Des scientifiques viennent de résoudre un mystère qui agace la communauté océanographique depuis des décennies. La surface des océans, pourtant saturée d’oxygène, émet en permanence du méthane dans l’atmosphère. Un paradoxe complet : pendant des années, les chercheurs ont été déconcertés par cette contradiction, les eaux de surface océaniques, riches en oxygène, libèrent régulièrement du méthane, alors que ce gaz est habituellement produit dans des environnements sans oxygène, comme les zones humides ou les sédiments profonds. Une étude publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences le 15 avril 2026 vient de trancher : le coupable est microscopique, et la dynamique qu’il enclenche est autrement plus préoccupante que le mystère lui-même.

Sommaire

1. Le méthane aérobie : une anomalie qui n’en est plus une
2. La pénurie de phosphate, nouveau thermostat planétaire
3. La boucle d’emballement que personne n’avait intégrée
4. Un mystère résolu qui en ouvre un autre

Le méthane aérobie : une anomalie qui n’en est plus une

Les chercheurs de l’université de Rochester, dont Thomas Weber, professeur associé au département des sciences de la Terre et de l’environnement, ainsi que l’étudiant en doctorat Shengyu Wang et le chercheur postdoctoral Hairong Xu, ont croisé un jeu de données mondiales avec des modèles informatiques pour identifier le mécanisme responsable. Résultat ? Net et sans ambiguïté.

Certaines bactéries génèrent du méthane comme sous-produit lorsqu’elles décomposent des composés organiques, mais elles ne le font que lorsque le nutriment phosphate est rare. ces micro-organismes n’émettent pas du méthane pour produire de l’énergie, c’est simplement le déchet d’une opération de survie. Privées de phosphate, leur source de phosphore indispensable, elles s’attaquent à une molécule organique de substitution, le méthylphosphonate, et libèrent du méthane en cassant sa liaison carbone-phosphore. Contrairement aux archées classiques productrices de méthane, ces bactéries ne tirent aucune énergie de ce processus : le méthane n’est qu’un sous-produit d’une réaction dont l’objectif premier est d’obtenir du phosphore.

Seul le lien entre la production de méthane et la pénurie de phosphate permet d’expliquer le schéma de supersaturation observé, qui est le plus élevé dans les gyres subtropicaux où le phosphate est insuffisant. Ces vastes tourbillons océaniques, qui couvrent des surfaces comparables à celle de l’Afrique, sont précisément les zones où le méthane s’échappe le plus massivement. Ce processus est le plus actif dans les régions océaniques subtropicales, où plus de 90 % du méthane produit s’échappe dans l’atmosphère avant d’être oxydé. Presque tout ce qui est produit finit dans l’air.

La pénurie de phosphate, nouveau thermostat planétaire

Weber résume ainsi l’enjeu : « Cela signifie que la pénurie de phosphate est le principal facteur de contrôle de la production de méthane et des émissions dans l’océan ouvert. » Ce renversement de perspective est majeur. Jusqu’ici, les modèles climatiques intégraient le méthane océanique comme un phénomène marginal, mal compris, probablement lié à des micro-poches anaérobies dans des zooplanctons ou des agrégats particulaires. Ces découvertes redessinent la façon dont les scientifiques conçoivent le méthane océanique : plutôt qu’un phénomène rare, la production de méthane dans les eaux riches en oxygène pourrait être répandue dans les régions où les niveaux de phosphate sont faibles.

Le chiffre qui donne le vertige : le méthane issu des océans aérobies représente jusqu’à 4 % de la production mondiale de méthane, une fraction que les modèles existants peinaient à expliquer mécaniquement. Ce n’est pas anodin pour un gaz dont le pouvoir de réchauffement est, sur 20 ans, environ 80 fois supérieur à celui du CO₂.

La boucle d’emballement que personne n’avait intégrée

C’est là que la découverte bascule du « fascinant » au franchement alarmant. Le changement climatique réchauffe l’océan depuis la surface vers le bas, ce qui augmente la différence de densité entre l’eau de surface et les couches plus profondes. Cette stratification croissante ralentit les courants verticaux qui remontent les nutriments des profondeurs. Avec moins de mélanges verticaux, les eaux de surface pourraient devenir de plus en plus pauvres en nutriments, créant des conditions idéales pour que les microbes producteurs de méthane prolifèrent.

Le schéma se referme sur lui-même de façon implacable. Parce que le méthane est un gaz à effet de serre aussi puissant, cela crée le potentiel d’une boucle de rétroaction néfaste : des océans plus chauds entraînent davantage d’émissions de méthane, qui contribuent à leur tour à un réchauffement supplémentaire. Plus chaud = moins de phosphate en surface = plus de bactéries en stress = plus de méthane = encore plus chaud. Une spirale auto-entretenue.

Ce mécanisme de rétroaction n’est actuellement pas inclus dans les principaux modèles de projection climatique. Voilà le point central. Les grandes simulations sur lesquelles s’appuient le GIEC et les gouvernements pour estimer la trajectoire du réchauffement ignorent encore ce levier. Les projections sous-estiment donc potentiellement la vitesse à laquelle les températures pourraient monter, non pas à cause d’une erreur humaine, mais parce que la biologie marine cache des dynamiques que la science découvre seulement maintenant.

Un mystère résolu qui en ouvre un autre

Les chercheurs admettent eux-mêmes qu’ils n’ont pas encore de vue d’ensemble claire sur les sources et les puits de méthane dans l’océan, ni sur la façon dont ces équilibres réagiront au changement climatique en cours. La découverte de l’université de Rochester identifie le mécanisme dominant de production, le méthylphosphonate comme substrat de secours sous pression phosphate — mais ne quantifie pas encore précisément l’ampleur de la rétroaction à l’échelle du siècle.

Ce qui change concrètement, dès maintenant, c’est l’urgence de réviser les modèles. Ce type de rétroaction n’est pas encore inclus dans la plupart des grands modèles climatiques, et en tenir compte pourrait être déterminant pour comprendre à quelle vitesse et avec quelle sévérité le changement climatique progressera. Les océans couvrent 71 % de la surface de la Terre. Pendant des décennies, on les a considérés comme un tampon contre le réchauffement. Ils absorbent environ 90 % de l’excès de chaleur planétaire. Mais cette même chaleur est peut-être en train de les transformer, lentement, en amplificateurs.

Sources : pmc.ncbi.nlm.nih.gov | nature.com