De nouvelles études suggèrent que le réchauffement climatique augmente les rejets naturels de méthane, ce qui pourrait compromettre les efforts visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre provenant des combustibles fossiles et de l’agriculture.
L'engagement pris en 2021 par plus de 100 pays de réduire de 30 % les émissions de méthane d'origine anthropique d'ici 2030 pourrait ne pas ralentir le réchauffement climatique autant que prévu, car de nouvelles recherches montrent que les rétroactions du système climatique augmentent les émissions de méthane d'origine naturelle, en particulier les zones humides tropicales.
L’Arctique est un nouveau foyer de problèmes, où les scientifiques ont récemment découvert des émissions de méthane d’une ampleur inattendue en hiver. À l’échelle mondiale, l’augmentation de la vapeur d’eau causée par le réchauffement climatique ralentit la vitesse à laquelle le méthane se décompose dans l’atmosphère. Si ces rétroactions s’intensifient, les scientifiques estiment qu’elles pourraient dépasser les efforts visant à réduire les émissions de méthane provenant des combustibles fossiles et d’autres sources humaines.
Le méthane retient environ 80 fois plus de chaleur que le dioxyde de carbone sur une période de 20 ans et les scientifiques estiment qu'il est responsable de 20 à 30 % du réchauffement climatique depuis le début de l'ère industrielle, lorsque la concentration de méthane atmosphérique était d'environ 0,7 partie par million. Depuis lors, la concentration a augmenté en zigzag, atteignant un pic avec le premier boom du gaz fossile dans les années 1980, puis se stabilisant légèrement avant une énorme poussée au début des années 2000. La quantité de méthane dans l'atmosphère a atteint environ 1,9 ppm en 2023, soit près de trois fois le niveau préindustriel.
Environ 60 % des émissions de méthane proviennent de l’utilisation de combustibles fossiles, de l’agriculture, des décharges et des déchets, le reste provenant de la végétation en décomposition dans les zones humides des tropiques et de l’hémisphère nord. Dans un article publié le 30 juillet dans Frontiers in Science, une équipe internationale de chercheurs a écrit que « des réductions rapides des émissions de méthane au cours de cette décennie sont essentielles pour ralentir le réchauffement dans un avenir proche… et maintenir à portée de main les budgets carbone à faible réchauffement ».
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Les scientifiques ont découvert que la hausse soudaine des émissions de méthane au début des années 2000 est probablement due principalement à la réponse des zones humides au réchauffement, avec des contributions supplémentaires provenant de l'utilisation des combustibles fossiles, « ce qui implique que les émissions anthropiques doivent diminuer plus que prévu pour atteindre un objectif de réchauffement donné ».
L’augmentation des précipitations, un impact bien documenté du réchauffement climatique, rend les zones humides plus grandes et plus humides, et un monde plus chaud favorise une croissance accrue des plantes, ce qui signifie davantage de matières en décomposition qui émettent du méthane.
L'augmentation des émissions de méthane provenant de sources naturelles devrait inciter à redoubler d'efforts pour réduire les émissions partout où cela est possible, y compris celles provenant de l'utilisation des combustibles fossiles et de l'agriculture, a déclaré l'auteur principal Drew Shindell, un scientifique de la Terre à la Nicholas School of the Environment de l'Université Duke.
Des mesures récentes effectuées par un avion spécialement équipé montrent que les émissions de méthane provenant des opérations pétrolières et gazières aux États-Unis sont plus de quatre fois supérieures aux estimations de l’EPA et huit fois supérieures aux objectifs de l’industrie fossile. La lutte contre les émissions de méthane provenant de sources anthropiques est un élément crucial de l’équation de l’action climatique, a déclaré Shindell.
« Si nous réduisons ces émissions, nous observerons une forte diminution des concentrations atmosphériques », a-t-il déclaré. « Mais il est peu probable que nous réduisions les émissions provenant notamment de l'agriculture à court terme, et peut-être même à long terme. »
L’étude a réaffirmé que des réductions rapides des émissions de méthane sont « essentielles pour ralentir le réchauffement dans un avenir proche, limiter le dépassement d’ici le milieu du siècle et maintenir à portée de main les budgets carbone à faible réchauffement ». Les chercheurs ont noté que les coûts de réduction des émissions de méthane sont faibles par rapport à de nombreuses autres mesures d’atténuation du changement climatique, et que « des réglementations juridiquement contraignantes et une tarification généralisée sont nécessaires » pour encourager les réductions drastiques qui sont nécessaires.
Une étude révèle de nouvelles sources de méthane provenant du pergélisol sec
Les scientifiques déterminent la source du méthane en examinant ses isotopes de carbone, et depuis 2007, ces évaluations montrent que le signal du méthane produit à partir de sources biologiques « est devenu beaucoup plus fort », a déclaré Euan Nisbet, un scientifique de l'atmosphère et expert en méthane à l'Université de Cambridge qui n'a pas participé au nouveau document.
« Il y a deux explications possibles, toutes deux probablement correctes », a-t-il déclaré. « La première est qu’il y a beaucoup plus de vaches qui s’envolent. Mais l’autre est que les zones humides naturelles se réactivent. Cela se produit d’abord sous les tropiques, puis le pergélisol fond au Canada, et soudain, on voit toutes sortes de méthane s’échapper des marais canadiens et sibériens à mesure qu’ils s’humidifient. »
Même les régions froides et sèches de l'Arctique contribuent à la pollution au méthane qui réchauffe le climat plus qu'on ne le pensait auparavant, selon un article du 18 juillet dans Nature Communications qui a examiné les zones de pergélisol sec appelées Yedoma Taliks des hautes terres, trouvées principalement dans le nord de la Sibérie, où le dégel du pergélisol accélérera probablement la production de méthane à mesure que les microbes décomposent la matière organique.
« Les sols secs des hautes terres dominent spatialement la région de pergélisol de 17,8 millions de kilomètres carrés », ont écrit les chercheurs, décrivant des zones dominées par le limon et sursaturées en glace qui sont gelées depuis leur formation dans les régions de steppe-toundra de la Sibérie, de l'Alaska et du nord-ouest du Canada à la fin du Pléistocène, il y a environ 100 000 à 12 000 ans.
L'étude a révélé que les émissions annuelles de méthane provenant du dégel des taliks de Yedoma des hautes terres étaient, acre pour acre, presque trois fois supérieures à celles des émissions des zones humides du nord ; bien plus importantes que ce que prévoient actuellement les modèles climatiques, ont déclaré les auteurs de l'étude Nature.
Ces résultats sont préoccupants car les modèles de pergélisol existants ne font pas de distinction entre les types de sol et ne tiennent pas compte des émissions hivernales, écrivent les chercheurs. Le pergélisol mondial contient trois fois plus de carbone que ce qu'il y a actuellement dans l'atmosphère, dans une région qui se réchauffe trois à quatre fois plus vite que la moyenne mondiale.
Pour Nisbet, les découvertes récentes, ainsi que ses propres recherches, sont des signes avant-coureurs que les émissions de méthane pourraient atteindre le niveau de ce que les chercheurs en paléoclimat appellent les « terminaisons climatiques », qui, dans le passé géologique récent, ont marqué le passage de longues périodes glaciaires froides à des périodes interglaciaires plus chaudes.
Les transitions ont généralement duré des milliers d'années, avec un réchauffement lent au début, suivi d'un changement très rapide qui signale le début de la fonte des calottes glaciaires. Lors de la dernière fin de la période, il y a environ 15 000 ans, la température du Groenland a augmenté d'environ -12 °C en quelques décennies seulement.
« Dans ces phases, les niveaux de méthane augmentent très rapidement », a déclaré M. Nisbet. L’augmentation des émissions depuis le début des années 2000 constitue un parallèle inquiétant avec ces fins de climat, la trajectoire actuelle du méthane étant similaire à celle de la fin de la dernière période glaciaire, a-t-il déclaré.
Un changement climatique ?
D’autres signes indiquent que la Terre se trouve à un point de basculement, notamment l’augmentation inquiétante et rapide de la température moyenne annuelle de la Terre au cours de l’année écoulée, au cours de laquelle chaque mois a établi un nouveau record.
Dans un essai publié en mars dans Nature, Gavin Schmidt, directeur du Goddard Institute for Space Studies de la NASA à New York, a écrit que la poussée de chaleur inattendue de 2023 montre un « manque de connaissances » qui pourrait remettre en question la fiabilité de certains modèles climatiques.
D’autres scientifiques de premier plan, dont Johan Rockström, directeur de l’Institut de recherche sur l’impact climatique de Potsdam, ont exprimé des inquiétudes similaires.
« La planète change plus vite que prévu », a-t-il déclaré lors d’une conférence TED en juillet. « Malgré des années d’alerte, nous constatons aujourd’hui que la planète se trouve dans une situation où nous avons sous-estimé les risques. Des changements brutaux se produisent d’une manière qui dépasse largement les attentes réalistes de la science. » Plus tard, il a écrit sur X : « Les points de basculement approchent à grands pas. »
Lors de la conférence sur le climat COP28 à Dubaï l’année dernière, Rockström faisait partie d’une équipe de scientifiques qui mettaient en garde contre des points de basculement climatiques « d’une ampleur à laquelle l’humanité n’a jamais été confrontée auparavant ».
Une autre étude récente, publiée le 11 juillet dans la revue Science, a révélé que le méthane persiste dans l’atmosphère plus longtemps que ne le prévoient la plupart des modèles climatiques. Le gaz ne se décompose pas dans l’atmosphère aussi vite qu’on le pensait, car le réchauffement climatique a ajouté davantage de vapeur d’eau à l’atmosphère.
Au niveau actuel de réchauffement, environ 2 degrés Fahrenheit au-dessus du niveau de référence préindustriel, l'atmosphère peut contenir environ 7 pour cent d'humidité en plus, et l'étude montre que la vapeur d'eau absorbe une partie de la lumière ultraviolette, nécessaire à la création de radicaux hydroxyles, molécules clés qui décomposent le méthane.
Ces molécules « sont appelées le détergent de l’atmosphère », a déclaré Nisbet, chercheur sur le climat à Cambridge. « Elles nettoient toutes les saletés. » La découverte selon laquelle le méthane pourrait persister plus longtemps que prévu rend l’objectif mondial de réduire les émissions de méthane de 30 % en six ans encore plus important, a-t-il ajouté.
Conformément à l’accord de Paris sur le climat de 2015, l’objectif relatif au méthane vise à maintenir le réchauffement climatique bien en dessous de 2 degrés Celsius au-dessus du niveau préindustriel, et aussi près que possible de 1,5 degré Celsius, afin d’éviter les points de basculement qui pourraient entraîner des changements rapides dans le système climatique.
Il a déclaré qu’avec l’augmentation des concentrations de méthane et la récente hausse des températures mondiales, la récente vague de chaleur hivernale en Antarctique est un autre signe possible d’un dérèglement climatique majeur en cours.
« C'est presque comme si la planète faisait un changement de vitesse, et que se passe-t-il ensuite ? », a-t-il demandé.
« Ce qui se passait auparavant, c'est que les courants océaniques se réorganisent, les ceintures de vents se réorganisent. Les courants océaniques se déplacent. La circulation de retournement de l'Atlantique change, et c'est l'un des véritables marqueurs d'un changement climatique majeur. Et, bien sûr, c'est ce qui se passe en ce moment. »
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