Catégorie : Arctique

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

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

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

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

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

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

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

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

Source : Presse canadienne.

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

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

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

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

Thermokarst en Sibérie (Crédit photo : Wikipedia)

Fonte de la glace : que de mauvaises nouvelles // Melting of the ice : bad news only

Il y a quelques jours, des glaciologues de l’Ohio State University nous apprenaient que la calotte glaciaire du Groenland avait atteint le point de non-retour. Autrement dit, la nouvelle arrivée de neige et de glace ne pourra plus jamais compenser la perte de glace qui va disparaître dans les eaux océaniques.

Un groupe de scientifiques britanniques des universités de Leeds et d’Édimbourg et de l’University College London a découvert que 28 000 milliards de tonnes de glace ont disparu de la surface de la Terre depuis 1994. C’est l’analyse des données satellitaires à propos des glaciers et des calottes glaciaires entre 1994 et 2017 qui a donné ce triste résultat provoqué par le réchauffement climatique de nore planète. L’étude a été publié dans la revue Cryosphere Discussions.

De manière assez logique, les chercheurs ont découvert que la fonte des glaciers et des calottes glaciaires pourrait entraîner une hausse  d’un mètre du niveau des mers d’ici la fin du siècle. Ce chiffre confirme celui proposé par des études précédentes. Les scientifiques avertissent que chaque centimètre d’élévation du niveau de la mer signifie qu’environ un million de personnes seront déplacées dans les zones côtières.

La perte de glace à grande échelle pourrait avoir d’autres conséquences graves. La santé biologique des eaux arctiques et antarctiques pourrait être sérieusement perturbée. L’absence de glace à la surface des mers arctique et antarctique va réduire l’albédo, cette capacité de la planète à réfléchir le rayonnement solaire vers l’espace. Les résultats de la dernière étude correspondent malheureusement aux prévisions les plus pessimistes du Groupe d’experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC).

La nouvelle étude se distingue des précédentes par la surface des zones observées et analysées. Dans le passé, les chercheurs se limitaient à des zones individuelles comme l’Antarctique ou le Groenland. Avec la dernière publication, c’est la première fois que l’on examine la disparition de la glace sur la planète dans sa globalité.

Selon les chercheurs britanniques, il ne fait aucun doute que la majeure partie de la perte de glace sur Terre est une conséquence directe du réchauffement climatique. Comme je l’ai écrit plus haut, les chutes de neige qui réapprovisionnent les glaciers chaque année ne peuvent plus suivre le rythme de la fonte des glaces, ce qui signifie que la calotte glaciaire du Groenland continuera à perdre de la glace même si les températures mondiales cessent d’augmenter. Il ne faudrait pas oublier que la calotte glaciaire du Groenland est la deuxième plus grande masse de glace au monde.

Source : Business Insider.

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 A few days ago, glaciologists at Ohio State University informed us that the Greenland ice sheet had reached the point of no return. In other words, the new arrival of snow and ice will never again be able to compensate for the loss of ice which will disappear in oceanic waters.
A group of British scientists from the universities of Leeds and Edinburgh and University College London have discovered that 28 trillion tonnes of ice have disappeared from the Earth’s surface since 1994. The analysis of satellite data about glaciers and ice caps between 1994 and 2017gave this sad result caused by the global warming of our planet. The study was published in the journal Cryosphere Discussions.
Logically enough, the researchers found that melting glaciers and ice caps could cause sea levels to rise one metre by the turn of the century. This figure confirms that proposed by previous studies. Scientists warn that every centimetre of sea level rise means about a million people will be displaced in coastal areas.
Large-scale ice loss could have other serious consequences. The biological health of Arctic and Antarctic waters could be seriously disrupted. The absence of ice on the surface of the Arctic and Antarctic seas will reduce the albedo, the planet’s ability to reflect solar radiation back to space. The results of the latest study unfortunately correspond to the most pessimistic forecasts of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).
The new study differs from the previous ones by the size of the areas observed and analyzed. In the past, researchers were limited to individual areas like Antarctica or Greenland. With the latest publication, this is the first time one has examined the disappearance of ice on the planet as a whole.
According to the British researchers, there is no doubt that most of the loss of ice on Earth is a direct result of global warming. As I put it above, the snowfall that replenishes glaciers each year can no longer keep pace with the melting ice, which means the Greenland ice sheet will continue to lose ice even if world temperatures rise stop increasing. It should not be forgotten that the Greenland ice sheet is the second largest mass of ice in the world.
Source: Business Insider.

Condamnation à plus ou moins long terme de la calotte glaciaire du Groenland (Photo : C. Grandpey)

Nouvelles du « Polarstern » et de l’expédition MOSAiC // News of the « Polarstern » and the MOSAiC expedition

Dans une note publiée le 12 mai 2020, j’expliquais que l’expédition MOSAiC (Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) est la plus importante jamais mise sur pied dans l’Arctique. Le 20 septembre 2019, le Polarstern, navire amiral de l’Institut Alfred Wegener, a levé l’ancre dans le port de Tromsø en Norvège, pour rejoindre le cœur de l’Océan Arctique et y faire des mesures scientifiques. La mission implique 600 chercheurs de dix-sept pays. Une fois sur place, le Polarstern s’est laissé emprisonner par les glaces et s’est laissé dériver vers le sud.

Le problème, c’est que personne n’avait prévu l’épidémie de Covid-19 qui est venue tout chambouler car les équipes ne peuvent pas se relayer comme prévu et la mission a pris deux mois de retard. Afin d’éviter que le coronavirus se répande pas parmi les membres de l’expédition une quarantaine stricte de plus de 14 jours a été imposée à toute la nouvelle équipe. De plus, les scientifiques ont subi trois tests de dépistage du Covid-19.

Malgré toutes ces péripéties, l’expédition a pu se dérouler dans de bonnes conditions. En octobre 2020, libéré des glaces, le Polarstern retournera en Allemagne et retrouvera Bremerhaven, son port d’attache.

Un article paru sur le site Regard sur l’Arctique nous apprend que la  mission scientifique a entrepris un détour imprévu au pôle Nord après avoir constaté la fonte d’une partie de la glace de mer dans la région. Le Polarstern a atteint le pôle Nord après avoir traversé une région située au nord du Groenland qui était auparavant recouverte d’une couche dense de glace. Même après avoir dépassé le 88ème parallèle nord, le brise-glace maintenu une vitesse de 5 à 7 nœuds, une situation que la capitaine du navire n’avait jamais vue aussi loin dans le Nord.

L’équipe scientifique a ainsi mis six jours pour traverser la région qui sépare le Détroit de Fram, situé entre le Groenland et l’archipel du Svalbard, et le pôle Nord. Cette région est habituellement recouverte d’une épaisse et ancienne couche de glace qui la rend impossible à traverser. Ce n’est plus le cas aujourd’hui. Le capitaine du Polarstern ajoute que cette situation est historique pour la région.

Avant la fin de la mission prévue en octobre – et non plus en septembre à cause du retard provoqué par les mesures sanitaires – le quatrième et ultime axe de recherche portera sur la glace marine. Jusqu’à maintenant, leurs recherches se sont articulées autour des thématiques de l’atmosphère, de l’océan, de la biogéochimie et de l’écosystème.

Source : Regard sur L’Arctique

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In a post released on May 12th, 2020, I explained that the MOSAiC (Multidisciplinary Drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) expedition is the largest ever set up in the Arctic. On September 20, 2019, the Polarstern, flagship of the Alfred Wegener Institute, weighed anchor in the port of Tromsø in Norway to reach the heart of the Arctic Ocean and take scientific measurements. The mission involves 600 researchers from seventeen countries. Once there, the Polarstern got caught in the ice and started drifting south.
The problem was that no one had predicted the Covid-19 epidemic which turned everything upside down because the teams could not take turns as planned and the mission became two months late. In order to prevent the coronavirus from spreading among the members of the expedition, a strict quarantine of more than 14 days was imposed on the entire new team. In addition, scientists underwent three tests for Covid-19.
Despite all these ups and downs, the expedition was able to take place in good conditions. In October 2020, freed from the ice, the Polarstern will return to Bremerhaven, her home port in Germany.
An article published on the Regard sur l’Arctique website informs us that the scientific mission undertook an unforeseen detour to the North Pole after observing the melting of the sea ice in the area. The Polarstern reached the North Pole after crossing an area north of Greenland that was previously covered with a dense layer of ice. Even after passing the 88th parallel north, the icebreaker maintained a speed of 5 to 7 knots, a situation the ship’s captain had never seen so far north.
The scientific team thus took six days to cross the region between the Fram Strait, located between Greenland and the Svalbard archipelago, and the North Pole. This region is usually covered with a thick, old layer of ice that makes it impossible to cross. This is no longer the case today. The captain of the Polarstern adds that this situation is historic for the region.
Before the end of the mission scheduled for October – and no longer September because of the delay caused by sanitary measures – the fourth and final axis of research will focus on sea ice. Until now, their research has focused on the themes of the atmosphere, the ocean, biogeochemistry and the ecosystem.
Source: Regard sur l’Arctique.

Le Polarstern (Source: Alfred Wegener Institute)

La glace fond et l’Arctique va devoir s’adapter // The ice s melting and the Arctic will have to adapt

Comme je l’ai écrit récemment, la glace fond à un rythme incroyable dans l’Arctique et le Groenland a atteint le point de non-retour. La situation est préoccupante pour les populations qui vivent dans la région. Les scientifiques du British Antarctic Survey (BAS) viennent de les informer que dans 15 ans à peine, la glace de mer arctique pourrait avoir disparu pendant l’été.

On peut lire dans l’étude du BAS, publiée début août 2020 dans la revue Nature Climate Change: «Nous aurons de moins en moins de temps pour nous y préparer,  mais aussi moins de temps pour agir, si nous voulons faire quelque chose».
La nouvelle étude est la dernière d’une série qui prévoit la disparition à très court terme de la glace de mer dans l’Arctique. La surface couverte par cette glace à la surface de l’Océan Arctique a diminué d’environ 13% par décennie depuis 1979. Les 13 années avec la plus faible étendue de glace se situent toutes au cours des 13 derniers étés, et l’été 2020 portera inévitablement le n° 14.
L’estimation de 2035 faite par le BAS se base sur ce que l’on sait des climats du passé. Les scientifiques au fil des ans ont rassemblé des données à partir de traces chimiques laissées dans la glace, les roches et les sédiments. La nouvelle étude porte plus spécifiquement sur le dernier Interglaciaire, il y a 130 000 ans. Cette période était de 4 degrés Celsius plus chaude que l’ère préindustrielle. Elle offre un aperçu très probable des conditions que l’Homme est en train de créer pour l’avenir. Le réchauffement actuel est déjà d’environ 1°C et l’Arctique se réchauffe plus de deux fois plus vite que le reste de la planète.
L’étude du BAS rejoint le débat au cœur du monde scientifique sur la vitesse du réchauffement climatique. Les derniers modèles climatiques montrent que le réchauffement se produira beaucoup, beaucoup plus rapidement qu’on ne le pensait auparavant. Certains chercheurs laissent toutefois ouverte la possibilité (peu probable) que la glace puisse rester présente  plus longtemps, mais la grande majorité de la communauté scientifique ne partage pas cet optimisme. Ainsi, des climatologues de l’Université de Caroline du Nord et de la NOAA ont utilisé début 2020 un modèle différent, mais qui arrive à l’année 2035 pour un été arctique dépourvu de glace. Par «dépourvu de glace», les scientifiques désignent une étendue de moins d’un million de kilomètres carrés. La superficie la plus faible jamais atteinte a été de 3,4 millions de km² en 2012. Les scientifiques expliquent que des événements inattendus comme une éruption volcanique majeure pourraient modifier cette prévision.
Quelle que soit l’année où la glace de mer disparaîtra, les scientifiques du BAS expliquent que les entreprises, les autorités locales et les habitants de l’Arctique doivent se préparer dès maintenant aux changements en géopolitique régionale, transports et disponibilité en denrées alimentaires.
Source: British Antarctic Survey.

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As I put it before, ice is melting at an incredible in the Arctic and Greenland has reached the point of no return. The situation is worrying for the populations living in the region. British Antarctic Survey scientists have just informed them that in just 15 years Arctic summer sea-ice could disappear.

One can read in the study, published early in August 2020 in the journal Nature Climate Change: « We will have less and less time to get ready for it, or less time to act upon it if we want to do something about it. »

The new research is the latest in a steady stream that has moved up the predicted timeframe for the ice-free Arctic milestone. The amount of sea-ice floating atop the Arctic Ocean at summer’s end has fallen about 13% per decade since 1979. The 13 years with the smallest ice extents on record have all happened over the previous 13 years, and the summer 2020 will inevitably be No.14.

The 2035 estimate made by the British Antarctic Survey (BAS) is based on what is known about past climates. Scientists over the years have assembled evidence about previous eras from chemical traces in ice, rocks, and sediment. The new Arctic study looks specifically at the Last Interglacial, a period 130,000 years ago. That period was 4 degrees Celsius hotter than than the pre-industrial era, a plausible preview of conditions humans are creating for the future. Current warming on average is already around 1°C, and the Arctic is warming more than twice as fast as the rest of the planet.

The research joins a debate about the pace of global heating that has drawn in climate scientists this year. Some newly updated models now suggest that warming will occur much, much faster than previously thought. There remains disagreement among scientists over modelling results that show accelerated warming. Some of them leave open the (unlikely) possibility that ice may stick around longer, but the great majority of the scientific community is pessimistic. Researchers from North Carolina State University and NOAA earlier this year used a different model to arrive at a similar 2035 target for the ice-free Arctic summer. By « ice-free, » scientists mean an extent of less than 1 million square-kilometres. The lowest it has reached is 3.4 million km² in 2012. Scientists explain that unexpected events like a major volcanic eruption could alter the timeline.

Whichever summer is the first to lose its sea ice, BAS scientists warn that businesses, governments, and people living in the Arctic need to prepare now for changes in regional geopolitics, transportation, and food availability.

Source : British Antarctic Survey.

Cette image fera bientôt partie des souvenirs (Photo : C. Grandpey)