Catégorie : Environnement

La disparition du pergélisol et ses conséquences / The disappearance of permafrost and its consequences

Comme je l’ai déjà écrit à plusieurs reprises, le pergélisol dégèle à une vitesse incroyable dans les hautes latitudes de l’Arctique, et plus particulièrement en Sibérie. Il dégèle si vite que le Ministre des Ressources Naturelles a déclaré froidement : « La Russie va perdre son pergélisol». Selon lui, les territoires du nord «deviendront des terres arables dans 20 à 30 ans», et devront s’adapter rapidement.

Le pergélisol, un mélange compact de sol gelé de sable et de glace de plusieurs mètres d’épaisseur, situé sous les villes et les vastes zones non peuplées des régions arctiques russes, est en train de disparaître. «Toutes ces régions savent ce qui les attend dans 20 ou 30 ans. Elles cesseront d’être nordiques d’un point de vue climatique et se transformeront d’un seul coup en terres agricoles ». Le ministre estime que ces régions devront s’adapter rapidement à cette nouvelle situation. Si le dégel du pergélisol se poursuit, une énorme superficie de nouvelles terres agricoles pourrait s’ajouter aux terres existantes en Russie, mais personne ne sait s’il sera facile et possible de les convertir en terres cultivables.

La Russie possède une vaste zone arctique qui s’étend sur environ quatre millions de kilomètres carrés de l’ouest à l’est. Près de 60% de cette zone est constituée de pergélisol, et le sous-sol qui se cache sous la couche gelée n’a jamais été étudié. Le pergélisol russe est également le plus grand réservoir de carbone organique au monde. Il se transforme en gaz à effet de serre comme le méthane quand il dégèle. Dans la seule Yakoutie, au nord-est de la Sibérie, le pergélisol recèle 500 gigatonnes de matière organique, avec des racines, des arbustes et des arbres anciens, ainsi que des restes d’animaux. De par son poids estimé, il est plus lourd que toute la biomasse terrestre.

À la fin de 2019, le ministère du Développement de l’Extrême-Orient russe et de l’Arctique a estimé la perte annuelle due au dégel du pergélisol entre 50 et 150 milliards de roubles (676 millions de dollars à 2,03 milliards de dollars).

Le dégel du pergélisol menace de nombreux bâtiments dans l’Arctique. Les tuyaux se déforment et explosent, les piles qui supportent les infrastructures s’effondrent. Il ne faut pas oublier qu’en mai 2020, un accident s’est produit près de Norilsk. Plus de 21 000 tonnes de carburant se sont sont échappées d’une installation de stockage CHPP-3 et ont pollué les rivières et le sol. L’effondrement de la cauve de stockage a été causé par des piles qui ont lâché en raison du dégel du pergélisol. En mars 2021, par décision de justice, l’entreprise a dû payer une amende de 146,2 milliards de roubles.

Un autre avertissement concernant le dégel à grande échelle du pergélisol est venu d’un groupe d’experts russes qui étudient les effets du changement climatique. Même si le réchauffement climatique est contenu à un niveau inférieur à 2 degrés Celsius, trois à quatre mètres de pergélisol disparaîtront d’ici 2100. Si les émissions de gaz à effet de serre continuent d’augmenter, les scientifiques affirment que 70% du pergélisol arctique disparaîtra.

Source: The Siberian Times.

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As I put it several times before, the permafrost is thawing at an incredible speed in the high latitudes of the Arctic, and more particularly in Siberia. It is thawing so fast that the Minister of Natural Resoucess has said that “Russia is to lose its permafrost”.In his opinion, northern territories “will become arable farmland in 20-to-30 years”, and will have to adapt fast.

The phenomenon of permafrost,  a several-metre-deep and hard frozen mix of soil, sand and ice, lying under cities, towns and vast unpopulated areas of Russian Arctic regions, is vanishing. “Every such region understands what’s coming to it in 20, 30 years. It’ll stop being northern (from a climatic viewpoint), or it will suddenly turn into a clearly agricultural”.

The minister believes that the regions will have to adapt to this fast-changing situation.

If the permafrost thawing continues, an enormous amount of new agricultural land could come Russia’s way: but nobody knows whether it will be easy to convert this land into viable farmland

Russia has a vast Arctic zone, spreading about four million square kilometres along its northern border from the west to the extreme east. Almost 60% is permafrost, which means that the mainland’s subsoil underneath the frozen layer has never been studied.

Russian permafrost area is also the world’s biggest reservoir of organic carbon, which converts into a greenhouse gas including methane once it thaws. The permafrost in Yakutia alone, in north-eastern Siberia, comprises up to 500 gigaton of organic matter like roots of ancient grass, bushes and trees, plus the remains of animals. By its estimated weight it is heavier than all currently growing Earth’s biomass.

Back at the end of 2019, Russia’s Ministry for Development of Far East and Arctic estimated the country’s annual loss due to thawing permafrost at 50 to 150 billion roubles ($676 million to $2.03 billion).

Thawing permafrost threatens numerous buildings and infrastructure in the Arctic. Pipes are blowing up, piles are collapsing. One should not forget that in May 2020, an accident occurred near Norilsk: more than 21,000 tonnes of diesel fuel spilled out of the CHPP-3 storage facility and entered rivers and soil. One of the possible reasons for the incident is a sudden collapse of the storage piles due to a change in the state of the permafrost. In March 2021, by court order, the company had to pay a fine of 146.2 billion rubles.

Another warning about the upcoming large-scale thawing of permafrost came from a group of Russian experts who follow the effects of changing climate. Even if global warming is contained at a level significantly lower than 2 degrees Celsius, still three to four metres of permafrost will thaw by 2100. Should the emission of greenhouse gas continue to grow, scientists say that up to 70 percent of the permafrost can be lost.

Source: The Siberian Times.

Surface occupée par le pergélisol dans l’Arctique

(Source : Woods Hole Research Center)

Vagues de chaleur et séismes glaciaires // Heatwaves and glacial earthquakes

La vague de chaleur qui a affecté le nord-ouest des Etats Unis et l’ouest du Canada s’est propagée jusqu’en Alaska où un séisme de magnitude M 2,7 provoqué par la fonte des glaciers a été enregistré le 29 juin 2021 à 40 kilomètres à l’est de Juneau, la capitale de l’État.

La température a grimpé jusqu’à 33,3 °C dans certaines parties de l’Alaska. Avec la hausse du mercure, la fonte de la neige et des glaciers provoque souvent des inondations dans la région. Il arrive aussi que l’eau de fonte se retransforme en glace et se dilate, ce qui provoque des contraintes suffisantes pour entraîner une activité sismique. Connu sous le nom de cryoséisme – un type de sismicité non tectonique – l’événement du 29 juin a eu lieu dans le sud-est de l’Etat d’Alaska.

Les scientifiques ont établi un lien entre la fonte des glaciers et une recrudescence de la sismicité dans le cadre d’un phénomène baptisé rebond isostatique. Le substrat rocheux sur lequel reposent les glaciers a tendance à varier en fonction de leur poids relatif, qui diminue naturellement avec leur fonte. Au fur et à mesure que les glaciers se soulèvent, le substrat rocheux sur lequel ils reposent s’élève lui aussi en créant des failles qui peuvent entraîner une augmentation de la fréquence et de l’intensité des séismes. Certains scientifiques pensent que lorsque les glaciers recouvrent des volcans potentiellement actifs, leur fonte et la perte de masse qui s’ensuit pourraient entraîner une augmentation de l’activité volcanique. Cette relation n’a toutefois jamais été prouvée de manière concrète.

Le séisme glaciaire du 29 juin en Alaska a été enregistré à une profondeur d’environ 13 kilomètres et n’avait aucun lien avec un séisme sous-marin de M 4.0 au large des côtes de l’Oregon le 30 juin 2021 à une profondeur de 13 kilomètres.

Outre les conséquences sismiques pour les glaciers, la vague de chaleur dans le nord-ouest du Pacifique a eu un effet dévastateur sur l’environnement. Les câbles électriques ont fondu et il a fallu fermer des écoles. La température au sol dans certaines parties de l’État de Washington a atteint jusqu’à 63 degrés Celsius. De telles conditions constituent non seulement une menace pour la santé publique mais aussi pour les infrastructures essentielles. Ainsi, les routes fondent littéralement et se déforment sous l’effet de la chaleur qui a également mis sous tension le réseau électrique. Les gens se sont précipités sur les climatiseurs pour apporter un peu de fraîcheur dans leurs maisons.

Il est probable que les épisodes de chaleur intense vont devenir de plus en plus fréquents, de sorte que les conséquences vont continuer à devenir problématiques pour les régions du monde habituées à des températures plus fraîches. Le développement des infrastructures va devoir s’adapter afin de mieux faire face aux conditions météorologiques extrêmes qui sont appelées à devenir la nouvelle norme.

Source : médias d’information de l’Alaska.

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The heatwave which has affected the Pacific Northwest has made its way up to Alaska, where a 2.7 magnitude ice quake – the result of seismic activity triggered by melting glaciers – was recorded on June 29th, 2021 40 kilometres east of Juneau, the State’s capital.

Temperatures climbed to as high as 33.3°C in parts of Alaska. As temperatures rise, melting snow and glaciers often cause flooding in the region. Sometimes, the water refreezes and expands so that the ice triggers enough accumulated stress to result in seismic activity. Known as a cryoseism – a non-tectonic seismic event – the 29 June event took place in the Alaska Panhandle.

Scientists have long linked the melting of glaciers to incidences of earthquakes, in a phenomenon called isostatic rebound. The land that the glaciers are situated on tends to shift around according to their relative weight, which naturally lessens as they melt. As the glaciers spring upwards, the land that they sit upon rises, creating faults that can lead to an increase in the frequency and intensity of earthquakes. It has been suggested that when the glaciers cover potentially active volcanoes, the melting of the glaciers and the ensuing loss of mass might lead to increased volcanic activity.However, this relationship has never been clearly proved.

The ice quake in Alaska was recorded at a depth of about 13 kilometres, and was distinct from a separate M 4.0 undersea earthquake hat occurred off the coast of Oregon on June 30th, 2021 at a depth of 13 kilometres.

Beside the seismic consequences for the glaciers, the heatwave had a ruinous effect on the Pacific Northwest’s landscape. Power cables melted and districts were forced to shutter schools. Ground temperatures in parts of Washington State reached as high as 63 degrees Celsius, conditions that pose not only a threat to public health but also to critical infrastructure, with roadways buckling under the staggering heat. The wild heat also stressed the power grid, as people rushed to cool down their homes with air conditioning units.

With climate change likely to become more and more frequent, these types of stresses will continue to plague areas of the world accustomed to cooler temperatures. Infrastructure development will need to adapt in order to better accommodate the extreme weather patterns that are set to become the new abnormal.

Source: Alaska’s news media.

 

Glacier Mendenhall, pas très loin de Juneau (Photo: C. Grandpey)

La hausse du niveau de la mer responsable de l’effondrement en Floride ? // Sea level rise responsible for the collapse in Florida ?

Lorsque j’ai entendu parler de l’effondrement de l’immeuble à Miami, j’ai tout de suite pensé que la cause de la catastrophe pouvait être la hausse du niveau de la mer causée par le réchauffement climatique, ainsi que la nature du sol dans cette partie des États-Unis.

D’un point de vue géologique, le sol du sud de la Floride et des Keys, le chapelet d’îles qui s’égrènent au sud, est majoritairement composé de calcaire poreux. Au fur et à mesure que l’océan empiète sur les terres avec l’élévation du niveau de la mer, avec en plus l’intensification des « king tides », les grandes marées, les eaux souterraines pénètrent dans le calcaire et provoquent des inondations. Cette eau saumâtre, qui inonde régulièrement les parkings souterrains du sud de la Floride, peut entraîner une détérioration des fondations des bâtiments au fil du temps. L’élévation du niveau de la mer est susceptible de provoquer une corrosion des matériaux. Si tel est le cas à Miami, le sol ainsi corrodé n’aurait plus été en mesure de supporter le poids du bâtiment.

Les experts en bâtiment pensent qu’il est possible que l’élévation du niveau de la mer ait contribué à l’effondrement de l’immeuble de Miami qui a fait au moins quatre morts et 159 disparus.

Bien qu’il soit trop tôt pour dire si le réchauffement climatique a participé à l’effondrement des Champlain Towers South qui ont été construites il y a 40 ans, et si le changement climatique menace des milliers de structures similaires le long du littoral de la Floride, il faut garder à l’esprit que le niveau de la mer a augmenté de près de 10 centimètres entre 2000 et 2017 à proximité de Key West. Si l’on se réfère aux projections du gouvernement américain, la mer pourrait monter d’environ 3 à 4 mètres d’ici la fin du siècle en Floride. Or, il n’y a que 3% du comté de Miami-Dade qui se trouve à plus de 3,50 mètres au-dessus du niveau de la mer. Les Champlain Towers South, qui avaient été construites sur des remblais rapportés sur des marécages, se sont affaissées d’environ 2 millimètres par an entre 1993 et ​​1999.

Au moment où les autorités fédérales et étatiques tenteront de déterminer la cause de l’effondrement de l’immeuble, il ne fait guère de doute que la montée des eaux et les inondations causées par les grandes marées seront prises en compte comme possible facteur contributif. Même si le réchauffement climatique n’est pas considéré comme un comme un contributeur majeur dans le cas présent de défaillance structurelle, il faudra bien se faire à l’idée que si les mers continuent de monter, l’habitabilité d’une grande partie du sud de la Floride sera remise en question.

Source : Yahoo News.

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When I heard about the collapse of the building in Miami, my first thought about the cause of the disaster was sea level rise caused by climate change, together with the structure of the ground in that region of the United States.

From a geological standpoint, the base of the Keys, South Florida’s barrier islands is porous limestone. As the oceans encroach on land due to sea level rise and the worsening king tides, groundwater is pushed up through the limestone, causing flooding. That brackish water, which regularly inundates underground parking garages in South Florida, can potentially lead to the deterioration of building foundations over time. 

Building experts are now looking at the possibility that sea level rise may have contributed to the disaster that has left at least four people dead and 159 missing. Sea level rise does cause potential corrosion and if that was happening, it may not have handled the weight of the building.

While it is too early to say whether climate change is to blame for the collapse of the 40-year-old Champlain Towers South, or if it also threatens thousands of similar structures along Florida’s coastline, sea levels rose by nearly 10 centimetres between 2000 and 2017 in nearby Key West.

Just using the U.S. government projections, the sea might rise by about 3 to 4 metres by the end of the century in Florida. There’s only 3 percent of Miami-Dade County that is more tan 3.50 metres above sea level. The Champlain Towers South, which had been built on reclaimed wetlands, was found to have sunk by roughly 2 millimetres per year between 1993 and 1999.

Though federal and state investigators will attempt to pinpoint the cause of the collapse, rising seas and flooding from king tides will certainly be examined as a possible contributing factor.

But even if climate change is ruled out as a significant contributor to this particular instance of structural failure, there is no avoiding the fact that if seas continue to rise, the habitability of much of South Florida will be put in question.

Souurce : Yahoo News.

Prise de conscience de la montée des eaux à Miami (Photo : C. Grandpey)

Les effets du réchauffement climatique sur la région de Yellowstone // The effects of global warming on the Greater Yellowstone Area

Je fais partie de ceux qui adorent le Parc National de Yellowstone. Je l’ai visité plusieurs fois et j’y ai effectué des mesures de température des sources chaudes pour le compte de l’observatoire volcanologique.

Pourtant, aussi merveilleux qu’il soit, Yellowstone souffre du réchauffement climatique et de la hausse des températures au même titre que beaucoup d’autres endroits aux États-Unis. La situation est particulièrement inquiétante pour la faune et les écosystèmes.

Une nouvelle évaluation des effets du réchauffement climatique dans les parcs nationaux du Grand Teton et de Yellowstone met l’accent sur le risque de bouleversements à venir si la région continue de se réchauffer au rythme actuel. Depuis 1950, la température moyenne dans la région de Yellowstone a augmenté de 1,3°C. Le plus important, c’est que la région a perdu le quart de ses chutes de neige annuelles. Si la région se réchauffe, comme prévu, de 2,7 à 3,3°C d’ici 2061-2080 par rapport à la moyenne de 1986 à 2005, et de 5,5 à 6,1 °C d’ici la fin du siècle, les montagnes autour de Yellowstone auront complètement perdu leur manteau neigeux.

Cette disparition de la neige aura des répercussions sur une vaste gamme d’écosystèmes et de faune, ainsi que sur les villes et les fermes en aval qui dépendent des rivières qui prennent leur source dans ces montagnes. En plus des geysers et des sources chaudes, Yellowstone abrite l’aire de répartition la plus méridionale des populations de grizzlis en Amérique du Nord. Le parc sert de cadre à certaines des plus longues migrations d’animaux sauvages comme les élans, les antilopes, les cerfs mulets et les bisons.

La région de Yellowstone représente également le point de convergence des trois principaux bassins fluviaux de l’ouest des États-Unis : le bassin Snake-Columbia, le bassin Green-Colorado et le bassin du Missouri. Les effets du réchauffement climatique sur la région de Yellowstone ont donc des implications qui vont bien au-delà de l’impact sur le déclin de la population de truites et des perturbations de l’alimentation des grizzlis de la région. En effet, en modifiant l’approvisionnement en eau, le réchauffement climatique a un impact sur les principaux réservoirs de l’Ouest des Etats Unis, avec les villes et les fermes qui en dépendent à des centaines de kilomètres en aval.

La hausse des températures augmente également le risque d’incendies de forêt comme celui qui a ravagé Yellowstone en 1988 et celui qui a battu des records dans le Colorado en 2020.

Sans oublier que les effets du réchauffement climatique sur les parcs nationaux pourraient affecter les quelque 800 milliards de dollars de recettes touristiques dont bénéficie la région chaque année.

Un groupe de scientifiques de l’Université d’État du Montana, de l’U.S.G.S. et de l’Université du Wyoming s’est associé à des organisations locales pour lancer un évaluation climatique de la région de Yellowstone. L’objectif était de créer une base de concertation entre les parties prenantes de la région, que ce soient les populations autochtones qui y vivent depuis plus de 10 000 ans ou les agences fédérales mandatées pour entretenir les terres publiques dans la région. La perspective d’un manque de neige est le problème le plus préoccupant. Aujourd’hui, la limite moyenne de la neige en hiver se situe à environ 1 800 mètres d’altitude. D’ici la fin du siècle, avec le réchauffement climatique, elle devrait s’élever à au moins 3,000 mètres, ce qui correspond au sommet du domaine skiable de Jackson Hole dans le Grand Teton.

L’évaluation climatique de la région de Yellowstone utilise des projections climatiques qui supposent que les pays réduisent considérablement leurs émissions de gaz à effet de serre. En revanche, si on examine des scénarios dans lesquels ces émissions continuent à croître rapidement, les différences d’ici la fin du siècle par rapport à aujourd’hui deviennent très inquiétantes.

Le principal défi pour les années à venir concernera l’eau. Il se peut que les précipitations augmentent légèrement avec le réchauffement de la température, mais elles tomberont moins sous forme de neige. De plus, une plus grande partie tombera au printemps et à l’automne, tandis que les étés deviendront plus secs. La fonte de la neige au printemps, lorsque l’eau de fonte alimente les ruisseaux et les rivières, a déjà avancé d’environ huit jours depuis 1950. Ce changement entraîne une fin d’été plus longue et plus sèche, ce qui allonge encore plus la saison des incendies de forêt.

Ces modifications du régime de l’eau affecteront les migrations de la faune qui a lieu en fonction de l’arrivée des nouvelles feuilles dans les forêts sur les pentes des montagnes chaque printemps. Le faible débit des cours d’eau et l’eau plus chaude dans les rivières à la fin de l’été menaceront la survie des poissons qui dépendent de l’eau froide, comme la truite fardée de Yellowstone.

Delon l’évaluation climatique de la région de Yellowstone, la situation variera quelque peu d’un endroit à l’autre, mais aucune zone ne sera épargnée.

Source : Yahoo News / The Conversation.

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I am one of those who love Yellowstone National Park. I have visited the park several times and performed te:mperature measurements of the hot springs on behalf of the Yellowstone Volcano Observatory.

Wonderful as it is, Yellowstone is suffering fromclimate change and increasing temperatures like so many other place in the United States. The situation is particularly serious for the wildlife and the ecosystems.

A new assessment of climate change in Grand Teton and Yellowstone national parks warns of the potential for significant changes as the region continues to heat up. Since 1950, average temperatures in the Greater Yellowstone Area have risen 1.3 degrees Celsius and potentially more importantly, the region has lost a quarter of its annual snowfall. With the region projected to warm 2.7 – 3.3°C by 2061-2080, compared with the average from 1986-2005, and by as much as 5.5 – 6.1°C by the end of the century, the high country around Yellowstone is poised to lose its snow altogether.

The loss of snow there has repercussions for a vast range of ecosystems and wildlife, as well as cities and farms downstream that rely on rivers that start in these mountains.

In addition to geysers and hot springs, Yellowstone is home to the southernmost range of grizzly bear populations in North America and some of the longest intact wildlife migrations, including the seasonal traverses of elk, pronghorn, mule deer and bison.

The area also represents the one point where the three major river basins of the western U.S. converge : Snake-Columbia basin, Green-Colorado basin, and Missouri River Basin.

The effects of climate change on the Greater Yellowstone Area are, therefore, a question with implications far beyond the impact on Yellowstone’s declining cutthroat trout population and disruptions to the food supplies critical for the region’s recovering grizzly population. By altering the water supply, it also shapes the fate of major Western reservoirs and their dependent cities and farms hundreds of kilometres downstream.

Rising temperatures also increase the risk of large forest fires like those that burnt Yellowstone in 1988 and broke records across Colorado in 2020.

And the effects on the national parks could harm the region’s nearly 800 billion dollars in annual tourism activity.

A group of scientists from Montana State University, the U.S. Geological Survey and the University of Wyoming partnered with local organizations to launch the climate assessment.

The aim was to create a common baseline for discussion among the region’s many voices, from the Indigenous nations who have lived in these landscapes for over 10,000 years to the federal agencies mandated to care for the region’s public lands.

The transition away from snow is the most striking and the most worrying outcome that the assessment anticipates. Today the average winter snowline is at an elevation of about 1,800 metres. By the end of the century, warming is forecast to raise it to at least 3,00 metres, the top of Jackson Hole’s ski areas in Grand Teton.

The climate assessment uses projections of future climates based on a scenario that assumes countries substantially reduce their greenhouse gas emissions. When looking at scenarios in which global emissions continue at a high rate instead, the differences by the end of century compared with today becomes stark.

The main challenge in the coming years will concern water. Precipitation may increase slightly as the region warms, but less of it will fall as snow. More of it will also fall in spring and autumn, while summers will become drier than they have been. The timing of the spring runoff, when winter snow melts and feeds into streams and rivers, has already shifted ahead by about eight days since 1950. The shift means a longer, drier late summer when drought can turn the landscape brown or black as the wildfire season becomes longer and hotter.

The outcomes will affect wildlife migrations dependent on the “green wave” of new leaves that rises up the mountain slopes each spring. Low streamflow and warm water in late summer will threaten the survival of coldwater fisheries, like the Yellowstone cutthroat trout.

These outcomes will vary somewhat from location to location, but no area will be untouched.

Source : Yahoo News / The Conversation.

Les courbes montrent deux scénarios possibles de hausse des températures en fonction de la réduction (en bleu) ou non réduction (en rouge) des émissions de gaz à effet de serre. La comparaison est établie en se référant à la moyenne 1900-2005 (en noir). [Source: Greater Yellowstone Climate Assessment (2021)]