La végétation et le Méthane

Début 2006, une étude réalisée par Keppler et publiée dans "Nature" tentait à indiquer que les plantes étaient émettrices d'une quantité énorme de Méthane.

Citation :

La végétation emetterait aussi du méthane

Les plantes et les forêts, considérées jusqu’à présent comme des "puits" capables d’absorber une partie des gaz à effet de serre, responsables du réchauffement climatique, seraient en fait elles-mêmes des émettrices, selon des chercheurs allemands.

Jusqu’à présent, il était considéré comme établi que le méthane, l’un des six gaz à effet de serre, était principalement diffusé dans l’atmosphère par les micro-organismes vivant en milieux humides, pauvres en oxygène, comme les marais ou les rizières. Mais l’étude publiée dans la revue scientifique Nature datée de jeudi par l’équipe de Frank Keppler, du Max Planck Institute d’Heidelberg (Allemagne), fait état d’émissions de méthane par des plantes vivantes, ainsi que par les feuilles et les herbes sèches.
Les scientifiques estiment que la végétation mondiale émet entre 62 et 236 millions de tonnes de méthane par an et que les feuilles mortes répandues au sol lâchent un à sept millions de tonnes supplémentaires. Ce total représenterait l’équivalent de 10 à 30% des émissions annuelles mondiales de méthane. Ce résultat a été obtenu à partir d’une série d’expériences et de contrôles en laboratoires et sur le terrain, à l’aide de capteurs permettant de mesurer les émissions de méthane dans la nature. Des plantes et des feuilles ont été enfermées dans des conteneurs et l’air ambiant autour d’elles débarrassé de tout résidu de méthane, afin d’obtenir la meilleure mesure possible des émissions végétales. Les niveaux enregistrés de méthane se sont alors avérés "très sensibles aux augmentations de température", avec des concentrations doublant presque tous les 10°C supplémentaires, entre 30 et 70°C.

"Nous sommes maintenant confrontés à la possibilité que (la plantation) de nouvelles forêts accentue l’effet de serre en émettant du méthane, au lieu de l’atténuer en jouant le rôle de puits pour le CO2", explique le spécialiste néo-zélandais des sciences atmosphériques David Lowe en commentant l’étude pour Nature.
Il considère que ces découvertes constituent une surprise, mais qu’elles pourraient aussi expliquer un certain nombre de phénomènes.
Ainsi, entre 1990 et 2000, les observations par satellite ont permis de détecter un ralentissement des émissions de méthane dans l’atmosphère d’environ 20 millions de tonnes par an. La raison pourrait en avoir été la déforestation accélérée dans la même période, estime Lowe.
De 1990 à 2000, plus de 12% de la forêt tropicale a été dévasté. Dans le même temps, rappelle le chercheur, les satellites ont parfois enregistré des échappées inexpliquées de méthane au-dessus des mêmes forêts. L’étude ne cherche pas à expliquer comment les plantes relâchent du méthane dans l’atmosphère, ni n’avance que certaines d’entre elles en émettraient davantage que d’autres. Elle ne remet pas non en plus en cause le point de vue largement partagé par la communauté scientifique selon lequel l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre (dont le principal est le CO2), due à l’utilisation d’énergies fossiles comme le pétrole, le gaz et le charbon, est responsable du réchauffement de la planète.

Source: http://www.rac-f.org/rubrique.php3?id_rubrique=173

Et ce qui devait arriver arriva.
Dans la croisade sceptique du réchauffement climatique, ou tout est utilisé pour décharger la responsabilité de l’Homme dans le réchauffement climatique, cette étude fut accueillie comme du pain béni.
En quelque sorte, la ruée vers l’or des sceptiques, qui entraîna une popularité inattendue de la publication de Keppler.

Exemples en mileu Francophone:

Climat sceptique qui des dires de son auteur se veut être le seul site francophone à vous donner l'état réel du climat de la Planète, ou encore "Les informations scientifiques sur le réchauffement de la Planète que vous ne lirez nulle part ailleur".
Vous pouvez y consulter l'information de l'étude de keppler qui y est présentée de façon subjective avec une interprêtation très personelle de son auteur Charles Muller.
http://www.climat-sceptique.com/article-2026114.html

Vous pourrez remarquer au passage que cette publication sur Climat sceptique date de Mars 2006, hors, si l'auteur avait voulu à ce moment présenter cette étude de manière objective, il aurait aussi du présenter ce complément de janvier 2006 de la part des auteurs eux mêmes (Keppler et son équipe), qui vu l'utilisation faite de leur étude rajoutent fin Janvier 2006:

Citation :

Les auteurs de l’étude sur les rejets de méthane par les plantes reprécisent leurs résultats

La semaine dernière, une équipe de chercheurs allemands de l’Institut Max Planck publiait dans la revue Nature n° 439, les résultats d’une étude démontrant que les plantes rejettent du méthane même en présence d’oxygène.

Étonnés de la vague d’intérêt que leurs résultats ont suscité, les auteurs de l’étude se sont récemment exprimés afin de repréciser certains chiffres et d’éviter une interprétation abusive et erronée des conclusions : les émissions de méthane par les plantes ne sont pas responsables du réchauffement global de la planète, ont-ils clairement précisé.

Ce sont les émissions d’origine anthropique, qui sont les véritables responsables de l’augmentation de la concentration en méthane de l’atmosphère depuis l’ère industrielle. Les émissions des plantes contribuent à l’effet de serre naturel et non pas à l’augmentation récente de température connue sous le nom de « réchauffement climatique ».

En effet, ces émissions avaient déjà lieu bien avant que l’influence humaine n’ait commencé à modifier la composition de l’atmosphère. L’augmentation des températures observées au cours des siècles récents est une conséquence de l’effet de serre dit « additionnel » c’est-à-dire la part imputée aux activités humaines qui s’ajoute à l’effet de serre normal et vital pour la planète. En effet, en l’absence d’effet de serre naturel, la température du globe serait de -18°C en moyenne.

Les auteurs confirment que cette découverte risque de remettre en cause les modèles climatiques et les connaissances scientifiques sur l’évolution du climat mais en termes d’estimation des flux naturels. Ils ajoutent que ces résultats ne doivent pas remettre en cause les projets de reboisement développés dans le cadre du protocole de Kyoto, mais doivent être pris en compte dans les calculs du bilan final. Ces résultats pourraient diminuer légèrement les impacts des programmes de reboisement de 1 à 4 %. Mais les avantages climatiques gagnés par la séquestration de carbone dépassent de loin l’effet négatif de l’émission de méthane. Selon ces chercheurs, pour chaque kilogramme de CO2 assimilé par une plante, 0,25 à 1gramme de méthane est libéré.

En conclusion, l’équipe de Franck Keppler signale que d’autres études sont nécessaires pour pour préciser les données et découvrir comment les émissions de méthane évoluent selon les espèces, la température, l’humidité, la lumière du soleil, etc. D’un point de vue scientifique, ceci est fascinant, explique Franck Keppler. Nous avons voulu partager cette découverte ! À ceux qui se demandent s’ils doivent commencer à abattre les arbres, je leur demande d’imaginer un monde sans aucun arbre, que nous restera-t-il à la fin ?

Actu-environnement.com - 25 jan 2006 F.LABY

Source: http://www.scidev.net/en/news/global-warming-plants-are-not-to-blame.html

Toujours en Janvier 2006, suite à la publication de Keppler, réaction de JC Germon Directeur de Recherche INRA Avignon.

Citation :

Au sujet de l‘article de Frank Keppler et al , Nature, 439, 187-191 (12 janvier 2006)

L’article intitulé « Methane emissions from terrestrial plants under aerobic conditions », publié par Frank Keppler et al dans le numéro du 12 janvier 2006 de Nature, a suscité un fort intérêt au sein de la communauté scientifique et journalistique qui suit les questions liées à l’effet de serre. Cet article démontre l’existence d’une source de méthane non encore prise en compte dans les bilans d’émissions terrestres, à partir des couverts végétaux. Selon cet article, les émissions par la végétation extrapolées à l’échelle de la terre se situeraient entre 62 et 236 millions de tonnes de CH4 par an, avec une estimation moyenne de 149 millions de tonnes, soit 10 à 30 % de l’ensemble des émissions terrestres estimées. Cet article suscite deux types d’interrogations :
i) sur l’origine du mécanisme d’émission, qui n’est pas élucidé. Les émissions sont aussi importantes à partir de plantes soumises à une stérilisation par rayons gamma qu’à partir de matériel végétal semblable et non stérilisé. Le mécanisme est donc plutôt de nature physico-chimique. Il est fortement dépendant de l’éclairement du matériel végétal, et serait donc vraisemblablement dépendant de l’activité photo-synthétique. Ce mécanisme remet en cause les connaissances actuelles sur l’origine des émissions, censées découler d’une réduction (an sens chimique du terme) des produits carbonés en conditions d’anaérobiose stricte, c’est à dire en absence d’oxygène (deux réactions de réduction sont habituellement prises en compte pour la production de méthane à partir de la matière organique : i) celle du CO2 en CH4 par l’hydrogène, et ii) la réaction de réduction acétoclastique qui transforme l’acétate en CO2 et CH4) ; dans le cas présenté ici l’émission se produit en conditions aérobies, conditions dans lesquelles la réduction des composés carbonés en CH4 semble impossible.
ii) sur l’évaluation des différentes sources et des différents puits de CH4 à l’échelle de la terre, et sur les raisons de la non détection d’une source d’une telle importance.

Il apparaît cependant important de souligner plusieurs points :

i) cette découverte ne remet pas en cause l’évaluation de l’accentuation de la concentration en méthane de la troposphère ; cette concentration est actuellement voisine de 1800 ppb ; elle est passée de 700 ppb pendant la période préindustrielle à 1745 en 1998 (date prise en compte pour la dernière estimation publiée par l’IPCC ; Houghton et al, 2001) et augmente en moyenne de 7 ppb par an. Les données de cet article conduisent à s’interroger sur l’évaluation et la répartition des sources (les mécanismes d’émission) et des puits (les mécanismes de destruction) de ce gaz à l’échelle du globe terrestre, mais n’a pas d’incidence sur le résultat global net en terme d’augmentation de concentration ou de stock de ce gaz dans l’atmosphère.

ii) l’interrogation de David Lowe, commentateur de l’article dans cette même revue, sur le fait qu’une telle source de méthane ait pu passer inaperçue traduit la difficulté d’établir des bilans fiables des sources et des puits de ce gaz dans l’écosystème terrestre, dont la différence doit correspondre à l’augmentation moyenne du stock atmosphérique. Les dernières estimations de l’IPCC (Houghton et al, 2001) évaluaient la totalité des sources et des puits annuels respectivement à 598 et 576 millions de tonnes, rendant compte d’une augmentation du stock atmosphérique de 22 millions de tonnes : cette estimation est certainement la valeur la plus fiable de ce bilan, alors que les émissions à partir des zones humides ou des sols de rizières sont estimées à plus ou moins 60 millions de tonnes dans un cas et 30 millions de tonnes dans l’autre. Avec de telles incertitudes, il n’est pas surprenant que des sources importantes aient pu ne pas être prises en compte. Il est à noter cependant que cette découverte de Keppler et al n’est pas complètement fortuite et a été précédée de l’observation de niveaux de concentrations atmosphériques « anormaux » au dessus des forêts tropicales, qui conduisaient à soupçonner l’existence d’une source inconnue qui a été démontrée ici.

iii) ces émissions sont très fortement dépendantes de la température ; les mesures effectuées sur des feuilles isolées ont été obtenues à 30, 40, 50, 60 et 70°C, indiquant une importante augmentation entre 30 et 40 °C et une augmentation encore plus forte au-delà ; les courbes présentées laissent aussi penser que les mesures à 20 °C, si elles avaient été réalisées, auraient été fortement ralenties par rapport aux précédentes. L’article n’indique pas les températures auxquelles ont été réalisées les mesures sur plantes entières ; ces indications sont nécessaires pour valider les extrapolations.

iv) Les auteurs extrapolent leurs mesures établies en dispositifs expérimentaux à une estimation à l’échelle de la planète. Les émissions sont supposées proportionnelles à la biomasse végétale synthétisée et les ordres de grandeur des biomasses végatles prises en compte sont celles que l’on retrouve dans la littérature internationale (Production primaire nette à l’échelle de l’écosystème terrestre de 62 1015 g C/an). L’intérêt d’une telle extrapolation est de fournir un premier ordre de grandeur : une telle extrapolation à partir des seules données présentées demeure cependant osée et nécessite indiscutablement une validation par des mesures d’émission de CH4 en conditions naturelles.

v) avec le mode de calcul retenu et en prenant comme bases de calcul les estimations données dans cet article, à savoir :
• émission de 374 ng CH4/g de matière sèche/heure pendant les périodes d’ensoleillement, et de 119 ng CH4/g de matière sèche/heure le reste du temps
• une durée moyenne d’ensoleillement de 6 heures par jour
• période de développement du matériel végétal de 200 jours/an pour les plantes cultivées et de 250 jours/an en forêt tempérée
• production de matière sèche de 12t/ha/an en sol cultivé et de15 t/ha /an en sol forestier (constituée pour moitié de carbone).
Dans ces conditions les émissions sous nos climats seraient de 10526 g CH4/ha/an en système cultivé et de 15 351 g CH4/ha/an en système forestier. Ces ordres de grandeur sont importants, et demandent incontestablement à être discutés et vérifiés. En ce qui concerne les émissions par les plantes cultivées on considère que la biomasse végétale est au maximum de son développement 200 jours par an : ce qui ne correspond pas au fonctionnement cyclique de la végétation. L’estimation faite paraît ainsi surestimée. On peut certainement discuter de la même façon des émissions à partir des couverts forestiers, en lien avec le fonctionnement du couvert végétal.

vi) Les quantités estimées sont importantes et sont de ce fait facilement mesurables avec les détecteurs dont disposent les laboratoires : il est pratiquement certain que si ce phénomène d’émission existe réellement en conditions naturelles, des données vont apparaître rapidement dans la littérature, qui conviendront confirmer ou infirmer le présent travail.

Si ces émissions existent réellement, la question que l’on est amené à se poser est celle de leur poids dans le bilan global « puits-sources des gaz à effet de serre au niveau des différents écosystèmes ». En d’autre terme, ces émissions de méthane n’annihilent-elles pas le stockage de CO2 par la photosynthèse, que l’on essaie d’intensifier par la reforestation. Les données physiques actuelles sur les différents gaz à effet de serre indiquent que 1 kg de méthane a le pouvoir de réchauffement global (PRG) de 23 kg de CO2 ou de 6.27 kg de C-CO2. Une émission de méthane de 10 kg /ha/an annihile donc le stockage de 63 kg de C/ha dans la biomasse végétale : une telle quantité ne représente donc que de l’ordre de 1 % des quantités de carbone fixées annuellement dans cette biomasse (production primaire nette) par la photosynthèse. Ce même calcul, réalisé à partir des données de l’article de Keppler et al, évaluant une émission de méthane de 149 Tg de CH4 à partir d’une production primaire nette de 62.1 Pg de carbone, montre que l’émission de CH4 par la végétation n’annihile que 1.5 % de l’effet bénéfique du carbone fixé annuellement dans la biomasse. Un tel ratio ne remet pas en cause l’intérêt du stockage de carbone dans la biomasse par la photosynthèse.

vii) Ces niveaux d’émission par les plantes doivent être mis en parallèle avec les ordres de grandeur des quantités de méthane qu’un sol est capable d’oxyder, c'est-à-dire d’absorber et d’éliminer, par voie biologique (2400 g/ha/an en sols non agricoles et 650 g/ha/an en sols soumis à l’agriculture, selon la publication de synthèse de Smith et al, 2000). Ces capacités d’absorption du méthane par le sol ont très bien été mises en évidence et évaluées par des mesures sur le sol, certaines de ces mesures ayant été faites en présence de couverts végétaux herbacés : il est surprenant que ces mesures n’aient pas conduit à la mise en évidence d’une source de méthane par ces couverts végétaux si celle-ci existe réellement. Des mesures de production de méthane ont été observées dans certaines situations où l’on cherchait à mesurer la capacité du sol à absorber ce gaz. Ces sols montraient en général des conditions favorables à l’anaérobiose ; ils ont été alors considérés comme des sources et ont été écartés pour l’évaluation des capacités d’absorption (Smith et al, 2000). Par ailleurs si la fonction source du couvert végétal existe réellement et si elle est sensiblement plus faible que ce que présente Keppler et coll, il est possible que cette fonction puits du sol ait pu masquer tout ou partie de la fonction source par le couvert végétal.

viii) Ces différentes considérations soulignent l’impérieuse nécessité de reprendre les données établies par Keppler et al et de les confronter à des mesures dans différentes situations expérimentales, afin de réviser si nécessaire les bilans des différents puits et sources de ce gaz.

ix) Ce n’est pas la première fois que les gens qui travaillent sur les émissions de gaz à effet de serre sont amenés à réviser leurs estimations sur les sources et puits des GES : dans les années 80, les émissions de N2O ont dû être revues de façon drastique à la suite d’artefacts expérimentaux qui avaient conduit à des estimations erronées sur les émissions liées aux activités industrielles. L’intérêt de la démarche développée par l’IPCC pour l’évaluation des émissions de gaz à effet de serre à l’échelle planétaire est d’avancer des données aussi fiables que possible avec les outils disponibles à un moment donné, et d’accepter de réviser ces données en fonction des progrès des connaissances : cela a conduit au cours des 20 dernières années à des affinement successifs des bilans d’émissions, qui avec l’importante mobilisation de la communauté scientifique, notamment au sein de l’IPCC, sont devenus incontestablement de plus en plus fiables.

Références citées :
Houghton J.T. et al, (eds) 2001. Climate change 2001 : The scientific basis , Cambridge University Press
Smith K.A. et al, 2000, Oxidation of atmospheric methane in Northern European soils,… Global Change Biology, 6, 791-803
JC Germon
Directeur de Recherche INRA
Janvier 2006

Source INRA:
http://www.avignon.inra.fr/stcavignon/centre/unites/agroclimatologie/articles_recents/Comment_Nature_janvier_2006.doc

Enfin, plus récemment (Avril 2007), une autre équipe de chercheurs ayant analysé l'étude de Keppler, arrive à d'autres conclusions: Les plantes ne seraient pas grosse émetrices de Methane.

Citation :

Début 2006, la revue Nature publiait une étude surprenante : une équipe de l'Institut Max-Planck d'Heidelberg (Allemagne) venait de constater que les plantes émettaient de grandes quantités de méthane (CH4), un gaz à effet de serre dont le pouvoir de réchauffement de l'atmosphère est vingt fois plus puissant que celui du CO2. Cela chamboulait la répartition des sources de carbone adoptée par les experts, qui considéraient jusqu'alors le méthane comme un sous-produit de l'activité microbienne en l'absence d'oxygène. Et remettait en cause la stratégie de reforestation envisagée pour lutter contre le réchauffement climatique.


"Pas si vite !", préviennent en substance des chercheurs néerlandais dans le dernier numéro de la revue New Phytologist. Tom Dueck (Plant Research International, Wageningen) et ses collègues ont reproduit l'expérience présentée dans la revue Nature et abouti à des conclusions totalement opposées. "Nos données indiquent que la contribution des plantes terrestres aux émissions globales de méthane est au mieux très faible", concluent-ils.


PLUS PROCHE DES CONDITIONS RÉELLES


Tom Dueck a testé l'activité biologique de six plantes - dont le maïs, le basilic, la sauge et le blé - après les avoir fait pousser dans un environnement enrichi en carbone radioactif (13C). Ce marqueur lui a ensuite permis de distinguer le méthane naturellement présent dans l'atmosphère de celui, marqué au 13C, que la plante était censée émettre. Or "la teneur de celui-ci n'était pas statistiquement différente de zéro", conclut-t-il.

Pour Philippe Bousquet, du Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (LSCE), ces nouveaux résultats sont d'autant plus intéressants que "Dueck a travaillé dans des conditions plus proches des conditions réelles que Keppler", avec des chambres de mesure plus grandes et des conditions mieux contrôlées. Il note que plusieurs articles récents évaluant les sources de méthane avaient déjà révisé à la baisse la contribution de la végétation, par rapport aux évaluations de Keppler. "C'est une étape mais pour moi la question n'est pas encore définitivement tranchée", indique-t-il.

Hervé Morin

Source: http://www.lemonde.fr/sciences-et-environnement/article/2007/04/30/la-vegetation-n-emettrait-pas-de-methane-puissant-gaz-a-effet-de-serre_903636_3244.html#ens_id=628865

Lire aussi (En Anglais):
http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2007/April/27040702.asp

Étrange histoire...

Le méthane étant nettement plus "à effet de serre" que le CO², si ceci était vrai, la planète serait grillée depuis plusieurs millions d'années.
Surtout qu'ils disent que plus la température augmente plus de méthane est émis (et donc plus la température augmente ...)
Donc soit c'est faux, soit ce méthane est tout de suite digéré par un autre mécanisme.

Quant-à "la forêt en un puit de CO²" : ceci n'a ni queue ni tête.
Une jeune forêt qui pousse est un puits à CO², d'accord, mais quand l'arbre meurt (et ça arrive un jour où l'autre...) tout le CO² accumulé est relâché.
Donc dans une forêt établie le bilan est nul.

Bonjour stéphane,
Ta logique est bonne et je la partage entièrement.
Généralement le méthane provient de sources anaérobie, hors ici, on parle de sources aérobies, ce qui en soit est déja suspect et laisse penser qu'il doit y avoir d'autres explications aux présences de Méthane observées.
L'on sait que les zones innondées produisent du Méthane, comme les rizières, donc, à mon sens si les satellites ont observé des grandes concentrations en certains endroit, il est logique de supposer que ces nuages de méthane se soient propagés là à partir d'autres sources.
Quant aux puits de CO2 par les végétaux, de nombreuses études ont démontré aujourd'hui que c'est loin d'être une solution, et comme tu le dis, le bilan est nul, c'est d'ailleurs ce qui a fait balancer le bois dans le groupe des énergies propres et renouvelables.