Catégorie : Glaciers

Un atlas mondial pour estimer le volume d’eau des glaciers // A world atlas to estimate glacier water volumes

Comme je l’ai indiqué à plusieurs reprises sur ce blog, l’évolution des glaciers de montagne est un enjeu majeur : ils servent dans de nombreux pays de réservoir d’eau potable, ont un impact économique, via le tourisme notamment, et participent à la montée du niveau des mers. Dans les pays comme le Pérou, le long de la Cordillère des Andes, ils jouent un rôle essentiel pour l’approvisionnement en eau potable, pour la production d’électricité et pour l’irrigation des cultures. Sans les glaciers, la vie deviendra impossible dans les campagnes et les populations rurales devront migrer vers les villes, Lima en particulier, dont l’alimentation en eau dépend, elle aussi des glaciers andins.

Afin de mieux connaître les réserves en eau représentées par les glaciers, des scientifiques de l’Institut des Géosciences de l’Environnement de Grenoble et du Dartmouth College (USA) ont réalisé un atlas mondial mesurant la vitesse d’écoulement et l’épaisseur de plus de 200 000 glaciers. Ils ont aussi publié un article dans la revue Nature Geoscience.

Malgré leur taille réduite (727 000 km²) face à celle cumulée des deux grandes calottes de l’Antarctique (14 millions de km²) et du Groenland (1,7 millions de km²), la fonte des glaciers de montagne a contribué à 30% de l’élévation du niveau des mers depuis les années 1960.

Même si l’impact des glaciers n’est pas décisif, leur évolution est primordiale au niveau local et leur devenir est une source de préoccupation grandissante pour les zones de montagne et les régions en aval.

Jusqu’à présent, on n’avait qu’une idée très limitée du volume de glace stocké dans les glaciers. Ceci vient notamment du fait que les glaciers sont répartis sous toutes les latitudes, dans des régions souvent difficiles d’accès. Travailler directement sur le terrain est donc très complexe. En conséquence, les mesures d’ épaisseur de la glace n’existent actuellement que sur à peine plus d’1% des glaciers à la surface de la Terre.

À cause de ce manque de données, les scientifiques ont développé des méthodes indirectes pour estimer les quantités de glace sur Terre. Ces méthodes ont d’abord été basées sur l’aire des glaciers, obtenue à partir de photos aériennes ou d’images satellites.

À partir des années 2000, des méthodes basées sur la pente en surface du glacier ont vu le jour, Au-delà de la pente, la vitesse à laquelle s’écoule le glacier constitue une information encore plus pertinente pour estimer la distribution des épaisseurs de glace. En effet, les glaciers s’écoulent sous l’effet de leur propre poids. Par conséquent, cartographier la vitesse à laquelle s’écoule le glacier est essentiel pour mieux estimer la distribution de l’épaisseur de glace et donc le volume des glaciers.

Cependant, les observations sur le terrain de ces vitesses d’écoulement sont, elles aussi, très limitées, mais les innombrables clichés fournis par les satellites ont ouvert de nouvelles perspectives pour mesurer l’écoulement de tous les glaciers de la Terre.

Pour quantifier la vitesse d’écoulement de l’ensemble des glaciers du monde, les chercheurs ont utilisé plus de 800 000 images satellites acquises entre 2017 et 2018 par les satellites Landsat-8 de la NASA et les satellites Sentinel-1 et Sentinel-2 de l’Agence spatiale européenne (ESA). Cette nouvelle génération de satellites constitue une révolution pour l’observation des glaciers, avec des images de l’ensemble des terres émergées acquises à des intervalles de temps réguliers (de 5 à 16 jours).

Plusieurs millions d’heures de calculs sur les serveurs de l’Université Grenoble Alpes ont été nécessaires pour permettre d’assembler un atlas unique de l’écoulement de plus de 200,000 glaciers autour de la Terre.

L’un des principaux apports de cet atlas est la couverture d’une très grande diversité de glaciers, allant de petits glaciers Andins jusqu’à des calottes de l’Arctique canadien ou des champs de glace en Patagonie qui couvrent plusieurs milliers de kilomètres carrés. Ces cartographies permettent ainsi de mieux connaître la manière dont s’écoulent les glaciers. Elles illustrent aussi la grande variété de comportements, avec des glaciers qui s’écoulent à quelques dizaines de mètres par an (comme certains glaciers des Alpes), et d’autres dont la vitesse d’écoulement atteint plusieurs kilomètres en une seule année (comme certains glaciers de Patagonie).

Par ailleurs, cet atlas exhaustif des vitesses d’écoulement glaciaire a permis de redessiner la cartographie de la distribution des épaisseurs de glace et donc du volume des glaciers. En effet, en combinant les informations sur la vitesse d’écoulement en surface des glaciers avec celle de la pente de surface, dans un modèle numérique simulant la manière avec laquelle la glace glisse et se déforme, les chercheurs ont proposé une nouvelle représentation de la géométrie des glaciers.

En de multiples régions, les résultats de ce travail viennent apporter des estimations significativement différentes des précédentes, avec des conséquences importantes sur la disponibilité en eau potable pour la consommation, mais aussi pour l’agriculture ou la production hydro-électrique. Ainsi, dans les Andes que je mentionnais au début de cette note, les nouvelles estimations sont plus alarmantes que précédemment, avec des stocks d’eau glaciaire près d’un quart plus faibles, augmentant ainsi la pression sur les ressources en eau dans ces régions.

Au-delà d’un nouvel inventaire du volume des glaciers, cette étude est cruciale pour mieux simuler leur évolution future et, en particulier, identifier quels sont les secteurs où les glaciers vont disparaître et ceux où ils devraient persister.

Source: The Conversation.

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As I have indicated several times on this blog, the evolution of mountain glaciers is a major issue: in many countries: they serve as reservoirs of drinking water, have an economic impact through tourism and participate in sea level rise. In countries like Peru, along the Andes, they play an essential role in the supply of drinking water, the production of electricity and the irrigation of crops. Without glaciers, life will become impossible in the countryside and rural populations will have to migrate to cities, Lima in particular, whose water supply also depends on Andean glaciers.
In order to better understand the water reserves represented by glaciers, scientists from the Institute of Environmental Geosciences in Grenoble and Dartmouth College (USA) have produced a world atlas measuring the flow speeds and thicknesses of more of 200,000 glaciers. They also published an article in the journal Nature Geoscience.
Despite their reduced size (727,000 km²) compared to that of the two large ice caps of Antarctica (14 million km²) and Greenland (1.7 million km²), the melting of mountain glaciers has contributed 30% sea level rise since the 1960s.
Even if the impact of glaciers is not decisive, their evolution is essential at the local level and their future is a source of growing concern for mountain areas and downslope regions.
Until now, we had only a very limited idea of the volumes of ice stored in glaciers. This is due in particular to the fact that glaciers are distributed at all latitudes, in regions that are often difficult to access. Working directly in the field is therefore very complex. As a result, ice thickness measurements currently exist on just over 1% of glaciers on the Earth’s surface.
Because of this lack of data, scientists have developed indirect methods to estimate the amounts of ice on Earth. These methods were first based on the area of glaciers, obtained from aerial photos or satellite images.
From the 2000s, methods based on the surface slope of the glacier have emerged. Beyond the slope, the speed at which the glacier is flowing provides even more relevant information for estimating the distribution of the thickness of glacier. ice. Indeed, glaciers flow under the effect of their own weight. Therefore, mapping the speed at which the glacier is flowing is essential to better estimate the distribution of ice thickness and therefore the volume of glaciers.
However, field observations of these flow velocities are also very limited, but the countless images provided by satellites have opened up new possibilities for measuring the flow of all the Earth’s glaciers.
To quantify the flow velocity of all of the world’s glaciers, the researchers used more than 800,000 satellite images acquired between 2017 and 2018 by NASA’s Landsat-8 satellites and the Sentinel-1 and Sentinel-2 satellites of the European Space Agency (ESA). This new generation of satellites constitutes a revolution for the observation of glaciers, with images of all emerged land acquired at regular time intervals (from 5 to 16 days).
Several million hours of calculations on the servers of the University of Grenoble Alpes were needed to assemble a unique atlas of the flow of more than 200,000 glaciers around the Earth.
One of the main contributions of this atlas is the coverage of a very great diversity of glaciers, ranging from small Andean glaciers to ice caps in the Canadian Arctic or ice fields in Patagonia which cover several thousand square kilometers. . These maps thus make it possible to better understand the way in which glaciers flow. They also illustrate the wide variety of behaviours, with glaciers flowing at a few tens of meters per year (like some glaciers in the Alps), and others whose flow speeds reach several kilometers in a single year (like some Patagonian glaciers).
In addition, this exhaustive atlas of ice flow velocities has made it possible to re-estimate the mapping of the distribution of ice thickness and therefore the volume of glaciers. Indeed, by combining information on the surface flow velocity of glaciers with that of the surface slope, in a digital model simulating the way in which the ice slides and deforms, the researchers have proposed a new representation of the glacier geometry.

In many regions, the results of this work provide estimates that are significantly different from previous ones, with major consequences on the availability of drinking water for consumption, but also for agriculture or hydroelectric production. Thus, in the Andes that I mentioned at the beginning of this post, the new estimates are more alarming than previously, with glacial water stocks almost a quarter lower, thus increasing the pressure on water resources in these regions. .
Beyond a new inventory of the volume of glaciers, this study is crucial to better simulate the future evolution of glaciers and, in particular, to identify the regions where the glaciers will disappear and those where they are likely to persist.
Source: The Conversation.

La fonte des glaciers alpins, comme ici le glacier Aletsch en Suisse, risque de poser des problèmes d’alimentation en eau dans les vallées (Photo: C. Grandpey)

Les glaciers à Issoudun le 24 février 2022 !

Je présenterai le jeudi 24 février 2022 une conférence intitulée « Glaciers en péril – Les effets du changement climatique » dans le cadre de l’UTL d’ISSOUDUN (Indre). Elle aura lieu à 18 heures à l’IUT, Salle Georges Brassens. (Entrée: 5 € pour les non-adhérents).

Tempêtes, glissements de terrain et autres catastrophes naturelles se multiplient. Elles sont souvent la conséquence du changement climatique.
Lors de ses voyages à travers le monde pour étudier les phénomènes volcaniques, j’ai eu l’occasion de parcourir des terres nordiques – en particulier l’Islande, le Canada et l’Alaska – et de me rendre compte de l’impact du réchauffement climatique sur les glaciers. L’approche terrestre et les survols ne laissent pas le moindre doute sur leur recul. Plus près de nous, dans les Alpes, les glaciers sont en passe de devenir une espèce en voie de disparition.
Aucun continent ne semble épargné, pas plus l’Afrique et les neiges du Kilimandjaro que l’Asie avec la chaîne himalayenne. Une prise de conscience est urgente, faute de quoi notre société sera confrontée à de graves problèmes.
Mon exposé se poursuivra avec un diaporama d’une vingtaine de minutes, en fondu-enchaîné sonorisé, illustrant la situation glaciaire en Alaska.

A l’issue de la séance, les spectateurs pourront se procurer mon dernier ouvrage « Glaciers en péril, les effets du réchauffement climatique », avec un CD de 160 photos. Prix de vente : 10 euros.

Photo: C. Grandpey

La fonte de l’Everest // The melting of Mt Everest

Dans plusieurs notes publiées entre 2017 et 2021, j’ai alerté sur la fonte des glaciers dans l’Himalaya. Bien que leurs zones d’accumulation soient situées à des altitudes plus élevées que leurs homologues alpines, elles subissent l’impact du réchauffement climatique et fondent à une vitesse incroyable.
Selon une étude publiée le 1er février 2022 par une équipe de l’Université du Maine, la fonte du plus haut glacier de l’Everest se produit à un rythme alarmant. Les découvertes de l’équipe scientifique montrent que la glace qui avait mis des décennies à s’accumuler fond chaque année, mettant en danger à la fois les alpinistes et ceux qui dépendent du glacier pour l’eau potable et l’irrigation.
Début 2019, le National Geographic et l’expédition Perpetual Planet Everest de Rolex ont lancé « l’enquête scientifique la plus exhaustive » jamais effectuée dans l’Himalaya. Dans le cadre de cette expédition, les scientifiques ont extrait la plus haute carotte de glace de tous les temps et ont installé les deux stations météorologiques automatiques les plus hautes du monde.
En étudiant la carotte de glace prélevée sur le glacier South Col, ainsi que les données des stations météorologiques et des images satellites, les chercheurs ont découvert que les effets du changement climatique n’avaient pas seulement atteint le sommet de la plus haute montagne du monde, mais ils avaient aussi considérablement modifié le paysage au cours des deux dernières décennies. Les chercheurs ont découvert que le glacier South Col avait perdu son manteau neigeux, ce qui a accéléré le processus de fonte.
Les scientifiques ont découvert que le glacier South Col a perdu 54 mètres d’épaisseur au cours des 25 dernières années. Cela signifie qu’il a fondu plus de 80 fois plus vite que pendant les 2 000 ans qu’il a fallu pour former la couche supérieure du glacier. Les chercheurs accusent le réchauffement de la température de l’air, la perte d’humidité et les vents violents.
L’expédition répond à la question que beaucoup de gens se posent : les plus hauts glaciers de la planète sont-ils affectés par le changement climatique d’origine anthropique? La réponse de l’étude est définitivement oui, et de manière très significative depuis la fin des années 1990.
Les chercheurs avertissent également que la perte de la glace du glacier South Col pourrait mettre à nu encore davantage le substratum rocheux, ce qui pourrait rendre les expéditions d’ascension de l’Everest plus dangereuses dans les décennies à venir.
Source : Yahoo Actualités.

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In several posts published between 2017 and 2021, I alerted to the melting of glaciers in the Himalayas. Although their accumulation zones are located at higher altitudes than their counterparts in the Alps, they undergo the impact of global warming and melt at an incredible spped.

According to a study published on Frebruary 1st, 2022 by a team from the University of Maine, melting on Mount Everest’s highest glacier is occurring at an alarming pace. The team’s findings suggest that ice that had taken decades to accumulate is melting away each year, jeopardizing both climbers and those who depend on the glacier for drinking water and irrigation.

In early 2019, National Geographic and Rolex’s Perpetual Planet Everest Expedition began « the most comprehensive scientific investigation » ever attempted in the Himalayas. As part of that expedition, the scientists obtained the highest-ever ice core and established the world’s two highest automatic weather stations.

By studying the ice core, taken from the South Col Glacier, as well as data from weather stations and satellite imagery, the researchers found that effects of climate change had not just reached the top of the highest mountain in the world, but had significantly altered its landscape in the last two decades. The researchers found that the South Col Glacier has lost ithe snowpack covering the hard ice of the glacier, which has accelerated the melting process.

The scientists found that the South Col Glacier has lost 54 meters of thickness in the last 25 years. This means it has melted over 80 times faster than the 2,000 years it took to form the top layer of the glacier. The researchers blame warming air temperatures, loss of humidity, and strong winds.

The expedition answers the question whether the highest glaciers on the planet are impacted by human-related climate change. The answer is definitely yes, and very significantly since the late 1990s, qccording to the study.

The researchers also warn that the loss of the glacier ice could lead to significantly more exposed bedrock, which could make Mount Everest climbing expeditions more dangerous in the decades to come.

Source: Yahoo News.

Vue du glacier South Col (Crédit photo : Wikipedia)

Antarctique : Iceberg A68 et environnement // Antarctica : Iceberg A68 and environment

Souvenez-vous (voir mes notes entre août 2017 et avril 2021) : en juillet 2017, un immense iceberg baptisé A68 s’est détaché de la plate-forme glaciaire Larsen C en Antarctique. Le bloc de glace couvrait alors une superficie de près de 6 000 km2. Après avoir fondu en dérivant sur l’océan, l’iceberg a finalement cessé d’exister en février 2021.
Au cours de tous ces mois, l’A68 a déversé plus de 1,5 milliard de tonnes d’eau douce dans l’océan chaque jour au plus fort de sa fonte. Cela représente environ 150 fois la quantité d’eau utilisée quotidiennement par tous les citoyens britanniques.
Des chercheurs de l’Université de Leeds étudient actuellement l’impact de l’A68 sur l’environnement. En grande partie grâce aux données satellitaires, ils ont pu évaluer les vitesses de fonte de l’iceberg au cours de ses trois ans et demi d’existence.
L’une des périodes clés a été repérée vers la fin de sa vie, alors que l’A68 s’approchait de la Géorgie du Sud. Pendant un certain temps, on a craint que le l’iceberg géant s’échoue en s’accrochant aux bas-fonds de la région, ce qui aurait fait obstacle aux voies d’alimentation de millions de manchots, de phoques et de baleines. Mais une telle situation ne s’est jamais vraiment produite car, comme le montrent les scientifiques dans leur étude, l’A68 avait perdu suffisamment de tirant d’eau pour continuer à flotter.
En avril 2021, l’A68 s’est brisé en d’innombrables petits fragments qui n’étaient plus détectables depuis l’espace. Malgré tout, l’impact de l’iceberg sur l’écosystème est loin d’être négligeable.
On sait maintenant que les grands icebergs tabulaires comme l’A68 ont une influence considérable partout où ils se déplacent. Leur apport d’eau douce modifie les courants de la région qu’ils fréquentent. De plus, tout le fer et les autres minéraux, ainsi que la matière organique que ces icebergs collectent au cours de leur vie avant d’être rejetés dans l’océan affectent la biologie marine et les écosystèmes.
Le British Antarctic Survey a réussi à placer des planeurs sous-marins (voir ma note du 18 février 2021) à proximité de l’A68 pour étudier son impact sur l’environnement avant que la masse de glace ne disparaisse totalement. Les données extraites de ces instruments ont révélé des informations intéressantes. Ainsi, lLes chercheurs pensent qu’il existe un signal très fort dans l’évolution de la flore du phytoplancton autour de A68 ainsi que dans les dépôts de matériaux laissés par l’iceberg dans les parties les plus profondes de l’océan. Le capteur de particules sur le planeur a détecté des signaux évidents de dépôt provenant de l’iceberg.
Source : La BBC.

D’autres informations sur la morphologie de l’A68 et sur les déversements d’eau douce sont à lire dans un article publié dans la revue Remote Sensing of Environment.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425721005757?via%3Dihub

Voici la conclusion proposée par les chercheurs dans l’article :
« Nous avons étudié l’évolution de l’iceberg A68A depuis son vêlage au large de la plate-forme glaciaire Larsen-C en juillet 2017 jusqu’à sa désintégration près de la Géorgie du Sud au début de l’année 2021. Bien que l’iceberg soit tabulaire, sa surface présentait d’importantes ondulations. […] Nous estimons que l’épaisseur moyenne de l’iceberg est passée de 235 ± 9 m au moment du vêlage à 168 ± 10 m quand il se trouvait près de la Géorgie du Sud. L’observation de l’évolution de sa surface à partir d’images satellitaires permet d’estimer un volume initial de 1346 ± 53 km3 et 802 ± 34 Gt de perte de glace de l’iceberg en trois ans et demi. […] Près de la Géorgie du Sud, nous estimons un apport d’eau douce de 152 ± 61 Gt sur environ 3 mois, avec un impact potentiellement important sur le riche écosystème de l’île. Nous confirmons que les conditions environnementales dans les mers de Weddell et de Scotia entraînent une augmentation rapide de la fonte et de la fragmentation des icebergs au moment où ils se déplacent au nord de la Péninsule antarctique. […] Comme il s’agit d’une trajectoire fréquente des icebergs, nos résultats pourraient également aider à modéliser la désintégration d’autres grands icebergs tabulaires qui empruntent une trajectoire similaire et à inclure leur impact dans les modèles océaniques.

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Remember (see my posts between August 2017 and April 2021) : in July 2017, a huge iceberg dubbed A68 broke free from the Larsen C ice shelf in Antarctica. It then covered an area of nearly 6,000 km2. After melting while drifting on the ocean, the iceberg’slife finally came to an end in February 2021.

The monster iceberg A68 dumped more than 1.5 billion tonnes of fresh water into the ocean every single day at the height of its melting. This is about 150 times the amount of water used daily by all UK citizens.

Researchers from Leeds University are currently busy studying the impact A68 had on the environment. Mostly thanks to satellite data, they were able to assess varying melt rates during the course of the megaberg’s three-and-a-half-year existence.

One of the key periods was towards the end of its life, as A68 approached South Georgia. For a while, there were fears the giant block could ground in the surrounding shallows, blocking the foraging routes of millions of penguins, seals and whales. But it never quite happened because, as the team can now show, A68 lost sufficient depth of keel to stay afloat.

By April 2021, A68 had broken into countless small fragments that were beyond tracking. But its ecosystem impacts will have been much longer-lived.

Giant tabular, or flat-topped, bergs are now recognised to have considerable influence wherever they move. Their freshwater inputs will alter local currents. And all the iron, other minerals, and even organic matter picked up through their lives and subsequently dropped into the ocean will seed biological production.

The British Antarctic Survey managed to place some robotic gliders in the vicinity of A68 to monitor conditions before the ice mass totally wasted away. The data retrieved from these and other instruments revealed some interesting features. The researchers think there is a really strong signal in the changing flora of the phytoplankton species around A68, and also in the actual deposition of material to the deeper parts of the ocean. The particle sensor on the glider was piked up some very strong signals of deposition coming from the berg.

Source: The BBC.

Details of A68’s changing shape and freshwater fluxes are contained in a paper published in the journal Remote Sensing of Environment.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425721005757?via%3Dihub

Here is the researchers’ conclusion in the paper :

« We have characterized the evolution of the A68A iceberg from its calving off the Larsen-C Ice Shelf in July 2017 to its disintegration close to South Georgia in early-2021. Although the iceberg was tabular, it had significant undulations in topography across its surface. […] We estimate that the average iceberg thickness reduced from 235 ± 9 m at calving to 168 ± 10 m near South Georgia. Combined with observations of its area change determined from satellite imagery, we estimate an initial volume of 1346 ± 53 km3 and 802 ± 34 Gt of ice loss from the main iceberg in 3.5 years. […] Near South Georgia we estimate a fresh water input of 152 ± 61 Gt over about 3 months, potentially impacting the island’s rich ecosystem. We confirm that the distinct environmental conditions in the Weddell and Scotia Sea lead to rapidly increasing rates of melting and fragmentation once icebergs travel north of the Antarctic Peninsula. […] As this is a common iceberg trajectory, our results could also help to model the disintegration of other large tabular icebergs that take a similar path and to include their impact in ocean models.

Trajectoire empruntée par l’A68a (Source: ESA)

L’A68 à proximité de la Géorgie du Sud (Source: Copernicus)