Catégorie : Science

La glace de mer antarctique au plus bas // Antarctic sea ice at its lowest

Dans un article publié le 3 janvier 2019, le National Snow and Ice Data Center (NSIDC), centre national de données sur la neige et la glace, nous informe que le 1er janvier 2019 la glace de mer en Antarctique couvrait une superficie de 5,47 millions de kilomètres carrés, la plus faible étendue enregistrée à ce jour en 40 années de données satellitaires. Cette superficie est inférieure de 30 000 kilomètres carrés au précédent record établi le 1er janvier 2017, et inférieure de 1,88 million de kilomètres carrés à la moyenne de 1981 à 2010. La surface de glace de mer a diminué de 253 000 km2 par jour en décembre, bien plus rapidement que la moyenne de 214 000 km2 pour les mois de décembre de 1981 à 2010. La vitesse de perte de glace en Antarctique pour décembre 2018 est la plus rapide depuis que les données satellitaires existent.
Le 26 décembre 2018, l’étendue de glace de mer en Antarctique est tombée en dessous du niveau le plus bas établi en 2016 pour cette date, et a continué de se situer en dessous de toutes les autres années. Ce changement de comportement de la banquise, qui a débuté au printemps austral de 2016, contredit les affirmations précédentes selon lesquelles la glace de mer antarctique connaissait une expansion lente, bien que très variable. La fonte rapide de la glace en décembre 2018 et début janvier 2019 a mis à l’air libre de vastes zones de l’Océan Austral qui sont généralement recouvertes de glace à cette époque de l’année. Au début du mois de décembre 2018, une importante bande de glace encerclait la majeure partie du continent antarctique, même si des zones d’eaux libres avaient commencé à apparaître le long de la côte près de la Barrière d’Amery et dans la banquise à l’est de la Mer de Weddell. Bien qu’elles fussent couvertes de glace au début du mois de décembre, les concentrations étaient assez faibles dans l’est de la Mer de Weddell, l’est de la Mer de Ross et la région nord (de part et d’autre) de la Barrière d’Amery. La glace a totalement disparu de ces zones depuis cette époque. De nombreuses autres zones à faible concentration de glace demeurent, notamment dans le nord-est de la Mer de Weddell et le nord de la Mer de Ross. On s’attend à ce que la glace disparaisse rapidement dans ces secteurs.
Il reste six à huit semaines avant que se termine la saison de fonte de la glace en Antarctique et il est impossible de dire si de nouveaux records de perte de glace seront battus. Bien qu’il soit trop tôt pour déterminer les causes du déclin rapide de la glace en décembre et des records enregistrés récemment, il est probable que des conditions atmosphériques inhabituelles et la température de surface de la mer anormalement élevée – facteurs qui ont expliqué les records précédents de 2016 et 2017 – soient responsables de cette situation. Malheureusement, la source habituelle de données atmosphériques dont dispose habituellement le NSIDC n’est pas accessible en ce moment en raison du « shutdown » qui paralyse les administrations américaines. .
Source: NSIDC.

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In an article released on January 3rd, 2019, the National Snow and Ice Data Center (NSIDC) informs us that on January 1st; 2019, Antarctic sea ice extent stood at 5.47 million square kilometres, the lowest extent on this date in the 40-year satellite record. This value is 30,000 square kilometres below the previous record low for January 1st, set in 2017, and 1.88 million square kilometres below the 1981 to 2010 average. Sea ice extent declined at a rate of 253,000 square kilometres per day through December, considerably faster than the 1981 to 2010 mean for December of 214,000 square kilometres per day. Indeed, the rate of Antarctic ice extent loss for December 2018 is the fastest in the satellite record.

On December 26th, 2018, Antarctic sea ice extent fell below the low mark for this date, set in 2016, and has continued to track below all other years. This change in behaviour, which began during the austral spring of 2016, contradicts prior characterizations of Antarctic sea ice cover as slowly expanding, yet highly variable.

The rapid ice loss through December 2018 and into early January 2019 has exposed large areas of the Southern Ocean that are typically ice-covered at this time of year. At the beginning of December 2018, a substantial band of ice ringed most of the Antarctic continent, although regions of open water had begun to appear along portions of the coast near the Amery Ice Shelf and within the ice pack to the east of the Weddell Sea. Despite being ice-covered at the beginning of the month, concentrations were quite low in the eastern Weddell, eastern Ross Sea, and the region north (and to either side) of the Amery. These areas have since melted out completely. Many other areas of low concentration ice remain, particularly in the northeastern Weddell Sea and the northern Ross Sea. These areas are expected to melt out soon.

Six to eight weeks remain in the Antarctic melt season. Whether the record low daily extents now being seen will persist and lead to a record seasonal minimum cannot be predicted.

Although it is too soon to isolate what caused the rapid December decline and recent record low extents, it is likely that unusual atmospheric conditions and high sea surface temperatures—important factors in the 2016 and 2017 record lows—are playing a role. Unfortunately, as the usual source of atmospheric data is not accessible due to the US government shutdown.

Source: NSIDC.

Etendue de la glace de mer antarctique le 1er janvier 2019 (Source : NSIDC)

Graphique montrant la perte de glace en Antarctique (Source : NSIDC)

Fonte du permafrost et son effet sur le budget carbone // Permafrost melting and its effect on the carbon budget

Une nouvelle étude publiée dans Nature Geoscience  a évalué l’impact de la fonte du permafrost sur les budgets d’émission de CO2 alors que le monde semble se rapprocher plus vite que prévu du dépassement des objectifs de l’Accord de Paris sur le climat.

Le pergélisol, ou permafrost, occupe une grande partie du Groenland, de l’Alaska, du Canada et de la Russie. Au total, il couvre un cinquième des terres émergées de la planète. Le permafrost contient du carbone qui s’est accumulé dans le sol pendant des dizaines, voire des centaines de milliers d’années. Jusqu’à présent, le sol gelé en permanence avait retenu ce carbone qui représente trois à sept fois la quantité de carbone retenue dans les forêts tropicales. Le problème à l’heure actuelle, c’est que la couche supérieure du pergélisol dégèle périodiquement en été, avec une accélération du phénomène liée à l’augmentation des températures.

La dernière étude montre comment le réchauffement climatique, en favorisant le dégagement de carbone du pergélisol, diminue  la quantité de CO2 que l’humanité peut se permettre d’émettre. Bien que le rapport le plus récent du GIEC ait reconnu que le pergélisol se réchauffait, les modèles climatiques n’ont pas pris en compte ces émissions lors des projections climatiques.

L’intérêt de la nouvelle étude est d’affirmer que le risque sera encore plus important si les objectifs d’émissions sont dépassés, même ponctuellement. L’Accord de Paris reconnaît explicitement une trajectoire de dépassement, culminant d’abord sous les 2°C, et avec des efforts par la suite pour revenir à 1,5°C. Le problème avec cette stratégie, c’est que, pendant la période de dépassement, la hausse des températures provoquera un dégel du pergélisol. Cela entraînera la libération d’un surplus de carbone qui devra être éliminé de l’atmosphère pour que la température mondiale diminue.

Les budgets d’émission sont définis comme la quantité cumulée d’émissions anthropiques de CO2 compatibles avec une cible de changement de température globale, en l’occurrence 1,5 et 2°C. Inclure les émissions du dioxyde de carbone (CO2) et de méthane (CH4) sur les budgets d’émission par dégel du pergélisol change la donne.

Il est difficile pour les scientifiques de déterminer les proportions relatives des émissions de dioxyde de carbone et de méthane qui pourraient résulter du dégel du pergélisol à grande échelle. La contribution spécifique des émissions de CH4 représente 5 à 35% de l’effet total du pergélisol en fonction de la température cible et du parcours pour atteindre l’objectif. Dans les scénarios de dépassement, le CH4 joue un rôle moins important, car la cible est atteinte plus tard et le CH4 est un gaz à effet de serre à durée de vie relativement courte.

Le rythme actuel d’émissions est de 10 GtC par an ou 40 GtC02. Une libération de 150 GtCO2 due au permafrost reviendrait à réduire le budget de 4 années. Le pergélisol dégèle déjà à certains endroits et si le problème se propage, les scientifiques craignent que le réchauffement climatique ne s’emballe, davantage de dégel favorisant encore plus de hausse des températures…

Il y a aussi de grandes incertitudes quand à l’effet à long terme du permafrost, c’est à dire pour les siècles à venir. Au final, le réchauffement de la planète dû au dégel du pergélisol dépendra de la quantité de carbone libérée, de sa rapidité et de sa forme sous forme de CO2 ou de méthane. L’impact pourrait être beaucoup plus important après 2100 en fonction des scénarios d’émissions.

Source : Nature Geoscience.

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A new study published in Nature Geoscience has assessed the impact of permafrost melting on CO2 emission budgets. The world seems to be moving faster than expected to exceed the objectives of the Paris Agreement on Climate Change.
Permafrost covers a large part of Greenland, Alaska, Canada and Russia. In total, it spreads over one-fifth of the earth’s land surface. The permafrost contains carbon that has accumulated in the soil for tens or even hundreds of thousands of years. So far, the permanently frozen ground has avoided the release of this carbon which is three to seven times the amount of carbon retained in tropical forests. The problem at present is that the upper permafrost layer thaws periodically in summer, with an acceleration of the phenomenon related to the increase in temperatures.
The latest study shows how global warming, by promoting the release of carbon from the permafrost, reduces the amount of CO2 that humans can afford to emit. Although the most recent IPCC report acknowledged that permafrost was melting, its climate models did not take these emissions into account in climate projections.
The interest of the new study is to show that the risk will be even greater if the emission targets are exceeded, even punctually. The Paris Agreement explicitly admitted an excess path, culminating first below 2°C and then continuing efforts to return to 1.5°C. The problem with this strategy is that, during the exceedance period, rising temperatures will cause the thawing of permafrost carbon. This will result in the release of a surplus of carbon that will have to be removed from the atmosphere in order to reduce the global temperature.
Emission budgets are defined as the cumulative amount of anthropogenic CO2 emissions that are compatible with an overall temperature change target of 1.5 and 2°C. Including emissions of carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) caused by the thawing of permafrost in emission budgets is a game changer.
It is difficult for scientists to determine the relative proportions of carbon dioxide and methane emissions that could result from large-scale permafrost thaw. The specific contribution of CH4 emissions accounts for 5 to 35% of the total effect of permafrost depending on the target temperature and route to achieve the goal. In exceedance scenarios, CH4 plays a less important role because the target is reached later and CH4 is a relatively short-lived greenhouse gas.
The current rate of emissions is 10 GtC per year, or 40 GtCO2. A release of 150 GtCO2 due to permafrost would reduce the budget by 4 years. Permafrost is already thawing in some places and if the problem is spreading, scientists are worried that global warming will get worse, with more thaw to further increase temperatures …
There is also a great uncertainty about the long-term effect of permafrost, ie for centuries to come. This is because in the end, global warming due to permafrost thaw will depend on the amount of carbon released, its speed and its form in the form of CO2 or methane. The impact could be much larger after 2100 depending on the emissions scenarios.
Source: Nature Geoscience.

Carte montrant l’étendue du permafrost dans l’Arctique

(Source: National Snow and Ice data Center)

 

J’ai attiré l’attention sur les conséquences de la fonte du permafrost dans un chapitre de mon dernier livre « Glaciers en péril » que l’on peut se procurer en me contactant directement par mail: grandpeyc@club-internet.fr

Eruption volcanique sur Io // A volcanic eruption on Io

Les volcans actifs n’existent pas seulement sur Terre. Certains d’entre eux crachent de la lave ou de la glace dans l’espace et peuvent être beaucoup plus volumineux que ceux sur notre planète.
Lors de son 17ème survol de Jupiter, la sonde Juno de la NASA a pu photographier un panache éruptif à la surface de Io, la lune la plus active de la planète d’un point de vue géologique. Le cliché a été réalisé le 21 décembre 2018. Quatre instruments avaient été programmés pour étudier la surface de la lune, en particulier ses régions polaires. Le budget prévoyait une heure de travail et il se trouve qu’une éruption volcanique s’est produite pendant ce laps de temps.

La sonde Galileo de la NASA avait déjà détecté des traces d’activité volcanique sur Io il y a plus de 20 ans (voir photo ci-dessous), et c’est la première fois que Juno fait de semblables observations. Il s’agit d’un événement fortuit mais pas vraiment inattendu. En effet, Io est particulièrement active d’un point de vue volcanique. La surface et les parties internes de la lune sont soumises à l’influence gravitationnelle de Jupiter. Io a plus de 400 volcans actifs et une grande partie de sa surface est recouverte de lave.
La sonde Juno a pris la photo au moment où Io commençait à disparaître dans l’ombre de Jupiter. Bien que la photo soit assez floue, on peut discerner le panache brillant émis par l’éruption à la limite entre le jour et la nuit. Juno se trouvait à environ 300 000 kilomètres d’Io lorsque la photo a été prise.
Quelque 40 minutes plus tard, Io était totalement dans l’ombre de Jupiter. En plus du rayonnement intense de Io, la caméra à bord de Juno a détecté des traces d’activité de plusieurs autres volcans à la surface de Io, signalés par des points chauds sur une autre image (voir ci-dessous).
Grâce à ces données, les scientifiques peuvent étudier la manière dont les autres lunes de Jupiter influent sur l’activité à la surface de Io et comment l’activité volcanique sur Io peut être influencée par Jupiter lors d’une éclipse.
Source: NASA.

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Active volcanoes not only exist on Earth. Some of them spew lava or ice in space and may be much more voluminous.

While performing its 17th flyby of Jupiter, NASA’s Juno spacecraft witnessed a volcanic plume erupting from the surface of Io, the most geologically active moon of the planet. The flyby occurred on December 21st, 2018. Mission controllers had no less than four instruments honed in on Io in an effort to study the moon’s surface, especially its polar regions. An hour was budgeted for the survey, and it just so happened that a volcanic eruption occurred during this time.

NASA’s Galileo probe already captured evidence of volcanic activity on Io over 20 years ago, but this is the first time that Juno has done the same. It was a fortuitous but not unexpected event. Indeed, Io is the most geologically active object in the Solar System, with its surface and interior regions subject to Jupiter’s intense gravitational influence. Io has more than 400 active volcanoes and much of its surface is bathed in lava.

The photo captured by the JunoCam was taken just as Io was beginning to drift into Jupiter’s shadow. Although the snapshot is quite hazy, the bright plume can be discerned along the day-night boundary. Juno was around 300,000 kilometres from Io when the photo was taken.

Some 40 minutes later, Io was totally immersed in Jupiter’s shadow. In addition to detecting Io’s intense radiation signature, the Juno camera caught evidence of activity from several other volcanoes on Io’s surface, corresponding with hot spots on another image.

With this data, scientists can now investigate the possible ways in which Jupiter’s other large moons influence surface activity on Io, and how volcanic activity on Io may be influenced by its host planet during an eclipse.

Source : NASA.

L’éruption du 21 décembre 2018 photographiée par la sonde Juno

Anomalies thermiques à la surface de Io le 21 décembre 2018

 

Eruption photographiée par la sonde Galileo dans les années 1990

(Source: NASA)

Forage en Antarctique // Drilling in Antarctica

Wikipedia définit le Lac Mercer comme «un lac sous-glaciaire de l’Antarctique recouvert d’une couche de glace de 1067 mètres d’épaisseur» sous la Plaine de Whillans, une partie instable de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental. Le lac couvre une superficie d’environ 160 kilomètres carrés. L’eau est active sur le plan hydraulique, avec un temps de substitution de l’eau en provenance de la Mer de Ross de l’ordre de 10 ans. On pense que le Lac Mercer est menacé par l’effondrement de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental sous l’effet du réchauffement de la planète. Des études laissent supposer que le lac Mercer ainsi que d’autres lacs sous-glaciaires sont interconnectés. Ainsi, la vidange de l’un de ces réservoirs entraînerait le remplissage et la vidange des lacs adjacents. Le Lac Mercer a été repéré par imagerie satellite il y a plus de dix ans. C’est l’un des 400 lacs censés se cacher sous la glace de l’Antarctique.
Le Lac Mercer est sur le point de révéler ses secrets car des scientifiques ont réussi à percer la glace pour l’atteindre. C’est la deuxième fois que cette opération est effectuée. Après deux jours de forage avec une foreuse à eau chaude à haute pression, les scientifiques ont traversé la couche de glace et atteint le lac qui est deux fois plus grand que Manhattan.
Un véhicule télécommandé va maintenant être descendu dans le lac pour échantillonner sa température et analyser son eau afin de rechercher la vie microbienne. On espère que les trois caméras du submersible enregistreront des images d’animaux vivant dans l’obscurité sous-glaciaire.
L’eau a été analysée à deux reprises jusqu’à présent. Les tests révèlent qu’elle «montre les même qualités de propreté qu’une eau filtrée». Elle passe à travers des filtres qui retiennent 99,9% des bactéries et des particules. Les scientifiques pensent que l’on trouvera peut-être dans le Lac Mercer des organismes semblables à ceux qui existent dans les profondeurs de la planète Mars ou sur les lunes couvertes de glace de Jupiter et de Saturne.
Source: BBC.

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Wikipedia defines Mercer Lake as “a subglacial lake in Antarctica, covered by a sheet of ice 1,067 metres thick” beneath the Whillans Ice Plain, a fast moving section of the West Antarctic Ice Sheet. It covers an area of about 160 square kilometres. The water is hydraulically active, with water replacement times on the order of a decade from the Ross Sea. The lake is identified as high risk for a collapse of the West Antarctic Ice Sheet caused by global warming. Studies suggest that Mercer Lake as well as other subglacial lakes appear to be linked, with drainage events in one reservoir causing filling and follow-on drainage in adjacent lakes. Mercer Lake was spotted in satellite imagery more than a decade ago. It is believed to be one of 400 lakes hidden beneath Antarctica.

Mercer Lake is about to yield its secrets after scientists drilled through the ice to reach it. It is the second time that this has been done. After two days of drilling using a high-pressure hot water drill, the scientists broke through the ice and found a lake twice the size of Manhattan.

They will lower a robotic vehicle into the lake to sample its temperature and analyse its water in order to look for microbial life. It is hoped the submersible’s three video cameras might capture images of animals that live in the dark water.

The water has been tested twice thus far. The scientists say both tests showed the water was ‘as clean as filtered water can get.’ The drill water is run through filters that catch 99.9% of bacteria and particles. Experts say any life in Mercer lake could raise hopes of finding similar organisms deep inside Mars or on the ice-covered moons of Jupiter and Saturn.

Source: BBC.