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Le méthane, un poison pour le climat (1ère partie) // Methane, a poison for the climate (part 1)

On sait aujourd’hui que les émissions de méthane (CH4) sont une menace majeure pour le climat de notre planète. Les scientifiques et les écologistes appellent à des mesures agressives pour limiter la production de ce gaz. Lors de la COP26 de Glasgow (Écosse) en 2021, plus de 100 pays se sont engagés à réduire de 30 % leurs émissions de méthane d’ici 2030. Toutefois, les décisions prises lors de ces conférences ne sont pas contraignantes, de sorte que peu de nations ont élaboré des plans clairs pour atteindre ce but.
En utilisant la surveillance par satellite, les scientifiques découvrent de nouvelles sources d’émissions, notamment des fuites au niveau des puits de pétrole et des gazoducs. Environ 60 % du méthane dans l’atmosphère provient de sources industrielles comme les oléoducs et les gazoducs, mais aussi des sites de forage, ainsi que des parcs d’engraissement du bétail, des terres cultivées et des décharges.
De plus en plus de recherches montrent que la réduction des émissions de méthane est essentielle pour maintenir le réchauffement planétaire à moins de 2 degrés Celsius au-dessus de l’époque préindustrielle afin d’éviter les pires catastrophes pour notre planète.
Après avoir été largement ignoré pendant des décennies, les scientifiques savent maintenant que le méthane est beaucoup plus nocif que le dioxyde de carbone (CO2) comme gaz à effet de serre à court terme, même s’il ne persiste qu’une décennie dans l’atmosphère avant de se décomposer, alors que le CO2 persiste pendant des siècles. Les scientifiques ont comparé les effets de réchauffement du méthane et du dioxyde de carbone sur un siècle; sur ce laps de temps, le méthane est 28 fois plus nocif, alors que sur 20 ans il l’est 80 fois plus.
L’impact climatique du méthane est doublement préoccupant car le monde est plus proche qu’on le pensait du «point de basculement» après lequel le réchauffement climatique ne peut plus être contrôlé. Une étude publiée en septembre 2022 a montré que certains événements susceptibles d’être déclenchés par le réchauffement climatique, comme la disparition de la calotte glaciaire du Groenland ou la fonte du pergélisol arctique, sont imminents.
Les trois cinquièmes des émissions mondiales de méthane proviennent de l’activité humaine ; le reste provient de sources naturelles comme les marécages ou le dégel du pergélisol, bien que cet impact soit encore mal connu.
Parmi les émissions d’origine humaine, les deux tiers proviennent de l’élevage et des combustibles fossiles, le reste provenant en grande partie des déchets en décomposition ainsi que de la riziculture. Ce qui est particulièrement inquiétant, c’est que les émissions de méthane s’avèrent être plus élevées que les normes définies par les agences climatiques.
Les scientifiques peuvent mesurer avec précision le niveau de méthane dans l’atmosphère, mais le plus important pour les décideurs qui cherchent à imposer des réglementations est d’en connaître la source.
Les entreprises pétrolières et les gouvernements font pression pour que le gaz naturel devienne un « carburant de transition » vers les énergies renouvelables dans le cadre de la lutte contre le changement climatique. Leur argument est que la combustion du gaz naturel émet deux fois moins de carbone par kilowatt que le charbon. Cependant, avec les fuites des plates-formes de forage, des pipelines et d’autres infrastructures, cet avantage peut rapidement être effacé.
De plus en plus de gouvernements exigent aujourd’hui que l’industrie pétrolière et gazière détecte et répare les fuites après que des études ont montré qu’elles étaient un énorme problème. L’Union Européenne a récemment accordé le label « vert » à certains projets de gaz naturel dans un désir de développement de ce secteur.
Source : Yahoo Actualités.

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Methane emissions are known as a top threat to the global climate. Scientists and environmentalists are calling for aggressive action to curb the output. At last year’s COP26 in Glasgow (Scotland), more than 100 countries pledged a 30% cut from 2020 methane emissions levels by 2030. But the decisions made during these conferences are not binding, so that few nations have since worked out clear plans to reach that goal.

Scientists using satellite monitoring are discovering new emissions sources, including leaks from oil wells and natural gas pipelines. About 60% of the methane in the atmosphere comes from industrial sources, including oil and gas pipelines and drill sites, as well as feed lots, croplands and landfills.

Research increasingly shows that reducing emissions of methane is vital to keeping planetary warming to within 2 degrees Celsius above pre-industrial times to avert the worst impacts of climate change.

After being largely ignored for decades, scientists now know that methane is much more potent than carbon dioxide as a greenhouse gas in the short term, even though it lingers for only a decade in the atmosphere before breaking down while CO2 lingers for centuries. Scientists compare the warming effects of methane and carbon dioxide over one century, and over that timescale methane is 28 times worse. Over 20 years, however, methane is 80 times worse.

Methane’s climate impact is doubly worrying because the world is closer than previously thought to crossing « tipping points » at which climate global warming can no longer be controlled. A study in September 2022 suggested that some of the events that could be triggered by global warming, like the collapse of the Greenland Ice Sheet or the melting of Arctic permafrost, are imminent.

Three-fifths of the world’s estimated methane emissions are from human activity; the rest are from natural sources like swamps or the thawing of permafrost, although its impact is still unknown.

Of the human-caused emissions, two-thirds are from livestock farming and fossil fuels, with much of the rest from decomposing waste as well as rice cultivation. What is specially worrying is that methane emissions turn out to be higher than climate agencies said they should be.

While scientists can accurately measure the level of methane in the atmosphere, understanding where it is coming from is crucial for policymakers seeking to impose regulations that reduce the emissions.

Petroleum-producing companies and nations are lobbying hard for natural gas as a « bridge fuel » to renewables as the world undertakes a clean energy transition to fight climate change. Their argument: burning natural gas emits half as much carbon per kilowatt as coal. However, with leaks from drill pads, pipelines, compressors, and other infrastructure, those gains can quickly be erased.

World governments, including the United States, are introducing requirements that the oil and gas industry detect and repair leaks after studies showed leaks in the industry were a huge problem. The European Union recently endorsed labeling some natural gas projects as « green » in a major boost to the industry.

Source: Yahoo News.

Source: AquaPortail

Accélération de l’acidification de l’Océan Arctique // The acidification of the Arctic Ocean is accelerating

On savait que l’Océan Arctique s’était réchauffé près de quatre fois plus vite que la moyenne mondiale au cours des quarante-trois dernières années, phénomène connu sous le nom d’«amplification polaire». On apprend aujourd’hui que l’acidification des eaux arctiques est trois à quatre fois plus rapide que dans les autres océans et ce processus inquiète la communauté scientifique.

La cause de cette acidification accélérée est la fonte de la glace de mer, liée au réchauffement climatique. Avec la diminution de la surface de la glace de mer, l’eau de l’océan est exposée directement à l’atmosphère. Cela favorise son absorption rapide du dioxyde de carbone rejeté par les activités humaines. Cela a pour effet de diminuer l’alcalinité des océans et son pouvoir tampon. Or par réaction chimique, le CO2 se transforme en acide carbonique, ce qui entraîne une forte baisse du pH des eaux, et donc l’acidification de ces dernières.

Une étude parue fin septembre dans le magazine Science et réalisée par une équipe de chercheurs chinois et américains démontre que l’Océan Arctique connaît une acidification bien plus rapide que les bassins atlantique, pacifique, indien, antarctique et subantarctique.

Selon l’étude, cette acidification de l’Arctique présente déjà des «implications énormes» pour la vie marine, en particulier pour les récifs coralliens. Ce qui préoccupe les chercheurs, c’est que la poursuite de la fonte de la glace de mer à cause de l’utilisation de combustibles fossiles, devrait encore intensifier le phénomène au cours des prochaines décennies.

Source: médias d’information internationaux.

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The Arctic Ocean was known to have warmed almost four times faster than the global average over the past forty-three years, a phenomenon known as “polar amplification”. We now learn that the acidification of Arctic waters is three to four times faster than in other oceans and this process worries the scientific community.
The cause of this accelerated acidification is the melting of sea ice, linked to global warming. As the extent of sea ice surface decreases, ocean water is exposed directly to the atmosphere. This promotes the rapid absorption of carbon dioxide released by human activities. This has the effect of reducing the alkalinity of the oceans and its buffering capacity. However, by chemical reaction, CO2 is transformed into carbonic acid, which causes a sharp drop in the pH of the water, and therefore the acidification of the ocean.
A study published at the end of September in the journal Science and carried out by a team of Chinese and American researchers shows that the Arctic Ocean is experiencing much faster acidification than the Atlantic, Pacific, Indian, Antarctic and Sub-Antarctic basins.
According to the study, this acidification of the Arctic already has « enormous implications » for marine life, particularly for coral reefs. What worries researchers is that the continued melting of sea ice due to the use of fossil fuels, is expected to further intensify the phenomenon in the coming decades.
Source: international news media.

Sale temps pour la glace de mer (Photo: C. Grandpey)

Fuites de méthane dans la Baltique : un coup dur pour l’environnement // Methane leaks in the Baltic Sea : A hard blow to the environment

Les informations selon lesquelles un gazoduc s’est rompu dans la mer Baltique – suite à d’éventuels actes de sabotage – font craindre que la fuite de méthane accélère encore davantage le réchauffement climatique. Il est encore trop tôt pour dire quelle quantité de méthane en provenance des pipelines Nord Stream atteindra l’atmosphère, mais les fuites auront probablement un impact sur le réchauffement climatique.
Bien que le méthane (CH4) n’ait pas une durée de vie aussi longue que le dioxyde de carbone (CO2) qui séjourne beaucoup plus longtemps dans l’atmosphère, le gaz possède une plus grande capacité à piéger la chaleur: environ 30 fois plus que le CO2 sur 100 ans. C’est la raison pour laquelle des réductions drastiques des émissions de méthane sont essentielles pour freiner la progression du réchauffement climatique à court terme. Si tout le méthane contenu dans les pipelines devait atteindre l’atmosphère, cela pourrait mettre un sacré coup d’arrêt à nos efforts pour ralentir le réchauffement climatique.
Quatre fuites ont été découvertes le long des gazoducs Nord Stream 1 et 2 dans la Mer Baltique. Les pipelines n’étaient pas en service au moment de l’accident – ou du sabotage – mais ils étaient remplis d’environ 778 millions de mètres cubes de gaz naturel et 70 à 90 % de ce gaz naturel est du méthane.
Toutefois, on ne sait pas quelle quantité de ce méthane atteindra l’atmosphère. Cela dépendra de la taille de la brèche et d’autres facteurs. Même si les pipelines ne se vident pas complètement, les émissions de CH4 pourraient être considérables. On estime qu’au début les fuites ont probablement libéré environ 500 tonnes de méthane par heure dans la mer, avec une atténuation du débit par la suite.
Par ailleurs, il n’est pas certain que tout ce méthane atteindra la surface. Par exemple, on sait que les microbes peuvent absorber une partie du méthane lors de son passage dans l’eau, mais cet effet sera probablement minime car le méthane n’aura pas le temps d’être absorbé naturellement. C’est pourquoi, une proportion importante de ce qui sort des gazoducs sera évacuée sous forme de gaz méthane.
Source : Business Insider, via Yahoo Actualités.

Un visiteur de mon blog m’a fait remarquer que ces émissions de méthane dans la Baltique étaient négligeable à l’échelle atmosphérique. C’est vrai, mais s’ajoutant à celles qui existent déjà sur notre planète, ça n’arrange pas la situation des gaz à effet de serre. Il y a quelques mois des scientifiques du CNRS et du CEA ont identifié, depuis l’espace, 1 200 panaches de méthane correspondant à des fuites issues d’exploitations pétrolières ou gazières. En terme de pollution, ces fuites sont comparables, chaque année, à la circulation de 20 millions de véhicules. S’agissant des fuites dans la Mer Baltique, on estime qu’elles correspondent à huit mois d’émissions de gaz à effet de serre dans l’atmosphère au Danemark.

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Reports that a natural gas pipeline has ruptured in the Baltic Sea – because of a possible acts of sabotage – are causing fears that the methane leak could negatively impact global warming. It is still too early to say how much methane from the Nord Stream pipelines will reach the atmosphere, but the leaks have the potential to have a substantial effect on global warming.

Though methane (CH4) is not as long-lived as carbon dioxide (CO2) which floats in the atmosphere for much longer after it is released, the gas is much better at trapping heat, about 30 times better than CO2 over 100 years. This is the reason why sharp cuts to methane emissions are essential to curb the rate of global warming in the short term. If all of the methane contained in the pipelines were to reach the atmosphere, it could seriously set the world back.

Four leaks have now been found along the Nord Stream 1 and 2 pipelines that cross the Baltic Sea. Though the pipelines were not being used when they were breached, they were full of about 778 million cubic meters of natural gas. Seventy to 90% of this natural gas is methane.

However, it is not clear how much of that methane will reach the atmosphere. The rate of emission depends on how big the breach is and other factors. Even without the pipelines emptying completely, the emissions could be substantial. It is estimated that the leaks likely released about 500 metric tons of methane per hour into the sea at first and are releasing less over time.

Besides, it does not mean all of that methane will reach the surface. For instance, microbes are known to absorb some of the methane as it passes through the water, although this is likely to have little effect. Methane will not have time to be attenuated by nature. So a significant proportion will be vented as methane gas.

Source: Business Insider, via Yahoo News.

A visitor to my blog pointed out to me that these methane emissions in the Baltic were negligible on an atmospheric scale. It’s true, but adding to those that already exist on our planet, they are not a good thing for the situation of greenhouse gases. A few months ago, CNRS and CEA scientists identified, from space, 1,200 plumes of methane corresponding to leaks from oil and gas operations. In terms of pollution, these leaks are comparable, each year, to the traffic of 20 million vehicles. Regarding the leaks in the Baltic Sea, it is estimated that they correspond to eight months of greenhouse gas emissions into the atmosphere in Denmark.

La fuite de gaz dans la Baltique (Source: autorités militaires danoises)

Approche scientifique de l’éruption islandaise de 2021 // Scientific approach of the 2021 Icelandic eruption

Nous ne savons pas prévoir les éruptions, mais nous savons décrire le déroulement des événements éruptifs.
Des scientifiques de l’Université d’Islande et du Met Office islandais (IMO) ont publié deux articles dans la revue Nature, dans lesquels ils présentent le fruit de leurs observations lors de l’éruption de Fagradalsfjall en 2021. C’était la première éruption sur la péninsule de Reykjanes après 800 ans de calme volcanique.
Les études montrent que les précurseurs de l’éruption islandaise étaient différents de ceux qui ont précédé de nombreuses autres éruptions à travers le monde, et que la composition de la lave a évolué au fur et à mesure que l’éruption progressait.
Les chercheurs ont analysé l’activité sismique sur la péninsule de Reykjanes. Elle a commencé en décembre 2019, a culminé avec l’éruption du 19 mars 2021 et s’est poursuivie pendant environ six mois.

L’un des articles – intitulé « La déformation et le déclin de la sismicité avant l’éruption de Fagradalsfjall de 2021 » – s’attarde sur les précurseurs de l’éruption et montre dans quelle mesure ils diffèrent des précurseurs de nombreuses autres éruptions dans le monde.
Il y a eu une activité sismique intense sur la péninsule de Reykjanes dans les semaines qui ont précédé l’éruption de 2021, avec une libération de contraintes tectoniques dans la croûte terrestre. Cependant, pendant plusieurs jours avant l’éruption, la déformation du sol et l’activité sismique ont diminué dans la zone autour du site de l’éruption. Ce schéma précurseur est donc différent de ceux qui précèdent de nombreuses autres éruptions dans le monde, qui montrent souvent une augmentation de la déformation du sol et de la sismicité peu de temps avant le début de l’éruption, signe que le magma se fraye un chemin vers la surface.
Les auteurs de l’article expliquent que la situation observée sur le Fagradalsfjall a été provoquée par l’interaction entre le flux magmatique et les contraintes au niveau des plaques tectoniques. Lorsque le magma se fraye un chemin à travers la croûte avant une éruption, une contrainte tectonique est parfois libérée, ce qui provoque des séismes et une déformation du sol. Un déclin de la sismicité et de la déformation peut indiquer que ce processus touche à sa fin et que le magma est prêt à percer la surface.
Au cours de la période de trois semaines qui a précédé l’éruption de Fagradalsfjall, il y a eu à la fois une déformation de surface considérable et une forte sismicité. La cause était la mise en place d’un dyke magmatique vertical entre la surface et 8 km de profondeur. Dans le même temps, des contraintes tectoniques dans la croûte ont été libérées. Des séismes d’une magnitude pouvant atteindre M 5,6 ont été enregistrés dans les zones voisines.
Les scientifiques pensent que la baisse de la sismicité dans les jours qui ont précédé l’éruption peut s’expliquer par le fait que le magma avait alors presque atteint la surface, là où la croûte est la plus faible et où il y a donc moins de résistance.
Cette situation montre qu’il faut tenir compte de la relation entre les volcans et les contraintes tectoniques dans la prévision des éruptions. Une libération des contraintes tectoniques, suivie d’une diminution de la déformation et de la sismicité, peut précéder un certain type d’éruption.

Le deuxième article – intitulé « Déplacement rapide d’une source magmatique profonde sur le volcan Fagradalsfjall » – traite des changements dans la composition de la lave dans la Geldingadalir au cours de l’éruption.
Les scientifiques ont fréquemment échantillonné la lave au cours des 50 premiers jours de l’éruption et ils ont mesuré les gaz volcaniques autour du site éruptif. Ces mesures ont révélé que la lave du Fagradalsfjall provenait directement d’un réservoir magmatique à grande profondeur, à la frontière entre la croûte et le manteau, autrement dit la zone proche du Moho.
Une éruption avec du magma provenant directement de la zone proche du Moho n’a pas été observée dans d’autres éruptions en temps réel. Dans ces cas précédents, le magma provenait de profondeurs moindres de la croûte terrestre. On manque d’informations sur les parties les plus profondes des systèmes magmatiques. L’éruption du Fagradalsfjall a fourni à la communauté scientifique de nouvelles connaissances sur les processus impliqués.
Au début de l’éruption de 2021, la lave était relativement riche en magnésium, comparée à la lave d’autres éruptions historiques en Islande, ce qui révèle un apport de magma particulièrement chaud. Il y avait aussi beaucoup de dioxyde de carbone (CO2) dans les gaz volcaniques émis par la bouche éruptive, ce qui confirme un apport de magma très profond. Selon les scientifiques, cela montre que le magma a subi peu de refroidissement en remontant à travers la croûte jusqu’à la surface. On pense que le réservoir magmatique se trouvait à une quinzaine de kilomètres sous la surface.

L’étude de l’éruption révèle également que la composition de la lave du Fagradalsfjall a radicalement changé au fur et à mesure que l’éruption progressait. Cela laisse supposer que pendant l’éruption un nouveau magma est arrivé en provenance de profondeurs plus importantes que le magma déjà présent dans le réservoir.
Les scientifiques expliquent que l’on sait depuis longtemps que différents types de magma peuvent se mélanger en profondeur, dans les systèmes magmatiques, avant une éruption. Cette éruption présente des preuves en temps réel que ces processus se produisent.
De plus, les modifications de la composition des produits volcaniques montrent que du nouveau magma peut s’introduire rapidement dans un réservoir profond, dans un délai d’environ 20 jours, et se mélanger au magma déjà présent dans le réservoir, en déclenchant potentiellement l’éruption.
Ces découvertes peuvent aider à mieux comprendre les volcans et la géochimie du manteau et pourraient contribuer à l’élaboration de modèles de systèmes magmatiques partout dans le monde.

Source: Met Office islandais, Université d’Islande, The Watchers.

Il sera maintenant intéressant de comparer les conclusions de l’éruption de 2021 avec celles de l’éruption de 2022. Il faudra voir si la dernière éruption se situe dans le prolongement de celle de 2021 ou s’il s’agit de deux événements indépendants l’un de l’autre.

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We are not good at predicting eruptions, but we are dood at describing what happened.

Scientists from the University of Iceland, the Icelandic Met Office (IMO) have published two papers in the journal Nature, presenting new findings from the 2021 eruption at Fagradalsfjall. It was the first eruption on the Reykjanes Peninsula after 800 years of dormancy.

The studies show that the precursors to the eruption were unusual compared to many other eruptions across the world and that the composition of the lava changed as the eruption continued.

Researchers closely observed the seismic activity on Reykjanes Peninsula, which began in December 2019, culminated with the eruption on March 19th, 2021 and continued for around half a year.

One of the papers – titled “Deformation and seismicity decline before the 2021 Fagradalsfjall eruption” -discusses the precursors to the eruption and how they differ from the precursors of many other eruptions around the world.

There was a significant seismic activity on the Reykjanes Peninsula in the weeks leading up to the 2021 eruption, marked by tectonic stress release in the crust. However, for several days before the eruption, deformation and seismic activity declined in the area around the eruption site. This precursory pattern is different from those preceding many other eruptions around the world, which often show escalating rates of ground displacement and seismicity shortly before the eruption onset, as the magma forces its way to the surface.

The scientists behind the paper explain that the behaviour at Fagradalsfjall was caused by the interplay between magma flow and plate tectonic stress. As magma forces its way through the crust before an eruption, tectonic stress may be released, causing earthquakes and ground deformation in the early stages. A decline in seismicity and deformation may indicate that this process is coming to an end and that the magma may erupt.

During the three-week period preceding the eruption at Fagradalsfjall, there was both considerable surface deformation and a large number of earthquakes. This was caused by the emplacement of a vertical magma-filled dyke between the surface and a depth of 8 km. At the same time, tectonic stress in the crust was released. Earthquakes occurred in nearby areas, up to magnitude M 5.6.

The scientists also suggest that the decline in seismicity in the days before the eruption could be explained by the fact that the magma had then almost reached the surface, where the crust is weakest and there is therefore less resistance.

This situation shows that consideration must be given to the relationship between volcanoes and tectonic stress in eruption forecasting. A release of tectonic stress followed by a decline in deformation and seismicity rate may be a precursory activity for a certain type of eruption.

The second paper – titled “Rapid shifting of a deep magmatic source at Fagradalsfjall volcano, Iceland” – discusses the changes to the composition of the lava that flowed through Geldingadalir and the surrounding area as the eruption continued.

Scientists sampled the lava frequently during the first 50 days of the eruption and measured the volcanic gases around the eruption site. This revealed that the lava at Fagradalsfjall was directly sourced from a magma reservoir at great depth, at the boundary between the crust and the mantle – the near-Moho zone.

Eruption directly from the near-Moho zone has not been observed in other eruptions with real-time investigation. In these previous cases, the magma came from shallower levels in the crust. Until now, there has therefore been a lack of information about the deepest parts of magmatic systems. The eruption at Fagradalsfjall has provided the scientific community with new knowledge of the processes involved.

At the start of the eruption, the lava was relatively rich in magnesium in comparison with lava from other historical eruptions in Iceland, indicating an unusually hot magma supply. There was also a lot of carbon dioxide in the volcanic gases emitted from the eruption vent, indicating an unusually deep magma supply. The scientists explain that this suggests that the magma underwent little cooling on its way up through the crust to the surface. It is believed that the magma reservoir was located about 15 km from the surface.

The research also revealed that the composition of the lava at Fagradalsfjall radically changed as the eruption progressed. This suggests that during the eruption, a new magma was generated at greater depths than the magma already present in the reservoir.

The scientists point out that it has long been argued that different kinds of magma can mix deep in magmatic systems before an eruption. This study presents real-time evidence that these processes do occur.

Furthermore, changes to the composition of volcanic products show that new magma can flow into a deep reservoir rapidly, in a timescale of around 20 days, mixing with the magma already in the reservoir and potentially triggering the eruption.

These findings may aid our understanding of volcanoes and the geochemistry of the mantle and could support the development of models of magmatic systems all over the world.

Source: Icelandic Met Office, University of Iceland, The Watchers.

It will now be interesting to compare the conclusions of the 2021 eruption with those of the 2022 eruption. It will be particularly interesting to see if the last eruption is a continuation of that of 2021 or if they are two distinct events.

Captures d’écran de l’éruption de 2021