Catégorie : Science

La chaleur interne de la Terre accélère le glissement de la calotte glaciaire du Groenland // Heat from Earth’s interior accelerates the sliding of ice sheets in Greenland

Jusqu’à présent, l’amincissement de la calotte glaciaire du Groenland était attribué à la seule hausse des températures qui accompagne le réchauffement climatique actuel sur notre planète. De nouvelles recherches laissent supposer que la dissipation de la chaleur interne de la Terre est également responsable de l’accélération du glissement de la calotte glaciaire du Groenland vers la mer. La dernière étude, publiée dans la revue Scientific Reports, est la première à établir un lien entre cette perte de glace et la chaleur en provenance de l’intérieur de la Terre.
La recherche est le fruit d’un travail de dix ans sur le fjord Young Sund au Groenland. Pendant ces dix années, des scientifiques du Centre de Recherche Arctique, de l’Université d’Aarhus et de l’Institut des Ressources Naturelles du Groenland ont mesuré les températures et les niveaux de salinité dans le fjord. Leur étude a montré que l’eau du fjord, entre 200 et 330 mètres de profondeur, s’est graduellement réchauffée au cours de la dernière décennie.
Une analyse plus poussée a montré qu’une quantité importante de chaleur émanait de l’intérieur de la Terre et réchauffait lentement l’eau du fjord. Les scientifiques estiment à environ 100 milliwatts (mW) par mètre carré l’énergie transférée de l’intérieur de la Terre vers le fjord.
Les résultats montrent que des quantités similaires de chaleur ont atteint la base des glaciers de la région. Ce nouveau mécanisme de réchauffement crée une lubrification qui accélère la progression des glaciers vers la mer.
Selon les chercheurs, c’est l’action combinée de la température plus élevée de l’air et de la mer, les précipitations venues du ciel, la dynamique locale de la calotte glaciaire et la perte de chaleur de l’intérieur de la Terre qui entraîne la perte de masse de la calotte glaciaire du Groenland. Ils sont persuadés que la chaleur de l’intérieur de la Terre affecte le mouvement de la glace, et ils pensent qu’une infiltration de chaleur identique se produit en dessous d’une grande partie de la calotte glaciaire dans la partie nord-est du Groenland.
Il est difficile de mesurer le flux de chaleur sous les glaciers, mais les scientifiques espèrent que leurs dernières découvertes permettront une modélisation plus précise du mécanisme de réchauffement. Avec des mesures plus précises du flux de chaleur, les scientifiques pourront prédire avec plus de précision le devenir des calottes glaciaires du Groenland.
Vous trouverez plus de détails sur l’étude en cliquant sur ce lien:

https://www.nature.com/articles/s41598-018-19244-x

Source: Nature.com.

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Up to now, the thinning of Greenland’s icecap was attributed to rising temperatures that accompany the current global warming n Earth. New research suggests the dissipation of heat from Earth’s interior is also responsible for the acceleration of the seaward slide of Greenland’s ice sheets. The latest research, published in the journal Scientific Reports, is the first to link the ice loss with escaped heat from Earth’s interior.

The research was made possible by a decade-long survey of Greenland’s Young Sund fjord. For ten years, scientists with the Arctic Research Centre, Aarhus University and the Greenland Institute of Natural Resources measured temperatures and salinity levels in the fjord. Their survey showed deep-lying water in the fjord, between 200 and 330 metres deep, has gradually warmed over the last decade.

Further analysis showed a significant amount of heat is emanating from Earth’s interior, slowly warming the fjord’s water. Scientists estimated 100 milliwatts (mW) per square metre of energy was transferred from the Earth’s interior to the fjord.

The findings suggest similar amounts of heat were transferred to the bottoms of surrounding glaciers. This newly detailed warming mechanism creates lubrication, accelerating glacial descent.

According to the researchers, it is the combination of higher temperatures in the air and the sea, precipitation from above, local dynamics of the ice sheet and heat loss from the Earth’s interior that determines the mass loss from the Greenland ice sheet. They are persuaded that the heat from the Earth’s interior affects the movement of the ice, and they expect that a similar heat seepage takes place below a major part of the ice cap in the north-eastern corner of Greenland.

Measuring heat flux beneath glaciers is difficult, but scientists hope their latest findings will lead to more accurate modeling of the warming mechanism. With more accurate measurements of heat flux, scientists can more accurately predict the fate of Greenland’s ice sheets.

More details about the study can be found at this address: https://www.nature.com/articles/s41598-018-19244-x

Source : Nature.com.

Young Sund Fjord (Source : Arctic Science Partnership)

La fonte des glaciers fait le bonheur des archéologues // Archaeologists enjoy glacier melting

Les archéologues profitent de la fonte des glaciers en Norvège sous l’effet du réchauffement climatique pour récupérer des milliers d’objets révélateurs des modes de vie pendant un âge de glace.
Un article publié dans la revue Royal Society Open Science nous apprend qu’une équipe de scientifiques norvégiens et britanniques travaillant sur les glaciers des montagnes de l’Oppland en Norvège, a découvert plus de 2 000 objets, dont des armes de l’âge du fer et de l’âge de bronze, des ossements de chevaux, et même des skis préhistoriques. Beaucoup sont fabriqués à partir de matériaux organiques comme le bois ou la peau d’animal que les archéologues ont rarement eu l’occasion d’étudier ailleurs dans le monde; en effet, dans d’autres environnements plus chauds, ils se seraient décomposés.
Le Carbone 14 a permis de dater certains objets, comme 200 flèches, à 4000 ans avant notre ère. Les communautés de chasseurs-cueilleurs de la région vivaient de la chasse au renne et étaient de bons agriculteurs, même à plus de 2 400 mètres d’altitude.
Selon l’étude, les skis diffèrent considérablement de ceux d’aujourd’hui. Ils sont plus larges et ont probablement été partiellement couverts de fourrure à un moment donné. Les chercheurs ont également trouvé une tunique de l’âge du fer, une chaussure de l’âge de bronze et les restes de traîneaux.
Selon les archéologues, il faut considérer ces découvertes dans une perspective large plutôt qu’individuellement. Cette perspective plus large inclut une découverte surprenante à propos d’une période de refroidissement dans l’hémisphère nord entre les années 536 et 660. Au cours de cette période, la planète s’est refroidie, les récoltes ont été très mauvaises et la population a décliné. Cependant, ce profond changement climatique a entraîné une hausse surprenante de l’activité humaine,  confirmée par le nombre d’objets récupérés par les archéologues. La difficulté à cultiver les champs a forcé les habitants à intensifier tous leurs autres moyens de subsistance. Cette situation révèle une adaptation précoce et remarquable au changement climatique.
Source: Newsweek.

En lisant l’étude des archéologues norvégiens, j’ai repensé à Ötzi – L’homme des glaces – dont le corps momifié fut découvert en septembre 1991 par des randonneurs allemands sur le glacier Schnatsal, à la frontière entre l’Autriche et l’Italie. L’homme vivait il y a quelque 5300 ans. La momie fut l’objet de nombreuses études afin de déterminer la cause de sa mort..

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Glacial archaeologists are racing melting ice in Norway to rescue thousands of ancient artifacts exposed by climate change, revealing something surprising about an ice age.

In a paper published in the journal Royal Society Open Science, we learn that a team of scientists from Norway and the United Kingdom working in the mountains of Oppland, Norway, have discovered more than 2,000 artifacts, including Iron Age and Bronze Age weapons, remains of pack horses and even prehistoric skis. Many are made from organic materials (like wood or animal hide) that archaeologists rarely have a chance to study; in other environments, they would have decomposed.

Radiocarbon dating during the course of the research placed some of the objects, like the nearly 200 arrows, as far back as 4000 B.C. Ancient hunter-gatherer communities in the region lived off reindeer and became proficient farmers, even at an elevation of more than 2,400 metres.

According to the study, the skis differ from the modern-day version considerably. They are broader and might have at one point been partly covered in fur. The researchers also found an Iron Age tunic, a Bronze Age shoe and the remains of sleds.

According to the researchers, the discoveries should be considered in a wide perspective rather than individually. That larger perspective includes a counterintuitive discovery by the researchers about a period known as the Late Antique Little Ice Age, which lasted from around 536 AD to 660 AD. During that period, the planet grew colder, harvests failed and populations fell. However, that profound environmental change led to a surprising spike in output. The sheer volume of artifacts the archaeologists recovered from that period suggests that human human activity and production actually increased. Their compromised ability to grow crops forced the inhabitants to intensify all their other means of livelihood. It reveals an early and remarkable display of climate adaption.

Source: Newsweek.

While reading the article about the Norwegian archaeologists, I thought about the Iceman, or Oetzi, the well-preserved natural mummy of a man who lived about 5,300 years ago. The mummy was found in September 1991 by two German hikers in the Schnalstal glacier, on the border between Austria and Italy. Studies have been made to try and determine the cause of his death.

Reconstitution de la momie d’Ötzi.  Elle est conservée dans une chambre froide du Musée Archéologique du Haut-Adige à Bolzano (Italie).

Le point rouge indique le lieu de découverte de la momie (Source: Wikipedia)

 

Une histoire de bouées // A story of buoys

Aujourd’hui, les scientifiques sont capables de suivre le déplacement des vagues de tsunamis à l’aide d’un réseau de bouées installées à la surface de l’océan. On a pu constater leur efficacité lors du séisme de M 7,9 enregistré le 23 janvier 2018 dans le Golfe d’Alaska. Malgré tout, il arrive que ces bouées connaissent certains problèmes, sans pour autant perturber le fonctionnement de l’ensemble du réseau.

Ainsi, un couple de l’Oregon a découvert une de ces bouées sur la côte, le matin de l’alerte tsunami déclenchée suite au séisme dans le Golfe d’Alaska. Selon le National Weather Service, il se peut qu’elle se soit  détachée de son ancrage à environ 400 km à l’ouest d’Astoria le 4 octobre 2017. Elle a dérivé pendant des mois, poussé par les vents, les courants et les vagues. La NOAA a déclaré que la bouée était l’une des 32 stations de signalement de tsunamis (DART) installées en haute mer autour de la Ceinture de Feu dans l’Océan Pacifique.
Les systèmes DART se composent d’un enregistreur de pression ancré sur le plancher océanique et d’une bouée en surface pour les communications en temps réel. Un lien acoustique transmet les données de l’enregistreur de pression sur le fond marin à bouée à la surface de l’océan. En cas de tsunami, l’enregistreur reconnaît un changement de fréquence et de pression. Il envoie un signal à la bouée qui envoie à son tour par satellite une alerte au Tsunami Warning Center à Hawaii. Les bouées sont attachées à au moins une ancre par une corde en nylon. Elles sont entretenus tous les quatre ans ou plus tôt, selon le lieu où elles se trouvent. On ne sait pas comment la bouée découverte par le couple s’est détachée de son ancrage.

Alors qu’une bouée s’échouait sur la côte de l’Oregon, une autre dans le Golfe d’Alaska ne faisait pas son travail correctement et communiquait de fausses informations. La bouée de la station 46410, un collecteur de données en haute mer, annonçait un tsunami qui n’existait pas ! Les personnes qui se sont connectées au site du National Data Buoy Center ont pu voir pendant quelques minutes que la bouée indiquait un pic de couleur rouge et annonçait un déplacement d’eau de 10 mètres !
Comme je l’ai écrit plus haut, les bouées sont censées indiquer le déplacement vertical d’une colonne d’eau, mais pas nécessairement la hauteur des vagues. Voici ce qui s’est passé, selon un scientifique :
« La station en question se trouve à environ 50 km de l’épicentre. Le pic soudain montré par le déplacement de l’eau juste après le séisme reflète probablement l’énergie sismique qui s’est libérée très brutalement, mais pas le déplacement d’une vague. Les séismes génèrent des ondes de Rayleigh (voir ci-dessous), c’est-à-dire des mouvements qui sont intenses à proximité de la source et diminuent sur la distance. » Le scientifique est à peu près certain que c’est ce phénomène que l’enregistreur a capté.

Il faut remarquer que ces bouées sont utiles pour indiquer le déplacement des vagues de tsunami quand l’épicentre du séisme se situe loin des côtes, comme ce fut le cas le 23 janvier dernier. Si, par malheur, l’épicentre se trouve à quelques dizaines de kilomètres seulement, il sera très difficile d’alerter les populations côtières et elles n’auront guère le temps de se réfugier sur les hauteurs.

Source: Presse américaine.

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Today, scientists are able to track the movement of tsunami waves using a network of buoys installed on the surface of the ocean. Their effectiveness was remarkable during the M 7.9 earthquake of January 23, 2018 in the Gulf of Alaska. Nevertheless, sometimes these buoys have some problems, without disrupting the operation of the entire network.

An Oregon couple found a tsunami buoy on the coast, ironically on the morning of the tsunami watch triggered by the M 7.9 earthquake in the Gulf of Alaska on January 23rd 2018. .

According to the National Weather Service, it could be a buoy that broke from its mooring approximately 400 km west of Astoria on October 4th. It drifted for months, pushed by wind, currents and waves. NOAA said the buoy was one of 32 Deep-ocean Assessment & Reporting of Tsunamis (DART) stations positioned around the Ring of Fire in the Pacific Ocean.

DART systems consist of an anchored seafloor bottom pressure recorder (BPR) and a companion moored surface buoy for real-time communications. An acoustic link transmits data from the pressure recorder on the seafloor to the surface buoy. In the event of a tsunami, the recorder recognizes a change in frequency and pressure. It sends a signal to the buoy, which sends an alert to the Tsunami Warning Center via satellite. The buoys are tethered to at least one anchor by a nylon rope. They receive maintenance every four years or sooner, depending on the location. It’s not clear how the buoy broke free.

While a buoy landed on the coast in Oregon, another one in the Gulf of Alaska failed to do its job properly and communicated wrong information. The buoy at station 46410, a deep-ocean data collector, predicted a tsunami that was not. Anybody logging onto the National Data Buoy Center site for a short interval could see that the buoy showed a red spike and a 10-metre water displacement.

As I put it above, the buoys measure how the entire water column moves up and down, not necessarily wave height. Here is what happened, according to a tsunami scientist:

“That station is about 50 km from the epicenter. The sudden spike in water displacement so soon after the quake probably reflected the burst of seismic energy released, not a wave. Earthquakes generate Rayleigh waves (see below), i.e.undulating motions intense near the source and diminishing over distance.” The scientist is pretty sure that was what the recorder picked up.

It should be noted that these buoys are useful to indicate the displacement of tsunami waves when the epicentre of the earthquake is located far from the coast, as was the case on January 23rd. If, unfortunately, the epicentre is only a few dozen kilometres away, it will be very difficult to warn the coastal population and they will have little time to take refuge on high points.

Source: U.S. newspapers.

Bouée de détection de tsunamis (Crédit photo: NOAA)

Propagation des ondes de Raleigh (Source: NOAA)

Les ondes sonores des volcans sous-marins // Sound waves from submarine volcanoes

C’est bien connu: il y a beaucoup plus de volcans actifs au fond des océans que sur la terre ferme. Dissimulés dans les profondeurs des océans, leurs éruptions peuvent être extrêmement violentes et très difficiles à détecter. Cependant, de nouveaux enregistreurs permettront peut-être aux scientifiques de cartographier ces événements  beaucoup plus rapidement.
À l’aide d’hydrophones nouvelle génération, des scientifiques de l’Observatoire des Volcans d’Alaska (AVO) et de l’US Geological Survey (USGS) ont enregistré les éruptions de deux volcans. Lors de la présentation des résultats de leurs recherches à la 174ème réunion de l’Acoustical Society of America à la Nouvelle-Orléans, l’équipe de chercheurs a montré à quel point les éruptions de ces deux volcans sont radicalement différentes. En effet, certaines explosions durent des heures tandis que d’autres transpercent la mer comme des coups de canon. Au-dessus de la surface, les éruptions sous-marines peuvent passer inaperçues. Sous l’eau, cependant, elles peuvent envoyer des ondes de choc incroyablement puissantes sur des kilomètres.
Sur Terre, l’activité volcanique est habituellement contrôlée en utilisant des sismographes. Les scientifiques peuvent ainsi connaître et enregistrer l’intensité et la profondeur de l’activité volcanique en utilisant ces données. En revanche, les ondes sonores se déplacent différemment dans de vastes étendues d’eau comme les océans, si bien que la sismologie classique peut ne pas être en mesure d’enregistrer les éruptions sous-marines.
En utilisant des hydrophones de haute technologie, l’équipe scientifique a enregistré des sons très différents émis par l’éruption de l’Ayhi en 2014 dans les îles Mariannes du Nord et par les éruptions du Bogoslof en 2015 et 2016 dans les Aléoutiennes (Alaska).
Les éruptions de l’Ahyi et du Bogoslof étaient différentes. C’est peut-être dû à la composition de leur magma, à la quantité de gaz émis et la pressurisation du système. L’Ahyi est également complètement sous l’eau, avec son sommet à environ 75 mètres de profondeur, tandis que le sommet du Bogoslof émerge à la surface de l’océan.
L’Ahyi a connu des milliers de brèves explosions sur une période de deux semaines. Cela a donné lieu à des sons semblables à des coups de canon. En revanche, les éruptions du Bogoslof ont été plus soutenues et ont parfois duré des minutes ou des heures. Des séismes et des épisodes de tremor ont accompagné ces éruptions, avec des panaches de cendre qui perçaient la surface de l’océan.
Les puissantes ondes sonores peuvent se déplacer sur des milliers de kilomètres à travers les océans. Les scientifiques ont capté certains signaux de l’Ahyi sur des hydrophones au large des côtes du Chili, à plus de 15 000 kilomètres à travers le Pacifique. Cependant, de nombreux sons volcaniques n’atteignent pas ce niveau car ils sont trop faibles ou peuvent être bloqués par la topographie, des îles par exemple. Tout comme les bruits au-dessus de la mer, des objets comme les murs peuvent rendre plus difficile la perception d’un son.
Les scientifiques peuvent utiliser des instruments sismiques et audio pour dessiner une meilleure image des éruptions volcaniques sous-marines. Selon un communiqué de presse, les signaux émis par une éruption volcanique sous-marine peuvent même être détectés par des dispositifs de surveillance des chants des baleines.
Source: Adapté d’un article publié dans Newsweek.

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It is a well-known fact: There are far more active volcanoes at the bottom of the oceans than on land. Buried in the depths of the oceans, their violent eruptions can be extremely powerful and very difficult to detect. However, new recordings may help scientists map these incredible events much more quickly.

Using hydrophones, scientists from the Alaska Volcano Observatory (AVO) and the U.S. Geological Survey (USGS) recorded the sounds of two volcanoes erupting. Presenting their findings at the 174th Meeting of the Acoustical Society of America in New Orleans, the team showed how different eruptions sound drastically different. Indeed, some explosions last hours while others rip through the sea like gunshots. Above the surface, submarine eruptions may go unnoticed. Underwater, however, they can send incredibly powerful shockwaves many kilometres.

Volcanic activity is usually monitored using seismology. Scientists can recognize and record the size and depth of volcanic activity using this data. Sound waves travel differently in vast bodies of water like oceans, so normal seismology can fall short in recording underwater eruptions.

Using sophisticated hydrophones, the team recorded vastly different sounds from the 2014 eruption of Ayhi in the Northern Mariana Islands, and from the 2015 and 2016 eruptions of Bogoslof in the Aleutians (Alaska).

The eruption styles of Ahyi and Bogoslof were different. This could be due to differences in the two systems, such as magma composition, amount of gas, and pressurization of the system. Ahyi is also completely submerged at around 75 metres deep, while Bogoslof is very shallow with part of its top peeking out of the water.

Ahyi produced thousands of short explosions over a two-week period. This resulted in sounds akin to gunshots. The Bogoslof recordings, however, showed sustained eruptions lasting anything from minutes to hours. Earthquakes and tremors accompanied these eruptions, with plumes of ash breaking through the surface of the ocean.

The powerful soundwaves can be carried thousands of kilometres through the sea. The scientists have found some of the Ahyi signals on hydrophones off the coast of Chile, more than 15,000 kilometres across the Pacific. Many volcanic sounds won’t reach this far, however, because either they are too weak or they may be blocked by topography, such as islands. Just like noises above the sea, objects like walls can make it harder to listen to a sound.

Scientists can use both seismic and audio instruments to build a better picture of underwater volcano eruptions. According to a press release, the signs of an underwater volcanic eruption can even be picked up by whale song-monitoring devices.

Source : Adapted from an article published in Newsweek.

Nouveau profil de l’Ahyi après l’éruption de 2014 (Source: USGS)

Vue du Bogoslof le 15 août 2017 (Crédit photo: AVO)