Les microbes des lacs anciens ont provoqué le réchauffement climatique pendant l'ère glaciaire.

5 août 2023

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Corrigé par Hannah Bird, Phys.org

Le réchauffement climatique n'est pas seulement un problème moderne, mais il s'est produit à de nombreuses reprises au cours de l'histoire de la Terre, avec un événement particulier se produisant il y a 304 millions d'années pendant l'ère glaciaire du Paléozoïque tardif (qui s'étendait de 340 à 290 millions d'années). Des études ont découvert des preuves d'augmentation de la température de surface des océans, de déclin de la glace continentale et d'inondation des environnements océaniques sur les terres à cette époque.

Le Dr Liuwen Xia de l'Université de Nanjing, en Chine, et ses collaborateurs ont étudié l'effet d'une grande injection de méthane provenant de lacs alcalins (pH de 9 à 12) dans l'atmosphère, dans une étude publiée dans Geology.

De grandes quantités de méthane atmosphérique provoquent le réchauffement climatique car c'est un puissant gaz à effet de serre, captant la chaleur 28 fois plus efficacement que le dioxyde de carbone sur 100 ans. Les microorganismes producteurs de méthane sont responsables de 74 % des émissions mondiales de méthane, il est donc important de définir les conditions environnementales qui les encouragent à survivre et à prospérer afin de comprendre le changement climatique.

Le bassin de Junggar, dans le nord-ouest de la Chine, a été étudié en évaluant les niveaux de méthane dérivés de l'activité microbienne. Les chercheurs ont prélevé des échantillons de carottes du fond du lac et ont effectué des analyses chimiques de la roche pour déterminer le type de carbone présent en fonction de sa provenance à partir d'algues vertes aquatiques, de cyanobactéries (microorganismes photosynthétiques) et d'archées halophiles (microorganismes extrêmes vivant dans des environnements très salins).

Quand le lac contient plus de carbone inorganique dissous (une forme qui ne possède pas de liaisons carbone-hydrogène), les algues, les cyanobactéries et les archées préfèrent absorber la forme la plus légère (carbone-12), ce qui signifie que le carbone plus lourd, le carbone-13, reste dans l'eau du lac et est déposé, ce qui entraîne des différences distinctes dans les mesures prises à partir de la roche.

Les chercheurs ont découvert un type particulier d'archée méthanogène alcalophile qui a obtenu un avantage compétitif dans les conditions environnementales anoxiques à faible teneur en sulfate du lac, préservant les valeurs les plus élevées de carbone-13 dans la roche. Cette espèce a prospéré en fournissant l'énergie nécessaire à sa croissance en produisant de grandes quantités de méthane dans l'eau du lac, qui étaient ensuite libérées dans l'atmosphère. On estime que les émissions de méthane dues à l'activité microbienne étaient d'au moins 2,1 gigatonnes.

Le dioxyde de carbone provenant de l'activité volcanique et des processus hydrothermaux transporté vers le lac a été converti en bicarbonate et en carbonate (des formes de carbone inorganique dissous), ce qui a augmenté l'alcalinité du lac et favorisé la création de méthane en stimulant l'activité microbienne. Le carbone inorganique dissous fournit une source presque illimitée de carbone aux algues, aux cyanobactéries et aux archées pour leurs processus métaboliques.

Par conséquent, en reliant cette augmentation et cette offre constante de méthane à l'ère glaciaire du Paléozoïque tardif, qui a connu un pic de méthane atmosphérique il y a 304 millions d'années, on peut suggérer que la contribution combinée de nombreux lacs alcalins dans le monde aurait pu avoir un impact significatif sur les niveaux mondiaux de gaz à effet de serre. Les chercheurs suggèrent que, rien qu'avec les lacs du nord-ouest de la Chine, les émissions de méthane auraient pu atteindre 109 gigatonnes, ce qui équivaut à la puissance forcée de gaz à effet de serre de jusqu'à 7521 gigatonnes de dioxyde de carbone.

Cela met clairement en évidence la puissance du méthane dans son effet sur notre climat, et plus précisément l'importance d'identifier les lacs alcalins dans le monde pour surveiller leurs émissions actuelles et trouver des solutions pour lutter contre leur activité. Cela peut inclure la réduction du pH des lacs pour les rendre plus acides, l'ajout de certains types d'argile ou même le curage du fond des lacs, mais toutes ces solutions introduisent naturellement une multitude d'effets sur l'environnement. Ainsi, il pourrait ne pas encore exister de solution claire pour réduire les émissions de méthane des lacs et atténuer leur potentiel de réchauffement climatique.

Informations sur la revue : Geology

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