La fonte des glaces perturbe l’axe de la Terre // Ice melting disturbs Earth’s axis

Depuis 1980, les pôles nord et sud de la Terre ont dérivé d’environ 3,90 mètres. Les pôles sont l’endroit où la surface de notre planète croise son axe de rotation, une ligne invisible qui passe par le centre de la masse de la Terre, et autour de laquelle elle tourne. Cependant, les emplacements géographiques des pôles ne sont pas fixes : lorsque l’axe de la Terre se déplace, les pôles font de même.
Une étude publiée en mars 2021 a révélé que l’axe de la Terre a commencé à se déplacer de manière significative en 1995, ce qui a accéléré le mouvement des pôles et changé sa direction. La cause de ce changement était la fonte des glaciers. En effet, la fonte des glaces, en particulier la calotte glaciaire du Groenland et de nombreux glaciers dans le monde, modifie la répartition de la masse de la Terre
Si l’on prend en compte des milliers d’années d’observation, on se rend compte que l’axe de la Terre pointe dans une seule direction : vers l’étoile polaire, également connue sous le nom de Polaris. Toutefois, les astronomes ont vite compris que ce n’était pas toujours le cas. Parfois, l’axe pointe vers une autre étoile, hésite, puis revient à l’étoile polaire.
La Terre n’est pas une boule statique. Le noyau en fusion peut se déplacer, avec un mouvement de flux et de reflux. La croûte peut se contracter ou se dilater, selon ce qui se trouve au-dessus. On peut comparer la Terre à une toupie : si le poids de la toupie est uniformément réparti, elle tourne parfaitement, sans aucune oscillation d’un côté ou de l’autre. Mais si une partie du poids de la toupie se déplace d’un côté ou de l’autre, cela modifie le centre de sa masse et son axe de rotation. Elle se met à pencher vers le côté le plus lourd lorsqu’elle tourne. La même chose se produit avec la Terre lorsque le poids se déplace d’une zone à une autre.
Parfois, des changements dans la répartition de la roche en fusion dans le noyau externe de la Terre peuvent modifier la répartition de la masse de la planète. De plus, la façon dont l’eau est répartie à la surface de la Terre joue également un rôle important.
Ainsi, lorsque le réchauffement climatique a provoqué une énorme fonte des glaciers dans les régions polaires de la planète et que cette eau a rejoint l’océan, le poids de cette eau s’est réparti sur une zone différente. Cette redistribution est le principal moteur de la dérive polaire observée par les scientifiques au cours des dernières décennies.
La tendance a commencé vers 1995. Avant le milieu des années 1990, les données satellitaires montraient que les pôles se déplaçaient lentement vers le sud. Ensuite, ils ont tourné à gauche et ont commencé à se déplacer vers l’est à un rythme accéléré, à raison d’environ 0,25 centimètre par an. La vitesse moyenne de dérive des pôles entre 1995 et 2020 était 17 fois plus rapide que celle de 1981 à 1995.
Cette accélération va de pair avec l’accélération de la fonte autour des pôles nord et sud. Elle a été provoquée par la hausse des températures de surface et des océans de la planète. Le Groenland a perdu plus de 4,2 billions de tonnes de glace depuis 1992, ce qui a fait monter le niveau de la mer d’un centimètre. Le rythme de cette fonte a été multiplié par sept, passant de 36 milliards de tonnes par an dans les années 1990 à 280 milliards de tonnes par an au cours de la dernière décennie.
La fonte des glaciers de l’Antarctique s’accélère également. Dans les années 1980, l’Antarctique perdait 40 milliards de tonnes de glace par an. Au cours de la dernière décennie, ce nombre est passé à une moyenne de 252 milliards de tonnes par an.
L’étude de 2021 montre que les changements dans la quantité d’eau douce stockée sous terre affectent également la dérive polaire. Une fois que les humains ont pompé cette eau souterraine à la surface pour l’utiliser comme eau potable ou pour l’agriculture, elle finit par se déverser dans les rivières et les océans, redistribuant le poids de l’eau à la surface de la Terre. Près de 20 000 milliards de tonnes d’eau souterraine ont été extraites de la Terre depuis les années 1950.
L’axe de rotation de la Terre ne se déplace pas régulièrement dans une direction. En un an, il peut également se déplacer d’avant en arrière. Ces variations sont influencées par « tout ce qui se passe à la surface de la planète » au fil des décennies. Il est donc difficile de dire exactement ce qui a causé les variations dans la position de l’axe.
Dans une étude publiée en 2016, les chercheurs ont pu retracer un déplacement «interannuel» de l’axe dû aux pluies et sécheresses extrêmes. Un sol extrêmement gorgé d’eau est très lourd, alors qu’une sécheresse extrême peut soudainement rendre le sol très léger. C’est suffisant pour modifier la position de l’axe de la Terre,même si ce n’est que très légèrement.
L’axe de rotation de la Terre n’est pas vertical de haut en bas comme les axes de Mercure ou de Jupiter ; il présente une inclinaison de 23,5 degrés. C’est pourquoi les hémisphères nord et sud reçoivent des quantités variables de lumière solaire à différents moments de l’année. C’est aussi pourquoi nous avons des saisons.
Le changement récent de l’axe de la Terre n’affectera pas notre vie quotidienne, mais il pourrait légèrement modifier la durée de nos journées. La Terre met un peu moins de 24 heures pour effectuer une rotation. Le mouvement de son axe, et donc de ses pôles, pourrait ajouter des millisecondes à ce temps de rotation, allongeant un peu nos journées. Cependant, il n’y a aucune raison de s’inquiéter car l’amplitude du changement d’axe de rotation est vraiment faible. Le changement d’heure deux fois dans l’année est certainement plus perturbateur !
Source : Business Insider via Yahoo Actualités.

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Since 1980, Earth’s north and south poles have drifted about 3.90 meters. The poles are where the planet’s surface intersects with its axis of rotation, the invisible line running through the center of Earth’s mass, which it spins around. However, the poles’ geographic locations are not fixed: As the Earth’s axis moves, so do the poles.

A study published in March 2021 found that Earth’s axis started shifting drastically in 1995, speeding the movement of the poles and changing its direction. The culprit behind that shift was melting glaciers. Indeed, melting ice, especially in the Greenland ice sheet and many glaciers around the globe, changes how Earth’s weight is distributed

If one averages out thousands of years of observation the Earth’s axis points in a single direction — toward the North Star, also known as Polaris. But astronomers quickly realized that was not always the case. Sometimes, the axis would point at another star, wobble around, then come back to the North Star.

The Earth is not a static ball. Its molten core can shift, ebb and flow. Its crust can squish and expand, depending on what’s laying on top of it. One can compare the Earth with a spinning top: If the top’s weight is evenly distributed, it will whirl perfectly, without any wobbling to one side or another. But if some of the weight happens to shift to one side or the other, it changes the top’s center of mass and axis of rotation, leading it to lean toward the heavier side as it spins. The same thing happens to the Earth when weight moves from one area to another.

Sometimes, changes in the distribution of molten rock in Earth’s outer core can alter how the planet’s mass is distributed. The way water is distributed on Earth’s surface also plays a big role.

So when climate change caused a huge melt of glaciers in the planet’s polar regions and that water joined the ocean, the weight of that water got spread across a different area. That redistribution is the main driver of the polar drift scientists have observed in the past few decades.

The trend started around 1995. Before the mid-1990s, satellite data showed that the poles were moving slowly south. Then, they turned left and started shifting to the east at an accelerated rate, moving by about 0.25 centimeters per year. The poles’ average drift speed between 1995 and 2020 was 17 times faster than that from 1981 to 1995.

That acceleration aligns with accelerated melting around the north and south poles, which has been driven by the planet’s rising surface and ocean temperatures. Greenland has lost more than 4.2 trillion tons of ice since 1992, which has raised global sea levels by one centimeter. The rate of that melt increased sevenfold, from 36 billion tons per year in the 1990s to 280 billion tons per year in the past decade.

Antarctica’s glacial melting is also speeding up. In the 1980s, Antarctica lost 40 billion tons of ice annually. In the past decade, that number jumped to an average of 252 billion tons per year.

The 2021 study suggested that changes in how much fresh water is stored underground affect polar drift, too. Once humans pump that groundwater to the surface for use as drinking water or for agriculture, it eventually flows into rivers and oceans, redistributing that water weight to Earth’s surface. Nearly 20 trillion tons of groundwater have been pumped out of the Earth since the 1950s.

The spin axis of the Earth does not move steadily in one direction. Within a year it may also wiggle back and forth. These wiggles are influenced by a combination of « everything that’s happening on the planet » over decades. That makes it difficult to tell exactly what has caused a big shift in the axis.

In a 2016 study, researchers were able to trace back an « interannual » wiggle to extreme rain and droughts. Extremely waterlogged soil is very heavy, whereas an extreme drought can suddenly make the soil very light. This is enough to knock the Earth off its axis, although slightly.

Earth’s axis of rotation is not straight up and down like the axes of Mercury or Jupiter, but tilted at an angle of 23.5 degrees. That’s why the northern and southern hemispheres get varying amounts of sunlight at different times of the year. This why we have seasons.

The recent change to Earth’s axis won’t affect our everyday lives, but it could slightly tweak the length of our days. Earth takes just under 24 hours to complete one rotation. But the movement of its axis, and therefore its poles, could add milliseconds to that spin time, making our days a tiny bit longer. However, there is no reason to panic as the magnitude of the spin axis change is really small. The time change twice a year is certainly more disruptive!

Source : Business Insider via Yahoo News.

 

La Terre, une belle mais fragile planète (Source : NASA)

Claude Lorius : CO2 et réchauffement climatique

J’ai appris avec beaucoup de tristesse le 24 mars 2023 le décès à 91 ans du glaciologue Claude Lorius. Il a été l’un des premiers à établir le rôle du dioxyde de carbone (CO2) dans le réchauffement climatique.

Ce sont 22 campagnes en Antarctique qui ont fait comprendre à Claude Lorius qu’il était possible de reconstituer à la fois l’évolution des températures et la présence de gaz à effet de serre dans l’atmosphère à la même époque.

Dès les années 1960, Claude Lorius s’est intéressé aux bulles d’air qui sont prisonnières des carottes de glace les plus profondes, et donc très anciennes, Ce sont ces bulles d’air que l’on peut voir dans les parois du tunnel qui conduit à la grotte taillée dans la Mer de Glace.

(Photo: C. Grandpey)

Ces sortes de capsules temporelles ont conservé un peu de l’atmosphère de l’époque où la neige, tassée, s’est transformée en glace. Il est ainsi possible de comparer l’évolution de la composition de l’atmosphère à celle du climat. En analysant ces bulles d’air emprisonnées dans la glace, les scientifiques ont observé que le taux de gaz carbonique avait brusquement augmenté à partir du 19ème siècle en même temps que le climat se réchauffait.

Dans les années 1980, Claude Lorius, Jean Jouzel et leurs équipes, en étudiant des glaces retrouvées jusqu’à deux kilomètres de profondeur, en Antarctique, ont réussi à reconstituer l’histoire des relations entre les gaz à effet de serre et la température à la surface de la terre sur 160 000 années. Ils ont pu constater une montée parallèle des courbes de CO2 et de température après la révolution industrielle. Ce parallélisme est parfaitement visible lorsque l’on compare la Courbe de Keeling et celle qui montre l’évolution des températures dans le temps.

 

(Extrait de ma conférence « Glaciers en péril »)

En 1987, Claude Lorius mettait en garde dans la revue Nature sur les conséquences du réchauffement climatique : « La planète devrait sensiblement se réchauffer au cours du 21ème siècle, au risque d’affecter les ressources en eau, l’agriculture, la santé, la biodiversité et, d’une façon générale, les conditions de vie des humains… »

Source : France Info, Futura Sciences.

Regardez cette interview de Claude Lorius; elle est passionnante :

La vie et le travail de Claude Lorius sont racontées dans le documentaire de Luc Jacquet La Glace et le Ciel qui a été projeté pour la première fois en clôture du Festival de Cannes 2015. Le film apporte une réflexion sur l’environnement et le rôle des hommes dans le changements climatique. Vous pourrez voir la bande-annonce du film en cliquant sur ce lien :

https://www.youtube.com/watch?v=wwbQRI6FU9g

Image extraite de la bande-annonce

Populations sous la menace de crues glaciaires // Populations under the threat of glacial outburst floods

Selon une nouvelle étude publiée dans la revue Nature le 7 février 2023, 15 millions de personnes dans le monde vivent sous la menace d’une crue soudaine et meurtrière provoquée par la fonte des glaciers. Les principaux pays concernés par un tel événement sont l’Inde, le Pakistan, le Pérou et la Chine. Plus de 150 crues glaciaires ont déjà été répertoriés dans l’histoire récente. De plus, un million de personnes vivent à moins de 10 kilomètres de lacs potentiellement instables alimentés par la fonte des glaciers.
L’une des crues glaciaires les plus dévastatrices s’est produite au Pérou en 1941 ; elle a tué entre 1 800 et 6 000 personnes. Une crue semblable en 2020 en Colombie-Britannique (Canada) a déclenché un tsunami d’environ 100 mètres de haut, mais personne n’a été blessé. Une crue glaciaire en 2017 au Népal, provoquée par un glissement de terrain, a été filmée par des alpinistes allemands. En Alaska, le glacier Mendenhall, près de Juneau, connaît chaque année de petites inondations glaciaires depuis 2011. En 2013, de fortes pluies et le débordement d’un lac glaciaire se sont ajoutés en Inde pour tuer des milliers de personnes.
Les scientifiques expliquent que, jusqu’à présent, il ne semble pas que le réchauffement climatique ait rendu ces crues glaciaires plus fréquentes. Toutefois, à mesure que les glaciers rétrécissent avec des températures plus élevées, la quantité d’eau qui se déverse dans les lacs augmente, ce qui fragilise les barrages morainiques qui risquent davantage de s’éventrer.
Une grande partie de la menace dépend du nombre de personnes qui vivent dans une zone exposée aux crues glaciaires. La nouvelle étude est la première à examiner le climat, la géographie, la population, la vulnérabilité et tous les autres facteurs. Cela permet d’avoir un bon aperçu des endroits dans le monde qui sont sous la menace des 1 089 bassins glaciaires répertoriés.
En tête de liste des endroits dangereux se trouve le bassin glaciaire de Khyber Pakhtunkhwa au Pakistan, au nord d’Islamabad. De nombreuses personnes sont sous la menace d’une catastrophe car elles vivent dans une vallée juste en-dessous du lac glaciaire.
De nombreuses études scientifiques se focalisent sur le Pakistan, l’Inde, la Chine et l’Himalaya, et laissent de côté les Andes. En Amérique du Sud, les deuxième et troisième zones les plus à risque se trouvent dans le bassin glaciaire de Santa au Pérou et celui de Beni en Bolivie. Après la crue meurtrière dans les Andes dans les années 1940, cette région a fait de gros efforts pour faire face aux menaces de crues glaciaires. L’Inde est très exposée en raison du grand nombre de personnes qui vivent en aval des lacs glaciaires. Aux États-Unis et au Canada, trois bassins lacustres sont très menacés, entre le nord-ouest du Pacifique et l’Alaska, mais la menace est moins élevée qu’en Asie et dans les Andes car peu de personnes vivent dans la zone de danger. Ces secteurs sensibles se trouvent dans la péninsule de Kenai en Alaska, au nord-est de l’Etat de Washington, dans le centre-ouest de la Colombie-Britannique et, dans une moindre mesure, dans le bassin du glacier Mendenhall près de Juneau. .
Source : Anchorage Daily News.

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According to a new study published in the journal Nature on February 7th, 2023, 15 million people around the world live under the threat of a sudden and deadly outburst flood caused by the melting of glaciers. The main countries concerned by such an event are India, Pakistan, Peru and China. More than 150 glacial flood outbursts in history and recent times have already been cataloged. Moreover, one million people live within just 10 kilometers of potentially unstable glacial-fed lakes.

One of the most devastating floods occurred in Peru in 1941 ; it killed between 1,800 and 6,000 people. A 2020 glacial lake outburst flood in British Columbia (Canada) caused a tsunami of water about 100 meters high, but no one was hurt. A 2017 glacial outburst flood in Nepal, triggered by a landslide, was captured on video by German climbers. Alaska’s Mendenhall Glacier near Juneau has had annual small glacial outburst floods since 2011. In 2013, heavy rains and a glacial lake outburst flood combined in India to kill thousands of people.

Scientists say so far it does not seem global warming has made those floods more frequent, but as glaciers shrink with higher temperatures, the amount of water in the lakes grows, making them more dangerous with the moraine dams more likely to break open.

Much of the threat depends on how many people live in a glacial flood zone. The new study is the first to look at the climate, geography, population, vulnerability and all these factors, which allows to get a good overview of where in the world are the most dangerous places for all 1,089 glacial basins.

At the top of the list of dangerous places is Khyber Pakhtunkhwa basin in Pakistan, north of Islamabad, where lots of people are very vulnerable because they live in a valley below the glacial lake.

Scientists are focusing a lot of attention on Pakistan, India, China and the Himalayas, and somewhat ignoring the Andes. In South America, the second and third highest risk basins are in Peru’s Santa basin, and Bolivia’s Beni basin. After the deadly Andes flood in the 1940s that region was a leader in working on glacial flood outburst threats. India ranks high in the threat list because of a huge number of people live downstream of glacial lakes. Three lake basins in the United States and Canada rank high for threats, from the Pacific Northwest to Alaska, but the threat is less high than in Asia and the Andes because few people live in the danger zone. They are in Alaska’s Kenai Peninsula, northeast Washington, west central British Columbia and , to a lesser extent, Mendenhall Glacier near Juneau. .

Source : Anchorage Daily News.

Vue du glacier Mendenhall (Photo: C. Grandpey)

Crue glaciaire du Mendenhall en 2006 (Archives Visitor Center)

Le réchauffement climatique menace la centrale hydroélectrique de la Mer de Glace

A Chamonix (Haute-Savoie), la Mer de Glace est le plus grand et le plus populaire glacier français. C’est aussi un symbole du réchauffement climatique. Les dates qui jalonnent l’escalier conduisant à la grotte creusée dans le glacier montrent avec quelle rapidité celui-ci a reculé et s’est aminci. Le spectacle depuis le belvédère du Montenvers est désolant.

Lorsqu’ils stationnent sur ce belvédère, très peu de gens savent qu’une centrale hydroélectrique se cache sous les tonnes de glace. Avec le réchauffement climatique et la fonte de la Mer de Glace, cette installation unique est aujourd’hui menacée.

Le téléphérique des Bois permet d’accéder à des kilomètres de galeries creusées dans la roche. Depuis 1973, EDF récupère l’eau de fonte de la Mer de Glace pour générer de l’énergie. La centrale fonctionne d’avril à décembre et produit l’équivalent de la consommation d’électricité annuelle de 50 000 personnes.

L’eau est captée sous une dizaine de mètres de glace à 1 560 mètres d’altitude, puis filtrée avant de rejoindre la centrale hydroélectrique. Cette dernière tourne à plein régime l’été, au moment de la fonte de la glace, mais aujourd’hui, son fonctionnement est menacé par le recul inexorable du glacier. Depuis 1995, il a reculé de 800 mètres sur la zone de la centrale. En 2022, en à peine six mois, la Mer de Glace a fondu de 16 mètres. Le glaciologue Luc Moreau – que je salue ici – explique que la fonte s’accélère avec des étés de plus en plus chauds et des hivers très secs.

De ce fait, EDF est engagée dans une course contre la montre afin de récupérer l’eau plus bas pour continuer d’utiliser la centrale. D’ici trois à quatre ans, le point de captage se retrouvera à l’air libre si rien n’est fait, avec le risque de chutes de rochers susceptibles de boucher l’ouverture.

La difficulté est de connaître la manière dont vont se comporter les parois rocheuses actuellement tenues par le glacier au niveau du captage. Les techniciens d’EDF expliquent que l’on s’oriente vers un fonctionnement avec l’actuel captage principal, à 1 560 mètres d’altitude, qui sera renforcé, et un deuxième captage de secours qui sera réhabilité, à 1520 mètres d’altitude. A terme, il est possible qu’il ne reste plus que le deuxième captage, sur lequel une grille sera installée pour le protéger contre les chutes de roches. Les travaux débutent cette année, pour une mise en service en 2024.

Source : France Info et presse régionale.

Photo: G. Grandpey

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Photo: C. Grandpey