La fonte du permafrost (suite) // The thawing of permafrost (continued)

Sur plusieurs routes de l’Alaska, il faut rouler prudemment et être prêt à freiner car le goudron est déformé. Les maisons ont tendance à s’enfoncer dans le sol ; des fissures apparaissent sur les murs et les portes ferment mal. Le long des routes, les poteaux électriques s’inclinent, parfois dangereusement. Il y a de plus en plus de «forêts ivres» car les racines des arbres ne sont plus maintenues en place par le sol gelé. Le pergélisol dans la région de Bethel, le long de la côte sud-ouest de l’Alaska, fond et disparaît encore plus rapidement que dans la plupart des autres région de cet Etat. Les ingénieurs qui conçoivent de nouveaux bâtiments et des routes doivent se battre avec le dégel du pergélisol.
Le permafrost dans la région de Bethel est considéré comme «chaud», avec une température à peine inférieure à zéro ; il est donc sensible au moindre réchauffement de l’air ambiant. Au-dessus du pergélisol dans le sud-ouest de l’Alaska, on trouve une couche active de sol, souvent de la tourbe, qui gèle et dégèle chaque année. Avec le réchauffement de l’air, cette couche active devient plus importante, empiétant sur ce qui était considéré comme un sol gelé en permanence. Il y a trente ans, les ouvriers rencontraient le pergélisol à un ou deux mètres de profondeur. Aujourd’hui, ils le trouvent généralement à 2,50 mètres ou 3,50 mètres. Pour enfoncer des pieux capables de supporter une maison, ils devaient creuser jusqu’à environ 6 mètres de profondeur. Aujourd’hui, ils atteignent des profondeurs de 10 mètres.
La fonte du pergélisol devient un véritable problème pour les maisons. Une maison s’enfonce parfois tellement dans le sol que la pente n’est plus suffisante pour l’écoulement des eaux usées. Les baignoires se vident mal. Dans les toilettes, il faut tirer la chasse à plusieurs reprises dans une ville comme Bethel où beaucoup de gens s’auto rationnent en eau. Les points bas dans les canalisations deviennent des pièges à eau ; cette dernière gèle en hiver et la canalisation éclate. Beaucoup de maisons sont construites sur des poteaux placés sur des assises en bois qui agissent comme des raquettes ; cela empêche la structure de s’enfoncer dans le sable ou les graviers. Afin de réduire l’affaissement des maisons, on a recours à des matériaux de meilleure qualité, ainsi que des éléments qui, théoriquement, sont plus faciles à gérer lorsqu’une partie d’un bâtiment s’enfonce. Mais tout cela à un coût dans une région où les matériaux de construction sont déjà coûteux.
Les ingénieurs et les constructeurs adaptent les techniques à cette nouvelle situation. Le plus grand projet de construction à Bethel est l’extension de l’hôpital, pour un coût de 300 millions de dollars. Sous l’hôpital actuel, le pergélisol reste gelé dans certaines zones, mais il a tendance à fondre à la périphérie. Pour l’extension du bâtiment, les ingénieurs envisagent d’installer des sondes thermiques afin d’extraire la chaleur et maintenir le sol gelé pour assurer sa stabilité. Une autre solution serait de forer à 30 mètres de profondeur pour installer des supports en acier, capables de supporter les trois étages supplémentaires prévus dans la construction. En outre, le projet comprend une isolation de la base des bâtiments et, comme avec la toundra, une isolation à la surface du sol. Comme précaution supplémentaire, un système de refroidissement du sol est prévu sous le bâtiment afin de maintenir le sol gelé si les hivers deviennent trop chauds. Les ouvriers ont installé des capteurs de température dans le sol sur le site du projet et ils savent déjà que le sol se réchauffe.
Le signe le plus évident des effets de la fonte du permafrost à Bethel se trouve sur la route la plus fréquentée de la ville. Des panneaux ont été installés pour alerter les conducteurs. L’un des panneaux près de l’aéroport annonce des dénivelés sur les 6 prochains kilomètres. Les autorités locales prévoient des travaux dont le coût est estimé à près de 9 millions de dollars, mais il faudra d’abord mieux identifier les causes de ces déformations de la chaussée. On pense que la fonte du pergélisol est responsable. Il se pourrait aussi que le problème soit dû à des ponceaux qui piègent l’air sous la chaussée et accélèrent le dégel. En 1989, un projet avait ajouté des siphons à extraction de chaleur, mais il semble avoir été abandonné.

La route a été refaite pour la dernière fois en 2006 et les travaux comprenaient une assise de 15 centimètres de matériau d’asphalte en mousse isolante qui a permis de maintenir la route en état convenable jusqu’à maintenant. Certains habitants se souviennent de l’époque où la route était faite en gravier et ils affirment que c’était mieux ainsi. Il est vrai qu’une route de gravier peut être plus facilement nivelée, mais elle nécessite également une maintenance plus fréquente.

Source: Alaska Dispatch News.

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Along many roads of Alaska, drivers need to brake for warped asphalt. Houses sink unevenly into the ground. Walls crack and doors stick. Utility poles tilt, sometimes at alarming angles. There are more and more « drunken forests » as the roots of the trees are no longer held in place by the frozen ground. Permafrost in and around Bethel, along the south-western coast, is deteriorating and shrinking even more quickly than most places in Alaska. Engineers designing new buildings and roads have to battle with permafrost thaw.

Permafrost in the Bethel area is considered « warm, » maybe a fraction of a degree below freezing, so it is sensitive to just a slight warming of the air. Above the permafrost in Southwest Alaska, an active layer of soil, often peat, freezes and thaws each year. With air temperatures warming too, the active layer is growing bigger, consuming what had been thought of as permanently frozen. Thirty years ago, crews would hit permafrost within one or two metres of the surface.. Now they typically find it 2.50 to 3.50 metres down. To install piling deep enough into permafrost to support a house, they used to drill down about 6 metres. Now they are going to depths of 10 metres.

The melting of permafrost becomes a real problem for houses. The whole house might sink so much that a wastewater line no longer has enough slope. Tubs won’t drain well. Toilets need repeat flushes in a town where many people ration their home-delivered water. Low spots in pipes become bellies that trap wastewater, then freeze and burst in wintertime. Many homes are built on posts set on wooden pads that act like snowshoes, preventing the structure from sinking into sand or gravel fill. Some of the problems are being addressed with better materials, along with designs that theoretically are easier to adjust when part of a building sinks. But that adds costs in a place where building materials already are expensive.

Engineers and builders are adjusting techniques and designs. The biggest construction project is the $300 million expansion and remake of the hospital in Bethel. Under the existing hospital, the permafrost stays frozen in some areas but has thawed near the perimeter. For the building expansion, engineers evaluated whether to add thermal probes, which extract heat and keep the ground frozen for stability. Or they could drill down 30 metres for steel supports, deep enough that the ground didn’t have to remain frozen for the three-story addition to be stable. In addition, the project includes insulation on the bottom of the buildings and, like the tundra, insulation on top of the ground. As further insurance, a ground loop cooling system is being installed under the building that can be powered up to keep the ground frozen if winters become too warm. Crews put temperature sensors into the ground at the project site and already know the soils are warming.

The most visible sign of disrupted infrastructure in Bethel is the roller coaster of a ride along the busiest road in town. Warning signs have been installed. One near the airport alerts drivers to dips for the next 6 kilometres. Local authorities are planning extensive repairs estimated to cost almost $9 million but first must better identify what is causing the heaves. Officials suspect thawing permafrost. Some of the problem might also stem from culverts that trap air under the roadway and hasten thaw. A project in 1989 added heat-extracting siphons but they no longer appear to be in place. Whether that would be a good solution now is something to investigate further.

The highway was last repaved in a project that began in 2006 and included a 15-centimetre base of insulating foam asphalt material that helped the pavement hold up this long. Some locals remember when the road was gravel and said it was better then. It’s true that a gravel road can be more easily evened out but it also requires more day-to-day maintenance.

Source: Alaska Dispatch News.

Carte montrant les régions de l’Alaska et du Canada où le thermokarst (ou cryokarst) est le plus susceptible d’apparaître avec le réchauffement climatique. (Source: University of Alaska Fairbanks)

Exemple des effets de la fonte du permafrost sur le réseau routier en Alaska (Photo: C. Grandpey)

 

Une solution contre le réchauffement climatique: Un stupa de glace // A solution against global warming : An ice stupa

Le Ladakh – le « pays des hautes passes » – est pris en sandwich entre deux des plus hautes chaînes de montagnes du monde, l’Himalaya et le Kunlun. Les précipitations sont rares dans cette région. L’eau, indispensable à l’irrigation des terres agricoles qui constituent la principale ressource de la population locale, provient principalement de la fonte de la neige et de la glace. Cependant, le changement climatique rend cette terre encore plus sèche, laissant les agriculteurs en manque d’eau dans les mois d’avril et mai, si importants pour les plantations, juste avant que les glaciers commencent à fondre sous le soleil de l’été.
En 2014, Sonam Wangchuk, un ingénieur en mécanique de la région a décidé de s’attaquer à la crise de l’eau au Ladakh où les glaciers reculent en raison de la hausse des températures. Pour cette raison, ils laissent échapper beaucoup moins d’eau au début du printemps mais en fournissent une grande quantité avec la chaleur de l’été qui les amenuise encore davantage.
L’ingénieur avait en tête une idée simple: il voulait rééquilibrer ce déficit naturel en recueillant l’eau provenant de la fonte de la neige et de la glace au cours des mois froids (cette eau est perdue pour tout le monde) et en la stockant jusqu’au printemps, moment où les agriculteurs en ont le plus besoin. Pour ce faire, il a construit un « stupa de glace », cône de glace à deux niveaux, ainsi baptisé par référence aux monuments sacrés traditionnels que l’on rencontre dans toute l’Asie.
Le stupa de glace est édifié sans avoir besoin d’électricité ou de pompes, uniquement grâce à la physique. Tout d’abord, un tuyau est installé sous terre ; il relie un cours d’eau et l’endroit où le stupa de glace doit être implanté, généralement à côté d’un village. L’eau doit provenir d’un point plus élevé, d’une soixantaine de mètres ou plus. Comme un fluide dans un circuit maintient toujours son niveau – selon le principe des vases communicants – l’eau qui provient de 60 mètres en amont gicle à 60 mètres en l’air à la sortie du tuyau en aval, créant une fontaine. La température négative de l’air fait le reste et cristallise immédiatement les gouttelettes d’eau sous forme de glace qui tombe juste en dessous en formant un cône. Un cône est très facile à fabriquer avec de la glace, car tout écoulement sous forme de gouttes forme naturellement un cône. Les glaçons sont eux-mêmes des cônes inversés.
Un cône a des propriétés très intéressantes: il a une surface d’exposition minimale par rapport au volume d’eau qu’il contient; Cela signifie qu’il fond très lentement. Le prototype de 6 mètres de hauteur contenant 150 000 litres d’eau a duré de l’hiver jusqu’à la mi-mai, au moment précis où l’eau était nécessaire pour l’irrigation, alors que toutes les glaces environnantes avaient disparu fin mars. L’aspect révolutionnaire du stupa est qu’il fonctionne même à basse altitude et à des températures très chaudes.
Ce n’est pas la première fois que l’on essaye de créer un glacier artificiel dans la région, mais les tentatives précédentes ont eu lieu au-dessus de 4 000 mètres d’altitude en faisant geler l’eau dans de grands canaux qui exigeaient de l’ombre et beaucoup d’entretien, et étaient situés trop loin des champs pour être pratiques.
Au lieu de cela, la forme conique du stupa de glace peut résister à la lumière directe du soleil et le cône peut être édifié là même où l’eau est nécessaire. Cependant, les stupas ne sont pas sans entretien car ils ont besoin d’une intervention manuelle; Par exemple, les fontaines peuvent se bloquer lorsque l’eau gèle dans les tuyaux. En améliorant la technique, ils devraient devenir plus fiables. Des tests commenceront au Pérou cet été en profitant de l’hiver dans l’hémisphère sud.
En raison de l’infrastructure de tuyauterie requise, le coût initial du projet est relativement élevé. L’ingénieur en mécanique a estimé qu’il aurait besoin d’environ 125 000 dollars pour réaliser la première version du stupa de glace à grande échelle. Il pourrait atteindre 25 mètres de hauteur et permettre l’irrigation d’une dizaine d’hectares de cultures. Conscient que ce coût serait trop élevé pour les autorités locales, il a décidé d’avoir recours à un financement participatif par l’intermédiaire de la plateforme Indiegogo. Cette initiative a été couronnée de succès et a suscité l’intérêt des institutions locales. En fin de compte, le gouvernement du Ladhak l’a intégrée dans ses plans de développement. Le stupa de glace a également remporté un Rolex Award for Enterprise en 2016, ce qui a rapporté une somme de 100 000 francs suisses (environ 105 000 dollars).

https://youtu.be/FdVijr10DZ0

Les stupas de glace pourraient également être transformés en attractions touristiques, en y incorporant des bars à glace et des hôtels de glace. Cela reviendrait à mélanger le sacré et le profane et construire un pont entre différentes cultures.
Source: CNN.

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Ladakh- the « land of high passes » – is sandwiched between two of the world’s tallest mountain ranges, the Himalayas and the Kunlun. Rainfall is rare in the region. Water, essential for irrigating the farmlands that are the lifeblood of the local population, mostly comes from melting snow and ice. However, climate change is making this land even drier, leaving farmers without water in the crucial planting months of April and May, right before the glaciers start to melt in the summer sun.

In 2014, Sonam Wangchuk, a local mechanical engineer set out to solve the water crisis of the Ladakh. The natural glaciers are shrinking due to rising global temperatures. For that reason, they provide far less water in early spring but then release a lot in the summer heat, shrinking even more.

The engineer had a simple idea: he wanted to balance this natural deficit by collecting water from melting snow and ice in the cold months, which would normally go to waste, and store it until spring, just when farmers need it the most. He then built a two-story prototype of an « ice stupa », a cone of ice that he named after the traditional sacred monuments that are found throughout Asia.

The ice stupa is created using no power or pumps, only physics. First, a pipe is laid underground, connecting a stream of water and the location where the ice stupa is required, usually next to a village. The water must come from a higher altitude, usually around 60 meters or more. Because a fluid in a system always wants to maintain its level – according to the principle of the communicating vessels – water from 60 meters upstream will spray 60 metres into the air out of the downstream pipe, creating a fountain. The freezing air temperature does the rest, immediately crystallizing the water droplets into ice that falls right below, forming a cone. A cone is very easy to make with ice, because any dripping naturally forms a cone underneath; icicles are inverted cones.

A cone has more desirable properties: It has minimal exposed surface area for the volume of water it contains; that means it melts very slowly. The 6-metre-tall prototype containing 150,000 litres of water lasted from winter until mid-May, just when water is needed for irrigation, while all the surrounding ice on the ground had gone by the end of March. The revolutionary aspect of the ice stupa is that it works even at low altitude and in very warm temperatures.

It’s not the first type of artificial glacier in the area, but previous endeavours in this area were only attempted above 4,000 metres a.s.l. by freezing waters in large canals which required shade and a lot of maintenance, and were located too far away from the fields to be practical.

Instead, the conical shape of the ice stupa can withstand even direct sunlight and it can sit right were the water is required. However, the stupas are not maintenance-free as they need a lot of manual intervention; for instance, the fountains can freeze when the pipes ice up. It is hoped that soon, by refining the technology, they will become more reliable. Tests will start in Peru this summer, taking advantage of an extra winter in the southern hemisphere.

Because of the piping infrastructure required, the initial investment can be steep. The mechanical engineer estimated he would need around $125,000 to build his first full-scale version, which could reach 25 metres in height and provide irrigation to about 10 hectares of land. As the price would be too high for local authorities, he decided to crowdfund the project, asking people for contributions through Indiegogo, a popular crowdfunding platform. The campaign was successful and piqued the interest of the local institutions. In the end, the Ladhaki government is incorporating it its development plans. The ice stupa also won a Rolex Award for Enterprise in 2016, which carried a 100,000 Swiss Franc prize (around $105,000).

https://youtu.be/FdVijr10DZ0

The stupas might also be turned into tourist attractions, by building ice bars and ice hotels inside them. This would mean a bit like mixing the sacred and the profane and build a bridge between different cultures.

Source: CNN.

Vue du prototype du stupa de glace

(Crédit photo: Sonam Wangchuk)

Fonte de la glace de mer et pollution dans l’Arctique // Sea ice melting and pollution in the Arctic

Alors que l’Arctique se réchauffe plus vite que le reste de la planète, une nouvelle étude démontre comment la pollution, que se soient les nappes d’hydrocarbures ou les contaminants organiques, est susceptible de  passer d’une région de l’Arctique à une autre. Dans cette étude publiée dans la revue Earth’s Future, des scientifiques de l’Université de Columbia (État de New York) et de l’Université McGill (Montréal) ont étudié le mouvement de la glace de mer d’un pays à l’autre dans l’Océan Arctique. En comparant les données de 1988 à 2014, ils ont constaté que la glace de mer se déplaçait de plus en plus vite.
Les chercheurs ont analysé 239 023 formations de glace dans l’Arctique et sont arrivés à la conclusion que « le déplacement de la glace de mer s’est accéléré de 14% par décennie ». La glace en provenance des plateformes glaciaires russes – qui produisent plus de la moitié de la glace de mer de la région – « a mis 46% moins de temps pour atteindre les zones économiques d’autres pays où elle a finalement fondu ». La glace de mer nord-américaine s’est déplacée vers les eaux européennes et a fondu 37% plus vite au cours des années qui ont suivi l’an 2000, que pendant les années antérieures à cette date.
Alors que la plus grande partie de la glace de mer reste et fond là où elle se forme, une certaine partie se détache et se déplace essentiellement vers l’ouest. De cette façon, la glace en provenance de Russie dérive vers les eaux de Norvège et du Groenland; La glace en provenance de l’Alaska se dirige principalement vers les eaux russes; l’Alaska reçoit la majeure partie de sa glace du Canada.
L’étude a révélé que 24% de la glace de mer a fondu sans se déplacer et 52 % a fondu à moins de 100 kilomètres de son origine, c’est-à-dire dans les eaux territoriales d’un pays (celles-ci s’étendent jusqu’à à 320 km du littoral). Cependant, près du quart de la glace de mer – plus d’un million de kilomètres carrés – qui s’est formée dans des eaux territoriales s’est finalement déplacée.

 Les scientifiques attribuent l’accélération de déplacement de la glace de mer aux étés plus chauds dans l’Arctique. Comme les températures augmentent dans la région, la quantité de glace de mer qui s’est formée diminue et la glace qui se forme est plus mince. Cette glace plus mince peut être transportée plus loin par le vent et les courants océaniques que de la glace épaisse.
En même temps que la glace de mer se déplace plus vite, il en va de même pour les polluants qui peuvent voyager plus loin de leur source. L’étude montre que ce mouvement devient particulièrement inquiétant lorsqu’il s’agit des nappes d’hydrocarbures.
Avec la réduction de la surface de glace de mer, les scientifiques ont observé une «augmentation significative» de l’exploration pétrolière et gazière dans l’Océan Arctique qui, selon l’’USGS, recèle 13% des réserves pétrolières encore exploitables dans le monde. Un plus grand nombre de forages combiné à un déplacement plus rapide de la glace de mer pourrait entraîner des catastrophes si des marées noires se produisaient dans la région. Dans un modèle du «pire scénario», dans lequel un puits de pétrole explose à la fin de la saison de forage estivale, les chercheurs ont constaté qu’une marée noire dans la Mer de Beaufort pourrait dériver sur plus de 1 200 km avant le mois d’avril suivant. De plus, les opérations de nettoyage seraient bloquées par la glace et l’obscurité permanente des mois d’hiver.
Il convient de noter que des sources de pollution autres que le pétrole peuvent dériver elles aussi, comme les pesticides agricoles et les microplastiques. Comme les contaminants se décomposent plus lentement dans les eaux froides de l’Arctique, la pollution qui se dirige vers l’Arctique depuis les latitudes inférieures se prolonge plus longtemps. La recherche met également en évidence l’interconnexion des pays arctiques et comment une situation dans un pays peut avoir un impact sur toute la région.
Source: Alaska Dispatch News.

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As the Arctic warms faster than the rest of the planet, new research demonstrates how pollution, from oil spills to organic contaminants, could be passed from one Arctic neighbour to another. In the new study released in the journal Earth’s Future, scientists from Columbia University (New York State) and McGill University (Montreal) examined the movement of sea ice from country to country in the Arctic Ocean. Comparing data from 1988 to 2014, they found that sea ice is moving faster between destinations.

The study analyzed 239,023 ice formations in the Arctic and found that the movement of sea ice accelerated 14 percent each decade. Ice from Russian ice shelves, which produce more than half of the region’s sea ice, traveled to the exclusive economic zones of other countries 46 percent faster, where it eventually melted. North American sea ice traveled to European waters and melted 37 percent faster in the years after 2000 when compared to pre-2000 data.

While most sea ice stays and melts where it forms, some ice breaks off and travels in a mostly westerly direction. In this way, ice from Russia floats to Norway and Greenland waters; ice from Alaska waters primarily travels to Russian waters; Alaska receives most of its ice from Canada.

The study found that 24 percent of sea ice melted without straying and 52 percent melted within 100 kilometres of its origin, namely well within a nation’s exclusive economic zone, which extends 320 km off a country’s coastline. However, almost a quarter of the sea ice that formed inside an exclusive economic zone eventually strayed, totalling more than one million square kilometres of ice.

Scientists attribute this speedier sea ice to warmer Arctic summers. As temperatures increase in the region, the amount of sea ice formed decreases, and the ice that does form is thinner. Thin ice can be carried farther by wind and ocean currents than thick ice.

As Arctic ice is travelling faster, the potential increases for pollutants to travel farther from where they are dumped. The study shows that this movement becomes especially important when it comes to oil spills.

With less ice in Arctic regions, scientists have observed a « significant increase » in oil and gas exploration in the Arctic Ocean, where the USGS estimates that 13 percent of the world’s remaining oil is located. More drilling combined with faster sea ice movement can lead to disaster if an oil spill occurs in the region. In a model of the « worst-case scenario, » in which an oil well blows out at the end of the summer drilling season, the researchers found that a Beaufort Sea spill could be carried by sea ice over 1,200 km by the next April. Cleanup efforts would be stymied by heavy ice and 24-hour darkness in winter months.

It should be noted that sources of pollution besides oil can be dragged along with the ice, including agricultural pesticides and microplastics. Because contaminants break down more slowly in Arctic waters compared to warmer climates, pollution that makes its way to the Arctic from lower latitudes sticks around longer. The research highlights how interconnected Arctic countries are, and how an action by one country could impact the whole region.

Source : Alaska Dispatch News.

Photos: C. Grandpey

 

Glaciers alpins en juillet 2017 : (6) Les glaciers de Grindelwald (Suisse)

Au cœur des Alpes Bernoises, Grindelwald est une station de ski dont la réputation n’est plus à faire. Située dans la région de la Jungfrau et au pied de la face nord de l’Eiger, elle est entourée par plusieurs glaciers qui, comme leurs voisins alpins se réduisent comme peau de chagrin. Il suffit d’observer le Glacier Inférieur de Grindelwald (Unterer Grindelwaldgletscher) pour s’en rendre compte. En 1973, il présentait encore une longueur d’environ 8,3 kilomètres et une superficie de 20,8 km2. Le glacier a considérablement diminué depuis, avec une longueur de seulement 6,2 kilomètres en 2015. Le recul est particulièrement flagrant depuis 2007. Au milieu du 19ème siècle, il remplissait la vallée jusqu’à Mettenberg, un quartier à l’est de Grindelwald. En 1900, il occupait encore toute la vallée avec une épaisseur d’environ 300 mètres jusqu’à une altitude de 1.700 mètres. Vers 2000, il atteignait encore la gorge entre l’Eiger et le Mättenberg. Aujourd’hui, il faut des jumelles pour scruter la surface de la glace depuis la vallée.

Photos: C. Grandpey

Futur bouleversement des écosystèmes en Antarctique // Future upheaval of Antarctica’s ecosystems

Une nouvelle étude publiée dans la revue Nature révèle qu’avec le changement climatique qui entraîne une fonte et une réduction de la glace en Antarctique, de nouveaux habitats vont probablement commencer à s’ouvrir à la vie sauvage à travers ce continent. Si cela peut sembler une aubaine pour les plantes, les microbes, les oiseaux et d’autres organismes, les auteurs de l’étude font remarquer que ce n’est pas nécessairement une bonne chose pour l’écosystème fragile de l’Antarctique.
Au fur et à mesure qu’un plus vaste espace dépourvu de glace s’ouvre à travers l’Antarctique, des espèces qui étaient autrefois isolées peuvent commencer à se propager et à entrer en contact les unes avec les autres. Comme ils seront de plus en plus en compétition pour accéder à la nourriture, certains organismes deviendront majoritaires tandis que d’autres seront amenés à disparaître.
Même si l’Antarctique est un continent en grande partie recouvert de glace, des zones exemptes de glace, comme les sommets des montagnes, les falaises, les vallées et les îles, existent déjà et leur taille peut varier de 2 kilomètres carrés à des centaines de kilomètres carrés. Ces zones peuvent être séparées de quelques mètres, de dizaines ou de centaines de kilomètres. Elles peuvent héberger diverses espèces de végétation, de microbes, de vers ou d’insectes et d’autres petits organismes, et peuvent également servir de lieux de reproduction à des animaux comme les phoques et les oiseaux de mer. Ces espèces se sont parfaitement adaptées aux conditions extrêmes dans lesquelles elles vivent. Certaines d’entre elles peuvent rester en sommeil pendant une grande partie de l’année. D’autres ont pu développer des facultés d’adaptation spécifiques qui leur permettent de survivre dans des conditions extrêmes avec des vents forts, peu d’eau ou des températures très basses. En outre, certaines espèces ne se trouvent que dans des secteurs très spécifiques. D’autres peuvent être plus répandues à travers le continent, mais peuvent avoir développé différentes facultés adaptation dans différents domaines.
Selon la nouvelle étude, il y a actuellement très peu de recherches sur la façon dont le changement climatique et la fonte de la glace en Antarctique peuvent affecter les formes de vie qui s’y trouvent. L’étude explique que ces facteurs sont susceptibles de provoquer des changements profonds dans la biodiversité de ce continent. L’équipe de chercheurs a mis au point un modèle avec deux trajectoires climatiques hypothétiques pour faire des projections sur les conséquences de la fonte de glace en Antarctique: un premier scénario prend en compte des émissions constantes de gaz à effet de serre et des changements climatiques profonds, tandis qu’un deuxième scénario est un peu plus optimiste.
Les chercheurs ont constaté que la Péninsule Antarctique, l’une des zones où le réchauffement climatique est le plus sensible, subira probablement les changements les plus significatifs au cours du reste de ce siècle. En fonction des deux scénarios climatiques analysés, le modèle montre que le continent antarctique aura probablement une zone dépourvue de glace qui s’étendra sur une surface de 2 000 kilomètres carrés à plus de 17 000 kilomètres carrés d’ici l’an 2100 ; plus de 85% de cette zone se trouveront dans le nord de la Péninsule Antarctique. Il y aura certes plus de zones dépourvues de glace, mais des zones dépourvues de glace qui étaient jusqu’alors isolées vont commencer à fusionner, ce qui signifie que des populations d’organismes précédemment isolées entreront probablement en contact les unes avec les autres.
Ces changements auront des conséquences positives et négatives pour les espèces antarctiques indigènes. D’une part, une zone plus grande dépourvue de glace signifie un habitat plus vaste pour les plantes et les animaux. En revanche, l’expansion de cet habitat peut également conduire à la propagation d’espèces envahissantes, souvent moins spécialisées que les organismes indigènes et mieux équipées pour s’octroyer les ressources en nourriture, d’autant plus que les conditions climatiques deviendront plus douces et plus favorables.
Les humains ont déjà introduit sans le vouloir plusieurs espèces exogènes en Antarctique en débarquant des navires ou des avions, que ce soit lors de missions industrielles ou de recherche. Des espèces d’insectes envahissantes, comme les moucherons et les coléoptères, se sont déjà installées sur certaines îles de l’Océan Austral. Les études nous apprennent qu’une herbe invasive, le pâturin annuel – Poa annua–  est susceptible d’entrer en compétition avec les espèces indigènes de la région. Les chercheurs ajoutent que même les espèces indigènes pourraient commencer à rivaliser les unes avec les autres lorsqu’elles entreront en contact pour la première fois.
L’étude conclut en affirmant qu’il ne faut pas penser que l’Antarctique est un monde clos et immobile qui ressemblera toujours à ce qu’il est actuellement.
Source: The Washington Post.

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A new study published in the journal Nature reveals that as climate change continues to cause massive melting and ice loss in Antarctica, new habitats may begin to open up for wildlife across the continent. But while that may sound like a boon for plants, microbes, birds and other organisms, the researchers caution that this is not necessarily a good thing for the fragile Antarctic ecosystem.

As more ice-free space opens up across the continent, previously isolated species may begin to spread out and come in contact with each other. And as they are increasingly forced to compete for resources, some organisms may emerge dominant, and others may start to disappear.

While Antarctica is a largely frozen continent, isolated ice-free areas such as mountaintops, cliffs, valleys and islands are already scattered across the region, and may range in size from 2 square kilometres to hundreds of square kilometres. They may be separated by a few metres or tens or hundreds of kilometres. These areas can be home to various species of vegetation, microbes, worms or insects and other small organisms, and may also serve as breeding grounds for animals like seals and seabirds. These species tend to be highly specialized for the extreme conditions in which they live. Some of them may be dormant throughout much of the year. Others may have developed specific adaptations that allow them to survive in conditions with high winds, little water or extreme low temperatures. Additionally, some species are found only in very specific areas. Others may be more widespread across the continent, but may have developed different adaptations in different areas.

According to the new study, there has been very little research so far on how climate change and ice melt in Antarctica may affect the life-forms it hosts. The study suggests that, in fact, these influences have the potential to cause profound changes in Antarctic biodiversity. The team of researchers used a model to make projections of future Antarctic ice melt under two hypothetical climate trajectories: a scenario which assumes unabated greenhouse gas emissions and high levels of future climate change, and a slightly more moderate scenario.

The researchers found that the Antarctic Peninsula, one of the most rapidly warming areas on the continent, will likely suffer the most extreme changes through the rest of this century. Between the two climate scenarios considered, the model suggests that Antarctic continent may see anywhere from 2,000 square kilometres to more than 17,000 square kilometres in new ice-free area opening up by the year 2100, with more than 85 percent of this area emerging on the North Antarctic Peninsula. There will not only be more ice-free areas, but previously isolated ice-free zones may begin to merge with one another, meaning that populations of organisms that were previously isolated could begin to come into contact.

These changes could come with good and bad consequences for native Antarctic species. On the one hand, more ice-free area means more habitat space for plants and animals. On the other hand, the expanding habitat area could also lead to the spread of invasive species, which are often less specialized than native Antarctic organisms and better equipped to compete for resources, especially as conditions grow milder and more favourable in Antarctica.

Humans have already inadvertently carried multiple non native species down to Antarctica from other parts of the world on ships or planes, either through industrial or research voyages. Invasive insects, such as midges and beetles, have already established themselves on certain islands in the Southern Ocean. Studies suggest that an invasive meadow grass, called Poa annua, is already showing signs that it could begin to out-compete native species in the region. The researchers add that even native species could begin to compete with each other as they come into contact for the first time.

The study concludes by saying that we should not think of Antarctica as being hermetically sealed and it must always look like it does now.

Source : The Washington Post.

La Péninsule Antarctique subit de plein fouet les effets du réchauffement climatique (Source: Wikipedia)

Glaciers alpins en juillet 2017 : (5) Le Glacier du Rhône (Suisse)

Le Glacier du Rhône est situé à l’extrémité nord-est du canton du Valais et on peut y accéder en suivant la route de la Furka, un de ces cols mythiques qui fait rêver les cyclotouristes, catégorie à laquelle j’appartiens.

Comme les glaciers des Bossons et d’Argentière et comme la Mer de Glace, le Glacier du Rhône subit de plein fouet les effets du réchauffement climatique. Des repères montrent le niveau qu’il atteignait au cours des dernières décennies. Il faut descendre près du village de Gletch pour trouver le panneau qui marque le point où arrivait le glacier en 1856. Depuis cette époque, il a aussi perdu 350 mètres d’épaisseur, et près de 40 mètres pour la seule dernière décennie.

Chaque année, le Glacier du Rhône perd entre 5 et 7 mètres d’épaisseur et on estime que son volume aura diminué de moitié d’ici la fin de la prochaine décennie. Il est probable qu’à la fin du siècle il ne reste plus que 10% du volume de glace actuel.

Contrairement à la fonte des glaces polaires, la fonte des glaciers alpins aura un impact négligeable sur le niveau des océans. En revanche, elle aura des effets dramatiques en Europe, où les Alpes jouent le rôle d’un château d’eau, stockant de l’eau en hiver pour la libérer en été et alimenter fleuves et rivières. Si la fonte des glaces s’accélère, les fleuves verront leurs niveaux augmenter, des inondations auront lieu ; ensuite, au milieu du siècle, les niveaux baisseront de façon dramatique.

Quand on avance sur le chemin qui conduit au Glacier du Rhône, on est surpris de voir une portion d’un blanc immaculé. On pense tout d’abord qu’il s’agit d’une vaste plaque de neige résiduelle. En y regardant mieux, on se rend compte que le glacier a été recouvert d’immenses couvertures afin de freiner sa fonte au niveau de la grotte qui est creusée chaque année depuis  1870, comme à la Mer de Glace. Les couvertures sont censées réduire la fonte de 70%.  Elles vont la ralentir pendant un an ou deux, puis il faudra retirer les couvertures car la glace en dessous aura disparu. Un lac de fonte s’est formé devant le front en pente douce du glacier. C’est son déversoir qui donne naissance au jeune Rhône…

Voici le Glacier du Rhône…

Des repères montrent sa hauteur passée…

Des couvertures blanches protègent la grotte de glace…

La Grotte Bleue…

Le front du glacier…

Ainsi naît le Rhône!

Photos: C. Grandpey

Glaciers alpins en juillet 2017: (4) Le Glacier d’Aletsch (Suisse)

Situé dans le sud de la Suisse dans le canton du Valais, le Glacier d’Aletsch est le plus grand glacier des Alpes. Il est entouré au nord par le massif de la Jungfrau et au sud par la vallée du Rhône. Il présente une longueur de 22,6 km  et une superficie de 81,7 km². Comme tous les grands glaciers actifs, sa vitesse de progression varie selon que l’on se trouve dans la partie centrale ou sur les bords où elle est freinée par les frottements. Ce phénomène explique, entre autre, la formation des crevasses. S’agissant de l’Aletsch, la vitesse de progression varie entre 80 et 200 mètres par an.

Selon les glaciologues, les Alpes pourraient perdre 80 % de leurs glaciers si aucun changement ne survient dans l’émission des gaz à effet de serre. Le Glacier d’Aletsch a reculé de 2 600 mètres depuis 1880. Comme pour ses homologues alpins, le recul s’est accéléré depuis 1980 et l’Aletsch a reculé de 800 mètres en 30 ans soit 30 % du recul total.

Selon ces mêmes glaciologues, les glaciers suisses continueront de fondre massivement, même si le réchauffement climatique cesse, ce qui est loin d’être gagné dans le contexte économique actuel. Celui d’Aletsch aura perdu au moins quatre kilomètres et un tiers de sa masse d’ici un siècle. En effet, les glaciers réagissent aux changements climatiques avec des dizaines d’années, voire un siècle, de retard. La fonte du Glacier d’Aletsch sera encore plus impressionnante et rapide si le réchauffement climatique se poursuit comme prévu.

Dans une note rédigée le 15 octobre 2016, j’évoquais un problème causé par la fonte du Glacier d’Aletsch. La glace d’amenuisant, les pans de montagne qui entourent le glacier sont fragilisés et des effondrements se produisent. Le phénomène est observé ailleurs dans le monde, en particulier en Nouvelle Zélande où les glaciers Fox et Franz Josef ont fondu si rapidement qu’il est devenu trop dangereux de les atteindre à partir du fond de la vallée. En raison de la fonte ultra rapide de ces glaciers, les parois de la vallée qui étaient autrefois maintenues en place par la glace sont désormais à l’air libre avec des risques évidents d’effondrements et autres chutes de pierres qui rendraient les randonnées trop dangereuses. Les tour-opérateurs ont donc cessé d’organiser de telles randonnées guidées sur le Franz Josef en 2012 et sur le Fox en 2014. Ces deux glaciers ont perdu chacun 3 kilomètres depuis les années 1800, ce qui correspond à environ 20 pour cent de leur longueur.

De la même façon, un pan de montagne menace de s’effondrer en aval du Glacier d’Aletsch. En conséquence, il est demandé à tous les randonneurs de respecter l’interdiction d’accès aux sentiers pédestres dans une zone de 2 km2.

Une remontée mécanique permettant d’accéder aux abords du glacier d’Aletsch subit elle aussi les effets du mouvement du pan de montagne. Les pylônes d’arrivée de la télécabine d’Aletsch Arena, qui relie Riederalp à Moosfluh, bougent de 1 centimètre par jour. Toutefois, l’exploitant des remontées avait prévu le problème puisque  il a investi 23 millions de francs suisses dans un système qui permet de glisser les pylônes sur un rail pour les maintenir parfaitement droits et ainsi laisser l’installation ouverte. La surveillance est permanente, avec un système d’alarme en cas de gros déplacement.

De  mon côté, j’ai emprunté à Fiesch (Valais) le double téléphérique qui permet d’accéder à l’Eggishorn d’où l’on a une vue splendide sur le Glacier d’Aletsch.

Photos: C. Grandpey