La plus grande éruption volcanique du siècle s’est nettoyée elle-même. Et nous pourrions en faire autant

Le double jeu climatique des éruptions volcaniques

D’un point de vue purement climatique, on pourrait considérer que le volcan a eu un comportement particulièrement exemplaire. L’éruption du Hunga Tonga–Hunga Ha’apai, survenue en 2022, a en effet révélé un mécanisme d’auto-nettoyage inédit aux yeux des scientifiques, réduisant considérablement les conséquences atmosphériques à long terme qui étaient anticipées. La chimie impliquée au cœur de ce phénomène pourrait bien offrir une solution aux défis soulevés par la mesure de notre efficacité dans la réduction des émissions de méthane.

Les volcans exercent simultanément des effets de réchauffement et de refroidissement sur la planète. Les cendres et les aérosols qu’ils libèrent bloquent la lumière du soleil, ce qui refroidit l’environnement, mais le dioxyde de carbone et le méthane constituent des gaz à effet de serre qui font grimper les températures. Cette combinaison déclenche généralement un refroidissement à court terme, invariablement suivi d’un réchauffement net global parce que les gaz demeurent dans l’atmosphère beaucoup plus longtemps que les particules solides.

Aujourd’hui, les avancées spectaculaires en matière d’observation satellitaire permettent aux spécialistes de l’atmosphère d’étudier l’éruption du Hunga Tonga–Hunga Ha’apai de manière beaucoup plus approfondie que n’importe quelle autre éruption volcanique de taille similaire documentée par le passé.

Une disparition gazeuse inattendue observée depuis l’espace

L’événement a pourtant relâché un volume colossal de gaz. Les données montrent que l’éruption a libéré 330 000 tonnes de méthane. Pour mettre ce chiffre en perspective, cela équivaut à la quantité de gaz émise en une année par les rots de deux millions de vaches. Malgré cette ampleur, les auteurs d’une nouvelle étude ont fait une découverte inattendue : une partie de ce méthane n’a pas persisté longtemps dans l’air.

Au lieu de stagner, le méthane a été converti en formaldéhyde (HCHO), un composé qui s’est ensuite transformé en dioxyde de carbone et en eau. Ce processus de dégradation rapide a été identifié par Maarten van Herpen, chercheur chez Acacia Impact Innovation, dont les travaux ont fait l’objet d’un communiqué de presse détaillant la découverte.

« Quand nous avons analysé les images satellites, nous avons été surpris de voir un nuage avec une concentration record de formaldéhyde. Nous avons pu suivre le nuage pendant 10 jours, jusqu’en Amérique du Sud. Parce que le formaldéhyde n’existe que pendant quelques heures, cela a montré que le nuage devait détruire le méthane continuellement pendant plus d’une semaine », explique Maarten van Herpen. Il précise la nature novatrice de cette observation : « Il est connu que les volcans émettent du méthane pendant les éruptions, mais jusqu’à présent, il n’était pas connu que les cendres volcaniques sont également capables de nettoyer partiellement cette pollution. »

La chimie océanique et les poussières au service de l’épuration

En temps normal, le méthane libéré par les puits non bouchés ou les rots du bétail reste environ 10 ans dans l’atmosphère terrestre. Bien que cette durée soit inférieure à celle du dioxyde de carbone, le méthane réchauffe la planète de manière beaucoup plus intense, ce qui en fait le gaz à effet de serre le plus puissant par tonne libérée. Si sa durée de vie n’était que de quelques jours, le méthane deviendrait presque inoffensif d’un point de vue purement climatique.

Or, il y a seulement 3 ans, les scientifiques ont découvert un mécanisme jusqu’alors inconnu qui accélère la décomposition du méthane de l’autre côté de la planète. La poussière du Sahara se mélange au sel des embruns marins lors de son voyage au-dessus de l’océan Atlantique, produisant ainsi des aérosols de sels de fer. Exposés à la lumière du soleil, ces sels de chlorure de sodium se décomposent, libérant du chlore qui détruit le méthane atmosphérique environnant.

Matthew Johnson, chercheur à l’Université de Copenhague ayant participé aux deux découvertes majeures, souligne les similitudes entre les deux événements : « Ce qui est nouveau — et complètement surprenant — c’est que le même mécanisme semble se produire dans un panache volcanique très haut dans la stratosphère, où les conditions physiques sont entièrement différentes ».

L’éruption du Hunga Tonga–Hunga Ha’apai s’est produite sous l’océan, projetant de vastes quantités d’eau salée dans l’atmosphère, accompagnées de cendres volcaniques riches en fer. Le panache résultant contenait par conséquent tous les ingrédients nécessaires pour produire le chlore destructeur de méthane, un processus qui s’est bel et bien enclenché.

Repenser les modèles d’émissions et contourner les obstacles politiques

Ces découvertes obligent la communauté scientifique à revoir ses calculs. « Nous savons maintenant que la poussière atmosphérique — par exemple issue d’une éruption volcanique — impacte le budget du méthane, c’est-à-dire le budget de la quantité de méthane ajoutée à l’atmosphère et de la quantité retirée. Parce que la poussière n’a pas été prise en compte auparavant, il est important que nous corrigions les données sur lesquelles ces estimations sont basées », déclare Matthew Johnson.

Sur le long terme, le dioxyde de carbone reste le gaz qui déstabilise le plus le climat. Cependant, l’effet du méthane étant plus immédiat, de nombreux climatologues affirment qu’il devrait constituer le centre de notre attention la plus urgente. Face aux obstacles politiques qui freinent la réduction du méthane émis lors de l’extraction des combustibles fossiles et la production de viande, trouver un moyen d’accélérer sa décomposition devient une perspective séduisante.

Les recherches se poursuivent actuellement sur la libération de particules de sel de fer afin d’accélérer la décomposition du méthane. Ces tentatives se heurtent toutefois à un problème majeur de vérification. Jos de Laat, expert de l’Institut royal météorologique des Pays-Bas, résume ce défi technique : « Comment prouvez-vous que le méthane a été retiré de l’atmosphère ? Comment savez-vous que votre méthode fonctionne ? C’est très difficile ».

Le formaldéhyde : la nouvelle clé d’observation satellitaire

La difficulté de vérification vient en partie des limitations techniques actuelles. Les satellites ne peuvent mesurer les concentrations typiques de méthane que là où une grande quantité de lumière se réfléchit depuis la surface de la Terre, une condition qui ne se produit pas au-dessus des vastes étendues océaniques de notre planète.

Dans le domaine de la géo-ingénierie, la capture directe du dioxyde de carbone depuis l’atmosphère se révèle atrocement coûteuse, mais cette technique présente au moins l’avantage de fournir un produit matériel qu’il est possible de peser à la fin du processus. L’événement du Hunga Tonga–Hunga Ha’apai pourrait offrir la réponse tant recherchée pour le méthane : il suffit de chercher le formaldéhyde.

La recherche publiée a été réalisée grâce à l’instrument TROPOMI installé à bord du satellite Sentinel-5P de l’Agence spatiale européenne. Bien que TROPOMI n’ait jamais été conçu pour mesurer le formaldéhyde, l’équipe a dû procéder à des ajustements minutieux pour que les observations fonctionnent. Ils ont désormais démontré que cette approche pourrait être reproduite à l’avenir. L’intégralité de cette étude est d’ailleurs accessible en libre accès dans la revue scientifique Nature Communications.

Selon la source : iflscience.com