Sur le fond marin des régions côtières peu profondes au nord de la Sibérie, les micro-organismes produisent du méthane lorsqu'ils décomposent les restes végétaux. Si ce gaz à effet de serre se retrouve dans l'eau, il peut également se retrouver piégé dans la banquise qui se forme dans ces eaux côtières. Par conséquent, le gaz peut être transporté sur des milliers de kilomètres à travers l'océan Arctique et libéré dans une région complètement différente des mois plus tard. Ce phénomène fait l'objet d'un article de chercheurs de l'Institut Alfred Wegener, publié dans le numéro actuel de la revue en ligne Rapports scientifiques . Bien que cette interaction entre le méthane, l'océan et la glace ont une influence significative sur le changement climatique, à ce jour, il n'a pas été reflété dans les modèles climatiques.

En août 2011, le brise-glace Polarstern de l'institut Alfred Wegener, Le Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine (AWI) se frayait un chemin à travers l'océan Arctique recouvert de glace, sur un parcours qui l'a emmenée à quelques centaines de kilomètres du pôle Nord. À l'époque, La géochimiste de l'AWI, Ellen Damm, a testé les eaux du Grand Nord pour le méthane, un gaz à effet de serre. Lors d'une expédition dans la même région quatre ans plus tard, elle a eu la chance de comparer les mesures prises à différents moments, et trouvé significativement moins de méthane dans les échantillons d'eau.

Ellen Damm, avec le Dr Dorothea Bauch du GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research à Kiel et d'autres collègues, analysé les échantillons pour déterminer les niveaux régionaux de méthane, et les sources. En mesurant les isotopes de l'oxygène dans la banquise, les scientifiques ont pu déduire où et quand la glace s'est formée. Faire cela, ils avaient également prélevé des échantillons de glace de mer. Leurs conclusions :la glace transporte le méthane à travers l'océan Arctique. Et il semble le faire différemment chaque année, comme les deux chercheurs et leurs collègues de l'AWI, l'Institut météorologique finlandais à Helsinki et l'Académie russe des sciences à Moscou relatent dans la revue en ligne Rapports scientifiques .

Les échantillons de 2011 provenaient de glace de mer qui avait commencé son long voyage vers le nord dans les eaux côtières de la mer de Laptev en Sibérie orientale près de deux ans plus tôt, en octobre 2009. Les échantillons de 2015, qui n'était en cours dans l'océan Arctique que deux fois moins longtemps, a montré un niveau nettement inférieur de gaz à effet de serre. L'analyse a révélé que cette glace s'est formée beaucoup plus loin, dans les eaux océaniques plus profondes. Cependant, jusqu'à maintenant, les modèles des climatologues n'ont pas pris en compte l'interaction entre le méthane, l'océan Arctique et la glace qui flotte dessus.

Chaque molécule de méthane dans l'air a 25 fois plus d'effet sur l'élévation de température par rapport à une molécule de dioxyde de carbone libérée dans l'atmosphère par la combustion du charbon, pétrole ou gaz. Le méthane dans l'Arctique a également un impact énorme sur le réchauffement aux latitudes septentrionales, et aggrave encore le réchauffement climatique - une bonne raison d'étudier de plus près le cycle du méthane dans le Grand Nord.

Le méthane est produit par l'élevage bovin et la riziculture, ainsi que divers autres processus naturels. Par exemple, les restes d'algues et d'autres matières végétales s'accumulent sur le fond de la mer peu profonde de Laptev, et dans d'autres eaux peu profondes au large de la côte arctique. S'il n'y a pas d'oxygène là-bas, des micro-organismes décomposent cette biomasse, produire du méthane. À ce jour, les simulations ont accordé trop peu d'attention aux itinéraires du carbone et au rejet de méthane des régions arctiques.

En automne, lorsque la température de l'air baisse, de nombreuses zones d'eau libre commencent également à se refroidir. "La glace de mer se forme à la surface des mers du plateau continental russe, et est ensuite poussé vers le nord par les vents violents, " explique le physicien de la glace de mer de l'AWI, le Dr Thomas Krumpen, qui a également participé à l'étude. La formation de glace et les vents du large produisent de forts courants dans ces mers marginales peu profondes, qui remuent les sédiments et transportent le méthane qui s'y produit dans la colonne d'eau. Le méthane peut également être piégé dans la glace qui se forme rapidement dans ces zones d'eau ouvertes - également appelées polynies - en hiver.

"Au fur et à mesure que l'eau de mer gèle, elle peut expulser la saumure qu'elle contient, entraînant de grandes quantités de méthane enfermé dans la glace, " explique Ellen Damm, chercheuse à l'AWI. une couche d'eau se forme sous la glace qui contient de grandes quantités de sel et de méthane. Pourtant, la glace à la surface et l'eau salée dense en dessous, avec les gaz à effet de serre qu'il contient, sont tous poussés par le vent et les courants. Selon Thomas Krumpen, "Il faut environ deux ans et demi pour que la glace formée le long de la côte de la mer de Laptev traverse l'océan Arctique et passe le pôle Nord dans le détroit de Fram entre la côte est du Groenland et le Svalbard." Il va sans dire, le méthane piégé dans la glace et l'eau salée sous-jacente sont de la partie.

La hausse des températures produite par le changement climatique fait de plus en plus fondre cette glace. La surface de l'eau couverte par la glace de mer et l'épaisseur de la glace ont diminué ces dernières années, et la glace plus mince est soufflée plus loin et plus vite par le vent. « Au cours des dernières années, nous avons observé que la glace traverse l'océan Arctique de plus en plus vite, " confirme Thomas Krumpen. Et ce processus implique naturellement des changements majeurs dans le chiffre d'affaires du méthane de l'Arctique. Ainsi, quantifier les sources, les puits et les voies de transport du méthane dans l'Arctique continuent de représenter un défi considérable pour la communauté scientifique.