Catégorie : Science

Hawaii : L’entrée de lave dans l’océan et son impact sur les écosystèmes // The ocean lava entry and its impact on ecosystems

La lave qui pénètre dans le Pacifique dans District de Puna ne modifie pas seulement le paysage terrestre; elle modifie également le paysage marin en affectant la vie aquatique.

Un professeur du département des Sciences de la Mer de l’Université d’Hawaii à Hilo concentrait jusqu’à présent ses études sur la vie dans les « Tide Pools » (bassins d’eau de mer qui se remplissent avec la marée) près de Vacationland. L’objet de ses recherches était les impacts de l’eau douce sur les écosystèmes côtiers.
Malheureusement, les « Tide Pools » ont été recouverts par la lave au début de l’été et le professeur a dû changer son fusil d’épaule. Il travaille maintenant en relation avec Liquid Robotics, une entreprise située à Kawaihae Harbor, et utilise un nouvel équipement baptisé Wave Glider pour analyser la répartition de l’eau chaude sur le site où la lave pénètre dans l’océan, ainsi que son impact sur l’environnement.
Le Wave Glider est une sorte de robot qui collecte des données tout en flottant à la surface de l’océan. L’appareil a à peu près la taille d’une planche se surf mais est légèrement plus épais pour pouvoir y loger des batteries, un ordinateur pour la navigation et la communication, et des instruments de mesure scientifique
En utilisant cette technologie sans pilote, les scientifiques ont la possibilité d’étudier les effets de la lave qui entre dans l’océan, le panache qu’elle génère, ainsi que et les interactions de la lave et de l’eau de mer directement à la surface de l’océan. Il convient de noter que très peu d’éruptions volcaniques et de coulées de lave ont été analysées en temps réel depuis le large.
Le professeur et son équipe ont examiné trois types de données: température de l’eau, sédiments et pH.
– L’eau bout à l’endroit où la lave pénètre dans l’océan et les chercheurs ont relevé des températures supérieures à 38°C à trois kilomètres de la côte. Certains jours, cette distance peut être grande, d’autres jours plus courte. Ces variations de température dépendent en partie de la quantité de lave qui se déverse dans l’océan. La température de référence de l’eau pendant les relevés était de 26°C. Les scientifiques ont noté que l’eau chaude a tendance à s’éloigner du rivage plutôt de s’étirer le long de la côte. Elle se déplace vers le large et l’eau plus froide se déplace le long du littoral ou remonte des profondeurs pour remplacer l’eau là où la lave entre dans la mer. En procédant de cette façon, cette eau plus fraîche fournit une certaine protection aux écosystèmes autour de la coulée de lave.
– Les chercheurs ont constaté que l’eau était très boueuse. Au fur et à mesure que la lave se déverse, elle se refroidit, se craquelle et est réduite en miettes de plus en plus petites par l’action des vagues. On voit alors apparaître des «bombes volcaniques» – comme celle qui s’est écrasée sur le bateau de touristes -, des roches et de fines particules de limon et d’argile, qui restent en suspension, ce qui donne à l’eau son aspect boueux. Un scientifique a expliqué que l’eau ressemble à « la Baie de Hilo après une grosse pluie. »
– La troisième mesure concerne le pH, autrement dit l’acidité de l’eau. L’eau de mer est légèrement basique à pH 8 et le pH 7,2 est le plus bas à avoir été mesuré. A 7.0, le  pH est neutre. Connaître les niveaux de pH est important car cela permet de savoir dans quelles proportions les écosystèmes côtiers sont affectés par l’éruption.

Ce sont la chaleur et les sédiments dans l’eau qui auront les impacts les plus significatifs sur les écosystèmes côtiers.
C’est la première fois depuis des décennies que ce type de données est collecté. La dernière campagne de mesures a été effectuée à la fin des années 1980 et au début des années 1990 par un groupe de chercheurs de l’Université d’Hawaii à Manoa. Une des grandes différences avec les mesures du passé est que cette fois il y a beaucoup plus de lave qui se déverse dans l’océan.
Un autre avantage est apporté par les avancées technologiques. Avec le Wave Glider, les mesures sont prises toutes les deux minutes, ce qui fournit des données précises qui n’étaient pas disponibles dans les années 1980 et 1990.
L’impact de la lave sur l’eau entraîne également un impact sur la vie marine. Pour les animaux et les organismes, survivre à une coulée de lave dépend de leur degré de mobilité. Par exemple, un corail au fond de l’océan va mourir dès qu’il sera atteint par la lave de l’éruption car il ne peut pas bouger. En revanche, les poissons peuvent s’échapper s’ils réagissent rapidement. Par contre, si les « tide pools » sont envahis par la lave, la vie marine qui s’y trouve à marée basse sera piégée au moment de l’arrivée de la lave. .
La chaleur est le principal danger pour la vie marine, mais il faudra que le niveau de pH repasse à un état quasi normal pour que les organismes marins puissent commencer à repeupler l’endroit. Bien qu’il n’y ait plus de vie dans les récifs envahis par la lave en ce moment, on prévoit d’y étudier son retour une fois que le fond de l’océan se sera stabilisé. Cependant, on n’en est pas encore là. Le processus menant à une vie marine normale le long de la côte peut prendre des décennies…
Source: Hawaii Tribune Herald.

Voici une vidéo expliquant le fonctionnement du Wave Glider :

https://youtu.be/RKMqAwmh5hk

——————————————————

The lava entering the Pacific Ocean in Lower Puna is not only changing the landscape; it is also altering the seascape, impacting the water and sea life within.

A professor in the Marine Science Department at the University of Hawaii at Hilo used to study life in the tide pools near Vacationland before they were lost to the lava earlier this summer. The focus of his research was the impacts of freshwater on coastal ecosystems.

The loss of the tide pools to lava forced him to change the finality of his work. He is now collaborating with Liquid Robotics, a company in Kawaihae Harbor, on the use of their Wave Glider technology to help understand the distribution of the hot water where lava is entering the ocean and its impact on the environment.

The Wave Glider is a sort of robot that is collecting data while floating at the surface of the ocean. The device is roughly the size of a stand-up paddle board, but slightly thicker to hold batteries, a computer for navigation and communication and instruments for science

By using this unmanned technology, scientists have the rare opportunity to study the effects of the lava entering the ocean, the plume it creates, and the interactions of the lava and seawater directly from the surface of the ocean. It should be noted that very few volcanic eruptions and lava flows have ever been monitored in real time from the ocean.

The professor and his team have looked at three different aspects of the data: water temperature, sediment and pH levels.

– Water is boiling right where the lava enters the ocean, and researchers are observing temperatures greater than 38°C three kilometres off the coast. Some days, that distance may be farther, while other days not so far. How much hot water there is seems to fluctuate day by day and is partly related to how much lava is pouring into the ocean. The reference water temperature while they were sampling was 26°C.The scientists noted that hot water tends to flow away from the shoreline instead of spreading out along the coast. It moves off shore, and cool water is either coming in along the shoreline or coming up from the depths to replace the water where the lava pours in. Proceeding this way, it provides some protection for the ecosystems surrounding the lava flow.

– Another observation is that the water is very muddy. As the lava pours in, it cools, cracks and is broken down into smaller and smaller pieces by waves. It produces “lava bombs” like the one that crashed onto the tourist boat, rocks, and fine bits of silt and clay, and the small particles stay suspended. One scientist explained that the water looks like “Hilo Bay after a big rainfall; the water is that muddy.”

– The third measurement is the pH, or acidity, of the water. Ocean water is slightly basic at pH 8, and pH 7.2 is the lowest that has been measured. A 7.0 on the pH scale is neutral. Knowing the pH levels is important as it allows to know to what extent coastal ecosystems can be affected by the eruption. The heat and sediment in the water are going to have big impacts on near-shore ecosystems.

This is the first time in decades this kind of data has been collected. The last such effort was done in the late 1980s or early 1990s by a group at UH-Manoa,. One of the big differences with the past measurements is that this time there is much more lava pouring into the ocean.

A new advantage is brought by the technological advances. With the Wave Glider, measurements are taken every two minutes, providing high resolution data that was not available in the 1980s and 1990s.

Impact to the water also means impact to the marine life there. For animals and organisms, surviving a lava flow depends on how mobile they are. For example, a coral at the bottom of the ocean will die as soon as it is struck the lava from the eruption because it cannot move.

On the other hand, the fish can escape if they react quickly. Some of the tide pools also are “ponded,” so marine life in there at low tide will be trapped when lava arrives. .

 Heat is the biggest concern for marine life, but the pH levels will have to return a fairly normal state before any marine organism can begin to inhabit the place. While there is no life in the affected reefs at the time, there are plans to monitor what returns once the sea floor stabilizes. However, researchers are nowhere near that point yet. The process leading to a normal marine life along the shore may take decades.

Source: Hawaii Tribune Herald.

Here is a video about the Wave Glider :

https://youtu.be/RKMqAwmh5hk

Vue du Wave Glider face à l’éruption (Crédit photo: Liquid Robotics)

Histoire de météotsunamis… // About meteotsunamis…

Jusqu’à présent, je savais ce qu’était un tsunami, mais je n’avais jamais entendu parler de tsunami météorologique ou météosunami. J’ai lu dans la presse internationale aujourd’hui qu’un météosunami s’était formé en Mer Méditerranée près de la côte espagnole au petit matin du 16 juillet 2018 et avait inondé les côtes de Majorque et de Minorque dans les îles Baléares. La vague atteignait 1,5 mètre au moment où elle a frappé ces îles. Elle a inondé des plages, des routes, des bars et des terrasses, emportant chaises et parasols. Heureusement, aucun blessé n’est à déplorer car les plages étaient encore relativement vides au moment de l’événement.
Un météosunami ou tsunami météorologique est une vague d’origine météorologique semblable à un tsunami classique. Les météotsunamis sont générés lorsque des changements rapides de pression barométrique provoquent le déplacement d’une masse d’eau. Une perturbation atmosphérique interagit avec l’océan sur une période de temps limitée (de plusieurs minutes à plusieurs heures). Les tsunamis et les météosunamis sont similaires et il est parfois difficile de les distinguer l’un de l’autre, comme dans le cas où apparaît une vague de tsunami sans qu’il y ait la présence d’un séisme.
On estime que 3% des tsunamis historiques ont des origines météorologiques connues, bien que leur prévalence réelle soit peut-être beaucoup plus élevée car 10% des tsunamis historiques ont des origines inconnues. Les tsunamis du passé sont souvent difficiles à valider ; ils ont pu être à tort interprétés comme des ondes de seiche.

La plupart des supposés tsunamis observés dans les zones à faible risque sismique sont des météo-tsunamis. Exceptionnellement, deux phénomènes peuvent s’additionner, un météotsunami pouvant aggraver les effets d’un  tsunami classique (ou inversement), comme ce fut le cas lors de l’éruption du Krakatoa en 1883, qui a généré des tsunamis volcano-météorologiques également liés à la puissance de l’explosion volcanique.

Les météotsunamis n’ont que des effets locaux car n’ont pas l’énergie suffisante pour provoquer un tsunami au sens où on l’entend habituellement. Cependant, lorsqu’ils sont amplifiés par résonance, ils peuvent devenir dangereux. Le météonunami qui a frappé la baie de Nagasaki le 31 mars 1979 a atteint une hauteur maximale de 5 mètres et trois personnes ont été tuées. La vague de trois mètres qui a frappé la rive du Lac Michigan à Chicago en 1954 a noyé sept personnes.

————————————–

Up to now, I knew what a tsunami was, but I had never heard about meteotsunamis. I could read in the newspapers today that a meteotsunami formed in the Mediterranean Sea near the coast of Spain in the early morning of July 16th, 2018, and flooded the coasts of Mallorca and Menorca in the Balearic Islands. The wave was as high as 1.5 metres when it struck the shores of these islands. It flooded beaches, roads, bars and terraces, sweeping away chairs and parasols. Fortunately, there are no reports of injuries as the beaches were still relatively empty when the event took place.

A meteotsunami or meteorological tsunami is a tsunami-like wave of meteorological origin. Meteotsunamis are generated when rapid changes in barometric pressure cause the displacement of a body of water. A travelling atmospheric disturbance normally interacts with the ocean over a limited period of time (from several minutes to several hours). Tsunamis and meteotsunamis are otherwise similar enough that it can be difficult to distinguish one from the other, as in cases where there is a tsunami wave but there are no seismic records of an earthquake.

Only about 3% of historical tsunami events are known to have meteorological origins, although their true prevalence may be considerably higher than this because 10% of historical tsunamis have unknown origins; Tsunami events in the past are often difficult to validate, and meteotsunamis may have previously been misclassified as seiche waves.

Most of the so-called tsunamis observed in areas of low seismic risk are meteotsunamis.  Exceptionally, two phenomena can add up, a meteotsunami aggravating the effects of a real tsunami in progress (or conversely), as was the case for example during the eruption of Krakatoa in 1883, which generated volcano-meteorological tsunamis, also related to the power of the volcanic explosion.

Meteotsunamis are restricted to local effects because they lack the energy available to significant seismic tsunami. However, when they are amplified by resonance they can be hazardous. A meteotsunami that struck Nagasaki Bay on March 31st, 1979 achieved a maximum wave height of 5 metres andthree people died. A three-metre wave that hit the Chicago waterfront in 1954 swept people off of piers, drowning seven.

Vue des dégâts provoqués par un météotsunami au cours de l’ouragan Ike à Gilchrist (Texas) en 2008. (Crédit photo: Wikipedia)

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.

++++++++++

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.

——————————————————–

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.

++++++++++

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.

——————————————-

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.