Le dégel du pergélisol de la Sibérie à l’Alaska // Permafrost thawing from Siberia to Alaska

L’écroulement d’un  réservoir de mazout à Norilsk (Sibérie) à la fin du mois de mai 2020, et la pollution que l’accident a occasionnée, ont quelque peu réveillé les médias qui ont daigné consacrer quelques reportages à cette catastrophe environnementale. Il est à noter que les autorités russes ont été assez longues à admettre que l’écroulement de la citerne de carburant était dû au dégel du pergélisol. A cause du réchauffement climatique, le sol normalement gelé s’est affaissé sous le poids de la citerne, envoyant quelque 21 000 tonnes de mazout dans la nature. Par comparaison, le naufrage de l’Exxon Valdez avait libéré 37 000 tonnes de pétrole en Alaska en 1989.

Norilsk n’est pas un cas isolé et ce genre d’accident est appelé à se multiplier. On estime que la limite du pergélisol s’est déplacée de 130 km vers le nord au Québec entre 1960 et 2010. J’ai expliqué comment les installations gazières devaient être contrôlées et réajustées régulièrement dans la Péninsule de Yamal en Sibérie. Les fondations de l’usine Yamal LNG font appel à une ingénierie unique expliquée à cette adresse : https://www.ep.total.com/fr/domaines/gaz-naturel-liquefie/yamal-lng-decouvrir-notre-projet-en-russie/fondations-sur-permafrost

Le pergélisol recouvre la plus grande partie de l’Arctique, mais les infrastructures pétrolières ou gazières ne sont pas présentes partout. En Alaska, c’est le terminal pétrolier de Prudhoe Bay qui est le plus menacé. En 1978, le pergélisol à 20 mètres de profondeur à Prudhoe Bay avait une température de -8,7°C. En 2018, le température était montée à -5,2°C.
Les entreprises alaskiennes ont mis en place des stratégies pour faire face aux variations des températures saisonnières avec des unités de réfrigération souterraines pour maintenir la stabilité du sol. Mais l’impact du réchauffement se fera aussi sur les infrastructures environnantes, y compris la Dalton Highway, route non goudronnée (NDLR : aux multiples ornières ! Prudence si vous l’empruntez !) reliant les champs pétrolifères à l’intérieur de l’Alaska.

Les géologues expliquent que les risques de déversements d’hydrocarbures au Canada ne sont pas liés au dégel du pergélisol car il n’y a pas d’énormes réservoirs comme à Norilsk. En revanche, on parle de problèmes liés au trafic maritime qui va forcément augmenter dans l’Arctique avec la fonte de la glace de mer prévue pendant l’été à partir de 2040.

Quand on avance le risque de marée noire qui ne manquera pas d’apparaître avec l’intensification du trafic maritime dans l’Océan Arctique, certains font remarquer que les microbes ont une capacité étonnante de dégradation des hydrocarbures, malgré le froid. La grande inconnue sera toutefois la glace car on ne sait pas si les microbes seront aussi efficaces pour dégrader les couches d’hydrocarbures sur la glace.

Pour essayer de contrer le réchauffement climatique et le dégel du pergélisol, différentes techniques sont déjà mises en œuvre dans les villes avec la construction d’immeubles sur pilotis pour permettre la circulation de l’air. Une solution souvent envisagée est de pomper de l’air froid dans le sol durant l’hiver, pour accélérer le refroidissement saisonnier sous les infrastructures menacées.

L’un des points peu étudiés à propos du dégel du pergélisol est la formation de nappes d’eau souterraine, un phénomène inquiétant car la circulation souterraine de l’eau pourrait accélérer le dégel du pergélisol et créer des affaissements importants. On a vu apparaître brutalement des thermokarsts, affaissements de sols localisés, très spectaculaires, faisant souvent des dizaines de mètres de large et plusieurs mètres de profondeur, au milieu des terres arctiques.

Source : Presse canadienne.

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The collapse of an oil tank in Norilsk (Siberia) at the end of May 2020, and the pollution the accident caused, have somewhat woken up the media, that have accepted to devote a few reports to this environmental disaster. It should be noted that the Russian authorities took quite a while to admit that the collapse of the fuel tank was due to the thawing of permafrost. Due to global warming, the normally frozen ground sank under the weight of the tank, sending some 21,000 tonnes of fuel oil into the wild. By comparison, the sinking of  Exxon Valdez released 37,000 tonnes of oil in Alaska in 1989.
Norilsk is not an isolated case and such accidents are set to multiply. It is estimated that the permafrost limit shifted 130 km northward in Quebec between 1960 and 2010. I explained how gas installations have to be checked and readjusted regularly in the Yamal Peninsula in Siberia. The foundations of the Yamal LNG factory use unique engineering explained at this address: https://www.ep.total.com/fr/domaines/gaz-naturel-liquefie/yamal-lng-decouvrir-notre-projet-en-russie/fondations-sur-permafrost

Permafrost covers most of the Arctic, but oil and gas infrastructure is not everywhere. In Alaska, the Prudhoe Bay oil terminal is the most threatened. In 1978, the permafrost 20 meters deep at Prudhoe Bay had a temperature of -8.7°C. In 2018, the temperature rose to -5.2°C.
Alaskan companies have strategies in place to deal with seasonal temperature variations with underground refrigeration units to maintain soil stability. But the impact of global warming will also be on the surrounding infrastructures, including the Dalton Highway, a gravel road (Editor’s note: with multiple potholes! Be careful if you drive on it!) connecting the oil fields to the interior of Alaska .
Geologists explain that the risk of oil spills in Canada is unrelated to thawing permafrost because there are no huge tanks like in Norilsk. The problems will rather be related to maritime traffic which will inevitably increase in the Arctic with the melting of sea ice expected during the summer from 2040.
When one puts forward the risk of an oil spill which will inevitably appear with the intensification of maritime traffic in the Arctic Ocean, some point out that microbes have an astonishing capacity for degrading oil, despite the cold. The big unknown, however, will be the ice because it is not known whether the microbes will be as effective in breaking down the oil layers on the ice.
To try to face global warming and the thawing of permafrost, different techniques are already implemented in cities with the construction of buildings on stilts to allow air circulation. A solution often considered is to pump cold air into the ground during winter, to speed up seasonal cooling under threatened infrastructure.
One of the little-studied points about thawing permafrost is the formation of underground water pockets, a disturbing phenomenon because the underground circulation of water could accelerate the thawing of permafrost and create significant subsidence. We have seen the sudden appearance of thermokarsts, localized, dut very spectacular subsidence of soil, often tens of meters wide and several meters deep, in the middle of the Arctic tundra.
Source: Canadian Press.

Hausse de température du pergélisol à 20 m de profondeur à Prudhoe Bay (Alaska) entre 1979 et 2019 (Source : Université de Fairbanks)

Oléoduc transalaskien entre Prudhoe Bay au nord et Valdez au sud (Photo : C. Grandpey)

Thermokarst en Sibérie (Crédit photo : Wikipedia)

Le village perdu du Mont Fuji (Japon) // Mount Fuji’s lost village (Japan)

Source de puissance spirituelle et destination touristique majeure, le Mont Fuji est aussi le plus grand volcan actif du Japon. La dernière éruption remonte à 1707, il y a donc plus de trois siècles, mais d’année en année, la probabilité d’un nouvel événement majeur se fait de plus en plus pressante.

Voici la légende du village perdu du Mont Fuji, qui a disparu sous de grandes quantités de cendres lors de l’éruption Hoei qui a commencé le 16 décembre 1707, pendant la période Edo au Japon. Le volcan s’est réveillé  sur son versant sud-est et l’éruption a duré jusqu’en janvier 1708. Des archives indiquent que le village de Subashiri, situé à une dizaine de kilomètres du cratère, a subi les plus gros dégâts. Il abritait le sanctuaire Fujisengen, qui servait de porte d’entrée à un sentier de montagne. Après ces semaines fatidiques de l’hiver 1707, personne n’a osé repasser par le sanctuaire.
Il semble que personne n’ait été tué, mais cela ne veut pas dire que la catastrophe n’a pas bouleversé la vie des habitants. Trente-sept maisons ont été détruites dans un incendie déclenché par les matériaux incandescents projetés par le volcan. Les 39 structures restantes, ensevelies sous une couche de débris atteignant parfois trois mètres de hauteur, se sont effondrées.  .
Les autorités ont décidé de reconstruire le village au-dessus des maisons enfouies sous la cendre, au lieu de les faire disparaître et reconstruire à leur place. Subashiri est ainsi entré dans la légende ; c’est désormais le village détruit par la plus célèbre merveille naturelle du Japon.
En juin 2019, un projet a été lancé pour apporter un éclairage nouveau à la catastrophe de 1707. Les archéologues ont commencé leur travail en essayant de localiser les structures enfouies dans la cendre. À l’aide d’un radar capable de pénétrer dans le sol, ils ont identifié des restes de structures susceptibles d’être des maisons. À une vingtaine de centimètres de profondeur, ils ont découvert une couche de scories de deux mètres d’épaisseur. En creusant un peu plus profondément ils ont atteint une couche de pierre ponce de 15 centimètres d’épaisseur, et ensuite ce qui ressemblait à deux piliers calcinés d’une maison mesurant une dizaine de centimètres de diamètre. Des fragments de possibles murs calcinés et de toits de chaume se trouvaient également à proximité.

Les archéologues ont ensuite examiné les pierres ponces trouvées près des piliers. Leur partie interne était partiellement rougie, probablement en raison de l’oxydation. De toute évidence, ce sont ces pierres qui, chauffées à des centaines de degrés Celsius au moment de l’éruption, ont mis le feu aux maisons de Subashiri.

Depuis 18 ans, les archéologues japonais effectuent chaque année un voyage à Pompéi qui a également été détruite par un volcan. Le Vésuve est entré en éruption en 79 après JC, enterrant la ville de Pompéi et tuant environ 2000 personnes. Le volcan est toujours actif et constitue une menace pour la ville de Naples et sa population d’environ un million d’habitants.  Les Japonais veulent utiliser l’expérience acquise en Italie pour renforcer la capacité du Japon à faire face aux éruptions volcaniques. Une meilleure connaissance des catastrophes du passé peut être très important en matière de prévention.
Un panel gouvernemental pense qu’une éruption du Mont Fuji est moins une question de «si» que de «quand». On sait qu’elle se produira un jour. S’il s’agit d’un événement d’une ampleur semblable à la précédente, les dégâts subis et les perturbations occasionnées seront probablement sérieux. Les routes, les voies ferrées et les aéroports dans et autour de Tokyo seront affectés, jusqu’à 90 kilomètres de l’éruption. La pluie mélangée à la cendre volcanique endommagera certainement le réseau électrique, avec des pannes de courant à grande échelle.
Source: NHK World – Japon.

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 A source of spiritual power as well as a major tourist destination Mount Fuji is also Japan’s largest active volcano. The last eruption was in 1707, more than three centuries ago, but with every passing year, the likelihood of another major event increases.

Here is the legend of Mt Fuji’s lost village, said to have disappeared under vast amounts of ash during the last major event. The Hoei eruption began on December 16, 1707, during Japan’s Edo period. It started on the southeastern slope of Mount Fuji, and lasted until January 1708. Ancient records say the village of Subashiri, about 10 kilometres from the crater, was the worst-hit community. It was home to Fujisengen Shrine, which served as the gateway to a mountain trail. After those fateful weeks in winter, nobody dared pass through the Shrine again.

It seems nobody was killed, but iy does not mean the disaster did not take its toll on the lives of the locals. Thirty-seven houses were destroyed in a fire triggered by the incandescent material ejected by the volcano. The remaining 39 structures, covered by a layer of debris as high as three metres, collapsed ro the ground

Authorities decided to rebuild on top, instead of removing what lay beneath. Subashiri became legendary, a village destroyed by Japan’s most famous natural wonder.

In June 2019, a project was launched to shed more light on the disaster.

Archaelogists began their search with a land survey. Using ground-penetrating radar, they located what could be the remains of house-like structures. About 20 centimetres below the surface, they discovered a two-metre-thick layer of scoriae. Digging a little deeper revealed a 15-centimetre-thick layer of pumice stone and next what appeared to be two charred house pillars measuring about 10 centimetres in diameter. Fragments of what were thought to be burnt walls and thatched roofing were also nearby.

The team of archaeologists went on to examine pumice stones found near the pillars. Their inner sides were partly reddened, probably due to oxidation as they fell to the ground. I twas probably these stones, which would have been hundreds of degrees Celsius at the time of the eruption, that charred the houses of Subashiri.

For the past 18 years, the Japanese archaeologists have been taking annual trips to Pompeii, a city also destroyed by another volcano, Mount Vesuvius. It famously erupted in 79 A.D., burying the city of Pompeii and killing about 2,000 people. The volcano is still active, posing a threat to the city of Naples and its population of about one million.

The Japanese want to use the experience they have gained in Italy to boost Japan’s ability to deal with volcanic eruptions. They say that learning more about disasters of the past can be very significant in terms of devising new measures..

A government panel believes an eruption on Mount Fuji is less about « if, » and a lot more about « when. » If it were on a similar scale to the last one, the damage and disruption could be severe. Roads, railways and airports in and around Tokyo would be affected, even as far as 90 kilometres away from the eruption. The panel warns that rain mixed with volcanic ash could damage the power grid, resulting in massive blackouts.

Source : NHK World – Japan.

Source : Wikipedia

Odeurs et séismes // Odours and earthquakes

Le 21 août 2020, les pompiers de la préfecture japonaise de Kanagawa ont reçu de nombreux appels signalant une odeur inhabituelle qui avait envahi la ville pendant une heure. Les sismologues pensent que ce phénomène étrange pourrait être le signe précurseur d’un puissant séisme. Ils expliquent que les roches produisent une odeur particulière avant de se rompre sous les contraintes auxquelles elles sont soumises.
L’odeur désagréable avait déjà été signalée à deux reprises à Kanagawa au cours des mois précédents. La police a reçu environ 260 appels le 4 juin 2020 faisant état d’une « odeur de gaz. » Une équipe a été dépêchée sur place la suite de ces appels, mais aucune conduite de gaz endommagée n’a été découverte et la cause de la puanteur est restée inconnue.
Un sismologue de l’Université de Ritsumeikan, qui étudie la relation entre les séismes et les odeurs, a adressé une mise en garde juste après le premier incident. Les études montrent que les roches produisent une certaine odeur juste avant de se rompre sous les contraintes auxquelles elles sont soumises. Il a ajouté que les séismes majeurs ne se produisent pas brusquement ; les tensions s’accumulent lentement au fil des mois ; les plaques tectoniques se déplacent progressivement l’une contre l’autre avant que se déclenche le séisme principal. C’est ce processus qui est probablement la cause des mauvaises odeurs dans la région de Yokosuka.
Dans le passé, plusieurs séismes majeurs ont déjà été précédés par des odeurs désagréables. Par exemple, avant le tremblement de terre de Christchurch (Nouvelle-Zélande) en 2010 et celui de Kobe (Japon) en 1995, des témoins avaient fait état d’odeurs mystérieuses. Le séisme de magnitude M7.1 à Christchurch a causé des dégâts considérables et est aujourd’hui considéré comme celui qui a causé le plus de dégâts à une grande zone urbaine depuis l’événement de Hawke’s Bay en 1931.
Le séisme de Kobe a été l’un des pires de l’histoire du Japon. D’une magnitude de M7.3, il a tué environ 6 500 personnes et causé plus de 100 milliards de dollars de dégâts. Selon une étude, une odeur de soufre a été signalée avant la catastrophe.
L’avenir nous dira si les mises en garde des sismologues japonais sont justifiées et si un séisme majeur secouera la région de Kanagawa.
Source: The Watchers,

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On August 21st, 2020, the fire department in the Japanese Kanagawa Prefecture received numerous calls from residents reporting an unusual smell in the area over the course of an hour. Seismologists suggest that the strange phenomenon may be a precursor of a large earthquake. They explain rocks generate a distinct smell before breaking under stress.

 The unpleasant smell was reported twice in the prefecture during the previous months. About 260 calls were made to police hotlines on June 4th, all noting that the odour « smelled like gas ». An extensive investigation was conducted following the reports but no damaged gas lines were discovered, and the cause remained unknown.

A seismologist at Ritsumeikan University, who studies the relationship between earthquakes and odours, issued a warning right after the first incident. He explained that based on research, rocks create a certain smell just before they break under stress. He added that large earthquakes do not happen abruptly; they slowly build up over months, with the grinding tectonic plates gradually peeling away at each other before the main quake occurs. This process may be generating the stench in the Yokosuka area.

In the past, several major earthquakes were predeced by similar unpleasant odours. For instance, before the 2010 Christchurch Earthquake in New Zealand and the 1995 Kobe Earthquake in Japan, there had been reports of mysterious odours from witnesses. The M7.1 Christchurch quake left a considerable amount of damage and was considered the largest earthquake to impact a major urban area since the 1931 Hawke’s Bay earthquake.

The Kobe earthquake was one of the worst in Japan’s history. The M7.3 event resulted in around 6 500 fatalities and more than 100 billion dollars’ worth of damage. According to a study, a sulfur-like smell was reported prior to the disasters.

Let’s see if the seismologists warnings are justified and idf a major earthquake will shake the Kanagawa area.

Source: The Watchers.

Dégâts occasionnés par le séisme de Kobe (Crédit photo: Wikipedia)

Impact du réchauffement climatique sur l’agriculture africaine // Impact of global warming on African agriculture

Le réchauffement climatique fait fondre les glaciers et la banquise, et dégèle le pergélisol ; il entraîne une hausse du niveau des océans, mais il a également un impact sur l’agriculture et les pays les plus fragiles doivent s’attendre à des années difficiles

Une nouvelle étude réalisée par deux chercheurs français de l’IRD en collaboration avec une équipe de recherche japonaise, et publiée dans la revue Nature, renforce les preuves d’un impact dramatique du réchauffement climatique sur la production de céréales en Afrique.

Ils ont étudié la situation en Afrique de l’Ouest entre 2001 et 2009. Pour ce faire, ils ont utilisé deux simulations climatiques prenant en compte le climat tel qu’il aurait dû être sans empreinte de l’activité humaine et l’effet des émissions anthropiques de gaz à effet de serre.

Les résultats de cette étude sont très inquiétants à la fois sur l’impact mesuré sur les productions agricoles mais aussi sur l’impact économique qui découle de ces pertes de productions. Au cours des dix années couvertes par l’étude, les températures ont augmenté de 1°C en Afrique de l’Ouest où les orages et les pics de chaleur ont été plus fréquents. Ces conditions climatiques dégradées ont provoqué une baisse des rendements du mil de 10 à 20 % et de 5 à 15 % pour le sorgho. D’un point de vue économique, les pertes s’élèvent pour les pays producteurs entre 2 et 4 milliards de dollars pour le mil et entre 1 et 2 milliards de dollars pour le sorgho.

Une étude publiée en 2012 estimait qu’en Afrique d’ici 2050 les pertes de rendement seraient en 2050 de 17% pour le blé,  de 5% pour le maïs, 15% pour le sorgho et 10% pour le mil. Avec une baisse déjà effective de 10 à 15% et un réchauffement climatique qui s’accélère, on voit l’urgence d’agir pour le continent Africain, en particulier dans la bande soudano-sahélienne, en Afrique de l’Ouest.

La production et la consommation de céréales sont extrêmement importantes en Afrique car leur niveau de consommation les rend indispensables pour assurer la sécurité alimentaire des habitants. Leur consommation est en forte croissance et les besoins sont, aujourd’hui, supérieurs aux capacités de production. Si la production céréalière venait à baisser à cause de l’augmentation de la température, ceci fragiliserait fortement la sécurité alimentaire des populations vivant dans ces zones géographiques.

Pour empêcher l’apparition d’une catastrophe alimentaire en Afrique, il faut avant tout identifier les plantes les mieux adaptées génétiquement à des températures élevées et donner les moyens aux agriculteurs de les cultiver au cas ou ils devraient faire face à une poursuite de l’augmentation des températures. Il faut aussi très rapidement développer des solutions avec les agriculteurs et les communautés en testant des innovations et des adaptations qui permettront de pour réduire la vulnérabilité des systèmes agro-pastoraux locaux.

Ces recommandations ne se limitent d’ailleurs pas à l’Afrique. Le réchauffement climatique affecte de nombreuses autres régions de la planète. Chez moi, en  Limousin, il est conseillé aux agriculteurs d’envisager une diversification des cultures pour s’adapter aux nouvelles conditions climatiques.

Source : Yahoo News.

En Europe, le réchauffement climatique a affecté l’Irlande où le printemps 2020 a été le plus sec depuis le début des archives climatiques en 1847. Il est tombé moins de 10 mm de pluie, soit seulement 15% de la normale, en mai à l’aéroport de Dublin. Cela fait suite à 23% de la moyenne de précipitations en avril.
En conséquence, la production du secteur céréalier irlandais cette année devrait baisser d’au moins 100 millions d’euros en raison de cette longue période de sécheresse.
La sécheresse a gravement touché les cultures dans la moitié orientale de l’Irlande, où les rendements en paille devraient diminuer de près de 25 pour cent. Il y aura quelque 1,6 million de balles de paille en moins dans le pays cette année. De nombreux agriculteurs piochent déjà dans leurs réserves de fourrage d’hiver en complément de l’herbe des pâturages et des compléments alimentaires. Il y aura probablement une plus forte demande en fourrages cet automne, avec un effet inévitable sur les prix de certains produits comme la paille.

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Global warming is melting glaciers and ice sheets, and thawing permafrost; it is raising the sea level, but it is also having an impact on agriculture and the most fragile countries should expect difficult years
A new study by two French IRD researchers in collaboration with a Japanese research team, and published in the journal Nature, reinforces the evidence of a dramatic impact of global warming on cereal production in Africa.
The researchers studied the situation in West Africa between 2001 and 2009. They used two climate simulations taking into account the climate as it should have been without the imprint of human activity and the effect of anthropogenic greenhouse gas emissions.
The results of this study are very worrying both on the impact measured on agricultural production but also on the economic impact that results from these production losses. In the ten years covered by the study, temperatures increased by 1°C in West Africa where thunderstorms and heat spikes were more frequent. These degraded climatic conditions have caused millet yields to drop by 10 to 20% and from 5 to 15% for sorghum. From an economic point of view, losses for producing countries range between 2 and 4 billion dollars for millet and between 1 and 2 billion dollars for sorghum.
A study published in 2012 estimated that in Africa by 2050 yield losses would be 17% for wheat, 5% for corn, 15% for sorghum and 10% for millet. With an already effective drop of 10 to 15% and accelerating global warming, we see the urgency to act for the African continent, in particular in the Sudano-Sahelian strip, in West Africa.
Cereal production and consumption are extremely important in Africa because their level of consumption makes them essential for ensuring food security for the inhabitants. Their consumption is growing rapidly and the needs are today greater than production capacity. If cereal production were to fall due to the rise in temperature, this would greatly weaken the food security of the populations living in these geographical areas.
To prevent the emergence of a food disaster in Africa, it is first of all necessary to identify the plants best adapted genetically to high temperatures and to give the means to the farmers to cultivate them in case they should face a continuation of the increased temperatures. One should also very quickly develop solutions with farmers and communities by testing innovations and adaptations that will reduce the vulnerability of local agro-pastoral systems.
These recommendations are not limited to Africa. Global warming affects many other regions of the planet. At home in Limousin, farmers are advised to consider crop diversification to adapt to the new climatic conditions.
Source: Yahoo News.

In Europe, global warming has affected Ireland where the spring 2020 was the driest since record-keeping started in 1847. There was less than 10 mm of rain, just 15 percent of normal, registered for May at Dublin Airport. This followed 23 percent of the average rain for April.

As a consequence, the total output from the grain sector in Ireland this year is expected to drop by at least 100 million euros due to prolonged drought.

The drought has severely impacted crops in the eastern half of Ireland where straw yields are predicted to reduce by almost 25 percent. 1.6 million fewer straw bales will be available in the country this year. Many farmers are already feeding their winter forage stocks to supplement grazed grass and concentrates. As a result, there will probably be a higher demand for forages this autumn, with effects for prices for feedstocks, like straw.

Bande soudano-sahélienne où la sécheresse est la plus sévère (Source : Wikipedia)