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Mesure des concentrations de méthane dans l’atmosphère // Measuring methane concentrations in the atmosphere

Concentrations de CO2 : 429,36 ppm

Concentrations de CH4 ; 1945,85 ppb

Les mesures scientifiques ont montré que les concentrations de méthane dans l’atmosphère ont fortement augmenté au cours des dernières années.
Le méthane (CH4) est un puissant gaz à effet de serre et le deuxième plus important responsable du réchauffement climatique après le dioxyde de carbone (CO2). Une molécule de méthane retient davantage de chaleur qu’une molécule de CO2, mais sa durée de vie dans l’atmosphère est relativement courte (7 à 12 ans). Le CO2, quant à lui, peut persister pendant des centaines d’années, voire plus. La concentration de CO2 dans l’atmosphère avoisine actuellement 430 ppm (parties par million).
Le méthane provient à la fois de sources naturelles et d’activités humaines. On estime que 60 % des émissions actuelles de méthane sont dues aux activités humaines. Les principales sources de méthane sont l’agriculture, les combustibles fossiles et la décomposition des déchets d’enfouissement. Les processus naturels représentent 40 % des émissions de méthane, les zones humides constituant la principale source naturelle.
Les données relatives aux concentrations de CH4 sont mises à jour trimestriellement ou annuellement. Les dernières données disponibles remontent à novembre 2025 date à laquelle la concentration de méthane atteignait 1945,85 ppb (parties par milliard), contre 1 941 ppb en septembre de cette même année. La concentration de méthane dans l’atmosphère a plus que doublé au cours des 200 dernières années. Les scientifiques estiment que cette augmentation est responsable de 20 à 30 % du réchauffement climatique observé depuis la révolution industrielle (qui a débuté en 1750). C’est pourquoi la concentration de méthane accompagnera la concentration de CO2 au début de mes notes sur le réchauffement climatique.

Source : NASA

En cliquant sur le lien ci-dessous, vous découvrirez une animation de la NASA illustrant les variations complexes des émissions de méthane à travers le monde au fil des saisons. Cette animation présente les émissions de méthane en 2018, d’après les données satellitaires, les inventaires des activités humaines et les modèles atmosphériques de la NASA.
https://assets.science.nasa.gov/content/dam/science/esd/climate/video_items/MethaneNarrationSM.mp4

Bien qu’il soit relativement simple de mesurer la quantité de méthane dans l’atmosphère, il est plus difficile d’en déterminer l’origine. Les scientifiques de la NASA utilisent plusieurs méthodes pour suivre les émissions de méthane. L’un des outils utilisés par la NASA est l’Airborne Visible InfraRed Imaging Spectrometer-Next Generation (AVIRIS-NG), spectromètre imageur visible et infrarouge aéroporté de nouvelle génération (AVIRIS-NG). Cet instrument, installé sur des avions, mesure la lumière réfléchie par la surface de la Terre. Le méthane absorbe une partie de cette lumière. En mesurant les longueurs d’onde de la lumière absorbée, l’instrument AVIRIS-NG peut déterminer la quantité de gaz à effet de serre présents.
En 2022, la NASA a ajouté l’instrument EMIT (Earth Surface Mineral Dust Source Investigation) à la Station spatiale internationale (ISS). Bien que conçu principalement pour étudier les tempêtes de poussière et les minéraux, les chercheurs ont découvert qu’il pouvait également détecter d’importantes sources de méthane.
Ces instruments embarqués à bord d’avions et de satellites détectent les émissions de méthane provenant de la production de pétrole et de gaz, des pipelines, des raffineries, des décharges et de l’élevage. Dans certains cas, ces mesures ont permis de réparer des fuites et de diagnostiquer des équipements défectueux dans les champs pétroliers et gaziers.
L’Arctique est une région riche en sources naturelles de méthane, notamment les zones humides, les lacs et le dégel du pergélisol. L’instrument ABoVE (Arctic Boreal and Vulnerability Experiment) de la NASA mesure les émissions de méthane provenant de sources naturelles comme le dégel du pergélisol en Alaska et au Canada.
Source : NASA.

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The amount of methane in the atmosphere has increased in recent decades as observed by scientific measurements.

Methane (CH4) is a potent greenhouse gas and is the second-largest contributor to Earth’s warming after carbon dioxide (CO2). A molecule of methane traps more heat than a molecule of CO2, but methane has a relatively short lifespan of 7 to 12 years in the atmosphere. CO2 can persist for hundreds of years or more. CO2 concentrations in the atmosphere are curreltly about 430 ppm (parts per million).

Methane comes from both natural sources and human activities. An estimated 60% of today’s methane emissions are the result of human activities. The largest sources of methane are agriculture, fossil fuels, and decomposing landfill waste. Natural processes account for 40% of methane emissions, with wetlands being the largest natural source.

The data about CH4 concentrations is updated quarterly to annually. The latest measurement data dates back to September 2025 when CH4 concentrations reached 1941 ppb (parts per billion), after 1941 ppb in September of that same year.

The concentration of methane in the atmosphere has more than doubled over the past 200 years. Scientists estimate that this increase is responsible for 20% to 30% of Earth’s warming since the Industrial Revolution (which began in 1750).

By clicking on the link below, you’ll see a NASA visualization of the complex patterns of methane emissions around the globe and throughout the seasons. It shows methane emissions in 2018, based on data from satellites, inventories of human activities, and NASA atmospheric models.

https://assets.science.nasa.gov/content/dam/science/esd/climate/video_items/MethaneNarrationSM.mp4

Although it’s relatively simple to measure the amount of methane in the atmosphere, it’s harder to pinpoint where it’s coming from. NASA scientists are using several methods to track methane emissions.

One tool that NASA uses is the Airborne Visible InfraRed Imaging Spectrometer-Next Generation (AVIRIS-NG). This instrument, which gets mounted onto research planes, measures light that is reflected off Earth’s surface. Methane absorbs some of this reflected light. By measuring the exact wavelengths of light that are absorbed, the AVIRIS-NG instrument can determine the amount of greenhouse gases present.

NASA added the Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT) instrument to the International Space Station (ISS) in 2022. Though built principally to study dust storms and minerals, researchers found that it could also detect large methane sources.

These aircraft and satellite instruments are finding methane rising from oil and gas production, pipelines, refineries, landfills, and animal agriculture. In some cases, these measurements have led to leaks being fixed, and faulty equipment in oil and gas fields.

The Arctic is one region with many natural sources of methane, including wetlands, lakes, and thawing permafrost. NASA’s Arctic Boreal and Vulnerability Experiment (ABoVE), has been measuring methane coming from natural sources like thawing permafrost in Alaska and Canada.

Source : NASA.

L’intelligence artificielle (IA) pour mieux comprendre le Popocatepetl (Mexique) // Artificial intelligence (AI) to better understand Popocatepetl (Mexico)

Des scientifiques de l’Université nationale autonome du Mexique (UNAM) ont créé le premier modèle tridimensionnel du Popocatépetl qui dresse ses 5426 m à 70 kilomètres au sud-est de Mexico, dans les États de Puebla et de Mexico.

Les chercheurs espèrent que leurs travaux permettront de mieux comprendre la structure interne du volcan avec l’existence possible de chambres magmatiques, et d’optimiser la surveillance du volcan et la prévention des catastrophes.

L’étude intitulée « Estructura de velocidades sísmicas del volcán Popocatépetl, México, a partir de campos difusivos », publiée dans la revue ScienceDirect, indique que ces travaux permettront de mieux anticiper les futures éruptions. Grâce à l’intelligence artificielle (IA), les chercheurs seront en mesure, à l’avenir, de construire des tomographies en quatre dimensions.
Depuis 1994, année de la première éruption du Popocatépetl en plus de 70 ans, diverses études géophysiques ont été menées afin de comprendre l’histoire éruptive, l’activité et les risques volcaniques de ce volcan. Cependant, les modèles précédents, basés sur la sismicité volcano-tectonique, se sont avérés insuffisants pour décrire les phénomènes dans certaines zones ou sur une grande profondeur, en raison de la distribution spatiale de l’activité sismique et des stations utilisées. La nouvelle étude propose le premier modèle 3D du Popocatépetl, et prend en compte l’ensemble du volcan.

Les responsables du projet ont utilisé 18 stations sismiques réparties sur le volcan. Huit d’entre elles ont été installées par leurs soins, les autres appartenaient déjà au CENAPRED. Les appareils effectuent au moins 100 mesures par seconde et ces données, qui représentent une immense quantité d’informations, sont traitées automatiquement grâce à l’intelligence artificielle. Auparavant, tout était analysé manuellement. Aujourd’hui, grâce à l’IA, les scientifiques peuvent traiter une année de données, provenant de toutes les stations, en trois heures seulement. L’étude menée sur 18 stations permet de détecter des structures internes interconnectées, susceptibles d’être des zones d’accumulation de magma, des conduits d’alimentation et des anomalies. Toutes ces structures sont identifiées grâce à la propagation des ondes sismiques dans le sous-sol ; ces ondes se propagent plus rapidement dans les roches dures et plus lentement dans les zones contenant du magma ou des matériaux tendres.

Modèle de la structure interne du Popocateptl après traitement des données par l’intelligence artificielle (Source : UNMA)

L’étude montre la présence d’un système magmatique en forme de champignon dans deux régions présentant une vitesse des ondes S (Vs) élevée. Ces régions sont situées respectivement entre 0 et 5 kilomètres d’altitude, et entre 4 et 7 kilomètres de profondeur, et sont reliées par un conduit étroit en forme de tube.
Selon l’étude, la région à Vs élevée la plus superficielle est directement liée à des structures volcaniques anciennes et récentes. Ce phénomène résulte du mélange de matériaux magmatiques et d’un processus intense de dégazage, qui accroît la viscosité et la cristallisation du magma.
La région à Vs élevée la plus profonde est interprétée comme un piégeage de matériaux magmatiques par la pression lithostatique exercée par le poids des roches et sédiments sus-jacents sur une formation rocheuse profonde. De plus, le modèle met en évidence des paléostructures volcaniques enfouies et des vestiges d’anciens effondrements volcaniques.
Source : EL PAÍS USA.

Il ne fait aucun doute que l’IA, par la rapidité avec laquelle elle est capable de traiter des volumes importants de données, va énormément aider les volcanologues dans leur étude des structures volcaniques. Malgré tout, il restera encore un long chemin avant de pouvoir prévoir avec plus de précision qu’aujourd’hui le déclenchement des éruptions volcaniques.

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Scientists from the National Autonomous University of Mexico (UNAM) have created the first tridimensional model of the Popocatépetl volcano in the pursuit of understanding its internal structure, resolving doubts as to the existence of magma chambers, and optimizing monitoring efforts as well as disaster prevention. The study Estructura de velocidades sísmicas del volcán Popocatépetl, México, a partir de campos difusivos (Structure of seismic velocities of the Popocatépetl volcano, Mexico, via diffusion fields), which was published in the journal ScienceDirect, states that the model will better allow for the anticipation of future eruptive episodes. Thamks to the use of use of artificial intelligence, the researchers will be able to construct tomographies in four dimensions in the future.

Since 1994, the year that Popocatépetl erupted for the first time in more than 70 years, various geophysics studies have been carried out in the hopes of understanding the eruptive history, activity and volcanic perils of the volcano. But previous models based on volcanic-tectonic seismicity have not been sufficient in describing patterns in certain areas or across a large range of depth, due to spatial distribution of seismic activity and stations that have been used. The new study proposes the first 3D velocity model of Popocatépetl volcano describing the whole edifice.

Project leaders utilized 18 seismic stations located across the volcano. They installed eight of them, and the rest belong to the National Center for Disaster Prevention. Teams register at least 100 measurements per second and that data, an immense quantity of information, is automatically processed using AI. Previously, everything was analyzed manually. Today, with AI, scientists can process a year’s worth of data, from all stations, in three hours.

The 18-station study allows for the detection of interconnected internal structures as possible regions of magma accumulation and ascending conduits and abnormalities. All are identified by seismic waves traveling through the subsoil, which are faster in hard rocks and slower in areas with magma or soft material.

The study suggests the presence of a mushroom-shaped magmatic system in two regions with high Vs (S-wave velocity) between zero and five kilometers above sea level, and four and seven kilometers below sea level, connected by a narrow tube-shaped conduit.

According to the study, the most shallow high Vs region is directly related to old and new volcanic structures, as a result of magmatic materials mixing with and being affected by an intense process of degasification, which increases magma’s viscosity and crystal content.

The deepest region of high Vs is interpreted as magmatic material trapped by lithostatic pressure exerted by the weight of overlying rocks and sediments on a deep rock formation. In addition, the model presents evidence of buried volcanic paleostructures and remnants of ancient volcanic collapses.

Source : EL PAÍS USA.

Planète Mars : nouvelle image d’Olympus Mons // Mars : a new image of Olympus Mons

La mission Mars Odyssey de la NASA est un exploit en soi. Le vaisseau spatial a été lancé en 2001, il y a donc 23 ans, et est toujours opérationnel. Le robot a franchi une nouvelle étape le 30 juin 2024, jour où il a effectué sa 100 000ème rotation autour de la Planète rouge. Au cours de ces voyages, il a cartographié les minéraux et la glace sur la surface martienne, identifié des sites d’atterrissage pour les missions futures et a relayé ces données vers la Terre avec l’aide des rovers envoyés par la NASA.
Les scientifiques ont récemment utilisé l’appareil photo à bord du vaisseau spatial pour obtenir une image assez exceptionnelle d’Olympus Mons, le plus haut volcan du système solaire. L’image fait partie du programme de la mission Mars Odyssey pour fournir des vues à haute altitude de l’horizon de la planète. La première de ces vues a été publiée fin 2023. Semblable à la perspective de la Terre telle que peuvent la voir des astronautes à bord de la Station spatiale internationale (ISS), cette image permettra aux scientifiques d’en apprendre davantage sur les nuages ​​et la poussière en suspension dans l’atmosphère martienne.

Prise le 11 mars 2024, la photo la plus récente de l’horizon martien montre Olympus Mons, volcan bouclier dont la base présente un diamètre de 600 kilomètres, avec une hauteur de 27 kilomètres.
Normalement, les images du volcan vu du dessus pendant les survols présentent des bandes étroites, mais en orientant le vaisseau spatial vers l’horizon, les scientifiques ont réussi à montrer toute l’ampleur du volcan au-dessus du paysage martien. De plus, l’image fournit des données scientifiques exceptionnelles. En plus de donner un aperçu des nuages ​​et la poussière, une telle image, qui couvre plusieurs saisons, fournit des détails supplémentaires sur l’atmosphère martienne. Une bande d’un blanc bleuté dans la partie inférieure de l’atmosphère indique la quantité de poussière présente à cet endroit au début de l’automne, période où on observe généralement les tempêtes de poussière sur Mars. La couche violacée au-dessus de cette bande est probablement due à un mélange de poussière rouge et de nuages ​​​​de glace bleuâtres. Enfin, vers le haut de l’image, une couche bleu-vert est visible là où les nuages ​​​​de glace s’élèvent à une cinquantaine de kilomètres d’altitude.
Le robot de la mission Mars Odyssey a obtenu cette image avec un appareil photo sensible à la chaleur, le Thermal Emission Imaging System, ou THEMIS, mis au point par par l’Arizona State University à Tempe. En utilisant les propulseurs situés autour du vaisseau spatial, ce dernier est capable d’orienter THEMIS vers différentes parties de la surface martienne ou même opérer une lente rotation pour observer les minuscules lunes de Mars, Phobos et Deimos. C’est de cette façon que la NASA a pu obtenir cette belle image d’Olympus Mons.
Source : NASA.

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NASA’s Mars Odyssey mission is a feat in itself. The spacecraft was launched in 2001,23 years ago, and is still operational. The robot marked a new milestone on June 30th, 2024, the day when performed its 100,000th trip around the Red Planet. During that time, the Mars Odyssey orbiter has been mapping minerals and ice across the Martian surface, identifying landing sites for future missions, and relaying data to Earth from NASA’s rovers.

Scientists recently used the orbiter’s camera to take a stunning new image of Olympus Mons, the tallest volcano in the solar system. The image is part of a continuing effort by the Odyssey team to provide high-altitude views of the planet’s horizon. The first of these views was published in late 2023. Similar to the perspective of Earth astronauts get aboard the International Space Station, the view enables scientists to learn more about clouds and airborne dust at Mars.

Taken on March 11th, 2024, the most recent horizon image captures Olympus Mons in all its glory. With a base that sprawls across 600 kilometers, the shield volcano rises to a height of 27 kilometers.

Normally the pictures of Olympus Mons sent by the orbiter Olympus include narrow strips from above, but by turning the spacecraft toward the horizon, the robot was able to show in a single image how large the volcano looms over the landscape. Moreover, the image provides scientists with exceptionzl scientific data. In addition to offering a freeze frame of clouds and dust, such images, when taken across many seasons, can give a more detailed understanding of the Martian atmosphere. A bluish-white band at the bottom of the atmosphere hints at how much dust was present at this location during early autumn, a period when dust storms are typically observed on Mars. The purplish layer above that band was likely due to a mixture of the planet’s red dust with some bluish water-ice clouds. Finally, toward the top of the image, a blue-green layer can be seen where water-ice clouds reach up about 50 kilometers into the sky.

The Odyssey orbiter captured the scene with a heat-sensitive camera called the Thermal Emission Imaging System, or THEMIS, developed by Arizona State University in Tempe. By firing thrusters located around the spacecraft, Odyssey can point THEMIS at different parts of the surface or even slowly roll over to view Mars’ tiny moons, Phobos and Deimos. In this way, it was able to get good views of Olympus Mons.

Source : NASA.