Catégorie : Environnement

La fonte de l’Antarctique oriental (suite) // The melting of East Antarctica (continued)

Les images satellites ont montré que la plate-forme glaciaire Conger, d’une superficie d’environ 1 200 km2, s’est effondrée vers le 15 mars 2022 dans l’Antarctique oriental en raison de températures record sur le continent.
Comme je l’ai déjà écrit, l’Antarctique oriental a connu des températures inhabituellement élevées. Elles atteignaient -11°8C à la station Concordia le 18 mars, soit plus de 40 degrés au-dessus des normales saisonnières. Ces températures record sont le résultat d’une rivière atmosphérique qui a emprisonné la chaleur au-dessus du continent antarctique, mais le changement climatique est également responsable de cet événement..
Les plates-formes glaciaires sont des extensions des calottes glaciaires. Elles flottent au-dessus de l’océan et jouent un rôle important car elles retiennent les glaciers à l’intérieur du continent. Sans elles, les glaciers avanceraient plus rapidement dans l’océan en provoquant une élévation du niveau de la mer.
Les scientifiques expliquent que, bien que la plate-forme de glace Conger soit relativement petite, il s’agit de l’un des effondrements les plus importants en Antarctique depuis le début des années 2000, lorsque la plate-forme Larsen B s’est désintégrée. « Cela n’aura pas d’effets énormes, mais c’est le signe de ce qui pourrait arriver dans les prochaines années. »
La plate-forme glaciaire Conger était en perte d’épaisseur depuis le milieu des années 2000, mais le phénomène était resté progressif jusqu’au début de l’année 2020. Le 4 mars 2022, la plate-forme semblait avoir perdu plus de la moitié de sa superficie par rapport au mois de janvier où elle était d’environ 1 200 km2. Cet effondrement, surtout s’il est lié à la chaleur extrême de la mi-mars, va entraîner des recherches supplémentaires sur ces processus dans la région.
Les données satellitaires Copernicus Sentinel-1 ont montré que le mouvement de la plate-forme glaciaire a commencé entre le 5 et le 7 mars. Trois vêlages ont eu lieu dans l’Antarctique de l’Est en mars. En plus de l’effondrement de la plate-forme Conger, il y a eu de plus petits événements de vêlage au niveau du glacier Totten et de la plate-forme Glenzer.
Une grande partie des glaciers de l’Antarctique de l’Est sont retenus par des plates-formes que les scientifiques vont désormais surveiller étroitement. S’agissant de la plate-forme glaciaire Conger, elle avait connu une fonte importante par en-dessous, ce qui a probablement favorisé son effondrement.
Les plates-formes glaciaires perdent de la masse dans le cadre d’un phénomène naturel, mais l’effondrement à grande échelle de l’une d’elles est un événement très inhabituel. L’effondrement de la plate-forme Conger peut avoir été provoqué par la fonte de surface en raison des températures extrêmement chaudes enregistrées récemment dans la région.
Dans la mesure où les plates-formes glaciaires flottent déjà, la rupture de la plate-forme Conger n’aura pas beaucoup d’impact sur le niveau de la mer. Heureusement, le glacier qui se trouve en amont est de petite taille; il aura donc un impact minime sur le niveau de la mer.
Les scientifiques s’accordent pour dire que de nouvelles plates-formes glaciaires – plus grandes que la Gonger – se détacheront à l’avenir avec le réchauffement climatique. La glace qu’elles retiennent en amont fera monter le niveau de la mer de manière significative.
Source : The Guardian.

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Satellite images have shown that the Conger ice shelf, which had an area of about 1,200 km2, ,collapsed around March 15th, 2022 in East Antarctica because of record high temperatures on the continent.

As I put it before, East Antarctica saw unusually high temperatures, with Concordia station hitting a record temperature of -11.8°C on March 18th, more than 40 degrees warmer than seasonal norms. The record temperatures were the result of an atmospheric river that trapped heat over the Antarctic continent, but climate change is also to blame.

Ice shelves are extensions of ice sheets that float over the ocean, playing an important role in restraining inland ice. Without them, inland glaciers would flow faster into the ocean, resulting in sea level rise.

Scientists say that alhough the Conger ice shelf is relatively small, it is one of the most significant collapse events anywhere in Antarctica since the early 2000s when the Larsen B ice shelf disintegrated. “It won’t have huge effects, but it’s a sign of what might be coming.”

The Conger ice shelf had been shrinking since the mid-2000s, but only gradually until the beginning of 2020. By March 4th, 2022, the ice shelf appeared to have lost more than half its surface area compared to January measurements of around 1,200 km2. This collapse, especially if tied to the extreme heat brought by the mid-March atmospheric river event, will drive additional research into these processes in the region.

Satellite data from the Copernicus Sentinel-1 mission showed that movement of the ice shelf began between March 5th and 7th. Three calving events occurred in East Antarctica in March. In addition to the Conger ice shelf collapse, there were smaller calving events of the Totten glacier and Glenzer ice shelf.

Much of East Antarctica is restrained by buttressing ice shelves, so scientists are going to keep an eye on all the ice shelves there. As far as the Conger ice shelf is concerned, it had significant amounts of melting from the ocean beneath, which could have preconditioned it for collapse.

Ice shelves usually lose mass as part of their natural behaviour, but the large-scale collapse of an ice shelf is a very unusual event. The Conger ice shelf collapse may have been driven by surface melting as a result of the extremely warm temperatures recently recorded in the region.

Because ice shelves are already floating, the Conger ice shelf’s break-up will not impact sea level much. Fortunately the glacier behind the Conger ice shelf is small, so it will have a tiny impact on sea level in the future.

Scientists agree that they will see more ice shelves – bibgger than this one – break up in the future with climate warming. And those will hold back enough ice to seriously drive up global sea levels.

Source: The Guardian.

 

Les images satellites montrent que la plate-forme Conger a libéré l’iceberg C-38 en s’effondrant dans l’océan. [Source: U.S. National Ice Center (USNIC)]

La fonte de la Péninsule Antarctique (suite) //The melting of the Antarctic Peninsula (continued)

En seulement trois jours fin janvier 2022, une masse de glace de la taille de la ville de Philadelphie s’est détachée de la plate-forme glaciaire Larsen-B sur la Péninsule Antarctique. Les satellites de la NASA ont capturé l’événement entre le 19 et le 21 janvier. Il s’est accompagné du vêlage d’icebergs du glacier Crane et de ses voisins car la glace de mer ne retenait plus leurs fronts. La conséquence est inquiétante : désormais plus vulnérables à la fonte et avec une avancée plus rapide dans l’océan, les glaciers qui bordent la péninsule antarctique vont contribuer directement à la hausse du niveau des océans.
La plate-forme glaciaire Larsen se trouve le long de la partie nord-est de la Péninsule Antarctique, dans la mer de Weddell. Elle est divisé en quatre secteurs baptisés Larsen A, B, C et D, en allant du nord au sud.
Le secteur Larsen-A a été le premier à se désintégrer en 1995, suivi de l’effondrement partiel de Larsen-B en 2002. Larsen-C a fait la Une des journaux en juillet 2017 lorsqu’un iceberg géant, baptisé A68, s’en est détaché. Étant la plus au sud, Larsen-D est considéré comme un secteur relativement stable.
La perte de 3 250 km2 de glace de la plate-forme Larsen B en 2002 a été attribuée aux eaux océaniques plus chaudes qui avaient miné la plate-forme par en dessous, et à la présence d’eau de fonte à sa surface, qui a également accéléré la perte de glace. Du fait de la perte de glace, Larsen B était beaucoup moins stable et vulnérable à un nouvel épisode de désintégration. La plate-forme s’est amincie, ce qui a permis aux glaciers du côté terrestre de progresser plus rapidement. Entre 2011 et 2022, les glaciers se sont malgré tout quelque peu stabilisés, mais la rupture de la plate-forme s’est faite en seulement trois jours fin janvier 2022.
Ce dernier effondrement de la plate-forme Larsen-B est important et inquiétant car les grands glaciers qui étaient retenus jusqu’à présent sont maintenant exposés directement à l’océan. Comme je l’ai expliqué précédemment, contrairement à la glace de mer et à la fonte d’une banquise, les glaciers contribuent à l’élévation du niveau de la mer.
Avec la hausse des températures et l’évolution des régimes climatiques, il faut s’attendre à de nouveaux événements notables et de plus en plus fréquents le long de la plate-forme glaciaire Larsen. Grâce aux images satellites en particulier, les scientifiques sont en mesure de suivre de près le comportement de chaque secteur de la plate-forme Larsen. ils peuvent analyser les effondrements, le comportement de la glace de mer et celui des icebergs géants susceptibles de menacer certaines régions.

Avec la persistance du réchauffement climatique, des questions prévalent sur la durée de stabilité du secteur Larsen-D. Sa situation plus proche du pôle Sud l’a, pour le moment, protégé des effets du changement climatique, mais jusqu’à quand?
Source : Columbia Climate School.

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In just three days in late January 2022, a mass of ice the size of Philadelphia fragmented from the Larsen-B Ice Shelf on the Antarctic Peninsula and floated away. NASA satellites captured the break-up between January 19th and 21st. The event was accompanied by the calving of icebergs from Crane Glacier and its neighbours as the sea ice no longer buttressed their fronts. The consequence is worrying : now more vulnerable to melting and acceleration into the ocean, the glaciers that line the Antarctic Peninsula could add directly to sea level.

The Larsen Ice Shelf is situated along the northeast part of the Antarctic Peninsula, in the Weddell Sea. It is divided into four regions termed Larsen A, B, C and D running north to south.

Larsen-A was the first to disintegrate in 1995, followed by the abrupt partial collapse of Larsen-B in 2002. Larsen-C became popular in July 2017 when a giant iceberg, named A68, calved from it. Being furthest south, the only portion to be considered relatively stable is Larsen-D.

The loss of 3,250 square kilometers of ice from the Larsen B ice shelf in 2002 has been blamed on warmer ocean waters that melted it from below, and on the presence of meltwater on its surface, which also accelerated the loss of ice.

With only a remnant portion left behind following the collapse, this section was much less stable and vulnerable to further disintegration. It grew thinner, which allowed glaciers on the landward side to flow faster. Between 2011 and 2022, the glaciers were somewhat stabilized, but this large expanse shattered within three days in January 2022.

The recent break-up of ice in the Larsen-B ice shelf is important because the large glaciers that were buttressed by the ice are now exposed to the sea. Unlike sea ice and melt from an ice shelf, glaciers add directly to sea level.

With warming temperatures and changing climatic patterns, notable events along the Larsen ice shelf are predicted to occur more frequently. Scientists are able to track each section of the Larsen Ice Shelf closely, documenting ice shelf collapse, growth of sea ice and the long survival of giant icebergs which threaten distant areas. As warming continues, questions prevail over how long the Larsen-D portion will remain stable. Its location closer to the South Pole has protected it from the impacts of climate change, so far.

Source : Columbia Climate School.

Les plates-formes glaciaires le long de la Péninsule Antarctique (Source : Wikipedia)

Récifs coralliens : espoir à Hawaii, inquiétude en Australie // Coral reefs : hope in Hawaii, concern in Australia

Une nouvelle étude à laquelle ont participé des chercheurs de l’Université d’Hawaii se veut plus optimiste sur le comportement des coraux hawaiiens dans un environnement océanique qui devient plus chaud et plus acide. Les scientifiques ont découvert que les trois espèces de coraux étudiées ont connu une mortalité importante dans des conditions qui simulaient les températures et l’acidité océaniques prévues pour les prochaines années. Pratiquement la moitié de certaines des espèces sont mortes, mais aucune d’entre elles n’a connu une dégénérescence complète, et certaines espèces ont même montré un regain de vie à la fin de l’étude.
Selon les auteurs de l’étude, il ne fait aucun doute que les coraux sont en grande difficulté à cause du changement climatique, mais leurs travaux montrent également qu’il y a des raisons d’espérer. 61 % des coraux exposés aux conditions de réchauffement ont survécu, contre 92 % exposés aux conditions de températures océaniques telles que nous les connaissons actuellement.
Les résultats de cette dernière étude montrent un certain optimisme, ils sont aussi plus réalistes que les études précédentes. La dernière a duré 22 mois, contrairement à la plupart des autres travaux qui s’étalaient souvent sur cinq mois au maximum. De plus, les chercheurs ont pris soin de créer des conditions de vie réelles pour les coraux.
Ces derniers ont été placés dans des réservoirs extérieurs avec un environnement imitant les récifs océaniques, avec du sable, des rochers, des étoiles de mer, des oursins, des crabes et des poissons. Ces réservoirs ont également permis une variabilité naturelle des niveaux de température et de pH tout au long de la journée et au fil des saisons, comme cela se passe dans l’océan.
Des échantillons des trois espèces de coraux les plus répandues à Hawaï – Montipora capitata, Porites compressa et Porites lobata – ont été placés dans des réservoirs avec des conditions environnementales différentes : des réservoirs avec les conditions océaniques actuelles, d’autres avec les conditions d’acidification de l’océan, d’autres avec les conditions de réchauffement de l’océan et enfin des réservoirs combinant réchauffement et acidification.
Tout au long de l’étude, les taux de survie ont été de 71 % pour P. compressa, 56 % pour P. lobata et 46 % pour M. capitata. Les coraux ont su s’adapter à la température et à l’acidité supérieures à la moyenne, en particulier les espèces Porites.
Les résultats concernant les deux espèces de Porites donnent des raisons d’espérer car elles font partie des types de coraux les plus répandus dans le monde et jouent un rôle clé dans l’édification des récifs.
Bien que cette étude donne des raisons d’espérer, il ne faut pas se voile la face; cela ne signifie pas que les coraux ne sont pas menacés par le réchauffement climatique. En outre, l’étude n’a pas inclus les facteurs de stress locaux tels que la pollution et la surpêche qui peuvent avoir des impacts négatifs supplémentaires sur les coraux dans certaines zones.
Dans la conclusion de leur étude, les chercheurs expliquent que « les récifs sont attaqués sur plusieurs fronts : réchauffement et acidification des océans, impacts locaux tels que les pratiques de pêche destructrices, la sédimentation et la pollution côtière. Ce sont des problèmes sérieux, mais des solutions sont possibles. Avec une action sensée, nous pouvons contribuer à garantir la présence de récifs coralliens sains au cours de notre vie et celle des générations futures. »
Source : Université d’Hawaï, Big Island Now.

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Si les récifs coralliens à Hawaii donnent des raisons d’espérer, il n’en va pas de même de la Grande Barrière de Corail (Australie). Elle est à nouveau victime du réchauffement climatique, avec un nouvel épisode de blanchissement du corail. Une équipe d’inspection de l’ONU est arrivée sur place pour voir l’étendue des dégâts. La mission va durer une dizaine de jours, avec des survols des quelque 2300 km du site. Les conclusions de la mission seront ensuite transmises à la Commission du patrimoine mondial qui pourrait alors classer la Grande Barrière de Corail comme « site en péril ». C’est un verdict que le gouvernement australien, qui a toujours émis des doutes sur le réchauffement climatique, cherche à éviter absolument parce que ce serait un échec politique avec des conséquences économiques. Cela aurait un impact potentiel sur le tourisme, ressource majeure de la province du Queensland, au nord-est du pays.
En 2021, l’Australie avait évité ce classement, en annonçant un plan massif de plusieurs milliards de dollars pour lutter contre la dégradation de la Grande Barrière. Mais ce plan s’attaque uniquement aux conséquences, pas aux causes, à savoir les émissions de gaz à effet de serre. On sait que l’économie australienne continue de privilégier les énergies fossiles, le charbon en particulier.

Les scientifiques expliquent que le blanchissement du corail est dû à une algue très particulière, surnommée Zooks, qui colore le corail. Quand la température augmente trop, l’algue produit une toxine qui engendre une perte de couleur du corail qui dépérit. Le problème ne concerne pas que le corail car la Barrière abrite de très nombreuses espèces, poissons ou mollusques.

Les scientifiques sont d’autant plus inquiets que les épisodes de blanchissement sont de plus en plus fréquents. C’est le 6e depuis 25 ans, et le 4ème en six ans, après 2016, 2017 et 2020. Cette situation se produit en période El Niña qui apporte généralement des pluies, des nuages et des températures plus fraîches. Malgré cela, le corail ne se régénère pas et ne retrouve pas ses couleurs. ,

Source: presse internationale.

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A new study that included researchers from the University of Hawaii is painting a more optimistic picture of how Hawaiian corals are faring in warmer, more acidic oceans. The scientists found that the three coral species studied experienced significant mortality under conditions that simulated ocean temperatures and acidity expected in the future. Up to about half of some of the species died, but none of them completely died off, and some actually were thriving by the end of the study.

According to the authors of the study, the re is no doubt that corals are in a lot of trouble due to climate change, but their research also makes it clear that there are reasons for hope. Results showed that 61% of corals exposed to the warming conditions survived, compared to 92% exposed to current ocean temperatures.

While the findings are optimistic, they are also more realistic than previous studies. The last one lasted 22 months, contrary to most similar research, which often spans days and up to five months. In addition, the researchers were careful to create real-life conditions.

Test corals were put in outside tanks designed to mimic ocean reefs by including sand, rocks, starfish, urchins, crabs and fish. These tanks also allowed natural variability in temperature and pH levels throughout the course of each day and throughout seasons, as corals would have experienced in the ocean.

Samples of the three most common coral species in Hawaii – Montipora capitata, Porites compressa and Porites lobata – were placed in tanks with four different conditions: control tanks with current ocean conditions, an ocean acidification condition, an ocean warming condition and a condition that combined warming and acidification.

Throughout the course of the study, survival rates were 71% for P. compressa, 56% for P. lobata and 46% for M. capitata. They were able to adapt to the above-average temperature and acidity, especially the Porites species.

The results concerning the two Porites species might offer particular hope, as they are among the most common types of coral around the world and they have a key role in reef building.

While this study does lead to reasons for optimism, it does not mean corals face no threat under climate change. Besides, the study did not include local stressors such as pollution and overfishing that might have additional negative impacts on corals in some areas.

In the conclusion of their study, the researchers explain that “reefs are being assaulted on multiple fronts, from ocean warming and acidification, to local impacts, such as destructive fishing practices, sedimentation and coastal pollution. These are serious problems, but they are also fixable problems. With sensible action, we can help to ensure that there will still be healthy coral reefs during our lifetimes, and for the generations that come after us.”

Source: University of Hawaii, Big Island Now.

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If the coral reefs in Hawaii give reason for hope, the same is not true of the Great Barrier Reef (Australia). It is again a victim of global warming, with a new episode of coral bleaching. A UN inspection team arrived on site to see the extent of the damage. The mission will last about ten days, with overflights of some 2300 km. The mission’s conclusions will then be forwarded to the World Heritage Commission, which could then classify the Great Barrier Reef as a « endangered ». It is a verdict that the Australian government, which has always expressed doubts about global warming, seeks to avoid because it would be a political failure with economic consequences. This would have a potential impact on tourism, a major resource in the province of Queensland, in the northeast of the country.
In 2021, Australia avoided this ranking, announcing a massive multi-billion dollar plan to combat the degradation of the Great Barrier Reef. But this plan only addresses the consequences, not the causes, namely greenhouse gas emissions. We know that the Australian economy continues to favour fossil fuels, coal in particular.
Scientists explain that coral bleaching is caused by a very particular algae, nicknamed Zooks, which colors the coral. When the temperature rises too much, the algae produces a toxin that causes the coral to lose colour and wither. The problem does not only concern the coral because the Barrier is home to many species of fish or molluscs.
Scientists are all the more worried as bleaching episodes are more and more frequent. It is the 6th in 25 years, and the 4th in six years, after 2016, 2017 and 2020. This situation occurs during a La Niña period which generally brings rain, clouds and cooler temperatures. Despite this, the coral does not regenerate and does not regain its colours. ,
Source: international news media.

Photo : C. Grandpey

Eruption aux Tonga et les perturbations ionosphériques // Tonga eruption and ionospheric disturbances

Plusieurs études ont confirmé récemment que l’éruption du volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai aux Tonga le 15 janvier 2022 a provoqué des perturbations à grande échelle dans l’atmosphère terrestre.
En utilisant les données enregistrées par plus de 5 000 récepteurs GNSS – Global Navigation Satellite System – situés à travers le monde, les scientifiques de l’Observatoire Haystack du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et leurs collègues de l’Université arctique de Norvège ont observé des preuves d’ondes atmosphériques générées par les éruptions et de leurs empreintes ionosphériques à 300 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, et cela pendant une longue période. Ces ondes atmosphériques ont été actives pendant au moins quatre jours après l’éruption et ont fait trois fois le tour du globe. Les perturbations ionosphériques sont passées au-dessus des États-Unis six fois, d’abord d’ouest en est, puis en sens inverse.
Cette éruption a été extraordinairement puissante et a libéré une énergie équivalente à 1 000 bombes atomiques de Hiroshima. Les scientifiques savent que les éruptions volcaniques te type explosif et les séismes peuvent déclencher une série d’ondes influant sur la pression atmosphérique, y compris des ondes acoustiques, qui peuvent perturber la haute atmosphère à plusieurs centaines de kilomètres au-dessus de l’épicentre. Au-dessus de l’océan, ces ondes peuvent déclencher des vagues de tsunami, et donc des perturbations dans la haute atmosphère. L’impact de l’éruption aux Tonga a surpris les scientifiques, notamment par son étendue géographique et sa durée de plusieurs jours. L’étude de ces ondes a permis de nouvelles découvertes quant à la façon dont les ondes atmosphériques et l’ionosphère sont connectées.
Une nouvelle étude, menée par des chercheurs du MIT Haystack Observatory et de l’Arctic University of Norway, a été publiée le 23 mars 2022 dans la revue Frontiers in Astronomy and Space Sciences. Les auteurs pensent que les perturbations atmosphériques sont un effet des ondes de Lamb ; ces ondes, ainsi appelées d’après le mathématicien Horace Lamb, se déplacent à la vitesse du son sans grande réduction de leur amplitude. Bien qu’elles soient principalement situées près de la surface de la Terre, ces ondes peuvent échanger de l’énergie avec l’ionosphère de manière complexe. La nouvelle étude précise que « la présence dominante des ondes de Lamb a déjà été signalée lors de l’éruption du Krakatau en 1883 et à d’autres occasions. L’étude fournit pour la première fois une preuve substantielle de leurs empreintes de longue durée dans l’ionosphère à l’échelle de la planète. »
Grâce au financement de la National Science Foundation, le Haystack Observatory concentre les observations du réseau GNSS mondial pour étudier quotidiennement des informations importantes depuis 2000. Une forme particulière de météo spatiale, causée par des ondes ionosphériques appelées perturbations ionosphériques itinérantes – Traveling Ionospheric Disturbances (TID) – est souvent favorisée par des processus comprenant des apports soudains d’énergie du soleil, des conditions météorologiques terrestres et des perturbations d’origine humaine.
Selon l’étude, seules les tempêtes solaires intenses sont connues pour produire une propagation de TID dans l’espace pendant plusieurs heures, voire plusieurs jours. Les éruptions volcaniques et les séismes ne produisent normalement des perturbations ionosphériques que sur des milliers de kilomètres. En détectant ces importantes perturbations ionosphériques induites dans l’espace par les éruptions sur de très longues distances, les chercheurs ont découvert non seulement la génération d’ondes de Lamb et leur propagation globale sur plusieurs jours, mais aussi un nouveau processus physique fondamental.
Source:Massachusetts Institue of Technology (MIT).

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The recent eruption of Tonga’s Hunga Tonga–Hunga Ha‘apai volcano on January 15th, 2022 was recently confirmed to have causeded large-scale disturbances in the Earth’s atmosphere.

Using data recorded by more than 5,000 Global Navigation Satellite System (GNSS) ground receivers located around the globe, MIT Haystack Observatory scientists and their international partners from the Arctic University of Norway have observed substantial evidence of eruption-generated atmospheric waves and their ionospheric imprints 300 kilometers above the Earth’s surface over an extended period. These atmospheric waves were active for at least four days after the eruption and circled the globe three times. Ionospheric disturbances passed over the United States six times, at first from west to east and later in reverse.

This volcanic event was extraordinarily powerful, releasing energy equivalent to 1,000 Hiroshima atomic bombs. Scientists have known that explosive volcanic eruptions and earthquakes can trigger a series of atmospheric pressure waves, including acoustic waves, that can perturb the upper atmosphere a few hundred kilometers above the epicenter. When over the ocean, they can trigger tsunami waves, and therefore upper-atmospheric disturbances. Results from this Tonga eruption have surprised this international team, particularly in their geographic extent and multiple-day durations. These discoveries ultimately suggest new ways in which the atmospheric waves and the global ionosphere are connected.

A new study, led by researchers at MIT Haystack Observatory and the Arctic University of Norway, was published on March 23rd, 2022 in the journal Frontiers in Astronomy and Space Sciences. The authors believe the disturbances to be an effect of Lamb waves; these waves, named after mathematician Horace Lamb, travel at the speed of sound without much reduction in amplitude. Although they are located predominantly near Earth’s surface, these waves can exchange energy with the ionosphere through complex pathways. As stated in the new study, “prevailing Lamb waves have been reported before as atmospheric responses to the Krakatoa eruption in 1883 and other occasionss. This study provides substantial first evidence of their long-duration imprints up in the global ionosphere.”

Under National Science Foundation support, Haystack has been assembling global GNSS network observations ton a daily basis since 2000. A particular form of space weather, caused by ionospheric waves called traveling ionospheric disturbances (TIDs), are often excited by processes including sudden energy inputs from the sun, terrestrial weather, and human-made disturbances.

According to the study, only severe solar storms are known to produce TID global propagation in space for several hours, if not for days. Volcanic eruptions and earthquakes normally yield ionospheric disturbances only within thousands of kilometers. By detecting these significant eruption-induced ionospheric disturbances in space over very large distances, the researchers found not only generation of Lamb waves and their global propagation over several days, but also a fundamental new physical process.

Source: Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Perturbations ionosphériques itinérantes (TID) après l’éruption des Tonga, mesurées à partir des réseaux GNSS de récepteurs. L’axe horizontal indique le temps ; l’axe vertical indique la distance. Les TID se propagent à la fois vers le nord et vers le sud à partir des Tonga. L’antipode de l’éruption se situe en Afrique du Nord, à environ 21 000 km des Tonga. Les TID ont mis 17 à 18 heures pour atteindre l’antipode et le même temps pour revenir aux Tonga le lendemain. (Source: Hayward Observatory).

Traveling ionospheric disturbances (TID) following the Tonga eruption, as measured from the GNSS networks of receivers. The horizontal axis shows time; the vertical axis shows distance. TIDs are propagating both northward and southward from Tonga. The eruption antipode is in North Africa, approximately 21,000 km away from Tonga. TIDs took 17-18 hours to reach the antipode and the same time to return to Tonga on the next day. (Source: Hayward Observatory).