Les énormes cratères du pergélisol sibérien pourraient enfin avoir une explication décisive. Ils se forment lorsque l’eau sous pression provoque la formation de fissures dans le pergélisol, déclenchant une libération soudaine et explosive de méthane, selon les scientifiques.
Les mystérieux cratères mesurent 160 pieds (50 mètres) de profondeur et jusqu’à 230 pieds (70 m) de diamètre et sont apparus pour la première fois dans les péninsules russes de Yamal et de Gydan en 2014. Des morceaux de roche et de glace éparpillés dans le paysage autour des cratères indiquaient qu’ils étaient provoquée par des explosions géantes. Ces étranges cratères n’ont jamais été découverts ailleurs dans l’Arctique.
Aujourd’hui, de nouvelles recherches pourraient enfin expliquer pourquoi ces explosions ne se produisent qu’en Sibérie.
« Ce sont des conditions très, très spécifiques qui permettent à ce phénomène de se produire », co-auteur de l’étude Ana Morgadodoctorant et ingénieur chimiste à l’Université de Cambridge au Royaume-Uni, a déclaré dans un communiqué déclaration. « Nous parlons d’un espace géologique très spécialisé. »
Quelle que soit leur niche, les explosions pourraient déclencher une boucle de rétroaction climatique conduisant à d’énormes rejets de méthane, un puissant gaz à effet de serre.
« Cela pourrait être un phénomène très rare », a déclaré Morgado. « Mais la quantité de méthane libérée pourrait avoir un impact assez important sur le réchauffement climatique. »
Au cours de la dernière décennie, les chercheurs ont proposé plusieurs facteurs qui pourrait contribuer à la formation des cratères sibériens, les reliant au dégel du pergélisol et à la décomposition des cristaux d’eau-méthane, appelés hydrates de méthane, en méthane et en eau.
« Nous savions que quelque chose provoquait la décomposition de la couche d’hydrate de méthane », a déclaré Morgado.
Pour comprendre comment tous ces facteurs étaient liés, les chercheurs ont travaillé sur une série d’équations et mené des expériences en laboratoire imitant le pergélisol. Ils ont déterminé que les explosions étaient probablement causées par une haute pression, semblable à la façon dont un ballon explose lorsqu’il est surgonflé. Ensuite, ils ont dû découvrir la cause de cette hyper-pressurisation.
« C’est un peu comme un travail de détective », a déclaré Morgado.
La nouvelle étude identifie des poches d’eau salée dans le pergélisol appelées cryopegs, qui se trouvent directement au-dessus de l’hydrate de méthane. Ces cryopegs, que l’on trouve uniquement dans le nord de la Russie, sont les restes de mers préhistoriques disparues au cours la dernière période glaciaire à mesure que les températures baissaient, bloquant l’eau dans les calottes glaciaires à l’échelle du continent. Les cryopegs restent liquides malgré leur environnement glacé en raison des pressions élevées et de la teneur en sel.
Parce que les cryopegs sont beaucoup plus salés que le pergélisol environnant, l’eau de fonte provenant du dégel du pergélisol de surface descend dans ces poches pour égaliser les concentrations de sel entre les deux réservoirs d’eau, selon l’étude publiée le 26 septembre dans la revue Lettres de recherche géophysique. Cela crée lentement une pression à l’intérieur des cryopegs.
Finalement, la contrainte devient si élevée que des fissures se forment dans le pergélisol au-dessus des cryopegs. Cela libère la pression au sein du pergélisol. Les hydrates de méthane immédiatement sous les cryopegs sont maintenus stables par les basses températures et les hautes pressions, de sorte qu’une chute soudaine de pression dans ces couches peut provoquer la séparation du méthane des cristaux et son retour à son état gazeux, déclenchant une énorme explosion.
Ces processus se déroulent probablement sur plusieurs décennies, c’est pourquoi les explosions entraînant la formation de cratères sont rares, notent les auteurs de l’étude.
