Par Cheryl Pellerin
Rédactrice

Washington - La NASA va lancer, le 23 février 2009, un satellite d'observation (Orbiting Carbon Observatory ou OCO) de la base aérienne militaire Vandenberg (Californie). OCO sera le premier satellite américain consacré à l'étude, dans l'atmosphère terrestre, du gaz carbonique (CO2), gaz à effet de serre qui contribue au réchauffement de la planète et aux changements climatiques.

Le nouveau satellite dressera une cartographie du globe tous les seize jours, pendant une période d'au minimum deux ans. Les scientifiques effectuant des recherches sur l'atmosphère et sur le cycle du carbone utiliseront les données fournies par OCO afin d'améliorer leurs modèles, de réduire le degré d'incertitude de leurs prévisions de concentration du CO2 dans l'atmosphère et d'accroître la précision de leurs prévisions d'évolution du climat sur la Terre.

" Nous connaissons approximativement les quantités de gaz carbonique émises chaque année dans l'atmosphère du fait de l'activité humaine, mais nous ne connaissons la destination que d'environ la moitié du CO2 qui disparaît de l'atmosphère ", a déclaré le directeur du programme OCO de la mission scientifique de la NASA, M. Eric Ianson, à l'occasion d'une conférence de presse organisée le 29 janvier.

Investigateur en chef au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie, M. David Crisp, a déclaré pour sa part à America.gov : " Il s'agit là du vrai mystère du gaz carbonique ! "

Les processus naturels, y compris ceux liés aux océans et à la biomasse terrestre, en particulier les forêts et les plantes, " absorbent plus de la moitié du CO2 que nous rejetons dans l'atmosphère. OCO nous indiquera non seulement les quantités absorbées par les océans et par la biomasse terrestre, mais également où cette absorption se produit. "

On appelle puits de carbone les éléments qui absorbent le CO2 et sources, les émetteurs de CO2, tels que les processus de combustion du charbon, du gaz naturel et du pétrole.

Oxygène-carbone-oxygène

Le niveau de CO2 a augmenté de moins de 1 % au cours des 10.000 années ayant précédé le début de la révolution industrielle, à la fin du XVIIIe siècle. Depuis, le niveau de CO2 a augmenté de 37 %.

La concentration atmosphérique en CO2 était de 280 parties par million (ppm) avant l'industrialisation. Elle a atteint 383 ppm en 2007, pour ainsi dire entièrement du fait de l'activité humaine.

Selon les travaux de recherche effectués par M. James Hansen et ses collègues du Goddard Institute for Space Studies de la NASA, à New York, la concentration de CO2 dans l'atmosphère terrestre doit rester inférieure à 450 ppm pour éviter tout basculement dangereux. Cette concentration a augmenté d'environ 2 ppm par an au cours des décennies récentes.

Après son lancement, OCO sera placé sur une orbite passant à proximité des pôles terrestres, à une altitude de 705 kilomètres. Le satellite fera le tour de notre planète toutes les 98,8 minutes, décrivant de nouveau chaque orbite tous les seize jours. OCO volera en formation avec les satellites Aura, Parasol, Calipso, Cloudsat et Aqua, qui se suivent à la queue leu leu pour former l'Afternoon Constellation de la NASA. Les chercheurs ont donné le surnom d'" A-train " à cette caravane de satellites d'observation de la Terre.

Les instruments scientifiques de l'observatoire OCO comprennent trois spectromètres parallèles à haute résolution, intégrés au sein d'une même structure et alimentés par un télescope commun.

Investigateur en chef adjoint du programme OCO, M. Charles Miller a indiqué à l'occasion de la conférence de presse du 29 janvier que le satellite devait mesurer des traces de gaz dans l'atmosphère. " Ces mesures sont parmi les plus difficiles jamais tentées. Pour mesurer les concentrations de gaz carbonique, nous allons exploiter les propriétés des molécules de CO2 et les utiliser afin de détecter la présence de ce gaz " de la surface de la Terre au plus haut de l'atmosphère.

Chaque molécule de CO2 se compose de trois atomes : oxygène-carbone-oxygène. Le mode d'agitation particulier de ces atomes au sein de la molécule crée de véritables empreintes digitales moléculaires.

" Ces molécules peuvent absorber la lumière infrarouge, qui provoque par excitation l'agitation des atomes, a précisé M. Miller. Nous allons donc utiliser cette propriété des molécules pour détecter le gaz carbonique dans l'atmosphère. "

Sources et puits de carbone

Le 23 janvier, l'Agence japonaise d'exploration spatiale JAXA a lancé avec succès le satellite Ibuki de son programme GOSAT d'observation de gaz à effet de serre. Ibuki (" le souffle ") a pour mission de quantifier les concentrations de gaz carbonique et de méthane en 56.000 points de l'atmosphère terrestre.

Les équipes OCO et GOSAT travaillent ensemble depuis 2004 afin d'harmoniser les données fournies par leurs satellites respectifs et de valider par rapport à une norme absolue les mesures effectuées. M. Crisp a précisé que les deux satellites avaient pour mission de mesurer le CO2, mais avec des objectifs différents.

La mission première d'OCO est de mesurer les puits de CO2, qui tendent à être dispersés, a-t-il dit. " Pour y parvenir, j'ai besoin d'une plus grande précision et de mesures plus nombreuses que celles fournies par la mission GOSAT, dont l'objet principal est de mesurer les sources de CO2 ", qui sont en général intenses et localisées.

Le spectromètre par transformation de Fourier utilisé par GOSAT capte un spectre de couleurs beaucoup plus large ; il peut mesurer simultanément le CO2 et le méthane en un même endroit. GOSAT effectue 56.000 mesures sur une période de trois jours, alors qu'OCO effectue 36.000 mesures sur une période de 100 minutes.

Comme l'a précisé M.Crisp,  " l'équipe GOSAT et notre équipe poussent les technologies de mesure à leurs limites absolues pour effectuer ces calculs. Tout ce que nous savons actuellement du CO2 dans l'atmosphère de notre planète provient de mesures effectuées dans environ 100 stations terrestres réparties dans le monde entier. Nous allons passer de ce schéma à 36.000 mesures chaque fois que notre satellite effectue une révolution autour de la Terre ", soit environ 8 millions de mesures tous les seize jours.

Directrice de l'équipe scientifique OCO à l'université du Michigan, Mme Anna Michalak a ajouté lors de la conférence de presse : " Nous savons que les émissions de gaz carbonique contribuent aux changements et aux incertitudes climatiques. Les chercheurs qui se consacrent au cycle du carbone souhaitent comprendre pourquoi les végétaux et les océans absorbent une telle quantité de CO2. Ils souhaitent également savoir si ce phénomène va évoluer avec le temps. Les données fournies par OCO permettront de faire un grand pas en avant dans notre quête de réponses à ces questions. "

Les articles du "America.Gov" sont diffusés par le Bureau des programmes d'information internationale du département d'Etat.

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