Sous le pergélisol du Svalbard, des millions de mètres cubes de méthane sont piégés et les scientifiques ont maintenant appris qu’il peut migrer sous le sceau froid du pergélisol et s’échapper. Une fuite à grande échelle pourrait créer un cycle de réchauffement qui ferait monter en flèche les émissions de méthane : le réchauffement ferait fondre le pergélisol, provoquant une fuite de gaz supplémentaire, permettant à davantage de pergélisol de fondre et à la libération de plus de gaz.
L’histoire géologique et glaciaire du Svalbard étant très similaire à celle du reste de la région arctique, ces dépôts migrateurs de méthane sont susceptibles d’être présents ailleurs dans l’Arctique.
« Le méthane est un puissant gaz à effet de serre », a déclaré le Dr Thomas Birchall du Centre universitaire de Svalbard, auteur principal de l’étude publiée dans Frontières des sciences de la Terre. « À l’heure actuelle, les fuites sous le pergélisol sont très faibles, mais des facteurs tels que le retrait des glaciers et le dégel du pergélisol pourraient « lever le couvercle » à l’avenir. »
Chambre froide
Le pergélisol, un sol qui reste en dessous de zéro degré Celsius pendant deux ans ou plus, est répandu au Svalbard. Cependant, ce n’est ni uniforme ni continu. L’ouest du Svalbard est plus chaud en raison des courants océaniques, de sorte que le pergélisol y a tendance à être plus mince et potentiellement plus épars.
Le pergélisol des hautes terres est plus sec et plus perméable, tandis que le pergélisol des basses terres est plus saturé de glace. Les roches en dessous sont souvent des sources de combustibles fossiles, libérant du méthane qui est retenu par le pergélisol. Cependant, même là où le pergélisol est continu, certaines caractéristiques géographiques peuvent permettre au gaz de s’échapper.
La base du pergélisol est difficile à étudier en raison de son inaccessibilité. Cependant, au fil des années, de nombreux puits ont été creusés dans le pergélisol par des entreprises à la recherche de combustibles fossiles. Les chercheurs ont utilisé des données historiques provenant de puits de forage commerciaux et de recherche pour cartographier le pergélisol à travers le Svalbard et identifier les accumulations de gaz dans le pergélisol.
« Moi et mon superviseur Kim avons examiné de nombreuses données historiques sur les puits de forage du Svalbard », a déclaré Birchall. « Kim a remarqué qu’un thème récurrent revenait sans cesse, à savoir ces accumulations de gaz à la base du pergélisol. »
Les mesures initiales de température sont souvent compromises par le chauffage de la boue de forage pour empêcher le puits de geler. Cependant, l’observation de l’évolution des mesures de température et le suivi des forages sur le long terme ont permis aux scientifiques d’identifier le permafrost. Ils ont également recherché la formation de glace dans le puits de forage, les changements dans les déblais de forage produits lors du forage du puits et les changements dans les mesures de gaz de fond.
Les moniteurs de puits ont identifié des afflux de gaz dans le puits, indiquant des accumulations sous le pergélisol, ainsi que des mesures de pression anormales qui ont montré que le pergélisol glacé agissait comme un sceau. Dans d’autres cas, même lorsque le pergélisol et la géologie sous-jacente étaient propices au piégeage du gaz et que les roches étaient des sources connues d’hydrocarbures, aucun gaz n’était présent, ce qui suggère que le gaz produit avait déjà migré.
Une découverte étonnamment fréquente
Les scientifiques ont souligné que les accumulations de gaz étaient beaucoup plus fréquentes que prévu. Sur 18 puits d’exploration d’hydrocarbures forés au Svalbard, huit ont montré des traces de pergélisol et la moitié d’entre eux ont touché des accumulations de gaz.
« Tous les puits qui ont rencontré des accumulations de gaz l’ont fait par coïncidence. En revanche, les puits d’exploration d’hydrocarbures qui ciblent spécifiquement des accumulations dans des contextes plus typiques ont eu un taux de réussite bien inférieur à 50 % », a déclaré Birchall.
« Ces choses semblent être courantes. Un exemple anecdotique concerne un puits de forage qui a été foré récemment près de l’aéroport de Longyearbyen. Les foreurs ont entendu un bruit de bouillonnement provenant du puits, nous avons donc décidé d’y jeter un coup d’œil, armés d’alarmes rudimentaires conçues pour détectant des niveaux explosifs de méthane, qui se sont immédiatement déclenchés lorsque nous les avons maintenus au-dessus du puits de forage.
Les experts ont montré que la couche active de pergélisol – les un ou deux mètres supérieurs qui dégèlent et recongèlent de façon saisonnière – s’étend avec le réchauffement climatique. Cependant, nous en savons moins, voire pas du tout, sur la façon dont le permafrost profond évolue.
Comprendre cela dépend de la compréhension de l’écoulement des fluides sous le pergélisol. Si le pergélisol constamment gelé s’amincit et devient plus inégal, ce méthane pourrait avoir encore plus de facilité à migrer et à s’échapper, ce qui pourrait accélérer le réchauffement climatique et exacerber la crise climatique.
Plus d’information:
Thomas Birchall et al, Gaz naturel piégé dans le pergélisol à Svalbard, Norvège, Frontières des sciences de la Terre (2023). DOI : 10.3389/feart.2023.1277027