Catégorie : Science

L’Arctique et l’Antarctique ont encore eu chaud en février // Arctic and Antarctic still warm in February

Selon les dernières données communiquées par la NOAA, la couverture de glace de mer dans l’Arctique et l’Antarctique a de nouveau atteint des niveaux record au cours du mois de février qui a été exceptionnellement chaud.
La moyenne des températures de surface terrestre et océanique entre décembre et février est la deuxième plus haute depuis que les mesures ont commencé en 1880. Elle se situe juste derrière les températures record pour la même période au cours de l’hiver 2015-2016.
Février a été, lui aussi, le deuxième mois le plus chaud jamais enregistré, au vu des températures relevées sur terre et à la surface de la mer.
Dans l’Arctique, la faible étendue de glace de mer ne fait que confirmer la tendance sur le long terme et les pertes observées au cours des dernières décennies. L’étendue moyenne de glace de mer dans l’Arctique en février s’élève à un peu plus de 1 165 000 kilomètres carrés. C’est la plus petite surface observée depuis le début des relevés en 1979. Cette surface est de 7,6% en dessous de la moyenne de 1981-2010. Le National Snow and Ice Data Center indique que ce chiffre est inférieur de 40 000 kilomètres carrés au record précédent, établi en 2016.
Le déclin de la glace antarctique est remarquable lui aussi. Il n’y a pas si longtemps, les données indiquaient une légère augmentation de la banquise. Aujourd’hui, la couverture de glace de mer a pratiquement perdu 25% – 752 000 kilomètres carrés – par rapport à la moyenne sur 30 ans, et 155 400 kilomètres carrés par rapport à 1997 qui est l’année record.
L’étendue de glace de mer dans l’Antarctique a atteint son plus bas niveau, avec 2 290 000 kilomètres carrés, le 13 février et a continué à décliner pour atteindre 2 123 000 kilomètres carrés à la fin du mois.
A côté de cela, il faut noter que la couverture neigeuse dans l’hémisphère nord a été légèrement supérieure à la moyenne entre 1981 et 2010, même si l’Amérique du Nord a reçu moins de neige que la moyenne. En revanche, la vaste région eurasienne a reçu plus de neige que la moyenne, ce qui influe sur le total pour cet hémisphère.

Source: NOAA.

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According to the latest data from the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), sea ice cover in both the Arctic and Antarctic reached record lows during an exceptionally warm February.

Both land and ocean surface temperature averages from December through February were the second highest they have been since measurements began in 1880, and were right behind the record setting temperatures observed in the same winter period of 2015/2016.

February itself was also the second warmest February on record for both land and sea surface temperatures.

In the Arctic, the lower levels of sea ice extent continue a longer-term trend of losses over the last several decades. Average Arctic sea ice extent during February totaled more than 1 165 000 square kilometres, the smallest since record-keeping began in 1979, and 7.6% below the 1981-2010 average.  The National Snow and Ice Data Center indicates that this is 40 000 square kilometres less than the previous record, set in 2016.

The Antarctic decline is also remarkable. In years past, the data indicated slight increases in sea ice. Now, the sea ice cover is almost 25% smaller – a full 752 000 square kilometres – than the 30-year average, and 155 400 square kilometres smaller than the previous record year of 1997.

Daily sea ice extent in Antarctica reached a record low of 2 290 000 square kilometres on February 13th and continued to drop from there to hit about 2 123 000 square kilometres by the end of the month.

However, snow cover for the Northern Hemisphere was slightly above the 1981-2010 average, though North America alone received less snow than the average, the vast Eurasian region received more snow than average, bringing up the total for the hemisphere.

Source: NOAA.

Photo: C. Grandpey

 

Glace de mer : La Nature contre l’Homme ! // Sea ice : Nature vs. Man !

Avec Donald Trump à la Maison Blanche, l’approche du changement climatique et du réchauffement global de la planète va probablement changer, avec une tendance à réduire l’importance des activités humaines dans le phénomène. Un article récemment publié dans le quotidien Alaska Dispatch News confirme cette nouvelle approche.
Jusqu’à ces derniers mois, les gaz à effet de serre produits par les activités humaines étaient considérés comme la cause principale du déclin rapide de la glace de mer dans l’Arctique. Dans l’article du journal alaskien, on peut lire que «les fluctuations naturelles du climat arctique ont causé jusqu’à la moitié de la disparition de la glace de mer autour du pôle Nord au cours des dernières décennies, le reste étant provoqué par le réchauffement planétaire causé par l’homme». Ce point de vue est celui qu’une équipe de scientifiques basée aux États-Unis a publié dans la revue Nature Climate Change.
L’étude indique que la disparition totale de la glace dans l’Océan Arctiqu, tant redoutée pour les prochaines années et considérée comme l’un des signes les plus évidents du réchauffement climatique causé par l’homme, pourrait être retardée si la Nature évolue vers une période plus froide. Les scientifiques ajoutent que les variations naturelles du climat arctique «peuvent être tenues pour responsables d’environ 30 à 50 pour cent de la réduction globale de la glace de mer au mois de septembre depuis 1979».
La surface occupée par la glace de mer s’est réduite régulièrement et a atteint un niveau record en septembre 2012 (la fin de l’été dans l’Arctique) dans les relevés satellitaires qui ont débuté en 1979. La glace est à son niveau le plus bas à la mi-mars 2017 et elle rivalise avec les bas niveaux hivernaux de 2016 et 2015.
L’étude, qui fait le distinguo entre la responsabilité de l’Homme et les influences naturelles dans la circulation atmosphérique de l’Arctique, indique que le réchauffement naturel du climat arctique pendant des décennies a probablement été lié à des fluctuations qui trouvent leur source jusque dans l’Océan Pacifique tropical. Selon l’auteur principal de l’étude – un chercheur de l’Université de Californie – « si ce phénomène naturel s’arrêtait ou s’inversait dans un proche avenir, nous assisterions à un ralentissement de la tendance à la fonte rapide de la glace, voire à son retour. »
Cependant, tous les chercheurs ne sont pas d’accord avec cette approche bipolaire de la fonte de l’Arctique. Un scientifique de l’Université de Reading a déclaré qu’à long terme, l’accumulation de gaz à effet de serre par l’homme deviendra un facteur de plus en plus important. «En ce qui concerne l’avenir, la question est avant tout de savoir quand, plutôt que si, l’Arctique sera dépourvu de glace en été. »
La fonte de l’Arctique perturbe les moyens de subsistance des peuples indigènes et affecte la faune, que ce soient les ours polaires ou les phoques, tout en ouvrant la région à la surexploitation du pétrole et du gaz, ainsi qu’au transport maritime. Un professeur de l’université de Leeds, qui n’a pas participé à l’étude, a montré de sérieuse réserves sur les responsabilités partagées entre les causes naturelles et artificielles. «Personne n’a fait une telle répartition des responsabilités auparavant.»
En 2013, un groupe de climatologues des Nations Unies avait juste laissé entendre que les activités humaines avaient «très probablement contribué» à la fonte de la glace arctique, sans donner de chiffres. Ces scientifiques avaient déclaré que la glace pourrait disparaître vers le milieu du siècle si les émissions [de gaz à effet de serre] continuaient à augmenter…
Source: Alaska Dispatch News.

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With Donald Trump at the White House, the approach to climate change and global warming is likely to change, with the tendency to reduce the importance of human activities in the phenomenon. An article recently published in the Alaskan daily Alaska Dispatch News confirms this new approach.

Until the past months, greenhouse gases produced by human activities were seen as the main culprit of the rapid decline of sea ice in the Arctic. This time, we can read that “natural swings in the Arctic climate have caused up to half the precipitous losses of sea ice around the North Pole in recent decades, with the rest driven by man-made global warming”. This point of view was written by a U.S.-based team of scientists in the journal Nature Climate Change.

The study indicates that an ice-free Arctic Ocean, often feared to be just years away, in one of the starkest signs of man-made global warming, could be delayed if nature swings back to a cooler mode. The scientists add that natural variations in the Arctic climate “may be responsible for about 30-50 percent of the overall decline in September sea ice since 1979.”  .

Sea ice has shrunk steadily and hit a record low in September 2012 (late summer in the Arctic) in satellite records dating back to 1979. The ice is currently around the smallest for mid-March, rivaling winter lows set in 2016 and 2015.

The study, separating man-made from natural influences in the Arctic atmospheric circulation, said that a decades-long natural warming of the Arctic climate might be tied to shifts as far away as the tropical Pacific Ocean. According to the lead author of the study, a researcher of the University of California, “if this natural mode would stop or reverse in the near future, we would see a slow-down of the recent fast melting trend, or even a recovery of sea ice.”

However, not all researchers agree with this dual approach to the melting of the Arctic. A scientist of the University of Reading said that in the long term the build-up of man-made greenhouse gases will become an ever more overwhelming factor. “Looking ahead, it is still a matter of when, rather than if, the Arctic will become ice-free in summer.”

The melt of the Arctic is disrupting the livelihoods of indigenous peoples and damaging wildlife such as polar bears and seals while opening the region to more oil and gas and shipping. A professor of Leeds University, who did not participate in the study, welcomed it as pinning down the relative shares of natural and man-made influences. “Nobody’s done this attribution before, » he said.

In 2013, a U.N. panel of climate scientists merely said human influences had « very likely contributed » to the loss of Arctic ice, without estimating how much. It said that the ice could disappear by mid-century if emissions keep rising.

Source : Alaska Dispatch News.

 

Photos: C. Grandpey

Mémoire de la glace // Memory of the ice

La banquise fond. Les glaciers fondent. Dans quelques décennies, la glace sera probablement devenue une curiosité sur notre planète. Pourtant cette glace est précieuse car en s’épaississant, elle garde en mémoire les principaux événements naturels traversés par la Terre. C’est pour conserver cette mémoire que l’UNESCO a lancé le projet international « Mémoire de la glace» qui vise à conserver des carottes de glace extraites de plusieurs glaciers dans le monde.

En se formant sous l’effet des chutes de neige, les glaciers emprisonnent de petites bulles d’air, des bactéries et des impuretés, témoins de l’atmosphère d’il y a plusieurs dizaines, centaines ou milliers d’années. En analysant les glaciers, les scientifiques ont pu établir le lien entre températures et gaz à effet de serre, et ont pu étudier l’évolution de la pollution ou de l’activité industrielle au niveau européen sur une centaine d’années. Par exemple, en 1986, la catastrophe de Tchernobyl (Ukraine) a laissé sa marque dans les glaciers alpins sous la forme d’un pic de césium 137.

En août 2016, des scientifiques français, italiens et russes ont prélevé deux échantillons de plus de 120 mètres de long sur un glacier du Mont Blanc; ils seront conservés dans des containers métalliques en Antarctique. La première carotte a été transportée dans la vallée après un forage de plus de deux jours à 4 300 mètres d’altitude, au col du Dôme. Découpée en 126 segments d’un mètre de long conditionnés dans des caisses isothermes, elle est désormais stockée dans un entrepôt frigorifique près de Grenoble. Une deuxième carotte de 129 mètres de long a été héliportée dans la vallée et présentée à la presse avant de rejoindre le même entrepôt. Une troisième carotte doit être forée par une équipe de scientifiques français, italiens et russes. Une de ces carottes, pesant plusieurs tonnes, sera analysée au laboratoire de Grenoble pour constituer une base de données ouverte à tous les scientifiques. Les deux autres devraient rejoindre à l’horizon 2020 une cave de neige à -54°C de moyenne, sur la base franco-italienne Concordia, en Antarctique. Ainsi, une « banque de glace » sera créée pour les futures générations.

Au printemps 2017, une équipe d’une vingtaine de glaciologues français, russes, brésiliens, américains et boliviens se rendra en Bolivie sur le glacier Illimani, à 6300 mètres d’altitude. Les carottes glaciaires ainsi forées permettront de retracer 18 000 ans d’histoire climatique des Andes. L’équipe scientifique, déjà en pleine préparation, partira en avance pour s’acclimater et produire des globules rouges. Elle sera accompagnée de guides et de porteurs locaux. Si l’expédition du Mont-Blanc a pu profiter d’un hélicoptère, ce mode de transport est impossible sur I’Illimani. En conséquence, les deux tonnes de matériel seront acheminées à dos d’homme, comme les trois tonnes de glace prélevées. En Bolivie, l’équipe scientifique espère notamment trouver des traces des feux de forêt amazonienne, phénomènes qui modifient la chimie de l’atmosphère.

Il y a urgence à effectuer ces prélèvements de glace. En 2016, à cause d’El Niño, la température des glaciers andins a approché 0°C avec des risques que la neige de surface percole et détruise les informations chimiques. Si le réchauffement se poursuit au rythme actuel, on sait déjà que les glaciers culminant sous 3 500 m dans les Alpes et sous 5 400 m dans les Andes auront disparu à la fin du siècle.

Source : Presse internationale.

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The ice cap is melting. The glaciers are melting. In a few decades, ice will probably become a curiosity on our planet. Yet this ice is very precious because while thickening, it keeps in memory the main natural events traversed by the Earth. It is to preserve this memory that UNESCO has launched the international project « Memory of the Ice » which aims to conserve ice cores extracted from several glaciers in the world.
As snow falls, glaciers trap small air bubbles, bacteria and impurities wch are the testimony of the atmosphere tens, hundreds or thousands of years ago. By analyzing the glaciers, scientists were able to establish the link between temperatures and greenhouse gases, and were also able to study the evolution of pollution or industrial activity in Europe over a hundred years. For example, in 1986, the Chernobyl disaster (Ukraine) left its mark in the Alpine glaciers in the form of a peak of cesium 137.
In August 2016, French, Italian and Russian scientists collected two ice cores, more than 120 meters long, from a glacier on Mont Blanc before storing them in metal containers in Antarctica. The first core was lowered into the valley after drilling for more than two days at 4,300 meters above sea level at the Col du Dôme. Sliced into 126 segments, one meter long each, packaged in insulated boxes, they are now stored in a refrigerated warehouse near Grenoble. A second 129-meter-long core was helicopted in the valley and presented to the press before being stored in the same warehouse. A third core will be drilled by a team of French, Italian and Russian scientists. One of these cores, weighing several tons, will be analyzed at the Grenoble laboratory to become a database open to all scientists. The other two cores are expected to reach, by 2020, a snow cave at an average temperature of -54°C on the Franco-Italian Concordia base in Antarctica. Thus, an « ice bank » will be created for future generations.
In the spring of 2017, a team of twenty French, Russian, Brazilian, American and Bolivian glaciologists will travel to Bolivia on the Illimani glacier at an altitude of 6,300 meters. The ice cores drilled there will trace 18,000 years of climatic history of the Andes. The scientific team, already in full preparation, will leave early to acclimatize and produce red blood cells. It will be accompanied by local guides and porters. If the expedition to Mont Blanc could take advantage of a helicopter, this mode of transport is impossible on Ilimani. As a result, the two tons of material will be transported by man, as well as the three tons of ice that will be collected. In Bolivia, the scientific team hopes to find traces of Amazonian forest fires, phenomena that alter the chemistry of the atmosphere.
There is an urgent need for these samples. In 2016, because of El Niño, the temperature of the Andean glaciers approached 0°C, with risks that surface snow might percolate and destroy chemical information. If the warming continues at the current rate, it is already known that the glaciers culminating at 3,500 m in the Alps and 5,400 m in the Andes will have disappeared by the end of the century.

Source: International Press.

Photos: C. Grandpey

L’alimentation magmatique du Kilauea (Hawaii) // Kilauea Volcano’s magma supply (Hawaii)

drapeau-francaisLes observations du lac de lave dans le cratère de l’Halema’uma’u ont permis de mieux comprendre les lentes variations d’alimentation magmatique du Kilauea.

Tous les jours de la semaine, la cendre volcanique et les cheveux de Pele sont recueillis dans des récipients déposés près du lac de lave, sur la lèvre du cratère. La cendre est pesée, et les scientifiques peuvent calculer combien de grammes se déposent chaque heure dans les récipients. Des bulles éclatent à la surface du lac de lave pendant les épisodes de spattering, mais la vitesse à laquelle la cendre s’accumule dans les récipients varie en fonction de la direction du vent, des lieux de projection, de la profondeur du lac de lave, etc. Tout compte fait, sur un mois, ces effets à court terme ont tendance à s’annuler alors qu’une variation est observée d’un mois sur l’autre, avec des pics et des creux dans l’accumulation de la cendre. Les explications de ces variations ont été données par le HVO en observant le comportement du lac de lave proprement dit.
Presque quotidiennement, les scientifiques du HVO mesurent la profondeur de la surface du lac à l’aide d’un télémètre laser. Le niveau du lac monte pendant les épisodes d’inflation du sommet et chute pendant la déflation. Ces fluctuations durent généralement un jour ou deux, parfois plus, mais n’excèdent jamais un mois. Il s’avère que les variations mensuelles du niveau moyen du lac et de l’accumulation mensuelle de cendre correspondent. Sur une période de plusieurs mois, le niveau du lac et l’accumulation de cendre peuvent augmenter, s’accélérer et retomber. Ainsi, une plus grande quantité de cendre tombe dans les récipients quand le niveau de la lave est haut.
Les scientifiques du HVO se sont posé la question suivante: Pourquoi le niveau moyen du lac de lave varie-t-il sur des périodes de plusieurs mois? La réponse se trouve dans les fluctuations d’alimentation magmatique du réservoir peu profond qui se trouve sous la caldeira.
Généralement, on considère que l’alimentation magmatique du Kilauea est relativement stable. En revanche, il y a une dizaine d’années, pendant trois ou quatre ans, cette alimentation était plus importante qu’elle ne l’est aujourd’hui. Il s’agit d’une évolution sur le long terme, qui se distingue par son ampleur et sa durée. Aujourd’hui, c’est différent. Le lac de lave monte et descend sur des périodes de quelques mois seulement, ce qui montre une variation à plus court terme de l’alimentation. Un examen des données GPS sur une période de plusieurs mois – pour minimiser les effets à court terme – montre une correspondance avec le niveau du lac. L’élévation du niveau du lac indique une inflation plus rapide du sommet, tandis que la baisse de niveau traduit un soulèvement sommital plus lent.
L’explication la plus simple de tout cela est que l’apport en magma varie lentement sur des périodes de plusieurs mois. Il ne s’agit pas simplement de transférer le magma d’un lieu vers un autre. C’est l’ensemble du sommet qui monte ou descend, ce qui traduit la hausse et la baisse de l’alimentation magmatique de tout le réservoir sommital. Une seule fois, en 2012, la partie sud du réservoir a baissé alors que la partie nord montait.
Le HVO a identifié environ une douzaine de telles variations d’alimentation depuis le début de l’éruption dans le cratère de l’Halema’uma’u en 2008. Ces variations peuvent être provoquées par des fluctuations de fusion dans le manteau, ou elles peuvent se produire pendant le trajet de 80-100 km entre le manteau et le réservoir de stockage peu profond.
Sans le lac de lave et les mesures précises de son niveau, les scientifiques du HVO n’auraient pas pu détecter les variations d’alimentation et, par conséquent, ils n’auraient pas pu expliquer les variations mensuelles d’accumulation de cendre dans les récipients sur la lèvre du cratère de l’Halema’uma’u. La boucle est bouclée !
Source: USGS / HVO.

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drapeau-anglaisA new concept has emerged from observations of the lava lake in Halema’uma’u. Crater: slowly pulsing magma supply to Kilauea. Every weekday volcanic ash and Pele’s hair are collected from buckets near the lava lake. The ash is weighed, and an ash accumulation rate is calculated, namely how many grams of ash fall into the buckets per hour. Bubbles at the surface of the lava lake are almost always breaking during spattering, but the rate at which ash accumulates in the buckets varies according to wind direction, locations of spattering, depth to the lava lake, and more. However, when averaged over a month, such short-term effects tend to cancel while month-to-month variation is observed, with peaks and troughs in ash accumulation lasting several months each. Explanations of these phenomena have been given by HVO by observing the behaviour of the lava lake itself.

Almost daily, HVO scientists measure the depth to the lake surface with a laser rangefinder. Lake level rises during summit inflation and drops during deflation. Such changes typically last a day or two, sometimes longer, but not for a month. It turns out that the average monthly lake level and the monthly accumulation of ash track each other. Over a several-month period, lake level and ash accumulation may rise, peak, and fall off. More ash falls in the buckets when lava level is high than when it is low.

The question to answer was: Why does the monthly average lake level change over periods of several months? The answer is: a pulsing rate of magma supply to the shallow storage reservoir under the caldera.

Generally, magma supply to Kilauea is considered to be pretty steady. For 3-4 years about a decade ago, the magma supply rate was higher than it is today. This was a long-term change and stood out by its magnitude and duration. Today is different. The rising and falling lava lake over periods lasting only several months suggests a shorter-term variation in the supply rate. Close examination of the GPS data, again averaged over month-long periods to minimize short-term effects, shows good correspondence with lake level. Rising lake level indicates faster summit uplift, and dropping lake level slower uplift.

The simplest explanation for all this is that the rate of magma supply is slowly pulsing over periods of several months. It isn’t simply a question of transferring magma from one place in the summit to another. The entire summit goes up or down, seemingly reflecting waxing and waning of the magma supply rate to the entire summit reservoir. Only once, in 2012, did the southern part of the reservoir go down when the northern went up.

HVO has identified about a dozen pulses since the Halema’uma’u eruption began in 2008. The pulses may be driven by changes in the rate of melting in the mantle or be induced during transport upward from the mantle to the shallow storage reservoir, an 80-100-km distance.

Without the lava lake and its precisely measured level, HVO scientists wouldn’t have detected a pulsing supply rate and, as a consequence, would not have been able to explain the monthly changes in ash accumulation.

Source: USGS / HVO.

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Vue du lac de lave dans le cratère de l’Halema’uma’u. La surface du lac – dont le diamètre est d’environ 255 mètres – se trouve souvent à une vingtaine de mètres sous la lèvre. Le niveau de la lave chute au cours des périodes de déflation du Kilauea et remonte lors des épisodes d’inflation. Un débordement peut se produire sur le plancher de l’Halema’uma’u, comme en mai 2015, mais un tel événement reste exceptionnel. (Crédit photo: USGS / HVO).