Catégorie : Antarctique

A 68, une mort annoncée ! // A 68, a death foretold !

L’iceberg A 68 est en train de vivre ses derniers jours. Le monstre de 6000 kilomètres carrés s’était détaché de la plateforme glaciaire Larsen C en Antarctique en 2017. Aujourd’hui, les satellites montrent que l’iceberg géant a pratiquement disparu et s’est brisé en mille morceaux qui ne méritent plus d’être surveillés.

Après s’être détaché de la plateforme glaciaire, l’A 68 avait emprunté une trajectoire classique qui l’a fait se diriger vers l’Atlantique Sud en direction de la Géorgie du Sud où l’on craignait qu’il devienne un problème pour les colonies de phoques et de manchots. Heureusement, la faune a été épargnée. L’eau plus chaude et la température plus élevée de l’air dans l’Atlantique ont eu raison de l’A68.

L’A68 restera probablement dans les mémoires comme le premier iceberg à avoir connu la célébrité sur les réseaux sociaux. Dans la monde entier, des gens ont partagé des images satellite en ligne, en particulier lorsque l’iceberg s’est approché de la Géorgie du Sud. Cependant, l’A 68 n’a pas seulement été un objet d’émerveillement; il a également fait l’objet d’une étude scientifique approfondie.

Son lieu de naissance, Larsen C, est une immense plateforme glaciaire qui repose à la surface de l’océan. Elle s’est formée  par la réunion de plusieurs langues glaciaires qui ont avancé dans l’océan. L’A68 apportera certainement aux chercheurs des informations à la fois sur la formation des plates-formes glaciaires et sur la façon dont elles se fracturent pour produire des icebergs.

La plupart des glaciologues considèrent l’A68 comme le résultat d’un processus naturel. Les plates-formes glaciaires sont un bel exemple d’équilibre. En effet, la production d’icebergs permet de conserver un équilibre entre l’accumulation de masse à la source grâce aux chutes de neige et l’apport de glace grâce aux glaciers. Donc, d’une certaine manière, l’A68 n’est pas une conséquence du changement climatique d’origine anthropique. C’est avant tout un phénomène naturel

Cependant, l’A68 a montré certains processus par lesquels le changement et le réchauffement climatiques peuvent détruire des structures glaciaires. L’un de ces processus est l’hydrofracturation. A l’intérieur de ce processus, le réchauffement climatique entraîne la production de beaucoup d’eau de fonte en surface. Cette eau de surface remplit ensuite les fractures jusqu’à la base de la glace.

En raison de l’hydrofracturation, de plus en plus de plates-formes glaciaires sont susceptibles de s’effondrer, surtout avec la hausse des températures. Il ne faudrait pas oublier qu’en Antarctique ces plates-formes de glace sont des barrières qui retiennent les glaciers et les empêchent d’accélérer. Si ces plateformes disparaissent, les glaciers se déplaceront plus rapidement avec un vêlage plus rapide dans l’océan. Cela conduira à une élévation inévitable du niveau de la mer dans le monde.

Le British Antarctic Survey a instalé deux robots dans l’océan en février 2021 afin d’étudier certains des morceaux les plus récents de l’A68. L’un des robots a disparu peu de temps après sa mise à l’eau ; l’autre robot sera récupéré en mai pour analyser ses données. Il devrait révéler des informations sur la façon dont les icebergs affectent leur environnement, par exemple en déversant d’énormes volumes d’eau douce dans l’océan lorsqu’ils fondent.

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Iceberg A 68 is living its last days. The 6,000-square-kilometre behemoth had broken away from Antarctica’s Larsen C ice shelf in 2017, but satellites show the mega-berg has now virtually gone, broken into countless small fragments that are no longer worth tracking.

After breaking away from the ice shelf, A 68 had taken a familiar route, spinning out into the South Atlantic towards South Georgia where it was feared it might become a problem for local colonies of seals and penguins. However, it did not. The warm water and higher air temperatures in the Atlantic eventually consumed A68.

A68 will probably be best remembered as the first iceberg to become a star on social media.

People around the world shared satellite pictures online, especially as the iceberg neared South Georgia. However, the iceberg was not just an object of wonder; it was also the target of some serious scientific investigation.

Its place of origin, Larsen C, is an enormous floating platform of ice, built by the merging of glacier tongues that have slid off the land into the ocean. A68 will almost certainly tell researchers something both about how ice shelves are constructed and how they break apart to produce icebergs.

Most glaciologists regard A68 as the product of a very natural process. Ice shelves will maintain an equilibrium, and the ejection of bergs is one way they balance the accumulation of mass from snowfall and the input of more ice from the feeding glaciers on land. So in that sense, A68 cannot be presented as a consequence of human-induced climate change. It was just a natural phenomenon

However, A68 did showcase the sorts of processes through which climate change and the accompanying global warming can destroy ice structures. One of these is hydrofracturing. In this process, warming produces a lot of surface meltwater that then fills fissures and cracks, driving these openings through to the base of the ice. Because of hydrofracturing, more and more ice shelves might collapse in a warmer world. It should be remembered that in Antarctica these ice shelves are barriers that hold back glaciers and prevent them from accelerating. Should they disappear, glaciers would move faster with more rapid calving in the ocean. This would lead to an inevitable rise of sea level around the world.

The British Antarctic Survey put a couple of robots in the ocean in February 2021 to try to study up close some of A68’s latter-day segments. One went missing soon after, but the other robot will be recovered in May to pull down its data. It should reveal information about how icebergs affect their surroundings by, for example, dumping huge volumes of fresh water into the ocean as they melt.

Vue satellite de l’A 68 le 2 avril 2021 (Source : NASA / Aqua / Modis)

Vue satellite de l’A 68 le16 avril 2021 (Source : NASA / Aqua / Modis)

Le mystère des aurores boréales // The mystery of northern lights

Cette note n’a pas pour sujet les volcans ou les glaciers mais les aurores boréales – aurora borealis – un phénomène qui fascine ceux qui visitent l’Arctique ou l’Antarctique où l’on peut observer les glaciers et les calottes glaciaires.

On peut lire sur l’excellent site Web The Watchers qu’une nouvelle étude conduite par des scientifiques de l’Institut de recherche environnementale Espace-Terre de l’Université de Nagoya (Japon) a révélé un mécanisme inconnu de la magnétosphère dans lequel les électrons en provenance du Soleil sont propulsés par une énergie électrique plus puissante qu’on ne le pensait jusqu’à présent.

La formation des aurores boréales et australes commence lorsque du plasma est propulsé à très grande vitesse dans l’espace par le Soleil sous forme de particules chargées. Lorsque ces particules se rapprochent de la Terre, elles sont déviées et canalisées, et vont circuler le long des lignes de champ magnétique pour finalement se diriger vers les pôles. La plupart des électrons de la magnétosphère n’atteignent pas l’ionosphère (haute atmosphère) car ils sont repoussés par le champ magnétique terrestre.

Certaines particules accélèrent leur course dans la haute atmosphère terrestre où elles entrent en collision avec des atomes d’oxygène et d’azote qu’elles excitent à une altitude d’environ 100 km. Lorsque les atomes se défont de leur état d’excitation, ils produisent des aurores boréales.

Cependant, de nombreux détails sur ce processus sont encore mystérieux. Par exemple, on ne connaît pas avec précision la manière dont est généré le champ électrique qui accélère les électrons dans l’ionosphère, ni même sa hauteur au-dessus de la Terre. Les scientifiques pensaient jusqu’à présent que l’accélération se produisait à des altitudes comprises entre 1 000 et 20 000 km au-dessus de la Terre. La nouvelle étude montre que la zone d’accélération s’étend au-delà de 30 000 km. Elle montre aussi que le champ électrique qui accélère les particules aurorales peut exister à n’importe quelle hauteur le long d’une ligne de champ magnétique et n’est pas limité à la région de transition entre l’ionosphère et la magnétosphère à plusieurs milliers de kilomètres. Cela laisse supposer que des mécanismes magnétosphériques inconnus entrent en jeu.

L’équipe scientifique a étudié aux États-Unis et au Canada les données d’imageurs fournies par le détecteur d’électrons du satellite japonais Arase. Les données ont été collectées à partir de septembre 2017, au moment où Arase se trouvait à une altitude d’environ 30000 km et dans un mince arc auroral actif pendant quelques minutes.

Les chercheurs ont pu mesurer les mouvements ascendants et descendants des électrons et des photons, ce qui a révélé que la zone d’accélération des électrons commençait au-dessus du satellite et s’étendait en dessous.

Afin d’approfondir l’étude de la zone d’accélération à haute altitude, le prochain objectif de l’équipe scientifique sera d’analyser les données fournies par plusieurs événements d’aurores boréales, de comparer les observations de haute et de basse altitude et de réaliser des simulations numériques du potentiel électrique.

Les chercheurs expliquent que si l’on comprend comment se forme ce champ électrique, on comblera les lacunes dans la compréhension de la formation des aurores et dans le transport d’électrons sur Terre et d’autres planètes comme Jupiter et Saturne.

Référence :  « Active auroral arc powered by accelerated electrons from very high altitudes » – Imajo, S., et al. – Scientific Reports.

Source: The Watchers.

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This post is not about volcanoes or glaciers but about Northern Lights – aurora borealis – a phenomenon that fascinates those who visit the Arctic or the Antarctic where glaciers and ice sheets can be observed.

We can read on the excellent website The Watchers that new research by scientists at Nagoya University’s Institute for Space-Earth Environmental Research has revealed an unknown mechanism of the magnetosphere in which electrons from the Sun are propelled by electrical energy higher than previously thought, ultimately creating displays of northern and southern lights.

The formation of auroras starts with supersonic plasma propelled from the Sun as high-speed, charged particles into space. When these particles get near Earth, they are deflected and funneled in streams along the magnetic field lines, flowing towards the poles eventually.

Most electrons in the magnetosphere don’t reach the ionosphere (upper atmosphere) because they are repelled by the Earth’s magnetic field.

Some particles are accelerated into the Earth’s upper atmosphere, where they collide with and excite oxygen and nitrogen atoms at an altitude of roughly 100 km. When the atoms relax from their state of excitation, they emit the auroras. However, many details about this process are still unknown. For instance, we don’t know all the details of how the electric field that accelerates electrons into the ionosphere is generated or even how high above Earth it is.

Scientists previously believed that acceleration happened at altitudes between 1 000 and 20 000 km above the Earth. The new research reveals that the acceleration region spreads beyond 30 000 km. It shows that the electric field that accelerates auroral particles can exist at any height along a magnetic field line and is not limited to the transition region between the ionosphere and magnetosphere at several thousand kilometres. This suggests that unknown magnetospheric mechanisms are at play.

The scientific team studied data from ground-based imagers in the U.S. and Canada from the electron detector on the Japanese satellite, Arase. The data was taken from September 2017, when Arase was at an altitude of about 30 000 km and located within a thin active auroral arc for a few minutes.

The researchers were able to measure the upward and downward movements of electrons and photons, eventually finding the acceleration region of electrons began above the satellite and extended below.

To further investigate the high-altitude acceleration region, the team’s next goal is to analyze data from multiple aurora events, compare observations of high and low altitudes, and conduct numerical simulations of electric potential.

The researchers explain that understanding how this electric field forms will fill in gaps for understanding aurora emission and electron transport on Earth and other planets, including Jupiter and Saturn.

Reference

« Active auroral arc powered by accelerated electrons from very high altitudes » – Imajo, S., et al. – Scientific Reports.

Source: The Watchers.

Photo : C. Grandpey

La vie sous la banquise antarctique // Life beneath the Antarctic ice shelf

Le 26 février 2021, un énorme iceberg baptisé A74, d’une superficie d’environ 1290 km2, s’est détaché de la plateforme glaciaire de Brunt en Antarctique. Quelques jours plus tard, le Polarstern, un navire scientifique géré par l’Institut Alfred Wegener, qui effectuait des recherches dans l’est de la mer de Weddell, a réussi à se frayer un passage dans la zone étroite entre l’A74 et la plateforme Brunt. Les scientifiques ont pu étudier les fonds marins qui venaient d’être libres de glace suite au vêlage de l’iceberg.

Les équipes scientifiques essaient fréquemment de sonder les eaux sous les plateformes glaciaires juste après un vêlage pour mieux comprendre la vie de ces écosystèmes uniques, mais la tâche n’est pas facile. Il faut être au bon endroit au bon moment, et très souvent la glace de mer empêche un navire de recherche de se positionner au-dessus de sa cible.

Le Polarstern utilise un système d’observation et de bathymétrie du plancher océanique (OFOBS). Il s’agit d’un ensemble d’instruments sophistiqués qui est remorqué en profondeur derrière le navire. En cinq heures, les instruments ont pu collecté près de 1 000 images haute résolution et de longues séquences vidéo.

La glace avait recouvert pendant de longues années la zone où se trouvait l’A74. Malgré cela, une vie riche et diversifiée a pu s’établir sur le fond marin. Sur les images, on peut voir de nombreux animaux sessiles agrippés à un grand nombre de petites pierres éparpillées sur le fond marin recouvert de sédiments. La majorité de ces êtres vivants sont des organismes filtreurs qui parviennent à vivre sur des matériaux fins transportés sous la glace au cours des dernières décennies. Une faune mobile comprenant des holothuries, des ophiures, divers mollusques, ainsi qu’au moins cinq espèces de poissons et deux espèces de poulpes a également été observée.

Selon les chercheurs, il n’est pas vraiment surprenant de trouver ce genre de communauté aussi profond sous la banquise, mais cela montre qu’il existe une bonne réserve de nourriture à une telle profondeur. Cette nourriture est produite par le plancton qui prolifère à la surface de la mer grâce à la lumière du soleil et qui est ensuite entraîné sous la banquise par les courants de la mer de Weddell. Ce sont ces mêmes courants qui déplaceront l’iceberg A74 vers l’ouest. Il fera le tour de la mer de Weddell puis se dirigera vers le nord avant d’aller mourir dans l’Océan Austral.

La partie orientale de la mer de Weddell est intéressante car elle n’a pas subi les effets du réchauffement climatique autant que le secteur ouest à proximité de la Péninsule Antarctique. Cette situation ne durera peut-être pas car des modèles informatiques montrent qu’il pourrait y avoir des incursions régulières d’eau chaude océanique en provenance du nord d’ici la fin du siècle.

Source: La BBC.

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On February 26th, 2021, a huge iceberg called A 74 with an area of about 1,290 sq km, broke away from the Brunt ice shelf in Antarctica. A few days later, the Polarstern, a scientific vessel run by the Alfred Wegener Institute, which was doing research in the eastern Weddell Sea, managed to visit the narrow area of seafloor between A74 and the Brunt Ice Shelf which had just been exposed by the calving iceberg.

Research groups frequently try to probe waters below freshly calved ice shelves, to better understand how these unique ecosystems operate, but success is not easy. You have to be in the right place in Antarctica at just the right time, and often the sea-ice conditions simply won’t let a research ship get into position above the target site.

The Polarstern employs an Ocean Floor Observation and Bathymetry System (OFOBS). This is a sophisticated instrument package that is towed behind the ship at depth.

Over five hours, the system collected almost 1,000 high-resolution images and long sequences of video.

Despite the years of continuous ice coverage, a developed and diverse seafloor community was observed. In the images, numerous sessile animals can be seen attached to various small stones scattered liberally across the soft seafloor. The majority of these are filter-feeding organisms, presumably subsisting on fine material transported under the ice over these last decades. Some mobile fauna, such as holothurians, ophiuroids, various molluscs, as well as at least five species of fish and two species of octopus were also observed.

According to the researchers, finding this kind of community this far under the ice shelf is not surprising but it is a good indication that there is a rich supply of food reaching very deep under the ice shelf. This food is produced by plankton in the sunlit sea surface nearby, then dragged under the ice shelf by the currents of the Weddell Sea. These same currents will eventually move the iceberg westward around the Weddell Sea and then northwards to its doom in the Southern Ocean. .

The Weddell Sea’s eastern side is interesting because it has not witnessed the warming effects that have been observed in its western sector, next to the Antarctic Peninsula. This situation may not last, however, with computer models suggesting there could be regular incursions of warm ocean water from the north by the century’s end.

Source: The BBC.

Image satellite de l’iceberg A74 et du chenal emprunté par le Polarstern que l’on aperçoit sur la vignette (Source : Copernicus / Sentinel 2)

Polar Pod, un laboratoire flottant en Antactique

Jean-Louis Etienne intervient fréquemment dans les médias ces jours-ci. La raison est facile à comprendre : il est en train de lancer officiellement sa prochaine expédition à bord du Polar Pod autour du continent antarctique.

Le projet initial prévoyait une mise en œuvre à partir de 2015 mais des retards sont intervenus. Il y a quatre ans, à l’occasion d’une rencontre avec Jean-Louis Etienne, à laquelle participait également Laurent Ballesta, l’explorateur nous avait fait part des retards probables au niveau du financement du projet. Aujourd’hui, la situation a évolué favorablement et la mission antarctique devrait débuter fin 2023.

Le Polar Pod est un grand flotteur vertical de 100 mètres de haut dont 80 sont immergés pour plus de stabilité, avec un poids total de 1000 tonnes. De chaque côté du flotteur ont été arrimées deux passerelles sur lesquelles on peut mettre des voiles permettant d’infléchir légèrement la trajectoire de navigation..

Se laissant entraîner par le courant circumpolaire, le Polar Pod devrait réaliser deux tours de l’Antarctique. L’objectif de l’expédition est de recueillir des données sur le climat, la biodiversité et la pollution, dans cette région du monde qui est un élément essentiel de la régulation du climat. Les eaux froides autour de l’Antarctique absorbent, selon les scientifiques, 40 % des émissions de gaz carbonique d’origine anthropique. Il est également prévu de faire un inventaire de la faune locale par acoustique parce que le Polar Pod est un navire totalement silencieux.

Jean-Louis Etienne m’avait indiqué par ailleurs que la pédagogie serait présente dans le projet et qu’une communication avec les établissements scolaires serait mise en place.

Source : Jean-Louis Etienne