grotte de glacier au Svalbard, Norvège. Crédit : Gabrielle Kleber
Les sources de méthane qu’ils ont identifiées sont alimentées par un système de plomberie caché sous la plupart des glaciers, qui puise dans d’importantes réserves d’eau souterraine dans les sédiments sous-jacents et la roche mère environnante. Lorsque les glaciers fondent et se retirent, des sources apparaissent là où ce réseau d’eau souterraine remonte à la surface.
Les chercheurs ont constaté que les émissions de méthane provenant des sources d’eau souterraine glaciaire du Svalbard pouvaient dépasser 2 000 tonnes sur une année, ce qui équivaut à environ 10 % des émissions de méthane produites par l’industrie pétrolière et gazière norvégienne chaque année.
Cette source de méthane deviendra probablement plus importante à mesure que d’autres sources seront exposées, a déclaré Kleber. « Si le réchauffement climatique se poursuit sans être maîtrisé, les émissions de méthane provenant des sources d’eau souterraine glaciaire deviendront probablement plus importantes. »
Les sources d’eau souterraine glaciaire ne sont pas toujours faciles à reconnaître, c’est pourquoi Kleber a entraîné son œil à les repérer sur les images satellite. En zoomant sur les zones de terre exposées par le retrait de 78 glaciers au Svalbard, Mme Kleber a cherché des gouttes de glace bleues révélatrices où l’eau souterraine s’est infiltrée à la surface et a gelé. Elle s’est ensuite rendue sur chacun de ces sites en motoneige pour prélever des échantillons d’eau souterraine aux endroits où la glace s’était boursouflée sous l’effet de l’eau sous pression et de l’accumulation de gaz.
Lorsque Kleber et son équipe ont établi le profil chimique de l’eau alimentant ces sources, ils ont constaté que tous les sites étudiés, sauf un, présentaient une forte concentration de méthane dissous, ce qui signifie que, lorsque l’eau de la source atteint la surface, il y a beaucoup de méthane en excès qui peut s’échapper dans l’atmosphère.
Les chercheurs ont également identifié des points chauds localisés d’émissions de méthane, qui étaient étroitement liés au type de roche d’où émergent les eaux souterraines. Certaines roches comme le schiste et le charbon contiennent des gaz naturels, dont le méthane, produits par la décomposition de la matière organique lors de la formation des roches. Ce méthane peut remonter par les fractures de la roche et s’infiltrer dans les eaux souterraines.
« Au Svalbard, nous commençons à comprendre les rétroactions complexes et en cascade déclenchées par la fonte des glaciers. Il est probable qu’il existe d’autres résultats de ce type que nous n’avons pas encore découverts », a déclaré M. Kleber.
« La quantité de méthane qui s’échappe des sources que nous avons mesurées est probablement insignifiante par rapport au volume total de gaz piégé qui se trouve sous ces glaciers et qui attend de s’échapper », a déclaré M. Hodson. « Cela signifie qu’il est urgent d’établir le risque d’une augmentation soudaine des fuites de méthane, car les glaciers ne feront que continuer à reculer alors que nous nous efforçons de freiner le changement climatique. »
Référence : « Groundwater springs formed during glacial retreat are a large source of methane in the high Arctic » par Gabrielle E. Kleber, Andrew J. Hodson, Leonard Magerl, Erik Schytt Mannerfelt, Harold J. Bradbury, Yizhu Zhu, Mark Trimmer et Alexandra V. Turchyn, 6 juillet 2023, Nature Geoscience.
DOI: 10.1038/s41561-023-01210-6