Résumé des emplacements où l'hydrate de gaz se produit sous le fond marin, dans les zones de pergélisol, et sous quelques calottes glaciaires, ainsi que les processus (indiqués en rouge) qui détruisent le méthane (puits) dans les sédiments, océan, et ambiance. Les cercles de couleurs différentes indiquent différentes sources de méthane. Les hydrates de gaz se décomposent probablement maintenant sur les plateaux continentaux peu profonds de l'océan Arctique et à la limite de la stabilité des hydrates de gaz sur les marges continentales (1000-1650 pieds). Crédit :Ruppel et Kessler (2017). (Domaine public.)
Il est peu probable que la dégradation des hydrates de méthane due au réchauffement climatique conduise à des rejets massifs de méthane dans l'atmosphère, selon une récente revue interprétative de la littérature scientifique réalisée par le U.S. Geological Survey et l'Université de Rochester.
Hydrate de méthane, qui est aussi appelé hydrate de gaz, est un phénomène naturel, forme de méthane et d'eau semblable à de la glace qui est stable dans une plage étroite de conditions de pression et de température. Ces conditions se trouvent principalement dans les sédiments sous-marins à des profondeurs d'eau supérieures à 1000 à 1650 pieds et dans et sous le pergélisol (sol gelé en permanence) aux hautes latitudes. Les hydrates de méthane sont distincts du gaz naturel conventionnel, gaz de schiste, et les réservoirs de méthane de houille et ne sont actuellement pas exploités pour la production d'énergie, que ce soit aux États-Unis ou dans le reste du monde.
A l'échelle mondiale, les gisements d'hydrate de gaz stockent d'énormes quantités de méthane à des profondeurs relativement faibles, les rendant particulièrement sensibles aux changements de température qui accompagnent le changement climatique. Le méthane lui-même est également un puissant gaz à effet de serre, et certains chercheurs ont suggéré que le méthane libéré par la décomposition de l'hydrate de gaz lors d'événements climatiques passés pourrait avoir exacerbé le réchauffement climatique.
Le nouvel examen conclut que le réchauffement actuel des eaux océaniques provoque probablement la décomposition des gisements d'hydrates de gaz à certains endroits. Cependant, non seulement les émissions annuelles de méthane dans l'océan provenant de la dégradation des hydrates de gaz sont bien inférieures aux émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère dues aux activités humaines, mais la plupart du méthane libéré par les hydrates de gaz n'atteint jamais l'atmosphère. Au lieu, le méthane reste souvent dans les sédiments sous-marins, se dissout dans l'océan, ou est converti en dioxyde de carbone par des microbes dans les sédiments ou la colonne d'eau.
Hydrate de gaz (blanc, matériau semblable à de la glace) sous une roche carbonatée authigène incrustée de moules chimiosynthétiques d'eau profonde et d'autres organismes sur le fond marin du nord du golfe du Mexique à 966 m (~3170 pi) de profondeur d'eau. Bien que l'hydrate de gaz qui se forme sur le fond marin ne soit pas une composante importante de l'inventaire mondial d'hydrate de gaz, des dépôts comme ceux-ci démontrent que le méthane et d'autres gaz traversent le fond marin et pénètrent dans l'océan. Crédit:La photographie a été prise par le véhicule télécommandé Deep Discoverer en avril 2014 et est une gracieuseté du programme d'exploration et de recherche océaniques de la National Oceanic and Atmospheric Administration.
L'examen porte une attention particulière aux hydrates de gaz sous l'océan Arctique, où certaines études ont observé des taux élevés de transfert de méthane entre l'océan et l'atmosphère. Comme le notent les auteurs, le méthane émis dans l'atmosphère dans l'océan Arctique n'a pas été directement attribué à la décomposition de l'hydrate de gaz en réponse au récent changement climatique, ni comme conséquence du réchauffement à plus long terme depuis la fin de la dernière période glaciaire.
"Notre revue est l'aboutissement de près d'une décennie de recherches originales menées par l'USGS, mon coauteur, le professeur John Kessler de l'Université de Rochester, et de nombreux autres groupes de la communauté, " a déclaré Carolyn Ruppel, géophysicienne de l'USGS, qui est l'auteur principal de l'article et supervise le projet USGS Gas Hydrates. "Après tant d'années passées à déterminer où les hydrates de gaz se décomposent et à mesurer le flux de méthane à l'interface mer-air, nous suggérons qu'il manque des preuves concluantes de la libération de méthane lié aux hydrates dans l'atmosphère."
Le professeur Kessler explique que, "Même là où nous constatons des émissions légèrement élevées de méthane à l'interface air-mer, nos recherches montrent que ce méthane est rarement attribuable à la dégradation des hydrates de gaz.
Un échantillon d'hydrate de gaz du puits d'essai Mallik au Canada. Crédit :Crédit :USGS.
L'examen résume la quantité d'hydrate de gaz qui existe et où il se trouve; identifie les défis techniques associés à la détermination si le méthane atmosphérique provient de la décomposition des hydrates de gaz ; et examine les hypothèses des groupes d'experts intergouvernementaux sur l'évolution du climat, qui ont généralement attribué une petite quantité d'émissions atmosphériques annuelles de méthane aux sources d'hydrate de gaz.
L'examen évalue également systématiquement différents environnements pour évaluer la sensibilité des hydrates de gaz à chaque emplacement au réchauffement climatique et aborde l'impact environnemental potentiel d'un rejet accidentel de gaz associé à un puits hypothétique produisant du méthane à partir de gisements d'hydrates de gaz.
Virginie Burkett, Directeur associé de l'USGS pour le changement climatique et l'utilisation des terres, c'est noté, "Cet article de synthèse fournit une synthèse vraiment complète des connaissances sur l'interaction des hydrates de gaz et du climat au cours de la période contemporaine. Les auteurs sont sobres, des analyses et des conclusions fondées sur des données remettent en question la perception populaire selon laquelle le réchauffement climatique entraînera une libération catastrophique de méthane dans l'atmosphère à la suite de la dégradation des hydrates de gaz.
Un échantillon d'hydrate de gaz provenant de sédiments sous l'océan Indien. Crédit :USGS.(Domaine public.)