Catégorie : Science

De la glace de l’Antarctique à la sécheresse en Europe // From the ice in Antarctica to the drought in Europe

Au fil des mois, les mauvaises nouvelles continuent à arriver sur l’avenir de la planète Terre. Ainsi, le très sérieux National Geographic nous apprend – ou plutôt nous confirme – que la banquise antarctique se fissure à une vitesse jamais égalée

En juillet 2017, la plate-forme glaciaire Larsen C a fini de se fracturer et a libéré l’un des plus grands icebergs de l’histoire. Dénommé A68, l’iceberg s’est complètement désolidariser de Larsen C. Pour les scientifiques, le travail n’a fait que commencer. En effet, la surveillance de l’A68 et des autres icebergs dans la mer de Weddell est crucial pour comprendre les effets du changement climatique sur cette région et le reste du monde.

Le problème, c’est que l’Antarctique entre dans l’hiver avec l’arrivée de la nuit polaire. L’orbite elliptique de la terre étant inclinée, l’Antarctique n’a que deux saisons : l’été et l’hiver. Six mois par an, le continent est donc plongé dans l’obscurité.

Les scientifiques de la NASA ont développé de nouveaux outils pour que leur satellite Landsat 8 puisse continuer de surveiller l’Antarctique quelle que soit la saison. Au lieu de capter la luminosité, le capteur infrarouge thermique (Thermal Infrared Sensor, ou TIRS), est capable de prendre des images mesurant les différences de températures entre l’eau et les différentes couches de glace. Les images infrarouges sont ensuite nuancées en gris ou colorisées pour mettre en avant les différences de température dans la zone surveillée. Quand l’iceberg A68 s’est détaché de la plate-forme Larsen C, les scientifiques n’ont pas été en mesure d’estimer à quel moment précis l’événement s’était produit.

Les températures de l’eau et de la glace changent chaque jour, mais le satellite passe régulièrement au-dessus de la zone, de telle sorte que les moindres changements peuvent être enregistrés. Grâce à cette technologie, les scientifiques de la NASA ont pu observer que depuis leur détachement, l’iceberg A68 et ses voisins se sont déplacés au gré des tempêtes et des courants dans la mer de Weddell. Les images montrent également que de nouvelles fractures sont probablement en train de se former sur la plateforme Larsen C, menaçant sa stabilité.

Source : National Geographic.

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En Europe continentale, ce n’est pas la glace qui est à l’ordre du jour, mais l’ampleur et l’intensité des sécheresses dans les prochaines décennies. Selon une étude récente réalisée par un groupe international de chercheurs, la surface du continent européen concernée par la sécheresse des sols pourrait doubler, dans un scénario de réchauffement global à 3°C par rapport à l’époque préindustrielle. L’intensité et la durée des périodes de sécheresse devraient également s’accentuer. Cela pose la question de l’adaptation des populations et des activités économiques comme l’agriculture face à ce risque grandissant.

Avec le réchauffement du climat, on s’attend à ce que l’évaporation de l’eau contenue dans les sols devienne de plus en plus importante. Bien qu’un épisode isolé de sécheresse ne soit pas forcément imputable au changement climatique, ce dernier va avoir tendance à l’exacerber. Par ailleurs, l’assèchement des sols intensifie le réchauffement de la masse d’air, surtout pendant la période estivale. Cette boucle amplificatrice a pu être mise en évidence durant l’été 2003, par exemple.

Une étude parue le 23 avril 2018 dans la revue Nature Climate Change s’est intéressée à l’évolution de la surface concernée par les sécheresses en Europe ainsi qu’à leur durée dans différents scénarios de changement climatique pour ce siècle. Il en ressort que le réchauffement global induit une intensification et une extension significatives du déficit hydrique sur le continent européen. Cependant, l’impact n’est pas le même selon la saison et la zone du continent considérée. Ainsi, dans le nord de l’Europe, l’humidité des sols augmentera en hiver et au printemps et diminuera en été et en automne. À l’inverse, le sud de l’Europe s’asséchera, peu importe la saison.

L’amplitude des changements dépend fortement du scénario étudié. Avec un réchauffement de 3°C par rapport au préindustriel – ce qui est la tendance actuelle – la surface du continent concernée par la sécheresse doublerait, passant d’une moyenne de 13 % sur la période 1971-2000 à 26 % aujourd’hui. Quant à la durée du déficit hydrique, elle serait multipliée par un facteur 2 à 3. Autrement dit, dès que les conditions météorologiques seront favorables à la mise en place d’une sécheresse, celle-ci s’exprimera plus facilement, sera plus étendue et durera plus longtemps. En conséquence, l’extrême de 2003 pourrait devenir deux fois plus fréquent. La zone méditerranéenne serait particulièrement touchée par cette évolution, la surface concernée passant de 28 % à 49 % dans le scénario le plus pessimiste. Au contraire, les portions atlantique, alpine et scandinave du continent seraient les moins affectées.

Ces projections confirment les résultats d’études antérieures. Elles suggèrent un besoin urgent d’adaptation des populations et des activités économiques qui dépendent de la disponibilité en eau, afin de minimiser les impacts socio-économiques et les tensions politiques qui pourraient en découler. Elles mettent également l’accent sur le besoin de limiter le réchauffement global dans le but de réduire la tendance à l’assèchement des sols et ses effets collatéraux sur la biodiversité.

Source: Science Post.

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Over time, bad news continues to arrive on the future of planet Earth. Keeping up with this tendency, the very serious National Geographic tells us – or rather confirms – that the Antarctic ice sheet is cracking at an unprecendented speed
In July 2017, the Larsen C Ice Shelf ended up fracturing and released one of the largest icebergs in history. Called A68, the iceberg completely disassociated itself from Larsen C. For scientists, the work has only just begun. Indeed, monitoring A68 and other icebergs in the Weddell Sea is crucial to understanding the effects of climate change on this region and the rest of the world.
The problem is that Antarctica is entering winter with the arrival of the polar night. The elliptical orbit of the Earth being inclined, Antarctica has only two seasons: summer and winter. Six months a year, the continent is plunged into darkness.
NASA scientists have developed new tools for their Landsat 8 satellite to keep monitoring Antarctica regardless of the season. Instead of capturing the brightness, the Thermal Infrared Sensor (TIRS) is able to take photos by measuring the temperature differences between the water and the different layers of ice. The infrared images are then shaded in gray or colorized to highlight the temperature differences in the area being monitored. When the A68 iceberg broke off from the Larsen C platform, scientists were not able to estimate exactly when the event occurred.
Water and ice temperatures change every day, but the satellite passes regularly over the area, so that the slightest changes can be recorded. Thanks to this technology, NASA scientists have observed that since their detachment, the A68 iceberg and its neighbours have moved with storms and currents in the Weddell Sea. The images also show that new faults are probably forming on the Larsen C ice-shelf, threatening its stability.
Source: National Geographic.

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In continental Europe, it is not ice that is on the agenda, but the scale and intensity of droughts in the coming decades. According to a recent study by an international group of researchers, the area of ​​the European continent affected by soil drought could double, in a global warming scenario at 3°C compared to pre-industrial times. The intensity and duration of drought periods should also increase. This raises the question of the adaptation of populations and economic activities – such as agriculture – to this growing risk.
With global warming, it is expected that the evaporation of water from the soil will become more and more important. Although an isolated episode of drought is not necessarily caused by climate change, it will have a tendency to exacerbate it. On the other hand, the drying of the soil intensifies the warming of the air, especially during the summer period. This amplifying loop could be seen during the summer of 2003, for example.
A study published on April 23rd, 2018 in the journal Nature Climate Change looked at the evolution of the area affected by droughts in Europe and their duration in different scenarios of climate change for this century. It shows that global warming induces a significant intensification and extension of the water deficit on the European continent. However, the impact is not the same depending on the season and the area of ​​the continent which is considered. In northern Europe, soil moisture will increase in winter and spring and decrease in summer and autumn. Conversely, the south of Europe will dry up, regardless of the season.
The amplitude of the changes depends strongly on the studied scenario. With a pre-industrial warming of 3°C – which is the current trend – the area of ​​the continent affected by drought would double from an average of 13% over the period 1971-2000 to 26% today. As for the duration of the water deficit, it would be multiplied by a factor of 2 to 3. In other words, as soon as the weather conditions are favorable to the setting up of a drought, this one will express itself more easily, will be more extensive and will last longer. As a result, the extreme drought of 2003 could become twice as common. The Mediterranean area would be particularly affected by this evolution ans the concerned area would increase from 28% to 49% in the most pessimistic scenario. On the contrary, the Atlantic, Alpine and Scandinavian portions of the continent would be the least affected.
These projections confirm the results of previous studies. They suggest an urgent need for adaptation of populations and economic activities that depend on water availability, in order to minimize the socio-economic impacts and political tensions that may result. They also emphasize the need to limit global warming in order to reduce the tendency of the soil to dry up and its collateral effects on biodiversity.
Source: Science Post.

Vue de la Péninsule antarctique et de la Barrière de Larsen (Source : Wikipedia)

Hawaii: La lave entre le sommet du Kilauea et l’East Rift Zone // Lava between the Kilauea summit and the East Rift Zone

Voici un schéma très intéressant qui illustre le comportement de la lave au début de l’éruption entre sa source au sommet du Kilauea et son point de sortie une quarantaine de kilomètres plus en aval, dans les Leilani Estates.

La source de l’éruption actuelle n’est autre que le réservoir magmatique peu profond situé sous l’Halema’uma’u. C’est ce même réservoir qui alimentait et provoquait les courants de convection dans l’Overlook Crater.

Très logiquement, à partir du moment où la lave a commencé a quitter sa source le 30 avril 2018, on a observé une phase de contraction à l’intérieur de la caldeira de l’Halema’uma’u d’une part (même si elle n’est pas signalée par des flèches sur le schéma) et dans le secteur du Pu’uo’o (flèches bleues) d’autre part. Le lac de lave qui mijotait dans la partie ouest du cratère s’est vidangé lui aussi, entraînant une rétraction de la zone autour du cratère.

Plus en aval, dans l’East Rift Zone, l’arrivée du magma a exercé des contraintes sur la zone environnante de part et d’autre du rift (flèches noires sur le schéma) en se frayant un chemin. Cette accrétion s’est terminée vers le 18 mai. En effet, la lave a commencé à sortir des fractures le 3 mai, ce qui a réduit la pression à laquelle était soumis le terrain environnant.

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Here is a very interesting diagram that illustrates the behaviour of the lava at the beginning of the eruption between its source at the summit of Kilauea and its exit point about forty kilometres further downslope in the Leilani Estates.
The source of the current eruption is the shallow magmatic reservoir beneath Halema’uma’u. It is this same magma chamber that fed and caused convection currents in the Overlook Crater.
Logically, from the moment lava started to leave its source on April 30th, 2018, a contraction phase was observed inside the Halema’uma’u caldera on the one hand (although it is not indicated by arrows on the diagram) and in the area of Pu’uo’o (blue arrows) on the other hand. The lava lake that was simmering in the western crater also drained, causing the area around the crater to retract.
Further downslope, in the East Rift Zone, the arrival of magma exerted stress on the surrounding area on both sides of the rift (black arrows on the diagram) as it was forcing its way. This accretion ended around May 18th. In fact, lava started breaking out on May 3rd, which reduced the pressure on the surrounding terrain.

« Scanner l’Etna, tomographie de résistivité électrique »

En cliquant sur le lien ci-dessous, vous pourrez voir une vidéo fort intéressante intitulée Scanner l’Etna, tomographie de résistivité électrique. Le film décrit en intégralité un travail réalisé sur le volcan sicilien. Il a mobilisé une vingtaine de scientifiques pendant trois semaines sur le terrain. Le déploiement de câbles sur plusieurs kilomètres a permis de réaliser une imagerie à grande profondeur des structures internes du volcan révélant les zones hydrothermales, les réseaux de failles et autres particularités géo-structurales de l’édifice volcanique.

https://www.youtube.com/watch?v=TMz7WErXJ3c&feature=youtu.be

Avec mes amitiés à Anthony Finizola.

Vue du sommet de l’Etna (Crédit photo: INGV)

L’activité volcanique responsable de la fonte des glaciers en Antarctique ? // Is volcanic activity responsible for glacier melting in Antarctica ?

Comme de nombreux glaciers en Antarctique, le glacier de l’Ile du Pin – Pine Island Glacier en anglais – est en train de fondre, mais encore plus vite que ses homologues dans le monde. Selon une nouvelle étude financée par la National Science Foundation et publiée dans la revue Nature Communications, le changement climatique ne serait pas seul responsable de cette fonte. Les scientifiques ont trouvé des preuves que l’activité volcanique sous-marine contribuerait à l’amincissement du glacier. L’idée n’est pas vraiment nouvelle. Des recherches antérieures ont identifié un réseau de rifts volcaniques sous l’Antarctique de l’Ouest qui pourraient contribuer à l’instabilité de la calotte glaciaire dans la région. Une étude de l’Université du Texas de 2014 a conclu que «de vastes zones à la base du glacier Thwaites fondent rapidement en relation avec un flux géothermal provoqué par la migration du magma associée au rift et au volcanisme».
Dans la nouvelle étude, un groupe de scientifiques de l’Université de Rhode Island a découvert la présence d’une source de chaleur sous-marine en traçant la signature chimique de l’hélium. Les chercheurs sont persuadés que cette source de chaleur provient d’une activité volcanique sous-marine
On ne sait pas exactement jusqu’à quel point la source de chaleur pourrait ronger le glacier et dans quelle mesure cela accélèrerait sa disparition, mais les scientifiques sont certains que le glacier est en train de fondre par en dessous. Cette fonte pourrait contribuer considérablement à la hausse du niveau global de la mer, et pas seulement parce que la glace s’évacue dans l’océan. En effet, les glaciers de cette partie de l’Antarctique sont interconnectés de sorte que si l’un d’entre eux venait à fondre, cela accélérerait la vitesse d’écoulement des autres. Le glacier de l’Ile du Pin est important par son rôle de «blocage» des autres glaciers qui terminent leur course dans la mer ; sans lui, nous pourrions assister à une élévation encore plus rapide du niveau des océans. Le glacier de l’Ile du Pin est particulièrement important car il stabilise le glacier Thwaites, une immense rivière de glace dont la disparition semble irréversible. L’inlandsis antarctique occidental inquiète fortement le monde scientifique car il a déjà perdu 175 milliards de tonnes de glace depuis 2012.
Les auteurs de la dernière étude ont déterminé que l’activité volcanique sous-marine était à l’origine de la fonte de la glace grâce à la présence d’hélium-3 dans l’eau et aussi à cause des déformations inégales du glacier. Des couches de cendres découvertes dans des échantillons de carottes de glace et des signes d’activité sismique ont également permis de brosser un tableau des éruptions volcaniques dissimulées par la glace. Cependant, il est aujourd’hui quasiment impossible, par manque de moyens matériels et financiers, d’avoir la preuve de l’existence physique d’un volcan sous-glaciaire en Antarctique.
Certains scientifiques pensent qu’il est inexact d’attribuer l’essentiel du recul du glacier de l’Ile du Pin à l’activité volcanique. Ils pensent que c’est avant tout le réchauffement climatique qui déstabilisera de plus en plus les calottes glaciaires antarctiques et fera monter le niveau de la mer. Un chercheur a déclaré: «Le changement climatique est la cause majeure de la fonte glaciaire que nous observons. La source de chaleur nouvellement découverte a un effet encore indéterminé parce que nous ne savons pas comment elle est répartie sous la calotte glaciaire. »
Source: Presse scientifique internationale.

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Like many Antarctic glaciers, the Pine Island Glacier is melting. But Pine Island is melting faster than any other glacier in the world. Surprisingly, it’s not climate change alone that is causing the thaw. New research by the National Science Foundation and published in the journal Nature Communications has found evidence that volcanic activity beneath the glacier is a likely culprit. The idea is not really new Previous research has identified a network of volcanic rifts beneath Western Antarctica that could be contributing to the ice sheet’s instability. A 2014 University of Texas study concluded that “large areas at the base of Thwaites Glacier are actively melting in response to geothermal flux consistent with rift-associated magma migration and volcanism.”

This time, group of scientists at the University of Rhode Island discovered an underwater heat source by tracing the chemical signature of helium underwater. That heat source is almost certainly in the form of underwater volcanic activity

It is unclear exactly how badly the heat source could be damaging the glacier, and how much it will speed up the glacier’s demise, but scientists are sure that the glacier is being melted from below. This thawing could raise the global sea level considerably, and not only because the ice itself is melting into the ocean. Indeed, the glaciers in that part of Antarctica are interconnected so that if one of them melts away, this will accelerate the speed of the other glaciers. The Pine Island Glacier is important for “plugging” other ice from flowing into the sea too quickly, and without it, we may see an even faster sea level rise. The Pine Island Glacier is particularly important for stabilizing the Thwaites Glacier, an enormous piece of ice that scientists fear it may already be too late to save. The West Antarctic Ice Sheet is in dire straits, having already lost 175 billion tons of ice since 2012.

The researchers determined that underwater volcanic activity was causing the melts because of the quantity of helium-3 found in the water, and also because of the uneven deformations of the glacier. Layers of ash found in ice core samples and rumblings from earthquakes also helped paint a picture of hidden volcanic eruptions. However, physically finding a volcano, or a geological feature of volcanic activity, hiding so deeply under ice and water would be exceptionally difficult and expensive.

Other scientists caution against attributing most of Pine Island’s retreat to volcanic activity. Scientists have warned that global warming will increasingly destabilize Antarctic ice sheets and raise sea levels. Said one researcher: “Climate change is causing the bulk of glacial melt that we observe, and this newly discovered source of heat is having an as-yet undetermined effect, because we do not know how this heat is distributed beneath the ice sheet.”

Source: International scientific press.

Carte montrant les principaux glaciers (Source: AntarcticGlaciers.org)