Catégorie : Science

Volcans extratropicaux et refroidissement de l’atmosphère:// Extratropical volcanoes and atmospheric cooling

Selon une étude effectuée par des chercheurs de plusieurs pays et publiée dans la revue Nature Geoscience, les éruptions volcaniques extratropicales qui se produisent dans les moyennes et les hautes latitudes ont une influence beaucoup plus forte sur le climat qu’on ne le pensait auparavant. [NDLR : A noter que les chercheurs appliquent à la volcanologie l’adjectif « extratropical » qui est davantage utilisé à propos des cyclones].
Au cours des dernières décennies, des éruptions extratropicales telles que celles du Kasatochi (Alaska, 2008) et du Sarychev (Russie, 2009) ont injecté du soufre dans les basses couches de la stratosphère. L’influence climatique de ces éruptions a toutefois été faible et de courte durée.

Jusqu’à présent, la plupart des scientifiques pensaient que les éruptions extratropicales avaient des effets plus faibles que les événements tropicaux. Cependant, des chercheurs appartenant à plusieurs institutions allemande, norvégienne, britannique, suisse et américaine ne sont pas d’accord avec cette hypothèse. Ils expliquent que de nombreuses éruptions volcaniques extratropicales observées au cours des 1 250 dernières années ont provoqué un refroidissement de surface prononcé dans l’hémisphère Nord. En fait, les éruptions extratropicales ont un impact plus prononcé que les éruptions tropicales en ce qui concerne le refroidissement de l’hémisphère par rapport aux quantités de soufre émises.
Un refroidissement à grande échelle se produit lorsque les volcans injectent de grandes quantités de gaz soufrés dans la stratosphère, la couche de l’atmosphère qui commence à environ 10 à 15 km d’altitude. Une fois dans la stratosphère, les gaz soufrés génèrent des aérosols sulfuriques qui persistent pendant des mois ou des années. Ces aérosols renvoient une partie du rayonnement solaire qui ne peut plus atteindre les couches inférieures de l’atmosphère, ni la surface de la Terre.
Jusqu’à présent, on supposait que les aérosols provenant d’éruptions volcaniques sous les tropiques avaient une durée de vie stratosphérique plus longue, car ils devaient migrer vers des latitudes moyennes ou des hautes latitudes avant de pouvoir être éliminés. En conséquence, on pensait qu’ils auraient un impact plus important sur le climat. Au contraire, les aérosols provenant d’éruptions à des latitudes plus élevées étaient censés disparaître de l’atmosphère plus rapidement. Les récentes éruptions extratropicales, avec des effets minimes mais mesurables sur le climat, correspondent à cette image. Cependant, ces éruptions étaient beaucoup plus faibles que celle du Pinatubo, par exemple.
Pour quantifier l’impact sur le climat des éruptions extratropicales par rapport aux éruptions tropicales, les chercheurs ont comparé des reconstitutions avec injection de soufre stratosphérique volcanique à partir de carottes de glace, avec trois reconstitutions avec une température estivale dans l’hémisphère Nord à partir de cernes d’arbres remontant à 750 après J.C. A leur surprise, les chercheurs ont constaté que les éruptions extratropicales produisaient un refroidissement de l’hémisphère beaucoup plus important que les éruptions tropicales proportionnellement à la quantité de soufre rejeté.
Pour mieux apprécier ces résultats, les chercheurs ont simulé des éruptions volcaniques à des latitudes moyennes à élevées avec des quantités de soufre et des niveaux d’injection correspondant à l’éruption du Pinatubo. Ils ont constaté que la durée de vie des aérosols résultant de ces éruptions extratropicales n’était que légèrement inférieure à celle des éruptions tropicales. En outre, les aérosols se concentraient essentiellement dans l’hémisphère de l’éruption plutôt que sur l’ensemble du globe, ce qui renforçait l’impact climatique dans l’hémisphère où avait eu lieu l’éruption.
L’étude montre aussi l’importance de la hauteur d’injection du soufre dans la stratosphère sur l’impact des éruptions extratropicales sur le climat. Les injections dans la stratosphère extratropicale la plus basse font naître des aérosols de courte durée, tandis que les injections dont la hauteur stratosphérique est semblable à celle du Pinatubo et des autres grandes éruptions tropicales peuvent entraîner une durée de vie des aérosols plus ou moins semblable à celle des éruptions tropicales.
Les résultats de cette étude permettront aux chercheurs de mieux quantifier l’impact des éruptions volcaniques sur la variabilité climatique du passé. Cela montre également que le climat des prochaines années sera affecté par des éruptions extratropicales.
Source: The Watchers.
Référence: « Disproportionately strong climate forcing from extratropical explosive volcanic eruptions »  – Toohey, M., K. Kruger, H. Schmidt, C. Timmreck, M. Sigl, M. Stoffel, R. Wilson (2019).

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According to an international study published in Nature Geoscience, explosive extratropical volcanic eruptions taking place in mid and high latitudes, have a much stronger influence on climate than was previously thought.

In recent decades, extratropical eruptions like those of Kasatochi (Alaska, 2008) and Sarychev Peak (Russia, 2009) have injected sulphur into the lower stratosphere. The climatic influence of these eruptions has however been weak and short-lived. So far, scientists have largely assumed that extratropical eruptions lead to weaker effects than their tropical counterparts.

However, researchers from several German, Norwegian, British, Ewiss and U.S institutions now contradict this assumption. They affirm that many extratropical volcanic eruptions in the past 1,250 years have caused pronounced surface cooling over the Northern Hemisphere, and in fact, extratropical eruptions are actually more efficient than tropical eruptions in terms of the amount of hemispheric cooling in relation to the amount of emitted sulphur.

Large-scale cooling after volcanic eruptions occurs when volcanoes inject large quantities of sulphur gases into the stratosphere, the layer of the atmosphere which starts at about 10 – 15 km high. Once in the stratosphere, the sulphur gases produce a sulphuric aerosol haze that persists for months or years. The aerosols reflect a portion of incoming solar radiation, which can no longer reach the lower layers of the atmosphere and the Earth’s surface.

Until now, the assumption was that aerosols from volcanic eruptions in the tropics have a longer stratospheric lifetime because they have to migrate to mid or high latitudes before they can be removed. As a result, they would have a greater effect on the climate. On the contrary, aerosols from eruptions at higher latitudes would be removed from the atmosphere more quickly. The recent extratropical eruptions, which had minimal but measurable effects on the climate, fit this picture. However, these eruptions were much weaker than that of Pinatubo, for instance.

To quantify the climate impact of extratropical vs. tropical eruptions, the researchers compared new long-term reconstructions of volcanic stratospheric sulphur injection from ice cores with three reconstructions of Northern Hemisphere summer temperature from tree rings extending back to 750 CE. Surprisingly, the authors found that extratropical explosive eruptions produced much stronger hemispheric cooling in proportion to their estimated sulphur release than tropical eruptions.

To help understand these results, the researchers performed simulations of volcanic eruptions in the mid to high latitudes with sulphur amounts and injection heights equal to that of Pinatubo. They found that the lifetime of the aerosol from these extratropical explosive eruptions was only marginally smaller than for tropical eruptions. Furthermore, the aerosol was mostly contained within the hemisphere of eruption rather than globally, which enhanced the climate impact within the hemisphere of eruption.

The study goes on to show the importance of injection height within the stratosphere on the climate impact of extratropical eruptions. Injections into the lowermost extratropical stratosphere lead to short-lived aerosol, while those with stratospheric heights similar to Pinatubo and the other large tropical eruptions can lead to aerosol lifetimes roughly similar to the tropical eruptions.

The results of this study will help researchers better quantify the degree to which volcanic eruptions have impacted past climate variability. It also suggests that future climate will be affected by explosive extratropical eruptions.

Source : The Watchers.

Reference: « Disproportionately strong climate forcing from extratropical explosive volcanic eruptions » – Toohey, M., K. Kruger, H. Schmidt, C. Timmreck, M. Sigl, M. Stoffel, R. Wilson (2019).

L’éruption du Pinatubo en 1991 et les aérosols qu’elle a générés servent de référence sur l’impact des éruptions volcaniques sur le climat (Crédit photo: Wikipedia)

Mayotte : Missions en cours pour connaître la cause de la sismicité // Missions in progress to know the cause of seismicity

On va peut-être ENFIN connaître la cause de la sismicité qui affecte l’île de Mayotte depuis le mois de mai 2018. Les autorités françaises ont mis du temps à réagir, mais il semblerait qu’elles aient pris conscience de la gravité de la situation et de l’angoisse des habitants.

De récents relevés indiquent que Mayotte est victime d’un phénomène de subsidence. Autrement dit, l’île s’affaisse tout doucement vers l’est, en direction de l’essaim sismique qui sévit depuis mai 2018. Ce n’est pas vraiment un scoop car on sait depuis longtemps que Mayotte glisse naturellement dans l’océan à raison de 0,19 millimètres par an. Au vu de l’analyse de données GPS, il semblerait toutefois que la subsidence connaisse actuellement une accélération et pourrait être en moyenne de l’ordre de 8 centimètres si les dernières mesures sont confirmées. Ainsi, depuis le début de l’essaim sismique, Mtsangamouji se serait enfoncé de 6 cm, Bandrelé de 10 cm et Petite-Terre de 12 cm. Le mouvement de subsidence n’est pas uniforme car la partie orientale de l’île s’enfonce deux fois plus vite que la partie occidentale.

Le phénomène pourrait bien s’expliquer par la vidange d’une chambre magmatique située à une cinquantaine de kilomètres à l’est de Petite-Terre, à une profondeur d’une trentaine de kilomètres. Selon un chercheur du CNRS, « si l’éruption dure un an (ce qui est possible) la subsidence moyenne de l’île de Mayotte pourrait être de l’ordre de 8 cm. Si la nature volcanique du phénomène est confirmée par d’autres données et si le débit est aussi élevé que ce que prédit notre modèle, le volume évacué de la chambre magmatique au bout d’un an pourrait avoisiner trois kilomètres cubes et il faudrait attacher une attention particulière aux déformations du sol en fond de mer dans la zone de la crise. »

Cette hypothèse devrait être vérifiée assez rapidement. Comme je l’indiquais dans une note précédente, plusieurs missions à terre et en mer ont été lancées à la fin du mois de février 2019. Elles étaient coordonnées par le CNRS, avec le soutien du BRGM, de l’IPGP, de l’IGN, de l’Ifremer et du Ministère de la Transition écologique et solidaire. Au cours de ces missions, les scientifiques vont tenter de découvrir les causes de l’activité sismique qui empoisonne la vie des Mahorais depuis plusieurs mois. Six balises ont été immergées et les résultats sont attendus d’ici six mois. L’État a débloqué un budget de 420 000 euros pour financer une opération en trois phases sur les côtes de Mayotte, mais aussi en métropole et sur les Îles Glorieuses.

Source : http://www.ipreunion.com/

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We may AT LAST know the cause of the seismicity that has affected the island of Mayotte since May 2018. The French authorities have been slow to react, but it seems that they have become aware of the seriousness of the situation and the anxiety of the inhabitants.
Recent surveys indicate that Mayotte is suffering from subsidence. In other words, the island is gently sinking towards the east, towards the source of the seismic swarm that has been felt since May 2018. This is not really a scoop because we have known for a long time that Mayotte is sliding naturally in the ocean at a rate of 0.19 millimetres a year. In the light of GPS data analysis, however, it appears that the subsidence is currently accelerating and could average about 8 centimetres if the latest measurements are confirmed. Thus, since the beginning of the seismic swarm, Mtsangamouji has sunk by 6 cm, Bandrele by 10 cm and Petite-Terre by 12 cm. The subsidence is not uniform because the eastern part of the island sinks twice as fast as the western part.
The phenomenon could well be explained by the drainage of a magma chamber located about fifty kilometres east of Petite-Terre, at a depth of about thirty kilometres. According to a CNRS researcher, « if the eruption lasts one year (which is possible) the average subsidence of the island of Mayotte could be of the order of 8 centimetres. If the volcanic nature of the phenomenon is confirmed by other data and if the lava output is as high as predicted by our model, the volume evacuated from the magma chamber after one year could be around three cubic kilometres and special attention should be paid to seabed deformations in the area where the crisis occurred.  »
This hypothesis will probably be verified fairly quickly. As I indicated in a previous note, several missions on land and at sea were launched at the end of February 2019. They were coordinated by CNRS, with the support of BRGM, IPGP, IGN, Ifremer and the Environment Ministry. During these missions, scientists will try to discover the causes of the seismic activity that has plagued the lives of the inhabitants of Mayotte for several months. Six beacons have been submerged and the results are expected within six months. The French government has granted a budget of 420,000 euros to finance a three-phase operation on the coast of Mayotte, but also in mainland France and the Glorious Islands.
Source: http://www.ipreunion.com/

Sismicité à Mayotte et dans toute la région (Source: BRGM)

Le mystérieux volcan du Moyen Age // The mysterious volcano of the Middle Ages

L’excellente chaîne de télévision ARTE a diffusé en soirée le 9 mars 2019 un excellent documentaire intitulé « Le mystérieux volcan du Moyen Age ». Construit sur le mode du thriller, le film de 53 minutes entraîne le téléspectateur au cœur d’une enquête internationale sur un volcan mystérieux, berceau de l’une des plus grandes éruptions de ces dix mille dernières années.

Pendant plus de trente ans, des scientifiques du monde entier ont cherché le coupable. En vain. Ils savaient que l’éruption s’était déroulée vers la fin du Moyen Âge, au 13ème siècle, et pensaient qu’elle avait probablement eu un impact significatif le climat de notre planète.

Au début des années 2010, le géomorphologue volcanique Franck Lavigne (que je salue ici) et le volcanologue Jean-Christophe Komorowski décident de reprendre les recherches. Emaillé de superbes images d’éruptions et de coulées pyroclastiques, de témoignages et d’images de synthèse, le film suit leur enquête. Les deux scientifiques finissent par découvrir le responsable de cette méga éruption. Vous découvrirez son nom en regardant le film qui est disponible en rediffusion du 2 mars au 7 mai 2019 en cliquant sur le lien ci-dessous. Vous pourrez également le revoir sur la chaîne ARTE le vendredi 22 mars à 10h20

https://www.arte.tv/fr/videos/067061-000-A/le-mysterieux-volcan-du-moyen-age/?fbclid=IwAR2D2sd7JyBpTZJZtPe4H1m08_G46ZRavMWkwIIbbSqPCte982CaPD-07qc

J’avais consacré plusieurs notes à cette recherche de la vérité sur ce blog le 16 juin et le 12 août 2012, le 2 octobre 2013 et le 26 février 2017. J’expliquais dans ce dernier article qu’une équipe scientifique internationale avait revu à la baisse l’impact de l’éruption cataclysmale du volcan au Moyen Age. Jalousie scientifique ? Certainement. On sent poindre dans le documentaire ARTE une certaine déception de Clive Oppenheimer qui aurait bien voulu être le découvreur du volcan mystère. Pas de chance, les Français étaient déjà passés par là….

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The excellent TV channel ARTE broadcast in the evening on March 9th, 2019 an excellent documentary entitled « The mysterious volcano of the Middle Ages« . Built in a thriller mode, the 53-minute film takes the viewer to the heart of an international investigation into a mysterious volcano, the cradle of one of the greatest eruptions of the last ten thousand years.
For more than thirty years, scientists around the world have been looking for the culprit. In vain. They knew that the eruption occurred in the late Middle Ages, in the 13th century, and thought that it probably had a significant impact on our planet’s climate.
In early 2010, geomorphologist Franck Lavigne (whom I greet here) and volcanologist Jean-Christophe Komorowski decided to resume the research work. With great images of eruptions and pyroclastic flows, testimonials and computer-generated images, the film follows their investigation. The two scientists eventually discovered the volcano responsible for this mega eruption. You will discover its name by watching the film – which is available in rebroadcast from March 2nd to May 7th, 2019 – by clicking on the link below. You can also watch it on the ARTE channel on Friday, March 22nd at 10:20 am
https://www.arte.tv/fr/videos/067061-000-A/le-mysterieux-volcan-du-moyen-age/?fbclid=IwAR2D2sd7JyBpTZJZtPe4H1m08_G46ZRavMWkwIIbbSqPCte982CaPD-07qc

I had devoted several posts to the search for the truth on this blog on June 16th and August 12th, 2012, October 2nd, 2013 and February 26th, 2017. I explained in this last article that an international scientific team had reviewed the impact of the cataclysmal eruption of the volcano in the Middle Ages. Was it scientific jealousy? Certainly. In the ARTE documentary, one can feel some disappointment with Clive Oppenheimer who would have liked to be the discoverer of the mystery volcano. Hard luck, the French had already been there ….

Vue de la caldeira du Rinjani, avec le lac Segara Anak et le cône actif du Barujari (Capture d’image du documentaire)

El Niño : le retour ! // El Niño is back !

D’après la NOAA, le phénomène El Niño vient de faire officiellement sa réapparition dans le Pacifique tropical. Les prévisionnistes s’attendent à ce qu’il persiste au printemps. Toutefois, en raison de la faiblesse attendue du phénomène, les impacts globaux devraient être limités.

Depuis septembre 2018, les températures de surface de la mer étaient au-dessus du seuil El Niño mais il fallait la preuve du couplage avec l’atmosphère pour que le phénomène soit officiellement reconnu.

Avec +0,6°C, le réchauffement de la surface dans la région Pacifique de Niño3.4 est actuellement juste au-dessus du seuil d’El Niño (+0,5°C). La plupart des modèles climatiques prévoient que l’anomalie de température de surface augmentera légèrement dans un proche avenir et restera au-dessus du seuil d’El Niño jusqu’au printemps.

Il est intéressant de rappeler comment se forme le phénomène El Niño. Les vents soufflant normalement d’est en ouest, cela entraîne une accumulation d’eau chaude dans le Pacifique occidental. Un affaiblissement de ces vents entraîne la couche superficielle vers l’est et potentiellement la propagation d’une onde océanique de Kelvin. Il s’agit d’une vague sous-marine qui afflue vers les côtes américaines. Les coups de vents dans la zone équatoriale exercent une pression sur la surface de la mer, agissant ainsi à la fois sur le niveau de la mer et sur la profondeur de la thermocline (La thermocline est la différence de température entre deux zones d’eau de mer contiguës, l’eau plus chaude se trouvant en surface, l’eau froide en profondeur). Ce déplacement entraîne une poussée de l’onde de Kelvin vers le bas (« downwelling Kelvin wave » en anglais) alors que l’onde se dirige vers l’est. Ainsi, il est plus difficile pour les eaux plus froides et plus profondes d’influencer la surface.

Depuis le début du mois de janvier 2019, une « downwelling Kelvin wave » a accru les anomalies sous la surface de l’océan vers le centre et l’est du Pacifique. Le phénomène sera donc intéressant à suivre au cours des prochaines semaines, car il pourrait fournir des eaux plus chaudes en surface.

Comme indiqué plus haut, les modèles de la NOAA annoncent un épisode El Niño faible. D’autres organismes comme le National Center for Environmental Prediction (NCEP) sont moins optimistes et prévoient une hausse supérieure à 1°C dans la région Niño 3.4.  .

Ce retour d’El Niño n’est pas vraiment une bonne nouvelle. Le phénomène est souvent le signe d’étés plus chauds et de faibles précipitations en Europe. Certains climatologues affirment déjà que 2019 sera l’année la plus chaude de l’histoire. Au vu des températures anormalement douces de ce mois de février en France, il se pourrait bien que de nouveaux records de chaleur soient battus. Sale temps pour les glaciers des Alpes !

Source : NOAA, global-climat.

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According to NOAA, the El Niño phenomenon has officially re-emerged in the tropical Pacific. Climatologists think it will persist in the spring. However, due to the expected weakness of the phenomenon, the overall impacts should be limited.
Since September 2018, sea surface temperatures have been above the El Niño threshold but it was necessary to prove the coupling with the atmosphere for the phenomenon to be officially recognized.
At + 0.6°C, surface warming in the Pacific region of Niño3.4 is currently just above the El Niño threshold (+ 0.5°C). Most climate models predict that the surface temperature anomaly will increase slightly in the near future and remain above the El Niño threshold until spring.
It is interesting to recall how the El Niño phenomenon is formed. Winds are normally blowing from east to west, resulting in hot water accumulation in the western Pacific. A weakening of these winds transfers the surface layer to the east and potentially causes the propagation of an ocean Kelvin wave. This is a submarine wave that is flowing to the American coast. Wind gusts in the equatorial zone exert pressure on the sea surface, thus acting on both the sea level and the depth of the thermocline (The thermocline is the temperature difference between two contiguous sea water zones, with warmer water on the surface and deep cold water). This displacement causes a downwelling Kelvin wave as the wave moves eastward. Thus, it is more difficult for colder and deeper waters to influence the surface.
Since the beginning of January 2019, a downwelling Kelvin wave has increased anomalies below the ocean surface towards the central and eastern Pacific. It will be interesting to observe the phenomenon in the coming weeks as it could provide warmer surface water.
As noted above, the NOAA models predict a weak El Niño episode. Other organizations such as the National Center for Environmental Prediction (NCEP) are less optimistic and expect an increase of more than 1°C in the Niño 3.4 region. .
The return of El Niño is not really good news. The phenomenon is often a sign of warmer summers and low rainfall in Europe. Some climate scientists are already saying that 2019 will be the hottest year ever. In view of abnormally mild temperatures this February in France, new heat records may be beaten. This is not good news for the glaciers in the Alps!
Source: NOAA, global-climat.

Localisation des différentes régions El Niño dans le Pacifique (Source : NOAA)

Prévisions des modèles pour les températures de surface de la mer dans la région Nino3.4. (Source : NCEP, NOAA)