La glace du Groenland a atteint le point de non-retour // Greenland’s ice has reached the point of no return

Les glaciologues savaient que cela pourrait arriver un jour, mais pas si tôt. Une nouvelle étude conduite par des scientifiques de l’Ohio State University nous informe que la calotte glaciaire du Groenland a rétréci au-delà du point de retour. Désormais, la glace continuera de fondre quelle que soit la rapidité avec laquelle nous (= nos gouvernements) réduirons les émissions de gaz à effet de serre. L’étude a été publiée dans la revue Nature Communications Earth & Environment.
Les auteurs ont étudié des données concernant 234 glaciers à travers le territoire arctique, sur 34 années jusqu’en 2018. Ils ont constaté que les chutes de neige annuelles ne suffisent plus à alimenter les zones d’accumulation des glaciers et donc à reconstituer la glace perdue durant la fonte estivale.
Cette fonte fait déjà monter d’environ un millimètre chaque année le niveau des océans dans le monde. Si toute la glace du Groenland venait à disparaître, l’eau ainsi libérée ferait monter le niveau des mers de 6 mètres en moyenne, suffisamment pour submerger de nombreuses villes côtières sur la planète. Les scientifiques font toutefois remarquer que ce processus prendra plusieurs décennies.
Comme je l’ai écrit à plusieurs reprises, l’Arctique se réchauffe au moins deux fois plus vite que le reste du monde depuis 30 ans, un phénomène baptisé «amplification  arctique». La glace de mer a atteint superficie la plus faible depuis 40 ans au cours du mois de juillet 2020 (voir ma note du 15 août 2020).
La fonte de l’Arctique a ouvert de nouvelles voies maritimes, et suscité de plus en plus d’intérêt pour les combustibles fossiles et les autres ressources naturelles de cette région du globe. En particulier, le Groenland revêt une importance stratégique pour l’armée américaine et son système d’alerte précoce pour les missiles balistiques. En effet, la route la plus courte entre l’Europe et l’Amérique du Nord passe par l’île arctique.
L’année dernière, le président Trump a proposé d’acheter le Groenland, mais le Danemark a rejeté l’offre. La diplomatie fait malgré tout son chemin et le mois dernier les États-Unis ont rouvert leur consulat à Nuuk, la capitale groenlandaise. Le Danemark vient d’indiquer qu’il avait nommé un diplomate intermédiaire pour assurer une meilleure communication entre Nuuk et Copenhague, séparées par quelque 3500 kilomètres.
La nouvelle étude de l’Ohio State University indique que la calotte glaciaire du Groenland gagnera plus de masse seulement une fois tous les siècles, ce qui montre parfaitement la difficulté éprouver par les glaciers pour se reconstituer une fois que l’hémorragie de glace a commencé. En étudiant les images satellitaires, les chercheurs ont noté que les glaciers avaient eu 50% de chances de regagner de la masse avant 2000, mais que ces chances avaient diminué depuis.
Les conclusions de l’étude devraient inciter les gouvernements à se préparer à l’élévation du niveau de la mer et à prendre des mesures pour faire face à ces sombres perspectives.
Source: Yahoo News.

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Glaciologists knew it might happen some day, but not so soon. A new study by scientists at Ohio State University informs us that Greenland’s ice sheet has shrunk past the point of return. The ice will melt away no matter how quickly the world reduces greenhouse gas emissions. The research was published in the journal Nature Communications Earth & Environment.

The authors of the research studied data on 234 glaciers across the Arctic territory spanning 34 years through 2018 and found that annual snowfall was no longer enough to replenish glaciers of the snow and ice being lost to summertime melting.

That melting is already causing global seas to rise about a millimetre on average per year. If all of Greenland’s ice goes, the water released will push sea levels up by an average of 6 metres, enough to swamp many coastal cities around the world. The scientists add that this process will take several decades.

As I put it several times, the Arctic has been warming at least twice as fast as the rest of the world for the last 30 years, an observation referred to as “Arctic amplification”. The polar sea ice has hit its lowest extent for July in 40 years (see my post of August 15th, 2020).

The Arctic thaw has brought more water to the region, opening up routes for shipping traffic, as well as increased interest in extracting fossil fuels and other natural resources. In particular, Greenland is strategically important for the U.S. military and its ballistic missile early warning system, as the shortest route from Europe to North America goes via the Arctic island.

Last year, President Donald Trump offered to buy Greenland, but Denmark rebuffed the offer. Then last month, the U.S. reopened a consulate in the territory’s capital of Nuuk, and Denmark has just informed it was appointing an intermediary between Nuuk and Copenhagen some 3,500 kilometres away.

The new study indicates that Greenland’s ice sheet will now gain mass only once every 100 years, a grim indicator of how difficult it is to re-grow glaciers once they hemorrhage ice.

In studying satellite images of the glaciers, the researchers noted that the glaciers had a 50% chance of regaining mass before 2000, with the odds declining since.

The findings of the study should spur governments to prepare for sea-level rise and take measures to face this grim future.

Source: Yahoo News.

Photo : C. Grandpey

Le mystère de l’eau sur le Kilauea (Hawaii) // The mystery of water on Kilauea Volcano (Hawaii)

Le 4 juillet 2018, un scientifique du HVO qui se trouvait à la Volcano House du Kilauea a pris une photo sur laquelle on peut voir une ligne sombre qui descend le long de la paroi de la caldeira sommitale, au-dessus du plancher de l’Halema’uma’u. (voir la photo ci-dessous). Dans le doute, elle a été baptisée «la traînée noire».
Les géologues du HVO ont déclaré qu’il y avait deux possibilités: cette trace noire pouvait être la cicatrice laissée par un effondrement le long de la pente recouverte de poussière. Ou bien, elle avait pu être creusée par l’eau.
Au cours des jours suivants, la « traînée noire » est allée et venue. Au final, les  observations ont montré que la traînée restait noire même quand une grande quantité de poussière s’élevait de Halema’uma’u. C’était la preuve qu’elle était façonnée par l’eau et non par des effondrements.
L’eau sortait d’un point situé entre 10 et 20 mètres sous la lèvre de la caldeira, au-dessus de la nappe phréatique qui alimente aujourd’hui le lac au fond du cratère (voir mes notes précédentes). La question était de savoir comment l’eau pouvait se trouver aussi haut dans cette zone.
Lorsque de fortes pluies se produisent sur le Kilauea, une rivière coule pendant environ une heure à la surface du sol entre l’extrémité sud d’Uekahuna Bluff et le Rift Sud-Ouest sur une distance de 600 à 800 mètres. Cette rivière a plusieurs mètres de largeur et quelques dizaines de centimètres de profondeur. Elle disparaît toujours avant d’atteindre le Rift SO en s’enfonçant dans le sable alluvial.

Les autres questions étaient de savoir 1) où allait cette eau, et 2) si c’était bien cette eau qui formait la traînée noire mentionnée ci-dessus. Les géologues du HVO pensent que c’était le cas. Après avoir disparu, l’eau de la rivière coule probablement sous terre mais est bloquée par des dykes sous la zone de Rift SO où elle s’accumule pour former un aquifère peu profond. La fracturation de la paroi de la caldeira lors de l’effondrement du sommet en 2018 a probablement ouvert une voie permettant à cette eau de sortir de l’aquifère et de se déverser dans la caldeira.
La « traînée noire », autrement dit la cascade d’eau, est réapparue périodiquement au cours des deux dernières années et le HVO demande au public s’il pourrait fournir d’autres photos du phénomène depuis 2018. Des images récentes montrent une cavité à la source de la cascade qui pourrait être l’ouverture d’un tunnel de lave.
La poche d’eau qui donne naissance à la cascade est l’une des deux qui existaient avant 2018. L’autre a formé une mare d’eau chaude à la surface de la caldeira, à 500 mètres au nord de l’Halema’uma’u avant l’effondrement du cratère en 2018. Une végétation abondante entourait cette mare et des micro-organismes vivaient dans l’eau. La mare s’est vidée lors de l’effondrement de l’Halema’uma’u en 2018, bien que son emplacement reste visible aujourd’hui grâce à la présence de végétation. Tandis que le cratère s’agrandissait en juin et juillet 2018, un panache de vapeur blanche s’élevait généralement au-dessus de sa partie nord-ouest, ce qui contrastait avec les panaches de poussière sombre qui envahissaient la majeure partie de l’Halema’uma’u. Il se peut que le panache de vapeur blanche ait été généré par l’ébullition de l’eau dans l’aquifère peu profond qui alimentait la mare.

Les scientifiques du HVO se demandent aujourd’hui s’il existe d’autres poches d’eau peu profondes sous le plancher de la caldeira. Il y a davantage de précipitations sur la partie nord de la caldeira que sur la partie sud. On sait que plusieurs cavités existent sous le plancher nord de la caldeira; elles émettent de la vapeur à haute température. Cette chaleur provient probablement des coulées de lave et de lacs de lave solidifiés qui existaient dans cette zone au 19ème siècle et au début du 20ème et dont la chaleur vaporise l’eau des précipitations. Cette vapeur persiste même par temps sec.

Les scientifiques du HVO aimeraient savoir s’il existe une poche d’eau plus profonde dans la zone sommitale du Kilauea. En effet, si c’est le cas, elle pourrait provoquer des explosions phréatiques au sommet du volcan.
Source: USGS / HVO.

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On July 4th, 2018, a HVO scientist at the Volcano House Hotel took a photo showing a dark line descending the wall of Kilauea caldera above Halema’uma’u. (see the photo below). Not knowing what it was, he dubbed it the ‘black streak.’

HVO geologists said there were two possibilities: the streak could be a recent rockfall scar cutting across the dusty slope. Or the streak was made by water.

Over the next few days, the black streak came and went. Finally, observations showed that the streak stayed black during a time when a lot of dust was billowing from Halema’uma’u. This was proof positive that it was made by water, not a rockfall.

The water flowed from a point 10–20 metres below the rim of the caldera, high above the groundwater body that today feeds the deepening lake seen at the bottom of the crater (see my previous posts). The question was to know how water could be so high in this area.

During exceptionally heavy downpours, a river flows for an hour or so across the ground surface between the south end of Uekahuna Bluff and SW Rift, over a distance of 600–800 metres. This river is several metres wide and a few tens of centimetres deep. This flowing river always ends before reaching SW Rift, sinking into alluvial sand.

The other questions were to know 1) where this water went, and 2) if it was the water that formed the above mentioned black streak. HVO geologists thought the answer was yes. Beyond where it disappears, the river water probably flows underground but is dammed by dikes beneath the SW Rift area, forming a shallow perched aquifer. Faulting of the caldera wall during the 2018 summit collapse opened a pathway for this stored water to exit the aquifer and pour into the caldera.

The black streak, or water cascade, has reappeared sporadically in the past two years and HVO asks the public if they could get more photos of the phenomenon since 2018. Recent images show a cavity at the head of one cascade. It could be the opening of a lava tube.

The perched water body responsible for the water cascade is one of two such bodies existing before 2018. The other formed a tiny warm pond on the caldera floor 500 metres north of Halema’uma’u before it enlarged in 2018. Lush vegetation surrounded the pond, and microorganisms lived in the water. The tiny pond drained as Halema’uma’u widened in 2018, though its site, marked by vegetation, remains. As the crater expanded in June and July, a white steam plume generally rose above the northwestern part of the crater, contrasting with the dusty brown clouds that engulfed most of the crater. The plume might have been generated by boiling of water in the same shallow aquifer that supported the pond.

HVO scientists wonder whether other shallow water bodies exist unseen beneath the caldera floor. More rain falls on the northern part of the caldera than on the southern. Several caves are known to exist below the northern caldera floor; they emit steam and are very hot. Most likely the heat comes from solidified lava flows and lakes active in this area in the 19th and early 20th centuries, and it heats rainfall to steam. The steam persists even in dry weather. HVO scientists would like to know if there is a deeper water body in the summit area of Kilauea. Indeed, if such shallow water existed, it could trigger phreatic explosions at the summit of the volcano.

Source: USGS / HVO.

Vue de la “traînee noire” sur la paroi de la caldeira. Elle mesure une cinquantaine de mètres et un panache de vapeur (en bas à droite) s’élève de la partie NO de l’Halema’uma’u. La photo a été prise depuis la Volcano House le 4 juillet 2018. La configuration des lieux a beaucoup changé depuis cette date. (Source : USGS).

Etna (Sicile) : un gravimètre quantique absolu (AQG) dans l’Observatoire des Pizzi Deneri

Tous les amoureux de l’Etna connaissent l’Observatoire des Pizzi Deneri sur le flanc nord du volcan, à 2818 m d’altitude. L’idée de sa construction est née d’un projet de Letterio Villari – largement cautionné par Haroun Tazieff – qui s’est concrétisé en 1977 lorsqu’il devint directeur de l’Institut International de Volcanologie (IIV) du CNR de Catane.
L’emplacement de cet observatoire a été choisi pour sa sécurité en cas d’éruption avec coulées de lave. La structure du bâtiment a été construite avec deux dômes qui rappellent la forme de l’igloo. Cette forme originale permet d’éviter de grosses accumulations de neige pendant la saison hivernale.

Les locaux de l’observatoire ont été utilisés à la fois pour héberger le personnel de l’IIV et des chercheurs italiens et étrangers ainsi que pour l’instrumentation de surveillance et les laboratoires associés. En particulier, deux tunnels orthogonaux d’une longueur de 80 m ont été construits à une profondeur d’environ 10 m, destinés à abriter des clinomètres longue base pour mesurer les déformations du sol.L’observatoire abrite aussi aujourd’hui différentes stations de suivi volcanologique : gravimétrique, sismique, GPS, infrasonore, ainsi d’un déformomètre, et un interféromètre laser.

A ces différents instruments vient de s’ajouter un gravimètre quantique absolu (AQG), dans le cadre du projet européen Newton-g. Selon Daniele Carbone et Filippo Greco, chercheurs à l’INGV, «l’application de la gravimétrie aux volcans permet d’estimer les variations de masse qui peuvent se produire, par exemple, lors de l’ascension du magma vers la surface. » Ce gravimètre AQG, produit par Muquans, partenaire du projet Newton-g, est le premier gravimètre quantique à être installé sur un volcan actif. Il permettra d’estimer, avec une extrême précision, la valeur absolue de l’accélération de la pesanteur, c’est-à-dire l’accélération subie par un corps lorsqu’il est en chute libre. Les performances de l’AQG au cours des premiers jours d’acquisition continue ont été meilleures que prévu, malgré le niveau élevé de tremor volcanique qui caractérise le site d’installation.

Comme l’Observatoire des Pizzi Deneri n’est pas connecté au réseau électrique, il a fallu installer un système basé sur des panneaux solaires et un générateur diesel qui utilise un module de contrôle sophistiqué pour gérer les sources d’énergie et le système de stockage. Les données produites par les gravimètres en acquisition continue permettent d’intégrer et de compléter les informations fournies par le réseau multiparamétrique permanent de l’Etna, qui sert, avant tout, à l’évaluation rapide des changements d’activité du volcan.

Source : INGV, La Sicilia.

Photo : C. Grandpey