Les mécanismes naturels de rétroaction climatique constituent l’une des faiblesses de la prévision de l’évolution future du changement climatique.
Même si la nature tend à lutter contre le changement climatique, elle y répond en l’intensifiant.
Un mécanisme naturel de contrepoids est, par exemple, l’élimination de l’excès de dioxyde de carbone grâce à son absorption par les plantes ou à son stockage dans les océans sous forme de carbonates. Un mécanisme de renforcement, d’autre part, la réduction de l’albédo, qui fait que la Terre réfléchit moins d’énergie solaire et en absorbe davantage, ou, comme nous le verrons, l’augmentation des émissions de méthane.
Le rôle du méthane dans le changement climatique
Après le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4) est le gaz à effet de serre le plus abondant produit par les activités humaines (activités anthropiques). Sa production est estimée à environ 20 à 30% de la production mondiale de gaz à effet de serre.
Bien qu’il soit produit dans des proportions moindres, le méthane a un effet de serre jusqu’à 34 fois plus élevé que le dioxyde de carbone et est donc beaucoup plus puissant.
Les gaz à effet de serre ont la propriété d’absorber efficacement le rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre, l’empêchant en partie de s’échapper dans l’espace. La concentration excessive de gaz à effet de serre dans l’atmosphère provoque un excès de rayonnement infrarouge, ce qui conduit au réchauffement climatique.
Le méthane est produit à la fois par les activités humaines, l’agriculture et l’élevage de ruminants, et dans la nature.
La décomposition des substances organiques en l’absence d’oxygène produit du méthane. Ce processus de production se déroule sous terre, là où il n’y a pas d’oxygène et où se forment donc des gisements de méthane.
Les gaz à effet de serre sont et ont été précieux pour le développement et le maintien de la vie sur Terre. Ils ont permis à la température moyenne du système climatique terrestre d’atteindre 15°C, alors qu’en leur absence elle aurait été inférieure à 0°C.
Le problème n’est pas la présence de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, mais une concentration excessive d’origine anthropique.
Que se passe-t-il dans les zones humides boréales de l’Arctique ?
Dans le contexte du changement climatique, et plus particulièrement du réchauffement climatique, l’excès de méthane dans l’atmosphère est le résultat de l’activité humaine, mais aussi du retour d’information du climat, c’est-à-dire un mécanisme de rétroaction.
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La production naturelle de méthane est étroitement liée à la température. À mesure que la température augmente, la production augmente ; en effet, plus la température augmente, plus il existe de vastes zones de la surface terrestre où le dégel en cours réactive les processus de décomposition organique.
Ce sont des zones humides de l’Arctique. Par exemple, les régions les plus septentrionales de la Sibérie, mais aussi du Groenland, sont caractérisées par la présence de pergélisol, c’est-à-dire une couche superficielle (jusqu’à 1 500 mètres de profondeur) de sol gelé. Le réchauffement climatique provoque le dégel du pergélisol et, par conséquent, la matière organique qui y était gelée reprend le processus de décomposition et donc la production de méthane.
En termes très simples, l’excès de dioxyde de carbone et de méthane produits par l’homme conduit à une augmentation « anthropique » de la température. L’augmentation de la température entraîne à son tour une augmentation « naturelle » du méthane (mais aussi du CO2). Ce deuxième processus, c’est-à-dire l’augmentation « naturelle » des gaz à effet de serre, est appelé mécanisme de rétroaction climatique. Cela a pour effet d’accélérer encore davantage le réchauffement climatique.
S’il est possible, dans une certaine mesure, de mesurer et de prévoir quelle sera la production de gaz à effet de serre par les activités humaines, et donc le réchauffement climatique correspondant, dans les années à venir, il est beaucoup plus compliqué de prédire quelle sera la production de gaz à effet de serre résultant des rétroactions climatiques dans les années à venir.
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Il existe des modèles qui prédisent l’augmentation des émissions de méthane en raison de l’effet de rétroaction, mais ils sont actuellement très approximatifs et tendent généralement à sous-estimer la production réelle. Ce que nous mesurons aujourd’hui est supérieur à ce que prédisent les modèles.
L’étude récente
Une étude récente, présentée dans la revue Nature Climate Change, dont le premier auteur est Kunxiaojia Yuan du Lawrence Berkeley National Laboratory (CA, États-Unis), montre les résultats de la surveillance des émissions de méthane dans les régions humides de l’Arctique et de la forêt boréale.
L’analyse des données montre une variation saisonnière des émissions de méthane entre 2002 et 2021, avec des pics au début de l’été, en raison des augmentations saisonnières des températures et de l’augmentation correspondante de la productivité des écosystèmes.
Mais au-delà de cette variation saisonnière, que l’on pourrait qualifier de naturelle et indépendante du changement climatique, il existe une nette tendance à la hausse à long terme des niveaux d’émission de méthane. Cette deuxième composante de long terme est liée à l’augmentation globale de la température.
L’inconvénient de leur étude est que les modèles climatiques actuels ne sont pas capables de reproduire les variations saisonnières et à long terme dans la bonne fourchette, conduisant à une sous-estimation du taux réel de croissance des émissions.
