Catégorie : Environnement

Catastrophe écologique au Kamchatka (suite et fin) // Environmental disaster in Kamchatka (continued and concluded)

Comme je l’ai écrit dans deux notes précédentes, une pollution à grande échelle a affecté la côte de la péninsule du Kamtchatka (Russie). De nombreuses questions ont été posées sur la cause possible de la pollution. On l’a attribuée à la fuite possible de produits pétroliers et de phénol des navires traversant le golfe d’Avacha, ou à une manœuvre militaire qui aurait pu polluer une rivière qui se jette dans l’océan. En fait, les deux hypothèses sont inexactes.
En fin de compte, c’est une prolifération d’algues toxiques avec du phytoplancton toxique qui est responsable de la mort à grande échelle de la vie marine au large du Kamtchatka.

Pour mémoire, la mystérieuse pollution a été signalée pour la première fois par des surfeurs locaux en septembre ; ils souffraient de problèmes de santé et de brûlures dues à une substance chimique. À la mi-octobre, 95% des animaux des fonds marins ont été retrouvés morts au large des côtes, ce qui a conduit à la possibilité d’une pollution par des produits chimiques déversés par l’Homme.  .

On ne sait pas pourquoi la prolifération d’algues a causé tant de dégâts dans les eaux autour de la péninsule. Les autorités tentent toujours d’identifier ce qui a déclenché cette prolifération, ainsi que la chute du niveau d’oxygène dans l’eau.
Le vice-président de l’Académie des Sciences de Russie a expliqué qu’après avoir étudié des milliers d’échantillons d’eau, on a découvert la présence de toxines émanant d’un organisme unicellulaire dinoflagellé. «La mort en grand nombre d’organismes aquatiques benthiques s’est produite à la suite d’une exposition aux toxines d’un complexe d’espèces du genre Karenia, qui appartient à la famille des dinoflagellés.»

D’autres scientifiques ajoutent que des bancs de plancton ont été vus en train de dériver vers le nord en direction de Tchoukotka, avant de se déplacer vers le sud vers les côtes du Kamtchatka. Ces organismes microscopiques ont favorisé la prolifération des algues toxiques. Les proliférations d’algues peuvent durer de quelques jours à plusieurs mois.

Source: The Siberian Times.

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As I put it in two previous posts, a wide-scale pollution has affected the coast of the Kamchatka Peninsula in Russia. Many questions were asked about the possible cause of the pollution. Itt was attributed to the possible leakage of oil products and phenol from ships passing through the Avacha Gulf, or to a military manoeuvre that might have polluted a river that flows into the ocean. Actually, both hypotheses were wrong.

In the end, a toxic algae bloom with toxic phytoplankton has been found to be responsible for the massive die-off of marine creatures off Kamchatka. The mysterious pollution was first reported by local surfers in September, who suffered health problems and chemical burns. In mid-October, 95 percent of seabed animals were found dead off the coast, leading to theories that it was caused by harmful, manmade chemicals. Actually, it was the toxicity of the algae that caused the environmental disaster. It is not known why the algae bloom led to so much damage to the waters around the peninsula, and authorities are still trying to identify what triggered the bloom, as well as the reduction in oxygen levels in the water.

The vice president of the Russian Academy of Sciences explained that after studying thousands of water samples, the presence of toxins from a single-celled organism called dinoflagellate was found. “The mass death of benthic aquatic organisms occurred as a result of exposure to toxins from a complex of species of the genus Karenia, a representative of dinoflagellates.”

Other scientists add that groupings of plankton were seen drifting northward toward Chukotka, before shifting to the south to the shores of Kamchatka. These microscopic organisms fed the toxic algae bloom.

All the analyses indicate that no pronounced man-made impact on the habitat of aquatic organisms was detected. The blooms can last from days to months.

Source : The Siberian Times.

Nouvelle lumière sur la collision tectonique au Tibet // New light on tectonic collision in Tibet

De nouvelles données sismiques recueillies par des scientifiques de l’Université de Stanford et de l’Académie Chinoise des Sciences Géologiques montrent que deux processus entrent en action simultanément sous la zone de collision tibétaine. C’est la première fois que des scientifiques disposent d’images fiables des variations longitudinales dans la zone de collision de l’Himalaya. L’étude a été publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences en septembre 2020.

En plus d’être un lieu idéal pour les aventuriers et les personnes à la recherche d’une retraite spirituelle, la région de l’Himalaya est un endroit extraordinaire pour comprendre les processus géologiques. Elle abrite des gisements de cuivre, de plomb, de zinc, d’or et d’argent, ainsi que des éléments plus rares comme le lithium, l’antimoine et le chrome. Le soulèvement du plateau tibétain affecte même le climat car il influence la circulation atmosphérique et le développement des moussons.
Cependant, les scientifiques ne maîtrisent pas totalement les processus géologiques qui contribuent à la formation de la région. L’étude de l’Himalaya est rendue difficile par les problèmes d’accès physique et politique au Tibet. En conséquence, la plupart des missions sur le terrain ont été trop limitées dans l’espace pour comprendre la situation dans son ensemble, ou bien elles n’ont pas eu suffisamment de résolution en profondeur pour bien comprendre les processus en jeu.
Aujourd’hui, les nouvelles données sismiques collectées par des géophysiciens de la School of Earth, Energy & Environmental Sciences de Stanford offrent la première vue ouest-est du sous-sol de la région où s’affrontent l’Inde et l’Asie. L’étude participe au débat en cours sur la structure de la zone de collision himalayenne, source de catastrophes comme le séisme de Gorkha en 2015 qui a tué environ 9 000 personnes et en a blessé des milliers d’autres.
Les nouvelles données sismiques montrent que deux processus concurrents entrent probablement en action simultanément sous la zone de collision: 1) le mouvement d’une plaque tectonique sous une autre, ainsi que 2) l’amincissement et l’effondrement de la croûte.
C’est la première fois que des scientifiques recueillent des images vraiment fiables de la variation longitudinale de la zone de collision de l’Himalaya. Lorsque la plaque indienne entre en collision avec l’Asie, elle forme le Tibet, le plus haut et le plus vaste plateau de haute montagne de la planète. Ce processus a commencé très récemment dans l’histoire géologique, il y a environ 57 millions d’années. Les chercheurs ont proposé diverses explications pour sa formation, comme un épaississement de la croûte terrestre qui serait causé par la plaque indienne en se frayant un chemin sous le plateau tibétain.
Pour vérifier ces hypothèses, les chercheurs ont installé de nouveaux sismomètres en 2011 afin de rechercher des détails qui auraient pu passer inaperçus auparavant. Surtout, les nouveaux sismos ont été installés d’est en ouest à travers le Tibet. Auparavant, ils n’avaient été déployés que du nord au sud parce que c’est dans cette direction que les vallées du pays sont orientées et c’est aussi la direction dans laquelle les routes ont été historiquement construites.
Au final, les images reconstituées à partir d’enregistrements par 159 nouveaux sismomètres étroitement espacés le long de deux profils d’un millier de kilomètres de long, révèlent les endroits où la croûte indienne présente des déchirures profondes provoquées par la courbure de l’arc himalayen.
Tandis que la plaque tectonique indienne se déplace à partir du sud, le manteau, qui constitue la partie la plus épaisse et la plus solide de la plaque, plonge sous le plateau tibétain. Les dernières analyses révèlent que ce processus provoque la rupture de petites parties de la plaque indienne sous deux des rifts de surface, ce qui crée probablement des déchirures dans la plaque, de la même manière qu’un camion traversant un espace étroit entre deux arbres arrache des morceaux d’écorce. L’emplacement de ces déchirures semble essentiel pour comprendre jusqu’à quelle distance un séisme majeur comme celui Gorkha va se propager.
La survenue de séismes très profonds, à plus de 60 kilomètres sous la surface, est un aspect surprenant du Tibet. En utilisant leurs données sismiques, les chercheurs ont détecté des relations entre les déchirures de la plaque et la survenue de ces séismes profonds.
La dernière étude explique également pourquoi la force de la gravité varie dans différentes parties de la zone de collision. Les co-auteurs ont émis l’hypothèse qu’après que les petits morceaux se soient détachés de la plaque indienne, un matériau plus tendre car plus chaud est remonté des profondeurs, créant des déséquilibres de masse dans la zone de collision Inde-Tibet.
Source: Université de Stanford.
Référence: « Localized foundering of Indian lower crust in the India–Tibet collision zone » – Shi, D. et al. – Proceedings of the National Academy of Sciences – https://doi.org/10.1073/pnas.2000015117

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New seismic data collected by scientists at Stanford University and the Chinese Academy of Geological Sciences suggests that two competing processes are simultaneously operating beneath a collision zone in Tibet. The research marks the first time scientists have gathered credible images of along-strike or longitudinal variation in the Himalaya collision zone. Itwas published in the Proceedings of the National Academy of Sciences in September 2020..

In addition to being the place to be for adventurers and spiritual seekers, the Himalaya region is a wonderful place for understanding geological processes. It hosts mineral deposits of copper, lead, zinc, gold and silver, as well as rarer elements like lithium, antimony and chrome. The uplift of the Tibetan plateau even affects global climate by influencing atmospheric circulation and the development of seasonal monsoons.

However, scientists still don’t fully understand the geological processes contributing to the region’s formation. The study of the Himalayas is made difficult by the physical and political inaccessibility of Tibet. As a consequence, most field experiments have either been too localized to understand the big picture or they have lacked sufficient resolution at depths to properly understand the processes.

Now, new seismic data gathered by geophysicists at Stanford’s School of Earth, Energy & Environmental Sciences provides the first west-to-east view of the subsurface where India and Asia collide. The research contributes to an ongoing debate over the structure of the Himalaya collision zone, the source of catastrophes like the 2015 Gorkha earthquake that killed about 9,000 people and injured thousands more.

The new seismic images suggest that two competing processes are simultaneously operating beneath the collision zone: 1) movement of one tectonic plate under another, as well as 2) thinning and collapse of the crust.

The study marks the first time that scientists have collected truly credible images of an along-strike, or longitudinal, variation in the Himalaya collision zone. As the Indian plate collides with Asia it forms Tibet, the highest and largest mountain plateau on the planet. This process started very recently in geological history, about 57 million years ago. Researchers have proposed various explanations for its formation, such as a thickening of the Earth’s crust caused by the Indian plate forcing its way beneath the Tibetan Plateau.

To test these hypotheses, researchers installed new seismic recorders in 2011 in order to resolve details that might have been previously overlooked. Importantly, the new recorders were installed from east to west across Tibet; traditionally, they had only been deployed from north to south because that is the direction the country’s valleys are oriented and thus the direction that roads have historically been built.

The final images, pieced together from recordings by 159 new seismometers closely spaced along two 1,000-kilometre long profiles, reveal where the Indian crust has deep tears associated with the curvature of the Himalayan arc.

As the Indian tectonic plate moves from the south, the mantle, the thickest and strongest part of the plate, is dipping beneath the Tibetan plateau. The new analyses reveal that this process is causing small parts of the Indian plate to break off beneath two of the surface rifts, likely creating tears in the plate, similar to how a truck barreling through a narrow gap between two trees might chip off pieces of tree trunk. The location of such tears can be critical for understanding how far a major earthquake like Gorkha will spread.

The occurrence of very deep earthquakes, more than 60 kilometres below the surface, is an unusual aspect of Tibet. Using their seismic data, the researchers found associations between the plate tears and the occurrence of those deep quakes.

The research also explains why the strength of gravity varies in different parts of the collision zone. The co-authors hypothesized that after the small pieces dropped off from the Indian plate, softer material from underneath bubbled up, creating mass imbalances in the India-Tibet collision zone.

Source: Stanford University.

Reference: « Localized foundering of Indian lower crust in the India–Tibet collision zone » – Shi, D. et al. – Proceedings of the National Academy of Sciences – https://doi.org/10.1073/pnas.2000015117

Environnement tectonique du Népal avec le séisme de Gorkha (Source : IPG, USGS)

Des changements océaniques inquiétants // Disturbing ocean changes

Selon une nouvelle étude réalisée par un groupe de chercheurs de la University College de Londres (UCL) et publiée dans la revue Geophysical Research Letters, les changements intervenus dans la circulation océanique sont probablement en train de provoquer des changements dans les écosystèmes de l’Océan Atlantique jamais observés depuis 10 000 ans.

Le climat est resté assez stable au cours de l’Holocène, période de 12 000 ans qui a fait suite à la dernière période glaciaire. Il est généralement admis que cette stabilité climatique a permis à la civilisation humaine de se mettre en place. On pense que les principaux courants océaniques sont eux aussi restés relativement stables pendant l’Holocène. Ces courants ont des cycles naturels, qui affectent les sites où se trouvent les organismes marins comme le plancton, les poissons, les oiseaux de mer et les baleines.
Les effets du changement climatique sur l’océan sont de plus en plus visibles. Comme je l’ai indiqué à plusieurs reprises, les récifs coralliens tropicaux sont en train de blanchir. Les océans s’acidifient car ils absorbent le carbone de l’atmosphère Certaines espèces de poissons comme le hareng ou le maquereau se déplacent vers les pôles. Personne ne sait vraiment à quoi ressemblera l’avenir.

Pour essayer de trouver une réponse à cette question, les chercheurs ont cherché des sites où ils étaient susceptibles de trouver des fossiles datant de l’ère industrielle, mais aussi de plusieurs milliers d’années en amont. Ils ont trouvé ce qu’ils cherchaient au sud de l’Islande, là où un important courant marin en eau profonde provoque l’accumulation de sédiments en grande quantité. Ils ont prélevé sur ce site des carottes de sédiments qui ont ensuite été lavées et tamisées pour faire ressortir des fossiles. Les sédiments les plus profonds contiennent les fossiles les plus anciens, tandis que les sédiments de surface contiennent des fossiles qui se sont déposés au cours des dernières années.
Les chercheurs ont commencé à échantillonner les différentes espèces de plancton fossile dans ces sédiments où elles se développent dans des conditions différentes. Ils ont en particulier examiné les foraminifères qui ont des coquilles de carbonate de calcium. Une récente étude a montré que la répartition la plus récente de foraminifères est différente de celle du début de l’ère industrielle. Cela prouve que le changement climatique a clairement eu un impact.
De la même façon, la théorie selon laquelle les courants océaniques modernes seraient semblables à ceux des deux derniers milliers d’années a été mise à mal par une étude de l’UCL publiée en 2018. Elle a montré que la circulation thermohaline était à son niveau le plus faible depuis 1500 ans. La nouvelle étude montre que la circulation de surface actuelle dans l’Atlantique Nord est différente de celle observée au cours des 10 000 dernières années, autrement dit la majeure partie de l’Holocène.
Les effets de cette modification de la circulation océanique sont visibles dans l’Atlantique Nord. Juste au sud de l’Islande, la réduction du nombre d’espèces de plancton d’eau froide et l’augmentation du nombre d’espèces d’eau chaude montre que les eaux chaudes ont remplacé les eaux froides riches en nutriments. Il est probable que ces changements ont également provoqué un déplacement vers le nord des principales espèces de poissons telles que le maquereau, ce qui pose déjà des problèmes car différentes nations se disputent les droits de pêche.
Plus au nord, d’autres preuves fossiles montrent qu’une plus grande quantité d’eau chaude en provenance de l’Atlantique a atteint l’Arctique, ce qui contribue probablement à la fonte de la glace de mer (voir mes précédentes notes sur ce sujet). Plus à l’ouest, un ralentissement de la circulation thermohaline signifie que les eaux ne se réchauffent pas autant que prévu, tandis que, encore plus à l’ouest, près des États-Unis et du Canada, les eaux chaudes du Gulf Stream semblent se déplacer vers le nord, ce qui aura des conséquences profondes sur les principales zones de pêche. Ces systèmes de circulation océaniques risquent fort de se trouver affectés lorsque l’Atlantique Nord deviendra moins salé. Le changement climatique peut provoquer un tel phénomène en augmentant les précipitations, la fonte des glaces et la quantité d’eau issue de l’Océan Arctique.

Les auteurs de l’étude ne savent pas ce qui a provoqué les changements dans la circulation océanique. Il semble toutefois que l’océan soit plus sensible au changement climatique actuel qu’on ne le pensait auparavant, et l’humanité devra s’adapter.
Source: The Conversation.

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According to a new study led by a research group at University College London (UCL) and published in the journal Geophysical Research Letters, changes in ocean circulation may have caused a shift in Atlantic Ocean ecosystems not seen for the past 10,000 years.

The climate has been quite stable over the Holocene, a 12,000-year period since the end of the last Ice Age. It is denerally admitted that this stability allowed human civilisation to really get going. The major ocean currents are also thought to have been relatively stable during the Holocene. These currents have natural cycles, which affect where marine organisms can be found, including plankton, fish, seabirds and whales.

Climate change in the ocean is becoming apparent. As I put it several times, tropical coral reefs are bleaching. The oceans becoming more acidic as they absorb carbon from the atmosphereSome fish species like herring or mackerel are moving towards the poles. Nobody really knows what the future will be like. To try and find an answer to this question, researchers had to look for places where seabed fossils not only covered the industrial era in detail, but also stretched back many thousands of years. They found the right patch of seabed just south of Iceland, where a major deep sea current causes sediment to pile up in huge quantities. There, they collected cores of sediment which were later washed and sieved to find fossils. The deepest sediment contains the oldest fossils, while the surface sediment contains fossils that were deposited within the past few years.

The researchers started counting the different species of tiny fossil plankton that can be found in such sediments. Different species like to live in different conditions. They looked at foraminifera which have shells of calcium carbonate. A recent global study showed that modern foraminifera distributions are different to the start of the industrial era. Climate change is clearly already having an impact.

Similarly, the view that modern ocean currents are like those of the past couple of thousand years was challenged by a UCL study released 2018, which showed that the overturning “conveyor belt” circulation was at its weakest for 1,500 years. The scientis’s new study builds on this picture and suggests that modern North Atlantic surface circulation is different to anything seen in the past 10,000 years which include most of the Holocene.

The effects of the unusual circulation can be found across the North Atlantic. Just south of Iceland, a reduction in the numbers of cold-water plankton species and an increase in the numbers of warm-water species shows that warm waters have replaced cold, nutrient-rich waters. It is likely that these changes have also led to a northward movement of key fish species such as mackerel, which is already causing problems as different nations vie for fishing rights.

Further north, other fossil evidence shows that more warm water has been reaching the Arctic from the Atlantic, likely contributing to melting sea ice (see my previous posts about this topic). Further west, a slowdown in the Atlantic conveyor circulation means that waters are not warming as much as we would expect, while furthest west close to the US and Canada the warm Gulf Stream seems to be shifting northwards which will have profound consequences for important fisheries.

One of the ways that these circulation systems can be affected is when the North Atlantic gets less salty. Climate change can cause this to happen by increasing rainfall, increasing ice melt, and increasing the amount of water coming out of the Arctic Ocean.

The authors of the study still do not know what has ultimately caused these changes in ocean circulation. But it does seem that the ocean is more sensitive to modern climate changes than previously thought, and mankind will have to adapt.

Source: The Conversation.

Circulation thermohaline globale et dans l’Atlantique (Source: GIEC).

Restrictions d’accès à plusieurs grottes en Islande // Access restrictions to several caves in Iceland

Le 5 juillet 2019, la 43ème session du Comité du Patrimoine Mondial de l’UNESCO qui se tenait à Bakou, en Azerbaïdjan, a approuvé l’inscription du Parc National du Vatnajökull sur la Liste du Patrimoine Mondial. Cette Liste comprend des sites considérés comme ayant une valeur universelle exceptionnelle en termes de culture, de nature ou d’autres domaines. Le but est d’assurer la coopération internationale pour la préservation et la protection des trésors culturels et des espaces naturels du monde entier.
En ce qui concerne le Vatnajökull, l’accent a été mis sur la zone de rift, le point chaud sous l’Islande et les systèmes volcaniques, en plus de l’interaction entre le feu et la glace, considérée comme unique au monde.
Deux sites islandais figuraient déjà sur la Liste du patrimoine mondial : le Parc national de Thingvellir, dans la catégorie culturelle, et l’île de Surtsey pour sa géologie exceptionnelle.

Afin de protéger les trésors géologiques qui se cachent sous la glace du Vatnajökull, un nombre limité de personnes sera désormais autorisé à visiter des grottes et à faire de la randonnée glaciaire dans cinq zones de la partie sud du Parc national. Il s’agit de cinq zones dans les glaciers Breiðamerkurjökull – côté est et ouest, Falljökull / Virkisjökull, Skeiðarárjökull et Skálafellsjökull. Le nombre maximum de touristes autorisés chaque jour dans ces cinq zones est respectivement de 650, 650, 1 000, 500 et 500. C’est la première fois en Islande que l’accès à une ressource naturelle comme les glaciers est contrôlé de cette manière. Le but est de protéger la nature en réduisant l’afflux touristique.

Outre ces restrictions dans la région de Vatnajökull, l’Agence pour l’Environnement va fermer l’accès à deux grottes situées dans le champ de lave de Þeistareykjahraun dans le nord de l’Islande afin de protéger leurs formations minérales uniques. Les géologues ont mené des études approfondies et effectué une cartographie précise du système de grottes afin de s’assurer que tous les points d’accès à l’une ou l’autre des grottes seront condamnés, ce qui mettra à l’abri des regards une surface de quarante mètres carrés.
On a recensé 15 grottes dans le champ de lave de Þeistareykjahraun. L’une d’elles, actuellement fermée au public, est vieille de 2500 ans, et contient un grand nombre de stalagmites et stalactites exceptionnelles. La deuxième grotte n’a été découverte que l’hiver dernier mais a été pillée de plusieurs de ses trésors naturels peu de temps après avoir fait la une des journaux. Ces deux grottes seront donc fermées afin de garantir qu’aucun autre dommage ne sera causé à leurs formations minérales uniques et qu’aucune d’elles ne sera plus retirée du site.
Source: Iceland Monitor.

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On July 5th, 2019, the 43rd session of UNESCO’s World Heritage Committee in Baku, Azerbaijan, approved to inscribe Vatnajökull National Park on the World Heritage List. The UNESCO World Heritage List includes landmarks regarded to have outstanding universal value in terms of culture, nature, or other areas. The aim of the Heritage List is to ensure international cooperation in preserving and protecting cultural treasures and natural areas all over the world.

As far as Vatnajökull is concerned, emphasis was put on the rift zone, the hot spot under the country and the volcanic systems, in addition to the interplay between fire and ice, believed to be globally unique.

Already on the World Heritage List are two sites in Iceland: Thingvellir National Park, in the cultural category, and Surtsey island, unique for its geology.

To protect the geological treasures hidden within the Vatnajökull area, a limited number of people will from now on be allowed to visit ice caves and to go glacier hiking within five areas in the southern part of Vatnajökull National Park. These include five areas in the glaciers Breiðamerkurjökull – east and west side, Falljökull/Virkisjökull, Skeiðarárjökull and Skálafellsjökull. The maximum number of tourists allowed in these five areas a day is 650, 650, 1,000, 500 and 500, respectively. This is the first time in Iceland that access to a natural resource such as glaciers is being controlled in this way. The goal of the policy is to protect nature by reducing tourist traffic in these areas.

Beside these restrictions in the Vatanjökull area, the Environment Agency of Iceland is working to close off access to two caves in the Þeistareykjahraun lava field in North Iceland in order to protect their unique mineral formations. Geologists have conducted extensive surveys and mapping of the cave system in order to ensure that they do not miss any point of access to either cave and will be blocking off forty square metres in total.

There are 15 known caves in the Þeistareykjahraun lava field. One of those that is currently being closed off to public access is 2,500 years old and is filled with exceptional stalagmites and stalactites. The second cave was discovered only last winter but was plundered of many of its natural treasures shortly after making the news. These two caves are therefore being closed in order to ensure that no more damage is done to their unique mineral formations and that no more of these are removed from the site.

Source : Iceland Monitor.

Stalactites de glace dans une grotte sur l’Etna (Photo : C. Grandpey)