Les concentrations de méthane dans l’atmosphère ont augmenté à un rythme sans précédent au début des années 2020 en raison d’une combinaison d’absorptions naturelles plus faibles et d’émissions croissantes dues au réchauffement des zones humides, des rivières, des lacs et des zones agricoles. Un groupe international de chercheurs rapporte ces résultats dans la revue Sciencesoulignant des changements dans la chimie atmosphérique et les conditions climatiques.
L’un des facteurs les plus importants a été la forte baisse des radicaux hydroxyles, qui sont les principaux produits chimiques responsables de la dégradation du méthane dans l’air. Au cours de l’année 2020-2021, ce processus de nettoyage atmosphérique a considérablement ralenti. Selon l’équipe de recherche, qui comprend Hanqin Tian, professeur de sciences de la Terre et de l’environnement au Boston College, ce déclin explique environ 80 % des changements d’une année sur l’autre dans la rapidité avec laquelle le méthane s’accumule.
Les conditions humides ont alimenté la production de méthane
Dans le même temps, une phase prolongée de La Niña de 2020 à 2023 a provoqué des conditions météorologiques plus humides que la moyenne dans de grandes parties des tropiques. Ces conditions ont élargi les paysages inondés, qui constituent des environnements idéaux pour les microbes producteurs de méthane. En conséquence, les émissions des zones humides, des rivières, des lacs et des terres agricoles ont augmenté, ajoutant à l’accumulation de méthane, le deuxième gaz à effet de serre le plus important après le monoxyde de carbone.
Les mesures montrent que le méthane atmosphérique a augmenté de 55 parties par milliard entre 2019 et 2023, atteignant un niveau record de 1 921 ppb en 2023. La croissance la plus rapide a eu lieu en 2021, lorsque les niveaux de méthane ont augmenté de près de 18 ppb. Cette hausse était de 84 % supérieure à l’augmentation observée en 2019.
« À mesure que la planète devient plus chaude et plus humide, les émissions de méthane provenant des zones humides, des eaux intérieures et des systèmes de riziculture façonneront de plus en plus le changement climatique à court terme », a déclaré Tian. « Nos résultats soulignent que le Global Mthane Pledge doit tenir compte des sources de méthane liées au climat ainsi que des contrôles anthropiques si ses objectifs d’atténuation doivent être atteints. »
Les systèmes naturels et gérés sont tous deux importants
Cette augmentation ne s’est pas limitée aux zones humides naturelles. Les environnements gérés tels que les rizières et les eaux intérieures ont également contribué de manière significative. Selon Tian, directeur du Centre pour la science du système terrestre et la durabilité mondiale à l’Institut Schiller pour la science et la société intégrées, ces sources sont souvent sous-représentées dans les modèles mondiaux de méthane.
Les plus fortes augmentations des émissions ont été observées en Afrique tropicale et en Asie du Sud-Est. Les zones humides et les lacs de l’Arctique ont également connu une croissance notable, alors que les températures plus chaudes ont stimulé l’activité microbienne. En revanche, les émissions de méthane des zones humides d’Amérique du Sud ont chuté en 2023 lors d’une sécheresse extrême liée à El Niño. Ce contraste met en évidence à quel point les émissions de méthane sont sensibles aux extrêmes climatiques, note le rapport.
Comment les chercheurs ont suivi le pic de méthane
Tian et ses collègues ont joué un rôle clé en identifiant et en mesurant comment les zones humides, les rivières, les lacs, les réservoirs et la culture mondiale du riz paddy ont contribué à l’augmentation rapide du méthane atmosphérique. En reliant les processus terrestres, d’eau douce et atmosphériques dans des modèles avancés du système terrestre, l’équipe du Boston College a montré comment la variabilité climatique amplifiait les émissions dans les écosystèmes connectés.
L’étude a également révélé que l’utilisation de combustibles fossiles et les incendies de forêt n’ont joué qu’un rôle mineur dans la récente augmentation du méthane. Les empreintes chimiques indiquent que les sources microbiennes, notamment les zones humides, les eaux intérieures, les réservoirs et l’agriculture, étaient responsables de la plupart des changements observés.
« En fournissant le bilan mondial le plus à jour du méthane jusqu’en 2023, cette recherche clarifie pourquoi le méthane atmosphérique a augmenté si rapidement », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Philippe Ciais, de l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines. « Cela montre également que les tendances futures en matière de méthane dépendront non seulement du contrôle des émissions, mais aussi des changements induits par le climat dans les sources de méthane naturelles et gérées. »
Principales conclusions de l’étude
- Cette poussée de méthane au début des années 2020 était principalement causée par un puits chimique atmosphérique affaibli, et non par des émissions incontrôlables.
- Une baisse temporaire des radicaux hydroxyles (OH) – le principal « nettoyant » de méthane de l’atmosphère – au cours de la période 2020-2021 explique environ 80 à 85 % de la variabilité annuelle de la croissance de la concentration de méthane.
- Les changements de pollution atmosphérique liés au COVID-19 ont joué un rôle central.
- Les réductions des oxydes d’azote (NOₓ) pendant les confinements pandémiques ont réduit les niveaux d’OH, permettant au méthane de s’accumuler plus rapidement dans l’atmosphère.
- Les émissions des zones humides liées au climat ont amplifié cette augmentation.
- Les conditions exceptionnellement humides lors d’un épisode prolongé de La Niña (2020-2023) ont accru les émissions de méthane des zones humides et des eaux intérieures, en particulier en Afrique tropicale et en Asie du Sud-Est, avec des augmentations supplémentaires dans les régions arctiques.
- Les combustibles fossiles et les émissions dues aux incendies n’étaient pas les principaux facteurs responsables.
- Les changements dans les émissions de méthane provenant des combustibles fossiles et de la biomasse ont été relativement faibles et ne peuvent pas expliquer le pic mondial de méthane observé.
- Les modèles d’émission ascendants actuels pour les écosystèmes naturels inondés ne tiennent pas compte des dynamiques critiques.
- De nombreux modèles largement utilisés ont sous-estimé les émissions des zones humides et des eaux intérieures ainsi que leur dynamique pendant la montée subite, mettant en évidence des lacunes urgentes dans la surveillance des écosystèmes inondés et des processus d’émission microbienne de méthane.