Découvrir Les Sources De Méthane en Amazonie Avec Le Spectromètre Spectronus D’ACOEM Ecotech

19 janvier 2021

Pour lire ceci en anglais, cliquez ici 

Pour lire ceci en chinois, cliquez ici 

De Charis Heelan, rédacteur principal d’ACOEM Ecotech

Spectronus^TM – l’un des premiers analyseurs multi-espèces de gaz à effet de serre et d’isotopes à l’état de traces dans l’atmosphère, basé sur la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) – est le seul instrument capable de mesurer simultanément les deux niveaux de concentration en dioxyde de carbone (CO₂), méthane (CH₄), oxyde nitreux (N₂O), monoxyde de carbone (CO) et Delta₁₃ CO₂ pour la recherche sur les écosystèmes.

Après avoir terminé sa thèse de doctorat sur la mesure des échanges gazeux entre la biosphère et l’atmosphère par spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier, le Dr Hella van Asperen a décidé d’étudier des applications plus larges pour son instrument préféré. Elle a mené des projets de recherche sur le terrain en Allemagne, au Danemark et en Italie pendant trois ans à l’aide du Spectronus^TM d’ACOEM Ecotech, ce qui lui a donné l’idée de mettre sur pied une campagne de mesure à long terme des concentrations et des flux d’émissions de méthane et d’autres gaz dans la forêt amazonienne à l’aide du SpectronusTM.

Un nouvel éclairage sur les émissions en Amazonie

Les mesures sur le terrain des processus d’échange de gaz entre la biosphère et l’atmosphère sont importantes car elles fournissent un mécanisme clair pour étudier en détail la dynamique des gaz à effet de serre. La forêt amazonienne, avec ses zones humides importantes, est considérée comme une région clé pour les émissions de méthane tropical.

“En tant que gaz à effet de serre majeur, la compréhension de la source, de la concentration et des niveaux de flux du méthane est essentielle pour évaluer son impact sur l’écosystème amazonien à court et à long terme”, a déclaré le Dr van Asperen.

“Jusqu’à présent, les études sur les gaz à effet de serre en Amazonie ont surtout porté sur le CO2. Il existe un manque de sensibilisation au méthane dans la région, mais grâce au SpectronusTM, nous sommes en mesure d’étendre nos connaissances sur la production de méthane, ce qui améliorera notre compréhension globale des processus de méthanisation de l’écosystème. Le fait que nous puissions mesurer à la fois la concentration et le flux de plusieurs polluants rend les données que nous recevons encore plus précieuses”, a-t-elle ajouté.

Après avoir obtenu un financement, en août 2018, le Dr van Asperen s’est installée à Manaus, au Brésil, pour commencer son projet de recherche en collaboration avec l’INPA – Institut national de recherche sur l’Amazonie du Brésil. Elle a installé l’un des analyseurs Spectronus^TM de l’université de Brême à la tour K34, une tour à flux de 51 mètres de haut qui se trouve dans la canopée des arbres sur le site ZF2 près de Manaus. Pour compléter ses mesures continues Spectronus^TM, le Dr van Asperen a également mesuré les émissions locales du sol, des arbres et des termites à l’aide d’une chambre de flux et d’un instrument portable.

L’imagerie satellite avait indiqué de fortes concentrations de méthane dans la région, avec des pics importants. Le Dr van Asperen a donc commencé à tester la théorie selon laquelle elles pourraient être liées aux vallées gorgées d’eau, qui sont abondantes dans la forêt tropicale amazonienne.

Le Dr Hella van Asperen a présenté les résultats préliminaires de son projet de recherche de deux ans à EGU 2020, l’assemblée générale annuelle de la principale organisation européenne de recherche en sciences de la terre, des planètes et de l’espace. La présentation virtuelle, intitulée “Tropical forest CH₄ : from flux chambers to micrometeorological tower measurements” (Le CH₄ de la forêt tropicale : des chambres de flux aux mesures micrométéorologiques dans les tours) a présenté les conclusions du Dr van Asperen concernant les émissions globales de méthane (CH₄), de dioxyde de carbone (CO₂) et d’oxyde nitreux (N₂O) dans l’écosystème.

Les pics de méthane n’étaient pas en corrélation avec les modèles de pluie ou de température, mais ils coïncidaient parfois avec les pics de CO, ce qui pourrait indiquer une origine anthropique. Le Dr van Asperen travaille actuellement sur un document qui publiera les résultats complets du projet.

L’effet des incendies sur l’écosystème amazonien

Bien qu’ils ne soient pas directement visés par l’étude du Dr van Asperen, les incendies de forêt qui brûlent en Amazonie actuellement et en 2019 ont eu un impact énorme sur les taux de monoxyde de carbone dans la région.

Le SpectronusTM a détecté des niveaux extraordinaires de CO au cours des derniers mois, coïncidant avec l’année jugée la plus catastrophique pour les incendies au Brésil. Les données préliminaires recueillies par l’Institut national de recherche spatiale (INPE) ont indiqué qu’il y a eu 29 307 incendies en Amazonie brésilienne rien qu’en août 2020. Au cours de la première semaine de septembre 2020, le nombre d’incendies a plus que doublé par rapport à la même période en 2019.

Poursuivre la recherche Spectronus^TM en Amazonie

En fonction des conditions de la pandémie COVID-19 en cours, le Dr van Asperen prévoit de mettre hors service le SpectronusTM de son emplacement actuel sur la tour K34 au début de 2021 et de l’installer sur un bateau pour former la base d’une expédition de recherche sur le Rio Negro afin de mesurer les concentrations et les flux de méthane sur l’eau.

Un deuxième Spectronus^TM devrait également être installé au début de l’année prochaine à l’observatoire de l’Amazon Tall Tower (ATTO) situé à quelques kilomètres seulement du site du Dr van Asperen. Le projet ATTO vise à en apprendre davantage sur les cycles biogéochimiques (tels que le cycle du carbone), le cycle de l’eau et les flux d’énergie en Amazonie, et à déterminer leur impact sur le climat mondial et la manière dont ils sont influencés par le changement climatique.

En comblant une lacune dans le réseau mondial de surveillance du climat, on espère que les résultats de Spectronus^TM et de l’Observatoire amélioreront les modèles de prévision climatique et mettront en évidence le rôle essentiel que joue l’Amazonie dans le système climatique mondial.

Applications mondiales de la spectroscopie FTIR

Le Spectronus^TM continue à être un analyseur de choix pour les chercheurs du monde entier. L’année dernière, il est devenu le troisième instrument à être approuvé par le Système intégré d’observation du carbone (ICOS) en tant qu’analyseur de gaz à effet de serre conforme.

Il offre une facilité de mesure pour une variété d’applications, y compris les hautes tours, le flux de sol N₂O, le CH₄ de l’eau et les stations continues, à long terme et sans surveillance. Spectronus^TM peut également contrôler un système complet de surveillance de la qualité de l’air et enregistrer les données des capteurs métrologiques pour obtenir une vue globale des conditions atmosphériques de l’environnement

Pour plus d’informations sur l’ACOEM Ecotech SpectronusTM conforme à l’ICOS, vous pouvez consulter ecotech.com/spectronus ; ou contactez-nous à info.au@acoem.com ou au +61 3 9730 7800