Mois : Mai 2017

La hausse du niveau de l’océan et ses conséquences à Honolulu (Hawaii) // Sea level rise and its consequences at Honolulu (Hawaii)

L’une des conséquences redoutées du réchauffement climatique, de la fonte de la calotte glaciaire et des glaciers est une élévation du niveau de la mer dans le monde. Certaines communautés arctiques sont déjà témoins de l’érosion côtière et devront partir pour des endroits plus sûrs.
Une nouvelle étude financée par le Département des Terres et des Ressources Naturelles d’Hawaii, le Service des Eaux de Honolulu et l’Université d’Hawaii révèle qu’une grande partie de la zone fortement urbanisée d’Honolulu et de Waikiki est exposée au risque d’inondation des eaux souterraines. De telles inondations se produisent lorsque les eaux souterraines sont poussées vers  la surface en raison de l’élévation du niveau de la mer.
Les auteurs de l’étude ont mis au point un modèle informatique qui combine l’élévation du sol, la localisation des eaux souterraines, les données de surveillance, les estimations de l’influence des marées et la modélisation numérique des écoulements souterrains pour simuler les futurs scénarios d’inondation dans le noyau urbain lorsque le niveau de la mer s’élèvera à 90 centimètres, comme cela est prévu pour ce siècle par certains scénarios du changement climatique.
Avec une élévation du niveau de l’océan de 90 centimètres, environ un quart de la zone analysée dans l’étude sera inondée. Cela inclut Waikiki, Kaka’ako et Mo’ili’ili. Ces inondations menacent 5 milliards de dollars de biens immobiliers imposables, la submersion de près de 50 kilomètres de routes et un impact sur les activités commerciales et de loisir, le tourisme, les transports et les infrastructures. Les inondations se produiront indépendamment de la construction de digues de protection et nécessiteront donc une planification innovatrice et de réels efforts de génie civil.
Les chercheurs ont découvert que 86% des bassins d’eaux usées dans la zone d’étude sont actuellement envahies par les eaux souterraines. Cela laisse supposer que cette pollution affecte maintenant les eaux souterraines et les environnements côtiers. Une élévation du niveau de la mer d’environ 90 centimètres inonderait complètement 39 bassins d’eaux usées, en introduisant des effluents à la surface du sol dans des secteurs où les gens travaillent et vivent. Cela pose un sérieux problème de santé publique qui s’aggravera au fur et à mesure que les eaux contaminées émergeront à la surface du sol.
L’étude a également révélé que la nappe phréatique est proche de la surface du sol – moins de 60 centimètres à marée haute – dans de nombreux endroits. Cela signifie que l’inondation des eaux souterraines deviendra une préoccupation sérieuse bien avant la fin du siècle. À Waikiki, de nombreux projets de construction ont déjà été contraints d’évacuer l’eau des tranchées de fondations avant le début de la construction.
Tout cela montre que les localités côtières d’Hawaï sont exposées à des risques complexes d’inondation des eaux souterraines associés à l’élévation du niveau de la mer, en plus des problèmes classiques de l’érosion côtière et de la submersion par les vagues. Les planificateurs côtiers devront travailler avec des architectes, des ingénieurs, des géologues, des écologistes, des économistes, des hydrologues et d’autres intervenants novateurs afin de gérer ces problèmes.
Cette étude a identifié des lieux et des infrastructures spécifiques qui seront exposés aux inondations futures et, de ce fait, elle constitue une première étape cruciale pour relever les défis à venir. L’équipe de chercheurs espère utiliser cette méthodologie pour identifier les infrastructures exposées au risque d’inondation et à d’autres problèmes dans d’autres endroits, et aider à développer des efforts d’adaptation au sein des localités côtières vulnérables.
L’étude peut être consultée à cette adresse: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135417301276

Source: Big Island Now.

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A major consequence of climate change, the melting of the ice cap and glaciers will be a rise of sea level around the world. Some Arctic communities are already the witnesses of coastal erosion and will have to leave for safer places.

New research funded by Hawaii Department of Land and Natural Resources, the Honolulu Board of Water Supply and the University of Hawaii reveals that a large part of the heavily urbanized area of Honolulu and Waikiki is at risk of groundwater inundation, flooding that occurs as groundwater is lifted above the ground surface due to sea level rise.

The authors of the study developed a computer model that combines ground elevation, groundwater location, monitoring data, estimates of tidal influence and numerical groundwater-flow modelling to simulate future flood scenarios in the urban core as sea level rises 90 centimetres, as is projected for this century under certain climate change scenarios.

With about 90 centimetres of rise, about a quarter of the area analysed in the study will be flooded. This includes Waikiki, Kaka‘ako and Mo‘ili‘ili. This flooding will threaten $5 billion of taxable real estate; flood nearly 50 kilometres of roadway; and impact commercial and recreation activities, tourism, transportation and infrastructure. The flooding will occur regardless of seawall construction, and thus will require innovative planning and intensive engineering efforts.

Surprisingly, the team of researchers discovered that 86% of active cesspools in the study area are likely currently inundated by groundwater. This suggests that cesspool effluent is now entering coastal groundwater and coastal environments. Sea level rise of approximately 90 centimetres would fully inundate 39 cesspools, introducing effluent at the ground surface where people work and live. This presents a serious health concern that will become progressively more serious as contaminated waters begin breaching the ground surface.

The study also found that the water table is close to the ground surface – within 60 centimetres at high tide – in many places. This means that groundwater inundation will become a serious concern well before the end of the century. In Waikiki, many construction projects working below the ground surface already have to dewater the excavation before construction can begin.

All this shows that coastal communities in Hawaii are exposed to complex groundwater flooding hazards associated with sea level rise in addition to the typical concerns of coastal erosion and wave overtopping. Coastal planners and community stakeholders will need to work with architects, engineers, geologists, ecologists, economists, hydrologists, and other innovative thinkers in order to manage these problems.

This study identified particular locations and infrastructure that will be vulnerable to future flooding and is a crucial first step towards addressing future challenges. The team of researchers hope to use this methodology to identify future flooding and at risk infrastructure in other locations, as well as assist in developing adaptation efforts among vulnerable coastal communities.

The study can be accessed at this address: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135417301276

Source : Big Island Now.

Vue de Waikiki à Honolulu (Photo: C. Grandpey)

Une histoire de bisons, volcan et ADN // A story of bison, volcano and DNA

Après les humains, les bisons sont les mammifères qui ont le mieux réussi  à coloniser l’Amérique du Nord où ils s’installèrent dans les Grandes Plaines. Toutefois, l’époque de leur arrivée en provenance d’Asie est longtemps restée un mystère. Selon une nouvelle étude publiée par l’Académie Nationale des Sciences, les informations génétiques et géologiques ont permis de déterminer à quel moment ils ont migré et emprunté la Béringie, pont terrestre entre l’Alaska et la Sibérie orientale. L’étude révèle que les bisons sont arrivés il y a 135 000 à 195 000 ans, donc bien avant les hommes dont la première vague a emprunté le pont de terre il y a environ 20 000 ans, même si cette date est de plus en plus contestée parmi les scientifiques. Après les premières migrations, les bisons se sont multipliés, diversifiés et ils sont devenus plus nombreux que les mammouths, les chevaux du Pléistocène et d’autres mammifères qu’ils ont chassés de leurs pâturages.

Les résultats de l’étude reposent en grande partie sur l’ADN prélevé sur le plus ancien fossile de bison connu, un os découvert il y a une dizaine d’années dans le territoire du Yukon au Canada. Le fossile du Yukon a été trouvé près de la rivière Porcupine, juste en dessous d’une couche de cendre répandue par une puissante éruption massive du Complexe Volcanique du Lac Emmons il y a environ 130 000 ans. Le Complexe Volcanique du Lac Emmons est un grand stratovolcan dont les éruptions ont façonné l’une des plus vastes calderas de l’arc des Aléoutiennes. Les cendres émises par l’éruption ont permis aux scientifiques de déterminer l’âge du fossile du bison du Yukon et de confirmer que c’est le plus ancien fossile de bison connu en Amérique du Nord. Les datations au radiocarbone ne fonctionnant pas au-delà de 40 000 à 50 000 ans, les scientifiques ont dû avoir recours à d’autres techniques pour déterminer sa date. Grâce aux nouvelles technologies, l’ADN du fossile du Yukon a été extrait et analysé. Il a été comparé à celui d’un fossile légèrement plus jeune trouvé près de Snowmass dans le Colorado, et les deux spécimens ont été comparés à des dizaines de fossiles de bisons plus récents, y compris certains dans le sol du Yukon au-dessus de la cendre volcanique, où les animaux étaient fort nombreux. À partir de ce matériel génétique, les scientifiques ont déterminé que tous les bisons avaient un ancêtre commun qui vivait il y a 135 000 à 195 000 ans, époque où existait le pont terrestre de la Béringie. L’information génétique a également montré que les bisons ont migré sur le pont terrestre en une deuxième vague il y a 21 000 à 45 000 ans.
Une fois arrivés en Amérique du Nord, les bisons se sont rapidement développés en donnant naissance à de nouvelles formes génétiques. La première espèce sur le continent – l’espèce qui a laissé derrière elle l’os du Yukon – était le bison des steppes. Le fossile du bison du Colorado, bien que plus jeune d’environ 10 000 à 20 000 ans, était d’une espèce différente, mais liée aux précédentes : le bison à longues cornes. C’est une espèce connue pour sa très grande taille, mais dont les fossiles n’ont pas été trouvés au nord du 48ème parallèle. Le bison des steppes et le bison à longues cornes sont des espèces du Pléistocène qui ont disparu, mais les bisons tels que nous les connaissons aujourd’hui sont leurs descendants.
Source: Alaska Dispatch News.

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After humans, the mammals most successful at colonizing North America were the bison that thundered across the Great Plains. Just when they arrived on the continent from Asia has long been a mystery. According to a new study published by the National Academy of Sciences, genetic and geologic information has helped pinpoint the time of their migration across the Bering Land Bridge. The new study reveals that bison arrived between 135,000 and 195,000 years ago. Humans were believed to have been much more recent travellers, with the first wave of migrants about 20,000 years ago, though that arrival time is facing increasing contention among experts. After the first bison migrations, the animals multiplied, diversified and became the dominant grazers, displacing mammoths, Pleistocene horses and other mammals that arrived earlier.

The findings of the study rely in large part on DNA extracted from the oldest known bison fossil, a bone found a decade ago in Canada’s Yukon territory. The Yukon fossil was found near the Porcupine River. It was just below a layer of ash that was spread in a massive eruption about 130,000 years ago from the Emmons Lake Volcanic Center, a large stratovolcano with a pre-caldera volume of 300-400 cubic km and one of the largest calderas in the Aleutian arc. The ash spread by the eruption allowed scientists to determine the Yukon bison fossil’s age and confirm it as the oldest known bison fossil in North America, As radiocarbon dating does not work beyond ages of about 40,000 to 50,000 years, scientists needed other methods to determine the date. Thanks to new technology, DNA from the Yukon fossil was extracted and analyzed. It was compared with that from a slightly younger fossil found near Snowmass, Colorado, and both were compared with dozens of younger bison fossils, including some from Yukon soil above the volcanic ash, where there were lots of bison all over the place. From that genetic material, the scientists determined that all the bison had a common ancestor 135,000 to 195,000 years ago, a period when the Bering Land Bridge was exposed. The genetic information also showed that bison migrated over the land bridge in a second wave 21,000 to 45,000 years ago.

Once bison were in North America, they quickly developed into new genetic forms. The first species on the continent — the species that left the Yukon bone — was the steppe bison. The Colorado bison fossil, though only about 10,000 to 20,000 years younger, was of a different but related species, the giant long-horned bison. That is a species known for its huge size, with fossils not found north of the Lower 48 states. Steppe and giant long-horned bison are Pleistocene species now extinct, but modern bison are their descendants.

Source : Alaska Dispatch News.

Les bisons font partie des emblèmes du Parc de Yellowstone.

(Photo: C. Grandpey)

 

Lithium, la richesse des salars // Lithium, the salars’ wealth

Au moment où je visitais les Andes chiliennes, boliviennes et argentines en 2004, on craignait que les grandes puissances économiques du monde viennent puiser une ressource précieuse dans le sous-sol sud-américain: le lithium, qui se cache sous la beauté incroyable des salars. En visitant celui d’Uyuni en Bolivie, je me suis dit que des gens normalement intelligents n’oseraient jamais venir souiller l’immensité immaculée de ce salar qui avait intrigué les astronautes américains depuis la Lune.
Les gens avaient raison d’être inquiets. Une grande partie des ressources mondiales en lithium se trouve sur les hauts plateaux andins, et des entreprises du monde entier, en vue d’une demande élevée, viennent prendre pied sur les vastes gisements du Chili, de Bolivie et d’Argentine.
La technique d’extraction du lithium est bien connue. Les eaux de fonte de la neige sur les montagnes environnantes font descendre avec elles du lithium, du sodium et d’autres minéraux en provenance du sol et des sources chaudes. Ces eaux riches en sels s’écoulent vers les zones de plaines au pied des montagnes et y déposent leur contenu, d’où le nom espagnol de salares. Avec le temps et les variations de température saisonnières, le sel forme une croûte, ce qui donne naissance à des paysages magnifiques. C’est sous cette croûte que se dissimulent des concentrations élevées de lithium.
Pour extraire le lithium, la saumure est pompée vers de grands bassins d’évaporation, ce qui entraîne une plus grande concentration de métaux. La saumure est ensuite transportée par camion vers des installations qui extraient le lithium en utilisant des procédés chimiques et métallurgiques. Le carbonate de lithium est vendu aux fabricants de batteries.
La Bolivie possède les plus grandes réserves mondiales de lithium, même si elles restent largement inexploitées. En 2010, le ministère bolivien de l’exploitation minière et de la métallurgie a lancé un projet d’installation pour la fabrication du lithium dans le Salar d’Uyuni. Selon le ministère, le salar de 12 000 kilomètres carrés contient 9 millions de tonnes de réserves de lithium. Le plan du gouvernement était d’extraire du salar  40 tonnes par mois de carbonate de lithium, de sulfate de potassium, ainsi que d’autres produits.
Les plus grandes mines et projets de traitement de la saumure au lithium sont situés dans le Triangle du Lithium délimité par les salars d’Atacama, de Cauchari-Olaroz  et Hombre Muerto.
La production mondiale de lithium est actuellement dominée par quatre entreprises: deux aux États-Unis, une au Chili et une de Chine. Cette dernière se développe très rapidement. L’avantage de la Chine par rapport aux États-Unis est son accès au lithium. Le pays est le quatrième producteur mondial, avec l’extraction de 2 000 tonnes au cours de la seule année 2016. Selon l’Agence Internationale de l’Energie, la Chine est déjà leader mondial dans le domaine des deux-roues électriques et des flottes d’autobus.
Aux Etats Unis, le président Donald Trump a ordonné une révision des normes d’économie de carburant pour les entreprises qui, depuis 1975, prévoyaient une réduction de la consommation des voitures et des camionnettes. L’annulation de ces normes serait une menace pour la demande en véhicules électriques – et donc en lithium – qui sont généralement plus chers. Cependant, comme toutes les nouvelles technologies, les prix vont probablement baisser de façon significative au fil du temps. En 2022, le coût des voitures alimentées par des batteries au lithium devrait être comparable à celui des véhicules équipés d’un moteur à essence. En réaction à la mesure de Trump sur la réglementation de l’économie de carburant, une trentaine de villes américaines, dont New York, Los Angeles et Chicago, envisagent de dépenser jusqu’à 10 milliards de dollars pour s’équiper en véhicules électriques neufs pour la  police, les éboueurs et les balayeurs. Une telle mesure est destinée à montrer aux constructeurs automobiles il y a une demande réelle en véhicules électriques, ce qui est de bonne augure pour le lithium, mais beaucoup moins pour les salars de la Cordillère des Andes. .
Source: Presse internationale.

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While I was visiting the Chilean, Bolivian and Argentine Andes in 2004, there were fears that the world’s major economic powers might come and tap a precious resource in the underground: lithium, which lies hidden beneath the incredible beauty of the salars. While visiting the Salar de Uyuni in Bolivia, I told myself that normally intelligent people would never dare spoil the immaculate immensity of the salar that had intrigued the U.S. astronauts during the missions of the Moon.

People were right to be worried. Much of the world’s lithium supply is on the high Andean plateaus of South America, and companies from around the world, expecting elevated demand, are staking their claims to the vast deposits in Chile, Bolivia and Argentina.

The technique to extract lithium is well known. The seasonal meltdown of the snow on the mountains collects lithium, sodium and other minerals from the soil and underwater hot springs, all of which flows down to the flats and settles, hence the Spanish name, salares. Over long periods of time, with seasonal temperature variations, the salt builds a crust on top of the « lake, » making for a stunning landscape. Under the crust are high concentrations of lithium.

To extract lithium, brine is pumped into large evaporation ponds, resulting in a higher concentration of metals. The brine is then trucked to a facility that extracts the lithium using chemical and metallurgical processes. The lithium carbonate or lithium hydroxide is sold to battery manufacturers.

Bolivia has the world’s largest lithium reserves, with nearly 40 per cent of the world’s supply, although the reserves remain unexploited. This is about to change, as the Bolivian Mining and Metallurgy Ministry is preparing a new model facility for lithium manufacturing in the Salar de Uyuni. According to the country’s mining ministry, the 12,000-square-kilometre salar holds nine million tonnes of lithium reserves. The government’s plan is to obtain 40 tonnes per month of lithium carbonate, potassium sulphate, as well as other products.

The largest brine lithium mines and projects in the world are located in salars in the Lithium Triangle including Atacama Salar, Cauchari-Olaroz Salar and Hombre Muerto Salar.

World lithium production is currently dominated by four companies: Two from the U.S., one from Chile and one from China which is developing very rapidly. The greatest advantage of China over the U.S. is its access to lithium. The Asian country is the fourth-largest producer, having mined 2,000 metric tons in 2016 alone. According to the International Energy Agency, China already leads the world in the number of electric two-wheelers and bus fleets.

Meanwhile, President Donald Trump has ordered a review of corporate average fuel economy standards, which have mandated gradual increases in the fuel economy of cars and light trucks since 1975.  Overturning these standards would mean automakers could produce vehicles with a lower fuel economy, for a lot less than hybrids and BEVs. This is a threat to BEV demand-and ultimately lithium, since they’re typically more expensive. However, like all new tech, prices will likely drop significantly over time. By 2022, the cost of battery-powered cars is expected to be comparable to those with an internal combustion engine.

In response to Trump’s opposition to fuel economy regulation, about 30 U.S. cities, including New York, Los Angeles and Chicago, are reportedly planning to spend as much as $10 billion on new electric vehicles for police cruisers, trash haulers, street sweepers and more. Such a move is intended to show automakers there’s demand for BEVs, which also bodes well for lithium. This good news for the lithium companies, but a real threat to the salars of the South American Andes

Source : International press.

Photos: C. Grandpey

La fonte du permafrost en Sibérie (suite) // The melting of permafrost in Siberia (continued)

Comme je l’ai indiqué dans plusieurs notes, en Russie les scientifiques mettent en garde contre la menace d’explosions de méthane, aussi soudaines que spectaculaires, qui pourraient créer de nouveaux cratères géants dans le nord de la Sibérie. Ils utilisent les satellites pour surveiller des monticules faits de glace et de terre – connus sous le nom de pingos – qui pourraient exploser dans un avenir très proche. Un pingo peut atteindre 70 mètres de hauteur, avec un diamètre 600 mètres (voir photo ci-dessous).
Selon les scientifiques de l’Institut Trofimuk de géologie et de géophysique pétrolière de Novossibirsk, le risque est particulièrement élevé dans la Péninsule de Yamal, là où se trouvent les plus grandes réserves de gaz naturel du monde.

Un article paru dans le Siberian Times nous apprend que des scientifiques ont découvert jusqu’à 7 000 «bulles» remplies de gaz et prêtes à exploser en Sibérie arctique au cours d’un exercice impliquant des équipes sur le terrain et la surveillance par satellite. Un certain nombre de cratères, comme celui de la photo ci-dessous, sont apparus au nord de la Sibérie ces dernières années et ils sont étudiés avec soin par les scientifiques qui sont persuadés qu’ils se sont formés quand des pingos ont explosé.
Le chiffre de 7 000 « bulles » dont fait état l’agence TASS est nettement plus élevé que précédemment. La région a connu plusieurs exemples récents d’ouvertures de tels cratères provoquées par l’explosion du méthane suite au dégel du pergélisol provoqué par le changement climatique.
La branche Oural de l’Académie des Sciences de Russie est persuadée que la fonte du permafrost est la cause de la formation des bulles de gaz. Cependant, en certains endroits, le phénomène est quelque peu différent et ne se traduit pas par l’explosion de pingos. On assiste à la formation de bulles baptisées «toundra tremblante». Néanmoins, leur apparition à des latitudes aussi élevées est probablement liée, comme pour les pingos, à la fonte du permafrost liée elle-même à l’élévation globale de la température au nord de l’Eurasie au cours des dernières décennies.
Le méthane a montré des taux de concentration 1000 fois supérieurs à la normale, tandis que le dioxyde de carbone était 25 fois supérieur à la normale. Les premières mesures avaient montré des concentrations de méthane 200 fois supérieures aux niveaux habituels. On a recensé une quinzaine d’exemples de terrain sibérien instable en juillet dernier sur l’île Bely, un lieu fréquenté par les ours polaire, à environ 750 km au nord du cercle polaire arctique dans la mer de Kara. Un chercheur qui se trouvait sur le terrain a déclaré: «Chaque fois que nous retirions une touffe d’herbe et de terre, un jet de gaz jaillissait.».
Le dernier été a été anormalement chaud sur la Péninsule de Yamal, avec la température de l’air qui atteignait 35°C. Cette chaleur a eu un impact sur le pergélisol qui a fondu sur une surface plus vaste et une plus grande profondeur que par le passé. Cela a provoqué la formation de nouveaux lacs et des changements significatifs dans le paysage de la toundra.
Source: The Siberian Times.

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As I put it in several posts, in Russia, scientists are warning of the threat of sudden and dramatic methane explosions creating new giant craters in northern Siberia. They are using satellites to monitor ice and soil humps – known as a pingos – which they fear can soon erupt. A pingo can be as high as 70 metres and up to 600metres in diameter (see photo below)
According to scientists from the Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics in Novosibirsk, at special risk is the Yamal Peninsula, the location of the world’s largest natural gas reserves.

An article in the Siberian Times informs us that scientists have discovered as many as 7,000 gas-filled ‘bubbles’ expected to explode in Actic regions of Siberia after an exercise involving field expeditions and satellite surveillance. A number of large craters, like the one in the photo below, have appeared in northern Siberia in recent years and they are being carefully studied by scientists who believe they were formed when pingos exploded.

The total of 7,000 “bubbles” reported by the TASS news agency is startlingly more than previously known. The region has seen several recent examples of sudden ‘craters’ caused by eruptions from methane gas released by the thawing of permafrost which is triggered by climate change.

The Ural branch of Russian Academy of Science says that thawing permafrost is a suspected reason for the cause of underground gas bubble formation. However, on some occasions, the phenomenon appears different from the exploding pingo events. These bubbles have been called ‘trembling tundra’. Nevertheless, their appearance at such high latitudes is most likely linked, like the pingos, to thawing permafrost which in is in turn linked to overall rise of temperature on the north of Eurasia during last several decades.

Methane has exceeded the norm 1,000 times, while carbon dioxide was 25 times above the norm. Initial measurements suggested methane levels 200 times above usual levels. Some 15 examples of this swaying Siberian ground were revealed last July on Bely Island, a polar bear outpost some 750 km north of the Arctic Circle in the Kara Sea. One research team account at the scene said: ‘As we took off a layer of grass and soil, a fountain of gas erupted.’

The last summer was abnormally hot for the Yamal peninsula, with the air temperature reaching 35°C. This heat impacted on the depth of seasonal thawing which grew deeper and spread wider than in the past, so causing the formation of new lakes and a noticeable change in the regional tundra landscape.

Source : The Siberian Times.

Exemple de pingo en Sibérie (Crédit photo: Wikipedia)

Cratère d’explosion de méthane en Sibérie (Crédit photo: Wikipedia)

Exemple de fonte de la toundra (Photo: C. Grandpey)