Catégorie : Arctique

La beauté du ciel arctique // The beauty of the Arctic sky

Des nuages iridescents – ou ​​irisés – très spectaculaires peuvent  être observés au-dessus des régions arctiques comme l’Islande ou la Norvège. Quand ils apparaissent, le ciel se pare de couleurs arc-en-ciel, surtout au moment du lever du soleil.
Les nuages iridescents se forment dans la stratosphère, à une altitude de 15 à 30 km. Ils sont plus fréquents au milieu de l’hiver, au crépuscule ou à l’aube. Ils apparaissent lorsque les conditions sont inhabituellement froides dans la stratosphère. La lumière du soleil qui traverse le nuage est diffractée par de petites gouttelettes d’eau ou de petits cristaux de glace contenus dans le nuage. Les couleurs ressemblent à celles que l’on voit dans les bulles de savon et l’huile sur une surface d’eau. La luminosité des couleurs augmente avec le nombre de gouttelettes dans le nuage et l’uniformité de leur taille. Ainsi, des gouttelettes uniformément petites produisent le meilleur effet visuel ; c’est pourquoi les altostratus ou altocumulus récemment formés offrent les meilleures conditions pour l’irisation. Les nuages iridescents ​​peuvent se former dans n’importe quelle partie du monde, mais ils apparaissent le plus souvent en hiver au-dessus des montagnes.

Source : Iceland Review.

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Les aurores boréales – aurora borealis ou aurora australis – sont des spectacles lumineux offerts pat le ciel de notre planète, principalement dans les régions de haute latitude, autour de l’Arctique et de l’Antarctique. Malheureusement, l’activité solaire étant très faible en 2020, les aurores se font rares.
Les aurores sont le résultat de perturbations causées par le vent solaire dans la magnétosphère. Ces perturbations sont parfois suffisamment fortes pour modifier la trajectoire des particules chargées dans le vent solaire et le plasma magnétosphérique. Ces particules, principalement des électrons et des protons, précipitent dans la haute atmosphère.
L’ionisation et l’excitation des constituants atmosphériques qui en résultent émettent une lumière de couleur et de complexité variables. La forme de l’aurore, qui apparaît sous forme de bandes ou draperies dans les deux régions polaires, dépend également de la quantité d’accélération conférée aux particules.
Une accélération ultra rapide des particules chargées pendant une aurore boréale peut perturber les communications électroniques, le GPS, déplacer les satellites hors de leur orbite, mettre les astronautes en danger et même faire sauter les réseaux électriques.

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Un étudiant en physique de la NASA à l’Université Pepperdine en Californie a découvert un nouveau type d’aurore lors de l’analyse de photos prises au sol par des caméras installées au Svalbard (Norvège) près du cercle polaire.
Ce nouveau type d’aurore a été de courte durée et avait une forme spiralée inhabituelle qui a attiré l’attention du chercheur. Les physiciens pensent que le phénomène a pu être déclenché par une tempête exceptionnelle dans la zone où le champ magnétique terrestre rencontre les particules en provenance du Soleil.
Selon l’étudiant en physique, le bord de la magnétosphère s’est déplacé vers la surface de la planète de 25 000 km en moins de deux minutes lorsque cette certaine aurore a eu lieu; c’est plus de quatre fois le rayon de la Terre.

Source : The Watchers.

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Spectacular iridescent clouds can be seen above northern regions of the world like Iceland or Norway.  When they appear, the sky fills with rainbow colours, especially when the sun starts coming up.

Iridescent clouds form in the stratosphere, at an elevation of 15-30 km. They are most common in mid-winter, at dusk or dawn. They form when conditions are unusually cold in the stratosphere and are made of small ice crystals or small water droplets. Sunlight passing through the cloud is diffracted by small water droplets or small ice crystals in the cloud. The colours resemble those seen in soap bubbles and oil on a water surface. The brightness of the colours increases with the number of droplets in the cloud and the uniformity of their size. Uniformly small droplets produce the best visual effect, which is why newly formed altostratus or altocumulus clouds provide the best conditions for iridescence. Iridescent clouds can form in any part of the world, but most commonly appear in winter over mountains.

Source: Iceland Review.

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Auroras, also called northern lights (aurora borealis), or southern lights (aurora australis), are natural light displays in the Earth’s sky, predominantly seen in the high-latitude regions, around the Arctic and Antarctic. Unfortunately, solar activity is very low in 2020 and northern lights are rare.

Auroras are the result of disturbances in the magnetosphere caused by solar wind. These disturbances are sometimes strong enough to alter the trajectories of charged particles in both solar wind and magnetospheric plasma. These particles, mainly electrons and protons, precipitate into the upper atmosphere.

The resulting ionization and excitation of atmospheric constituents emit light of varying colour and complexity. The form of the aurora, occurring within bands around both polar regions, is also dependent on the amount of acceleration imparted to the precipitating particles.

The rapid dash of charged particles during an aurora borealis can cause disruption on electronic communications, GPS, move satellites out of orbit, put astronauts at risk, and even eradicate power grids if the explosion is massive enough.

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A NASA physics student at Pepperdine University in California has discovered a new type of aurora while analysing photos from ground-based, all-sky cameras mounted in Svalbard, Norway, near the Arctic Circle.

The newly found type of aurora was short-lived and had a rare spiral that caught the researcher’s attention. Physicists believe it may have been triggered by an unprecedented storm in the area where Earth’s magnetic field meets particles from the Sun.

According to the physics student, the edge of the magnetosphere moved toward the planet’s surface by 25 000 km in less than two minutes when this certain aurora took place; it was over four times the Earth’s radius.

Source : The Watchers .

 Exemple de nuages iridescents en Islande (Source : Iceland Review)

Aurore boréale en Alaska (Photo: C. Grandpey)

Le nouveau type d’aurore (Source : The Watchers)

La fonte de l’Antarctique (rappel) // The melting of Antarctica (reminder)

J’ai décrit à maintes reprises la fonte de l’Arctique, en particulier du Groenland, mais il ne faudrait pas oublier que, dans le même temps, l’Antarctique fond à une vitesse impressionnante.
L’Antarctique est un géant de glace comparé à son homologue du nord de l’Europe. L’eau contenue sous forme de glace dans la calotte du Groenland représente environ 7 mètres d’élévation potentielle du niveau de la mer. La calotte glaciaire de l’Antarctique, quant à elle, est capable d’entraîner, si elle fond dans sa totalité, une élévation d’environ 58 mètres du niveau des océans. Le problème, c’est que l’Antarctique fond plus rapidement que prévu et dans des zones que l’on croyait auparavant à l’abri de changements rapides.

Sur la Péninsule Antarctique – la partie la plus septentrionale du continent – la températures de l’air au cours du siècle dernier a augmenté plus vite que partout ailleurs dans l’hémisphère sud. Les glaciologues affirment que le nombre de jours de fonte devrait augmenter d’au moins 50% lorsque le réchauffement climatique atteindra la limite de 1,5 ° C définie par l’accord de Paris, et c’est pour très bientôt.

Cependant, la principale menace qui pèse désormais sur la calotte glaciaire antarctique ne vient pas d’en haut. J’ai longtemps expliqué que cette menace se trouve en dessous, là où le réchauffement des eaux océaniques est capable de faire fondre la glace à un rythme encore jamais observé. Les chercheurs ont découvert que, dans certains endroits, la calotte glaciaire repose sur un substrat situé en dessous du niveau de la mer. Cela met la calotte glaciaire en contact direct avec les eaux chaudes de l’océan qui peuvent faire fondre la glace et déstabiliser la calotte glaciaire.
Les scientifiques s’inquiètent depuis longtemps de la fragilité de la glace en Antarctique occidental en raison de son interface profonde avec l’océan. Depuis 1992, les satellites  confirment que non seulement la perte de glace est déjà en cours, mais elle est en train de s’accélérer. Les derniers relevés indiquent que 25% de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental est désormais instable et que la perte de glace en Antarctique a quintuplé au cours des 25 dernières années. Ce sont des chiffres à prendre en compte car on sait que l’Antarctique occidental, s’il venait à fondre dans sa totalité, ferait s’élever de plus de 4 mètres le niveau de la mer dans le monde.

Le glacier Thwaites, le plus volumineux de l’Antarctique occidental, est actuellement sous haute surveillance car il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas sur son comportement. Par exemple, le soulèvement progressif du substratum rocheux en réaction au poids plus léger exercé la glace (phénomène connu sous le nom de rebond isostatique) pourrait réduire le contact entre la calotte glaciaire et l’eau chaude de l’océan et stabiliser la vitesse de perte de glace.
D’autre part, il faut savoir que la fonte de l’eau des calottes glaciaires modifie la structure et la circulation de l’Océan Austral. Ce phénomène pourrait mettre en contact une eau encore plus chaude avec la base de la calotte glaciaire et amplifier encore davantage la perte de glace. Comme je l’ai écrit précédemment, les glaciers de l’Antarctique occidental sont interconnectés. Si l’un d’entre eux accélère sa fonte et sa vitesse de progression vers l’océan, les autres suivront la tendance.

D’autres régions de la calotte glaciaire antarctique n’ont pas fait l’objet de recherches aussi poussées que la Péninsule Antarctique et que le glacier Thwaites et on se rend compte aujourd’hui qu’elles subissent elles aussi des changements significatifs. Par exemple, le glacier Totten, près de la base australienne de Casey, perd lui aussi de la glace de façon spectaculaire. Il devient très urgent de comprendre ce qui se passe dans d’autres parties reculées de la côte antarctique orientale.

Des observations antérieures avaient révélé que l’étendue de glace de mer autour de l’Antarctique augmentait progressivement depuis des décennies. Toutefois, à partir de 2015, cette étendue a commencé à se réduire rapidement. En seulement 3 ans, l’Antarctique a perdu la même quantité de glace de mer que l’Arctique en 30 ans. Début 2020, la glace de mer autour de l’Antarctique révèle le plus bas niveau jamais enregistré depuis 40 ans de surveillance par satellite. À long terme, cette tendance devrait se poursuivre, mais une réduction de surface aussi spectaculaire sur quelques années n’était pas prévue.

Il reste encore beaucoup à apprendre sur la rapidité avec laquelle l’Antarctique réagira au réchauffement climatique, mais tout laisse à croire que le géant de glace est en train de se réveiller et l’élévation du niveau des mers qu’il va générer va nous causer bien des tracas.
Source: The Conversation. Existe aussi en version française.

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 I have described the melting of the Arctic – especially Greenland – for quite a long time, but one should not forget that Antarctica is melting to at an impressive speed.

Antarctica is an icy giant compared to its northern counterpart. The water frozen in the Greenland ice sheet is equivalent to around 7 metres of potential sea level rise. In the Antarctic ice sheet there are around 58 metres of sea-level rise currently locked away. The problem is that the Antarctic ice sheet is losing ice faster than expected and in places previously thought to be protected from rapid change.

On the Antarctic Peninsula – the most northerly part of the Antarctic continent – air temperatures over the past century have risen faster than any other place in the Southern Hemisphere. The number of melt days is expected to rise by at least 50% when global warming hits the soon-to-be-reached 1.5°C limit set out in the Paris Agreement.

However, the main threat to the Antarctic ice sheet does not come from above. I have long explained that what threatens Antarctica lies beneath, where warming ocean waters have the potential to melt ice at an unprecedented rate. Researchers have discovered that in some places the ice sheet sits on ground that is below sea level. This puts the ice sheet in direct contact with warm ocean waters that are very effective at melting ice and destabilising the ice sheet.

Scientists have long been worried about the potential weakness of ice in West Antarctica because of its deep interface with the ocean. Since 1992 satellites have been monitoring the status of the Antarctic ice sheet and we now know that not only is ice loss already underway, it is also vanishing at an accelerating rate. The latest estimates indicate that 25% of the West Antarctic ice sheet is now unstable, and that Antarctic ice loss has increased five-fold over the past 25 years. These are remarkable numbers, bearing in mind that more than 4 metres of global sea-level rise are locked up in the West Antarctic alone.

Thwaites Glacier in West Antarctica is currently under scrutiny as there is still a lot we don’t understand about how quickly ice will be lost here in the future. For example, gradual lifting of the bedrock as it responds to the lighter weight of ice (known as rebounding) could reduce contact between the ice sheet and warm ocean water and help to stabilise runaway ice loss.

On the other hand, melt water from the ice sheets is changing the structure and circulation of the Southern Ocean in a way that could bring even warmer water into contact with the base of the ice sheet, further amplifying ice loss. As I put it before, there is a lot of concern about West Antarctica’s glaciers which are interconnected. If one of theme goes through an acceleration of melting, the others will follow the trend.

There are other parts of the Antarctic ice sheet that haven’t had this same intensive research, but which appear to now be stirring. The Totten Glacier, close to Australia’s Casey station, is one area unexpectedly losing ice. There is a very pressing need to understand the vulnerabilities here and in other remote parts of the East Antarctic coast.

Previous observations had revealed that the extent of sea ice around Antarctica had been gradually increasing for decades. But in 2015, it began to drop precipitously. In just 3 years Antarctica lost the same amount of sea ice the Arctic lost in 30. So far in early 2020, sea ice around Antarctica is tracking near or below the lowest levels on record from 40 years of satellite monitoring. In the long-term this trend is expected to continue, but such a dramatic drop over only a few years was not anticipated.

There is still a lot to learn about how quickly Antarctica will respond to climate change. But there are very clear signs that the icy giant is awakening and – via global sea level rise – coming to pay us all a visit.

Source : The Conversation.

Vue de l’Antarctique occidental et de la Péninsule Antarctique

Carte de l’Antarctique et localisation du glacier Thwaites

(Source: NOAA)

 

 

La fonte de la glace et du permafrost risque de libérer de nouveaux virus // Melting ice and permafrost may release new viruses

Alors de la planète s’inquiète du nouveau coronavirus apparu il y a quelques jours en Chine, des chercheurs américains et chinois qui travaillent dans les glaces de l’Himalaya ont mis à jour plusieurs virus jusqu’alors inconnus. Ce n’est pas vraiment une surprise. J’ai évoqué à plusieurs reprises sur ce blog ce même risque lié à la fonte du permafrost dans les hautes latitudes. Ainsi, des éleveurs de rennes en Sibérie ont été victimes au cours de l’été 2016 d’une épidémie d’anthrax après avoir consommé une carcasse de renne décongelée. En 2017, des chercheurs ont découvert, dans le permafrost un virus géant vieux de 30.000 ans. Ils étaient parvenus, sous contrôle, à le réactiver pour infecter une amibe unicellulaire. C’est la preuve que les virus peuvent survivre, au moins 30.000 ans.

Les chercheurs américains et chinois se sont rendus au Tibet en 2015. La mission avait pour but de forer les glaciers de l’Himalaya et d’analyser ensuite les carottes pour y rechercher des bactéries et autres virus. Dans une pré-édition de leur étude, on apprend qu’ils ont ainsi mis au jour pas moins de 33 virus dont 28 jusque-là inconnus de la science.

Ces virus ont été découverts dans une glace vieille de 15 000 ans, à une cinquantaine de mètres de profondeur. Pour s’assurer que ces échantillons ne seront pas contaminés par leur exposition à l’air ambiant, les chercheurs ont suivi des protocoles d’échantillonnage très sévères : Travail dans une chambre froide portée à moins 5 °C ; utilisation d’une scie à ruban stérilisée ; lavage des carottes à l’éthanol puis à l’eau stérile.

Les chercheurs n’int pas été vraiment surpris de découvrir des virus jusqu’alors inconnus et qui étaient assez différents d’une carotte à l’autre ; l’une datait de 15.000 ans, l’autre de seulement 520 ans. Ces différences sont probablement révélatrices de conditions climatiques dissemblables au moment de leur dépôt, mais elles fournissent des informations importantes sur la manière dont les virus peuvent prospérer ou non en fonction des conditions environnementales.

Les chercheurs ont profité de cette étude pour attirer l’attention du public sur une problématique nouvelle à laquelle ils se heurtent aujourd’hui : la fonte des glaces, résultat du réchauffement climatique. Selon eux, dans le meilleur des cas, la fonte des glaces nous fera perdre des données microbiennes et virales précieuses qui pourraient nous renseigner sur les régimes climatiques passés de notre planète ainsi que sur l’évolution probable des populations de micro-organismes avec les variations climatiques à venir. Dans le pire des cas, le réchauffement climatique – et la nouvelle exploitation minière de régions auparavant inaccessibles – pourrait être à l’origine d’une libération de nouveaux agents pathogènes dans notre environnement.

Source : Futura Sciences.

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While the world is worried about the new coronavirus that appeared a few days ago in China, American and Chinese researchers working in the ice of the Himalayas have discovered several viruses hitherto unknown. It’s not really a surprise. I have mentioned several times on this blog the risk linked to the melting of permafrost in high latitudes. Reindeer herders in Siberia suffered from an anthrax epidemic in the summer of 2016 after consuming a thawed reindeer carcass. In 2017, researchers discovered a giant 30,000-year-old virus in permafrost. They had managed, under control, to reactivate it to infect a single-celled amoeba. This is proof that viruses can survive, at least 30,000 years.

The American and Chinese researchers visited Tibet in 2015. The mission aimed to drill the Himalayan glaciers and then analyze the ice cores for bacteria and other viruses. In a pre-edition of their study, we learn that they have detected no less than 33 viruses, including 28 previously unknown to science.
These viruses were discovered in 15,000-year-old ice, some 50 meters deep. To ensure that these samples will not be contaminated by their exposure to ambient air, the researchers followed very strict sampling protocols: Work in a cold room brought to minus 5°C; use of a sterilized band saw; washing the carrots with ethanol and then with sterile water.
The researchers were not really surprised to discover viruses hitherto unknown and which were quite different from one ice core to another; one was 15,000 years old, the other only 520 years old. These differences are probably indicative of dissimilar climatic conditions at the time of their deposition, but they do provide important information about how viruses may or may not thrive depending on environmental conditions.
The researchers took advantage of this study to draw public attention to a new problem they are facing today: the melting of the ice, the result of global warming. According to them, in the best of cases, the melting of the ice will cause us to lose precious microbial and viral data which could inform us about the past climatic regimes of our planet as well as about the probable evolution of the populations of microorganisms with the variations.of future climates. In the worst case, global warming – and new mining in areas previously inaccessible – could be the source of new pathogens in our environment.
Source: Futura Sciences.

Carte montrant les régions arctiques recouvertes par le permafrost (Source: NOAA)

Toundra en Alaska (Photo: C. Grandpey)

Les rivières glaciaires absorbent le CO2 // Glacial rivers absorb carbon dioxide

Je ne suis pas certain que ce soit une information aussi importante que le sous-entend le titre « Bonne nouvelle » de l’article diffusé par La Chaîne Info (LCI), mais il est tout de même intéressant d’apprendre que « les rivières glaciaires sont capables d’absorber plus de CO2 que la forêt amazonienne. » C’est la conclusion d’une récente étude canadienne parue dans les Proceedings of the National Academy of Sciences.

Une autre étude parue dans le Nature Climate Change Journal nous apprend que la fonte du permafrost, sol gelé des régions arctiques, pourrait entraîner une augmentation des émissions de dioxyde de carbone de 41% d’ici 2100 si rien n’est fait pour enrayer le réchauffement climatique. Cette surface, qui constitue 24% des terres émergées de l’hémisphère nord, est susceptible d’émettre quelque 1.700 milliards de tonnes de CO2, soit deux fois plus que la quantité présente dans l’atmosphère. L’émission à grande échelle de ce gaz – qui cohabite avec le méthane, encore plus dangereux, dans la toundra – annonce une catastrophe écologique de grande ampleur car elle contribue à augmenter encore d’avantage l’effet de serre et donc le réchauffement climatique.

La nouvelle étude parue dans les Proceedings of the National Academy of Sciences se veut davantage optimiste. D’après des chercheurs canadiens qui l’ont réalisée, les rivières glaciaires seraient capables d’absorber du dioxyde de carbone (CO2) plus rapidement que les forêts tropicales. Les chercheurs auteurs ont réalisé des prélèvements d’eau de fonte de glaciers sur l’île d’Ellesmere, dans le territoire canadien du Nunavut. Si les rivières se trouvant dans les zones tempérées sont de fortes émettrices de CO2 en raison de la décomposition de nombreuses matières organiques en leur sein, les rivières glaciaires, qui, en raison de leur température, n’hébergent que peu de vie, donnent bien moins lieu à la décomposition organique et donc à l’émission de CO2. Dans le même temps, des sédiments en provenance des glaciers, comme le silicate et le carbonate, amorcent un processus chimique d' »altération » lorsqu’ils se retrouvent dans l’eau, au contact du CO2. Les scientifiques expliquent que « les paysages glaciaires possèdent d’immenses quantités de sédiments finement broyés créés par les glaciers eux-mêmes, lorsqu’ils avancent et se retirent. Lorsque ces sédiments se mélangent à des eaux de fonte, qui se mélangent à leur tour à l’atmosphère, ils peuvent subir un certain nombre de réactions d’altération chimiques, dont certaines consomment du dioxyde de carbone. »

C’est ainsi que les chercheurs estiment que jusqu’à 40 fois plus de CO2 serait absorbé par les rivières glaciaires que par la forêt amazonienne. Cet effet serait perceptible jusqu’à 42 kilomètres de la source de la rivière. En conséquence, les rivières glaciaires seraient des inhibitrices de CO2 bien plus puissantes que la forêt amazonienne lors des périodes de forte fonte des glaces. Un chercheur écrit que « lors de la période de fonte des glaces en 2015, alors que les glaciers ont fondu trois fois plus qu’en 2016, la consommation de CO2 par les rivières glaciaires était, en moyenne, deux fois plus élevée que celle de la forêt amazonienne. »

Cette étude est certes intéressante, mais au vu des émissions globales de la planète, en particulier à partir des activités humaines, le rôle joué par les rivières glaciaires pour absorber le CO2 semble bien dérisoire. La courbe de Keeling qui illustrait l’une de mes dernières notes est là pour le démontrer.

Source : LCI.

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I’m not sure this is as important an information as suggested by the title « Good news » of the article released by La Chaîne Info (LCI), but it is interesting to learn that « glacial rivers are able to absorb more CO2 than the Amazon rainforest. This is the conclusion of a recent Canadian study published in the Proceedings of the National Academy of Sciences.
Another study in the Nature Climate Change Journal informs us that melting permafrost, the frozen ground in Arctic regions, could increase carbon dioxide emissions by 41% by 2100 if nothing is done to halt global warming. This surface, which constitutes 24% of the land surface of the northern hemisphere, is likely to emit some 1,700 billion tonnes of CO2, which is twice as much as the amount in the atmosphere. The large-scale emission of this gas – together with methane, even more dangerous, in the tundra – announces a major environmental disaster because it contributes to further increase the greenhouse effect and therefore global warming .
The new study published in the Proceedings of the National Academy of Sciences is more optimistic. According to the Canadian researchers who carried it out, glacial rivers would be able to absorb carbon dioxide (CO2) faster than tropical forests. The author researchers conducted glacial meltwater sampling on Ellesmere Island in the Canadian territory of Nunavut. If the rivers in the temperate zones are strong emitters of CO2 because of the decomposition of many organic matters within them, the glacial rivers, which, because of their temperature, do not harbour any life, produce far less organic decomposition and therefore fewer emissions of CO2. At the same time, sediments from glaciers, such as silicate and carbonate, start a chemical process of « weathering » when they are found in water, in contact with CO2. Scientists explain that « glacial landscapes have huge quantities of finely crushed sediments created by the glaciers themselves, as they move forward and retreat, when these sediments mix with meltwater, which in turn mixes in the atmosphere, they can undergo a number of chemical weathering reactions, some of which consume carbon dioxide. »
Thus, the researchers estimate that up to 40 times more CO2 could be absorbed by glacial rivers than by the Amazon rainforest. This effect is said to be perceptible up to 42 kilometres from the source of the river. As a result, glacial rivers are much more powerful CO2 inhibitors than the Amazonian forest during periods of heavy ice melting. A researcher writes that « during the ice melting season in 2015, when glaciers melted three times more than in 2016, the CO2 consumption by glacial rivers was, on average, twice as high as that of the Amazon forest. »
This study is certainly interesting, but given the global emissions of the planet, especially from human activities, the role played by glacial rivers to absorb CO2 seems very derisory. The Keeling curve that illustrated one of my last postss is there to demonstrate it.
Source: LCI.

Exemple de bédière, rivière de fonte au Groenland (Photo: Wikipedia)