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6 novembre 2010 6 06 /11 /novembre /2010 18:51

6 Novembre 2010

Le Mauna Loa est un volcan encore actif culminant à 4 170 mètres, situé sur l’île d’Hawaï , de l’archipel éponyme, qui comporte dix-neuf îles ( Autrefois îles Sandwich ) . Il voisine avec un autre volcan, le Kilauea, sur la même ïle, à 25 kms. Les deux cratères entrent en éruption plus ou moins alternativement à intervalles de quelques années. La dernière éruption eut lieu en 1984, 33 éruptions se sont produites depuis 1843 . L’archipel est la partie émergée de la dorsale d’Hawaï et d’une chaîne montagneuse sous-marine, les Monts de l’Empereur , résultat de l’activité permanente d’un point chaud du manteau terrestre ( La machine à coudre les volcans ).

Cette activité régulière et menaçante a motivé la création d’un observatoire volcanique dès 1912 ( Observatoire Volcanique d’Hawaï, HVO ). Autour de cet observatoire se sont greffées diverses activités en rapport avec le volcanisme, et l’altitude et la pureté de l’atmosphère ont permis la création d’un observatoire astronomique ( Mauna Loa Observatory , MLO ) aujourd’hui rattaché au NOAA ( National Oceanic and Atmospheric Administration ).

Lorsque le besoin d’un site de mesure du CO2 atmosphérique loin des villes s’est fait sentir, le complexe du Mauna Loa fut retenu, malgré la grande proximité du cratère actif émetteur de CO2.

Le centre de mesures est situé sur le flanc du volcan, à 6 kms du cratère et à une altitude de 3 400 mètres. Le choix de cet emplacement a suscité des critiques à cause de l’altitude et surtout de la proximité de deux cratères en activité. Ces critiques sont toujours d’actualité, mais les relevés de mesures de ce site sont toujours considérées comme une référence.

Les mesures ont débuté en 1957 sous le contrôle de Roger Revelle, relayé par Charles David Keeling dès 1958 jusqu’à une époque récente ( décédé en 2005 ), ce qui permet de disposer d‘une remarquable série temporelle ininterrompue sur un demi siècle (connue sous l‘appellation de «Courbe de Keeling » ).

Pendant toute cette longue période, Keeling supervisa également d’autres campagnes de mesures du CO2 par voie aérienne et maritime, ainsi que les travaux de plusieurs stations terrestres.

Vers la fin des années 70 il prit l’initiative de compléter la mesure du taux de CO2 par la mesure du rapport isotopique C12/C13, et d’étendre ce processus à tout le réseau. La connaissance de ce rapport permet de « tracer » le CO2 et d’en connaître la source, ce qui contribue grandement à une meilleure analyse du cycle du carbone. Il mit ainsi en évidence les cycles saisonniers du CO2 et leur corrélation avec le rapport isotopique, permettant d’établir le lien avec les cycles écologiques de la photosynthèse. Ce qui a permis de montrer entre autres que le printemps est actuellement en avance de une semaine par rapport aux années soixante. C’est encore lui qui détermina la proportion ( 55% ) du CO2 anthropique restant dans l’atmosphère.

Pour en savoir plus:

 

http://scrippsco2.ucsd.edu/sub_program_history/charles_david_keeling_biography.html

Les mesures du taux de CO2 ont été ( et sont encore) effectuées avec un appareillage basé sur l’absorption des infrarouges par le CO2. Il s’agit d’une mesure sélective utilisant une fréquence caractéristique de ce gaz, après élimination cryogénique de la vapeur d’eau. Les matériels suivants ont successivement été mis en œuvre:

Applied Physics corporation, jusqu’en 1974, avec une précision de 0,1 à 0,2 ppm.

Hartman & Braun ( URAS-2 ) jusqu’en 1987.

Siemens ULTRAMAT-3 à partir de 1987, avec une précision meilleure que 0,01 ppm.

Le taux de CO2 est mesuré plusieurs fois par heure.

La proximité des deux volcans induit un parasitage des relevés par émission de CO2. D’une part évidemment lors des éruptions, et d’autre part de manière aléatoire le reste du temps sous forme de dégazage comme on peut en attendre de cratères en activité.

La station étant à faible distance du cratère Mauna Loa ( 6 kms ), les flux de CO2 volcanique lui parviennent directement, affectés de modulation en fonction des vents et du moment de la journée ( notamment lors des inversions de température nocturnes).

Il faut donc corriger les mesures de la valeur de ce parasitage, qui est variable et imprévisible. Le principe retenu et le processus mis en œuvre reposent sur un filtrage passe-bas tenant compte de la relative rapidité des fluctuations parasites.

Des détails:

 

http://www.esrl.noaa.gov/gmd/obop/mlo/programs/esrl/volcanicco2/volcanicco2.html

Chapitre: Volcanic CO2 émissions at mauna Loa

Egalement:

 

http://www.esrl.noaa.gov/gmd/obop/mlo/programs/esrl/volcanicco2/Estimating%20Volcanic%20CO2%20Emission%20Rates%20from%20Atmospheric%20Measurements%20on%20the%20Slope%20of%20Mauna%20Loa%20(2001).pdf

La « courbe de Keeling » , retenue aujourd’hui par l’IPCC comme l’image exacte de la moyenne globale planétaire des variations du taux de CO2 depuis 1958, est le résultat de l’interprétation des données relevées au Mauna Loa, après corrections du CO2 volcanique.

Bien que la courbe de Keeling soit gravée dans le marbre ( au sens propre ) elle ne fait pas l’unanimité au sein de la communauté scientifique. L’augmentation du taux de CO2 qu’elle révèle n’est cependant pas contestée, ce qui est tout de même l‘essentiel.

La recherche des causes de cette augmentation est une autre histoire……

Justement, pour écrire la suite de l’histoire, il est devenu nécessaire de disposer de méthodes de mesure du CO2 plus modernes et ne prêtant pas le flanc à la critique. Ces méthodes sont en cours de développement, et sont basées sur des relevés satellitaires . Le CO2 sera ainsi mesuré en tous points de la planète avec un maillage très serré permettant de situer précisément et de quantifier les sources et les puits de carbone.

 

 

 

 

 

 

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