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Les puits et les sources souterraines de gaz à effet de serre

Le changement climatique est inextricablement lié au cycle du carbone et aux variations naturelles et/ou induites de la concentration en gaz à effet de serre (GES) dans l'atmosphère. Des recherches récentes ont révélé que les microclimats et la géochimie des environnements de karst souterrains peuvent agir comme puits au cours des périodes froides et comme sources au cours des périodes plus chaudes.
Les puits et les sources souterraines de gaz à effet de serre
L'un des plus grands défis auxquels sont actuellement confrontés les spécialistes du climat consiste à identifier et caractériser l'ensemble des possibles sources, réservoirs et puits de gaz à effet de serre (GES). Ces informations leur permettront de calculer de manière plus précise le budget GES du carbone, étant donné que les atmosphères souterraines sont des endroits clés qui doivent être pris en compte dans l'équilibre du carbone atmosphérique.

L'objectif du projet SMACKS (Sourcing methane and carbon dioxide in karst systems) était d'étudier la dynamique des principaux GES, le dioxyde de carbone (CO2) et le méthane (CH4), dans les environnements souterrains naturels des terrains karstiques. Le travail a notamment consisté à identifier et quantifier leur rôle dans le budget carbone des écosystèmes terrestres.

Le traçage des isotopes en temps réel a été utilisé pour identifier les facteurs environnementaux qui régissent les échanges de CO2 et de CH4 entre l'atmosphère et les environnements souterrains sur les sites karstiques. Un paysage karstique se forme à partir de la dissolution de roches solubles comme le calcaire et le gypse et présente des systèmes de drainage souterrains avec des gouffres et des grottes. Ainsi, parmi les sites de terrain figuraient le système karstique Ojo Guareña en Espagne, qui est l'un des ensembles de grottes les plus étendus en Europe.

Une approche par étude multidisciplinaire a été utilisée pour l'étude des microclimats de grottes. Les chercheurs ont également étudié l'eau d'infiltration comme un mécanisme pour transporter les gaz, la ventilation dans les grottes, l'eau et les minéraux dans le sol et les couches rocheuses carbonatées hautement érodées (épikarst). Les résultats du programme de suivi et des analyses d'air ont révélé que l'atmosphère souterraine des systèmes karstiques pourrait jouer un rôle dans la régulation des GES dans l'atmosphère.

Le projet SMACKS a fourni des connaissances détaillées sur les processus sous-jacents aux émissions ou au stockage de gaz dans les environnements karstiques souterrains avec des liens directs vers la troposphère inférieure. Cela est essentiel pour comprendre et gérer les puits et les sources liés à ce type d'écosystème terrestre.

Les résultats du projet permettront une meilleure modélisation des rétroactions entre le climat, les GES et l'échange de carbone dans la zone vadose, qui se trouve entre la surface de la Τerre et la nappe phréatique. Cela permettra de mieux gérer les puits de GES en fournissant des connaissances sur la capacité de stockage (ou de libération) géologique des écosystèmes naturels.

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Mots-clés

Cycle du carbone, karst, SMACKS, dioxyde de carbone, méthane, traçage des isotopes en temps réel