Le sang des glaciers // Glacier blood

On peut lire ces jours-ci dans la presse de nombreux articles sur les couleurs étranges prises par la neige dans les Alpes au printemps. Certaines zones montrent des couleurs vives telles que rouge foncé, orange rouille ou rose. Pour les montagnards, il s’agit du « sang des glaciers. » D’autres personnes préfèrent l’expression « neige de pastèque ». En réalité, toutes ces nuances sont dues à une prolifération d’algues, un phénomène observé ces dernières années dans tous les habitats alpins de la planète.

La prolifération d’algues en milieu alpin est encore mal comprise, mais le seul fait que ces algues apparaissent n’est probablement pas une bonne nouvelle. Les chercheurs ont commencé à établir un recensement des algues dans les Alpes pour mieux comprendre quelles espèces y vivent, comment elles survivent et ce qui les pousse à une telle hémorragie de couleurs. Les premiers résultats de cette étude ont été publiés dans la revue Frontiers in Plant Science.

Minuscules mais très vivaces, les algues sont à la base de tous les écosystèmes. Grâce à leurs prouesses photosynthétiques, elles produisent une grande quantité de l’oxygène que nous respirons et sont à la base de la plupart des réseaux trophiques. Cependant, leur multiplication est parfois excédentaire, jusqu’à provoquer un déséquilibre. C’est alors que peuvent se produire des marées rouges toxiques : le « sang des glaciers ».

Même si on ignore ce qui provoque vraiment les prolifération d’algues, ont sait que leur couleur, souvent rouge, mais parfois verte, grise ou jaune, provient de pigments et d’autres molécules que les algues utilisent pour se protéger des rayons ultraviolets. En effet, ces teintes absorbent plus de lumière du soleil, ce qui accélère la fonte de la neige sous-jacente. Cela peut modifier la dynamique des écosystèmes et accélérer le recul des glaciers, (NDLR : il s’agit d’un phénomène que l’on a déjà observé au Groenland.)

Dans l’étude de leur prolifération, les chercheurs de plusieurs instituts alpins ont décidé de laisser de côté les espèces d’algues qui se développent dans des habitats éloignés et de donner la priorité à celles vivant dans un environnement proche. Comme de très nombreux types d’algues peuvent vivre et proliférer dans les montagnes, les chercheurs ont commencé par effectuer un recensement dans certaines parties des Alpes françaises pour savoir quels types y poussent et dans quels endroits. Ils ont prélevé des échantillons de sol sur cinq sommets répartis à différentes altitudes, et recherché l’ADN des algues. Ils ont découvert que de nombreuses espèces ont tendance à préférer des altitudes spécifiques et ont très probablement évolué dans les conditions qui s’y trouvent. Par exemple, une espèce-clé, la Sanguina, ne pousse qu’au-dessus de 1 950 mètres.

Les chercheurs ont également collecté certaines espèces pour étudier en laboratoire les possibles déclencheurs de leur prolifération. On sait depuis longtemps que les proliférations d’algues se produisent naturellement. Cependant, certains facteurs d’origine humaine peuvent favoriser ces proliférations et les rendre plus fréquentes. On sait aussi que les conditions météorologiques extrêmes, les températures anormalement élevées pour la saison et les apports de nutriments provenant du ruissellement agricole et des eaux usées jouent également un rôle dans les proliférations d’algues d’eau douce et océaniques.

Pour voir s’il en va de même pour le « sang des glaciers », les chercheurs ont soumis les algues à des excès de nutriments, tels que l’azote et le phosphore. Bien qu’ils n’aient rien remarqué de significatif jusqu’à présent, ils prévoient de poursuivre cette ligne de tests. Dans les années à venir, les scientifiques suivront l’évolution de la répartition des espèces au fil du temps, ce qui pourrait donner des indications intéressantes sur la santé globale de l’écosystème. Ils essaieront également d’établir si les modèles de température sont en corrélation avec les proliférations d’algues, et ils commenceront à comparer les compositions des espèces dans les milieux de neige blanche et colorée. En procédant ainsi, ils espèrent percer le mystère du « sang des glaciers. ».

Adapté d’un article publié dans le New York Times.

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These days, one can read many articles in the newspapers about the strange colours assumed by the snow in the Alps in spring. Parts of the snow take on bright colours: deep red, rusty orange, lemonade pink. Locals call this “sang des glaciers,” or “glacier blood,” visitors sometimes use the expression “watermelon snow.” In reality, these blushes come from an algae bloom, a phenomenon observed in recent years all over alpine habitats around the world.

While snow-algae blooms are poorly understood, the fact they are happening is probably not a good sign. Researchers have begun surveying the algae of the Alps to better grasp what species live there, how they survive and what might be pushing them over the bleeding edge. Some of their initial findings were published in the journal Frontiers in Plant Science.

Tiny yet powerful, the algae are the basis of all ecosystems. Thanks to their photosynthetic prowess, algae produce a large amount of the world’s oxygen and form the foundation of most food webs. However, they sometimes overdo it, multiplying until they throw things out of balance. This can cause toxic red tides, and puzzling glacier blood.

While it is unclear exactly what spurs the blooms, the colour, often red, but sometimes green, grey or yellow, comes from pigments and other molecules that the snow algae use to protect themselves from ultraviolet light. These hues absorb more sunlight, causing the underlying snow to melt more quickly. This can change ecosystem dynamics and hasten the shrinking of glaciers.

In their study of the phenomenon, researchers at several alpine institutes have decided to turn their attention from algae species in far-flung habitats to those “that grow next door.”

Because so many different types of algae can live and bloom in the mountains, the researchers began with a census in parts of the French Alps to find out what grows where. They took soil samples from five peaks, spread over various altitudes, and searched for algal DNA.

They found that many species tend to prefer particular elevations and have most likely evolved to thrive in the conditions found there. One key genus, named Sanguina, grows only above 1,950 metres.

The researchers also brought some species back to the lab to investigate their potential bloom triggers. It has been known for a long time that algae blooms occur naturally. However, human-generated factors can worsen such outbursts and make them more frequent. Extreme weather, unseasonably warm temperatures and influxes of nutrients from agricultural and sewage runoff all play a role in freshwater and ocean algae blooms.

To see if the same was true for glacier blood, the researchers subjected the algae to surpluses of nutrients, such as nitrogen and phosphorus. While they have not found anything significant so far, they plan to continue this line of testing.

In the coming years, the researchers will keep track of how species distributions shift over time, which may shed light on the overall health of the ecosystem. They will also try to establish whether temperature patterns correlate with blooms, and begin to compare species compositions in white versus colourful snow. Eventually, they hope to decipher the blood-red message.

Adapted from an article published in The New York Times.

Gros plan sur un type d’algues rouges (Chlamydomonas nivalis) en Antarctique (Source : Wikipedia)

Fonte des plateformes glaciaires en Antarctique // Melting of ice shelves in Antarctica

Comme je l’ai écrit plusieurs fois sur ce blog, si les plates-formes glaciaires de l’Antarctique occidental fondent et disparaissent, elles ne retiendront plus les glaciers qui se trouvent en amont. Si ces glaciers atteignent l’océan, ils contribueront à l’augmentation du niveau de la mer dans le monde entier. Au cours des dernières années, les scientifiques ont attiré l’attention du public sur les glaciers Thwaites et Pine Island, deux immenses rivières de glace de l’Antarctique occidental.

Selon une étude publiée le 11 juin 2021 dans la revue Science Advances, la plateforme qui retient le glacier de Pine Island se désintègre beaucoup plus vite qu’auparavant et laisse échapper d’énormes icebergs. Sa fonte s’est accélérée en 2017 et fait craindre aux scientifiques qu’avec le réchauffement  climatique, la fonte du glacier se produise plus rapidement que les siècles mentionnés dans les prévisions.

La plateforme glaciaire devant le Pine Island a reculé d’environ 20 kilomètres entre 2017 et 2020. Cette situation a été confirmée en visionnant en accéléré les images collectées par un satellite européen qui prend des photos tous les six jours.

Entre 2017 et 2020, il y a eu trois grands événements de dislocation de la plateforme glaciaire, avec vêlage de monstres de glace de plus de 8 kilomètres de long et 36 kilomètres de large qui se sont ensuite morcelée en icebergs plus petits. On a également observé beaucoup de petits vêlages.

Les scientifiques craignent que la plateforme glaciaire dans son ensemble lâche prise et disparaisse en quelques années. Ils ont observé le comportement de deux repères sur le glacier principal et ont découvert qu’ils avaient accéléré leur progression de 12% à partir de 2017. Comme je l’ai écrit plus haut, le glacier de Pine Island est l’un des deux glaciers de l’Antarctique occidental que les glaciologues craignent de voir disparaître à brève échéance. L’autre glacier est le Thwaites. Si le Pine Island fondait dans sa totalité, cette eau entraînerait une élévation du niveau de la mer de 50 centimètres. Le glacier est responsable d’environ un quart de la perte de glace sur ce continent. Tous les modèles montrent que si le Pine Island et le Thwaites disparaissent, le reste de l’Antarctique occidental suivra, car tous les glaciers de cette partie du continent sont interconnectés.

Source : Yahoo News.

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As I put it several times before, if the ice shelves in West Antarctica melt and collapse, they will no longer hold back the glaciers that are pushing behind them. Should these glaciers reach the ocean, they will contribute to increasing sea level rise around the globe. In the past years, scientists have drawn public attention to the Thwaites and Pine Island glaciers, two massive rivers of ice in West Antarctica.

According to a study published on June 11th, 2021 in the journal Science Advances, the ice shelf that holds back the Pine Island glacier is breaking up much faster than before and spawning huge icebergs. Its melting accelerated in 2017, causing scientists to worry that with climate change the glacier’s collapse could happen quicker than the many centuries predicted.

That ice shelf has retreated by about 20 kilometres between 2017 and 2020. The confirmation of this event was given by a time-lapse video from a European satellite that takes pictures every six days.

Between 2017 and 2020, there were three large breakup events, creating icebergs more than 8 kilometres long and 36 kilometres wide, which then split into lots of smaller pieces. There also were many smaller calvings.

Scientists fear that the whole shelf could give way and go within a few years. They have tracked two points on the main glacier and found they were moving 12% faster toward the sea starting in 2017.

As I put it above, the Pine Island Glacier is one of two side-by-side glaciers in western Antarctica that ice scientists worry most about losing on that continent. The other is the Thwaites Glacier. Should Pine Island melt, this water would lead to a 50-centimetre sea level rise. The glacier is responsible for about a quarter of the continent’s ice loss.

All model show that if Pine Island and Thwaites fall apart, the rest of West Antarctica will follow as all glaciers in that part of the Antarctic continent are interconnected.

Source : Yahoo News.

 

Source : National Snow and Ice Data Center (NSIDC)

Antarctique: La fonte inquiétante de la plate-forme glaciaire Larsen C // Antarctica : the disturbing melting of the Larsen C ice shelf

En Antarctique, la plate-forme glaciaire  Larsen C a fait la une des journaux en 2017 lorsqu’un énorme iceberg de la taille du Luxembourg s’est détaché et a commencé à dériver dans l’Océan Austral. Aujourd’hui, une étude présentée lors de la réunion annuelle de l’Union Européenne des Géosciences au début du mois de mai 2021 prévient que la plate-forme toute entière risque de disparaître en raison des vents chauds.

La plate-forme Larsen C est une masse de glace qui flotte au contact de la côte de la Péninsule Antarctique. Sa fonte s’est accélérée en raison du foehn, un vent fort qui souffle en rafales.

Le foehn est bien connu en Europe. Ce vent sec et chaud souffle du sud, le plus souvent en automne et à la fin de l’hiver ou au début du printemps sur les versants nord des Alpes, en France, en Suisse et en Autriche. Les vents de foehn apparaissent lorsque l’air passe au-dessus des montagnes en déposant la plus grande partie de son humidité lors de l’ascension, avant de descendre et d’accumuler de la chaleur en cours de route.

Les chercheurs qui étudient la fonte de la plate-forme glaciaire Larsen C pensent que ces vents chauds sont le résultat de l’appauvrissement de la couche d’ozone et de l’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre. La plate-forme Larsen C connaît actuellement la vitesse de fonte de surface la plus élevée de l’Antarctique.

L’étude démontre que la cause principale de la fonte de surface de la plate-forme est bien la violence et la chaleur des vents de foehn. La fonte la plus intense provoquée par ces vents se produit dans les anses et les baies qui s’ouvrent dans la plate-forme.

Depuis le milieu des années 1990, des parties de la plate-forme glaciaire Larsen ont terminé leur course dans l’océan. Larsen A s’est désintégrée en 1995, suivie de Larsen B en 2002. En 2017, une grande partie de la plate-forme Larsen C a largué les amarres en libérant l’iceberg susmentionné.

Des études antérieures ont montré qu’on assiste aujourd’hui à des accumulations d’eau de fonte qui stagnent à la surface de la glace. A force de stagner, le poids de cette eau provoque des fractures dans la glace. C’est ce mécanisme qui a probablement causé la désintégration catastrophique de Larsen A et B. Les chercheurs pensent que la fonte provoquée par les vents de foehn sur la plate-forme Larsen C est susceptible de s’aggraver dans les prochaines années avec, en plus, un probable renforcement des vents circumpolaires en raison de l’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre.

On aboutit à un cycle infernal et extrêmement dangereux : la disparition des plates-formes glaciaires va accélérer la vitesse de progression des glaciers qui les alimentaient et qu’elles retenaient. Ces glaciers vont terminer leur course directement dans l’océan, ce qui entraînera forcément une élévation du niveau de la mer.

Les chercheurs ont utilisé des mesures effectuées sur la banquise et dans l’atmosphère entre novembre 2014 et juin 2017. Ils ont constaté que c’est au niveau des anses creusées dans Larsen C que la vitesse de fonte est la plus élevée. Les vents de foehn représentent 45% de la fonte de surface.

La Péninsule Antarctique connaît l’un des réchauffements les plus rapides de la planète et la vitesse de fonte de surface la plus élevée de l’Antarctique. Des travaux complémentaires sur les modèles météorologiques et climatiques sont nécessaires pour déterminer à quel moment Larsen C sera menacée de disparition à cause des phénomènes atmosphériques.

Source: Yahoo News.

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In Antarctica, the Larsen C ice shelf in Antarctica made the headlines in 2017 when a huge iceberg the size of Luxemburg broke free and started drifting in the Southern Ocean. Today, a study that was presented at the annual meeting of the European Geosciences Union in early May 2021 warns that the whole ice shelf itself is at risk of collapsing due to warm mountain winds.

The Larsen C ice shelf is a floating mass of ice lying against the coast of the Antarctic Peninsula. It is melting at a faster rate due to the foehn, a strong and gusty wind. The foehn is well known in Europe. This dry and warm wind blows from the south, most often in autumn and at the end of winter or beginning of spring on the northeern slopes of the Alps, in France, Switzerland and Austria. Foehn winds occur when air passes over mountains, dropping most of its moisture on the ascent, before descending and picking up heat along the way. The researchers who study the melting of the Larsen C ice shelf think these warm winds are a result of ozone depletion and increasing greenhouse gas concentrations. Larsen C is currently experiencing the highest surface melt rates across Antarctica.

The study demonstrates that the dominant control on Larsen C surface melt is the occurrence, strength and warmth of foehn winds, and that the most intense foehn-driven melt occurs in embayments, or inlets. Since the mid-1990s, parts of the Larsen Ice Shelf have collapsed: Larsen A disintegrated in 1995, followed by Larsen B in 2002. In 2017, a large section of the Larsen C Ice Shelf broke away, producing the above-mentioned iceberg..

Previous studies have shown that these icy regions are now prone to melt water ponding – pools of open water that form on sea ice. This open water then causes fractures in the ice when crevasses are driven open by the weight of water generated by surface melt. It was this mechanism that probably caused the catastrophic collapses of Larsen A and B.

Researchers believe that foehn-driven melt on Larsen C is likely to increase in the future, with further strengthening of the circumpolar winds that is expected due to increasing greenhouse gas concentrations.

The situation goes as follows: the collapse of ice shelves causes the glaciers that previously fed them to speed up and drain directly into the ocean, which leads to sea level rise. The researchers used measurements of the ice shelf and atmosphere gathered between November 2014 and June 2017. They found that the inlets of Larsen C experience the highest melt rates, with foehn winds accounting for 45% of the surface melt. As a consequence, this region is one of the fastest-warming on Earth and currently experiences the highest surface melt rates across Antarctica.

Further work with weather and climate models is needed to improve predictions of the timescales on which Larsen C will become vulnerable to atmosphere-driven collapse.

Source: Yahoo News.

La Péninsule Antarctique et ses plate-formes (Source : BAS)

La fracturation progressive de la plate-forme Larsen C avant le vêlage de l’iceberg en 2017 (Source : Université de Swansea)

Les glaciers continuent de fondre et de reculer // Glaciers keep melting and retreating

Ce n’est pas vraiment une surprise. Une nouvelle étude publiée dans la revue Nature confirme que la quasi-totalité des glaciers perdent de la masse depuis 2000. La fonte a quasiment doublé sur les 20 dernières années, selon des mesures satellitaires particulièrement précises.

En utilisant 20 années de données satellitaires récemment déclassifiées, une équipe de recherche internationale a calculé que les glaciers avaient perdu 267 milliards de tonnes de glace par an sur la période 2000-2019. Les scientifiques ont analysé 220 000 glaciers à travers le monde, sans prendre en compte les immenses calottes glaciaires de l’Antarctique et du Groenland. Seuls les glaciers situés à la périphérie des calottes ont été recensés. Le phénomène s’est accéléré entre 2015 et 2019 avec 298 milliards de tonnes perdues chaque année en moyenne.

La moitié de la perte glaciaire mondiale provient de l’Alaska et du Canada. Lors de mes conférences, j’insiste sur la fonte et le recul rapides du glacier Athabasca au Canada. Les taux de fonte de l’Alaska sont parmi les plus élevés de la planète avec une perte annuelle moyenne de 67 milliards de tonnes par an depuis 2000. Le glacier Columbia recule d’environ 35 mètres par an. On s’en rend compte en comparant les images satellites des dernières décennies (voir ci-dessous).

Presque tous les glaciers du monde fondent, même ceux du Tibet qui étaient stables jusqu’à présent. À l’exception de quelques-uns en Islande et en Scandinavie, alimentés par des précipitations accrues, les taux de fonte se sont accélérés quasiment partout sur le globe.

Cette fonte presque uniforme reflète l’augmentation globale de la température. Selon les auteurs de l’étude, le lien avec la combustion du charbon, du pétrole et du gaz ne fait aucun doute. Le stade de la simple alerte est largement dépassé. On a dépassé le point de non-retour dans de nombreuses régions où certains glaciers plus petits disparaissent entièrement.

L’étude est la première à utiliser l’imagerie satellite 3D pour examiner tous les glaciers de la Terre non connectés aux calottes glaciaires.

La difficulté de l’étude des glaciers provient d’une part du très faible nombre de mesures in situ. D’autre part, les relevés gravimétriques – très utiles pour mesurer l’évolution des calottes de glace de l’Antarctique et du Groenland – n’ont pas une résolution suffisamment fine pour étudier dans le détail les 220 000 glaciers analysés par l’étude parue dans Nature.

Les scientifiques ont analysé près de 500 000 images satellites prises depuis 2000 par le satellite Terra de la NASA. Les clichés permettent de construire des cartes 3D de la surface de la Terre. Le travail a été rendu possible par le recours à un super calculateur qui a construit des modèles numériques d’élévation basés sur plus de 440 000 images satellites. La précision des résultats atteint un niveau inégalé à ce jour.

La plus grande menace de la fonte des glaciers est l’élévation du niveau de la mer. Les océans du monde subissent déjà l’expansion thermique et la fonte des calottes glaciaires au Groenland et en Antarctique. Selon l’étude, les glaciers sont responsables de 21% de l’élévation du niveau de la mer sur la période 2000-2019. Les calottes glaciaires constituent des menaces plus importantes sur le long terme.

Ces résultats de l’étude concernant les glaciers sont conformes à ceux d’une autre étude parue en 2020, mais celle de 2021 offre une précision supérieure. La première mission GRACE lancée en 2002 a permis de mesurer les changements du champ de gravité terrestre causés par les mouvements de masse sur la planète. Les résultats de la mission GRACE donnent une perte de 200 milliards de tonnes pour les glaciers de montagne sur la période 2002-2016. GRACE montre une accélération spectaculaire pour le Groenland sur la période 2010-2018 avec une perte de 286 milliards de tonnes. La mission arrive à la même accélération spectaculaire en Antarctique avec une perte de 252 milliards de tonnes par an sur 2009-2017.

Source : global-climat.

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It’s not much of a surprise. A new study published in the journal Nature confirms that almost all glaciers have lost mass since 2000. Melting has almost doubled over the past 20 years, according to vert accurate satellite measurements. Using 20 years of recently declassified satellite data, an international research team has calculated that glaciers lost 267 billion tonnes of ice per year over the period 2000-2019. Scientists have analyzed 220,000 glaciers around the world, ignoring the huge ice sheets of Antarctica and Greenland. Only the glaciers located on the periphery of the ice sheets have been identified. The phenomenon accelerated between 2015 and 2019 with 298 billion tonnes lost each year on average.

Half of the world’s ice loss comes from Alaska and Canada. In my lectures, I emphasize the rapid melting and retreating of the Athabasca Glacier in Canada. Alaska’s melt rates are among the highest on the planet with an average annual loss of 67 billion tonnes per year since 2000. The Columbia Glacier is retreating by about 35 metres per year. This can be seen by comparing satellite images from the last decades (see below).

Almost all of the world’s glaciers are melting, even those in Tibet which have been stable until now. With the exception of a few in Iceland and Scandinavia, supplied by increased precipitation, melt rates have accelerated almost everywhere in the world. This almost uniform melting reflects the overall increase in temperature. According to the study’s authors, the link to the combustion of coal, oil and gas is clear. The stage of the simple alert is largely past. The point of no return has been passed in many areas where some smaller glaciers are disappearing entirely. The study is the first to use 3D satellite imagery to examine all of Earth’s glaciers not connected to ice caps.

The difficulty in studying glaciers stems on the one hand from the very low number of in situ measurements. On the other hand, gravity readings – very useful for measuring the evolution of the Antarctic and Greenland ice caps – do not have a sufficient resolution to study in detail the 220,000 glaciers analyzed in the study published in Nature. Scientists have analyzed nearly 500,000 satellite images taken since 2000 by NASA’s Terra satellite. The images allow the construction of 3D maps of the surface of the Earth. The work was made possible by the use of a supercomputer that built digital elevation models based on more than 440,000 satellite images. The accuracy of the results reaches a level unmatched to date.

The greatest threat from melting glaciers is rising sea levels. The world’s oceans are already experiencing thermal expansion and melting ice caps in Greenland and Antarctica. According to the study, glaciers are responsible for 21% of sea level rise over the period 2000-2019. Ice caps are a bigger threat in the long term.

These results from the glacier study are consistent with another study released in 2020, but the 2021 study offers greater accuracy. The first GRACE mission launched in 2002 made it possible to measure the changes in the Earth’s gravity field caused by mass movements on the planet. The results of the GRACE mission show a loss of 200 billion tonnes for mountain glaciers over the period 2002-2016. GRACE shows a spectacular acceleration for Greenland over the period 2010-2018 with a loss of 286 billion tonnes. It underlines the same spectacular acceleration in Antarctica with a loss of 252 billion tonnes per year over 2009-2017.

Source: global-climat.

Source : NASA

Photo : C. Grandpey

 

Source : NASA

Photo : C. Grandpey

Source : NASA

Source : Copernicus Sentinel-2, ESA

D’autres informations dans mon livre « Glaciers en péril » :