Catégorie : Glaciers

Des icebergs pour lutter contre la pénurie d’eau // Icebergs to fight against water shortage

Avec le changement climatique, un problème majeur sur Terre dans les prochaines décennies sera probablement le manque d’eau. Les pays situés dans les régions les plus sèches de la planète seront les premiers à en souffrir. L’Afrique du Sud en fait partie et les autorités tentent de trouver des solutions. L’un des projets consisterait à remorquer un iceberg depuis l’Antarctique jusqu’au Cap pour fournir de l’eau douce à la ville qui est sous la menace d’une pénurie d’eau. En 2017, Le Cap était sur le point de fermer tous ses robinets et d’obliger la population à faire la queue pour obtenir des rations d’eau à des bornes fontaines publiques.
L’idée de remorquer un iceberg de 90 à 100 millions de tonnes depuis l’Antarctique n’est pas nouvelle. L’idée a déjà été proposée par l’Arabie Saoudite il y a quelques années, mais le projet a finalement été abandonné parce qu’il était trop coûteux et comportait trop de difficultés techniques.

Le projet consiste à envelopper l’iceberg dans une jupe textile isolante pour stopper la fonte de la glace et d’utiliser un supertanker et deux remorqueurs pour le tirer sur 1900 kilomètres vers Le Cap en utilisant les courants océaniques. L’iceberg, soigneusement sélectionné par des drones et des radiographies, aurait une longueur d’environ 800 mètres, une largeur de 500 mètres et une épaisseur de 250 mètres, avec une structure tabulaire.
L’eau provenant de la fonte de la glace pourrait être recueillie chaque jour en utilisant des canaux de collecte tandis qu’une machine dotée d’une fraise broierait la glace. Ce système produirait 150 millions de litres d’eau utilisable chaque jour pendant un an.
On estime qu’il faudrait débourser 100 millions de dollars pour transporter un iceberg depuis l’Antarctique, voyage qui pourrait prendre jusqu’à trois mois, sans oublier 50 à 60 millions de dollars pour récolter l’eau de fonte pendant un an.
Pour faire face à la sécheresse, Le Cap a déjà pris des mesures allant de la construction d’usines de dessalement d’eau de mer à la publication d’instructions strictes demandant à la population de n’utiliser les toilettes que lorsque cela est nécessaire.

On ne sait pas si les autorités du Cap seront séduites par le projet d’iceberg antarctique. Un problème sera de savoir comment transférer l’eau de l’iceberg vers le réseau de distribution de la ville. On ne sait pas non plus si, une fois arrivé au cap, l’iceberg sera toujours en mesure de produire les volumes d’eau espérés. Les scientifiques indiquent qu’il pourrait perdre près de 30% de sa masse lors de son voyage vers le nord.
De nombreux scientifiques sont persuadés que le projet est fou. C’est l’opinion d’un glaciologue norvégien qui a travaillé en Arabie Saoudite sur le projet similaire mentionné précédemment.
Le projet sud-africain impliquant le remorquage d’un iceberg n’a jamais été réalisé et on ne sait pas s’il résisterait aux courants océaniques. On ne sait pas non plus si le bloc de glace ne se  fracturera pas au cours du voyage. Selon ses initiateurs, c’est certes un projet à haut risque, mais qui peut, au bout du compte, présenter de sérieux avantages.
Source: Presse internationale.

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With climate change, a major problem on Earth in the next decades will probably be the lack of water. Countries located in the driest parts of the world will be the first to suffer from this problem. South Africa is one of them and authorities are trying to find solutions. One of the projects would consist in towing an iceberg from Antarctica to Cape Town to supply fresh water to the city which is under the threat of a shortage of water. In 2018, Cape Town was very close to shutting off all its taps and forcing residents to queue for water rations at public standpipes.  .

The idea of towing a a 90-100 million-ton iceberg from Antarctica is not new. It was already imagines by Saudi Arabia a few years ago, but the project was finally abandoned because it was too costly and involves too many technical difficulties. It would consist in wrapping the iceberg in a textile insulation skirt to stop its melting and using a supertanker and two tugboats to drag it 1,900 kilometres towards Cape Town using prevailing ocean currents. The iceberg, carefully selected by drones and radiography scans, would be about 800 metres long, 500 metres wide and up to 250 metres thick, with a flat surface.

Melted water could be gathered each day using collection channels while a milling machine would create ice slurry. This system would produce 150 million litres of usable water every day for a year.

It has been estimated it would cost 100 million dollars to haul an iceberg on a journey that could take up to three months, and another 50-60 million dollars to harvest the water for one year as it melts.

To tackle the drought, Cape Town has already taken measures ranging from building seawater desalination plants to issuing strict instructions to only flush toilets when necessary. However, whether Cape Town authorities will be persuaded to embrace the iceberg project is unclear. One problem would be how to channel the water from the iceberg into the city’s distribution system. Another problem is that there is no guarantee that by the time the iceberg is hauled to Cape Town, it will still be able to produce the promised volumes of water. Scientists say it is likely to shrink by almost 30 per cent on its journey northwards.

Many experts are convinced the project is crazy. This is the opinion of a Norwegian glaciologist who worked on the Arabian project I mentioned above.

Such a project involving the towing of an iceberg has never been done before and it is unknown if it would withstand ocean currents or simply fracture in transit. According to its initiators, it is a high risk project, but also one which may have a very high reward at the end.

Source : Presse internationale.

Exemple d’iceberg tabulaire (Crédit photo: Wikipedia)

Le Glacier d’Argentière (Alpes françaises) sous surveillance // Monitoring of the Glacier d’Argentière (French Alps)

Le Glacier d’Argentière est l’un des plus connus et des plus visités des Alpes, juste au-dessus du village qui porte son nom. Autrefois, la langue terminale du glacier descendait jusque dans la vallée. Sous l’effet du réchauffement climatique il recule et s’amincit chaque année davantage. On a constaté qu’il perdait en moyenne un mètre d’épaisseur chaque année depuis trente ans. C’est pour étudier son comportement qu’une équipe scientifique s’est récemment rendue à son chevet.

Pendant plus d’un mois (du 26 Avril au 6 Juin 2018), des chercheurs de l’Institut des Sciences de l’Environnement (IGE) en collaboration avec des chercheurs du laboratoire ISTerre ont, dans le cadre du projet RESOLVE (financé par l’Université de Grenoble), mis en place un dispositif unique au monde permettant d’instrumenter les vibrations du glacier sous toutes ses facettes. 120 capteurs sismiques ont été installés en surface, à l’intérieur et sous le glacier. Pour ce faire, guidés par Luc Moreau (que je salue ici), ils ont avancé à l’intérieur de galeries souterraines rendues accessibles par la société de production hydroélectrique EMOSSON).

Les observations sismiques haute résolution ont été complétées par des mesures de positionnement GPS, d’exploration et d’interférométrie radar, ainsi que des mesures hydrologiques.

L’objectif de ce projet est de permettre la caractérisation fine des propriétés du champ d’ondes sismiques généré par la dynamique du glacier, en particulier par son glissement sur le substrat rocheux et par l’hydrologie sous-glaciaire. Cette campagne d’instrumentation devrait permettre aux chercheurs d’obtenir de nouvelles informations sur ces processus qui restent encore aujourd’hui mal connus bien qu’ils contrôlent une part importante de la dynamique glaciaire et donc du devenir des glaciers en réponse au changement climatique.

La vidéo de la mission est accessible avec ce lien :

https://lejournal.cnrs.fr/videos/le-glacier-dargentiere-mis-sur-ecoute

Source : IGE.

A titre tout à fait personnel, je me suis rendu auprès du Glacier d’Argentière au début du mois de juillet 2017. Si les conditions météo le permettent, je compte renouveler l’expérience début septembre 2018. La comparaison de photos permettra de voir les changements morphologiques subis par le glacier – son front en particulier – au cours de 14 mois.

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The Glacier d’Argentière Glacier is one of the best known and the most visited of the Alps, just above the village that bears its name. In the past, the front of the glacier descended into the valley. As a result of global warming, it is retreating and thinning a bit more each year. Glaciologists have found that it has been losing on average one metre of thickness every year for thirty years. It is to study his behaviour that a scientific team recently visited the glacier.
For over a month (from April 26th to June 6th, 2018), researchers from the Institute of Environmental Sciences (IGE) in collaboration with researchers from the laboratory ISTerre have, as part of the RESOLVE project (funded by the University of Grenoble), set up a unique system to tap the vibrations of the glacier in all its facets. 120 seismic sensors were installed on the surface, inside and under the glacier. To do this, guided by Luc Moreau, they advanced inside underground tunnels made accessible by the hydroelectric generating company EMOSSON).
High resolution seismic observations were supplemented by GPS positioning, radar exploration and interferometry measurements, and hydrological measurements.
The purpose of this project is to allow the fine characterization of the properties of the seismic wave field generated by the glacier dynamics, in particular by its sliding on the bedrock and subglacial hydrology. This instrumentation campaign should allow researchers to obtain new information on these processes which are still poorly known today, although they control a large part of the glacial dynamics and hence the fate of glaciers in response to climate change.
The video of the mission is accessible with this link:
https://lejournal.cnrs.fr/videos/le-glacier-dargentiere-mis-sur-ecoute

Source: IGE.

As far as I am concerned, I visited the Glacier d’Argentière at the beginning of July 2017. Weather permitting, I intend to repeat the experience in early September 2018. The comparison of photos will show the morphological changes undergone by the glacier – its front in particular – over 14 months.

Vue du glacier depuis le village d’Argentière

Le front du glacier vu depuis la vallée

Vue du glacier lors d’un survol effectué en septembre 2015

Approche du front du glacier. On aperçoit sur la droite du sentier l’entrée de la galerie souterraine.

Front du glacier

Le glacier sur son substrat  rocheux

Avec le réchauffement climatique, le glacier recule

Il est bien loin le temps où il descendait jusque dans la vallée!

(Photos: C. Grandpey

L’activité volcanique responsable de la fonte des glaciers en Antarctique ? // Is volcanic activity responsible for glacier melting in Antarctica ?

Comme de nombreux glaciers en Antarctique, le glacier de l’Ile du Pin – Pine Island Glacier en anglais – est en train de fondre, mais encore plus vite que ses homologues dans le monde. Selon une nouvelle étude financée par la National Science Foundation et publiée dans la revue Nature Communications, le changement climatique ne serait pas seul responsable de cette fonte. Les scientifiques ont trouvé des preuves que l’activité volcanique sous-marine contribuerait à l’amincissement du glacier. L’idée n’est pas vraiment nouvelle. Des recherches antérieures ont identifié un réseau de rifts volcaniques sous l’Antarctique de l’Ouest qui pourraient contribuer à l’instabilité de la calotte glaciaire dans la région. Une étude de l’Université du Texas de 2014 a conclu que «de vastes zones à la base du glacier Thwaites fondent rapidement en relation avec un flux géothermal provoqué par la migration du magma associée au rift et au volcanisme».
Dans la nouvelle étude, un groupe de scientifiques de l’Université de Rhode Island a découvert la présence d’une source de chaleur sous-marine en traçant la signature chimique de l’hélium. Les chercheurs sont persuadés que cette source de chaleur provient d’une activité volcanique sous-marine
On ne sait pas exactement jusqu’à quel point la source de chaleur pourrait ronger le glacier et dans quelle mesure cela accélèrerait sa disparition, mais les scientifiques sont certains que le glacier est en train de fondre par en dessous. Cette fonte pourrait contribuer considérablement à la hausse du niveau global de la mer, et pas seulement parce que la glace s’évacue dans l’océan. En effet, les glaciers de cette partie de l’Antarctique sont interconnectés de sorte que si l’un d’entre eux venait à fondre, cela accélérerait la vitesse d’écoulement des autres. Le glacier de l’Ile du Pin est important par son rôle de «blocage» des autres glaciers qui terminent leur course dans la mer ; sans lui, nous pourrions assister à une élévation encore plus rapide du niveau des océans. Le glacier de l’Ile du Pin est particulièrement important car il stabilise le glacier Thwaites, une immense rivière de glace dont la disparition semble irréversible. L’inlandsis antarctique occidental inquiète fortement le monde scientifique car il a déjà perdu 175 milliards de tonnes de glace depuis 2012.
Les auteurs de la dernière étude ont déterminé que l’activité volcanique sous-marine était à l’origine de la fonte de la glace grâce à la présence d’hélium-3 dans l’eau et aussi à cause des déformations inégales du glacier. Des couches de cendres découvertes dans des échantillons de carottes de glace et des signes d’activité sismique ont également permis de brosser un tableau des éruptions volcaniques dissimulées par la glace. Cependant, il est aujourd’hui quasiment impossible, par manque de moyens matériels et financiers, d’avoir la preuve de l’existence physique d’un volcan sous-glaciaire en Antarctique.
Certains scientifiques pensent qu’il est inexact d’attribuer l’essentiel du recul du glacier de l’Ile du Pin à l’activité volcanique. Ils pensent que c’est avant tout le réchauffement climatique qui déstabilisera de plus en plus les calottes glaciaires antarctiques et fera monter le niveau de la mer. Un chercheur a déclaré: «Le changement climatique est la cause majeure de la fonte glaciaire que nous observons. La source de chaleur nouvellement découverte a un effet encore indéterminé parce que nous ne savons pas comment elle est répartie sous la calotte glaciaire. »
Source: Presse scientifique internationale.

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Like many Antarctic glaciers, the Pine Island Glacier is melting. But Pine Island is melting faster than any other glacier in the world. Surprisingly, it’s not climate change alone that is causing the thaw. New research by the National Science Foundation and published in the journal Nature Communications has found evidence that volcanic activity beneath the glacier is a likely culprit. The idea is not really new Previous research has identified a network of volcanic rifts beneath Western Antarctica that could be contributing to the ice sheet’s instability. A 2014 University of Texas study concluded that “large areas at the base of Thwaites Glacier are actively melting in response to geothermal flux consistent with rift-associated magma migration and volcanism.”

This time, group of scientists at the University of Rhode Island discovered an underwater heat source by tracing the chemical signature of helium underwater. That heat source is almost certainly in the form of underwater volcanic activity

It is unclear exactly how badly the heat source could be damaging the glacier, and how much it will speed up the glacier’s demise, but scientists are sure that the glacier is being melted from below. This thawing could raise the global sea level considerably, and not only because the ice itself is melting into the ocean. Indeed, the glaciers in that part of Antarctica are interconnected so that if one of them melts away, this will accelerate the speed of the other glaciers. The Pine Island Glacier is important for “plugging” other ice from flowing into the sea too quickly, and without it, we may see an even faster sea level rise. The Pine Island Glacier is particularly important for stabilizing the Thwaites Glacier, an enormous piece of ice that scientists fear it may already be too late to save. The West Antarctic Ice Sheet is in dire straits, having already lost 175 billion tons of ice since 2012.

The researchers determined that underwater volcanic activity was causing the melts because of the quantity of helium-3 found in the water, and also because of the uneven deformations of the glacier. Layers of ash found in ice core samples and rumblings from earthquakes also helped paint a picture of hidden volcanic eruptions. However, physically finding a volcano, or a geological feature of volcanic activity, hiding so deeply under ice and water would be exceptionally difficult and expensive.

Other scientists caution against attributing most of Pine Island’s retreat to volcanic activity. Scientists have warned that global warming will increasingly destabilize Antarctic ice sheets and raise sea levels. Said one researcher: “Climate change is causing the bulk of glacial melt that we observe, and this newly discovered source of heat is having an as-yet undetermined effect, because we do not know how this heat is distributed beneath the ice sheet.”

Source: International scientific press.

Carte montrant les principaux glaciers (Source: AntarcticGlaciers.org)

 

Le soulèvement de l’Antarctique // Antarctica’s uplifting

Une étude publiée le 21 juin 2018 dans la revue Science révèle que le substrat rocheux sous l’Antarctique se soulève beaucoup plus vite qu’on le pensait, à raison d’environ 41 millimètres par an, probablement en raison de l’amincissement de la glace qui se trouve au-dessus. En effet, à mesure que la glace fond, son poids et sa pression sur la masse rocheuse diminuent. Avec le temps, lorsque d’énormes quantités de glace disparaissent, le substratum rocheux se soulève, poussé par le manteau visqueux sous la surface de la Terre. C’est un phénomène qui a été baptisé rebond isostatique par les scientifiques.
Ce soulèvement du substrat rocheux de l’Antarctique est à la fois une bonne et une mauvaise nouvelle. La bonne nouvelle, c’est que ce soulèvement du substrat rocheux pourrait stabiliser la calotte glaciaire. La mauvaise nouvelle, c’est qu’il a faussé les mesures satellitaires montrant la perte de glace qui a probablement été sous-estimée d’au moins 10%.
Le substrat rocheux de l’Antarctique est difficile à étudier parce qu’il est en grande partie recouvert d’une épaisse couche de glace; D’après la NASA, l’Antarctique contient environ 90% de toute la glace de la Terre, de sorte que sa fonte intégrale pourrait entraîner une hausse d’environ 60 mètres du niveau des océans. Pour mesurer les changements intervenus sur le continent, les chercheurs ont installé six stations GPS en différents points de l’Amundsen Sea Embayment (ASE), une vaste échancrure littorale de la Baie d’Admundsen, de la taille du Texas. Ils ont placé les capteurs GPS dans des endroits où le substrat rocheux était accessible, ce qui a permis de recueillir des données à une résolution spatiale de 1 km, plus élevée que celle obtenue dans des études antérieures.
Les scientifiques s’attendaient à voir un lent rebond isostatique. Au lieu de cela, ils ont constaté qu’il était environ quatre fois plus rapide que prévu. C’est le plus rapide jamais enregistré dans des zones glaciaires. Les résultats laissent supposer que le manteau sous-jacent est très réactif lorsque le poids important de la glace s’amoindrit, ce qui entraîne un soulèvement rapide du substrat.
Le soulèvement du substrat rocheux est certes le résultat de la perte de glace au cours du siècle dernier, mais cette perte de glace continue de nos jours à une vitesse inquiétante sous l’effet du changement climatique induit par l’homme. La quantité de glace qui a disparu du continent antarctique depuis 1992 a provoqué une élévation du niveau de la mer d’environ 8 mm. Les scientifiques de la NASA ont récemment prédit que le West Antarctic Ice Sheet (WAIS) – inlandsis antarctique occidental – pourrait disparaître entièrement dans les 100 prochaines années, entraînant une élévation du niveau de la mer de près de 3 mètres.
Les chercheurs font remarquer  que la fonte de l’Antarctique occidental pourrait avoir un aspect positif. Le soulèvement du substrat rocheux sous cette région pourrait permettre de stabiliser la calotte glaciaire et empêcher sa disparition totale, en dépit du réchauffement climatique qui affecte la planète.
Le point négatif, c’est que les estimations de la perte de glace en Antarctique dépendent des mesures satellitaires qui peuvent être affectées par des changements de masse significatifs. Les mesures risquent donc d’être faussées, avec des marges d’erreur pouvant atteindre jusqu’à 10 pour cent.
Source: Live Science.

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A study published on June 21st, 2018 in the journal Science reveals that the bedrock under Antarctica is rising more swiftly than ever recorded — about 41 millimetres upward per year, probably due to the thinning of the ice above. Indeed, as ice melts, its weight on the rock below lightens. And over time, when enormous quantities of ice have disappeared, the bedrock rises in response, pushed up by the flow of the viscous mantle below Earth’s surface, a phenomenon called post-glacial rebound or isostatic rebound.

This uplifting is both bad news and good news for the frozen continent. The good news is that the uplift of supporting bedrock could make the remaining ice sheets more stable. The bad news is that in recent years, the rising earth has probably skewed satellite measurements of ice loss, leading researchers to underestimate the rate of vanishing ice by as much as 10 percent.

Antarctica’s bedrock is difficult to study because most of it is covered by thick layers of ice; the continent’s ice sheet cover holds about 90 percent of all the ice on Earth, containing enough water to elevate sea levels worldwide by about 60 metres, according to NASA. To measure how it was changing, the researchers installed six GPS stations at locations around the Amundsen Sea Embayment (ASE), a region of the ice sheet roughly the size of Texas, that drains into the Amundsen Sea. They placed the GPS monitors in places where bedrock was exposed, gathering data at a spatial resolution of 1 km, higher than any recorded in prior studies.

The scientists expected to see some evidence of slow uplift in the bedrock over time. Instead, they saw that the rate of the uplift was about four times faster than anticipated from ice-loss data. The velocity of the rebound in the ASE was one of the fastest rates ever recorded in glaciated areas. The findings suggest that the mantle underneath is fast-moving and fluid, responding rapidly as the heavy weight of ice is removed to push the bedrock upward very quickly.

The bedrock uplift is a result of ice loss over the past century, but ice continues to vanish from parts of Antarctica at a dramatic rate, spurred by human-induced climate change. The amount of ice that has vanished from the continent since 1992 caused about 8 mm of sea level rise. And scientists recently predicted that the West Antarctic Ice Sheet (WAIS) could collapse entirely within the next 100 years, leading to sea level rise of up to nearly 3 metres.

But the researchers suggest that there may be a ray of hope for the weakening WAIS. The deforming bedrock under Antarctica, buoyed by a fluid mantle, could provide an unexpected source of support for the WAIS. In fact, the bedrock’s uplift could stabilize the WAIS enough to prevent a complete collapse, even under strong pressures from a warming world.

There’s a downside to the scientists’ findings, too. Estimates of ice loss in Antarctica depend on satellite measurements of gravity in localized areas, which can be affected by significant changes in mass. If the bedrock under Antarctica is rapidly adjusting in response to ice loss, its uplift would register in gravity measurements, compensating for some ice loss and obscuring just how much ice has truly disappeared by about 10 percent.

Source : Live Science.

Source: NOAA