Peut-on vraiment trafiquer le climat? // Can we really tamper with the climate ?

Au cours de la COP 21 de 2015, les pays du monde entier se sont mis d’accord pour limiter le réchauffement climatique d’ici la fin du siècle à 1,5°C au-dessus des niveaux préindustriels. Cependant, cette cible semble de plus en plus difficile à atteindre. Au cours des derniers jours, les scientifiques ont annoncé que les émissions de dioxyde de carbone étaient à nouveau en hausse au moment où le président américain Donald Trump vantait les avantages du charbon lors d’une conférence sur le changement climatique.
Comme l’objectif de la COP 21 semble voué à l’échec, certains scientifiques mettent sur le tapis une idée qui n’est pas vraiment nouvelle (voir ma note du 21 juillet 2012). Ils pensent pouvoir inverser le réchauffement climatique en imitant les éruptions volcaniques, mais une nouvelle étude explique que de telles interventions sur le climat doivent être abordées avec grande prudence.
Quand les volcans entrent en éruption, ils envoient des aérosols d’acide sulfurique, ce qui refroidit la Terre en créant un bouclier qui réfléchit la lumière du soleil. En expédiant des particules similaires dans la stratosphère, certains scientifiques pensent que nous pourrions imiter ce processus et inverser le changement climatique. Cette nouvelle technologie a été baptisée « géoingénierie solaire ». Elle consiste à injecter des aérosols dans l’atmosphère et, au moment où le gaz se mêle à l’oxygène, des gouttelettes d’acide sulfurique se forment ; elles renvoient la lumière du soleil, processus chimique qui refroidirait la planète.
Cependant, imiter les éruptions volcaniques de cette manière pourrait être dangereux. Une nouvelle étude publiée dans Nature Communications explique que si la géoingénierie solaire peut effectivement avoir des impacts positifs, elle peut aussi avoir des effets désastreux dans des régions du monde déjà touchées par des catastrophes naturelles.
Les chercheurs ont utilisé des simulations pour examiner les effets de la géoingénierie solaire sur la fréquence des cyclones tropicaux dans l’Atlantique Nord. Alors que les injections d’aérosols dans l’hémisphère nord réduiraient la fréquence des cyclones, elles pourraient en réalité augmenter le risque de cyclone lorsqu’elles sont appliquées dans l’hémisphère sud. Pour aggraver les choses, les simulations ont montré que les effets positifs dans l’hémisphère nord seraient compensés par une augmentation des sécheresses dans la région du Sahel en Afrique sub-saharienne, une région déjà ravagée par la désertification. Il convient de noter que trois des quatre années de pire sécheresse en Afrique ont été immédiatement précédées d’éruptions volcaniques dans l’hémisphère Nord.
La perspective de climats modifiés par la géoingénierie solaire peut sembler lointaine, mais les scientifiques se sont déjà lancés dans des projets à grande échelle pour étudier sa faisabilité.
La dernière étude met également en évidence un gros problème lié à la géoingénierie solaire ; il s’agit de l’absence totale de réglementation. En effet, rien ne peut empêcher des pays, des organismes ou des entreprises privées de mettre en application cette technologie relativement bon marché. Il faudrait seulement une centaine d’avions à raison de trois vols quotidiens pour la déployer. Cela coûterait entre un milliard et dix milliards de dollars par an.
Source: Presse scientifique internationale.

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In the 2015 Paris Agreement, nations from across the globe agreed to limit global warming by the end of the century to 1.5°C above pre-industrial levels. This target, however, is looking further and further out of reach. In the last few days, scientists announced carbon dioxide emissions are rising again, while President Donald Trump took to promoting coal at a climate change conference.

As the COP 21 target seems to be doomed to failure, efforts are underway to reverse global warming by mimicking volcanic eruptions. The idea is note really new (see my post of 21 July 2012) but a new study explains that such dramatic interventions should be approached with caution.

When volcanoes erupt, they spew sulphate particles into the air, cooling the Earth by creating a shield that reflects sunlight away from its surface. By emitting similar particles into the stratosphere, some scientists have suggested we could imitate this process and reverse climate change in a technology termed “solar geoengineering”. It involves injecting aerosols into the atmosphere. As the gas combines with oxygen, droplets of sulphuric acid form. These droplets reflect sunlight away, cooling the planet in the process.

However, creating artificial volcanic eruptions in this way might be dangerous. New research published in Nature Communications suggests that while geoengineering may indeed have positive impacts, it could also have catastrophic effects in parts of the world already battered by natural disasters.

The researchers used simulations to examine the effect that geoengineering would have on tropical cyclone frequency in the North Atlantic. While aerosol injections in the northern hemisphere decreased projected cyclone frequency, when applied in the southern hemisphere they could actually enhance cyclone risk. To make matters worse, the team’s simulation suggested that the positive effects in the northern hemisphere would be offset by an increase in droughts in the Sahel region of sub-Saharan Africa, an area already ravaged by desertification. It should be noted that three of the four years with the worst drought in Africa were immediately preceded by volcanic eruptions in the Northern Hemisphere.

The prospect of geoengineering climates may seem remote, but scientists are already engaged in large-scale projects to investigate its feasibility.

However, the study also highlights a big problem with solar geoengineering and its complete lack of regulation. Indeed, there is nothing that could stop countries, organizations or private companies from deploying the technology which is relatively cheap. It could be done on a large scale as it only needs about 100 aircraft with three flights per day. It would cost one billion to ten billion dollars per year.

Source: International scientific press.

En 1991, l’éruption du Pinatubo (Philippines) a abaissé la température de la planète de quelques dixièmes de degrés. Sommes-nous autorisés à imiter la Nature? (Crédit photo: Wikipedia)

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Le magma de Long Valley (Californie) avant la super éruption // Long Valley’s magma (California) before the super eruption

Long Valley, en Californie, à proximité du  Parc National de Yosemite, est un supervolcan qui est entré en éruption il y a environ 765 000 ans. En une semaine, 760 kilomètres cubes de lave et de cendre ont été émis par le volcan. Cette cendre a probablement refroidi la planète en faisant obstacle aux rayons du soleil, avant de recouvrir toute la partie occidentale de l’Amérique du Nord. Aujourd’hui, de nombreux géologues visitent des sites comme Long Valley avec l’espoir de comprendre pourquoi les super éruptions se déclenchent et, au bout du compte, où et quand elles sont susceptibles de se produire à nouveau.
Un rapport publié au début du mois de novembre dans les Proceedings of the National Academy of Sciences par des chercheurs de l’Université du Wisconsin montre que le vaste réservoir magmatique sous Long Valley était beaucoup moins chaud avant l’éruption qu’on ne le pensait jusqu’à présent. Leur étude laisse supposer que des erreurs d’interprétation ont été commises. Selon l’un des auteurs de l’étude, un géologue au Georgia Institute of Technology, « l’image traditionnelle des volcans alimentés par des réservoirs magmatiques dans la croûte n’est pas la meilleure façon d’interpréter les processus physiques ». Selon lui, la plupart des scientifiques pensent que les chambres magmatiques se trouvent «dans un état plutôt calme, à basse température, et relativement stable pendant la plus grande partie de leur vie». Malheureusement, cela signifie que les scientifiques ne sont pas en mesure de les analyser correctement avec les outils mis à leur disposition.

L’idée reçue est que l’on a affaire à un gros réservoir de roche fondue qui stagne pendant une longue période dans la croûte. La nouvelle hypothèse est que le magma reste stocké pendant une longue période dans un état cristallin stable, à basse température, et incapable de produire une éruption. Ce système inerte a besoin d’un énorme apport de chaleur pour déclencher une éruption. En conséquence, la cause principale de l’éruption doit être une ascension rapide d’une quantité importante de roche plus chaude en provenance des profondeurs. Au lieu d’un réservoir de roche en fusion sur une longue durée, les cristaux de roche solidifiée ont été incorporés peu de temps avant l’éruption de Long Valley. Ainsi, les conditions de fusion n’ont probablement duré que quelques décennies, au plus quelques siècles.
Les conclusions de la nouvelle étude s’appuient sur une analyse détaillée des isotopes d’argon de 49 cristaux recueillis à Bishop Tuff, un dépôt de cendre fossilisée, émise lors de la formation de la caldeira de Long Valley. L’argon, produit par la désintégration radioactive du potassium, s’échappe rapidement des cristaux à haute température ; donc, si le réservoir magmatique contenant ces cristaux avait été uniformément chaud avant l’éruption, l’argon ne se serait pas accumulé, et les dates des 49 cristaux auraient été identiques.
En utilisant un nouveau spectromètre de masse de haute précision dans le laboratoire de géochronologie de l’Université de Wisconsin-Madison, les dates obtenues par l’équipe de chercheurs s’étendent sur 16 000 ans, indiquant la présence d’argon qui s’était formé bien avant l’éruption. Cela indique des conditions de basse température avant la méga éruption.
Le nouveau spectromètre de masse de haute précision est plus sensible que ses prédécesseurs, ce qui lui permet de mesurer un plus petit volume de gaz avec une plus grande précision. Lorsque les chercheurs ont examiné plus en détail les monocristaux, il est apparu que certains d’entre eux devaient provenir d’un magma complètement solidifié. Il est apparu également que près de la moitié des cristaux ont commencé à se cristalliser quelques milliers d’années avant l’éruption, indiquant des températures plus basses. Pour obtenir l’âge réel de l’éruption, il faut prendre en compte la dispersion des dates. Les plus jeunes cristaux montrent la date de l’éruption.
Ces résultats ont une signification au-delà de la volcanologie car les cendres de Long Valley et d’autres super éruptions sont fréquemment utilisées pour la datation. Une meilleure compréhension du processus pré éruptif pourrait conduire à une meilleure prévision du comportement des volcans.
Cependant, certains chercheurs remarquent que cette étude ne permettra pas de faire avancer la prévision volcanique. Elle ne fait que souligner le fait que nous ne comprenons pas ce qui se passe dans les systèmes magmatiques au cours de la période de 10 à 1000 ans qui précède une grande éruption. De plus, comme chaque volcan a son propre processus éruptif, les conclusions tirées de l’éruption de Long Valley ne sauraient être généralisées à tous les supervolcans du monde entier.
Source: Université du Wisconsin à Madison.

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Long Valley, California, is a supervolcano located neat Yosemite National Park, which erupted about 765,000 years ago. Within one week, 760 cubic kilometres of lava and ash were emitted by the volcano. The ash likely cooled the planet by shielding the sun, before settling across the western half of North America. Today, many geologists visit places like Long Valley with the hope to understand why super-eruptions happen, and ultimately to understand where and when they are likely to occur again.

A report published early in November in the Proceedings of the National Academy of Sciences by University of Wisconsin researchers shows that the giant body of magma at Long Valley was much cooler before the eruption than previously thought. The paper suggests we may be thinking about volcanoes and their eruptions in the wrong way. « The historical view of volcanoes as fed by basically these tanks of magma in the crust isn’t really a useful way to think about the physical processes, » said first author of the study, a geologist at the Georgia Institute of Technology. He added that scientists are realizing that underground magma chambers are « in a pretty calm, pretty cool, more or less unremarkable state for most of their lifetime. » Unfortunately, that means they don’t show up very well with the tools scientists have to monitor magma underground.

The older view was that there was a long period with a big tank of molten rock in the crust. A new view is that magma is stored for a long period in a state that is locked, cool, crystalline, and unable to produce an eruption. That dormant system needs a huge infusion of heat to erupt. Thus, the main cause of the eruption must be a quick rise of much hotter rock from deep below. Instead of a long-lasting pool of molten rock, the crystals from solidified rock were incorporated shortly before the eruption of Long Valley. So the molten conditions likely lasted only a few decades, at most a few centuries.

The new results are rooted in a detailed analysis of argon isotopes in 49 crystals from the Bishop Tuff, a fossilized ash deposit released when the Long Valley Caldera formed. Argon, produced by the radioactive decay of potassium, quickly escapes from hot crystals, so if the magma body that contained these crystals was uniformly hot before eruption, argon would not accumulate, and the dates for all 49 crystals should be the same.

Using a new, high-precision mass spectrometer in the Geochronology Lab at University of Wisconsin-Madison, the research group’s dates spanned a 16,000 year range, indicating the presence of some argon that formed long before the eruption. That points to unexpectedly cool conditions before the giant eruption.

The new, high-precision mass spectrometer is more sensitive than its predecessors, so it can measure a smaller volume of gas with higher precision. When the researchers looked in greater detail at single crystals, it became clear some must have been derived from magma that had completely solidified. It appeared that about half of the crystals began to crystallize a few thousand years before the eruption, indicating cooler conditions. To get the true eruption age, one needs to see the dispersion of dates. The youngest crystals show the date of eruption.

The results have meaning beyond volcanology, however, as ash from Long Valley and other giant eruptions is commonly used for dating. A better understanding of the pre-eruption process could lead to better volcano forecasting.

However, some researchers notice that this study does not point to prediction in any concrete way. It only points to the fact that we do not understand what is going on in these systems, in the period of 10 to 1,000 years that precedes a large eruption. Besides, as each volcano has its own erupting process, the conclusions about Long Valley should not be extended to all supervolcanoes around the world.

Source: University of Wisconsin at Madison.

Source: USGS

Notre planète est en danger ! // Our planet is in danger !

Selon une étude publiée le lundi 13 novembre 2017, en marge de la COP23, les émissions mondiales de gaz à effet de serre sont reparties à la hausse en 2017. Les émissions de CO2 liées à l’industrie et à la combustion d’énergies fossiles devraient croître d’environ 2% cette année par rapport à 2016 et atteindre un record de 36,8 milliards de tonnes, après des années 2014 à 2016 quasiment stables. A mes yeux, ces nouveaux chiffres ne sont pas une surprise. Cela fait plusieurs années que j’observe les concentrations de CO2 au sommet du Kilauea à Hawaii, ainsi que la courbe de Keeling qui en découle. Cela fait plusieurs mois que l’on a dépassé le seuil symbolique de 400 parties par million (ppm). Le 12 novembre, cette concentration atteignait 404,60 ppm. Chaque journée établit actuellement un nouveau record.

Avec de tels chiffres, il est bien évident que l’objectif d’une augmentation de 2°C de la température globale de la planète prévu par la COP 21 de 2015 a du plomb dans l’aile. Pour l’atteindre, il faudrait, bien sûr, que les émissions atteignent leur pic ces prochaines années et diminuent ensuite rapidement. Ne nous leurrons pas ; les politiques énergétiques des grandes puissances industrielles ne vont pas dans ce sens, malgré les belles paroles proférées par leurs dirigeants. Les intérêts économiques passent loin devant les questions environnementales !

On peut prendre l’exemple de la Chine, qui génère 28% de ces gaz à effet de serre. Après des efforts au cours des dernières années, on observe à nouveau un boom de la production industrielle et une production hydroélectrique diminuée par des épisodes de sécheresse.

Aux Etats-Unis aussi, c’est la première fois en cinq ans que la consommation de charbon augmentera (+0,5%), du fait du prix élevé du gaz naturel. L’Inde voit ses émissions croître un peu moins (+2%) mais ce devrait être temporaire. Quant à l’Union Européenne (UE), ses émissions reculent moins vite que la décennie précédente (-0,2%).

Selon la dernière étude, les 10 principaux émetteurs sont, sans surprise, la Chine, les Etats-Unis, l’Inde, la Russie, le Japon, l’Allemagne, l’Iran, l’Arabie saoudite, la Corée du Sud et le Canada. L’UE dans son ensemble se classe en 3e position.

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A cette étude publiée en marge de la COP 23 vient s’ajouter un manifeste signé par 15 364 scientifiques de 184 pays. Déjà en 1992, l’ONG Union of Concerned Scientists publiait « l’avertissement des scientifiques du monde à l’humanité ». 1700 scientifiques prévoyaient que l’impact des activités de l’homme sur la nature allait probablement aboutir « à de grandes souffrances humaines » et à « mutiler la planète de manière irrémédiable ».

Un quart de siècle plus tard, plus de 15 000 scientifiques émettent un nouvel avertissement. Cette tribune est publiée par la revue BioScience et reprise par Le Monde du lundi 13 novembre 2017. Vous pourrez en lire l’intégralité en cliquant sur ce lien :

http://www.lemonde.fr/planete/article/2017/11/13/le-cri-d-alarme-de-quinze-mille-scientifiques-sur-l-etat-de-la-planete_5214185_3244.html

Selon ce manifeste ; tous les voyants sont au rouge : Disponibilité de l’eau potable, déforestation, baisse du nombre de mammifères, émissions de gaz à effet de serre. « L’humanité ne fait pas ce qui devrait être entrepris de manière urgente pour sauvegarder la biosphère menacée. Bientôt, il sera trop tard pour inverser cette tendance dangereuse. »

Ces scientifiques estiment toutefois qu’il est encore possible d’inverser cette tendance pour permettre aux écosystèmes de retrouver leur durabilité. Parmi les mesures recommandées, il y a la création d’un plus grand nombre de réserves naturelles et un renforcement des lois contre le braconnage. Les auteurs de la tribune plaident aussi pour des mesures encourageant un régime alimentaire davantage à base de plantes et l’adoption à grande échelle des énergies renouvelables et d’autres technologies vertes.

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According to a study published on Monday November 13th, on the sidelines of COP23, global greenhouse gas emissions are on the rise again in 2017. CO2 emissions from industry and fossil fuel combustion are expected to increase by about 2% this year compared to 2016 and reach a record 36.8 billion tonnes, after 2014 to 2016 which were almost stable. These new figures are not a surprise. It has been several years since I observed CO2 concentrations at the summit of Kilauea in Hawaii, as well as the resulting Keeling curve. It has been several months since we crossed the symbolic threshold of 400 parts per million (ppm). On November 12th, this concentration reached 404.60 ppm. Each day is setting a new record.
With such numbers, it is obvious that the goal of an increase of 2°C for the global temperature of the planet envisaged by the 2015 COP 21 will hardly be attained. To reach it, noxious emissions would have to peak in the next few years and then decline rapidly. Let’s not fool ourselves; the energy policies developed by the major industrial powers do not go in this direction, despite the fine words uttered by their leaders. Economic interests can’t rival with environmental issues!
We can take the example of China, which generates 28% of these greenhouse gases. After efforts in recent years, there is again a boom in the industrial production and the hydroelectric production which as been reduced by droughts.
In the United States too, it is the first time in five years that coal consumption will increase (by 0.5%), due to the high price of natural gas. India sees its emissions grow a little less (by 2%) but it should be temporary. As for the European Union (EU), its emissions are declining more slowly than the previous decade ( by 0.2%).
According to the latest study, the top 10 gas emitters are, unsurprisingly, China, the United States, India, Russia, Japan, Germany, Iran, Saudi Arabia, South Korea and Canada. The EU as a whole ranks third.

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In addition to this study, a manifesto was published at the same time as the COP 23. It was signed by 15,364 scientists from 184 countries. Already in 1992, the NGO Union of Concerned Scientists published « the warning world scientists to humanity. » 1,700 scientists predicted that the impact of human activities on Nature would likely lead to « great human sufferings » and « mutilate the planet in an irreparable way ».
A quarter of a century later, more than 15,000 scientists are issuing a new warning. This text was published by BioScience and reviewed by Le Monde on Monday, November 13th, 2017. You can read the whole text by clicking on this link:
http://www.lemonde.fr/planete/article/2017/11/13/le-cri-d-alarme-de-quinze-mille-scientifiques-sur-l-etat-de-la-planete_5214185_3244.html

According to this manifesto; all the lights are red: Availability of drinking water, deforestation, decrease in the number of mammals, emissions of greenhouse gases. « Humanity is not doing what urgently needs to be done to save the threatened biosphere, and it will be too late to reverse this dangerous trend. »
However, these scientists believe that it is still possible to reverse this trend to allow ecosystems to regain their sustainability. Among the recommended measures is the creation of more natural reserves and stronger laws against poaching. The panelists also advocate for measures to encourage a more plant-based diet and the widespread adoption of renewable energy and other green technologies.

Source : Climate Central / NASA, NOAA.

La dernière éruption de Yellowstone // Yellowstone Volcano’s last eruption

La plupart des scientifiques s’accordent pour dire que la dernière grande éruption du super volcan de Yellowstone s’est produite il y a environ 630 000 ans. Plus récemment, des géologues ont découvert trois phases éruptives distinctes remontant à 2,1 millions d’années, 1,3 million d’années et 630 000 ans.
L’éruption la plus récente, il y a 630 000 ans, a déposé une épaisse couche de cendre qui a recouvert une grande partie du centre-ouest des États-Unis. On estime qu’elle atteint par endroits 200 mètres d’épaisseur. Étant donné que cette couche de cendre s’est tassée sous le poids des sédiments, on peut raisonnablement penser qu’elle serait suffisamment épaisse pour recouvrir aujourd’hui la plupart de nos gratte-ciels.
Il ne fait aucun doute que l’éruption a envoyé une énorme quantité de cendre dans l’atmosphère et que cette cendre a recouvert une grande partie des États-Unis. Elle a également eu d’importantes conséquences sur le climat et la vie sur Terre. Chaque éruption a eu un impact mortel immédiat à cause des retombées de cendre. Il y a aussi eu un impact à plus long terme à cause de la faible capacité des plantes à opérer la photosynthèse et des animaux à respirer dans une atmosphère envahie par la cendre et les gaz nocifs.
Une étude récente par une équipe scientifique de l’Université de Californie à Santa Barbara a abouti à la conclusion que la dernière éruption de Yellowstone a connu deux phases successives. Les chercheurs ont en effet découvert deux couches de cendre volcanique dans les sédiments océaniques du Bassin de Santa Barbara. Ils ont prélevé des empreintes chimiques des couches de cendre et constaté qu’elles provenaient d’une double éruption du super volcan de Yellowstone.
Pour étayer une telle affirmation, deux conditions devaient être présentes dans le Bassin de Santa Barbara. Tout d’abord, pour s’assurer que les couches de cendre volcanique étaient intactes dans l’océan côtier et non modifiées par les vers et autres mollusques, l’équipe scientifique a choisi une zone où les eaux des fonds marins étaient anoxiques. Cela signifie qu’il n’y avait pas assez d’oxygène pour que les animaux puissent venir gratter et endommager les couches de cendre. Au vu des résultats, les scientifiques furent convaincus qu’il y a eu deux événements éruptifs distincts à Yellowstone.
Le point suivant à éclaircir était la distinction dans le temps entre les deux événements volcaniques. La présence simultanée de sédiments terrigènes et de coquilles de foraminifères pélagiques dans le bassin de Santa Barbara a permis à l’équipe scientifique d’identifier distinctement les deux couches de cendre. De plus, les coquilles des foraminifères ont été utilisées pour déterminer la température de l’eau de mer en surface au moment où elles étaient encore vivantes.
Une fois obtenue la certitude que les couches de cendre appartenaient à des événements distincts et provenaient du super volcan de Yellowstone, les scientifiques ont pu compiler d’autres informations sur les événements. La datation a montré que les éruptions se sont produites à environ 170 ans d’intervalle. Cela signifie que deux générations successives d’animaux ont probablement été témoins d’une éruption du super volcan de Yellowstone au cours de leur vie.
En outre, les chercheurs ont constaté que les éruptions ont eu de vastes répercussions à l’échelle mondiale. Ils ont acquis la certitude que chaque éruption a causé le refroidissement d’environ 3 degrés Celsius de l’océan. Ils l’ont prouvé en mesurant les isotopes dans la coquille de foraminifères. Les foraminifères sont de petits organismes photosynthétiques qui flottent près de la surface de l’océan. Ils absorbent différents rapports d’isotopes d’oxygène lors de la fabrication de leur carapace à base de carbonate, en fonction de la température de l’eau océanique environnante. En mesurant avec précision le rapport de ces isotopes et en les comparant aux normes sur la planète dans son ensemble, les scientifiques ont été en mesure de déterminer la température de surface de l’océan  pendant la courte période où ces foraminifères étaient vivants. En effectuant ces mesures sur une carotte de sédiments, ils ont pu établir une courbe de la température de la surface de la mer à travers le temps.
C’est ainsi que l’équipe géologique de Santa Barbara est arrivée à la conclusion que chacune des deux éruptions du super volcan de Yellowstone a provoqué une baisse de la température de l’océan d’environ 3 degrés Celsius. Cela contraste avec la tendance générale au réchauffement de la planète à l’époque. Les deux éruptions ont refroidi temporairement la planète et inversé la tendance au réchauffement.
La double éruption a certainement provoqué des hivers volcaniques dans le monde car les cendres et les gaz émis dans l’atmosphère ont bloqué temporairement le soleil. Une chose est certaine, le super volcan de Yellowstone entrera de nouveau en éruption à l’avenir. La date exacte de cet événement est bien sûr inconnue, de même que son ampleur. A l’heure actuelle, nous ne savons pas comment nous pourrons réagir pour tenter d’atténuer son impact et nous protéger.
Source: Forbes.

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Most scientists agree on the fact that the last major eruption of Yellowstone super volcano occurred about 630,000 years ago. More recently, geologists have deduced three separate eruption events dating back 2.1 million years ago, 1.3 million years ago, and 630,000 years ago.

The most recent volcanic eruption 630,000 years ago produced a massive volcanic ash bed which covered much of western central United States. It is estimated that the maximum thickness the volcanic ash is up to 200 metres. Given the ash has since compacted due to the weight of overlying sediment, the ash bed deposited would have been thick enough to cover most of our modern skyscrapers.

There is little doubt that the eruption released a catastrophic amount of ash into the atmosphere and blanketed a large portion of the United States. It also had a significant impact on both climate and life. During one of these eruptions, there was an immediate deadly impact of widespread ash fallout. However, there was also a more prolonged deadly impact of reduced ability for plants to photosynthesize and animals to respire under a sky filled with ash and harmful gases.

Recent research by a U.C. Santa Barbara scientific team has found that the latest eruption from the Yellowstone caldera was, in fact, two eruptions that occurred back to back. The research team deduced this after finding two layers of volcanic ash in ocean sediments at the Santa Barbara Basin. The team was able to chemically fingerprint the ash layers to identify that they were both sourced from the Yellowstone supervolcano.

However, to do this, two ideal conditions had to line up in the Santa Barbara Basin.

First, to ensure the volcanic ash beds were preserved in the coastal ocean and not reworked by worms or mollusks, the team selected a region where the ocean bottom waters were anoxic. This means there was no oxygen for critters to churn and damage ash bed layers. Given that, scientists are convinced there were two separate events.

The next concern is the distinction in time between the two volcanic events. The combination of terrigenous sediment and pelagic foraminifera shells in the Santa Barbara Basin allowed the scientific team to distinctly identify the two ash beds. In addition, the foraminifera shells were used to deduce the surface sea water temperature at the time when they were alive.

Once the team was able to determine that both ash beds were separate events and sourced from the Yellowstone supervolcano, they were able to compile some information about the events. Based on age dating, the eruption events are approximately 170 years apart from each other. This means potentially two successive generations of animals witnessed a Yellowstone supervolcano eruption in their lifetime.

In addition, researchers found that there were broad global impacts from the eruptions. The team found that each eruption caused the ocean to cool by about 3 degrees Celsius. They determined this by measuring the isotopes within foraminifera shell. Foraminifera are small photosynthetic organisms that float near the surface of the ocean. They absorb different ratios of oxygen isotopes when making their carbonate shell, dependent on the temperature of the surrounding ocean water. By precisely measuring the ratio of these isotopes and comparing them with standards around the world, scientists can determine the surface ocean temperature during the short time when these foraminifera were alive. By making these measurements throughout a sediment core, scientists can develop a curve of sea surface temperature through time.

This was how the U.C. Santa Barbara geology team concluded that each of the two Yellowstone supervolcano eruptions caused an approximately 3 degrees Celsius drop in ocean temperature. This was in contrast to the general trend toward a warming planet at the time. Both eruptions halted and cooled the planet temporarily, reversing the warming trend.

This sent the world into volcanic winters, whereby ash and gasses emitted into the atmosphere temporarily block out the sun and cool the planet. One thing is certain, that Yellowstone volcano will erupt again in the future. However, the exact timing is still unknown. As is the magnitude of the next eruption and what humans can do to try to mitigate it or protect themselves.

Source : Forbes.

Photo: C. Grandpey

Un panache mantellique sous l’Ouest Antarctique ? // A mantle plume beneath West Antarctica ?

Des chercheurs de la NASA ont découvert sous la Terre Marie-Byrd en Antarctique, entre la Barrière de Ross et la Mer de Ross, un panache mantellique produisant presque autant de chaleur que le super volcan de Yellowstone. Ce point chaud donne naissance à de vastes lacs et de longues rivières sous la calotte glaciaire. La présence d’un énorme panache mantellique pourrait expliquer pourquoi la région est si instable aujourd’hui, et pourquoi elle s’est effondrée si rapidement à la fin de la dernière période glaciaire, il y a 11 000 ans.
Depuis 30 ans, les scientifiques sont persuadés qu’un panache mantellique existe sous la Terre Marie-Byrd. Sa présence expliquerait l’activité volcanique observée dans la région, ainsi que le dôme qui s’y trouve. Cependant, il n’y avait jusqu(à présent aucune preuve pour étayer cette idée. Aujourd’hui, les scientifiques du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA ont créé des modèles numériques performants pour montrer quelle quantité de chaleur devrait exister sous la glace pour confirmer leurs observations. Ces dernières incluent le dôme et les rivières, ainsi que les lacs souterrains géants présents sur le substrat rocheux de l’Antarctique. Au fur et à mesure que les lacs se remplissent et se vident, la glace située à des centaines de mètres au-dessus monte et descend, parfois avec des variations de niveau allant jusqu’à 6 mètres.
Pour avoir une meilleure idée du fonctionnement d’un point chaud, les chercheurs du JPL ont examiné l’un des panaches mantelliques les plus étudiés sur Terre, le point chaud de Yellowstone. L’équipe scientifique a créé un modèle de panache mantellique afin de déterminer la quantité de chaleur nécessaire pour expliquer ce qui se passe au niveau de la Terre Marie-Byrd. Ils ont ensuite utilisé l’Ice Sheet System Model (ISSM), qui montre les propriétés physiques de la banquise, pour étudier les sources naturelles de chaleur et de transport de cette chaleur. Ce modèle a permis aux chercheurs de tester différents scénarios montrant comment la chaleur est produite en profondeur sous la glace.
Leurs résultats montrent qu’en général l’énergie produite par le panache mantellique ne dépasse pas 150 milliwatts par mètre carré; une énergie supérieure ferait trop fondre la glace. La chaleur produite dans le Parc National de Yellowstone est en moyenne de 200 milliwatts par mètre carré. Les scientifiques ont également identifié une zone où le flux de chaleur doit être d’au moins 150-180 milliwatts par mètre carré, mais les données laissent supposer que la chaleur en provenance du manteau à cet endroit sort d’une fracture dans la croûte terrestre.
Dans la conclusion de leur étude, les chercheurs du JPL expliquent que le panache mantellique de la Terre Marie-Byrd s’est formé il y a entre 50 et 110 millions d’années, bien avant que la terre qui se trouve au-dessus ait été recouverte par la glace. Ils ajoutent que la chaleur produite par le panache a un «impact local important» sur la calotte glaciaire. Comprendre ces processus permettra aux chercheurs de déterminer le comportement de la banquise dans les années à venir.
Source: Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

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Researchers at NASA have discovered a mantle plume producing almost as much heat as Yellowstone supervolcano under Marie Byrd Land in Antarctica, which lies between the Ross Ice Shelf and the Ross Sea. This hotspot is creating vast lakes and rivers under the ice sheet. The presence of a huge mantle plume could explain why the region is so unstable today, and why it collapsed so quickly at the end of the last Ice Age, 11,000 years ago.

For 30 years, scientists have suggested that a mantle plume may exist under Marie Byrd Land. Its presence would explain the volcanic activity seen in the area, as well as a dome feature that exists there. However, there was no evidence to support this idea. Now, scientists from NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) have created advanced numerical models to show how much heat would need to exist beneath the ice to account for their observations which include the dome and the giant subsurface rivers and lakes that are present on Antarctica’s bedrock. As lakes fill and drain, the ice hundreds of metres above rises and falls, sometimes by as much as 6 metres.

To have a better idea of how a hotspot works, the JPL researchers looked at one of the most well studied magma plumes on Earth, the Yellowstone hotspot. The team developed a mantle plume model to look at how much geothermal heat would be needed to explain what is seen at Marie Byrd Land. They then used the Ice Sheet System Model (ISSM), which shows the physics of ice sheets, to look at the natural sources of heating and heat transport. This model enabled researchers to test out different scenarios of how much heat was being produced deep beneath the ice.

Their findings showed that generally the energy being generated by the mantle plume is no more than 150 milliwatts per square metre; any more would result in too much melting. The heat generated under Yellowstone National Park, on average, is 200 milliwatts per square meter. Scientists also found one area where the heat flow must be at least 150-180 milliwatts per square metre, but data suggests mantle heat at this location comes from a rift in the Earth’s crust where heat can rise up.

In the conclusion of their study, the JPL researchers say the Marie Byrd Land mantle plume formed 50-110 million years ago, long before the land above was hidden by ice. They add that heat from the plume has an “important local impact” on the ice sheet. Understanding these processes will allow researchers to work out what will happen to it in the future.

Source: NASA’s Jet Propulsion Laboratory.

L’Ouest Antarctique et la terre Marie-Byrd (Source: Wikipedia)

Vue de la Terre Marie-Byrd (Crédit photo: NASA)

 

Les glaciers de l’Himalaya (suite) // The glaciers of the Himalayas (continued)

Dans une note publiée le 20 octobre 2017 à propos de « la fonte des glaciers dans l’Himalaya », je faisais référence à un rapport du GIEC affirmant en 2007 qu’il y avait de fortes chances pour qu’ils aient disparu d’ici 2035. En fait le GIEC a officiellement reconnu en 2010 qu’une prévision sur la fonte des glaciers de l’Himalaya d’ici 2035 était « peu fondée ». Honte à moi de ne pas avoir vérifié mes sources.

Le GIEC estime cependant que la conclusion générale du rapport, qui prédit que la fonte des glaciers de l’Himalaya, des Andes et de l’Hindu-Kush, va s’accélérer au 21ème siècle, est « solide » et « appropriée », et a réaffirmé que ses conséquences seraient dévastatrices.

Depuis 2010, de nombreuses voix se sont faites entendre pour confirmer la fonte et le recul des glaciers himalayens. Le phénomène a de sérieuses conséquences sur l’approvisionnement en eau des populations, ainsi que sur l’agriculture et l’élevage. Le manque de précipitations dû au réchauffement climatique assèche le sol et fait disparaître des pâturages. De plus, la fonte des glaciers a donné naissance à des lacs retenus par de simples moraines qui peuvent se rompre à tout moment.

Au final, peu importe que le GIEC ait commis une erreur en avançant la date de 2035. Il faut prendre le problème du réchauffement climatique dans sa globalité et force est de constater que si rien n’est fait, les glaciers, y compris ceux de l’Himalaya, sont en passe de devenir une espèce en voie de disparition.

Voici une vidéo diffusée par le très sérieux magazine Time qui illustre la fonte des glaciers et le réchauffement climatique dans la région de l’Himalaya :

http://content.time.com/time/video/player/0,32068,32006696001_1919999,00.html

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In a post published on October 20th, 2017 about « melting glaciers in the Himalayas », I was referring to an IPCC report claiming in 2007 that there was a good chance they would have disappeared by 2035. Actually, IPCC officially admitted in 2010 that a forecast of the melting of the Himalayan glaciers by 2035 was « unfounded ». Shame on me for not checking my sources.
IPCC believes, however, that the overall conclusion of the report, which predicts that the melting of the Himalayan, Andean and Hindu-Kush glaciers will accelerate in the 21st century, is « solid » and « appropriate », and reaffirms that its consequences will be devastating.
Since 2010, many voices have been heard to confirm the melting and the retreat of Himalayan glaciers. The phenomenon has serious consequences for the water supply of the populations, as well as on agriculture and livestock farming. The lack of precipitation due to global warming is drying up the soil and making pastures disappear. In addition, the melting of glaciers has given rise to lakes held by simple moraines that can break open at any time.
In the end, it does not matter that IPCC made a mistake about 2035. We must consider global warming in its entirety and it is clear that if nothing is done, glaciers, including those of the Himalayas, will very soon  become an endangered species.
Here is a video released by the very serious Time Magazine that illustrates the melting of glaciers and global warming in the Himalayan region:
http://content.time.com/time/video/player/0,32068,32006696001_1919999,00.html

Glaciers de l’Himalaya vus depuis l’espace (Source: NASA)

Muographie : volcans et pyramides // Muography : volcanoes and pyramids

Entre 2007 et 2015, j’ai écrit plusieurs articles (voir le moteur de recherche de ce blog) expliquant que les scientifiques japonais essayaient d’observer l’intérieur des volcans en utilisant une nouvelle technologie basée sur l’utilisation des muons, particules chargés positivement ou négativement, en provenance des couches supérieures de l’atmosphère. Lorsque le rayonnement cosmique produit par les explosions de supernovae et autres évènements dans l’espace lointain atteint la Terre et entre en collision avec l’atmosphère, cela génère un grand nombre de muons. Ils représentent 70% des rayons cosmiques qui atteignent la surface de la Terre. Comme ils ont une masse très faible, les muons passent à travers tous les objets, mais certaines substances les bloquent plus que d’autres, de la même façon que les os interfèrent avec des particules des rayons X. Pour les volcanologues, la radiographie par les muons, ou muographie, est un outil relativement nouveau qui pourrait permettre de percer certains mystères qui entourent l’activité volcanique.

Depuis le début des années 1950, les scientifiques utilisent la muographie pour étudier l’intérieur de structures massives telles que les pyramides d’Egypte. La technologie a également été utilisée pour tenter de déterminer l’emplacement du combustible nucléaire à la centrale de Fukushima après le séisme qui a frappé le Japon en mars 2011.

S’agissant des pyramides d’Egypte, la muographie vient de permettre une découverte majeure. Des scientifiques ont annoncé, le jeudi 2 novembre 2017, avoir découvert l’existence d’une énorme cavité à l’intérieur de la pyramide de Khéops. L’expérience a été réalisée à trois reprises par trois instituts distincts : l’université de Nagoya, le laboratoire de recherches sur les particules japonais KEK et le CEA français. Tous trois ont conclu à l’existence de cette cavité.

Cette découverte de la cavité à l’intérieur de la pyramide de Khéops est une parfaite illustration du progrès scientifique et représente une vraie surprise pour les chercheurs. Plus de 4 500 ans après la construction de la pyramide, son existence était encore inconnue. La passion des égyptologues pour ces cavités ne date pourtant pas d’hier car les premières ont, elles, été découvertes au 9ème siècle. Toutefois, c’est la première fois depuis le 19ème siècle qu’une telle cavité est découverte. Cet événement devrait permettre d’en apprendre davantage sur les méthodes de construction des pyramides égyptiennes, toujours enveloppées de mystère.

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Un archéologue égyptien  – à la tête du comité scientifique qui supervise le projet ScanPyramids – a critiqué le 4 novembre 2017 l’annonce très médiatique de l’existence d’une immense cavité au sein de la pyramide de Khéops. Selon ce groupe d’archéologues égyptiens, « la pyramide est pleine de cavités mais cela ne veut pas dire qu’elles abritent des chambres secrètes, ou qu’il s’agit d’une nouvelle découverte. »

Le secrétaire général du comité gouvernemental des antiquités abonde dans ce sens. Selon lui, l’équipe scientifique n’aurait pas dû se précipiter et n’aurait pas dû utiliser des termes comme ‘découverte’ ou ‘cavité de la taille d’un avion’.

Cela confirma la petite guerre qui a toujours existé entre les archéologues égyptiens et leurs homologues européens.

Source : France Info.

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Between 2007 and 2015, I wrote several articles (use the search engine of this blog) explaining that Japanese scientists were trying to see the inside of the volcanoes by using a new technology based on the use of muons, particles which are charged positively or negatively, coming from the upper layers of the atmosphere.
When cosmic radiation from supernova explosions and other events in deep space reaches Earth and collides with the atmosphere, large numbers of muons are generated. They account for 70% of the cosmic rays that reach the surface of the Earth. Because they have such an extremely small mass, muon particles pass through about everything, but some substances block them more than others, similar to how bones interfere with X-ray particles.
For volcanologists, cosmic-ray muon radiography, or muography, is a relatively new tool that could eventually help unravel the mysteries surrounding volcanic activity.

Since the early 1950s, scientists have used muography to study the interior of such massive structures as the pyramids of Egypt. The technology was also used to try to ascertain the location of nuclear fuel at the Fukushima nuclear power plant after the earthquake that struck Japan in March 2011.

Regarding the pyramids of Egypt, muography has just allowed a major discovery. Scientists announced on Thursday, November 2nd, 2017, they had discovered the existence of a huge cavity inside the pyramid of Cheops. The experiment was conducted three times by three different institutes: the University of Nagoya, the Japanese particle research laboratory KEK and the French CEA. All three have concluded that this cavity does exist.
This discovery of the cavity inside the Cheops pyramid is a perfect illustration of scientific progress and represents a real surprise for scientists. More than 4,500 years after the construction of the pyramid, its existence was still unknown. Egyptologists’ passion for these cavities does not date from yesterday, however, as the first ones were discovered in the 9th century. However, it is the first time since the 19th century that such a cavity has been discovered. This event should allow to learn more about the methods of construction of the Egyptian pyramids, which are still shrouded in mystery.

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An Egyptian archaeologist – head of the scientific committee that oversees the ScanPyramids project – criticized on November 4th, 2017 the announcement in the media of the existence of a huge cavity in the pyramid of Cheops. According to this group of Egyptian archaeologists, « the pyramid is full of cavities, but that does not mean that they contain secret chambers, or that it is a new discovery. »
The Secretary General of the Government Committee of Antiquities agrees with this. In his opinion, the scientific team should not have rushed and should not have used words like ‘discovery’ or ‘airplane-sized cavity’.
All this confirms the small war that has always existed between Egyptian archaeologists and their European counterparts.

Source: France Info.

Vue de la pyramide de Khéops (Crédit photo: Wikipedia)

Image muonique de la Soufrière de la Guadeloupe (Source: CNRS)