Catégorie : Antarctique

« La Glace et le Ciel » : L’aventure glaciaire de Claude Lorius

Si je demandais aux personnes autour de moi si elles connaissent Claude Lorius, la plupart ouvriraient de grands yeux car ce monsieur ne fait pas partie des people ou des personnalités médiatisées. Pourtant, Claude Lorius est un éminent scientifique qui a apporté autant à la glaciologie que Haroun Tazieff à la volcanologie ou le Commandant Cousteau à l’océanographie.

L’excellente chaîne de télévision Ushuaia TV diffuse en ce moment (dates des programmes en suivant ce lien : https://www.ushuaiatv.fr/programmes/entre-ciel-et-terre-le-cambodge-%C3%A0-ciel-ouvert-59548) un documentaire intitulé La Glace et le Ciel réalisé par Luc Jacquet bien connu pour son film La Marche de l’Empereur.

Dans La Glace et le Ciel, le réalisateur met en scène l’aventure de Claude Lorius qui est parti en 1957 étudier les glaces de l’Antarctique. Il nous raconte « l’histoire d’une vie extraordinaire consacrée à percer au plus profond des glaces de l’Antarctique les secrets bien gardés du climat. »

Claude Lorius, chercheur au laboratoire de glaciologie et de géophysique de l’environnement de Grenoble, dut affronter pendant presque vingt ans mépris, moqueries et railleries quand il abordait le thème du dérèglement climatique et la responsabilité de Homme dans ce phénomène naturel. Il eut à subir les foudres du Commandant Cousteau et de Claude Allègre à la fin des années 80 suite à la publication dans la revue Nature de trois articles qui prouvaient la corrélation entre la concentration de gaz carbonique et l’élévation moyenne des températures du globe.

La Glace et le Ciel raconte en détail la vie du chercheur, du premier hivernage dans la base Charcot en 1957, un an d’isolement sous la glace pour trois scientifiques sur un continent encore inconnu, jusqu’aux carottages de Vostok dans les années 80, qui allaient apporter les preuves tant attendues. En particulier, les analyses des bulles d’air emprisonnées dans les carottes de Vostok ont mis en évidence la relation étroite entre les concentrations en gaz carbonique et en méthane et la température. Les climats interglaciaires sont caractérisés par des teneurs en CO2 de 280 ppmv (partie par million en volume) alors qu’en période glaciaire, l’atmosphère n’en contenait que 180 ppmv. Le méthane, issu des fermentations en zones inondées (marais, rizières), lui oscille entre 650 et 350 ppbv (partie par milliard) entre les périodes chaudes et froides respectivement.

La bande-annonce du film se trouve à cette adresse: https://youtu.be/maLCce3dF2U

Courbes de Vostok : Variations des températures (en rouge), du méthane (en vert) et du CO2 (en bleu) au cours des 400 000 dernières années.

Il est intéressant de mettre en parallèle la courbe de Keeling qui montre les variations de CO2 avant 1958 par le biais des carottes de glace, et après 1958, au vu des relevés effectués au sommet du Mauna Loa (Hawaii). On remarquera que les quantités de CO2 sont en constante augmentation et qu’elles atteignent actuellement plus de 411 ppm (parties par million) !! Le Président Trump a sûrement raison : il faut donner le champ libre à la production et à la combustion des combustibles fossiles. Notre planète le remerciera un jour à sa façon !

Courbe de Keeling actualisée le 23 mai 2018

Des nouvelles inquiétantes de l’Antarctique // Worrying news from Antarctica

Il y a deux ans, des scientifiques de la NASA ont prévu un scénario très inquiétant dans lequel de colossales arrivées d’eau douce provenant de la fonte des glaciers viendraient perturber la circulation océanique, avec pour conséquence une hausse rapide du niveau des mers et des phénomènes météorologiques extrêmes. Le scénario reposait sur une simulation informatique et non sur des observations concrètes sur le terrain. Il a déclenché une vague de scepticisme  chez un certain nombre de climatologues. Une nouvelle étude océanographique semble pourtant confirmer, au moins en partie, les conclusions du scénario informatique.
Cette nouvelle étude, basée sur des mesures effectuées au large des côtes de l’Antarctique de l’Est, montre que la fonte des glaciers est en train de refroidir l’océan qui les entoure. Ce phénomène, à son tour, bloque le processus dans lequel l’eau de mer froide et salée s’enfonce sous la surface de la mer en hiver. Cette eau a cessé de se former au fond de l’Antarctique dans deux régions clés du continent: la côte ouest et la côte autour du gigantesque glacier Totten, dans l’Antarctique de l’Est. Ce sont deux des régions où la fonte de la glace est la plus rapide.
Lorsque l’eau froide de surface ne s’enfonce plus dans les profondeurs, une couche d’eau chaude océanique plus profonde peut traverser la plateforme continentale et atteindre la base des glaciers en conservant sa chaleur car les eaux froides restent au-dessus. Cette eau plus chaude fait fondre rapidement les glaciers et les plateformes de glace flottantes auxquelles ils sont reliés et qui les retiennent. En d’autres termes, la fonte des glaciers de l’Antarctique semble provoquer une boucle de rétroaction dans laquelle la fonte, par son effet sur les océans, déclenche encore plus de fonte. L’eau de fonte stratifie la colonne océanique, avec de l’eau froide piégée en surface et de l’eau plus chaude en dessous. La couche inférieure fait fondre les glaciers et fait apparaître encore plus d’eau de fonte, sans oublier la hausse du niveau des océans lorsque les glaciers perdent de la masse.
A grande échelle, les auteurs de l’étude pensent qu’il est trop tôt pour dire comment va évoluer ce processus de rétroaction. Si les émissions de gaz à effet de serre restent stables et si le réchauffement climatique continue sur la même trajectoire, il est probable que l’injection d’eau douce augmentera.
Selon un océanographe du Centre National de Recherche Atmosphérique, l’étude ne fait que confirmer un grand nombre de documents qui ont prouvé le réchauffement et le refroidissement de l’océan profond dans l’hémisphère sud. Selon cet océanographe, « le fait que nous constations un réchauffement et un refroidissement constants montre que les processus initialement prévus pour le siècle prochain ont déjà débuté. »
S’il se confirme que le processus de formation des eaux profondes de l’Antarctique est perturbé, au moins dans certaines régions de ce continent, on se trouvera dans l’hémisphère sud dans une situation qui a déjà causé de vives inquiétudes dans l’hémisphère nord : un ralentissement possible de la circulation de retournement dans l’Océan Atlantique Nord, suite au refroidissement de l’océan par la fonte du Groenland.
Source: Médias d’information scientifique aux États-Unis.

—————————————–

Two years ago, NASA scientists laid out a dire scenario in which gigantic pulses of fresh water from melting glaciers could upend the circulation of the oceans, leading to a world of fast-rising seas and even superstorms. The scenario was based on a computer simulation, not hard data from the real world, and met with skepticism from a number of other climate scientistsToday, a new oceanographic study appears to have confirmed one aspect of this picture, in its early stages, at least.

The new research, based on ocean measurements off the coast of East Antarctica, shows that melting Antarctic glaciers are indeed freshening the ocean around them. And this, in turn, is blocking a process in which cold and salty ocean water sinks below the sea surface in winter. This Antarctic bottom water has stopped forming in two key regions of Antarctica: the West Antarctic coast and the coast around the enormous Totten glacier in East Antarctica. These are two of Antarctica’s fastest-melting regions.

When cold surface water no longer sinks into the depths, a deeper layer of warm ocean water can travel across the continental shelf and reach the bases of glaciers, retaining its heat as the cold waters remain above. This warmer water then rapidly melts the glaciers and the large floating ice shelves connected to them. In other words, the melting of Antarctica’s glaciers appears to be triggering a “feedback” loop in which that melting, through its effect on the oceans, triggers still more melting. The melting water stratifies the ocean column, with cold fresh water trapped at the surface and warmer water sitting below. Then, the lower layer melts glaciers and creates still more melt water, not to mention rising seas as glaciers lose mass.

On the large-scale issue, the authors of the study say it is too early to say how these feedback processes will play out. If greenhouse gas emissions rates do not change, so that global warming continues to increase, it is likely that the freshwater injection rate will increase.

According to an oceanographer at the National Center for Atmospheric Research, the study is consistent with a large body of existing literature that shows warming and freshening of the deep ocean in the southern hemisphere. X said he: “The fact that we see consistent warming and freshening indicates that the processes we expect to play out over the next century are already underway.”

If the process of Antarctic bottom water formation is being impaired, at least in some regions, then it would be a Southern Hemisphere analogue of a process that has already caused great worry – a potential slowdown of the overturning circulation in the North Atlantic Ocean, thanks to freshening of the ocean from the melting of Greenland.

Source : U.S. scientific news media.

Source: NOAA

Les éruptions du 6ème siècle // The sixth-century eruptions

On sait depuis longtemps que les éruptions volcaniques peuvent avoir un effet sur le climat. L’exemple le plus récent est l’éruption du Pinatubo en 1991 aux Philippines qui a fait baisser en moyenne de 0,6°C la température de notre planète pendant 2 ou 3 ans.
En 1815, l’éruption du Tambora en Indonésie, a provoqué, entre autres, des gelées en plein été dans l’État de New York et des chutes de neige en juin en Nouvelle-Angleterre. 1816 a été baptisée « l’Année sans été ».
L’été de 1783 a été exceptionnellement froid à cause de l’éruption du Laki en Islande. Le volcan a émis d’énormes quantités de dioxyde de soufre, ce qui a provoqué la mort d’une grande partie du bétail de l’île, ainsi qu’une famine catastrophique qui a tué un quart de la population islandaise. Les températures de l’hémisphère nord ont chuté d’environ 1°C dans l’année qui a suivi l’éruption du Laki.
Au cours de l’été 536, un mystérieux nuage a recouvert le bassin méditerranéen. Le climat local s’est refroidi pendant plus d’une décennie. Les récoltes ont été anéanties, ce qui a entraîné une famine de grande ampleur. De 541 à 542, une pandémie connue sous le nom de Peste de Justinien a affecté l’Empire Romain d’Orient.
Les scientifiques ont longtemps pensé que la cause des problèmes dont fut victime l’Empire Romain pouvait être une éruption volcanique majeure, probablement celle du volcan Ilopango au Salvador, dont la cendre aurait envahi l’atmosphère. Aujourd’hui, les chercheurs sont convaincus qu’il y a eu en fait deux éruptions – une sur 535 ou 536 dans l’hémisphère nord et une autre en 539 ou 540 sous les tropiques – qui ont refroidi les températures de l’hémisphère nord jusqu’en 550.
Cette nouvelle hypothèse fait suite à une analyse récente qui associe des carottes de glace prélevées en Antarctique et au Groenland et des données provenant de cernes (ou anneaux de croissance) d’arbres. Selon ces données, presque tous les événements de refroidissement survenus dans l’hémisphère nord au cours des 2 500 dernières années peuvent être attribués à des volcans.
Quand un volcan entre en éruption, il envoie des aérosols soufrés dans l’atmosphère où ils peuvent persister pendant deux à trois ans. Ces aérosols bloquent une partie du rayonnement solaire et provoquent un refroidissement.
Les arbres enregistrent les impacts climatiques d’une éruption et cela se traduit par la taille de leurs cernes; Quand un événement lié au climat se produit, les anneaux de croissance peuvent être plus larges ou plus minces que la moyenne, selon que la région est humide ou sèche, et en fonction de la durée normale de la période de croissance. Dans le même temps, les aérosols soufrés finissent par retomber sur Terre et s’infiltrent dans la glace de la banquise et des glaciers, fournissant un enregistrement des éruptions.
L’association des carottes glaciaires et des cernes des arbres s’est avérée difficile dans le passé. C’est pourquoi les chercheurs du Desert Research Institute de Las Vegas ont utilisé un plus grand nombre de carottes de glace que les  études précédentes. Ils ont également employé une nouvelle méthode pour améliorer la résolution des données obtenues à partir des carottes. Elle consiste à faire fondre la carotte à une extrémité et à analyser en continu l’eau de fonte. L’équipe scientifique a ensuite utilisé un algorithme pour faire correspondre les données obtenues à partir des carottes de glace et celles fournies par les cernes des arbres.
Dans un article publié dans la revue Nature, les chercheurs disent avoir détecté 238 éruptions au cours des 2500 dernières années. Environ la moitié d’entre elles se situaient dans les hautes et moyennes latitudes de l’hémisphère nord, tandis que 81 se trouvaient dans les zones tropicales. En raison de la rotation de la Terre, les matériaux émis par des volcans tropicaux se retrouvent au Groenland et en Antarctique, tandis que les matériaux émis par des volcans de l’hémisphère nord tendent à y rester. Les sources exactes de la plupart des éruptions restent inconnues, mais l’équipe de chercheurs a pu faire correspondre leurs effets sur le climat aux enregistrements fournis par les cernes des arbres.
En ce qui concerne l’Empire Romain, la première éruption, à la fin de l’année 535 ou au début de 536, a injecté de grandes quantités de sulfates et de cendres dans l’atmosphère. Selon les récits historiques, l’atmosphère s’est assombrie en mars 536, et est restée ainsi pendant 18 mois. Les cernes ont enregistré des températures froides en Amérique du Nord, en Asie et en Europe où les températures estivales ont chuté de 1,1 à 2,2 degrés Celsius par rapport à la moyenne des 30 années précédentes. Puis, en 539 ou 540, un autre volcan est entré en éruption. Il a émis 10 pour cent de plus d’aérosols dans l’atmosphère que l’éruption du Tambora en 1815. De nouvelles calamités sont apparues, avec des famines et des pandémies. Selon les auteurs de l’article, ces éruptions ont probablement contribué au déclin de l’empire maya.
Tous ces exemples montrent clairement l’impact des éruptions volcaniques sur notre climat et, dans certains cas, sur la santé humaine, l’économie et l’histoire.
Source: Smithsonian Magazine.

——————————————-

It is well known that volcanic eruptions can have an effect on the climate. The most recent example is the 1991 eruption of Mount Pinatubo in the Philippines which cooled global temperatures for about 2–3 years.

The 1815 eruption of Mount Tambora in Indonesia, occasioned – among others – mid-summer frosts in New York State and June snowfalls in New England. 1816 came to be known as the « Year Without a Summer. »

The summer of 1783 was unusually cold because of the volcanic dust produced by the eruption of Laki volcano in Iceland. It released enormous amounts of sulfur dioxide, resulting in the death of much of the island’s livestock and a catastrophic famine which killed a quarter of the Icelandic population. Northern hemisphere temperatures dropped by about 1°C in the year following the Laki eruption.

In the summer of 536, a mysterious cloud appeared over the Mediterranean basin. The local climate cooled for more than a decade. Crops failed, and there was widespread famine. From 541 to 542, a pandemic known as the Plague of Justinian swept through the Eastern Roman Empire.

Scientists had long suspected that the cause of all this misery might be a volcanic eruption, probably from Ilopango in El Salvador, which filled Earth’s atmosphere with ash. But now researchers say there were actually two eruptions – one in 535 or 536 in the northern hemisphere and another in 539 or 540 in the tropics – that kept temperatures in the north cool until 550.

The revelation comes from a new analysis that combines ice cores collected in Antarctica and Greenland with data from tree rings. According to the data, nearly all extreme summer cooling events in the northern hemisphere in the past 2,500 years can be traced to volcanoes.

When a volcano erupts, it spews sulfur aerosols into the air, where they can persist for two to three years. These aerosols block out some of the sun’s incoming radiation, causing cooling.

Trees record the climate impacts of an eruption in the size of their rings ; when a climate-related event occurs, the rings may appear wider or thinner than average, depending on whether the region is typically wet or dry and the normal length of the growing season. Meanwhile, the sulfur particles eventually fall to Earth and get incorporated into polar and glacial ice, providing a record of the eruptions.

Combining the two types of records had proven difficult in the past. So, researchers at the Desert Research Institute in Las Vegas used more ice cores than any previous study. They also employed a method to enhance the resolution in the data obtained from the cores. It consisted in melting the core from one end and continuously analyzing the meltwater. The team then used a sophisticated algorithm to match up their ice core data with existing tree ring datasets.

In an article published in the journal Nature, the researchers say they detected 238 eruptions from the past 2,500 years. About half were in the mid- to high-latitudes in the northern hemisphere, while 81 were in the tropics. Because of the rotation of the Earth, material from tropical volcanoes ends up in both Greenland and Antarctica, while material from northern volcanoes tends to stay in the north. The exact sources of most of the eruptions are as yet unknown, but the team was able to match their effects on climate to the tree ring records.

As far as the Roman Empire is concerned, the first eruption, in late 535 or early 536, injected large amounts of sulfate and ash into the atmosphere. According to historical accounts, the atmosphere had dimmed by March 536, and it stayed that way for another 18 months. Tree rings recorded cold temperatures in North America, Asia and Europe, where summer temperatures dropped by 1.1 to 2.2 degrees Celsius below the average of the previous 30 years. Then, in 539 or 540, another volcano erupted. It spewed 10 percent more aerosols into the atmosphere than the huge eruption of Tambora in Indonesia in 1815. More misery ensued, including the famines and pandemics. According to the authors of the article, the same eruptions may have even contributed to a decline in the Maya empire.

All these examples clearly show the marked impact that volcanic eruptions have on our climate and, in some cases, on human health, economics and so history.

Source: Smithsonian Magazine.

Vue du lac et de la caldeira de l’Ilopango au Salvador (Crédit photo : Wikipedia)

Plus de neige en Antarctique // More snow in Antarctica

Comme je l’ai écrit dans une note précédente, la calotte glaciaire de l’Antarctique se rétrécit à cause de la hausse des températures provoquée par le réchauffement climatique. Un autre effet du changement climatique est une augmentation des chutes de neige sur le continent antarctique. C’est la conclusion d’une étude publiée début avril par une équipe internationale de chercheurs sous la houlette du British Antarctic Survey (BAS).
L’équipe scientifique a analysé 79 carottes de glace prélevées sur l’ensemble du continent antarctique. Ces échantillons fournissent des informations précises sur la quantité de neige tombée depuis des centaines d’années. Ils ont révélé une augmentation de 10% des chutes de neige au cours des deux derniers siècles. Selon les chercheurs, l’augmentation des chutes de neige est causée par des changements intervenus dans la circulation océanique, avec arrivée d’air chaud et humide des latitudes moyennes, un phénomène qui réchauffe l’air et l’eau autour de l’Antarctique et réduit la surface occupée par la glace de mer. Cette humidité de l’air provoque des chutes de neige plus abondantes, en particulier dans la péninsule antarctique où,  selon les données fournies par carottes de glace, elles ont augmenté le plus.
Connaître le gain ou la perte en eau des calottes glaciaires est essentiel pour prévoir les variations de niveau des océans au cours des prochaines décennies et au-delà. Nous savons que la banquise fond et que cette eau s’écoule dans la mer en faisant augmenter son niveau, mais cette quantité d’eau émise est réduite par la quantité de neige qui tombe sur le continent. En d’autres termes, quand la perte de glace n’est pas compensée par les chutes de neige, le niveau de la mer monte.
Les résultats de la nouvelle étude indiquent que l’augmentation des chutes de neige en Antarctique devra être intégrée dans les prévisions d’élévation du niveau de la mer et induira une petite baisse. L’augmentation de 10% des chutes de neige au cours des deux derniers siècles équivaut à environ 272 gigatonnes d’eau qui se déposent sous forme de neige à la surface de l’Antarctique chaque année.
Un graphique inclus dans l’étude du BAS (voir ci-dessous) montre les chutes de neige en Antarctique au cours des 200 dernières années. La ligne continue montre la moyenne sur 10 ans et révèle une tendance à la hausse.
Cependant, il ne faudrait pas se réjouir trop vite. En effet, la réduction globale du niveau de la mer causée par l’augmentation des chutes de neige en Antarctique sera très, très faible, voire négligeable. Cette réduction est estimée à seulement 0,04 millimètres par décennie. Selon la NASA, l’élévation actuelle du niveau de la mer atteint 3,2 millimètres par an, soit 32 millimètres par décennie. À titre de comparaison, l’augmentation des chutes de neige en Antarctique compense à peu près la hausse du niveau de la mer provoquée par la fonte des glaciers de Patagonie au cours des 200 dernières années, ce qui est tout à fait négligeable.
La conclusion de l’étude du British Antarctic Survey est la suivante: « Bien qu’il soit certainement important de comprendre la dynamique changeante de l’Antarctique, la nouvelle étude n’aura pas d’impact sur les prévisions globales de l’élévation du niveau de la mer qui menace de grandes agglomérations sur notre planète dans les prochaines décennies. »
Source: CNN, British Antarctic Survey.

Les dernières chutes de neige sur le massif alpin ont été produites par un phénomène analogue : températures pas très froides et humidité importante de l’air ambiant. Cette neige a parfois atteint des épaisseurs impressionnantes (plus de 7 mètres dans les Alpes suisses). Reste à savoir avec quelle vitesse elle va fondre pendant le printemps et surtout l’été. La présence de cette neige – à condition qu’elle y persiste – dans les zones d’accumulation des glaciers alpins pourrait freiner, au moins momentanément ; leur recul. Quoi qu’il en soit, toute cette neige, qui vient s’ajouter à celle qui s’est accumulée pendant l’hiver sur d’autres régions de la planète, va fondre et rejoindre l’océan via les torrents, les rivières et les fleuves…

——————————————-

As I put it in a previous post, Antarctica’s ice sheet is shrinking because of the increasing temperatures caused by global warming. Another effect of climate change is an increase in snowfall on the Antarctic continent. This is the conclusion of a study released early in April by an international team led by the British Antarctic Survey.

The team analyzed 79 ice cores from across Antarctica that provide detailed information on how much snow has fallen over hundreds of years, and it found a 10% increase in snowfall over the past two centuries. According to the researchers, the snowfall increase is driven by changing circulation patterns, drawing warm moist air from the mid-latitudes, a phenomenon which heats the air and water and reduces sea ice. This available moisture allows for additional snowfall, especially in the Antarctic Peninsula where snowfall has increased the most, according to the ice core data.

Knowing the net gain or loss of water from the ice sheets is essential in projecting how much sea levels will rise in the next several decades and beyond. We know that ice is melting from the ice sheets and flowing into the sea, raising its levels, but this amount is lessened by how much snow is falling back onto the continent. When ice loss is not replenished by snowfall, then sea level rises

The results of the new study indicate that the increased snowfall over Antarctica will have to be worked into the sea level rise projections and will lower them just a bit. The 10% increase in snowfall over the past two centuries equates to about 272 gigatons of water more being deposited as snow over Antarctica every year.

A graph from the study (see below) shows the total Antarctic snowfall over the past 200 years. The solid line shows the 10-year moving average, indicating the trend toward increasing snowfall.

However, the overall reduction of sea level from the increasing snowfall will be very, very small. It is expected to be just 0.04 millimetres per decade. According to NASA’s climate page, current rates of global sea level rise are 3.2 millimetres per year, or 32 millimetres per decade. As a comparison, the increased snowfall in Antarctica approximately offsets the contribution to sea level caused by the melting Patagonian ice fields in the past 200 years, which is quite negligible.

The conclusion of the British Antarctic Survey’s study goes as follows: “Although it is certainly important in understanding the changing dynamics in Antarctica, the new information doesn’t even make a dent in the overall projections of sea level rise that threaten major cities around the globe in the next few decades.”

Source: CNN, British Antarctic Survey.

Source : British Antarctic Survey