17.03.2026 à 16:33
Yellowstone, merveille géologique : aux frontières du feu, de l’eau et du vivant
Le parc national de Yellowstone, aux États-Unis, présente l’un des spectacles géologiques les plus fascinants au monde : geysers en éruption, bassins aux couleurs intenses, terrasses de travertin sculptées par des eaux thermales. Derrière ces paysages se dissimule l’un des systèmes volcaniques les plus actifs de la planète, dont la chaleur souterraine façonne chaque fontaine, chaque couleur, chaque dépôt minéral, et rappelle que la Terre est une planète vivante.
Le parc national de Yellowstone est le plus ancien parc national du monde et est situé dans l’ouest des États-Unis, entre le Wyoming, le Montana et l’Idaho. Inscrit sur la liste du patrimoine mondial de l’Unesco, il est célèbre pour sa faune et ses paysages, mais surtout pour une activité géothermique exceptionnelle, unique par son intensité et sa diversité.
Le parc se situe sur une large caldeira volcanique (c’est-à-dire une vaste dépression circulaire formée par l’effondrement du toit d’une chambre magmatique après une éruption), formée par plusieurs éruptions majeures qui se sont produites il y a 2,1 millions, 1,3 million et environ 640 000 ans. Même en l’absence d’éruptions explosives actuellement, le volcan reste actif : son activité se traduit par une augmentation de température en profondeur et une série de phénomènes hydrothermaux observables en surface.
Des réservoirs magmatiques partiellement fondus se situent sous Yellowstone, alimentés par un flux venant du manteau, à grande profondeur. La chaleur émise réchauffe les eaux de pluie et de fonte des neiges qui s’infiltrent dans le sous-sol. Ces eaux peuvent atteindre des températures supérieures à 200 °C tout en restant liquides grâce à la forte pression.
Lorsque les conditions sont réunies, avec un approvisionnement en eau suffisant, des fractures suffisamment étroites et une chaleur stable, l’eau qui devient surchauffée est soudainement expulsée vers la surface : ce phénomène est connu sous le nom de « geyser ». Plus de la moitié des geysers du monde se trouve à Yellowstone, le transformant en un laboratoire naturel pour les géologues.
Le plus célèbre, Old Faithful, entre en éruption toutes les 60 à 90 minutes, projetant une colonne d’eau et de vapeur pouvant dépasser 50 mètres de hauteur. D’autres geysers sont beaucoup moins prévisibles, rappelant que ces systèmes sont fragiles et sensibles à de légères variations de pression ou de circulation de fluides.
Dans des régions géothermiques telles que le Norris Geyser Basin, l’hydrothermalisme n’est pas réparti aléatoirement dans la roche : il est largement guidé par le réseau de fracturation affectant la roche, véritable « route » pour l’eau chaude, qui régule la circulation des fluides et détermine la position des geysers et des sources chaudes. Les études effectuées au niveau du Steamboat Geyser démontrent que même de petites fractures ou de simples pores interconnectés peuvent être suffisants pour expulser rapidement l’eau lors des éruptions.
Le sous-sol ressemble donc moins à un système de conduits bien définis qu’à un milieu complexe, constitué d’un enchevêtrement de fractures et de pores interconnectés et de dimensions variables. Cette organisation contrôle la circulation de l’eau et de la vapeur en profondeur, et conditionne le déclenchement des éruptions hydrothermales, soulignant combien la structuration et la constitution des roches régissent le fonctionnement des systèmes hydrothermaux.
Les geysers ne représentent qu’un aspect du spectacle. Les bassins aux couleurs vives sont principalement formés par l’abondance de sources chaudes. Le plus célèbre et plus large à Yellowstone (60 à 90 mètres de large) d’entre eux est Grand Prismatic Spring, il est aussi le plus photographié pour illustrer ces sources chaudes.
À l’inverse de ce que l’on pourrait penser, ces couleurs ne sont pas celles des minéraux, mais celles de micro-organismes extrémophiles. Chaque communauté microbienne, adaptée à une plage de température spécifique, forme autour des bassins de véritables cercles de couleur : les espèces qui prospèrent dans les zones plus froides en périphérie arborent des teintes jaune et orange, tandis que les températures plus élevées au centre favorisent des micro-organismes bleus ou verts. Dans les premiers cas, les couleurs résultent à la fois des pigments caroténoïdes propres aux bactéries, et des oxydes de fer et de manganèse précipités par leur activité métabolique. Ces bactéries et archées doivent ainsi leurs teintes à leurs pigments photosynthétiques (chlorophylles ou caroténoïdes) dont l’expression varie selon les conditions de température et de lumière. Lorsque la température des sources baisse, l’expansion bactérienne s’intensifie.
Des dépôts de travertin peuvent aussi se former à partir de sources abondantes en carbonate de calcium. Le travertin est une roche calcaire poreuse qui se dépose en surface lorsque de l’eau chaude, ayant dissous du CO2 et du carbonate de calcium en profondeur sous l’effet de la pression et de la température, remonte à la surface : en se refroidissant et en se décomprimant, elle libère le CO2 dissout, ce qui provoque la précipitation de calcite.
Cette calcite forme des terrasses et des cascades minérales blanches ou crème, tandis que les oxydes de fer précipités simultanément par l’activité bactérienne leur confèrent leur teinte orange caractéristique ; comme celles de Mammoth Hot Springs, qui se modifient sans cesse en fonction des changements des conditions hydrologiques et de température.
Yellowstone est fréquemment décrit comme un « supervolcan », une expression médiatique qui fait référence à des volcans susceptibles de générer des éruptions de très grande ampleur, correspondant à l’émission d’au moins 1 000 km3 de matériaux. Deux des trois grandes éruptions de Yellowstone ont atteint ce seuil, il y a environ 2,1 millions et 640 000 ans. Les chances d’une telle éruption à Yellowstone dans les prochains millénaires sont jugées infimes par les géologues de l’USGS.
Cependant, le parc est le siège d’une activité sismique quasi permanente : chaque année, des milliers de petits séismes témoignent de la circulation des fluides et des ajustements de la croûte. Les scientifiques du service géologique américain, l’USGS, dotés d’un réseau sophistiqué d’instruments, surveillent de près ces signaux pour détecter la plus petite anomalie.
Ainsi, les dangers les plus immédiats à Yellowstone ne relèvent pas d’une éruption dévastatrice, mais plutôt d’explosions hydrothermales locales susceptibles de projeter des roches et des fluides bouillants sur quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres autour du point d’émission. Plusieurs incidents illustrent ce risque dans l’histoire récente du parc : une série d’explosions puissantes s’est produite à Excelsior Geyser dans les années 1880–1890, projetant de gros blocs jusqu’à 15 mètres de distance, tandis qu’une explosion notable a eu lieu à Porkchop Geyser en 1989. En juillet 2024, l’explosion à Biscuit Basin a détruit une passerelle touristique, sans faire de blessés alors que l’explosion d’Echinus Geyser il y a quelques jours n’a pas fait de dégâts majeurs.
Par ailleurs, les forêts du parc restent vulnérables aux incendies, dont la fréquence et l’intensité augmentent avec le changement climatique, un facteur de risque distinct de l’activité volcanique, mais tout aussi réel pour les écosystèmes de Yellowstone.
Yellowstone nous rappelle que notre planète est vivante et en constante évolution. Les geysers, les sources thermales et les terrasses minérales qui émerveillent les visiteurs ne sont pas de simples curiosités naturelles : ils sont la manifestation visible de processus profonds, à la frontière entre le manteau terrestre, la croûte, l’eau de surface et même le vivant.
Yellowstone n’est pas une exception : en Islande, l’interaction entre un point chaud et la dorsale médio-atlantique produit des paysages analogues, à l’image du site de Geysir. En Italie, les champs Phlégréens, à l’ouest de Naples, offrent une autre démonstration de la connexion entre volcanisme, fracturation et fluides.
Ces comparaisons montrent que les phénomènes observés à Yellowstone suivent des lois universelles : partout où se rencontrent chaleur, eau et fractures, des phénomènes géologiques se manifestent parfois de façon impressionnante. Devant ces paysages en constante transformation, la géologie ne demeure plus une science abstraite confinée aux laboratoires et aux modélisations. Elle est concrète, perceptible et associée à notre compréhension des mécanismes internes de la Terre.
Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.
16.03.2026 à 17:53
Quelle est la forme exacte de la Terre ? Est-elle aplatie ou plutôt allongée aux pôles ? La question a agité les milieux scientifiques des deux côtés de la Manche pendant plusieurs siècles. Pour tout savoir de cette controverse scientifique, l’Académie des sciences et la Royal Society de Londres présentent, du 1er avril au 20 juin 2026, l’exposition « La figure de la Terre. Un débat franco-anglais (XVIIᵉ-XXIᵉ siècle) », dans les locaux de la bibliothèque Mazarine, au cœur de l’Institut de France, à Paris.
On pourrait croire la question définitivement réglée : la Terre est ronde. Et pourtant, des enquêtes récentes indiquent qu’environ 8 % de nos concitoyens ne sont pas pleinement convaincus qu’elle le soit. Ce chiffre ne traduit pas seulement une méconnaissance. Selon moi, il révèle surtout une défiance. Ce n’est pas tant la rotondité de la Terre qui est contestée que l’autorité de ceux qui l’affirment. Le doute vise les « sachants », les institutions, les discours officiels. Face à ce phénomène, l’ironie ou l’indignation ne suffisent pas. Il faut peut-être s’interroger sur la manière dont nous racontons l’histoire des sciences, sur ce que nous transmettons, et sur ce que nous omettons.
On a longtemps enseigné que le Moyen Âge aurait cru la Terre plate et que la science moderne aurait progressivement dissipé cette erreur. Ce récit commode est historiquement faux. Depuis l’Antiquité grecque, les savants savent que la Terre est sphérique. Lors des éclipses de Lune, l’ombre projetée par la Terre est toujours circulaire (elle aurait une forme d’ellipse si la Terre était un disque plat) ; les étoiles visibles changent lorsqu’on voyage vers le nord ; au IIIᵉ siècle avant notre ère, Ératosthène mesurait déjà le périmètre terrestre avec une précision remarquable. La rotondité de la Terre n’est pas une conquête récente : elle appartient au patrimoine intellectuel de l’humanité depuis plus de deux millénaires.
Mais ce savoir était longtemps celui des lettrés. Les paysans, les artisans, les marins ordinaires, ceux qui ne lisaient ni Aristote ni les traités d’astronomie, n’avaient sans doute pas de représentation précise de la forme globale du monde. Leur univers était celui de l’horizon familier, du champ, du village, du port. La Terre était vécue, non pensée à l’échelle planétaire. Il ne s’agissait pas d’erreur, mais souvent d’indifférence : la question ne se posait pas. La science progresse d’abord dans des cercles restreints avant de devenir culture commune. Cette distance historique entre savoir savant et imaginaire ordinaire est peut-être l’une des clés de la fragilité contemporaine du consensus scientifique.
Au XVIIᵉ siècle, la question change de nature. On ne se contente plus de savoir que la Terre est ronde : on veut désormais la mesurer précisément. En France, sous l’impulsion de la dynastie des Cassini, l’Académie des sciences entreprend de déterminer la longueur d’un degré de latitude. La latitude se mesure par l’angle que fait l’étoile Polaire avec l’horizon : lorsqu’on se déplace vers le nord, cet angle augmente. Il suffit donc, en principe, de mesurer la distance parcourue pour une variation d’un degré afin d’estimer la dimension du globe.
La méthode employée est un chef-d’œuvre de rigueur : la triangulation. On mesure avec un soin extrême la longueur d’un segment sur le terrain puis, depuis des points élevés – collines, tours, clochers –, on observe les angles formés avec d’autres repères visibles à des dizaines de kilomètres. De triangle en triangle, on reconstitue ainsi de vastes distances. C’est une science de patience, d’équipes, d’instruments perfectionnés et d’erreurs soigneusement évaluées. La Terre devient un objet mesurable, arpenté, calculé.
Au même moment, en Angleterre, Isaac Newton publie les Principia. Il y expose la théorie de la gravitation universelle et s’interroge sur la forme précise du globe. Si la Terre tourne sur elle-même en vingt-quatre heures, la force centrifuge doit légèrement l’aplatir aux pôles et la faire gonfler à l’équateur. À partir d’une observation apparemment modeste, la différence de période d’un pendule entre l’équateur et Cambridge, Newton réalise une expérience de pensée extraordinaire et estime l’ampleur de cet aplatissement. Pour la première fois, une théorie physique prétend prédire la forme même de la planète.
Les premières mesures françaises semblent pourtant indiquer l’inverse : la Terre serait allongée aux pôles. La controverse s’installe. Derrière le débat scientifique se profile une rivalité ancienne entre la France et l’Angleterre, nations proches, concurrentes et pourtant intimement liées par l’histoire. Pour trancher, l’Académie des sciences décide d’envoyer deux expéditions : l’une en Laponie, près du cercle polaire, l’autre à l’équateur. Il faut mesurer à nouveau, comparer, calculer. Les conditions sont extrêmes, les instruments fragiles, les incertitudes nombreuses. Mais le verdict tombe : la Terre est bien légèrement aplatie aux pôles. Les savants français, par leurs propres observations, confirment la prédiction newtonienne.
Cette victoire de la théorie newtonienne n’efface en rien l’héroïsme scientifique des expéditions. Voltaire, qui fut l’un des plus ardents défenseurs de Newton en France, en a donné une formule restée célèbre, s’adressant à Maupertuis :
« Vous avez trouvé dans les glaces, au milieu des ennuis, ce que Newton trouva sans sortir de chez lui. »
En quelques vers, il résume admirablement la tension féconde entre le travail de terrain, long et éprouvant, et la puissance de l’abstraction théorique. L’un ne va pas sans l’autre : sans hypothèse, pas d’expédition ; sans mesure, pas de confirmation. La science avance ainsi : en acceptant que les faits corrigent les hypothèses, même lorsque cela contredit des traditions prestigieuses.
À la fin du XVIIIᵉ siècle, la Révolution française engage une nouvelle étape. Il s’agit de créer un système de mesures universel, affranchi des usages locaux. Le mètre sera défini comme la dix-millionième partie du quart du méridien terrestre. La Terre devient l’étalon commun de l’humanité. De nouvelles campagnes de mesure sont entreprises pour fixer cette unité. La géodésie (l’étude de la forme de la Terre) rejoint alors des enjeux politiques et économiques : maîtriser la longitude en mer, c’est maîtriser les routes commerciales et la puissance navale. La mesure du globe participe désormais à l’histoire des empires.
L’histoire ne s’achève pas avec l’ellipsoïde newtonien. La Terre réelle n’est ni parfaitement sphérique ni exactement régulière. Les masses internes, les reliefs, les océans introduisent des irrégularités que l’on regroupe sous le nom de « géoïde ». Au XIXᵉ siècle, des mathématiciens, comme Henri Poincaré, s’interrogent sur la stabilité des corps en rotation et développent des concepts qui éclairent aussi la compréhension des formes planétaires. Aujourd’hui, grâce aux satellites et à l’altimétrie spatiale, la surface moyenne des océans est connue avec une précision centimétrique. Du bâton d’Ératosthène aux instruments orbitaux, c’est une même quête intellectuelle et technique qui se poursuit.
C’est cette aventure, scientifique autant que politique, que retrace l’exposition organisée conjointement par la Royal Society et l’Académie des sciences. Présentée d’abord à Londres, elle est aujourd’hui accueillie à Paris, à la bibliothèque Mazarine de l’Institut de France. Manuscrits, cartes, instruments, carnets de terrain, correspondances témoignent de ces débats, de ces voyages et de ces calculs. On y voit comment des savants parfois rivaux ont appris au fil du temps à confronter leurs théories au réel, à mesurer leurs erreurs, à dialoguer au-delà des frontières.
À l’heure où certains doutent encore de la rotondité de la Terre, il n’est pas inutile de revenir à cette histoire longue et complexe. Elle rappelle que la science n’est ni un dogme ni une vérité révélée, mais une construction patiente, collective, souvent conflictuelle, toujours ouverte à la révision. Comprendre comment nous avons mesuré la Terre, c’est comprendre comment se fabrique la connaissance. Et c’est peut-être aussi une manière, aujourd’hui, de reconstruire la confiance dans le savoir.
Étienne Ghys ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.
15.03.2026 à 17:39
Pendant que le monde était confiné du fait de la pandémie de Covid-19 en 2020, puis au cours des deux années suivantes, la croissance du méthane dans l’atmosphère a été plus élevée que tout ce qui avait été observé depuis le début des années 1980. Toutes sortes d’hypothèses ont alors surgi – certains chercheurs avaient, par exemple, imaginé un rôle « protecteur » aux émissions d’oxydes d’azote résultant du transport routier, alors considérablement ralenti.
Dans une étude publiée début février 2026 dans la revue Science, le spécialiste des gaz à effet de serre Philippe Ciais et ses collègues ont reconstitué ce qui s’est réellement passé lors de cet épisode. En cause, des phénomènes naturels aggravés par le changement climatique. Le chercheur répond ici à nos questions.
The Conversation : Replongeons-nous brièvement dans le contexte de 2020. En quoi la pandémie et, surtout, les confinements mis en place un peu partout dans le monde ont-ils représenté une expérience à large échelle unique pour les spécialistes de l’atmosphère ?
Philippe Ciais : Les confinements, en particulier, ont eu des répercussions globales. La pollution atmosphérique, et notamment les émissions de dioxyde de carbone (CO₂), a été réduite à l’apogée des mesures de confinement. Cette baisse a toutefois été faible – environ 6 % seulement en moyenne pour le CO₂ – et de courte durée, avec un rebond rapide des émissions dès la reprise des activités économiques normales.
Mais ce moment a constitué une expérience unique pour nous, chercheurs : nous n’avons pas souvent l’occasion d’étudier la réaction du système atmosphérique à une telle réduction des activités humaines. On s’en souvient, de nombreuses villes étaient alors devenues plus respirables grâce à l’arrêt des transports routiers.
Nous avons ainsi pu nous intéresser à l’impact de cette réduction sur la chimie atmosphérique et, en particulier, sur l’augmentation du méthane dans l’atmosphère. À noter, toutefois, que cette augmentation s’est poursuivie en 2021 et en 2022 : les mesures de confinement de 2020 ne pouvaient donc, à elles seules, l’expliquer.
En effet, entre 2020 et 2022, les concentrations de méthane ont bondi. En quoi cela a-t-il surpris la communauté scientifique ?
P. C. : Le méthane est un gaz à effet de serre puissant, son augmentation à cause des activités humaines est le deuxième principal facteur responsable du réchauffement climatique. Nous surveillons en continu les concentrations atmosphériques de ce gaz grâce à plusieurs réseaux d’observation atmosphérique. Cela permet de calculer, chaque année, l’augmentation de la concentration de méthane.
Nous avons ainsi remarqué qu’en 2020, puis en 2021 et en 2022, le taux de croissance du méthane était très élevé. En fait, ces chiffres étaient les plus élevés jamais enregistrés depuis le début des mesures, qui remonte aux années 1980.
Nous avons donc commencé à étudier cette période inédite, et nous voulions avant tout comprendre quels étaient les mécanismes impliqués dans cette augmentation très rapide du méthane dans l’atmosphère.
La difficulté, c’est que l’augmentation de la concentration de méthane dans l’atmosphère ne peut pas être rattachée à un facteur unique, mais dépend d’une combinaison de facteurs : émissions anthropiques et naturelles de méthane, mais aussi destruction du méthane par le nettoyeur atmosphérique, les radicaux hydroxyles OH⁻.
« Ces radicaux hydroxyles sont un “Pacman”, expliquez-vous, qui détruit dans l’atmosphère plus de 95 % du méthane émis par les activités humaines. »
P. C. : En effet, des réactions de photodissociation surviennent dans l’atmosphère grâce aux rayons UV, et produisent des radicaux hydroxyles OH⁻, à partir d’ozone, mais le taux de radicaux produits dépend aussi des substances impliquées dans la pollution, notamment le monoxyde de carbone et les oxydes d’azote, qui contribuent à la pollution urbaine.
Ces radicaux hydroxyles sont les agents nettoyants du méthane dans l’atmosphère. Ils sont, en quelque sorte, le « Pacman » du méthane dans l’atmosphère, et permettent de le nettoyer. De ce fait, le méthane a une durée de vie moyenne dans l’atmosphère plus courte que celles du CO₂ : environ douze ans, contre plusieurs centaines d’années pour le CO₂. La destruction du méthane par les radicaux OH⁻ explique pourquoi cette durée de vie est surtout réduite au niveau des tropiques, où le rayonnement solaire est le plus fort.
Sa courte durée de vie fait du méthane un levier particulièrement pertinent pour lutter contre le réchauffement climatique à court terme. Si on réduisait les émissions de méthane, la température diminuerait immédiatement, alors qu’il y a davantage d’inertie pour les émissions de CO₂.
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Comment avez-vous rattaché ce phénomène connu de « nettoyage » atmosphérique du méthane au pic de croissance de la concentration de ce gaz à effet de serre, observé entre 2020 et 2022 ?
P. C. : Nous avions deux grandes hypothèses :
soit ce pic faisait suite à une augmentation très forte des émissions de méthane, liées aux activités humaines (agriculture, extraction d’énergie fossile…) ou d’origine naturelle, en pensant aux zones humides qui sont très sensibles à l’évolution du climat ;
soit cela voulait dire que les radicaux hydroxyles OH⁻ présents dans l’atmosphère ont été un peu réduits pendant la pandémie et un peu après. Même une petite réduction de ces radicaux pourrait causer un bond du méthane dans l’atmosphère.
D’où ce raccourci, entendu pendant la pandémie, selon lequel la pollution routière serait « bonne » pour lutter contre le méthane…
P. C. : Oui. Il s’agit bel et bien d’un raccourci, car tout dépend de l’endroit où les oxydes d’azote sont émis. Moins d’émissions impliquera moins d’hydroxyles OH⁻ et davantage de méthane, mais ces réactions sont modulées par d’autres espèces chimiques produites par la végétation et par les feux. Même la vapeur d’eau joue un rôle et augmente la concentration d’OH⁻ là où l’atmosphère est très propre.
Vous avez déjà publié un premier article sur le sujet en 2022. En quoi cette nouvelle publication va-t-elle plus loin ?
P. C. : L’article publié dans Nature en 2022 s’était intéressé au taux de croissance du méthane en 2019 et en 2020. Dans notre nouvelle étude, nous avons voulu expliquer pourquoi le taux de croissance du méthane était resté élevé en 2021, en 2022 – après la pandémie, donc –, puis n’a commencé à décroître à nouveau qu’en 2023.
Et de fait, nous avons confirmé que la raison de ce pic était principalement due à une concentration plus faible de radicaux hydroxyles, mais également à des augmentations dans les émissions naturelles de méthane par les zones humides et les émissions de l’agriculture. La combinaison de ces deux raisons est responsable du pic de croissance du méthane mesuré entre 2020 et 2022.
Comment avez-vous surmonté les difficultés méthodologiques pour bien distinguer les deux hypothèses ?
P. C. : Toute la difficulté au plan scientifique, en effet, était de pouvoir faire la part des choses entre ces deux hypothèses alors qu’elles impliquent des protagonistes pas toujours mesurables. Les radicaux hydroxyles OH⁻ ont une durée de vie très courte : moins d’une seconde.
Nous nous sommes appuyés sur les données du satellite japonais GOSAT, qui mesure les concentrations de plusieurs gaz à effet de serre, dont le méthane. Nous ne pouvions mesurer la concentration en OH⁻, mais nous avions les données pour les émissions d’oxydes d’azote (NOx) et de monoxyde de carbone.
À l’aide de modèles de chimie de l’atmosphère et de ces données, nous avons donc pu reconstituer l’évolution des radicaux OH⁻ par rapport à la concentration d’ozone sur la période. Ceci nous a permis de sortir de la logique de « double aveugle » qui nous empêchait, jusque-là, de trancher entre les deux hypothèses.
Nous avons confirmé qu’une baisse des OH⁻ entre 2020 et 2022 expliquait bien une large partie du pic de méthane, mais pas tout. Il manquait encore quelque chose pour expliquer les taux de croissance record du méthane observés, c’est-à-dire une augmentation des sources de méthane en surface.
Mais l’énigme n’était pas encore résolue pour autant. En effet, il existe de nombreuses sources de méthane :
l’extraction de combustibles fossiles, comme l’exploitation du charbon, du pétrole et du gaz, est source de fuites de méthane ;
l’agriculture, que ce soit la production de riz ou encore les ruminations des bovins, en produit ;
enfin, les feux de forêt et surtout les zones humides – même si elles fournissent de nombreux services écosystémiques – en produisent également.
Et donc, la dernière étape était de départager ces différentes sources potentielles d’augmentation…
P. C. : Les émissions naturelles des zones humides sont sensibles aux conditions hydriques et à la température. S’il fait un peu plus chaud sur les tourbières du Nord, un peu plus humide sur les marécages des tropiques, les émissions peuvent augmenter considérablement.
« Il existe par exemple une zone humide en Afrique, dans le Soudan du Sud, qui peut émettre autant de méthane en un an que tous les pays de l’UE. »
Nous avons confirmé que l’augmentation des émissions entre 2020 et 2023 provenait principalement des zones humides tropicales du nord des tropiques, principalement en Afrique et en Asie. Nous n’avons toutefois pas de vision plus précise, même si nous savons qu’il y existe des zones humides très importantes, notamment les tourbières du bassin du Congo, le lac Tchad, et le marécage géant Sudd, dans le Soudan du Sud.
Cette dernière zone humide, en particulier, est gigantesque. Lors de l’arrivée de la saison des pluies, cela peut entraîner des émissions de méthane soudaines et considérables : parfois 10 millions de tonnes de méthane par an, ce qui est presque autant que celles des pays de l’Union européenne en un an (13 millions) !
Ces pluies ont, en retour, pu faciliter l’agriculture, en particulier la culture du riz et la pâture des buffles sur ces terres inondables. Indirectement, cela peut aussi avoir amplifié les émissions de méthane par ce biais.
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La période de juin 2020 à 2023 était par ailleurs dominée par un épisode climatique La Niña, qui a tendance à aggraver les cyclones et les tempêtes tropicales… (son antagoniste El Niño étant davantage associé aux périodes de sécheresse). Pourrait-il y avoir un lien entre cet épisode et les émissions de méthane ?
P. C. : Oui, un climat plus humide donne davantage d’émissions en provenance des zones humides, mais c’est un peu plus compliqué que cela, car les zones humides sont dans des régions bien précises. S’il y a davantage de pluies ou d’apports en eau par le ruissellement et les eaux souterraines là où on a une grande zone humide, alors oui, vous avez les conditions favorables pour augmenter les émissions de méthane. Mais si un surplus de pluies tombe sur des régions sans zone humide, il ne se passera pas grand chose.
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Comment peut-on s’assurer que le méthane en question ne provenait pas d’autres phénomènes, tels que les feux de forêt ?
P. C. : Parce que les molécules de méthane n’ont alors pas la même signature isotopique. Environ un pour cent des molécules de méthane sont plus lourdes, car leur atome de carbone a un neutron de plus. Il s’agit de carbone 13, un isotope plus lourd que le carbone 12, majoritaire. Le carbone 13 est un isotope stable, il ne se décompose pas par radioactivité.
Le méthane produit par les bovins et la culture du riz est d’origine bactérienne, généré par des bactéries anaérobiques. Ce méthane bactérien a une teneur plus faible en carbone 13 que celui qui est produit par les feux ou par les fuites de gaz fossile. Or justement, entre 2020 et 2023, tandis que le méthane était en forte augmentation, le carbone 13 du méthane diminuait plus rapidement. Cela veut dire que le surplus d’émissions qui a été relâché dans l’atmosphère contenait moins de carbone 13, donc qu’il était d’origine bactérienne.
En définitive, que nous dit cette étude des meilleurs moyens de réduire les émissions de méthane et de lutter contre le changement climatique ?
P. C. : L’augmentation soudaine de méthane entre 2020 et 2023 peut être vue comme un signal d’alarme. Notre étude montre que les émissions de gaz à effet de serre naturelles ne sont pas constantes d’une année à l’autre, et qu’elles sont très sensibles aux conditions climatiques. Tout cela peut accélérer considérablement le rythme des émissions.
Le dégel du pergélisol (permafrost), par exemple, devrait nous préoccuper. Nous savons, d’après des observations sur le terrain, que lorsqu’une zone humide est gelée, elle n’émet pas trop de méthane tant que l’on n’enlève pas la glace. Lorsque le pergélisol est exposé, en revanche, les émissions de méthane peuvent être multipliées par dix.
Il est donc urgent de mieux comprendre quels sont les facteurs climatiques qui déclenchent et contrôlent les émissions naturelles. Et, dans le même temps, de réduire les émissions que nous pouvons contrôler, liées à l’agriculture et à l’industrie fossile.
Cette interview, traduite, éditée et adaptée de l’anglais vers le français par The Conversation France, est issue du podcast « The Conversation Weekly », produit par The Conversation UK.
Philippe Ciais a reçu des financements de la Fondation BNP Paribas (don philanthropique pour le Global Carbon Altas), du projet financé par 4C EU Horizon2020 et du projet Climate Change Initiative de l'Agence spatiale européenne.