D’énormes éruptions sous-marines ont creusé des cratères sur le fond marin arctique.
Des cratères aussi larges que 12 pâtés de maisons sur le fond marin arctique y ont été créés par des éruptions géantes de gaz méthane souterrain.
Certains de ces cratères avaient été découverts au début des années 1990, mais ce n’est que maintenant que les scientifiques ont cartographié les caractéristiques en détail. Les chercheurs ont découvert qu’il y a beaucoup plus de cratères qu’on ne le croyait au départ – plus de 100 géants et peut-être des milliers de petites marques de pock – et que ces caractéristiques se sont probablement formées il y a environ 11 600 ans. Cela s’est produit lorsque le retrait des calottes glaciaires a déstabilisé le gaz gelé sous le fond marin. Certains monticules de gaz gelé ont explosé, créant les cratères encore visibles aujourd’hui.
« C’est un analogue pour les événements qui pourraient avoir lieu dans le futur autour des calottes glaciaires contemporaines », a déclaré Karin Andreassen, chercheuse à l’étude, géologue marine et géophysicienne à l’Université arctique de Norvège à Tromso. Le méthane est un puissant gaz à effet de serre, a déclaré Andreassen, il est donc important d’étudier ces éruptions sous-marines pour comprendre comment elles pourraient affecter le climat.
Méthane gelé
Andreassen et ses collègues ont été financés par le Conseil de la recherche de Norvège avec des subventions destinées à comprendre la libération de méthane du fond marin. Il est bien connu que le méthane bouillonne des sédiments sous l’océan dans l’Arctique, a déclaré Andreassen à Live Science, mais ces petits suintements n’atteignent pas beaucoup plus haut que 650 pieds (200 mètres) dans la colonne d’eau au-dessus du fond de l’océan. Le gaz se dissout dans l’eau de mer avant de pouvoir atteindre l’atmosphère.
Des centaines de cratères parsèment une superficie de 170 miles carrés (440 kilomètres carrés) dans la mer de Barents. Plus de 100 d’entre eux mesurent plus de 1 km de large.
Les éruptions explosives de méthane pourraient être très différentes. Andreassen et son équipe ont emmené le navire de recherche Helmer Hanssen dans la mer de Barents au large de la côte nord de la Norvège. Les chercheurs ont utilisé diverses techniques, telles que la collecte d’échantillons de sédiments du fond marin. Ils ont également envoyé des signaux acoustiques et sismiques au fond de l’océan et au sous-sol et ont utilisé les échos pour cartographier les contours ci-dessous.
Les chercheurs ont découvert plus de 100 cratères géants, chacun jusqu’à 0,6 miles (1 kilomètre) de large et près de 100 pieds (30 mètres) de profondeur, dans une zone de 170 miles carrés (440 km carrés). Les scientifiques ont également découvert de nombreux monticules inconnus auparavant, connus sous le nom de pingos. Ces pingos sont des morceaux d’hydrate de méthane ou de gaz méthane congelés dans un réseau de molécules d’eau.
Pingos qui explosent
Ce sont ces pingos qui peuvent exploser lorsque les conditions sont réunies. Andreassen et ses collègues ont utilisé la modélisation mathématique pour déterminer quels types de pressions, de températures, de profondeurs d’eau et d’autres facteurs sont nécessaires pour maintenir l’hydrate de méthane enfermé dans le sous-sol, et dans quelles conditions le gaz explose.
Leurs découvertes ont raconté l’histoire de la formation des cratères. Pendant le Pléistocène glacé, qui a commencé il y a 2,5 millions d’années, une énorme calotte glaciaire de plus d’un mile (2 kilomètres) d’épaisseur recouvrait la mer de Barents. Au fur et à mesure que cette nappe refluait, coulait et raclait le fond marin, elle modifiait les pressions sur les réservoirs de gaz profonds bien en dessous de la surface de la mer. Le gaz, principalement du méthane, s’est déplacé vers le haut dans des sédiments moins profonds, a déclaré Andreassen. Là, il était stable dans les 1 444 pieds supérieurs (440 m) du sous-sol, gelé sous forme d’hydrate de méthane et coiffé sous la pression de la calotte glaciaire.
Mais ensuite, la glace a commencé à se retirer il y a environ 17 000 ans. La libération de pression a permis aux hydrates plus profonds de bouillonner et de se déplacer vers des sédiments moins profonds. Finalement, a déclaré Andreassen, ce cycle a conduit à la création de pingos constitués d’une fine couche concentrée d’hydrate de méthane sous une forte pression du gaz en dessous. Lorsque la croûte d’hydrate de méthane a finalement cédé, les gaz souterrains ont éclaté comme du champagne secoué.
« Nous pensons que les forces ont dû être énormes », a déclaré Andreassen.
Les éruptions ont laissé derrière elles les cratères que l’on voit aujourd’hui. Les chercheurs ont obtenu une confirmation supplémentaire de la date de ces éruptions en examinant les affouillements de glace sur le fond marin. Ces affouillements ont indiqué que les éruptions se sont produites alors que la calotte glaciaire reculait, mais alors qu’il y avait encore de la glace dans la région, ont déclaré les chercheurs. Des entailles individuelles d’icebergs traînant leurs fonds peuvent être vues dans certains cratères.
Effets atmosphériques
De telles éruptions géantes auraient très bien pu envoyer du méthane dans l’atmosphère, a déclaré Andreassen, mais il n’y a pas encore de preuve que les pingos qui ont explosé l’aient effectivement fait. Personne ne sait non plus si le méthane libéré a affecté le climat, a-t-elle déclaré. (Le méthane est 84 fois plus efficace pour piéger la chaleur que le dioxyde de carbone dans les premières décennies suivant sa libération, de sorte que de plus petites quantités peuvent provoquer un réchauffement plus important par rapport au dioxyde de carbone.)
L’explosion de pingos ne peut pas se produire n’importe où où la glace se retire, a déclaré Andreassen – de grands réservoirs de gaz souterrains doivent également être présents. Il y a des domaines aujourd’hui où cette combinaison existe, cependant. La côte est du Groenland en est un exemple, a déclaré Andreassen, ainsi que les nombreux bassins arctiques au nord de la Sibérie et certaines parties de l’Alaska arctique et du nord-ouest de l’intérieur canadien.
Si un pingo s’effondrait demain, cependant, il n’y a aucune garantie que l’humanité le remarquerait. Ces zones sont éloignées et largement non surveillées, a déclaré Andreassen.
« Ce sont de vastes zones », a-t-elle déclaré. Il faut des semaines en bateau pour atteindre le Groenland même depuis la Norvège, a-t-elle ajouté.
Néanmoins, les chercheurs ont déclaré qu’ils prévoyaient de rechercher davantage de cratères et de monticules autour du Groenland et au nord, à l’est et à l’ouest de la mer de Barents.
« Nous savons bien que les éruptions ont été importants pour les changements dans la chimie de l’océan, mais nous ne savons pas encore à quel point c’était important pour l’atmosphère et le climat », a déclaré Andreassen. « C’est quelque chose que nous devons explorer. »
