Methane emissionsIncreasing methane emissions are a major contributor to the rising concentration of greenhouse gases in Earth's atmosphere, and are responsible for up to one-third of near-term global heating. During 2019, about 60% (360 million tons) of methane released globally was from human activities, while natural sources contributed about 40% (230 million tons). Reducing methane emissions by capturing and utilizing the gas can produce simultaneous environmental and economic benefits.
MéthaneLe méthane est un composé chimique de formule chimique , découvert et isolé par Alessandro Volta entre 1776 et 1778. C'est l'hydrocarbure le plus simple et le premier terme de la famille des alcanes. Comme fluide frigorigène, il porte la dénomination « R50 » dans la nomenclature des réfrigérants, régie par la d'ANSI/ASHRAE. Assez abondant dans le milieu naturel, le méthane est un combustible à fort potentiel.
MéthanotropheUn organisme méthanotrophe (étymologiquement : « qui se nourrit de méthane ») est un procaryote (bactérie ou archée) capable de se développer en n'utilisant que le méthane comme source de carbone et d'énergie, ce qui en fait des organismes chimioautotrophes. Par extension on inclut parfois dans cette catégorie des organismes pluricellulaires (vers) qui abritent des communautés de microorganismes symbiotiques méthanotrophes et en vivent. On ne les a qu'assez récemment identifiées et on ne les connaît probablement que très partiellement.
Hydrate de méthanevignette|Stabilité des hydrates de méthane en fonction de la température. La zone de stabilité est à gauche de la courbe. Un hydrate de méthane (ou clathrate de méthane) est un clathrate, plus précisément un clathrate hydrate, un cristal organique nanoporeux formé de molécules d’eau et de méthane. On en trouve dans les sédiments des fonds marins, sur certains talus continentaux, ainsi que dans le pergélisol des régions polaires. La formation de ces hydrates constitue l'un des puits de carbone planétaires, mais ils sont très instables quand leur température dépasse un certain seuil.
Émissions de méthane des zones humidesLes émissions de méthane des zones humides désignent l'ensemble des quantités de méthane rejetées dans l'atmosphère par les zones humides, en raison de leur environnement anaérobie favorisant la fermentation ainsi que l'activité méthanogène. À l'échelle planétaire, les zones humides constituent la plus grande source naturelle de méthane atmosphérique. Les niveaux d'émission varient d'un type de zone humide à un autre, et peuvent être mesurées à l'aide de techniques telles que la covariance de Foucault.
Méthane atmosphériquevignette|redresse=1.2|Augmentation annuelle de la moyenne mondiale du méthane atmosphérique depuis 2004. Le méthane atmosphérique désigne la quantité de méthane présent dans l'atmosphère terrestre. Sa concentration est intéressante car il s'agit de l'un des gaz à effet de serre les plus puissants et qu'elle est en hausse depuis plusieurs décennies. Le potentiel de réchauffement planétaire du méthane sur 20 ans est de 84, c'est-à-dire que sur une période de 20 ans, il piège 84 fois plus de chaleur par unité de masse que le dioxyde de carbone () et 105 fois plus si l'on tient compte des interactions avec les aérosols.
Respiration anaérobieLa respiration anaérobie est un mécanisme dans lequel des électrons passent sur une chaîne de transporteurs dont l'accepteur final est une substance minérale autre que le dioxygène, contrairement à une respiration aérobie où l'accepteur final est du dioxygène. Certaines bactéries sont capables, en anaérobiose, de réduire les nitrates en nitrites puis, suivant les cas (par exemple Pseudomonas) en diazote (avec l'enzyme nitrate ). Cette chaîne respiratoire est plus courte que la chaîne respiratoire classique en aérobiose.
Relargage du méthane de l'ArctiqueLe relargage du méthane de l'Arctique désigne plusieurs formes de rejet du méthane contenu dans les mers, les écosystèmes sous-glaciaires et les sols du pergélisol arctique. Ce processus se déroule naturellement sur des échelles de temps longues, mais il est probable que le changement climatique de la fin du et du début du accentue le phénomène. Le méthane étant un gaz à effet de serre, son relargage accéléré entraîne une rétroaction positive sur le réchauffement climatique, c'est-à-dire une accélération de celui-ci.
Aerobic fermentationAerobic fermentation or aerobic glycolysis is a metabolic process by which cells metabolize sugars via fermentation in the presence of oxygen and occurs through the repression of normal respiratory metabolism. It is referred to as the Crabtree effect in yeast. and is part of the Warburg effect in tumor cells. While aerobic fermentation does not produce adenosine triphosphate (ATP) in high yield, it allows proliferating cells to convert nutrients such as glucose and glutamine more efficiently into biomass by avoiding unnecessary catabolic oxidation of such nutrients into carbon dioxide, preserving carbon-carbon bonds and promoting anabolism.
MéthanogenèseLa méthanogenèse est un ensemble de voies métaboliques produisant du méthane chez certains microorganismes, qualifiés de méthanogènes. De tels microorganismes n'ont été identifiés qu'au sein du domaine des archées, un groupe de procaryotes distincts des bactéries et des eucaryotes d'un point de vue phylogénétique, bien que de nombreuses archées vivent étroitement associées à des bactéries anaérobies. La production de méthane est une manifestation importante et très répandue du métabolisme microbien.
Anaérobiethumb|upright=1.25|Schéma présentant la corrosion dans des conditions anaérobies provoquées par des bactéries du genre Desulfovibrio. Un anaérobie ou organisme anaérobie est tout organisme dont le métabolisme redox ne dépend pas du dioxygène. Anaérobie signifie « vivant, actif, survenant ou existant en l'absence du dioxygène », par opposition à aérobie qui signifie « vivant, actif ou se produisant uniquement en présence de dioxygène ». Cela ne signifie pas que l'oxygène est absent des réactions chimiques.
Voie métaboliqueUne voie métabolique est un ensemble de réactions chimiques catalysées par une série d'enzymes qui agissent de manière séquentielle. Chaque réaction constitue une étape d'un processus complexe de synthèse ou de dégradation d'une molécule biologique finale. Dans une voie métabolique, le produit de la réaction catalysée par une enzyme sert de substrat pour la réaction suivante. Les voies métaboliques peuvent être linéaires, ramifiées (ou branchées), voire cycliques.
FerLe fer est l'élément chimique de numéro atomique 26, de symbole Fe. Le corps simple est le métal et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, le plus souvent sous forme d'alliages divers. Le fer pur est un métal de transition ductile, mais l'adjonction de très faibles quantités d'éléments additionnels modifie considérablement ses propriétés mécaniques. Allié au carbone et avec d'autres éléments d'addition il forme les aciers, dont la sensibilité aux traitements thermomécaniques permet de diversifier encore plus les propriétés du matériau.
NitriteL'ion nitrite est la base conjuguée de l'acide nitreux. L'acide nitreux est un acide faible instable de formule HNO. La formule de l'ion nitrite est NO2−. Il ne faut pas confondre l'ion nitrite avec le dioxyde d'azote auquel il ressemble beaucoup par la structure chimique, mais qui est une molécule, et donc de charge électrique neutre. Dans les cours d'eau, notamment canalisés, et dans les régions densément habitées ou d'agriculture intensive, les nitrites (ou bien les nitrates) sont souvent une source de pollution.
Méthanisationvignette|upright=1.7|Digesteurs anaérobies : Tel-Aviv (Israël). La méthanisation est un processus biologique de dégradation des matières organiques. Elle est appelée aussi biométhanisation ou digestion anaérobie. La digestion anaérobie est le processus naturel biologique de dégradation de la matière organique en absence d'oxygène (anaérobie) ; les polluants organiques sont convertis par des micro-organismes anaérobies en un produit gazeux (dont le méthane) et une boue résiduelle, le digestat, qui ont un potentiel de réutilisation.
Grande OxydationLa Grande Oxydation ou Grande Oxygénation (Great Oxygenation Event en anglais, ou GOE), également appelée catastrophe de l'oxygène ou crise de l'oxygène, est un événement majeur qui s'est produit dans l'atmosphère terrestre, les eaux de surface et la biosphère il y a environ 2,4 à d'années (), au Paléoprotérozoïque : le dioxygène, ou oxygène libre (non combiné à d'autres éléments comme dans ), est devenu un constituant notable de l'atmosphère, il s'est accumulé à l'état dissous dans les eaux, une majeure pa
Lacvignette|Le lac de Vaivre à Vesoul (Haute-Saône). vignette|Lac dans le parc national de Sequoia (États-Unis). vignette|Lac nahuel Huapi en Bariloche (Argentine). vignette|Le lac Hiidenvesi en Lohja (Finlande). vignette|Lac artificiel Tcharvak en Ouzbékistan. vignette|Le Grand Lac Salé (Utah). vignette|Le lac Gentau, dans les Pyrénées béarnaises, occupe un ombilic glaciaire. vignette|Le lac Michigan, l'un des cinq Grands Lacs d'Amérique du Nord borde la ville de Chicago (États-Unis).
AérobieUn milieu est dit aérobie s'il contient du dioxygène. Le terme aérobie s'applique le plus souvent à un système (par exemple un organisme vivant ou un moteur) qui a besoin de dioxygène pour fonctionner. Le mot est forgé à partir du grec ancien : , « air » et , « vie ». L'aérobiose désigne le mode de vie des organismes vivant en présence d'air et plus précisément, de dioxygène (mode de vie aérien, souterrain ou aquatique dans un milieu oxygéné dit oxique).
Nitrate de sodiumLe nitrate de sodium est un corps chimique composé ionique incolore et anhydre, contenant l'anion nitrate et le cation sodium, caractérisé par la formule . Il correspond au minéral naturel de maille rhomboédrique et trigonale, la nitronatrite. Il s'agit du principal composant du salpêtre du Chili, qui a été au et au début du une matière première fondamentale pour l'industrie chimique européenne, que ce soit pour la synthèse de l'acide nitrique et ses dérivés techniques, par exemple les engrais nitratés ou les composés de base de l'industrie d'armements et des explosifs.
Greenhouse gas emissionsGreenhouse gas emissions (abbreviated as GHG emissions) from human activities strengthen the greenhouse effect, contributing to climate change. Carbon dioxide (), from burning fossil fuels such as coal, oil, and natural gas, is one of the most important factors in causing climate change. The largest emitters are China followed by the US, although the United States has higher emissions per capita. The main producers fueling the emissions globally are large oil and gas companies.
