Le glacier se déplace et ébranle les roches sur lesquelles il s’écoule. Si ces roches contiennent du méthane emprisonné, ce mouvement peut le libérer, et l’eau qui circule à la base du glacier le transporte vers l’aval, jusqu’aux rivières qui naissent de la fusion. Aux Svalbard, ce processus peut mener à des concentrations de méthane jusqu’à 425 fois supérieures à celles en équilibre avec l’atmosphère. Cela est démontré par une étude publiée dans Nature Communications, fondée sur 148 échantillons prélevés dans 19 rivières alimentées par autant de glaciers de l’archipel arctique.
Le méthane identifié dans les échantillons n’est presque jamais produit par des micro-organismes; il se forme dans le sous-sol lorsque la matière organique enfouie dans les roches est transformée par des températures et des pressions élevées, un processus qui dans la région concerne surtout les formations riches en schistes bitumineux présents sous certains glaciers. Pour le distinguer du méthane d’origine biologique, les chercheurs ont comparé la composition des isotopes du carbone, variantes du même élément qui se comportent légèrement différemment selon l’origine du gaz, ainsi qu’à d’autres hydrocarbures présents dans les échantillons. Seuls trois des 19 rivières, au point où elles sortent du glacier, présentaient une signature principalement biologique.
Le rôle des roches et de l’eau à la base
Dans les 19 rivières analysées à l’avant des glaciers, le point où la glace se termine, les concentrations de méthane variaient de 9 à 1700 nanomoles par litre, avec une moyenne de 244. Le type de roche sous le glacier explique seul plus de la moitié de la variabilité observée entre les sites. Si l’on ajoute à ce chiffre la quantité de glace qui se trouve déjà à la base à la température de fusion, condition qui permet à l’eau de s’écouler et de circuler, tandis que le glacier plus froid reste bloqué au sol, la capacité d’expliquer les différences entre un glacier et l’autre monte à 75 %.
Le phénomène s’accentue lorsque, sous le glacier, se forme un réseau de canaux par lesquels l’eau circule de façon plus active. Les trois fleuves affichant les concentrations les plus élevées (Penckbreen, Vallåkrabreen et Bakaninbreen) proviennent de glaciers qui ont connu récemment des phases d’avancée rapide, appelées surgences glaciaires. Dans ces épisodes la pression de l’eau à la base augmente brusquement, et cela semble favoriser la libération et le transport du méthane accumulé dans les roches sous-jacentes.
Dans l’ensemble de l’archipel, les chercheurs estiment que les glaciers libèrent chaque année entre environ 180 et 380 tonnes de méthane, une estimation considérée comme conservatrice car une partie du gaz peut se disperser avant d’être mesurée, et parce que les relevés ne saisissent pas nécessairement le méthane accumulé pendant l’hiver.
Le gaz continue d’arriver même après la fin du glacier
Dans plus des deux tiers des rivières étudiées (68 %), la concentration la plus élevée de méthane n’est pas observée à l’avant du glacier mais plus en aval. Pour les chercheurs, cela indique une contribution supplémentaire des eaux souterraines, qui, en s’écoulant à travers le permafrost — le sol qui demeure gelé toute l’année — peuvent intercepter et transporter davantage de méthane.
Cet équilibre pourrait changer à mesure que les glaciers se retirent. Dans les premières phases du retrait, plus d’eau à la base tend à favoriser la libération du gaz. Mais lorsque la glace s’amenuise encore davantage, certains glaciers peuvent se refroidir au point de s’adosser au terrain sous-jacent, bloquant la circulation de l’eau : dans ce cas, le transport du méthane par les roches diminuerait, tandis que le rôle des eaux souterraines pourrait devenir plus important.
Cette étude met donc en évidence une source de méthane arctique jusque-là peu considérée, liée à la quantité de gaz pouvant être libérée par le sous-sol lorsque le glacier change et que l’eau commence à circuler à la base des glaciers. Les Svalbard, expliquent les auteurs, constituent un cas particulièrement parlant parce que bon nombre de leurs glaciers reposent sur des roches riches en matière organique, mais le même mécanisme, ajoutent-ils, pourrait être valable dans d’autres régions glaciaires présentant une géologie similaire.
