Les « super-émetteurs » de méthane identifiés et localisés par la NASA

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Un panache de méthane de 3 kilomètres de long, au sud-est de Carlsbad, au Nouveau-Mexique. | NASA/JPL-Caltech
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Pour la deuxième année consécutive, les scientifiques ont observé, en 2021, une augmentation annuelle record des niveaux atmosphériques de méthane, un gaz à effet de serre plus puissant que le dioxyde de carbone. Mais grâce à un nouvel outil, depuis l’été 2022 la NASA est capable de repérer les super-émetteurs de méthane, ce qui pourrait avoir un impact sur les politiques des pays les hébergeant, si la volonté de changement est réelle.

Alors que le dioxyde de carbone reste dans l’atmosphère beaucoup plus longtemps que le méthane, ce dernier est environ 25 fois plus puissant pour piéger la chaleur dans l’atmosphère, deuxième contributeur direct au réchauffement planétaire. Il a donc une influence importante à court terme sur le rythme du changement climatique.

Il faut savoir que le méthane dans l’atmosphère est généré par de nombreuses sources différentes, telles que la production, le transport et l’utilisation de combustibles fossiles, la décomposition de la matière organique dans les zones humides et en tant que sous-produit de la digestion par les ruminants tels que les vaches.

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Déterminer quelles sources spécifiques sont responsables des variations des augmentations annuelles de méthane est complexe, mais les scientifiques estiment que la production et l’utilisation de combustibles fossiles contribuent à environ 30% des émissions totales de méthane. Ces sources industrielles de méthane sont relativement simples à localiser et à contrôler à l’aide de la technologie actuelle.

C’est dans ce contexte que la mission Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT) de la NASA, déployée en juillet 2022 depuis la Station spatiale internationale — conçue à l’origine pour aider les scientifiques à comprendre comment la poussière affecte le climat — a identifié les émissions de ce puissant gaz à effet de serre qu’est le méthane.

Des poussières au gaz

Comme mentionné précédemment, la mission Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT) de la NASA cartographie la prévalence des principaux minéraux dans les déserts producteurs de poussières. Ces informations permettront de mieux comprendre les effets de cette dernière en suspension dans l’air sur le climat.

En effet, lorsque des vents forts sur un continent soulèvent de la poussière de roche minérale (telle que la calcite ou la chlorite), les particules en suspension dans l’air peuvent parcourir des milliers de kilomètres pour affecter d’autres continents. Cette poussière en suspension peut réchauffer ou refroidir l’atmosphère et la surface de la Terre, peut aider à former des nuages ​​ou à modifier la chimie atmosphérique, apporter des éléments nutritifs à des écosystèmes ou encore accélérer la fonte des glaces.

Néanmoins, différents minéraux affectent l’environnement de différentes manières. Les scientifiques doivent donc savoir quels minéraux se trouvent dans les régions sources de poussière s’ils veulent mieux comprendre comment elle affecte la Terre. EMIT fournit ces informations manquantes, mais elle a démontré une autre capacité cruciale : détecter la présence de méthane, le puissant gaz à effet de serre.

50 super-émetteurs épinglés

Le méthane absorbe la lumière infrarouge selon un schéma unique — appelé empreinte digitale spectrale — que le spectromètre imageur d’EMIT peut discerner avec une précision et une exactitude élevées. L’instrument peut également mesurer le dioxyde de carbone.

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Le cube (à gauche) montre des panaches de méthane (violet, orange, jaune) au-dessus du Turkménistan. Les nombreuses couleurs sont les empreintes digitales spectrales des points correspondants dans l’image frontale. La ligne bleue dans le graphique (à droite) montre l’empreinte digitale de méthane EMIT détectée ; la ligne rouge est l’empreinte digitale attendue basée sur une simulation atmosphérique. © NASA/JPL-Caltech

Les nouvelles observations découlent de la large couverture de la planète offerte par l’orbite de la station spatiale, ainsi que de la capacité d’EMIT à balayer des bandes de la surface de la Terre sur des dizaines de kilomètres de large tout en résolvant des zones aussi petites qu’un terrain de football.

Sans compter que la zone d’étude de la mission EMIT coïncide avec des points chauds de méthane connus dans le monde, permettant aux scientifiques de rechercher le gaz dans ces régions afin de tester la capacité du spectromètre. Ainsi, dans les données recueillies par EMIT, l’équipe a identifié plus de 50 « super-émetteurs » en Asie centrale, au Moyen-Orient et dans le sud-ouest des États-Unis. Il s’agit d’installations, d’équipements et d’autres infrastructures, généralement dans les secteurs des combustibles fossiles, des déchets ou de l’agriculture, qui émettent du méthane à des taux élevés.

Andrew Thorpe, un technologue de recherche au Jet Propulsion Laboratory (NASA), explique dans un communiqué : « Certains des panaches détectés par EMIT sont parmi les plus grands jamais vus, contrairement à tout ce qui a jamais été observé depuis l’espace. Ce que nous avons trouvé en peu de temps dépasse déjà nos attentes ».

Le méthane, facteur clé pour ralentir le réchauffement climatique ?

Rick Spinrad, administrateur de la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), déclare dans un communiqué : « La réduction des émissions de méthane est un outil important que nous pouvons utiliser dès maintenant pour atténuer les impacts du changement climatique à court terme et réduire rapidement le taux de réchauffement ».

Les recherches antérieures de la NOAA sur le méthane, qui s’appuyaient sur une analyse isotopique stable du carbone, effectuées par l’Institut de recherche arctique et alpine de l’Université du Colorado, indiquent que les sources biologiques de méthane telles que les zones humides ou l’agriculture des ruminants sont le principal moteur des augmentations après 2006.

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Un panache de méthane d’au moins 4,8 kilomètres de long, au sud de Téhéran, en Iran. Le panache, détecté par la mission EMIT de la NASA, provient d’une décharge majeure, où le méthane est un sous-produit de la décomposition. © NASA/JPL-Caltech

De plus, là où le dioxyde de carbone persiste pendant des siècles, le méthane persiste pendant environ une décennie, ce qui signifie que si les émissions sont réduites, l’atmosphère réagit dans un délai similaire, entraînant un réchauffement plus lent à court terme.

C’est pourquoi l’identification des sources ponctuelles de méthane peut être une étape clé du processus. Connaissant l’emplacement des gros émetteurs, les exploitants d’installations, d’équipements et d’infrastructures dégageant du gaz peuvent agir rapidement pour limiter les émissions.

La nécessité de réduire nos émissions

Bien qu’il y ait eu un débat scientifique sur la cause de l’augmentation continue des niveaux de méthane, la pollution par le dioxyde de carbone a toujours été le principal moteur du changement climatique. En effet, une partie du dioxyde de carbone émis aujourd’hui continuera à réchauffer la planète pendant des milliers d’années. On estime que 36 milliards de tonnes de dioxyde de carbone ont été émises dans l’atmosphère en 2021 par l’activité humaine ; environ 640 millions de tonnes de méthane ont été émises au cours de la même période.

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Rick Spinrad souligne : « Nos données montrent que les émissions mondiales continuent d’évoluer dans la mauvaise direction à un rythme rapide ». Il ajoute : « Les preuves sont cohérentes, alarmantes et indéniables. Nous devons construire une nation prête pour le climat pour s’adapter à ce qui est déjà là et se préparer à ce qui est à venir. Dans le même temps, nous ne pouvons plus nous permettre de retarder les actions urgentes et efficaces nécessaires pour s’attaquer à la cause du problème : la pollution par les gaz à effet de serre ».

Avec une couverture large et répétée depuis son point de vue sur la station spatiale, EMIT trouvera potentiellement des centaines de super-émetteurs — certains d’entre eux précédemment repérés par des mesures aériennes, spatiales ou terrestres, et d’autres qui étaient inconnus.

Robert Green, chercheur principal d’EMIT au JPL, conclut : « Alors qu’il continue d’étudier la planète, EMIT observera des endroits dans lesquels personne n’avait pensé à rechercher des émetteurs de gaz à effet de serre auparavant, et il trouvera des panaches auxquels personne ne s’attend ».

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