Lorsque le volcan sous-marin Hunga Tonga–Hunga Ha’apa a entrainé une éruption en 2022, il a projeté environ 2,9 milliards de tonnes de cendres et de gaz dans l’atmosphère du Pacifique Sud. Selon une nouvelle étude, l’éruption a aussi nettoyé une partie de ses propres dégâts.
Les chercheurs estiment que l’éruption a libéré environ 330 gigagrammes de méthane, soit à peu près l’équivalent des émissions annuelles produites par plus de 2 millions de vaches. Mais leurs conclusions, publiées dans Nature Communications jeudi, montrent que les réactions chimiques au sein de la colonne éruptive ont détruit environ 900 mégagrammes de méthane par jour — équivalant approximativement aux émissions quotidiennes de 2 millions de vaches. Et comme si cela n’était pas assez surprenant, ils ont aussi découvert que le nuage continuait de dissiper sa propre pollution au méthane pendant dix jours alors qu’il dérivait vers l’Amérique du Sud.
« On sait que les volcans émettent du méthane lors des éruptions, mais jusqu’à présent on ne savait pas que les cendres volcaniques pouvaient aussi être capables de nettoyer partiellement cette pollution », a déclaré Maarten van Herpen, premier auteur et représentant de l’organisation néerlandaise Acacia Impact Innovation BV, dans un communiqué.
Comment les éruptions volcaniques émettent et détruisent le méthane
Le méthane est un puissant gaz à effet de serre qui retient environ 80 fois plus de chaleur que le CO2 sur une période de 20 ans. Les scientifiques estiment qu’il joue actuellement un rôle d’environ 30 % du réchauffement climatique mondial. Heureusement, le méthane se décompose relativement rapidement dans l’atmosphère, en moyenne en dix ans.
Réduire les émissions de méthane issues des procédés industriels et de l’agriculture sera indispensable pour atténuer le changement climatique, mais toutes les émissions de méthane ne peuvent pas être réduites. Certaines proviennent de processus naturels tels que la décomposition microbienne ou, bien entendu, les éruptions volcaniques. Pour traiter la pollution au méthane provenant de ces sources et freiner le réchauffement climatique à court terme, les chercheurs explorent des moyens d’accélérer la dégradation naturelle du méthane atmosphérique.
Cette étude a mis en évidence un mécanisme qui pourrait les aider dans cette démarche. En utilisant le spectromètre d’imagerie TROPOMI à bord du satellite Sentinel-5P de l’Agence spatiale européenne, les chercheurs ont déterminé que la colonne d’éruption contenait des concentrations anormalement élevées de formaldéhyde, intermédiaire de courte durée qui se forme lorsque le méthane se décompose. Le formaldéhyde ne persiste que quelques heures avant de se dégrader en CO2 et en eau, mais il est resté présent dans la colonne à des concentrations élevées pendant plus d’un week-end, ce qui suggère que le méthane se décomposait de manière continue.
Des recherches antérieures dirigées par van Herpen avaient montré que lorsque la poussière saharienne se déplace au-dessus de l’océan Atlantique, elle se mêle aux embruns pour former des aérosols d’ions ferriques. Lorsque la lumière du soleil interagit avec ces particules, elle produit des atomes de chlore qui accélèrent la décomposition du méthane. Lui et ses collègues pensent qu’un mécanisme de réaction similaire s’est produit dans le nuage volcanique; l’eau de mer projetée dans l’atmosphère par l’éruption s’est mêlée à la cendre, et ce mélange a réagi à la lumière du soleil pour produire des atomes de chlore extrêmement réactifs.
Transformer ce mécanisme en solution climatique
Les résultats apportent encore plus de preuves que ce mécanisme pourrait aider à réduire les concentrations de méthane dans l’atmosphère — si des ingénieurs parviennent à concevoir une méthode sûre, efficace et économiquement viable pour le reproduire.
Des stratégies ont déjà été proposées par les chercheurs, telles que la construction de réacteurs qui aspirent le méthane de l’air et le font passer à travers une saumure saturée en chlore ou encore le pulvérisation directe d’atomes de chlore dans l’atmosphère via un système de libération contrôlée, bien que ce dernier puisse entraîner des conséquences environnementales inattendues.
Un obstacle majeur à la mise au point de ces interventions est la mesure précise de la quantité de méthane qu’elles éliminent. « Comment prouver que le méthane a été retiré de l’atmosphère ? Comment savoir si votre méthode fonctionne ? C’est très difficile », a expliqué Jos de Laat, co-auteur et scientifique principal à l’Institut Royal Météorologique Néerlandais, dans le communiqué. « Mais ici, nous relevons ce problème en montrant que la dégradation du méthane peut en réalité être observée à l’aide de satellites. »
Les chercheurs espèrent que leurs résultats inspireront davantage d’ingénieurs à exploiter les atomes de chlore comme agent d’élimination du méthane et à valider leurs approches à l’aide de la spectroscopie satellitaire. Alors que le réchauffement climatique s’accélère rapidement, trouver des moyens innovants de réduire les concentrations de méthane dans l’atmosphère deviendra de plus en plus crucial.
