Catégorie : Science

Mars 2020 officiellement le deuxième mois de mars le plus chaud // March 2020 officially the second hottest month of March

Dans une note publiée le 4 avril 2020, j’écrivais qu’au vu des premières données diffusées par les agences NCEP-NCAR, et en attendant les chiffres officiels de la NASA, le mois de mars 2020 occupait la 5ème place parmi les mois de mars les plus chauds, avec +0,457°C au-dessus de la moyenne 1981-2010. Selon ces mêmes agences, malgré cette place relativement modeste du mois de mars, l’année 2020 se situait dans la continuité de 2019. Elle occupait pour le moment la troisième place des années les plus chaudes

Les chiffres officiels de la NASA viennent d’être publiés et sont en décalage avec les conclusions des agences NCEP-NCAR. Selon l’Administration américaine, avec +1,19°C au-dessus de la moyenne 1951-1980, la température observée en mars 2020 est la 2ème plus élevée pour un mois de mars depuis le début des mesures de la NASA en 1880. L’anomalie est toutefois en légère baisse par rapport à février 2020 (+1,25°C).

L’anomalie relevée en mars 2020 est seulement devancée par le mois de mars 2016 (+1,36°C) qui était sous l’influence d’un phénomène El Niño majeur. En ce moment, El Niño est relativement neutre.

Les observations de la NASA pour le mois de mars sont confirmées par celles le la NOAA et de la Japan Meteorological Agency (JMA) qui placent également mars 2020 sur la deuxième marche du podium au niveau global.

La NASA fait remarquer que les cinq mois de mars les plus chauds depuis 1880 se situent tous après 2015.

En se référant au trois premiers mois de l’année 2020, on constate que l’année que nous vivons est partie pour être la plus chaude de tous les temps et pourrait devancer 2016 qui était favorisée par à un phénomène El Niño extrême.

Source : NASA, NOAA, JMA, global-climat.

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In a post published on April 4th, 2020, I wrote that in view of the first data released by the NCEP-NCAR agencies, and while waiting for the official NASA figures, March 2020 ranked 5 among the hottest months of  March, with + 0.457°C above the 1981-2010 average. According to these same agencies, despite this relatively modest place for March, 2020 was a continuation of 2019. It was for the moment the third hottest year.

Official NASA figures have just been published and they show differences with the findings of the NCEP-NCAR agencies. According to the American Administration, with + 1.19°C above the 1951-1980 average, the temperature observed in March 2020 was the 2nd highest for a month in March since the start of NASA measurements in 1880. However, the anomaly is slightly down compared to February 2020 (+ 1.25°C).
The anomaly observed in March 2020 is slightly behind March 2016 (+ 1.36°C) which was under the influence of a major El Niño phenomenon. Right now, El Niño is relatively neutral.
NASA’s observations for the month of March are confirmed by those of NOAA and the Japan Meteorological Agency (JMA), which also place March 2020 on the second step of the podium at the global level.
NASA notes that the hottest five months of March since 1880 are all after 2015.
Referring to the first three months of 2020, one can see that the current year is set to be the hottest of all times and could be ahead of 2016 which was favored by an extreme El Niño phenomenon.
Source: NASA, NOAA, JMA, global-climat.

Emissions et concentrations de CO2 (suite) // CO2 emissions and concentrations (continued)

J’indiquais dans la conclusion de ma note du 14 avril 2020 que la pandémie de COVID-19 aura au moins eu un avantage. Avec la chute des émissions de gaz polluants, l’atmosphère s’est purifiée dans l’Himalaya et on peut actuellement apercevoir les hauts sommets de la chaîne himalayenne depuis 200 kilomètres de distance, ce qui ne s’était jamais vu depuis plusieurs décennies.

Comme je l’ai écrit en caractères gras, on parle ici d’émissions de CO2. Le problème, c’est le les concentrations dans l’atmosphère ne montrent pas le moindre déclin, bien au contraire ! Elles ont même atteint des niveaux record le 9 avril 2020.

On estime à environ 4% la baisse des émissions anthropiques de CO2 depuis le début de l’année 2020. Dans le même temps, les concentrations ont atteint un niveau record de 417,85 ppm sur le Mauna Loa (Hawaii) le 9 avril 2020. Les mesures sont effectuées sur ce volcan depuis la fin des années 1950. Les premiers relevés faisaient alors état d’une concentration de 315 ppm en 1958.

La notion de concentration de CO2 est à distinguer des chiffres concernant les émissions de CO2. Comme je l’ai indiqué précédemment, les émissions représentent ce qui entre dans l’atmosphère en raison des activités humaines, dont la combustion des ressources fossiles et la production de ciment. La concentration indique ce qui reste dans l’atmosphère au terme des interactions entre l’air, la biosphère et les océans. Environ un quart du total des émissions de CO2 sont absorbées par les océans et un autre quart par la biosphère, tempérant l’impact des activités humaines.

J’ai expliqué dans une note publiée le 30 mars 2020 que la concentration de CO2 fait l’objet de variations saisonnières avec un pic situé habituellement vers avril-mai. La barre des 415 ppm a été franchie pour la première fois le 11 mai 2019. Sur la période récente, la hausse se situe entre 2 et 3 ppm par an. les 417,85 ppm du 9 avril confirment dong la tendance actuelle et rien ne dit que le nouveau record ne sera pas battu d’ici la fin mai 2020.

Selon un scientifique de la Scripps Institute of Oceanography, les émissions devraient baisser d’environ 10% pendant près d’une année pour être détectées par l’observatoire du Mauna Loa. Jusqu’à présent, aucun événement dans l’histoire de 62 ans de la courbe de Keeling – y compris le ralentissement économique mondial de 2008 et l’effondrement de l’Union soviétique à la fin des années 1980 – n’a causé une telle baisse.

On peut raisonnablement penser qu’une baisse soutenue de 10% des niveaux de CO2 dans l’atmosphère ferait décliner les concentrations de 0,5 ppm. Ce n’est qu’une hypothèse. Tout dépendra de la longueur de la pandémie à laquelle sont confrontés tous les pays de la planète.

La crise pourrait n’avoir qu’un faible impact sur le changement climatique à long terme car la tendance est soutenue depuis le début des mesures et semble peu affectée par la conjoncture. Pour respecter l’Accord de Paris et limiter le réchauffement climatique de la planète à 1,5°C, il faudrait que les émissions mondiales de CO2 baissent d’environ 6 % par an pendant la prochaine décennie. C’est davantage que la diminution anticipée pour 2020 avec la crise actuelle.

Source : Scripps Institue of Oceanography, global-climat.

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 I indicated in the conclusion of my post of April 14th, 2020 that the COVID-19 pandemic had at least one advantage. With the drop in emissions of polluting gases, the atmosphere has been purified in the Himalayas and one can currently see the high peaks of the Himalayan range from 200 kilometres away, which had never been seen for several decades.
As I wrote in bold, we are talking about CO2 emissions. The problem is that the concentrations in the atmosphere do not show the slightest decline, on the contrary! They even reached record levels on April 9th, 2020.
The decline of anthropogenic CO2 emissions has been estimated at around 4% since the start of 2020. At the same time, concentrations reached a record level of 417.85 ppm on Mauna Loa (Hawaii) on April 9th, 2020 The measurements have been made on this volcano since the end of the 1950s. The first readings then reported a concentration of 315 ppm in 1958.
The concept of CO2 concentration should be distinguished from the figures concerning CO2 emissions. As I put it earlier, emissions represent what enters the atmosphere due to human activities, including the burning of fossil resources and the production of cement. Concentration indicates what remains in the atmosphere after interactions between the air, the biosphere and the oceans. About a quarter of total CO2 emissions are absorbed by the oceans and another quarter by the biosphere, moderating the impact of human activities.
I explained in a post published on March 30th, 2020 that the CO2 concentration is subject to seasonal variations with a peak usually observed in April-May. The 415 ppm mark was crossed for the first time on May 11th, 2019. Over the recent period, the increase has been between 2 and 3 ppm per year. The April 417.85 ppm concentration confirms the current trend, and there is no indication that the new record will not be broken by the end of May 2020.
According to a scientist at the Scripps Institute of Oceanography, emissions would need to drop by about 10% for almost a year before being detected by the Mauna Loa Observatory. So far, no event in the 62-year history of the Keeling curve – including the global economic slowdown of 2008 and the collapse of the Soviet Union in the late 1980s – caused such a drop.
It is reasonable to assume that a sustained 10% drop in atmospheric CO2 levels would decrease the concentrations by 0.5 ppm. This is just an assumption. Everything will depend on the length of the pandemic facing all the countries of the planet.
The sanitary crisis might have only a small impact on climate change in the long term since the trend has been sustained since the start of the measurements and seems little affected by the economic situation. To comply with the Paris Agreement and limit global warming to 1.5°C, global CO2 emissions would have to drop by around 6% per year over the next decade. This is more than the reduction expected for 2020 with the current crisis.
Source: Scripps Institute of Oceanography, global-climat.

Vue de la courbe de Keeling sur un an le 12 avril 2020. La concentration de CO2 dans l’atmosphère atteignait ce jour-là 415,63 ppm.

Une forêt tropicale en Antarctique! // A rainforest in Antarctica!

Une étude initialement publiée dans la revue Nature et relayée par la presse scientifique nous informe que des traces fossiles d’une ancienne forêt tropicale, avec des racines, du pollen et des spores, ont été découvertes en Antarctique Occidental. Elles prouvent qu’il y a environ 90 millions d’années, la région n’était pas recouverte par la glace.
Au milieu du Crétacé (il y a 145 millions à 65 millions d’années), les dinosaures parcouraient la Terre et le niveau des océans était de 170 mètres plus élevé qu’aujourd’hui. La température à la surface de la mer sous les tropiques atteignait 35°C.
Ce climat très chaud a permis à une forêt tropicale de prendre racine en Antarctique. Des restes de cette forêt ont été découverts sous la glace dans une carotte de sédiments prélevée en 2017 par une équipe internationale de chercheurs sur le plancher océanique à proximité du glacier de Pine Island, dans l’ouest de l’Antarctique.
En découvrant la carotte, l’équipe scientifique a tout de suite réalisé qu’elle se trouvait devant quelque chose d’exceptionnel. La couche de sédiments datant d’il y a environ 90 millions d’années présentait une couleur bien différente de celles qui la surmontaient. De retour au laboratoire, les chercheurs ont introduit la carotte dans un scanner CT (Computed Tomography – Tomodensitométrie). L’image numérique obtenue montre un épais réseau de racines parcourant toute la couche de sol prélevée. Elle révèle également des pollens, des spores et les restes de plantes à fleurs très anciens, datant du Crétacé.
En analysant le pollen et les spores, un spécialiste de paléoécologie de l’Université de Northumbria en Angleterre a pu reconstruire la végétation et le climat il y a 90 millions d’années en Antarctique Occidental. Les nombreux restes de plantes indiquent que la côte de l’Antarctique Occidental était recouverte d’une forêt dense tempérée et marécageuse, semblable aux forêts que l’on rencontre en Nouvelle-Zélande aujourd’hui.
La carotte de sédiments a aussi révélé qu’au milieu du Crétacé l’Antarctique Occidental avait un climat doux, avec une température moyenne de l’air d’environ 12°C, semblable à celle de Seattle dans l’État de Washington. Les températures estivales étaient plus chaudes, avec une moyenne de 19°C. Dans les rivières et les marécages, l’eau atteignait probablement jusqu’à 20°C.
S’agissant de la météo, les précipitations à cette époque étaient comparables à celles du Pays de Galles ou de l’Angleterre aujourd’hui. Les températures qui viennent d’être mentionnées sont incroyablement chaudes si l’on prend en compte le fait que l’Antarctique a une nuit polaire de quatre mois, ce qui signifie qu’un tiers l’année n’est pas éclairé par la lumière du soleil avec tous ses bienfaits. Cependant, l’atmosphère était plus chaude surtout parce que la concentration de dioxyde de carbone était élevée, et même plus élevée qu’on ne le pensait, avant la découverte de la carotte de sédiments.
Avant le début de l’étude, la plupart des scientifiques pensaient que la concentration de dioxyde de carbone à l’échelle de la planète pendant le Crétacé était d’environ 1 000 ppm. Cependant, dans leurs modélisations, les chercheurs dû avoir recours à des niveaux de concentration de 1 120 à 1 680 ppm pour pouvoir atteindre les températures moyennes en Antarctique pendant cette période.
Les résultats des manipulations montrent à quel point des concentrations élevées de gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone peuvent faire monter en flèche les températures, au point que l’Antarctique Occidental, aujourd’hui recouvert par la glace, a autrefois abrité une forêt tropicale. De plus, on se rend compte de l’importance de l’effet de refroidissement exercé par les calottes glaciaires d’aujourd’hui.
Grâce à l’étude, les scientifiques savent maintenant qu’il y avait quatre mois consécutifs sans soleil en Antarctique pendant le Crétacé. Toutefois, comme la concentration de dioxyde de carbone était très forte, le climat autour du pôle Sud était tempéré, et le continent dépourvu de glace.
Reste à savoir maintenant quelle a été la cause du refroidissement spectaculaire du climat en Antarctique, avec la formation d’une calotte glaciaire après la période chaude. La réponse à cette question constitue désormais un défi majeur pour les climatologues.

Source: Presse scientifique internationale, comme Live Science.

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 A study originally published in the journal Nature and relayed by the scientific press informs us that fossil traces – roots, pollen and spores – of an ancient rainforest have been unearthed in West Antarctica. They prove that about 90 million years ago, the region was not covered with ice.

During the middle of the Cretaceous period (145 million to 65 million years ago), dinosaurs roamed Earth and sea levels were 170 metres higher than they are today. Sea-surface temperatures in the tropics were as hot as 35 degrees Celsius.

This very warm climate allowed a rainforest  to take root in Antarctica. The rainforest’s remains were discovered under the ice in a sediment core that a team of international researchers collected from a seabed near Pine Island Glacier in West Antarctica in 2017.

As soon as the team saw the core, they knew they had something unusual. The layer that had formed about 90 million years ago was a different colour. More particularly, it clearly differed from the layers above it. Back at the lab, the team put the core into a CT (computed tomography) scanner. The resulting digital image showed a dense network of roots throughout the entire soil layer. The dirt also revealed ancient pollen, spores and the remnants of flowering plants from the Cretaceous period.

By analyzing the pollen and spores, a paleoecologist at Northumbria University in England, was able to reconstruct West Antarctica’s 90 million-year-old vegetation and climate. The numerous plant remains indicated that the coast of West Antarctica was a dense temperate, swampy forest, similar to the forests found in New Zealand today.

The sediment core revealed that during the mid-Cretaceous, West Antarctica had a mild climate, with an annual mean air temperature of about 12°C, similar to that of Seattle in Washington State. Summer temperatures were warmer, with an average of 19°C. In rivers and swamps, the water probably reached up to 20°C.

As far as the weather is concerned, the rainfall by that time was comparable to the rainfall of Wales or England, today. These temperatures are impressively warm, given that Antarctica had a four-month polar night, meaning that a third of every year had no life-giving sunlight. However, the world was warmer, in part, because the carbon dioxide concentration in the atmosphere was high, even higher than previously thought, according to the analysis of the sediment core.

Before the start of the study study, the general assumption was that the global carbon dioxide concentration in the Cretaceous was roughly 1,000 ppm. However, in the researchers’ model-based experiments, it took concentration levels of 1,120 to 1,680 ppm to reach the average temperatures during that period in Antarctica.

These findings show how potent greenhouse gases like carbon dioxide can cause temperatures to skyrocket, so much so that today’s freezing West Antarctica once hosted a rainforest. Moreover, it shows how important the cooling effects of today’s ice sheets are.

Thanks to the study, scientists now know that there could easily be four straight months without sunlight in the Cretaceous. But because the carbon dioxide concentration was so high, the climate around the South Pole was nevertheless temperate, without ice masses.

The question to be answered now is to know what caused the climate to dramatically cool with ice sheets forming again after Antarctic’s warmer period. The answers are now a major challenge for the international climate research community.

Source : International scientific press, like Live Science.

Vues de la forêt primaire sur l’Ile de Vancouver au Canada

Photos: C. Grandpey

L’intrusion magmatique sous la Péninsule de Reykjanes (Islande) // The magma intrusion beneath the Reykjanes Peninsula (Iceland)

Les personnes qui s’intéressent un tant soit peu à la géologie savent que l’Islande se trouve dans une zone d’accrétion, autrement dit sur un point de l’écorce terrestre où les plaques tectoniques Eurasiatique et Américaine s’écartent l’une de l’autre à raison de quelques centimètres chaque année. Cette situation géologique particulière induit une sismicité relativement élevée, mais les derniers événements observés sur la Péninsule de Reykjanes, dans le sud-ouest du pays, interpellent les scientifiques. Ils se demandent quelle peut être la cause de l’activité sismique intense et ils se posent une foule de question. Est-elle d’origine purement tectonique ? Pourquoi observe-t-on un soulèvement du sol ? S’agit-il d’une intrusion, magmatique ? Pourquoi n’y a-t-il pas d’éruption ? Comme il n’y a ni morts, ni dégâts matériels majeurs, les médias ne s’intéressent pas à l’Islande en ce moment. L’épidémie de COVID-19 a accaparé tous les regards. Pourtant, la situation sur la Péninsule de Reykjanes est fort intéressante.

Comme je l’ai écrit à plusieurs reprises ces dernières semaines, la sismicité est toujours intense dans la Péninsule de Reykjanes. Plus de 6 000 événements ont été enregistrés depuis le début de l’année 2020. J’ai indiqué que, selon l’Icelandic Met Office (IMO), il s’agit de l’activité la plus intense jamais enregistrée dans la région depuis le début de la surveillance numérique en 1991. Cette sismicité affecte tous les systèmes volcaniques de la Péninsule et de la Dorsale de Reykjanes.
Outre l’activité sismique intense, les mesures GPS confirment qu’une intrusion magmatique a eu lieu dans la partie ouest de la Péninsule de Reykjanes sous Rauðhólar et Sýrfell, entre la mi-février et la première semaine de mars. Une modélisation situe l’intrusion à une profondeur de 8 à 13 km, probablement dans la partie inférieure de la croûte terrestre, à une plus grande profondeur que les deux intrusions magmatiques observées au niveau du Mt Thorbjörn.
Lors du premier épisode d’inflation en janvier-février, la déformation atteignait environ 3 à 4 mm par jour avec un soulèvement total de 6 cm pendant toute la période.
Dans l’épisode d’inflation actuel, la déformation semble beaucoup plus lente. Elle a atteint environ 7 à 8 cm depuis la fin janvier.
Le Conseil consultatif scientifique – Scientific Advisory Board (SAB) – islandais estime que l’explication la plus probable de l’inflation est une intrusion magmatique au cours de laquelle le magma force le passage horizontalement. Cette intrusion provoque une forte sismicité dans la zone au nord de Grindavík. Une modélisation montre que des fractures peuvent s’ouvrir dans la couche supérieure de la croûte, à 1 ou 2 km de profondeur, en raison des contraintes générées par l’intrusion proprement dite. Cette situation est susceptible de générer de nouveaux épisodes de sismicité dans la région.
Le 28 mars 2020, un essaim sismique a été enregistré à Eldey, ce qui prouve que l’activité affecte tous les systèmes volcaniques de la Péninsule et de la Dorsale de Reykjanes qui se trouvent en limite dee plaques tectoniques mentionnées précédemment. Il convient de noter que les systèmes volcaniques d’Eldey, Reykjanes, Svartsengi et Krýsuvík se trouvent à cheval sur ces limites de plaques. Le SAB estime qu’il est essentiel de surveiller l’activité en cours dans la Péninsule de Reykjanes dans son ensemble et non par secteur, et de comparer cette activité avec des événements plus anciens dans la région. On pourra ainsi essayer de comprendre la cause des phénomènes actuels et tenter de prévoir l’évolution possible de la situation.
Sources: OMI, SAB, The Watchers.

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Those who are interested in geology know that Iceland is in an accretion zone, a spot of the Earth’s crust where the Eurasian and American tectonic plates move away from one another at the rate of a few centimeters each year. This particular geological situation induces a relatively high seismicity, but the latest events observed on the Reykjanes Peninsula, in the southwest of the country, call out to scientists. They wonder what may be the cause of the intense seismic activity and they ask themselves a lot of questions. Is it of purely tectonic origin? Why do we observe an uplift from the ground? Is this a magma intrusion? Why is there no eruption? As there are no deaths or major material damage, the media is not interested in Iceland at this time. The COVID-19 epidemic has taken everyone’s attention. However, the situation on the Reykjanes Peninsula is very interesting.

As I put it several times before, seismicity is still intense at the Reykjanes Peninsula. More than 6 000 events have been recorded since the beginning of 2020. I have explained that, according to the Icelandic Met Office (IMO), it is the most intense activity ever recorded in the region since the beginning of digital monitoring in 1991. It is affecting all volcanic systems in the Reykjanes Peninsula and Reykjanes Ridge

Beside the intense seismic activity, GPS measurements give evidence of a new magma intrusion west of the Reykjanes Peninsula under Rauðhólar and Sýrfell, from mid-February until the first week of March.  A model places the intrusion at a depth of about 8 – 13 km, which is probably at the bottom of the Earth’s crust, at considerably more depth than the two magma intrusions at Thorbjörn.

During the first inflation episode in January-February, the deformation rate was about 3 – 4 mm per day with a total of 6 cm uplift during the whole period.

In the inflation episode that is ongoing now, the deformation rate looks much slower. In total, it has been about 7 – 8 cm since the end of January.

The Icelandic Scientific Advisory Board (SAB) believes that the most likely explanation of the inflation is a magma intrusion, with magma forcing its way horizontally. The magma intrusion causes a considerable amount of earthquakes in the area north of Grindavík. A model of the ongoing magma intrusion shows that fissures can open in the uppermost layer of the crust, at 1 – 2 km, because of the stress induced by the uplift itself. This might lead to more earthquakes in the area.

On March 28th, 2020, an earthquake swarm occurred in Eldey, indicating that the activity is affecting all volcanic systems in the peninsula and the ridge.The Reykjanes Peninsula and the Reykjanes Ridge are composed of plate boundaries. It should be noted that the Eldey, Reykjanes, Svartsengi and Krýsuvík volcanic systems lie right across the boundaries. The SAB believes that it is extremely important to monitor and investigate the ongoing activity in the Reykjanes Peninsula as a whole, and compare this activity with older events in the area to try to decipher the reasons and identify possible developments.

Sources: IMO, SAB, The Watchers.

L’activité sismique en 2020 sur le Péninsule de Reykjanes (Source: The Watchers)

On observe également plusieurs sites hydrothermaux sur la péninsule (Photo: C. Grandpey)