Les microbes présents dans l’environnement, et non les combustibles fossiles, sont à l’origine de la récente augmentation des émissions de méthane à l’échelle mondiale, selon une nouvelle analyse détaillée. publié le 28 octobre au Actes de l’Académie nationale des sciences par les chercheurs et collaborateurs de CU Boulder.
« Comprendre d’où vient le méthane nous aide à orienter des stratégies d’atténuation efficaces », a déclaré Sylvia Michel, assistante de recherche principale à l’Institut de recherche arctique et alpine (INSTAAR) et doctorante au Département des sciences atmosphériques et océaniques de CU Boulder. . « Nous devons en savoir plus sur ces émissions pour comprendre à quel type d’avenir climatique nous pouvons nous attendre. »
Le méthane est un puissant gaz à effet de serre responsable d’environ un tiers du réchauffement de la planète depuis l’industrialisation. Bien que l’atmosphère contienne moins de méthane que de dioxyde de carbone, le méthane emprisonne environ 30 fois plus de chaleur que le dioxyde de carbone sur une période de 100 ans, ce qui en fait un objectif essentiel pour lutter contre le changement climatique.
« Les concentrations de méthane dans l’air ont presque triplé depuis les années 1700 », a déclaré le co-auteur Jianghanyang (Ben) Li, professeur adjoint au Département des sciences atmosphériques et océaniques et à l’INSTAAR.
Mais contrairement au CO2, qui peut rester dans l’atmosphère pendant des milliers d’années, le méthane se dégrade en une décennie. En conséquence, la lutte contre les émissions de méthane peut avoir un impact immédiat et puissant sur le ralentissement du taux de réchauffement, ce qui en fait un « fruit à portée de main », a déclaré M. Li.
Bien que les résultats suggèrent que les microbes émettent plus de méthane que les combustibles fossiles ces dernières années, la réduction de la consommation de combustibles fossiles reste essentielle pour lutter contre le changement climatique, a déclaré l’équipe. Réduire le gaspillage alimentaire et consommer moins de viande rouge peuvent également contribuer à réduire l’empreinte méthane.
Identifier la source
Des recherches antérieures suggèrent que la production de combustibles fossiles est responsable d’environ 30 % des émissions mondiales de méthane.
Mais les sources microbiennes – telles que les zones humides, le bétail et les décharges – constituent une source de méthane encore plus importante, représentant plus de la moitié des émissions mondiales. Les archées, un type de micro-organisme vivant dans le sol et dans les intestins des vaches, produisent du méthane comme sous-produit de la décomposition de la matière organique.
Michel et Li ont travaillé avec le Laboratoire de surveillance mondiale (GML) de Boulder au sein de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) au cours des dernières années.
Le laboratoire reçoit des échantillons d’air provenant de 22 sites à travers le monde chaque semaine ou deux. Les chercheurs isolent ensuite différents composants de l’air, tels que le CO2 ou le méthane, pour analyse.
En examinant les types d’atomes de carbone, ou isotopes, que contient l’échantillon de méthane, Michel, Li et l’équipe peuvent en identifier la source. Par exemple, le méthane provenant des combustibles fossiles contient plus d’isotopes de carbone 13 que le méthane présent dans l’air, et le méthane provenant de sources microbiennes contient encore moins de carbone 13. Le laboratoire mesure les isotopes du méthane depuis 1998.
Les scientifiques ont observé une augmentation rapide des niveaux de méthane atmosphérique depuis 2007, après une période de stabilisation au début du 21e siècle. En 2020, la NOAA a signalé le taux de croissance du méthane le plus élevé depuis qu’elle a commencé à collecter des données en 1983, et ce record a de nouveau été battu en 2021.
Dans le même temps, Michel a remarqué une diminution surprenante de l’isotope du carbone 13 au cours des 17 dernières années. Elle et l’équipe ont cherché à comprendre ce qui le motivait.
Le coupable
À l’aide de simulations informatiques, Michel et son équipe ont modélisé trois scénarios d’émissions différents pour voir lequel laisserait une signature isotopique similaire à celle observée.
Ils ont découvert qu’entre 2020 et 2022, l’augmentation drastique du méthane atmosphérique était presque entièrement due à des sources microbiennes. Depuis 2007, les scientifiques ont observé que les microbes jouent un rôle important dans les émissions de méthane, mais leur contribution a grimpé à plus de 90 % à partir de 2020.
« Certaines études antérieures ont suggéré que les activités humaines, en particulier les combustibles fossiles, étaient la principale source de croissance du méthane ces dernières années », a déclaré Xin (Lindsay) Lan, scientifique à l’Institut coopératif de recherche en sciences de l’environnement (CIRES) à CU Boulder. et la NOAA. Elle dirige le rapport sur les tendances mondiales des gaz à effet de serre de la NOAA au GML.
« Ces études n’ont pas examiné le profil isotopique du méthane, ce qui pourrait conduire à une conclusion différente et à une image incomplète des émissions mondiales de méthane. »
On ne sait toujours pas si l’augmentation des émissions microbiennes provient de sources naturelles comme les zones humides ou de sources anthropiques telles que les décharges et l’agriculture. L’équipe prévoit d’approfondir ses recherches pour identifier la source exacte du méthane.
« Dans un monde qui se réchauffe, il ne serait pas surprenant que l’une de ces sources émette plus de méthane », a déclaré Michel, qui a expliqué que les microbes, comme les humains, ont tendance à avoir un métabolisme plus élevé lorsqu’il fait chaud. « En conséquence, davantage de méthane pourrait rester dans l’atmosphère et accélérer le réchauffement climatique. Nous devons donc nous attaquer à la crise climatique, et cela signifie réellement s’attaquer aux émissions de CO2. »
Plus d’informations :
Michel, Sylvia Englund, L’évolution rapide des isotopes du carbone du méthane suggère que les émissions microbiennes ont entraîné une croissance record du méthane atmosphérique en 2020-2022, Actes de l’Académie nationale des sciences (2024). DOI : 10.1073/pnas.2411212121