La découverte du premier suintement de méthane actif en Antarctique fournit aux scientifiques une nouvelle compréhension du cycle du méthane et du rôle que le méthane trouvé dans cette région peut jouer dans le réchauffement de la planète.

Un suintement de méthane est un endroit où le méthane s'échappe d'un réservoir souterrain et se jette dans l'océan. Des suintements de méthane ont été trouvés dans tous les océans du monde, mais celui découvert dans la mer de Ross a été le premier suintement actif trouvé en Antarctique, dit Andrew Thurber, un écologiste marin à l'Oregon State University.

"Le méthane est le deuxième gaz le plus efficace pour réchauffer notre atmosphère et l'Antarctique possède de vastes réservoirs qui sont susceptibles de s'ouvrir à mesure que les calottes glaciaires reculent en raison du changement climatique, " Thurber a dit. " C'est une découverte importante qui peut aider à combler un grand trou dans notre compréhension du cycle du méthane. "

Les résultats des chercheurs ont été publiés aujourd'hui dans la revue Actes de la Royal Society B . Les co-auteurs sont Sarah Seabrook et Rory Welsh, qui étaient des étudiants diplômés à l'OSU pendant les expéditions. La recherche a été soutenue par la National Science Foundation.

Le méthane est un gaz à effet de serre 25 fois plus puissant que le dioxyde de carbone pour réchauffer la planète. La plupart du méthane dans l'eau et les sédiments océaniques est maintenu hors de l'atmosphère par les microbes qui le consomment.

Thurber et ses collègues ont découvert que les microbes autour du suintement antarctique sont fondamentalement différents de ceux trouvés ailleurs dans les océans du monde. Cela aide les chercheurs à mieux comprendre les cycles du méthane et les facteurs qui déterminent si le méthane atteindra l'atmosphère et contribuera à un réchauffement supplémentaire, dit Thurber.

Le suintement de la mer de Ross a été découvert dans une zone que les scientifiques étudient depuis plus de 60 ans, mais le suintement n'était actif qu'en 2011, dit Thurber, professeur adjoint au College of Earth de l'État de l'Oregon, Océan, et les sciences de l'atmosphère et le département de microbiologie du Collège des sciences.

Un tapis microbien expansif, environ 70 mètres de long sur un mètre de large, formé sur le fond marin à environ 10 mètres sous la surface gelée de l'océan. Ces tapis, qui sont produites par des bactéries qui existent en relation symbiotique avec les consommateurs de méthane, sont une indication révélatrice de la présence d'un suintement, dit Thurber.

"Le tapis microbien est le signe qu'il y a un suintement de méthane ici, " a déclaré Thurber. "Nous ne savons pas ce qui a provoqué l'activation de ces suintements. Nous avions besoin d'un peu de chance pour en trouver un actif, et nous l'avons eu."

Thurber se trouvait en Antarctique en 2012 lorsqu'un autre chercheur lui a parlé d'une "cascade microbienne" et a pensé que c'était quelque chose qu'il devrait examiner. Thurber a pu confirmer la présence du suintement, prélever des échantillons et analyser le suintement et son environnement. Lorsqu'il est revenu sur le site en 2016 pour mener une étude plus approfondie, il a également découvert un second suintement à proximité.

On pense que l'Antarctique contient jusqu'à 25 pour cent du méthane marin de la Terre. Avoir un suintement actif à étudier donne aux chercheurs une nouvelle compréhension du cycle du méthane et de la façon dont ce processus pourrait différer en Antarctique par rapport à d'autres endroits de la planète, dit Thurber.

Par exemple, les chercheurs ont découvert que le type de microbe le plus courant qui consomme du méthane mettait cinq ans à apparaître sur le site d'infiltration et même alors, ces microbes ne consommaient pas tout le méthane, dit Thurber. Cela signifie qu'une certaine quantité de méthane est libérée et qu'elle est probablement en train de se frayer un chemin dans l'atmosphère.

L'étude du site sur une période de cinq ans a permis aux chercheurs de voir comment les microbes réagissent à la formation d'un suintement, dit Seabrook, qui a obtenu son doctorat à l'OSU et est maintenant chercheur post-doctoral à l'Institut national de recherche sur l'eau et l'atmosphère à Wellington, Nouvelle-Zélande.

"Ce qui était vraiment intéressant et excitant, c'est que la communauté microbienne ne s'est pas développée comme nous l'aurions prédit sur la base d'autres suintements de méthane que nous avons étudiés dans le monde, " elle a dit.

Les chercheurs avaient supposé que les microbes devraient réagir très rapidement aux changements de l'environnement, mais cela ne se reflétait pas dans ce que l'équipe d'OSU a vu en Antarctique, dit Thurber.

"Pour ajouter au mystère des suintements de l'Antarctique, les microbes que nous avons trouvés étaient ceux que nous nous attendions le moins à voir à cet endroit, " dit-il. Il peut y avoir un modèle de succession pour les microbes, avec certains groupes arrivant en premier et ceux qui sont les plus efficaces pour manger du méthane arrivant plus tard.

"Nous n'avons jamais eu l'occasion d'étudier un suintement comme sa formation ou un en Antarctique, grâce à cette découverte, nous pouvons maintenant découvrir si les suintements fonctionnent différemment en Antarctique ou s'il peut falloir des années pour que les communautés microbiennes s'adaptent, " a déclaré Thurber.

« Les animaux de l'Antarctique sont très différents de ceux d'ailleurs dans le monde, car le continent est séparé du reste du globe depuis plus de 30 millions d'années, une longue période pour que l'évolution agisse. " a-t-il dit. " Cela a abouti à une remarquable diversité de faune que nous ne trouvons que là-bas. Cela peut également contribuer aux différences de microbes là-bas. »

Il est important de comprendre comment les suintements de méthane se comportent dans cet environnement afin que les chercheurs puissent commencer à prendre en compte ces différences dans les modèles de changement climatique, dit Thurber. Il espère revenir sur le site pour suivre son évolution et mener d'autres recherches.