Catégorie : Science

Août 2020 encore trop chaud // August 2020 still too hot

A part le monde agricole, la vague de chaleur qui a envahi la France ne semble pas préoccuper grand monde. Les présentatrices et présentateurs de la météo nous expliquent que nous sommes plusieurs degrés au-dessus de la normale, mais l’affolement s’arrête là. La plupart des gens voit avant tout dans ce temps anormalement chaud la possibilité de pouvoir aller se baigner et bronzer sur les plages pendant le week-end. Pourtant, la situation est extrêmement préoccupante car le réchauffement climatique est en mode ‘accélération’.

Selon la NASA et la NOAA, la température de surface terrestre et océanique à l’échelle de la planète en août 2020 a été de 0,94°C au-dessus de la moyenne du 20ème siècle (15,6°C). Il s’agit de la deuxième température la plus élevée pour un mois d’août au cours des 141 années d’archives des deux agences. Seul août 2016 a connu une température plus élevée. Il est très surprenant de constater que les médias ont passé cette information sous silence!
Août 2020 a  été le 44ème mois d’août consécutif et le 428ème mois consécutif avec des températures supérieures à la moyenne du 20ème siècle. Les 10 mois d’août les plus chauds ont tous eu lieu depuis 1998. Les cinq mois d’août les plus chauds ont eu lieu depuis 2015.
L’hémisphère nord a connu le mois d’août le plus chaud jamais enregistré, avec un écart de 1,19°C par rapport à la moyenne. Cette valeur a dépassé de 0,03°C le record précédent établi en 2016.

L’Amérique du Nord a connu son mois d’août le plus chaud jamais enregistré, avec un écart de température de 1,52°C par rapport à la moyenne.  Le record précédent établi en 2011 est battu de 0,13°C. L’Europe et la région des Caraïbes ont connu leur troisième mois d’août le plus chaud, tandis que pour l’Amérique du Sud et l’Océanie c’est le quatrième plus chaud.

S’agissant de la glace de mer, l’étendue moyenne de la glace de mer dans l’Arctique en août 2020 a été la troisième plus faible jamais enregistrée, soit 29,4 pour cent de moins que la moyenne de 1981-2010. 2020 se situe derrière les deux plus faibles étendues observées en 2012 et 2019.
L’étendue de la glace de mer dans l’Antarctique en août 2020 a été proche de la normale. C’est l’étendue de glace de mer la plus élevée en août depuis 2016.

La température mondiale de surface terrestre et océanique pour la période juin-août 2020 arrive en troisième position dans les 141 années d’archives de la NASA et de la NOAA
L’hémisphère nord a connu sa période la plus chaude entre juin et août. Les cinq périodes juin-août les plus chaudes dans l’hémisphère nord ont été enregistrées depuis 2015.

Sur le plus long terme, la température de surface terrestre et océanique de l’hémisphère nord de janvier à août 2020 arrive à égalité avec 2016 comme étant la période la plus chaude depuis le début des relevés en 1880. L’hémisphère sud a connu sa troisième période la plus chaude (à égalité avec 2017), derrière 2016 et 2019.
L’Europe, l’Asie et la région des Caraïbes ont connu leur période la plus chaude de janvier à août. Pour cette même période, l’Amérique du Sud se classe au deuxième rang des températures record.

On ne prend guère de risque pour affirmer que l’année 2020 figurera très probablement parmi les cinq années les plus chaudes jamais enregistrées.

Source: NASA, NOAA.

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Apart from the agricultural world, the heatwave that has invaded France does not seem to concern many people. The weather presenters tell us that we are several degrees above normal, but the panic stops there. Most people see in this unusually hot weather the opportunity to go swimming and sunbathing on the beaches during the weekends. However, the situation is extremely worrying because global warming is accelerating.

According to NASA and NOAA, the August 2020 global land and ocean surface temperature was 0.94°C above the 20th-century average of15.6°C. This is the second highest temperature for August in the 141-year record. Only August 2016 had a higher temperature. Surprisingly, the media did not mention this piece of news!

August 2020 marked the 44th consecutive August and the 428th consecutive month with temperatures above the 20th-century average. The 10 warmest  Augusts have all occurred since 1998. The five warmest Augusts have occurred since 2015.

The Northern Hemisphere had its warmest August on record with a combined land and ocean surface temperature departure from average of 1.19°C. This value surpassed the previous record set in 2016 by 0.03°C.

North America had its warmest August on record, with a temperature departure from average of 1.52°C. This exceeds the previous record set in 2011 by 0.13°C. Europe and the Caribbean region had their third-warmest August, while South America and Oceania had their fourth warmest on record.

As far as sea ice is concerned, the August average Arctic sea ice extent was the third smallest on record at 29.4 percent below the 1981–2010 average. This was behind the two smallest extents which occurred in 2012 and 2019.

Antarctic sea ice extent during August 2020 was close to normal. It was the highest August Antarctic sea ice extent since 2016.

The global land and ocean surface temperature for the period June-August 2020 was the third highest in the 141-year record,

The Northern Hemisphere had its warmest June-August period on record. The five warmest June-August periods for the Northern Hemisphere have occurred since 2015.

On the longer tem, the Northern Hemisphere January-August 2020 land and ocean surface temperature tied with 2016 as the warmest such period since global records began in 1880. The Southern Hemisphere had its third-warmest such period (tied with 2017) on record, behind 2016 and 2019.

Europe, Asia, and the Caribbean region had their warmest January-August period on record. South America had a January-August temperature that ranked as the second highest on record.

On the whole, the year 2020 is very likely to rank among the five warmest years on record.

Source: NASA, NOAA.

Répartition des températures terrestres et océaniques pour août 2020 ‘Source : NOAA)

Etendue de glace de mer en Arctique et en Antarctique (Source : NSIDC)

Bezymianny (Kamchatka): Effondrement et renaissance d’un volcan // Bezymianny (Kamchatka): The collapse and rebirth of a volcano

L’activité volcanique faisant suite à l’effondrement d’un volcan peut contribuer à la naissance d’un nouvel édifice. Le processus accompagnant une telle renaissance n’avait pas été étudié jusqu’à présent. Pour la première fois, des chercheurs du Centre National de Recherche pour les Sciences de la Terre de Potsdam et des volcanologues russes ont pu analyser le cycle de vie d’un volcan, depuis son effondrement jusqu’à sa renaissance. Ils ont présenté l’analyse de données photogrammétriques sur un laps de temps de 70 ans à propos du volcan Bezymianny dans la péninsule du Kamtchatka. Les images montrent la renaissance du volcan après son effondrement.
Le versant oriental du Bezymianny s’est effondré en 1956. Grâce à des techniques modernes, les chercheurs du GFZ Potsdam ont examiné des photographies de survols d’hélicoptères datant de l’époque soviétique, et les ont comparées avec des données satellitaires plus récentes.
Les images montrent le volcan après son effondrement en 1956. Sa première phase de reconstruction a commencé à partir de plusieurs bouches distantes d’environ 400 m les unes des autres.
L’activité volcanique s’est intensifiées au bout d’une vingtaine d’années. Elle est devenue plus effusive avec une migration des bouches qui se sont rapprochées à moins de 200 m les unes des autres.
50 années plus tard, l’activité s’est concentrée sur une bouche unique, ce qui a permis l’édification d’un stratovolcan couronné par un cratère sommital
Les chercheurs ont estimé le rythme de croissance moyen à  26 400 mètres cubes par jour. Cela a leur a permis d’estimer le regain de taille précédent le prochain effondrement.
Les résultats ont également permis aux scientifiques de prévoir à quel moment l’édifice volcanique pourrait atteindre à nouveau la hauteur fatidique précédant un nouvel effondrement sous son propre poids.
Les résultats montrent que la désintégration et la reconstruction d’un volcan ont un impact majeur sur les conduits magmatiques en profondeur.
En conclusion, les volcans qui se sont effondrés puis se sont reconstitués montrent une sorte de mémoire de leur niveau de contraintes. En conséquence, il faudrait intégrer l’histoire de la naissance et de l’effondrement d’un volcan dans les prévisions à venir car ces informations fourniront des indications sur les éruptions probables ou les effondrements imminents.

Référence : « The rebirth and evolution of Bezymianny volcano, Kamchatka after the 1956 sector collapse » – Shevchenko, A. V. et al. – Nature Communications Earth and Environment.
Source: The Watchers.

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Continued post-collapse volcanic activity can cause the rise of a new edifice. However, details of such edifice rebirth had not been documented up to now. For the first time, researchers from the GFZ German Research Center for Geosciences and volcanologists from Russia were able to analyse a volcano’s life cycle, from its 1956 collapse to its rebirth. They presented the results of 70-year-long photogrammetric data for Bezymianny volcano in the Kamchatka Peninsula. The images show the volcano’s rebirth after it collapsed.

The eastern sector of Bezymianny volcano collapsed in 1956. Using modern methods, researchers at the GFZ Potsdam studied photographs of helicopter overflights from Soviet times, combined with more recent satellite drone data.

The images show the volcano after its collapse. Its initial regrowth started at different vents around 400 m apart.

Volcanic activity increased after about 20 years. It became more effusive with vents migrating within ~200 m distance.

After 50 more years, activity focused on a single vent, allowing the growth of stratocone with a summit crater

The researchers identified an average growth rate of 26 400 cubic metres per day, allowing the researchers to estimate the regain of the pre-collapse size within the next 15 years.

The findings also allowed the scientists to predict when the volcanic building may reach a crucial height once again, so that it may collapse once more under its own weight.

The results show that the decay and re-growth of a volcano has a major impact on the pathways of the magma in the depth.

Thus, disintegrated and newly grown volcanoes show a kind of memory of their altered field of stress. The results indicate that the history of birth and collapse of a volcano must be included in future forecasts as the information will be able to provide estimates about probable eruptions or imminent collapses.

Reference: « The rebirth and evolution of Bezymianny volcano, Kamchatka after the 1956 sector collapse » – Shevchenko, A. V. et al. – Nature Communications Earth and Environment.

Source: The Watchers.

Vue du Bezymianny (Crédit photo : KVERT)

 

Nouvelle approche des dépôts pyroclastiques sur la Lune // New approach of pyroclastic deposits on the Moon

La plupart des études traitant des origines de la Lune ont conclu que les volcans lunaires, au cours de leurs éruptions, avaient principalement rejeté le substrat rocheux froid. Selon ces mêmes études, les matériaux contenus dans les dépôts de coulées pyroclastiques étaient semblables à ceux émis par les éruptions vulcaniennes sur Terre. C’est du moins ce qu’avait révélé l’observation de certains dépôts du Cratère Alphonsus qui montraient des volumes plus importants au niveau des bouches éruptives qu’au niveau des dépôts pyroclastiques, avec une faible proportion de matériaux juvéniles dans ces derniers.
Une étude récente conduite par des chercheurs de l’Arizona State University (ASU) a tenté de mieux comprendre les mécanismes éruptifs lunaires en déterminant comment la proportion de matériaux juvéniles, calculée à partir des volumes au niveau des dépôts pyroclastiques et ceux au niveau des bouches éruptives, varie dans les dépôts pyroclastiques du Cratère Alphonsus et ailleurs sur la Lune. Les scientifiques expliquent qu’il y a en fait plus de diversité qu’on le pensait jusqu’à présent dans la source des produits éruptifs sur la Lune. On savait que des volcans émetteurs de coulées pyroclastiques avaient existé au début de la Lune, mais on ne savait pas quelle était la taille de ces volcans, ni quelle quantité de magma ils avaient émis.
Les chercheurs de l’Arizona ont pu fournir une étude détaillée de 23 des volcans émetteurs de coulées pyroclastiques, situés sur 11 sites différents de la Lune, en utilisant des images haute résolution recueillies grâce à la Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC). Ils ont pu déterminer l’histoire des éruptions, comment les matériaux volcaniques s’étaient répandus, et estimer le volume de magma et de gaz émis. A partir des échantillons de matériaux pyroclastiques rapportés par les astronautes des missions Apollo, les scientifiques ont pu constater que leur source magmatique provenait du manteau profond.
Alors que des études antérieures avaient conclu que les volcans lunaires avaient essentiellement rejeté le substrat rocheux froid émis par l’intermédiaire des gaz piégés à l’intérieur, des images stéréo du LROC ont permis à l’équipe scientifique de l’ASU d’analyser le volume de matériaux déposé autour des volcans. Les chercheurs ont soustrait le volume de matériaux émis par la bouche éruptive et ont estimé la quantité de magma juvénile émis

L’analyse spectroscopique de ces dépôts a indiqué qu’il y avait beaucoup plus de diversité qu’on ne le pensait auparavant dans l’origine des produits éruptifs sur la Lune. Les chercheurs ont en particulier observé une vaste gamme de matériaux juvéniles.

En outre, il ressort des modélisations que les dépôts lunaires les plus fréquemment observés dans cette étude ont été formés par du magma contenant 2000-5000 ppm de volatils dissous, ce qui est conforme aux estimations récentes via l’analyse d’inclusions, mais contraire aux hypothèses précédentes selon lesquelles la Lune était largement dégazée lors de sa formation.
Certains dépôts pyroclastiques analysés par les chercheurs de l’ASU montrent un volume significatif et correspondent à des événements éruptifs violents et potentiellement de longue durée. Ils sont comparables ou plus volumineux que ceux émis durant l’éruption cataclysmique du Mont Pinatubo (Philippines) en 1991. En outre, la majeure partie du magma émis par ces volcans a probablement atteint environ 1 600 m de hauteur, et même parfois près de 8 000 m.
Dans la conclusion de l’étude, les scientifiques expliquent que l’histoire géologique de la Lune est intimement liée à celle de la Terre, et des études comme celle-ci  nous aident à comprendre l’histoire de notre propre planète.
L’ensemble de l’étude se trouve avec cette référence:

« On the eruptive origins of lunar localized pyroclastic deposits » – Keske, A. L. – Earth and Planetary Science Letters – https://doi.org/10.1016/j.epsl.2020.116426.

Source: The Watchers.

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Most studies dealing with the origins of the Moon have concluded that lunar volcanoes had exploded primarily cold bedrock. They hypothesized that pyroclastic flow deposits represent products of a lunar equivalent of Vulcanian-style eruptions, based in part on the observation that some of the deposits in Alphonsus Crater have large vent volumes in comparison with their deposit volumes, indicating a low proportion of juvenile material in the deposits.

A recent study by researchers from Arizona State University (ASU) tried to better understand eruption mechanisms by determining how the proportion of juvenile material, as calculated using deposit and vent volumes, varies among pyroclastic flow deposits in Alphonsus Crater and elsewhere on the Moon. The scientists explain that there is actually more diversity in the source of explosive products on the Moon. Pyroclastic volcanoes are known to have existed on the early Moon, but it was unknown how big the volcanoes were or how much magma was erupted.

The Arizona reseaechers were able to produce a detailed survey of 23 of the Moon’s pyroclastic volcanoes from 11 various sites using high-resolution images gathered from the Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC). They could determine the history of eruptions, how the volcanic material was dispersed, and estimated the volume of emitted magma and gases. Samples of pyroclastic materials were returned by Apollo astronauts and it was found that their source magmas originated from deep within the mantle.

While past studies concluded that lunar volcanoes had mostly erupted cold bedrock emitted by trapped gases, stereo images from LROC allowed the team to look at the volume of the deposited material around the volcanoes. The researchers subtracted the volume of material spewed by the vent and estimated the amount of fresh magmatic material emitted.

Spectroscopic analysis of these deposits indicated there was much more diversity in the origin of the explosive products on the moon analysed by the authors of the study than had been previously thought. They observed a wide range of juvenile proportions, many of which are more juvenile-rich than previously thought.

Furthermore, dynamic model results suggest that the most widespread lunar deposits in this study were formed by magma containing 2000–5000 ppm of dissolved volatiles, consistent with recent estimates via melt inclusion analysis, but contrary to long-held ideas that the Moon was largely degassed during its formation.

Some of the deposits analyzed by the ASU researchers are significantly large in volume and represent violent and potentially long-lived explosive events. They are comparable to, or larger in volume, than the cataclysmic 1991 eruption of Mount Pinatubo (Philippines). Besides, most of the magma from these volcanoes probably rose up to about 1 600 m high, with some of the largest reaching up to almost 8 000 m.

In the conclusion of the study, the scientists say that the Moon’s geologic history is intertwined with Earth’s, and studies like this help us understand the history of our own planet.

The whole study can be found with this reference :

« On the eruptive origins of lunar localized pyroclastic deposits » – Keske, A. L. – Earth and Planetary Science Letters – https://doi.org/10.1016/j.epsl.2020.116426.

Source: The Watchers.

Le Cratère Alphonsus vu par le Lunar Reconnaissance Orbiter (Source: NASA)

Vers un froid solaire? // Toward a solar cold?

Dans une nouvelle étude publiée récemment dans la revue Temperature, une chercheuse russe démontre que le Soleil est entré dans le Grand Minimum Solaire de l’ère moderne (2020-2053) qui conduira à une réduction significative du champ magnétique et de l’activité solaires – comme pendant le Minimum de Maunder – et donc à une réduction notable de la température sur Terre.
Le Soleil est la principale source d’énergie pour toutes les planètes du système solaire. Cette énergie atteint la Terre sous forme de rayonnement solaire à différentes longueurs d’onde, appelée Irradiance Solaire Totale (TSI pour Total Solar Irradiance). Les variations de l’irradiance solaire entraînent un réchauffement de la haute atmosphère planétaire  et des processus complexes de transport de l’énergie solaire vers une surface planétaire.
Dans son étude, la scientifique démontre que les progrès récents réalisés dans la compréhension du rôle du champ magnétique de fond solaire dans la définition de l’activité solaire et dans la quantification des magnitudes du champ magnétique à différents moments ont permis une prévision fiable de l’activité solaire sur une échelle de temps d’un millénaire.
Cette approche a révélé la présence non seulement de cycles solaires de 11 ans, mais aussi de grands cycles solaires d’une durée de 350 à 400 ans. Ces grands cycles se forment par les interférences de deux ondes magnétiques de fréquences proches mais non égales produites par la double action de la dynamo solaire à différentes profondeurs à l’intérieur du Soleil. Ces grands cycles sont toujours séparés par de grands minima solaires – comme le Minimum de Maunder – qui se sont régulièrement produits dans le passé, formant les minima bien connus de Maunder, Wolf, Oort et Homeric, par exemple.
Au cours de ces grands minima solaires, il y a une réduction significative du champ magnétique solaire et de l’irradiance solaire, ce qui génère une réduction des températures sur Terre.
Le Grand Minimum Solaire le plus récent s’est produit pendant le Minimum de Maunder qui a duré 65 ans, de 1645 à 1710. Pendant cette période, les températures ont plongé dans une grande partie de l’hémisphère nord. Cela s’est probablement produit parce que l’irradiance solaire totale a été réduite de 0,22%, ce qui a entraîné une diminution de 1,0 à 1,5 ° C de la température terrestre moyenne, principalement en Europe dans l’hémisphère nord. Cette diminution apparemment faible de la température moyenne dans l’hémisphère nord a provoqué le gel des rivières, de longs hivers froids et des étés froids.
Au cours du Grand Minimum Solaire à venir – il a commencé en 2020 et devrait durer jusqu’en 2053 – il faut s’attendre à une réduction de la température terrestre moyenne jusqu’à 1,0°C, en particulier, pendant les périodes de minima solaires entre les cycles 25-26 et 26-27, c’est à dire dans la décennie 2031-2043.
La baisse de la température terrestre au cours des 30 prochaines années peut avoir des conséquences importantes sur la croissance de la végétation, l’agriculture, les approvisionnements alimentaires et les besoins de chauffage dans les hémisphères nord et sud. Ce refroidissement global pendant le prochain grand minimum solaire (2020–2053) est susceptible de compenser les effets du réchauffement climatique pendant trois décennies et exigerait des efforts intergouvernementaux pour s’attaquer aux problèmes qui affecteraient la population de la Terre.
Référence de l’étude :
« Modern Grand Solar Minimum will lead to terrestrial cooling » – Valentina Zharkova (2020) – Temperature – DOI : 10.1080/23328940.2020.1796243 – OPEN ACCESS

Annoncé également par la NASA, le Grand Minimum Solaire est bel et bien une réalité scientifique. L’agence américaine précise que le prochain cycle du soleil, le cycle 25, pourrait voir le plus faible nombre de taches depuis 200 ans.

La diminution de l’activité solaire pourrait-elle générer un refroidissement de l’atmosphère? Plusieurs éléments semblent aller dans ce sens. Les précédents refroidissements, c’est à dire les minima de Maunder et de Dalton,  eurent lieu en même temps qu’une diminution forte des taches solaires, donc de l’activité de notre étoile.

Les météorologues restent toutefois très prudents quant à la baisse des températures annoncée. Ils expliquent que ce n’est pas une preuve formelle mais un indice remarquable. Il se peut qu’un refroidissement se produise sur plusieurs décennies, mais la question est de savoir s’il parviendra à compenser l’accélération du réchauffement climatique actuel.

Source: The Watchers, NASA.

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In a new study published recently in the journal Temperature, a Russian researcher demonstrates that the Sun has entered into the modern Grand Solar Minimum (2020 – 2053) that will lead to a significant reduction of the solar magnetic field and activity like during Maunder minimum leading to a noticeable reduction of terrestrial temperature.

The Sun is the main source of energy for all planets of the solar system. This energy is delivered to Earth in a form of solar radiation in different wavelengths, called total solar irradiance. Variations of solar irradiance lead to heating of upper planetary atmosphere and complex processes of solar energy transport toward a planetary surface.

In her study, the scientist demonstrates that recent progress with the understanding of the role of solar background magnetic field in defining solar activity and with quantifying the observed magnitudes of the magnetic field at different times enabled reliable long-term prediction of solar activity on a millennium timescale.

This approach revealed the presence of not only 11-year solar cycles but also of grand solar cycles with a duration of 350 – 400 years. These grand cycles are formed by the interferences of two magnetic waves with close but not equal frequencies produced by the double solar dynamo action at different depths of the solar interior. These grand cycles are always separated by grand solar minima of Maunder minimum type, which regularly occurred in the past forming well-known Maunder, Wolf, Oort, Homeric, and other grand minima.

During these grand solar minima, there is a significant reduction of the solar magnetic field and solar irradiance, which impose the reduction of terrestrial temperatures.

The most recent grand solar minimum occurred during the Maunder Minimum which lasted 65 years, from 1645 to 1710. During this period, the temperatures across much of the northern hemisphere plunged. This likely occurred because the total solar irradiance was reduced by 0.22% that led to a decrease of the average terrestrial temperature measured mainly in the northern hemisphere in Europe by 1.0 – 1.5 °C. This seemingly small decrease in the average temperature in the northern hemisphere led to frozen rivers, cold long winters, and cold summers.

During the next grand minimum – it began in 2020 and will probably last until 2053 – one would expect to see a reduction of the average terrestrial temperature by up to 1.0 °C, especially, during the periods of solar minima between the cycles 25 – 26 and 26 – 27, e.g. in the decade 2031 – 2043.

The reduction of a terrestrial temperature during the next 30 years can have important implications for different parts of the planet on growing vegetation, agriculture, food supplies, and heating needs in both northern and southern hemispheres. This global cooling during the upcoming grand solar minimum (2020–2053) can offset for three decades any signs of global warming and would require inter-government efforts to tackle problems that would affect the whole population of the Earth.

Reference of the study:

« Modern Grand Solar Minimum will lead to terrestrial cooling » – Valentina Zharkova (2020) – Temperature – DOI: 10.1080/23328940.2020.1796243 – OPEN ACCESS

Also announced by NASA, the Great Solar Minimum is indeed a scientific reality. The US Agency says the Sun’s next cycle, Cycle 25, may see the lowest number of spots in 200 years.
Could the decrease in solar activity cause the atmosphere to cool? Several elements seem to point in this direction. The previous coolings, e.g the Maunder and Dalton minima, took place at the same time as a strong decrease in sunspots, and therefore in the activity of our star.
However, meteorologists remain very cautious about the announced drop in temperatures. They explain that this is not formal proof but a remarkable clue. Cooling may occur over several decades, but the question is whether it will offset the acceleration of current global warming. :

Source: The Watchers, NASA.

400 années de taches solaires, avec le célèbre Minimum de Maunder (Source: Wikipedia)