Catégorie : Arctique

La très inquiétante fonte du Groenland // Greenland’s alarming melting

Selon une nouvelle étude réalisée par des chercheurs de l’Ohio State University et publiée le 21 janvier 2019 dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, la glace du Groenland fond plus rapidement que prévu par les scientifiques. Le fait nouveau est que la majeure partie de cette perte de glace provient de la calotte glaciaire et non des glaciers.
La nouvelle étude a révélé que la plus grande perte de glace entre le début de l’année 2003 et le milieu de l’année 2013 provenait de la région sud-ouest du Groenland, largement dépourvue de grands glaciers et dont la perte de glace n’avait jamais été observée avec une telle ampleur. Le Groenland semble avoir atteint un point critique vers 2002-2003, époque où la perte de glace s’est rapidement accélérée. En 2012, la perte annuelle était presque quatre fois plus importante qu’en 2003 !
Les données fournies par les satellites et les stations GPS installées sur les côtes du Groenland par la NASA montrent qu’entre 2002 et 2016, le Groenland a perdu environ 280 milliards de tonnes de glace par an. Cela entraîne inévitablement une montée du niveau de la mer.
La calotte glaciaire du Groenland a une épaisseur de 3 000 mètres par endroits et contient suffisamment de glace pour faire monter le niveau de la mer de 7 mètres. Au 20ème siècle, le Groenland a perdu environ 9 000 milliards de tonnes de glace, ce qui a induit 25 millimètres d’élévation du niveau de la mer. (Il faut environ 360 milliards de tonnes de glace pour produire un millimètre d’élévation globale du niveau de la mer.)
Cependant, le Groenland est devancé par la banquise antarctique qui pourrait faire monter le niveau de la mer de 57 mètres si elle venait à fondre complètement. Le problème est que l’Antarctique subit également une fonte accélérée et perd six fois plus de glace qu’il y a quatre décennies, comme l’a révélé une étude du 14 janvier 2019. La perte de glace de l’Antarctique a atteint en moyenne 252 milliards de tonnes par an au cours de la dernière décennie.
Il en va de même pour les glaciers de l’ouest de l’Amérique du Nord, dont les pertes de glace ont quadruplé depuis le début des années 2000 pour atteindre 12,3 milliards de tonnes par an.
Le réchauffement planétaire actuel, avec une hausse globale de la température de seulement 1°C, est la principale cause de cette fonte massive des glaces. Au Groenland, des chercheurs ont découvert que le réchauffement planétaire associé à une phase négative de l’oscillation nord-atlantique entraînait la fonte rapide de la calotte glaciaire en surface pendant les étés. Rappelons que l’oscillation nord-atlantique (NAO) est un changement naturel et irrégulier de la pression atmosphérique; elle apporte un temps chaud et ensoleillé dans l’ouest du Groenland quand elle se trouve dans sa phase négative. Avant 2000, ce phénomène ne conduisait pas à une fonte importante de la glace, mais depuis cette époque, la phase négative de l’oscillation entraîne une augmentation considérable de la fonte.
Les chercheurs ont averti que, sans des mesures rapides pour réduire considérablement la consommation de combustibles fossiles, la majeure partie de la glace du Groenland fondra et fera monter de 7 mètres le niveau de la mer. Cela se produira sur une échelle de temps de plusieurs siècles. Cependant, il existe un seuil de réchauffement susceptible d’être franchi dans quelques décennies ou moins, et au-delà duquel la fonte du Groenland sera irréversible.
Une autre crainte est que toute cette eau de fonte en provenance du Groenland  ralentisse le Gulf Stream, qui transporte de l’eau chaude de l’équateur vers l’Atlantique Nord et envoie l’eau froide dans les profondeurs de l’océan. C’est grâce au Gulf Stream, aussi connu sous le nom de Circulation méridienne de retournement Atlantique (AMOC), que l’Europe occidentale jouit d’un climat tempéré. L’année dernière, des chercheurs ont indiqué dans la revue Nature que l’AMOC avait perdu 15% de son potentiel depuis le milieu du 20ème siècle. Les météorologues pensent souvent que ce ralentissement est lié aux récentes vagues de chaleur au cours de l’été en Europe, mais d’autres scientifiques l’ont attribué aux énormes quantités d’eau de fonte en provenance du Groenland.
Source: National Geographic et presse scientifique américaine.

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According to a news study performed by researchers at the Ohio State University and published on January 21st, 2019 in the Proceedings of the National Academy of Sciences, Greenland’s ice is melting faster than scientists previously thought. The new fact is that most of this ice loss is from the land-fast ice sheet itself, not Greenland’s glaciers.

The new study has found that the largest ice loss between early 2003 and mid-2013 came from Greenland’s southwest region, which is mostly devoid of large glaciers and that had not been known to be losing ice so rapidly. Greenland appears to have hit a tipping point around 2002-2003 when the ice loss rapidly accelerated. By 2012 the annual ice loss was incredible, at nearly four times the rate in 2003.

Data from NASA’s satellites and GPS stations installed around Greenland’s coast showed that between 2002 and 2016, Greenland lost approximately 280 billion tons of ice per year. This will inevitably cause additional sea-level rise.

The Greenland ice sheet is 3,000 metres thick in places and contains enough ice to raise sea levels by 7 metres. In the 20th century, Greenland has lost around 9,000 billion tons of ice in total, accounting for 25 millimetres of sea-level rise. (It takes about 360 billion tons of ice to produce one millimetre of global sea-level rise.)

However, Greenland is dwarfed by the Antarctic ice sheet, which could raise sea level 57 metres if fully melted. The problem is that the Antarctic is also undergoing an accelerated meltdown, losing six times as much ice as four decades ago, as revealed by a January 14th, 2019 study. Its ice loss averaged 252 billion tons a year over the past decade.

It is the same story for western North America’s glaciers whose ice loss has quadrupled since the early 2000s to 12.3 billion tons annually.

Global warming of just 1°C is the main driver behind this massive meltdown of the world’s ice. In Greenland, researchers discovered that global warming, coupled with a negative phase of the North Atlantic Oscillation led to the rapid surface melt of the ice sheet during summers. Let’s recall that the North Atlantic Oscillation (NAO) is a natural, irregular change in atmospheric pressure; it brings warm, sunny summer weather to the western side of Greenland when it is in its negative phase. Before 2000, this did not lead to significant ice melt, but ever since then the negative phase of the NAO has resulted in huge increases in ice melt.

The researchers warn that without acting soon to dramatically reduce the burning of fossil fuels that is raising global temperatures, most or all of Greenland’s ice could melt, raising sea levels by 7 metres. This would occur on a time scale of centuries. However, there is a warming threshold that could be crossed in a few decades or less. If this threshold is exceeded long enough, the meltdown of Greenland would be irreversible.

Another major concern is that all this meltwater is slowing the Gulf Stream that brings warm water from the equator to the North Atlantic and cold water down into the deep ocean. The Gulf Stream, more properly known as the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC), is why Western Europe has temperate weather. Last year, researchers reported in the journal Nature that the AMOC has declined in strength by 15 percent since the mid-20th century. Meteorologists often believe this slow-down is linked to recent summer heat waves in Europe, but other scientists have attributed the slow-down to the huge volumes of meltwater from Greenland.

Source: The National Geographic and U.S. scientific press.

Calotte glaciaire et vêlage de glaciers au Groenland (Photos: C. Grandpey)

Quand grizzlis et ours polaires se rencontrent… // When grizzlies and polar bears go together…

Comme je l’ai écrit dans des notes précédentes, à cause du réchauffement climatique et de la fonte de la glace de mer, les ours polaires passent maintenant plus de temps sur terre dans l’Arctique. Dans la partie méridionale de la Mer de Beaufort ils sont maintenant beaucoup plus susceptibles de venir vivre sur la terre ferme en été et à l’automne qu’au milieu des années 1980. L’évolution a surtout eu lieu au cours des quinze dernières années, période au cours de laquelle on a observé un important déclin de la glace de mer pendant cette période de l’année.

Depuis la fin des années 1990, la période pendant laquelle la mer n’est pas recouverte de glace dans le sud de la Mer de Beaufort a augmenté en moyenne de 36 jours. Depuis cette époque, les ours polaires qui nagent vers le rivage y passent 31 jours de plus.

Pour le moment, les ours qui viennent à terre ne représentent qu’une minorité de la population. Ils semblent être attirés par les accumulations d’os chargés des viande et de graisse laissés sur le rivage par les chasseurs de baleines Inupiat à la fin de la saison de chasse. Les os de baleines boréales près du village de Kaktovik sont devenus en automne des lieux de rencontre pour les ours polaires ainsi que pour quelques grizzlis en provenance de North Slope. Les os de baleines et la viande qui y subsiste constituent pour les ours une source de nourriture riche en graisse qui fait défaut sur la banquise.

Un résultat inattendu de cette cohabitation entre ours polaires et grizzlis est l’apparition d’une nouvelle espèce d’ours née de l’accouplement entre deux espèces pourtant séparées par 500000 ans d’évolution. Son nom est encore incertain car cet animal reste extrêmement rare : pizzly, grolar, nanulak [ours polaire (nanuk) et grizzly (aklak)]. Cela fait longtemps que l’on sait que le grizzly et l’ours polaire sont biologiquement et génétiquement compatibles, cette hybridation s’étant déjà produite dans des zoos. En 2009, on comptait 17 individus connus, dont un frère et une sœur au zoo allemand de Osnabrück.

Pour certains scientifiques, cet hybride plus adapté au mode de vie terrestre pourrait remplacer l’ours polaire alors que l’Arctique se réchauffe deux fois plus rapidement que le reste de la planète. Cependant, cette évolution ne se fera pas en quelques années. Selon les chercheurs, il faudra des centaines de générations pour que nous observions un authentique nouveau type d’ours.

Source : Alaska Dispatch News, France Info.

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As I put it in previous posts, because of global warming and the melting of sea ice, polar bears are spending more time on land in the Arctic. Polar bears in the southern Beaufort Sea are now three times as likely to come ashore in summer and fall as they were in the mid-1980s. The big changes have happened over the past decade and a half, which corresponds to big reductions in summer and fall sea ice.

Since the late 1990s, the open-water season in the southern Beaufort Sea has expanded by 36 days on average. Since that time, the polar bears that swim to shore are spending 31 more days a year there.

The bears that come ashore still make up only a minority of the population, but they may be making the better choice. They seem to be attrracted by piles of meat- and blubber-laden bones left after local Inupiat hunters butcher bowhead whales on the beaches. As I put it in a previous note, the bowhead bone piles near the village of Kaktovik have become autumn gathering spots for polar bears and even some North Slope grizzlies. The piles give the bears a source of high-fat food that the bears on the ice are lacking.

An unexpected result of this cohabitation between polar bears and grizzlies is the appearance of a new species of bear born from the mating between two species separated by 500,000 years of evolution. Its name is still uncertain because this animal remains extremely rare: pizzly, grolar, nanulak [polar bear (nanuk) and grizzly bear (aklak)] … It has been known for a long time that grizzly and polar bears are biologically and genetically compatible as this hybridization already occurred in zoos. In 2009, there were 17 known individuals, including a brother and a sister in the German zoo of Osnabrück.
For some scientists, this more earth-friendly hybrid could replace the polar bear, while the Arctic is warming twice as fast as the rest of the planet. However, this evolution will not happen in a few years. Researchers say it will take hundreds of generations to see an authentic new type of bear.
Source: Alaska Dispatch News, France Info.

Ours polaire (Photo: C. Grandpey)

Grizzly (Photo: C. Grandpey)

Nanulak (Crédit photo: France Info)

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Fonte du permafrost et son effet sur le budget carbone // Permafrost melting and its effect on the carbon budget

Une nouvelle étude publiée dans Nature Geoscience  a évalué l’impact de la fonte du permafrost sur les budgets d’émission de CO2 alors que le monde semble se rapprocher plus vite que prévu du dépassement des objectifs de l’Accord de Paris sur le climat.

Le pergélisol, ou permafrost, occupe une grande partie du Groenland, de l’Alaska, du Canada et de la Russie. Au total, il couvre un cinquième des terres émergées de la planète. Le permafrost contient du carbone qui s’est accumulé dans le sol pendant des dizaines, voire des centaines de milliers d’années. Jusqu’à présent, le sol gelé en permanence avait retenu ce carbone qui représente trois à sept fois la quantité de carbone retenue dans les forêts tropicales. Le problème à l’heure actuelle, c’est que la couche supérieure du pergélisol dégèle périodiquement en été, avec une accélération du phénomène liée à l’augmentation des températures.

La dernière étude montre comment le réchauffement climatique, en favorisant le dégagement de carbone du pergélisol, diminue  la quantité de CO2 que l’humanité peut se permettre d’émettre. Bien que le rapport le plus récent du GIEC ait reconnu que le pergélisol se réchauffait, les modèles climatiques n’ont pas pris en compte ces émissions lors des projections climatiques.

L’intérêt de la nouvelle étude est d’affirmer que le risque sera encore plus important si les objectifs d’émissions sont dépassés, même ponctuellement. L’Accord de Paris reconnaît explicitement une trajectoire de dépassement, culminant d’abord sous les 2°C, et avec des efforts par la suite pour revenir à 1,5°C. Le problème avec cette stratégie, c’est que, pendant la période de dépassement, la hausse des températures provoquera un dégel du pergélisol. Cela entraînera la libération d’un surplus de carbone qui devra être éliminé de l’atmosphère pour que la température mondiale diminue.

Les budgets d’émission sont définis comme la quantité cumulée d’émissions anthropiques de CO2 compatibles avec une cible de changement de température globale, en l’occurrence 1,5 et 2°C. Inclure les émissions du dioxyde de carbone (CO2) et de méthane (CH4) sur les budgets d’émission par dégel du pergélisol change la donne.

Il est difficile pour les scientifiques de déterminer les proportions relatives des émissions de dioxyde de carbone et de méthane qui pourraient résulter du dégel du pergélisol à grande échelle. La contribution spécifique des émissions de CH4 représente 5 à 35% de l’effet total du pergélisol en fonction de la température cible et du parcours pour atteindre l’objectif. Dans les scénarios de dépassement, le CH4 joue un rôle moins important, car la cible est atteinte plus tard et le CH4 est un gaz à effet de serre à durée de vie relativement courte.

Le rythme actuel d’émissions est de 10 GtC par an ou 40 GtC02. Une libération de 150 GtCO2 due au permafrost reviendrait à réduire le budget de 4 années. Le pergélisol dégèle déjà à certains endroits et si le problème se propage, les scientifiques craignent que le réchauffement climatique ne s’emballe, davantage de dégel favorisant encore plus de hausse des températures…

Il y a aussi de grandes incertitudes quand à l’effet à long terme du permafrost, c’est à dire pour les siècles à venir. Au final, le réchauffement de la planète dû au dégel du pergélisol dépendra de la quantité de carbone libérée, de sa rapidité et de sa forme sous forme de CO2 ou de méthane. L’impact pourrait être beaucoup plus important après 2100 en fonction des scénarios d’émissions.

Source : Nature Geoscience.

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A new study published in Nature Geoscience has assessed the impact of permafrost melting on CO2 emission budgets. The world seems to be moving faster than expected to exceed the objectives of the Paris Agreement on Climate Change.
Permafrost covers a large part of Greenland, Alaska, Canada and Russia. In total, it spreads over one-fifth of the earth’s land surface. The permafrost contains carbon that has accumulated in the soil for tens or even hundreds of thousands of years. So far, the permanently frozen ground has avoided the release of this carbon which is three to seven times the amount of carbon retained in tropical forests. The problem at present is that the upper permafrost layer thaws periodically in summer, with an acceleration of the phenomenon related to the increase in temperatures.
The latest study shows how global warming, by promoting the release of carbon from the permafrost, reduces the amount of CO2 that humans can afford to emit. Although the most recent IPCC report acknowledged that permafrost was melting, its climate models did not take these emissions into account in climate projections.
The interest of the new study is to show that the risk will be even greater if the emission targets are exceeded, even punctually. The Paris Agreement explicitly admitted an excess path, culminating first below 2°C and then continuing efforts to return to 1.5°C. The problem with this strategy is that, during the exceedance period, rising temperatures will cause the thawing of permafrost carbon. This will result in the release of a surplus of carbon that will have to be removed from the atmosphere in order to reduce the global temperature.
Emission budgets are defined as the cumulative amount of anthropogenic CO2 emissions that are compatible with an overall temperature change target of 1.5 and 2°C. Including emissions of carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) caused by the thawing of permafrost in emission budgets is a game changer.
It is difficult for scientists to determine the relative proportions of carbon dioxide and methane emissions that could result from large-scale permafrost thaw. The specific contribution of CH4 emissions accounts for 5 to 35% of the total effect of permafrost depending on the target temperature and route to achieve the goal. In exceedance scenarios, CH4 plays a less important role because the target is reached later and CH4 is a relatively short-lived greenhouse gas.
The current rate of emissions is 10 GtC per year, or 40 GtCO2. A release of 150 GtCO2 due to permafrost would reduce the budget by 4 years. Permafrost is already thawing in some places and if the problem is spreading, scientists are worried that global warming will get worse, with more thaw to further increase temperatures …
There is also a great uncertainty about the long-term effect of permafrost, ie for centuries to come. This is because in the end, global warming due to permafrost thaw will depend on the amount of carbon released, its speed and its form in the form of CO2 or methane. The impact could be much larger after 2100 depending on the emissions scenarios.
Source: Nature Geoscience.

Carte montrant l’étendue du permafrost dans l’Arctique

(Source: National Snow and Ice data Center)

 

J’ai attiré l’attention sur les conséquences de la fonte du permafrost dans un chapitre de mon dernier livre « Glaciers en péril » que l’on peut se procurer en me contactant directement par mail: grandpeyc@club-internet.fr

La fonte du permafrost (3ème partie) // Permafrost thawing (Part three)

Lorsque la glace à l’intérieur du permafrost fond, le sol devient instable et peut s’affaisser, provoquant des éboulements de roches, des affaissements et des glissements de terrain, des inondations et l’érosion des côtes. Le sol s’est affaissé de 85 mètres dans certaines parties de la Sibérie. Ce phénomène peut causer des dégâts aux bâtiments, aux routes, aux lignes électriques et autres infrastructures. Cela peut aussi nuire aux écosystèmes naturels. La fonte du permafrost peut affecter la vie végétale à la base de la chaîne alimentaire et potentiellement toutes les créatures qui en dépendent. Les changements dans le paysage peuvent modifier la reproduction et la migration des caribous. De la même façon, à mesure que l’Arctique se réchauffe, les castors se déplacent vers le nord ; leurs barrages inondent de nouvelles zones, créant des zones marécageuses où l’eau plus chaude accélère la fonte du permafrost.
Le dégel du permafrost peut libérer autre chose que le carbone ou le méthane. Sa fonte peut devenir une menace pour la santé humaine. Comme je l’expliquais dans un article de ce blog, en 2016, un jeune garçon est décédé et des dizaines de personnes ont été hospitalisées après avoir contracté l’anthrax dans la péninsule de Yamal en Sibérie. Une carcasse de renne infectée par l’anthrax et qui avait gelé 75 ans auparavant s’est décomposée lors de la fonte du permafrost. Les spores de l’anthrax ont pénétré dans le sol et l’eau, puis dans les réserves de nourriture, infectant ainsi les êtres humains.
Les hommes, les animaux et leurs maladies sont maintenus à l’état de gel dans le permafrost depuis des siècles, mais les bactéries et les virus peuvent survivre dans le sol gelé pendant des centaines de milliers d’années. Les scientifiques ont récemment redonné vie à un virus âgé de 30 000 ans qui infecte les amibes. Des maladies comme la grippe espagnole, la variole ou la peste qui ont été éliminées pourraient réapparaître avec le dégel du permafrost. Au fur et à mesure que l’Arctique se réchauffe, l’exploitation de minéraux ou de métaux précieux pourrait potentiellement nous mettre à nouveau en contact avec ces microbes et virus.
Construire sur du pergélisol est problématique, non seulement parce que le sol est instable, mais aussi parce que la chaleur des bâtiments et des canalisations peut réchauffer le permafrost. Les structures doivent être construites sur des pieux en bois ou sur des socles de gravier épais. Les conduites d’eau et d’égout doivent être placées au dessus du sol. J’ai expliqué qu’en Alaska, certaines routes et les pistes d’atterrissage de la petite ville de Bethel sont équipées de tuyaux remplis de liquide qui évacuent la chaleur du permafrost et que l’hôpital a installé des machines permettant de garder le sol constamment à très basse température, évitant ainsi son affaissement.

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When the ice in permafrost melts, the ground becomes unstable and can slump, causing rock and landslides, floods and coastal erosion. The ground has collapsed 85 metres deep in some parts of Siberia. This phenomenon can damage buildings, roads, power lines and other infrastructure. It can also harm natural ecosystems. It can affect plant life at the base of the food chain and potentially all the creatures that depend on it. Changes in the landscape can alter caribou breeding and migration patterns. And as the Arctic warms, beavers are moving northward. Their dams flood new areas, creating boggy stretches that allow for more warm water to thaw permafrost further.

Thawing permafrost can release more than carbon emissions. It can become a danger to human health. As I explained in a post on this blog, in 2016, a young boy died and dozens were hospitalized after contracting anthrax on the Yamal Peninsula in Siberia. An anthrax-infected reindeer carcass that froze 75 years earlier became exposed when the permafrost thawed. Anthrax spores entered the soil and water, and eventually the food supply, infecting the humans.

People and animals and their diseases have been frozen in the permafrost for hundreds of years, but bacteria and viruses can survive in permafrost for hundreds of thousands of years. Scientists recently revived a 30,000-year-old virus that infects amoebas. Diseases like the Spanish flu, smallpox or the plague that have been wiped out might be frozen in the permafrost. As the Arctic warms, more activity, like mining for rare earth or precious metals, could potentially put us in contact with them again.

Building on permafrost is problematic, not only because the ground is unstable, but because the heat of buildings and pipes themselves can warm permafrost. Structures must be built on wood piles or based on thick gravel pads. Water and sewer pipes must be placed above ground. I explaines that in Alaska, some roads and airport runways in Bethel are outfitted with liquid-filled pipes that transfer heat away from the permafrost, and the hospital has installed machines that keep the ground constantly refrigerated.

La fonte du permafrost affecte les routes et les structures (Photos: C. Grandpey)