Le capteur SCIAMACHY à bord du satellite environnemental Envisat de l’Agence spatiale européenne (ESA) a détecté pour la première fois la distribution régionale de dioxyde de carbone provenant d’émissions d’origine anthropique. Un niveau élevé de cette forme de CO2 a été observé au niveau de la zone la plus peuplée d’Europe, c’est-à-dire la région située entre Amsterdam (Pays-Bas) et Francfort (Allemagne).

Les émissions de CO2 sont produites naturellement par tous les animaux, les plantes, les champignons et les micro-organismes durant le processus de respiration. Chaque année, 30 milliards de tonnes de CO2 supplémentaires sont libérées dans l’atmosphère en raison d’activités humaines, notamment à travers la combustion de combustibles fossiles pour la production d’électricité, l’industrie et la circulation.

D’après le groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), les niveaux d’émissions de CO2 et d’autres gaz à effet de serre ont augmenté, de même que les températures de l’air et de l’océan. En résultent une augmentation des niveaux de la mer, la fonte des calottes glaciaires et des conditions météorologiques plus extrêmes.

Cependant, afin de prédire au mieux les émissions futures, il est indispensable de mieux comprendre les flux de CO2 d’origines naturelle et anthropique. C’est ici que le capteur SCIAMACHY entre en jeu. Cet instrument dresse la carte de l’atmosphère à travers une très large plage de longueurs d’ondes qui permet la détection de gaz de trace, d’ozone et de gaz connexes, de nuages ainsi que de particules de poussière dans l’atmosphère. Il mesure le rayonnement solaire, transmis, réfléchi et diffusé par l’atmosphère ou la surface terrestre dans des plages de longueur d’onde de l’ultraviolet, du visible et du proche infrarouge. Avec une fauchée de 960 km, il balaie la totalité de la planète tous les six jours.

Michael Buchwitz, de l’institut de la physique de l’environnement (IUP) de l’université de Brême (Allemagne), et ses collègues ont traité et analysé les données offertes par le capteur. Cela leur a permis de détecter le signal atmosphérique de CO2 relativement faible émanant des émissions de CO2 régionales «anthropogéniques» (ou d’origine humaine) au-dessus de l’Europe. Une grande couche de CO2 semble recouvrir la zone s’étendant d’Amsterdam à Francfort.

La détection de ces flux de CO2 d’origine humaine n’est pas un exploit facile, comme l’explique Dr Buchwitz: «Les flux naturels de CO2 situés entre l’atmosphère et la surface terrestre sont habituellement supérieurs aux flux de CO2 émanant d’émissions de CO2 d’origine humaine. Ainsi, la détection de signaux d’émissions de CO2 régionales anthropogéniques est relativement difficile. Notre capacité à le détecter par région dans l’atmosphère en Europe confirme la qualité élevée des mesures fournies par le SCIAMACHY.»

L’équipe de chercheurs compte désormais analyser davantage ses observations. «Nous nous sommes assurés que le modèle spatial de CO2 que nous mesurons corresponde aux bases de données d’émissions de CO2 actuelles ainsi qu’à la densité de la population. Cependant, plus d’études sont nécessaires avant que des conclusions quantitatives définitives concernant les émissions ne puissent être tirées», déclare Dr Buchwitz.

Beaucoup d’efforts doivent encore être fournis afin de comprendre les sources de CO2, telles que les incendies, l’activité volcanique et la respiration des organismes vivants, ainsi que ses puits naturels, tels que la terre et l’océan. «Nous savons qu’environ la moitié du CO2 émise par les hommes chaque année est absorbée par des puits de carbone naturels sur terre et dans les océans. Toutefois, nous ne savons pas exactement où se trouvent ces puits importants et dans quelle mesure ils absorbent le CO2 que nous émettons», explique Dr Buchwitz.

Les données obtenues par le SCIAMACHY nous renseigneront sur la localisation des sources et des puits de CO2 ainsi que sur la façon dont les puits de carbone réagiront à un climat changeant. «Grâce à nos mesures par satellite, nous espérons pouvoir apporter des réponses à ces questions et procéder à des prévisions fiables», déclare Dr Buchwitz. À l’aide de ces prévisions, les scientifiques seront mieux équipés pour surveiller les progrès vers la réduction des émissions de gaz à effet de serre, tels que requis par le protocole de Kyoto.

L’instrument SCIAMACHY est financé par le gouvernement allemand par l’intermédiaire du centre aérospatial allemand (DLR), le gouvernement néerlandais par l’intermédiaire de l’agence néerlandaise pour les programmes aérospatiaux (NIVR) ainsi que par le gouvernement belge par l’intermédiaire du BIRA-IASB.

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