Le risque éruptif à Auckland (Nouvelle Zélande) // The eruptive risk in Auckland (New Zealand)

Comme je l’ai déjà écrit à plusieurs reprises, Auckland est construite sur un site volcanique potentiellement actif, avec plus de 50 cônes et bouches disséminés autour de la ville.
Dans plusieurs études publiées ce mois-ci, une équipe de chercheurs de Determining Volcanic Risk in Auckland (Evaluation du Risque Volcanique à Auckland) a constaté que la ville avait une histoire éruptive « complexe et épisodique ». L’éruption la plus ancienne, celle de Pupuke, remonte à environ 200 000 ans, alors que la plus récente, celle de Rangitoto, s’est produite il y a seulement 500 ans. Le temps écoulé entre les éruptions est très irrégulier et imprévisible. Il convient de noter que plus de la moitié des éruptions d’Auckland ont eu lieu au cours des 60 000 dernières années. Les chercheurs ont indiqué que le nombre d’éruptions a montré une certaine hausse avec, malgré tout, des périodes de repos allant jusqu’à 10 000 ans.
Certaines des éruptions passées se sont produites après de courtes périodes de temps d’un point de vue géologique. Par exemple, il peut y avoir de six à dix volcans en éruption en seulement 4000 ans. D’autre part, le site volcanique d’Auckland a également connu des périodes de repos de 10 000 ans au cours des 60 000 dernières années.
Les recherches ont montré que le site volcanique d’Auckland a une activité « imprévisible » et que la population doit être préparée dans l’éventualité d’une nouvelle activité éruptive. (NDLR : À un moment où nous ne sommes pas en mesure de prévoir des éruptions à court terme, il serait stupide de dire que nous pouvons les prévoir dans le long terme!)
La région d’Auckland est le site volcanique le plus densément peuplé dans le monde. Chacun des volcans qui s’y trouvent est entré en éruption au moins une fois depuis que le Pupuke s’est manifesté il y a environ 200 000 ans.
En avril, des chercheurs de l’Université de Canterbury ont déclaré que « une éruption volcanique pourrait mettre Auckland à genoux, paralyser les réseaux de transport et déplacer près d’un tiers de la population ». En mars, le GNS Science a publié un rapport indiquant que la prochaine éruption de la région se produirait probablement sur un volcan qui n’existe pas encore.
Source: Manawatu Evening Standard.

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As I put it in several previous notes, Auckland is built on a potentially active volcanic field, with more than 50 vents dotted around the city.

In studies published this month, a team of researchers from Determining Volcanic Risk in Auckland found that the city has had a complex and episodic eruption history. The oldest eruption, Pupuke, was about 200,000 years ago, while the most recent, Rangitoto, was only 500 years ago. However, the time in between eruptions was inconsistent and unpredictable. It should be noted that more than half of Auckland’s eruptions have been in the past 60,000 years. The researchers said that indicated the rate of eruptions has been increasing, although there had also been quiet periods of up to 10,000 years.

Some of the past eruptions occurred after what was, geologically speaking, a short period of time. For example, there can be six to 10 volcanoes erupting within a 4000-year timeframe. On the other hand, the Auckland volcanic field has also gone quiet for up to 10,000 years in the last 60,000 years.

The research showed that Auckland’s volcanic field was « unpredictable” and that the population needs to be prepared. (Editor’s note: At a time when we are not able to predict eruptions in the short-term, it would be stupid to say we are able to predict them in the long term!)

Auckland’s volcanic field is the most densely populated field of its type in the world.

Each of its volcanoes has erupted at least once since Pupuke blew about 200,000 years ago.

In April, researchers from the University of Canterbury said “a volcanic eruption could bring Auckland to its knees, crippling transport networks and displacing almost one-third of its population.” In March, GNS Science released a report saying the region’s next eruption would likely come from a volcano that doesn’t exist yet.

Source: Manawatu Evening Standard.

Carte montrant les éruptions sur le site volcanique d’Auckland. Elles vont de la plus ancienne (en bleu) à la plus récente (en rouge). Source: GNS Science.

Photo: C. Grandpey

 

Nouvelle technique de prévision volcanique // New technique of volcanic prediction

Un groupe de chercheurs de l’Institut des Sciences de la Terre (ISTerre) en France affirme être premier à pouvoir prévoir avec succès le comportement d’un volcan en utilisant l’assimilation de données, la même technique utilisée dans les prévisions météorologiques. L’assimilation de données est l’ensemble de techniques qui permettent de combiner un modèle et des observations ou données. D’un côté, le modèle est généralement représenté sous forme d’équations mathématiques ; c’est la phase de modélisation, d’un phénomène physique, biologique, chimique, ou autre, qui consiste à représenter ce phénomène à l’aide d’équations mathématiques. De l’autre, on a les données représentant une source d’information expérimentale ou observationnelle. Le but de la combinaison du modèle et des données est généralement de reconstituer l’état de l’écoulement d’un fluide géophysique, par exemple un océan, ou l’atmosphère.

Les résultats de l’étude de l’ISTerre ont été publiés dans la revue Frontiers in Earth Science.
L’objectif des scientifiques est de prévoir les éruptions des volcans actifs proches des zones habitées afin que les gens puissent évacuer rapidement et en toute sécurité. Selon un chercheur: « Viendra le jour où les prévisions volcaniques quotidiennes ou même horaires seront possibles, tout comme n’importe quel autre bulletin météo ».
Pour ce faire, l’équipe scientifique utilise des systèmes GPS et radar par satellite qui mesurent les mouvement du sol au cours de la phase d’inflation d’un volcan. En combinant ces données avec des équations mathématiques à l’aide de l’assimilation de données, les chercheurs savent qu’ils peuvent formuler des prévisions précises en temps réel.
Les outils analysent la surpression du magma, paramètre essentiel dans la prévision des éruptions volcaniques. De nombreux volcans sont situés au-dessus des chambres magmatiques. La roche fondue à l’intérieur de la chambre subit une forte pression, qui peut fracturer la roche de l’encaissant au fil du temps. Si le magma trouve son chemin vers la surface, cela aboutit à une éruption volcanique.
Au cours des tests de simulation, les chercheurs ont correctement prédit l’excès de pression conduisant à une éruption volcanique, ainsi que la forme de la chambre magmatique profonde. Selon les chercheurs, ces chambres se situent généralement à des kilomètres sous la surface de la Terre et il est pratiquement impossible de les étudier avec les méthodes existantes.
L’équipe scientifique a également commencé à tester sa méthode sur des volcans actifs, comme le Grímsvötn en Islande et l’Okmok en Alaska.
Les technologies satellitaires et les systèmes GPS ont déjà été utilisés mais les recherches ont porté sur la surveillance des volcans plutôt que sur la prévision des comportements futurs.
Source: CNN Tech.

NDLR : Avec tout le respect que j’ai pour la recherche scientifique, j’ai toujours émis des doutes sur l’utilisation de sciences exactes comme la modélisation, la simulation ou l’assimilation de données en volcanologie. Certes, elles aident à comprendre certains phénomènes. La modélisation de coulées pyroclastiques, par exemple, permet de comprendre leur déroulement. Pour le reste, on sait combien le comportement d’un volcan peut être imprévisible (Le Piton de la Fournaise en a été un bel exemple ces derniers mois !) et donc peu compatible avec des sciences exactes. Ainsi, les études du gonflement et du dégonflement du volcan de Yellowstone n’ont abouti à rien de vraiment satisfaisant au niveau de la prévision éruptive. S’agissant de la mise en oeuvre de l’étude, je ne comprends pas trop pourquoi les scientifiques ont choisi le Grimsvötn et l’Okmok qui ne font pas partie des volcans les plus actifs de la planète ; de plus, ils ne sont pas vraiment situés à proximité des zones habitées mentionnées dans l’article.

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A group of researchers from the Institut des Sciences de la Terre (ISTerre) in France claims it is the first to successfully predict the behaviour of a volcano using data assimilation, the same technique used in weather forecasting. In data assimilation, one prepares the grid data as the best possible estimate of the true initial state of a considered system by merging various measurements irregularly distributed in space and time, with a prior knowledge of the state given by a numerical model. Because it may improve forecasting or modeling and increase physical understanding of considered systems, data assimilation now plays a very important role in studies of atmospheric and oceanic problems.

The results of the study have been published in the journal Frontiers in Earth Science.

The aim is to make eruptions of active volcanoes close to cities more predictable, so people can evacuate quickly and safely. Said a researcher: « We foresee a future when daily or even hourly volcanic forecasts will be possible, just like any other weather bulletin. »

The team’s method uses GPS and radar satellite systems that measure the movement of the ground as a volcano inflates. By integrating this data with mathematical equations using data assimilation, researchers say they can give accurate real-time predictions.

The tools analyze magma overpressure, a key way to predict volcanic eruptions. Many volcanoes are located on top of magma chambers. The chamber’s molten rock undergoes great pressure, which can fracture the rock around it over time. If the magma finds its way to the surface, it results in a volcanic eruption.

During simulation tests, the researchers correctly predicted the excess pressure that drove a volcanic eruption and the shape of the deepest underground magma chamber. According to the researchers, these chambers are usually miles below the Earth’s surface and almost impossible to study with existing methods.

The team also started testing its method on real volcanoes, such as the Grímsvötn Volcano in Iceland and the Okmok Volcano in Alaska.

Geoscientists have previously used satellite and GPS technologies, but their research focused on monitoring volcanoes rather than predicting future behaviour.

Source: CNN Tech.

Editor’s note: With all due respect to scientific research, I have always expressed doubts about the use of exact sciences such as modeling, simulation or data assimilation in volcanology. Certainly, they help to understand certain phenomena. The modeling of pyroclastic flows, for example, makes it possible to understand their progress. For the rest, we know how the behaviour of a volcano can be unpredictable (Piton de la Fournaise has been a good example in recent months!). Regarding the implementation of the study, I do not understand why scientists have chosen Grimsvötn and Okmok which are not among the most active volcanoes on the planet; moreover, they are not really located near the inhabited areas mentioned in the article.

Lac dans le cratère du Cône E, à l’intérieur de la caldeira de l’Okmok (Crédit photo: AVO).

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

 

Nouvelle carte géologique du flanc nord-est du Mauna Loa // New geological map of the northeast flank of Mauna Loa

Une nouvelle « Carte géologique du flanc nord-est du Mauna Loa », l’aboutissement de nombreuses années de travail par des géologues du HVO, a récemment été publiée par  l’USGS. Le travail a été mené par John P. Lockwood et Frank Trusdell. Cette nouvelle carte a été mise à jour et remplace la « Carte géologique de l’île d’Hawaï » (1996) et la « Carte géologique de l’État d’Hawaii » (2007).
Couvrant 1 140 kilomètres carrés sur le flanc nord-est du Mauna Loa, la nouvelle carte représente une superficie égale aux îles de Molokai et Lanai réunies. La surface cartographique s’étend de l’altitude 3316 mètres jusqu’au niveau de la mer, de Pu’u’ula’ula («Colline Rouge») au sud-ouest jusqu’à Hilo au nord-est.
Le Mauna Loa s’est manifesté à 33 reprises depuis le début des descriptions écrites des éruptions en 1832. Certaines éruptions ont été précédées de brefs épisodes de sismicité, tandis que d’autres ont suivi plusieurs mois à une année de sismicité intense. Depuis 1832, sept éruptions se sont produites dans la zone couverte par la carte: 1852, 1855-56, 1880-81, 1899, 1935-36, 1942 et 1984.
La Zone de Rift Nord-Est (ZRNE) du Mauna Loa mesure environ 40 km de long et 2 à 4 km de large. Les fissures éruptives et les fractures au sol coupent les dépôts volcaniques et des coulées à l’intérieur et à proximité du sommet de la zone de rift. Au départ de la ZRNE, la lave s’écoule généralement vers le nord, l’est ou le sud, selon l’emplacement des bouches éruptives par rapport au sommet de la zone. Par exemple, lors de l’éruption du Mauna Loa en 1880-1881, les coulées se sont d’abord orientées vers le sud, en direction du Kilauea, avant de bifurquer vers le nord-est en direction de Hilo.
Bien que la plupart des bouches éruptives de la ZRNE soient à plus de 30 km de Hilo, une branche de coulée lors de l’éruption de 1880-1881 a presque atteint la baie de Hilo. En fait, la ville de Hilo est entièrement construite sur des coulées de lave en provenance de la ZRNE, la plupart d’entre elles ayant eu lieu avant 1852.
La carte montre la répartition de 105 coulées, réparties en 15 groupes d’âge allant de plus de 30 000 ans avant notre ère, jusqu’à 1984. Le schéma de couleurs adopté pour la carte est basé sur l’âge des dépôts volcaniques. Les couleurs chaudes (rouge, rose et orange) représentent des dépôts d’époques récentes, tandis que les couleurs froides (bleu et violet) représentent des dépôts plus anciens.
Du point de vue géologique, on peut déduire plusieurs faits intéressants de l’histoire géologique de la ZRNE. Par exemple, au cours des 4000 dernières années, les parties centrale et supérieure de la zone de rift étaient plus actives que la partie inférieure, peut-être en raison de la compression exercée sur la partie inférieure de la ZRNE par les volcans Mauna Kea et Kilauea tout proches.
La carte géologique fournit des informations fondamentales sur le comportement éruptif du Mauna Loa sur le long terme. Elle constitue une base à partir de laquelle des études collaboratives en géologie et en biologie pourront être lancées. La carte peut être visualisée ou téléchargée gratuitement sur le site des publications de l’USGS à cette adresse : doi.org/10.3133/sim2932A.

.Source: USGS / HVO

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A new “Geologic map of the northeast flank of Mauna Loa volcano” the culmination of many years of work by Hawaiian Volcano Observatory (HVO) geologists, was recently published by the U.S. Geological Survey (USGS). The work was spearheaded by John P. Lockwood and Frank Trusdell.

For the northeast region of Mauna Loa, this updated map supersedes the “Geologic Map of the Island of Hawaii” (1996) and the “Geologic Map of the State of Hawaii” (2007).

Encompassing 1,140 square kilometres of the northeast flank of Mauna Loa, the new map comprises an area equivalent to the islands of Molokai and Lanai combined. The mapped area extends from an elevation of 3316 m to sea level, from Pu‘u‘ula‘ula (“Red Hill”) on the southwest to Hilo on the northeast.

Mauna Loa is known to have erupted 33 times since written descriptions became available in 1832. Some eruptions were preceded by only brief seismic unrest, while others followed several months to a year of increased seismicity. Since 1832, seven eruptions occurred within the area covered by the map: 1852, 1855–56, 1880–81, 1899, 1935–36, 1942, and 1984.

The Northeast Rift Zone (NERZ) of Mauna Loa is about 40 km long and 2–4 km wide. Eruptive fissures and ground cracks cut volcanic deposits and flows in and near the crest of the rift zone. Lava typically flows from the NERZ to the north, east, or south, depending on vent location relative to the rift crest. For instance, during the 1880–1881 eruption of Mauna Loa, flows initially traveled south towards Kilauea, but later, northeast towards Hilo.

Although most of the NERZ source vents are more than 30 km from Hilo, one branch of the 1880–1881 flow nearly reached Hilo Bay. In fact, Hilo is built entirely on lava flows erupted from the NERZ, most of them older than 1852.

The map shows the distribution of 105 eruptive flows, separated into 15 age groups ranging from more than 30,000 years before present to 1984. The color scheme adopted for the map is based on the age of the volcanic deposits. Warm colors (red, pink, and orange) represent deposits from recent epochs of time, while cool colours (blue and purple) represent older deposits.

From the geologic record, we can deduce several facts about the geologic history of the NERZ. For example, in the past 4,000 years, the middle to uppermost sections of the rift zone were more active than the lower section, perhaps due to compression of the lower northeast rift zone by the adjacent Mauna Kea and Kilauea volcanoes.

The geologic map provides fundamental information on the long-term eruptive behaviour of Mauna Loa Volcano. In addition, it offers a valuable foundation from which collaborative studies in geology and biology can be launched. The map can be viewed or freely downloaded from USGS Publications at doi.org/10.3133/sim2932A.

Source : USGS / HVO.

Une image plus grande de la carte peut être téléchargée gratuitement à cette adresse:
A larger image of the map can be freely uploaded at this address :

http://cf.hawaii247.com/wp-content/uploads/2017/07/VW-2017-07-12_Mauna-Loa-NE-geologic-map_full-sheet_USGS.jpg

De la suie sur la glace du Groenland et les glaciers de l’Himalaya // Soot on Greenland’s ice and glaciers in the Himalayas

Pour la première fois, des scientifiques ont retrouvé de la suie provenant des feux de forêt au Canada jusque sur la calotte glaciaire du Groenland. Les particules sombres ont atterri sur la glace avec la faculté d’accélérer sa fonte de manière significative. C’est la première étude exhaustive d’un processus susceptible d’accélérer la fonte du Groenland dans les prochaines années et donc contribuer à la hausse du niveau des océans.
L’étude a révélé qu’un événement atmosphérique particulier, en l’occurrence une tempête de neige fin juillet et début août 2013 avait été le principal responsable de la retombée de suie à la surface du Groenland. Sans cette tempête pour les faire descendre de l’atmosphère à la surface de la Terre, les particules de suie auraient probablement survolé la calotte glaciaire à haute altitude sans jamais atterrir.
L’étude a été publiée dans la revue Geophysical Research Letters. 14 scientifiques d’origines diverses y ont contribué : États-Unis, France et Norvège, en particulier..
La suie, émise lors d’une combustion, est essentiellement composée de carbone noir qui affecte l’albédo ou réflectivité d’une surface. Plus la glace est blanche et plus elle réfléchit les rayons du soleil dans l’espace. A l’inverse, les mares d’eau et les particules noires réduisent la réflectivité de la couche de glace en lui permettant d’absorber plus de chaleur. L’eau est moins réfléchissante que la neige et, dans certains cas, le développement de la vie biologique dans les mares à la surface des calottes glaciaires contribue à cet assombrissement et accélère le processus de fonte.
L’étude, qui a examiné un seul événement en 2013, ne s’est pas attardée sur les conséquences qu’aurait une importante retombée de suie sur le Groenland en raison d’un plus grand nombre de feux de forêt. Il ne faudrait toutefois pas écarter une telle éventualité. La quantité de suie déposée lors de cet événement unique aurait été suffisante pour provoquer une augmentation de la fonte de la glace si elle n’avait pas été, par la suite, recouverte d’une nouvelle couche de neige pendant une autre tempête. L’étude a révélé que 57 pour cent de tout le carbone noir qui s’est déposé dans le nord-ouest du Groenland en 2013 provenait de cet événement unique de feux de forêts.

La conclusion de l’étude est que le risque d’intensification des feux de forêts, et donc de la fonte du Groenland, doit être pris au sérieux, même si la relation entre les deux phénomènes est à peine prouvé à ce stade. Le réchauffement de la température atmosphérique et de l’océan reste la principale cause de la fonte du Groenland, plus que les particules de carbone noir en provenance des feux de forêts.

Source: The Washington Post.

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Les glaciers du Groenland ne sont pas les seuls à recevoir la suie des feux de forêt. Les glaciers de l’Himalaya et du Plateau Tibétain fondent eux aussi plus rapidement à cause des nuages ​​de suie provenant des gaz d’échappement des véhicules diesel et des feux d’écobuage, essentiellement en Inde. On trouve des concentrations de carbone noir dans l’Himalaya, un univers censé être vierge et d’une grande pureté. Les glaciers de ces régions alimentent la plupart des principaux fleuves d’Asie. A court terme, le résultat d’une fonte importante est un fort risque d’inondation en aval.
L’Inde et la Chine produisent environ un tiers du carbone noir dans le monde, et les deux pays tardent à prendre des mesures. La réduction des émissions de carbone noir serait relativement peu coûteuse et aiderait à réduire sensiblement le réchauffement climatique. Le remplacement des anciennes cuisinières par des versions modernes qui émettent beaucoup moins de suie pourrait rapidement mettre fin au problème. Un contrôle de la circulation dans la région de l’Himalaya atténuerait les dommages causés par les émissions des moteurs diesel.
En fait, les gouvernements indien et chinois sont réticents à proposer des plans visant à réduire les émissions de carbone noir parce qu’ils veulent que l’attention reste concentrée sur les pays riches qui, selon eux, doivent tout d’abord réduire leurs émissions de dioxyde de carbone.
Source: The Guardian.

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For the first time, scientists have tracked soot from Canadian wildfires all the way to the Greenland ice sheet where the dark particles landed on the ice and had the potential to significantly enhance its melting. It’s the first comprehensive documentation of a process that could hasten Greenland’s melting in the future and, together with it, contribute to increasing sea level rise.

The study found that a specific atmospheric event, a snowstorm in late July and early August of 2013, was the critical factor in delivering the soot to the surface of Greenland. Without that storm to bring them down from the atmosphere to the surface, the soot particles could have travelled over the ice sheet at a high altitude and never landed.

The paper was published in Geophysical Research Letters. It had 14 scientific contributors from institutions in the U.S., France, and Norway.

Soot, which emerges from combustion and is largely comprised of a substance called black carbon, influences albedo, or reflectivity. Whiter ice reflects more solar rays back to space. On the contrary, pools of water and dark particles reduce the reflectivity of the ice sheet, allowing it to absorb more heat. Water is less reflective than pure snow, and in some cases the growth of biological life in ponds atop the ice sheets also causes darkening, which speeds the melting process.

The study, which only examined a single event, was not able to document a trend towards an increased deposition of soot atop Greenland due to a larger number of wildfires. But it certainly hints at the possibility that such a trend could occur. The amount of soot deposited in this single event would have been enough to cause an increase in melting, if not for the fact that it was subsequently buried by another snowstorm. The study found that 57 percent of all of the black carbon that fell in northwest Greenland in 2013 occurred in this single event.

That means the risk that worsening fires could enhance the melting of Greenland is definitely worth taking seriously, if hardly proven at this point. Warming atmospheric and ocean temperatures remain the chief driver of the melting of Greenland, rather than the distant transport of melt-enhancing particles from fires.

Source: The Washington Post.

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Greenland’s glaciers are not the only ones to be covered with soot from wildfires. Glaciers in the Himalayas and the Tibetan plateau are melting faster because of the effects of clouds of soot from diesel fumes and wood fires. Concentrations of black carbon are found n the Himalayas in what are supposed to be pristine, untouched environments. Glaciers in these regions feed most of the major rivers in Asia. The short-term result of substantial melting is severe flooding downstream.

India and China produce about a third of the world’s black carbon, and both countries have been slow to act. Decreasing black carbon emissions should be a relatively cheap way to significantly curb global warming. Replacing primitive cooking stoves with modern versions that emit far less soot could quickly end the problem. Controlling traffic in the Himalayan region should help ease the harm done by emissions from diesel engines.

Experts say that both New Delhi and Beijing have been reluctant to come forward with plans on black carbon because they do not want attention diverted from richer nations’ responsibility to cut carbon dioxide emissions.

Source: The Guardian.

Photo: C. Grandpey

 

Séismes et comportements animaliers // Earthquakes and animal behaviour

A la suite des puissants séismes qui ont frappé l’Italie l’année dernière, un scientifique allemand s’est rendu dans ce pays pour voir si les animaux peuvent anticiper les catastrophes naturelles. Au mois d’octobre, le chercheur, directeur de l’Institut d’Ornithologie Max Planck de Radolfzell, a équipé plusieurs animaux de capteurs très sensibles dans une ferme de la région des Marches, dans le centre de l’Italie, pour surveiller leur comportement, en espérant qu’il se modifierait d’une manière révélatrice avant un séisme. Les résultats pourraient être utilisés dans le cadre d’un système de prévention et sauver des milliers de vies.
Les secousses sismiques ont commencé à ébranler l’Italie en août 2016, avec d’autres événements majeurs en octobre 2016 et janvier 2017, ainsi que des milliers de répliques. La catastrophe a entraîné 23 milliards d’euros de dégâts, avec des milliers de personnes sans abri et plus de 300 morts.
Des recherches antérieures ont déjà montré la capacité prédictive des animaux. Par exemple, une étude débutée en 2012-2014 a pris en compte le comportement des chèvres et des moutons sur les flancs de l’Etna. Le chercheur allemand explique que « les animaux ont prédit les éruptions volcaniques majeures au cours de ces deux années entre quatre à six heures à l’avance », ajoutant que huit éruptions majeures se sont produites lors de son étude. « La nuit, les animaux se sont réveillés et ont déambulé nerveusement ; ensuite, pendant la journée, ils se sont installés dans une zone sure » où la végétation haute laissait supposer qu’elle avait été épargnée par les anciennes coulées de lave. Sur la base de cette recherche, il a déposé en 2013 un brevet intitulé «Préparation aux catastrophes utilisant la nature». Le brevet est en attente de validation.
Les séismes à répétition dans les Marches et d’autres régions de l’Italie centrale ont permis d’enregistrer une multitude de données sur les réactions des animaux. Après le séisme dévastateur qui a frappé la région en octobre, le scientifique s’est rendu sur place et a visité une ferme familiale qui vend du fromage produit par les moutons et les vaches. Il a installé des minuscules capteurs sur un certain nombre d’animaux – un lapin, des moutons, des vaches, des dindes, des poulets et des chiens. Les appareils ont mesuré en continu les moindres mouvements des animaux: leur position magnétique, leur vitesse, leur altitude, leur température, leur humidité, leur accélération et leur localisation. Selon le chercheur, la balise, alimentée par un petit panneau solaire, se comporte comme une «boîte noire pleine d’informations».
Quelques jours après l’installation des premiers capteurs, un autre séisme majeur, de magnitude M 6.5, a frappé la région, ce qui a fourni de nouvelles données. Le chercheur a récupéré les capteurs quelques semaines plus tard et est revenu en janvier pour équiper plusieurs des mêmes animaux : six vaches, deux fois plus de moutons et deux chiens. En avril, il est revenu à la ferme récupérer les capteurs afin d’étudier les données acquises.
Le marquage de différentes espèces animales peut être important car chaque animal détecte l’environnement de façon différente. Ensemble, ils forment un réseau de détection fournissant des informations complètement nouvelles.
Une fois que les données animales seront comparées aux données sismiques de la région – en utilisant les séismes de M 4 comme point de référence -, on pourra tirer des conclusions sur les comportements des animaux avant, pendant et après un séisme. De fin octobre à avril, il y a eu 11 jours avec des séismes de magnitude supérieure à M 4.
Dans le meilleur des cas, le comportement des animaux dans les heures précédant un séisme pourrait servir de système d’alerte précoce afin que les gens puissent fuir. Les données recueillies auprès de la ferme et des animaux qui ont survécu peuvent s’avérer essentielles et seront associées à d’autres données recueillies par l’Institut d’Ornithologie qui contrôle le comportement plusieurs centaines d’animaux. Cela fait partie d’un projet international allemand-russe baptisé ICARUS – International Cooperation for Animal Research Using Space – (Coopération internationale pour la recherche animale avec l’aide de l’espace), un système de surveillance par satellite qui suivra des dizaines d’espèces équipées d’émetteurs à énergie solaire.
Adapté d’un article dans Alaska Dispatch News.

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After a series of powerful earthquakes struck Italy last year, a German scientist rushed to this country to check whether animals can anticipate natural disasters. The researcher, director of the Max Planck Institute for Ornithology in Radolfzell, tagged several animals with sensitive sensors on a farm in the Marches region of central Italy in October to monitor their behaviour, hoping that if it changed in some consistent way before an earthquake, it could be used as an early warning system and potentially save thousands of lives.

The series of earthquakes in Italy began in August 2016, with other major events coming in October and January 2017, accompanied by thousands of aftershocks. The calamity has cost 23 billion euros in damage, rendered thousands homeless and caused more than 300 deaths.

Some previous research augured well for the predictive abilities of animals. It included a study that he conducted from 2012-2014 by monitoring goats and sheep on the side of Mount Etna, in Sicily. « The animals predicted the major volcanic eruptions during these two years between four to six hours before, » he said, adding that eight major eruptions occurred during his study. « At night, the animals woke up and nervously walked around, and in daytime, they moved to a safe area » where high vegetation suggested that it had been spared by previous lava flows. On the basis of this research, he applied in 2013 for a patent: « Disaster Alert Mediation Using Nature. » The patent is pending.

The recurring earthquakes in Marches and other parts of central Italy presented the chance to record a wealth of data about animal responses to further test the theory. After a devastating earthquake hit the region in October, the scientist hurried to Italy and visited a farm which sells cheese produced by the family’s sheep and cows. He tagged a number of animals on the farm — a rabbit, sheep, cows, turkeys, chickens and dogs — with small but sophisticated sensors. The devices measured the animals’ every movement, down to the second: their magnetic direction, speed, altitude, temperature, humidity, acceleration and location. He described the tag, powered with a small solar panel, as a « black box full of information. »

A few days after the first animals were tagged, another major earthquake, measuring M 6.5, hit the area, which provided data for a significant seismic event. The researcher retrieved the monitoring devices a few weeks later and then returned in January to tag several of the same animals again, including half a dozen cows, twice as many sheep and two dogs. In April, the researchers came again to remove the remaining tags and to study the acquired data.

Tagging different species might be essential as each one senses the environment in a distinct way. Together, they might form a collective sensing system providing completely novel information.

The hope is that once the animal data is compared with the earthquake data from the area — using M 4 earthquakes as a cutoff — it will show distinctive behaviour before, during and after an earthquake. From late October to April, there were 11 days with earthquakes measuring more than M 4.

In the best case, the animals’ behaviour in the hours leading up to an earthquake might act as an early warning system so that people could evacuate. The data gathered from the farm and the animals that survived may prove critical and will be combined with other data being gathered by the ornithology institute, which tracks many hundreds of animals. It is part of an international project under a German-Russian lead called ICARUS, short for International Cooperation for Animal Research Using Space, a satellite-based monitoring system that will track dozens of species outfitted with solar-powered transmitters.

Adapted from an article in Alaska Dispatch News.

Source : Google Maps

Pluie, neige et leur impact sur la Faille de San Andreas // The impact of rain and snow on the San Andreas Fault

Selon deux chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley, les séismes le long de la faille de San Andreas sont influencés par les pluies et chutes de neige de l’hiver. La découverte est importante car elle permet de mieux comprendre ce qui provoque les séismes et à quel moment ils sont plus susceptibles de se produire. Les résultats de cette étude sont publiés dans la revue Science.
Les deux scientifiques travaillent sur l’ « impact saisonnier » sur les systèmes de failles On entend par impact saisonnier la façon dont la neige et la pluie pèsent sur le sol  pendant les mois d’hiver, ce qui le fait se comprimer. Quand la sécheresse revient, le poids se retire et le sol rebondit en quelque sorte. Selon les scientifiques, ce processus modifie le stress exercé sur la structure tectonique de l’État de Californie, en poussant et tirant sur les lignes de failles, y compris la Faille de San Andreas.
La Faille de San Andreas se trouve à la limite tectonique entre les plaques Pacifique et nord-américaine, et s’étire sur 1280 km à travers la Californie. En septembre 2016, on a enregistré un essaim d’environ 200 petits événements dans le secteur de la Salton Sea, juste au sud de la Faille. Cela a fait naître les craintes qu’un séisme de plus grande ampleur puisse avoir lieu dans le court terme. La zone de faille où l’essaim s’est produit n’a pas bougé depuis plus de 300 ans. Comme de puissants séismes se produisent normalement le long de la faille tous les 150 à 200 ans, les scientifiques pensent qu’un «Big One» est en retard.
Dans leur dernière étude, les deux chercheurs ont mesuré le mouvement vertical le long des lignes de faille en Californie pour observer les changements résultant de l’impact saisonnier. Ils ont pris en compte neuf années de données GPS sur la déformation verticale pour identifier les modifications de contraintes qui produisent de petits séismes le long des lignes de failles. A partir de ces résultats, ils ont calculé le délai de contrainte saisonnier pour chaque faille afin de calculer un cycle de contrainte moyen. Les résultats montrent que la faille de San Andreas connaît une hausse de petits séismes à la fin de l’été et au début de l’automne, alors que les failles situées le long de la bordure orientale de la Sierra Nevada enregistrent plus de séismes à la fin du printemps et au début de l’été. Les scientifiques précisent que cela ne signifie pas forcément qu’il y a une «saison sismique», mais que l’« impact saisonnier » joue un rôle. Même si la neige et les précipitations annuelles n’augmentent que légèrement le risque sismique, leur découverte fournit de nouvelles informations sur la façon dont les failles se rompent et pourquoi elles se rompent, ainsi que les contraintes qui sont mises en jeu.
L’étude ne prend pas directement en compte les séismes majeurs, mais les chercheurs ont examiné des événements historiques de magnitude supérieure à M 5.5 jusqu’en 1781. Ils ont constaté une légère augmentation de la sismicité lorsque l’impact saisonnier est plus élevé. L’étude ne prend pas en compte, et ne donne donc pas d’explications, sur l’essaim sismique enregistré sur la faille de San Andreas en septembre 2016.
Au début de l’année 2017, les scientifiques de l’Université de Stanford ont déclaré que la Californie connaîtrait à l’avenir plus d’inondations hivernales et de sécheresses estivales en raison du changement climatique. Les auteurs de l’étude disent qu’ils ne savent pas si des conditions météorologiques plus extrêmes entraîneront davantage de séismes dans les années à venir car ils n’ont pas exploré les tendances sur le long terme.
Les scientifiques prévoient maintenant d’affiner leur modèle d’impact saisonnier pour mieux comprendre «ce qui déclenche les séismes». Ils vont continuer d’examiner l’impact saisonnier et les cycles sismiques en Alaska. Dans cet Etat, il y a davantage de précipitations tout au long de l’année, ce qui entraîne un impact saisonnier plus important. En explorant un environnement tectonique différent avec différents modèles d’impact, ils espèrent mieux comprendre la fréquence des séismes en fonction des variations de contraintes saisonnières.
Adapté d’un article paru dans Newsweek.

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According to two researchers from the University of California, Berkeley, earthquakes along the San Andreas Fault in California are being triggered by winter rain and snowfall. The finding is important as it helps us understand what triggers earthquakes—and when they are more likely to strike. Their findings are published in the journal Science.

The scientists were investigating what impact seasonal loading has on fault systems. Seasonal loading refers to how snow and rain over the winter months acts as a weight, causing the land to depress. However, when it dries up, the weight is removed and the ground rebounds. This process, the scientists found, changes the stress placed on California’s state tectonics, pushing and pulling on the fault lines, including the San Andreas Fault.

The San Andreas Fault forms part of the tectonic boundary between the Pacific and North American Plate, stretching 1280 km through California. In September last year, there was a swarm of around 200 small earthquakes in the Salton Sea, just south of the fault. This raised concerns that a much larger earthquake could soon take place. The region of the fault where the swarm occurred had not ruptured for over 300 years. Large earthquakes normally occur along the fault every 150 to 200 years, so scientists think a “Big One” is overdue.

In the latest study, the two researchers measured vertical movement along the state’s fault lines to track changes resulting from seasonal loading. They used nine years’ worth of GPS data on vertical deformation to identify the stress changes on the fault lines that produce small earthquakes. From this, they calculated the seasonal stress time for each fault location to calculate an average stress cycle. Findings showed that the San Andreas Fault has an increase in small earthquakes in late summer and early fall, while the faults along the eastern edge of the Sierra Nevada see more earthquakes in late spring and early summer. The scientists indicate that this does not mean there is an “earthquake season,” but that seasonal loading plays a role. While the annual snow and rainfall increases the chance of earthquakes by a small amount, their discovery provides new information on how and why faults rupture, including the different stresses involved.

The study does not look at large earthquakes directly, but the researchers did look at historic events bigger than M 5.5 going back to 1781. They found there was a slight increase in earthquakes when seasonal loading was high compared to when it was low. However, the current findings do not explain the swarm of earthquakes at the San Andreas Fault in September 2016 which was not taken into account in the study.

Earlier this year, Stanford University scientists said California will experience more winter flooding and summer droughts in the future as a result of climate change. The authors of the study say it is not clear whether more extreme weather would lead to more earthquakes in the future as they did not explore longer-term trends.

Next, the scientists plan to refine their seasonal loading model to better understand “what makes earthquakes go.” They are continuing to look at seasonal loading and the earthquake cycle in Alaska. In that State there is more precipitation throughout the year that results in larger loads. By exploring a different tectonic environment with different loading patterns, they hope to learn more about the timing of the earthquakes with respect to the seasonal stress changes.

Adapted from an article in Newsweek.

Dans la faille de San Andreas… (Photos: C. Grandpey)