Catégorie : Science

L’hydrogène sulfuré (H2S) // Hydrogen sulfide (H2S)

L’hydrogène sulfuré (H2S) est un gaz très répandu en milieu volcanique et facilement reconnaissable avec son odeur d’œuf pourri. Sur le site Internet du Ministère du travail, on apprend qu’il se dégage des matières organiques en décomposition ou lors de l’utilisation du soufre et des sulfures dans l’industrie chimique. Étant plus lourd que l’air, il s’accumule dans les parties basses non ventilées…

Par leur profession, les personnes les plus touchées par l’hydrogène sulfuré sont, entre autres, les égoutiers, puisatiers, vidangeurs, ou encore les salariés des stations d’épuration.

L’hydrogène sulfuré est un gaz toxique qui pénètre par les voies respiratoires. Compte tenu de son caractère insidieux, l’exposition à ce gaz revêt souvent un caractère accidentel qui peut être fatal. Il peut être la cause d’intoxications aiguës accompagnées de troubles respiratoires, irritations oculaires, conjonctivites, vertiges, céphalées, œdème aigu du poumon, et pertes de connaissance. La mort peut être très rapide en cas de fortes inhalations (> 1000 ppm)

En conséquence, le Ministère du travail recommande une information et une formation régulière des salariés sur les risques encourus, en particulier sur les conditions d’exposition accidentelle, et sur les moyens de s’en prémunir. Il est recommandé d’utiliser des détecteurs de gaz fixes ou portatifs qui permettent d’avertir les salariés lorsque les seuils d’alerte sont atteints.

Il y a quelques semaines, j’ai écrit des notes à propos des problèmes occasionnés par les sargasses aux Antilles et en particulier à la Martinique où je me suis rendu en mars et août 2018. J’expliquais que cet afflux d’algues était une conséquence du réchauffement climatique et de la hausse de température des océans. Les conséquences de leur décomposition sur le littoral sont multiples et affectent plusieurs domaines. Les nuisances sont un problème pour les populations résidant sur les littoraux. L’hydrogène sulfuré attaque les peintures des maisons, ainsi que le matériel électronique et électrique. Plus grave, il y a des conséquences sanitaires. Beaucoup de personnes souffrent de vertiges. D’autres affections incluent des troubles respiratoires, des irritations oculaires, ainsi que des céphalées pouvant entraîner des pertes de connaissance.
En dehors de ces risques sanitaires qui touchent les populations locales, les conséquences sur le tourisme ne sont pas à négliger,de même que pour toutes les activités liées au tourisme (restauration en bord de mer, sports en mer, etc..). Par ailleurs, les conséquences sur la flore et la faune marine sont à prendre en compte. Si la masse d’algues est trop importante, elle étouffe toute vie marine car elle empêche le soleil d’entrer, et provoque des déserts marins. Elle pourrait donc affecter durablement la pêche en Martinique qui souffre déjà du problème de la pollution au chlordécone, un insecticide, utilisé pendant plus de vingt ans dans les bananeraies de Martinique et de Guadeloupe et qui a empoisonné pour des siècles les écosystèmes antillais.

Ces derniers jours, une visiteuse de mon blog (âgée de 58 ans et en bonne forme physique) m’a fait part d’un problème de santé qu’elle a eu suite à la fréquentation des bains de boue sur l’île de Vulcano, dans les Eoliennes. Après s’être enduite de boue, elle est allée se rincer dans la mer, comme le font la plupart des touristes. Elle a rejoint deux amies autour des jacuzzi créés par les émissions de gaz (dont le CO2) près du littoral. C’est à ce moment qu’elle a commencé à faire un malaise, avec difficultés respiratoires, yeux  exorbités et perte d’audition. Elle a a pu alerter une amie qui l’a évacuée du lieu. Selon elle, « on imagine vite ce qui me serait arrivé sans son intervention : noyade après évanouissement. »

Comme je lui ai expliqué à cette personne, elle a fait une réaction aiguë à l’hydrogène sulfuré inhalé dans les bains de boue qui possèdent aussi des vertus thérapeutiques, en particulier pour les maladies de peau. Il y a quelques années, j’ai rédigé un mémoire pour le compte de L’Association Volcanologique Européenne où j’expliquais les propriétés de ces boues. Le problème, c’est que les panneaux n’avertissent pas suffisamment des risques d’une exposition trop longue au gaz et des accidents de ce type ont été recensés à plusieurs reprises.

A Vulcano, il faut également se méfier du dioxyde de soufre (SO2) qui est contenu dans les fumerolles du cratère. Un jour, j’ai dû redescendre sur mes épaules une jeune Hollandaise victime d’une violente crise d’asthme.

L’hydrogène sulfuré et le dioxyde de soufre sont des gaz odorants mais en milieu volcanique, il faut aussi se méfier du gaz carbonique (CO2) qui, à Vulcano, s’échappe en faible quantité des jacuzzi en bordure de plage. Comme il y a toujours du vent, il se disperse vite et ne présente pas de danger réel. Ce n’est pas le CO2 qui a pu provoquer une réaction aussi aiguë chez cette personne. Son entourage aurait été incommodé lui aussi.

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Hydrogen sulfide (H2S) is a very common gas in a volcanic environment and easily recognizable with its rotten egg smell. We can read on the website of the French Ministry of Labor, that H2S is coming out of the decomposing organic matter or the use of sulfur and sulphides in the chemical industry. Being heavier than air, it accumulates in unventilated low parts …
By their profession, the people most affected by hydrogen sulphide are, among others, the sewers, diggers, drainers, or employees of sewage treatment plants.
Hydrogen sulphide is a toxic gas that enters through the respiratory tract. Given its insidious nature, exposure to this gas is often accidental and can be fatal. It can be the cause of acute intoxications accompanied by respiratory disorders, eye irritations, conjunctivitis, vertigo, headache, acute pulmonary edema, and unconsciousness. Death can be very fast in case of strong inhalations (> 1000 ppm)
Consequently, the Ministry of Labor recommends regular information and training of employees on the risks involved, in particular on the conditions of accidental exposure, and on the means of guarding them. It is recommended that fixed or portable gas detectors be used to warn employees when alert thresholds are reached.

A few weeks ago, I wrote posts about the problems caused by sargassum in the West Indies and especially Martinique that I visited in March and August 2018. I explained that this influx of seaweed was a as a result of global warming and rising ocean temperatures. The consequences of their decomposition on the coastline are multiple and affect several areas. Nuisance is a problem for people living on the coast. Hydrogen sulphide attacks homes’ paints, as well as electronic and electrical equipment. More serious, there are health consequences. Many people suffer from vertigo. Other conditions include breathing problems, eye irritations, and headaches that can lead to unconsciousness.
Apart from these health risks that affect the local population, the consequences for tourism are not to be neglected, as for all activities related to tourism (catering by the sea, sports at sea, etc. ..). In addition, the consequences on marine flora and fauna must be taken into account. If the mass of algae is too large, it stifles all marine life because it prevents the sun from entering, and causes marine deserts. It could therefore have a lasting effect on fishing in Martinique, which is already suffering from the problem of pollution with Chlordecone, an insecticide used for over twenty years in banana plantations in Martinique and Guadeloupe, which has poisoned Antillean ecosystems for centuries.

In recent days, a visitor to my blog (58 years old and in good physical shape) told me about a health problem she encountered after attending the mud baths on the island of Vulcano , in the Aeolians. After being dirty with the mud, she went to rinse in the sea, as most tourists do. She joined two friends around the jacuzzi created by the gas emissions (including CO2) near the coast. It was at this moment that she began to feel unwell, with difficulty breathing, eyes bulging and hearing loss. She was able to alert a friend who evacuated her from the place. She said: « We can quickly imagine what would have happened to me without this help: drowning after fainting.  »
As I explained to this person, she made an acute reaction to inhaled hydrogen sulphide in the mud baths which also possess therapeutic virtues, especially for skin diseases. A few years ago, I wrote a memoir on behalf of the European Volcanological Association where I explained the properties of these muds. The problem is that the panels do not warn enough of the risks of too long exposure to gas and accidents of this type have been identified several times.
In Vulcano, one must also be wary of sulfur dioxide (SO2) which is contained in the fumaroles of the crater. One day, I had to bring down on my shoulders a young Dutch girl who was suffering from a violent asthma attack.
Hydrogen sulphide and sulfur dioxide are odorous gases but in volcanic environment, one must also be wary of carbon dioxide (CO2) which, in Vulcano, comes out in a small amount of the jacuzzis at the edge of the beach. As there is always wind, it disperses quickly and presents no real danger. It was not CO2 that could cause such an acute reaction in this person. The people around her would have been bothered too.

L’invasion de sargasses à la Martinique

Bains de boue et ‘jacuzzi’ sur l’île de Vulcano

Emissions gazeuses dans le cratère de la Fossa di Vulcano

(Photos: C. Grandpey)

 

GIEC : Dernier rapport alarmant sur le climat // IPCC : An alarming report on climate

Selon la version provisoire d’un rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) dont la version définitive est prévue le 8 octobre 2018, si les émissions de gaz à effet de serre (GES) générées par les activités humaines gardent leur rythme actuel, le réchauffement terrestre moyen dépassera +1,5°C (par rapport au niveau pré-industriel) d’ici environ 2040.

Si toutes ces émissions cessaient immédiatement, il est probable que le monde resterait sous ce seuil critique de 1,5°C. Pour autant, par un effet de latence, les gaz déjà émis continueraient à eux seuls à avoir des conséquences, notamment en terme d’élévation du niveau des mers.

Le rapport explique que les risques du réchauffement climatique se trouvent réduits à +1,5°C, par rapport à +2°C, qu’il s’agisse du nombre d’événements extrêmes, de vagues de chaleur dans le monde entier, de précipitations diluviennes prévues dans la plupart des régions, de feux de forêts, d’invasions ou d’extinctions d’espèces, de productivité des océans, de rendement agricole global, ou encore de perte plus limitée du permafrost. Pour autant, stopper le mercure à 1,5°C d’ici 2100 pourrait ne pas suffire à stopper la déstabilisation des calottes glaciaires de l’Antarctique et du Groenland, avec la forte hausse du niveau des mers prévue dans les siècles à venir.

Stabiliser le réchauffement à 1,5°C exige d’arriver à une neutralité en émissions de CO2 (issues à 80% de la combustion des énergies fossiles) au milieu du siècle. Autrement dit, cela suppose de ne plus émettre dans l’atmosphère plus que ce que nous sommes capables d’en retirer, mais aussi de réduire les autres GES, notamment le méthane.

Le résumé du rapport provisoire du GIEC recommande aussi que le maximum des émissions mondiales de CO2 soit atteint… en 2020. Cela demandera une transition « rapide et vaste », dans les 10 ou 20 ans à venir, en matière de systèmes énergétiques, urbains, industriels…

La plupart des scénarios étudiés par les experts du GIEC pour rester à +1,5°C, incluent des procédures d’absorption du CO2, par les sols et forêts notamment. En l’état actuel des connaissances, le captage et le stockage de CO2 à très grande échelle n’est pas maîtrisé par les industriels. Le plus sûr reste une réduction très rapide des émissions.

En revanche – et c’est heureux ! – le GIEC ne retient pas l’option, très « incertaine », des techniques de manipulation du rayonnement solaire, par exemple via l’envoi d’aérosols dans la stratosphère pour refroidir le climat.

Source : Presse internationale.

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According to the draft report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), the final version of which is scheduled for October 8th, 2018, if the greenhouse gas (GHG) emissions generated by human activities keep their current pace, the average global warming will exceed + 1.5°C (compared to the pre-industrial level) by 2040 or so.
If all these emissions stopped immediately, it is likely that the world would remain below this critical threshold of 1.5°C. However, by a latency effect, the gases already emitted would continue to have consequences, especially in terms of rising sea levels.
The report explains that the risks of global warming would be reduced at + 1.5°C, compared to + 2°C, considering the number of extreme events, heat waves around the world, predicted rainfall in most areas, forest fires, invasions or extinctions of species, ocean productivity, overall agricultural yield, or more limited loss of permafrost. However, stopping temperatures at 1.5°C by 2100 may not be enough to stop the destabilization of the Antarctic and Greenland icecaps, with the surge in sea levels predicted in the coming centuries.
Stabilizing global warming at 1.5°C requires achieving CO2 emissions neutrality (80% of fossil fuel combustion) by mid-century. In other words, it means no longer emitting into the atmosphere more than we are able to extract, but also reducing other GHGs, including methane.
The summary of the IPCC draft report also recommends that the maximum of global CO2 emissions be reached … by 2020. This will require a « rapid and broad » transition, in the next 10 or 20 years, in energy systems, urban, industrial …
Most of the scenarios studied by the IPCC experts to stay at + 1.5°C, include CO2 absorption procedures, especially for soils and forests. In the current state of knowledge, capture and storage of CO2 on a large scale is not controlled by industry. The safest solution is a very fast reduction of emissions.
On the other hand – and it’s a good thing! – the IPCC report does not retain the very « uncertain » option of solar radiation manipulation techniques, for example via the sending of aerosols into the stratosphere to cool the climate.
Source: International Press.

L’Arctique continue de fondre… (Photo: C. Grandpey)

Tsunamis…

Suite au puissant séisme destructeur sur l’île des Célèbes, plusieurs blogonautes m’ont demandé pourquoi l’alerte tsunami avait été levée, alors que la vague a tout de même frappé la côte. Je suis incapable de donner une réponse. Une polémique est en train d’enfler à ce sujet en Indonésie. Je pense qu’il y a eu quelque part un dysfonctionnement, mais je ne sais pas à quel niveau. Des progrès ont été faits, avec l’installation de balises en mer pour suivre la progression des vagues générées par les tsunamis, mais nous sommes toujours au niveau zéro quant à la prévision des séismes. Nous connaissons certaines régions du monde où ils sont susceptibles de se produire (le long de la Ceinture de Feu du pacifique en particulier), mais la prévision s’arrête là.

(Source: Tsunami Warning Center)

En cliquant sur le lien ci-dessous, vous aurez accès au site « notre-planète.info » qui donnent des explications sur les tsunamis, leurs caractéristiques hydrodynamiques, les échelles d’intensité, les causes et les conséquences, ainsi que la prévention.

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Following the powerful destructive earthquake in Sulawesi, several visitors of my blog asked me why the tsunami warning had been raised, although the wave  hit the coast. I am unable to give an answer. A controversy is swelling on this subject in Indonesia. I think there was a malfunction somewhere, but I do not know at what level. Progress has been made with the installation of beacons at sea to track tsunami waves, but we are still at zero level for earthquake prediction. We know the regions of the world where they are likely to occur (along the Pacific Ring of Fire in particular), but prediction does not go any further.
By clicking on the link below, you will have access to the site « notre-planète.info » which gives explanations on tsunamis, their hydrodynamic characteristics, intensity scales, the causes and the consequences, as well as the prevention.

https://www.notre-planete.info/terre/risques_naturels/tsunamis.php

Dans les régions exposées aux tsunamis, comme ici à Valdez, en Alaska, des panneaux indiquent à la population les parcours à suivre pour se mettre à l’abri des vagues. Ce sont en général des zones en hauteur à proximité du littoral.

In tsunami-prone areas, such as here in Valdez, Alaska, signs tell the people what routes to follow to shelter from the waves. These are usually high areas near the coast.

Le GPS, de la navigation à la volcanologie // GPS, from navigation to volcanoes

Dans un article récent, des scientifiques du Yellowstone Volcano Observatory ont écrit une chronique expliquant comment un système peut être utilisé à des fins différentes de celles pour lesquelles il a été conçu à l’origine.
C’est le cas du Global Positioning System (GPS), qui est aujourd’hui l’une des techniques les plus efficaces pour suivre les déformations du sol à Yellowstone et sur les volcans en général.
Le système a été lancé en 1978 lorsque le Département américain de la Défense a mis sur orbite une constellation de satellites NAVSTAR pour fournir des informations de navigation à son personnel qui circulait dans des véhicules terrestres, des avions et des navires. Avec le GPS, ces personnes pouvaient savoir où elles se trouvaient et atteindre leur destination. Le service est rapidement devenu accessible aux civils, et la plupart des gens l’utilisent maintenant pour circuler avec leurs véhicules ou se repérer pendant une randonnée.
Aujourd’hui, à côté du NAVSTAR américain, le GLONASS russe et le Galilée de l’Union européenne sont d’autres systèmes de navigation par satellite (GNSS). La précision de ces systèmes varie en fonction des conditions de visibilité du ciel et d’autres facteurs, mais la marge d’erreur est généralement de 5 à 10 mètres pour la position horizontale et de 10 à 30 mètres pour l’altitude.
Cette marge d’erreur ne suffirait pas en volcanologie pour étudier la déformation d’un volcan sous la pression du magma. Les scientifiques effectuant de telles mesures doivent disposer d’une précision très fine, car la déformation d’un édifice volcanique est généralement une affaire de millimètres.
Le récepteur GPS d’une voiture ou d’un téléphone portable utilise les signaux radio des satellites de navigation comme horloge et règle virtuelles. Il mesure le temps nécessaire aux signaux pour parcourir la distance entre plusieurs satellites et le récepteur. Les signaux circulent à la vitesse de la lumière et les orbites des satellites sont connues. Ces informations, associées au temps de parcours des signaux, permettent au récepteur de calculer sa distance par rapport à chaque satellite à un instant donné. En utilisant les principes de la trigonométrie sphérique, le récepteur est capable de « fixer » sa position avec suffisamment de précision pour que les personnes puissent trouver leur chemin.
Pour atteindre une meilleure précision, les géodésistes ont conçu un récepteur qui traite les signaux des satellites de navigation de manière beaucoup plus précise. Au lieu d’utiliser le temps de parcours du signal pour calculer la distance entre les satellites et le récepteur, un récepteur géodésique compte le nombre de longueurs d’onde complètes et fractionnelles entre lui-même et plusieurs satellites à la fois. Les longueurs d’onde sont connues avec précision et les récepteurs géodésiques peuvent compter exactement le nombre de longueurs d’onde complètes. Au final, le récepteur est capable de déterminer instantanément la distance entre plusieurs satellites au millimètre près. Donc, avec un peu de trigonométrie sphérique, les scientifiques ont à leur disposition un moyen de surveiller la déformation du sol en utilisant un système conçu à l’origine pour la navigation avec des véhicules terrestres!
A Yellowstone, un réseau de stations GPS étudie en permanence l’évolution de la déformation du sol. Avec les informations fournies par un réseau de sismomètres et d’autres instruments de surveillance, les données GPS permettent aux scientifiques de mieux comprendre la structure complexe et les processus actifs des phénomènes qui se déroulent sous leurs pieds.
Source: Yellowstone Volcano Observatory.

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In a recent article, Yellowstone Volcano Observatory scientists have written a chronicle explaining how a system can be used for purposes different from those for which it was originally designed.

This was the case for the Global Positioning System (GPS) which is today one of the most effective techniques used to track ground deformation at Yellowstone and on world volcanoes.

The Global Positioning System had its start in 1978 when the U.S. Department of Defense began launching a constellation of NAVSTAR satellites to provide navigation information to its personnel in land vehicles, planes, and ships. With GPS, they could know where they were and how to get where they were going. The service soon became accessible to civilian users, and now most people use it to navigate in their car or to find their way around their favourite trail system.

Today, in addition to the United States’ NAVSTAR GPS, Russia’s GLONASS and the European Union’s Galileo are operational Global Navigation Satellite Systems (GNSS). The accuracy of such systems varies with sky view and other factors, but generally the margin of error is 5–10 metres for horizontal position and 10–30 metres for elevation.

This margin of error would not have been sufficient in volcanology to study the deformation of a volcano under the pressure of magma beneath the edifice. Scientists doing such measurements need to have a very sharp accuracy as the deformation is usually a matter of millimetres.

The GPS receiver in a car or on a cellphone uses radio signals from navigation satellites as a virtual clock and ruler. It measures the time required for signals to travel from several satellites at a time to the receiver. The signals travel at the speed of light and the satellites’ orbits are known. That information, plus the signals’ travel time, allows the receiver to calculate its distance from each satellite at a given instant. Using principles of spherical trigonometry, the receiver is able to « fix » its position well enough for people to find their way around.

To reach a better accuracy, geodesists designed a geodetic-grade receiver that processes signals from navigation satellites in a much more precise way. Instead of using signal travel times to calculate satellite-to-receiver distances, a geodetic receiver counts the number of full and fractional wavelengths between itself and several satellites at a time. The wavelengths are known precisely, and geodetic receivers can count the number of full wavelengths exactly. In the end, the receiver is able to determine its distance from several satellites instantaneously to within a millimetre or so. So, with a little spherical trigonometry you have a means to monitor ground deformation using a system that was originally designed to track jeeps !

At Yellowstone, a network of GPS stations tracks the changing pattern and pace of ground deformation continuously. Combined with information from a network of seismometers and other monitoring instruments, the GPS results help scientists unravel the complex structure and active processes that otherwise remain hidden underfoot.

Source: Yellowstone Volcano Observatory.

Station GPS au bord du Lac de Yellowstone (Crédit photo: USGS)