Catégorie : Antarctique

Les forêts de l’Antarctique // Antarctica’s forests

Quand on contemple aujourd’hui l’univers immaculé de l’Antarctique, il est difficile de se faire à l’idée que ce continent n’a pas toujours été recouvert par la glace. Il y a des millions d’années, alors qu’il faisait encore partie du Gondwana, les arbres poussaient en abondance près du pôle Sud.
Des chercheurs de l’Université du Wisconsin-Milwaukee ont découvert des fossiles de certains de ces arbres ; ils nous apprennent comment les plantes ont prospéré et à quoi pourraient bientôt ressembler nos forêts qui progressent vers le nord sous l’effet du réchauffement climatique. Les scientifiques indiquent que l’Antarctique préserve une histoire écologique des biomes polaires sur environ 400 millions d’années, ce qui représente fondamentalement l’intégralité de l’évolution des plantes.
Il y a environ 400 à 14 millions d’années, le continent austral était très différent de ce qu’il est aujourd’hui ; c’était un endroit beaucoup plus vert. Le climat était plus chaud, même si les plantes qui ont survécu dans les basses latitudes méridionales ont dû faire face, comme de nos jours, à des hivers pendant lesquels le soleil disparaît à l’horizon et des étés pendant lesquels il ne se couche jamais.
Les chercheurs de l’Université du Wisconsin-Milwaukee concentrent leur étude sur une période qui se situe autour de 252 millions d’années, ce qui correspond à l’extinction massive du Permien-Trias. Au cours de cet événement, 95% des espèces sur Terre ont disparu. L’extinction a pu être causée par des émissions colossales de gaz à effet de serre produites par des éruptions volcaniques, ce qui a fait grimper les températures de la planète à des niveaux extrêmes et provoqué l’acidification des océans. Il y a des points communs évidents avec le changement climatique actuel qui est certes moins extrême mais qui est également influencé par les gaz à effet de serre.
Avant la fin de l’extinction massique du Permien, les forêts polaires du Sud étaient dominées par un type d’arbre, celui du genre Glossopteris. C’étaient de grands arbres pouvant atteindre des hauteurs de 20 à 40 mètres, avec de larges feuilles plates. Avant l’extinction du Permien, le Glossopteris dominait le paysage austral entre le 35ème  parallèle et le pôle Sud.
L’an dernier, alors qu’ils cherchaient des fossiles en Antarctique, les scientifiques ont découvert la forêt la plus ancienne de la région du pôle sud. Elle s’est probablement développée il y a environ 280 millions d’années avant de disparaître rapidement sous la cendre volcanique qui a  préservé les végétaux jusqu’au niveau cellulaire.
De nouvelles fouilles devraient être effectuées très prochainement sur deux sites qui contiennent des fossiles d’une période allant d’avant à après l’extinction du Permien. Après l’extinction, les forêts n’ont pas disparu, mais elles ont changé. Le Glossopteris n’existait plus, mais de nouveaux d’arbres à feuilles persistantes et à feuilles caduques, y compris des espèces proches des gingkos d’aujourd’hui, ont fait leur apparition. Les chercheurs essaient de comprendre ce qui a causé cette évolution.
Les plantes sont si bien conservées dans la roche que certains des blocs d’acides aminés qui composent les protéines des arbres peuvent encore être extraits. L’étude de la composition chimique de ces blocs permettra peut-être de comprendre comment les arbres ont pu s’adapter aux conditions de  lumière très particulières dans les latitudes méridionales, ainsi que les facteurs qui ont permis à ces plantes de prospérer, tout en entraînant la mort du Glossopteris.
Source: Live Science.

————————————–

When looking at Antarctica’s immaculate universe today, it is hard to imagine that this continent was not always a land of ice. Millions of years ago, when it was still part of Gondwana, trees flourished near the South Pole.

Now, newfound fossils of some of these trees by researchers at the University of Wisconsin-Milwaukee are revealing how the plants thrived, and what forests might look like as they march northward in today’s warming world. The scientists tell us that Antarctica preserves an ecologic history of polar biomes that ranges for about 400 million years, which is basically the entirety of plant evolution.

Fom about 400 million to 14 million years ago, the southern continent was a very different from what it is today, and a much greener place. The climate was warmer, though the plants that survived at the low southern latitudes had to cope with winters of 24-hour-per-day darkness and summers during which the sun never set, just as today.

The University of Wisconsin-Milwaukee researchers are focused on an era centered around 252 million years ago, during the Permian-Triassic mass extinction. During this event, as many of 95 percent of Earth’s species died out. The extinction may have been driven by massive greenhouse gas emissions from volcanoes, which raised the planet’s temperatures to extreme levels and caused the oceans to acidify. There are obvious parallels to contemporary climate change, which is less extreme but similarly driven by greenhouse gases.

Prior to the end-Permian mass extinction, the southern polar forests were dominated by one type of tree, those in the Glossopteris genus. These were huge trees that grew from 20 to 40 metres tall, with broad, flat leaves. Before the Permian extinction, Glossopteris dominated the landscape below the 35th parallel south to the South Pole.

Last year, while looking for fossils in Antarctica, the researchers found the oldest polar forest on record from the southern polar region. It probably flourished about 280 million years ago before being rapidly buried in volcanic ash, which preserved it down to the cellular level.

More excavations are due to be performed very soon at two sites which contain fossils from a period spanning from before to after the Permian extinction. After the extinction, the forests did not disappear, but they changed. Glossopteris was out, but a new mix of evergreen and deciduous trees, including relatives of today’s gingkoes, moved in. The researchers are trying to understand what exactly caused those transitions to occur.

The plants are so well-preserved in rock that some of the amino acid building blocks that made up the trees’ proteins can still be extracted. Studying these chemical building blocks may help clarify how the trees handled the southern latitudes’ weird sunlight conditions, as well as the factors that allowed those plants to thrive but drove Glossopteris to its death.

Source : Live Science.

La photo montre une souche d’arbre datant de 280 millions d’années, encore attachée à ses racines en Antarctique. (Crédit photo: Université du Wisconsin-Milwaukee)

Impact de la fonte des glaciers sur les systèmes situés en aval // Impact of glaciers melting on downstream systems

Les glaciers couvrent près de 10 % de la surface terrestre de la Terre, mais reculent rapidement dans la plupart des régions du monde. Comme je l’ai répété à plusieurs reprises, c’est dans les régions du Golfe de l’Alaska, de l’Arctique canadien, du Groenland et de l’Antarctique que ce recul glaciaire est le plus évident. En conséquence, l’attention des scientifiques s’est focalisée jusque-là sur la hausse du niveau des mers qui résulte de la fonte de ces glaciers. Un nouveau document publié par des chercheurs des universités de Birmingham (Angleterre) et de Fairbanks (Alaska / Etats-Unis) décrit d’autres effets en aval qui auront des implications sociétales importantes dans les prochaines années. Les auteurs demandent que l’on mette davantage l’accent sur la planification des mesures d’adaptation et d’atténuation dans toutes les régions touchées. Les régions les plus concernées par ces remarques sont les Alpes en Europe, et les Andes sud-américaines. Comme le soulignent les chercheurs, l’espace alpin s’est particulièrement réchauffé durant les trente dernières années et en particulier pendant les mois d’été. Combiné à une diminution des chutes de neige, les surfaces de glace ont reculé de plus de moitié (54 %) depuis 1850. Selon les calculs actuels, les glaciers pourraient atteindre à la fin du 21ème siècle entre 4 et 13 % de la surface qu’ils avaient en 2003. Les effets de ce rétrécissement à l’échelle mondiale pourraient avoir de grosses conséquences.

Les chercheurs indiquent que des changements dans l’hydrologie et la morphologie des rivières sont à prévoir. Le débit des rivières deviendra plus imprévisible puisqu’il dépendra moins des eaux de fonte et davantage des précipitations. Le rétrécissement des glaciers permettra également le transport des polluants, y compris les produits d’émission issus de l’activité industrielle, tels que le carbone noir et les composés associés comme le mercure, les pesticides et d’autres polluants organiques persistants contaminant les océans et nappes phréatiques. Le recul des glaciers aura aussi un impact direct sur les populations dépendantes des rivières alimentées par les glaciers. Cela couvre l’approvisionnement en eau, l’agriculture, la pêche, mais aussi des aspects culturels ou même religieux.

Comme le fait remarquer l’un des auteurs de l’étude, « nous pensons que l’impact du retrait glaciaire sur nos écosystèmes en aval n’a pas été entièrement intégré à ce jour. Cela va de la diversité des espèces au tourisme, des centrales hydrauliques à la fourniture d’eau potable… les risques sont très vastes. La première étape consiste à repenser la façon dont nous considérons le rétrécissement glaciaire et mettre en place un programme de recherche qui reconnaît le risque pour les régions susceptibles d’être les plus touchées ».

Les chercheurs insistent sur le fait que des stratégies de gestion appropriées devront être développées et adoptées pour atténuer les impacts sociétaux des changements profonds dans le ruissellement glaciaire. Ils proposent quelques recommandations essentielles qui devraient soutenir un programme de recherche mondial impliquant une recherche interdisciplinaire. Cela implique notamment une cartographie détaillée du changement de masse des glaciers à partir de nouvelles technologies d’imagerie et de traitement, ou encore un effort de recensement des principales variables biogéochimiques, des charges de contaminants et de la biodiversité dans les rivières alimentées par les glaciers via des réseaux de surveillance largement répandus avec des méthodes d’échantillonnage standardisées.

———————————–

Glaciers cover nearly 10% of Earth’s land surface, but are rapidly retreating in most parts of the world. As I have written it many times, it is in the Gulf of Alaska, the Canadian Arctic, Greenland and Antarctic regions that this glacial retreat is most evident. As a result, the attention of scientists has hitherto focused on the rise in sea levels that results from the melting of these glaciers. A new paper published by researchers from the Universities of Birmingham (England) and Fairbanks (Alaska / USA) describes other downstream effects that will have significant societal implications in the coming years. The authors call for greater emphasis on adaptation and mitigation planning in all affected regions. The regions most affected by these remarks are the Alps in Europe and the South American Andes. As the researchers point out, the Alps have warmed up particularly during the last thirty years and especially during the summer months. Combined with a decrease in snowfall, ice surfaces have decreased by more than half (54%) since 1850. According to current calculations, glaciers could reach at the end of the 21st century between 4 and 13% of the surface area. they had in 2003. The effects of glacial retreat on a global scale could have major consequences.
Researchers say changes in river hydrology and morphology are expected. River flow will become more unpredictable as it will depend less on meltwater and more on rainand snowfall. The shrinking of glaciers will also allow the transport of pollutants, including emission products from industrial activity, such as black carbon and associated compounds such as mercury, pesticides and other persistent organic pollutants contaminating the oceans and groundwater. The retreat of glaciers will also have a direct impact on populations dependent on glacier-fed rivers. This includes water supply, agriculture, fishing, but also cultural or even religious aspects.
As one of the authors of the study notes, « We believe that the impact of glacier retreat on our downstream ecosystems has not been fully integrated to date. It ranges from species diversity to tourism, from hydroelectric plants to the supply of drinking water … The risks are very vast. The first step is to rethink the way we look at glacial shrinkage and implement a research program that recognizes the risk to the areas that may be most affected.  »
The researchers emphasize that appropriate management strategies will need to be developed and adopted to mitigate the societal impacts of deep changes in glacial runoff. They propose some key recommendations that should support a global research agenda involving interdisciplinary research. This includes a detailed mapping of glacier mass change from new imaging and treatment technologies, or an effort to identify key biogeochemical variables, contaminant loads, and biodiversity in glacier-fed rivers. via widely used surveillance networks with standardized sampling methods.

Photos: C. Grandpey

 

Un panache mantellique sous l’Ouest Antarctique ? // A mantle plume beneath West Antarctica ?

Des chercheurs de la NASA ont découvert sous la Terre Marie-Byrd en Antarctique, entre la Barrière de Ross et la Mer de Ross, un panache mantellique produisant presque autant de chaleur que le super volcan de Yellowstone. Ce point chaud donne naissance à de vastes lacs et de longues rivières sous la calotte glaciaire. La présence d’un énorme panache mantellique pourrait expliquer pourquoi la région est si instable aujourd’hui, et pourquoi elle s’est effondrée si rapidement à la fin de la dernière période glaciaire, il y a 11 000 ans.
Depuis 30 ans, les scientifiques sont persuadés qu’un panache mantellique existe sous la Terre Marie-Byrd. Sa présence expliquerait l’activité volcanique observée dans la région, ainsi que le dôme qui s’y trouve. Cependant, il n’y avait jusqu(à présent aucune preuve pour étayer cette idée. Aujourd’hui, les scientifiques du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA ont créé des modèles numériques performants pour montrer quelle quantité de chaleur devrait exister sous la glace pour confirmer leurs observations. Ces dernières incluent le dôme et les rivières, ainsi que les lacs souterrains géants présents sur le substrat rocheux de l’Antarctique. Au fur et à mesure que les lacs se remplissent et se vident, la glace située à des centaines de mètres au-dessus monte et descend, parfois avec des variations de niveau allant jusqu’à 6 mètres.
Pour avoir une meilleure idée du fonctionnement d’un point chaud, les chercheurs du JPL ont examiné l’un des panaches mantelliques les plus étudiés sur Terre, le point chaud de Yellowstone. L’équipe scientifique a créé un modèle de panache mantellique afin de déterminer la quantité de chaleur nécessaire pour expliquer ce qui se passe au niveau de la Terre Marie-Byrd. Ils ont ensuite utilisé l’Ice Sheet System Model (ISSM), qui montre les propriétés physiques de la banquise, pour étudier les sources naturelles de chaleur et de transport de cette chaleur. Ce modèle a permis aux chercheurs de tester différents scénarios montrant comment la chaleur est produite en profondeur sous la glace.
Leurs résultats montrent qu’en général l’énergie produite par le panache mantellique ne dépasse pas 150 milliwatts par mètre carré; une énergie supérieure ferait trop fondre la glace. La chaleur produite dans le Parc National de Yellowstone est en moyenne de 200 milliwatts par mètre carré. Les scientifiques ont également identifié une zone où le flux de chaleur doit être d’au moins 150-180 milliwatts par mètre carré, mais les données laissent supposer que la chaleur en provenance du manteau à cet endroit sort d’une fracture dans la croûte terrestre.
Dans la conclusion de leur étude, les chercheurs du JPL expliquent que le panache mantellique de la Terre Marie-Byrd s’est formé il y a entre 50 et 110 millions d’années, bien avant que la terre qui se trouve au-dessus ait été recouverte par la glace. Ils ajoutent que la chaleur produite par le panache a un «impact local important» sur la calotte glaciaire. Comprendre ces processus permettra aux chercheurs de déterminer le comportement de la banquise dans les années à venir.
Source: Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

—————————————–

Researchers at NASA have discovered a mantle plume producing almost as much heat as Yellowstone supervolcano under Marie Byrd Land in Antarctica, which lies between the Ross Ice Shelf and the Ross Sea. This hotspot is creating vast lakes and rivers under the ice sheet. The presence of a huge mantle plume could explain why the region is so unstable today, and why it collapsed so quickly at the end of the last Ice Age, 11,000 years ago.

For 30 years, scientists have suggested that a mantle plume may exist under Marie Byrd Land. Its presence would explain the volcanic activity seen in the area, as well as a dome feature that exists there. However, there was no evidence to support this idea. Now, scientists from NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) have created advanced numerical models to show how much heat would need to exist beneath the ice to account for their observations which include the dome and the giant subsurface rivers and lakes that are present on Antarctica’s bedrock. As lakes fill and drain, the ice hundreds of metres above rises and falls, sometimes by as much as 6 metres.

To have a better idea of how a hotspot works, the JPL researchers looked at one of the most well studied magma plumes on Earth, the Yellowstone hotspot. The team developed a mantle plume model to look at how much geothermal heat would be needed to explain what is seen at Marie Byrd Land. They then used the Ice Sheet System Model (ISSM), which shows the physics of ice sheets, to look at the natural sources of heating and heat transport. This model enabled researchers to test out different scenarios of how much heat was being produced deep beneath the ice.

Their findings showed that generally the energy being generated by the mantle plume is no more than 150 milliwatts per square metre; any more would result in too much melting. The heat generated under Yellowstone National Park, on average, is 200 milliwatts per square meter. Scientists also found one area where the heat flow must be at least 150-180 milliwatts per square metre, but data suggests mantle heat at this location comes from a rift in the Earth’s crust where heat can rise up.

In the conclusion of their study, the JPL researchers say the Marie Byrd Land mantle plume formed 50-110 million years ago, long before the land above was hidden by ice. They add that heat from the plume has an “important local impact” on the ice sheet. Understanding these processes will allow researchers to work out what will happen to it in the future.

Source: NASA’s Jet Propulsion Laboratory.

L’Ouest Antarctique et la terre Marie-Byrd (Source: Wikipedia)

Vue de la Terre Marie-Byrd (Crédit photo: NASA)

 

Images de l’iceberg géant en Antarctique // Images of the giant iceberg in Antarctica

Tout le monde se rappelle qu’en juillet 2017 l’un des plus grands icebergs jamais observés, d’une taille équivalente au département de la Lozère en France, s’est détaché de la plate-forme glaciaire Larsen C dans le nord-ouest de l’Antarctique.
L’événement, qui a eu lieu pendant la nuit de l’hiver antarctique, a été détecté à l’aide d’instruments satellitaires capables de percer l’obscurité. À l’aube du printemps austral, les scientifiques peuvent maintenant voir le nouvel iceberg à la lumière du jour.
La première photo satellite prise de jour a été diffusée par la NASA le 11 septembre, grâce au Spectroradiomètre d’imagerie – ou MODIS – embarqué sur le satellite Terra. Peu de temps après, d’autres satellites de la NASA, y compris le Landsat 8, ont obtenu de nouvelles images publiées par la NASA le 30 septembre.
Les nouvelles images montrent que l’iceberg s’est divisé en morceaux plus petits et révèlent qu’il a commencé à s’éloigner de la plate-forme glaciaire qui l’a vu naître, poussé par les vents du large. Bien que le vêlage des icebergs proprement dit soit un événement essentiellement naturel, il menace néanmoins d’accélérer la fonte de la glace dans la région, provoquée par le réchauffement climatique.

https://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=91052

A l’origine, l’iceberg, connu sous le nom de A-68A, avait une superficie d’environ 5 700 kilomètres carrés. À la fin du mois de juillet, il a perdu plusieurs morceaux en se déplaçant lentement dans la mer. L’un de ces morceaux est maintenant connu sous le nom de A-68B, selon le National Ice Center qui suit les déplacements des gros icebergs car ils représentent un danger pour les navires. (voir la photo ci-dessous)
Les scientifiques expliquent que de nouvelles fractures sont apparues sur la plate-forme Larsen C, ce qui pourrait annoncer de nouveaux vêlages dans les mois à venir. Celui de l’iceberg A-68A menace d’accélérer la fonte de la glace dans la région en affaiblissant la plate-forme et les glaciers derrière elle.

Comme je l’ai déjà mentionné, la fonte et la rupture de la plate-forme glaciaire n’affectent pas directement le niveau global des océans car la glace flottait déjà avant le vêlage. Cependant, lorsque des plates-formes comme Larsen C fondent, elles ne retiennent plus les glaciers terrestres derrière elles. Ils peuvent avancer plus rapidement dans la mer, ce qui contribue à faire monter le niveau des océans.

——————————————

Everybody can remember that in July 2017 one of the largest icebergs ever recorded — measuring in at about the size of Lozère in France broke off the Larsen C Ice Shelf in northwest Antarctica.

The event, which took place during the darkness of the Antarctic winter, was detected using satellite instruments that could pierce the darkness to sense the ice below. As the austral spring dawns, scientists are now able to see the new iceberg during the daytime.

The first daytime satellite photo to be released by NASA came on September 11th , via the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, or MODIS on NASA’s Terra satellite. Soon after, other NASA satellites, including Landsat 8, captured detailed images that NASA published on September 30th.

The new data shows how the massive iceberg has split into smaller pieces and reveals that it has begun to push away from the ice shelf that birthed it, thanks to offshore winds.  While the iceberg calving event itself is likely mostly natural, it nevertheless threatens to speed up the already quickening pace of ice melt in the region due in large part to global warming.

https://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=91052

In its original shape, the iceberg was about 5,700 square kilometres in area. In late July, the main iceberg, known as A-68A, lost several chunks of ice as it began to slowly drift out to sea. One of those large chunks is now known as A-68B, according to the National Ice Center, which tracks large icebergs because they pose a danger to ships. (see photo below)

Scientists reveal that new cracks are developing on the Larsen C ice shelf, potentially signalling additional breakup events in the coming months to years.

The calving of the A-68A iceberg threatens to speed up the already quickening pace of ice melt in the region by leaving the ice shelf and the glaciers behind it in a weakened state, with new cracks that may develop additional icebergs in the future.

As I put it before, the melting of the ice shelf does not affect global sea levels directly, since the ice was already floating before the calving event. However, when ice shelves like Larsen C melt, they can free up the ice of land-based glaciers behind them to flow faster into the sea, which does raise sea levels.

Image acquise le 16 septembre 2017 par le satellite Landsat 8 (Crédit photo: NASA)