Catégorie : Science

Atlantique Nord : Risque d’un refroidissement rapide au 21ème siècle ? // Will the North Atlantic get rapidly colder in the 21st century ?

drapeau-francaisVoici dans son intégralité un communiqué de presse du CNRS diffusé le 15 février 2017:

« La possibilité d’un changement important du climat autour de l’Atlantique est connue depuis longtemps, et a même été portée à l’écran avec le film « Le jour d’après ». Pour en évaluer le risque, des  chercheurs du CNRS/Université de Bordeaux et de l’Université de Southampton ont développé un nouvel algorithme pour analyser les 40 projections climatiques prises en compte dans le dernier rapport du Groupe d’Experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC). Cette nouvelle étude fait grimper la probabilité d’un refroidissement rapide de l’Atlantique Nord au cours du 21ème  siècle à près de 50 %. La revue Nature Communications a publié ces résultats, le 15 février 2017.

Détecté dans toutes les projections des modèles climatiques actuels, le ralentissement de la circulation océanique de retournement [NDLR : aussi appelée circulation thermohaline]  – dont fait partie le Gulf Stream – pourrait entraîner un bouleversement climatique sans précédent. En 2013, le GIEC, se basant sur les résultats d’une quarantaine de projections climatiques, a estimé que ce ralentissement s’installerait progressivement et sur une échelle de temps longue. Un refroidissement rapide de l’Atlantique Nord au cours du 21ème siècle semblait donc peu probable.
Dans le cadre du projet européen EMBRACE, une équipe d’océanographes a réexaminé ces 40 projections climatiques en se focalisant sur un point essentiel au nord-ouest de l’Atlantique Nord : la mer du Labrador. Cette mer est le siège d’un phénomène de convection, qui nourrit à plus grande échelle la circulation océanique de retournement. Ses eaux de surface se refroidissent fortement en hiver, deviennent plus denses que les eaux de profondeur et plongent vers le fond. La chaleur des eaux profondes est transférée vers la surface et empêche la formation de banquise. Choisissant d’étudier ce phénomène de convection en détail, les chercheurs ont développé un algorithme capable de repérer les variations rapides des températures à la surface de l’océan. L’algorithme a révélé que 7 des 40 modèles climatiques étudiés projetaient un arrêt complet de la convection engendrant des refroidissements abrupts – 2 ou 3 degrés en moins de dix ans – de la mer du Labrador, induisant de fortes baisses des températures dans les régions côtières de l’Atlantique Nord.
Mais un tel refroidissement rapide, simulé seulement par quelques modèles, est-il vraisemblable ? Pour répondre à cette question, les chercheurs se sont penchés sur la variable la plus importante du déclenchement de la convection hivernale : la stratification océanique. Ces variations verticales de la densité des masses d’eau sont bien reproduites dans 11 des 40 modèles. Parmi ces 11 modèles, qui peuvent être considérés comme les plus fiables, 5 simulent une baisse rapide des températures de l’Atlantique Nord, soit 45 % !
Ces résultats issus de modèles climatiques pourront être confrontés aux futures données du projet international OSNAP qui prévoit l’installation de bouées fixes dans le gyre subpolaire. De quoi anticiper de possibles refroidissements rapides dans les années à venir. Ce risque devra par ailleurs être pris en compte dans les politiques d’adaptation au changement climatique des régions bordant l’Atlantique Nord. »

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L’article est intéressant, mais il semble hasardeux aujourd’hui de faire des prévisions à long terme pour le 21ème siècle. Il est vrai que les scientifiques mentionnés dans le rapport ne pourront pas être mis en examen car ils ne seront plus de ce monde! Il y a quelque temps, nombre de chercheurs prévoyaient à court terme un refroidissement de l’Arctique suite à l’épuisement d’El Niño et l’apparition de La Niña. La Nature semble leur avoir donné tort puisque de nouveaux records de chaleur viennent d’être enregistrés dans les hautes latitudes. Le changement climatique aura-t-il un effet sur les courants marins? C’est possible, mais ce n’est pas certain. Si un tel bouleversement se produisait, il ne fait guère de doute que nos descendants seraient confrontés à de graves problèmes de vie, voire de survie.

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drapeau-anglaisHere is the full text of a CNRS press release published on February 15th 2017:

« The possibility of a significant change in the climate around the Atlantic has been known for a long time, and has even been brought to the screen with the film » The Day After « . To evaluate the risk, researchers at the CNRS / University of Bordeaux and the University of Southampton have developed a new algorithm to analyze the 40 climate projections taken into account in the last report of the Intergovernmental Panel on the Evolution of Climate (IPCC). This new study raises the probability of a rapid cooling of the North Atlantic during the 21st century to nearly 50%. Nature Communications published the results on February 15th, 2017.
Detected in all projections of current climate models, the slowdown in oceanic reversal circulation (known as the thermohaline circulation) – of which the Gulf Stream is part – could lead to unprecedented climate change. In 2013, the IPCC, based on the results of some 40 climate projections, estimated that this slowdown would gradually take place over a long period of time. A rapid cooling of the North Atlantic during the 21st century thus seemed unlikely.
In the framework of the European project EMBRACE, a team of oceanographers has re-examined these 40 climate projections focusing on a key point in the northwest Atlantic: the Labrador Sea. This sea is the seat of a phenomenon of convection, which contributes on a larger scale to the thermohaline circulation. Its surface water cools strongly in winter, becomes denser than deep water and plunges to the bottom. Deep water heat is transferred to the surface and prevents the formation of pack ice. Choosing to study this phenomenon of convection in detail, the researchers developed an algorithm capable of detecting the rapid variations of the temperatures on the surface of the ocean. The algorithm revealed that 7 of the 40 climate models studied projected a complete cessation of convection, resulting in abrupt cooling – 2 or 3 degrees in less than ten years – of the Labrador Sea, resulting in severe temperature drops in coastal regions of the North Atlantic.
Is such a rapid cooling, simulated only by a few models, likely? To answer this question, researchers looked at the most important variable in the triggering of winter convection: ocean stratification. These vertical variations in the density of water bodies are well reproduced in 11 of the 40 models. Among these 11 models, which can be considered as the most reliable, 5  – 45% ! – simulate a rapid decline in North Atlantic temperatures.
These results from climate models may be compared with future data from the international OSNAP project, which involves the installation of fixed buoys in the subpolar gyre. They will help to anticipate possible rapid cooling in the years to come. This risk should also be taken into account in climate change adaptation policies in the regions bordering the North Atlantic. »

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The article is interesting, but it seems risky today to make such forecasts for the 21st century. It is true that the scientists mentioned in the report will never be put under investigation because they will no longer be of this world! Some time ago, many scientists predicted for the short term a cooling of the Arctic due to the depletion of El Niño and the appearance of La Niña. Nature behaved differently and new records of heat have just been recorded in the high latitudes. Will climate change affect ocean currents? Maybe, but it is not certain. Should such an upheaval occur, our descendants would undoubtedly face serious problems of life, even survival.

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Vue simplifiée de la circulation thermohaline (Source: Wikipedia)

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Les générations à venir verront-elles apparaître la glace de mer au large de la Bretagne ?

(Photo: C. Grandpey)

L’Erebus, un laboratoire interplanétaire en Antarctique // Mt Erebus, an interplanetary laboratory in Antarctica

drapeau-francaisL’Erebus est le volcan actif le plus au sud de notre planète. Il dresse ses 3794 mètres au-dessus de l’île de Ross en Antarctique. Les températures y sont glaciales la plupart du temps, mais cela n’empêche pas les scientifiques de rendre visite à ce volcan d’exception qui est l’un des rares à posséder un lac de lave. L’Erebus montre aussi une certaine ressemblance avec les mondes de glace qui se trouvent dans l’espace, ceux-là même où la NASA rêve d’envoyer un jour des robots.

Une équipe scientifique du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, basé à Pasadena en Californie, a passé le mois de décembre 2016 à explorer les grottes de glace qui se cachent sur l’Erebus. Pendant plusieurs semaines, les chercheurs ont testé des robots, une foreuse et des outils de cartographie assistée par ordinateur qui pourraient un jour permettre de comprendre les mondes glacés de notre système solaire. Ainsi, les températures d’Europe, l’une de lunes de Jupiter, plongent à des centaines de degrés au-dessous du zéro. La glace y est certainement différente de celle de la Terre; malgré tout, il existe certaines similitudes qui font de l’Erebus un bon terrain d’essai pour les technologies futures.
Les gaz de l’Erebus ont creusé de volumineuses grottes qui sont ornées de forêts de givre et de cathédrales de glace. La chaleur du volcan y maintient une température agréable, autour de zéro degré. Les gaz chauds qui s’échappent à la surface gèlent en formant des tours spectaculaires. A l’intérieur des grottes, le mélange d’air chaud et froid forme des «cheminées» de glace qui atteignent le sol. Ces dernières années, les scientifiques ont découvert une grande variété d’organismes microscopiques à l’intérieur de ces grottes. Ces extrémophiles prouvent que la vie est peut-être possible sur des planètes éloignées qui possèdent des systèmes de grottes identiques.
Au cours de leur mission, les chercheurs ont testé le PUFFER, un robot inspiré de l’origami, qui peut rester à plat pendant son stockage et « gonfler » pour explorer une zone plus vaste. Le PUFFER a déjà été testé dans la région autour du JPL, comme l’Arroyo Seco de Pasadena et dans d’autres environnements désertiques, mais jamais sur la neige.
Un autre outil pourrait être utile pendant les futures explorations : il s’agit d’un capteur de lumière structurée destiné à créer des cartes de grottes en 3D. Toutefois, la glace est un matériau qui pose des problèmes pour le rendu en 3D, en grande partie à cause de son fort pouvoir réfléchissant. La lumière a tendance à rebondir à sa surface et un ordinateur éprouve des difficultés à lire les données et reconstituer un espace.
Une mission sur l’Erebus n’est pas chose facile en raison de l’environnement hostile. Les scientifiques ont été confrontés à trois gros blizzards pendant leur voyage, chacun d’environ une semaine. Cela a entraîné des retards lorsque les hélicoptères d’approvisionnement ne pouvaient pas se déplacer en toute sécurité. S’agissant de l’alimentation en énergie, les éoliennes sur le volcan sont la source d’énergie la plus courante, même si elles sont confrontées aux accumulations de givre sur les pales, avec des vibrations susceptibles de les faire se briser.

Source: SpaceRef .

Voici une belle galerie de photos de l’intérieur de l’Erebus mise en ligne par le National Geographic :

http://photo.nationalgeographic.fr/descente-au-coeur-du-mont-erebus-un-volcan-actif-en-antarctique-2158#dome-d-une-grotte-de-glace-32882

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drapeau-anglaisMt. Erebus is our planet’s southernmost active volcano, reaching 3,794 metres above Ross Island in Antarctica. Temperatures at the surface are well below freezing most of the year, but that doesn’t stop visits from scientists: Erebus is also one of the few volcanoes in the world with an exposed lava lake. It’s also a good stand-in for a frozen alien world, the kind NASA wants to send robots to someday.

A scientific team from NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL), Pasadena, California, spent the month of December exploring ice caves beneath the volcano. For several weeks, they tested robots, a drill and computer-aided mapping technology that could one day help understand the icy worlds in our outer solar system. Thus, Europa’s temperatures are hundreds of degrees below freezing; its ice is certain to be different than that of Earth’s; but there are some similarities that make Erebus a good testing ground for future technologies.

Mt Erebus’gases have carved out massive caves, which are filled with forests of hoarfrost and cathedral-like ice ceilings. The heat from Erebus keeps the caves cozy, about 0 degrees Celsius, and drives warm gases out of vents at the surface, where they freeze into towers. Within the caves, the mixing of warm and cold air forms icy « chimneys » that reach toward the ground. In recent years, scientists have discovered a diverse array of microscopic organisms living in their interior. These extremophiles suggest that life might be possible on distant planets with similar cave systems.

During their mission, the researchers tested PUFFER, an origami-inspired robot that can sit flat during storage and « puff up » to explore a wider area. PUFFER has driven extensively around JPL, in Pasadena’s Arroyo Seco and other desert environments, but not on snow.

Another tool that that could be helpful for future explorers is a structured light sensor used for creating 3-D cave maps.

Ice is a hard material to 3-D model, in large part because it’s so reflective. Light has a tendency to bounce off its surface, making it difficult for a computer to read that data and reconstruct a space.

Working on Mt Erebus entails a lot of difficulties, due to the adverse environment. The scientists faced three large blizzards during their trip, each lasting around a week. That led to travel delays when supply helicopters couldn’t make safe passage.Wind turbines on the volcano are the most common form of energy, though they face their own challenges: frost builds up on the blades, causing them to vibrate themselves to bits.

Source : SpaceRef..

Here is a nice gallery of photos showing Mt Erebus’interior, released by the National Geographic :

http://photo.nationalgeographic.fr/descente-au-coeur-du-mont-erebus-un-volcan-actif-en-antarctique-2158#dome-d-une-grotte-de-glace-32882

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Vue aérienne du cratère de l’Erebus (Crédit photo: Wikipedia)

 

Mesure de la composition chimique des gaz du Kilauea (Hawaii) // Measurement of the chemical composition of Kilauea gases (Hawaii)

drapeau-francaisLe HVO a publié des photos très intéressantes du lac de lave dans le cratère de l’Halema’uma’u et de l’intérêt scientifique qu’il représente. L’une des images montre un scientifique du HVO en train d’effectuer des mesures à l’aide d’un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) qui a été installé sur la lèvre du cratère pour mesurer les gaz émis par le lac de lave.

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Crédit photo (HVO)

Le spectromètre FTIR mesure en continu les gaz contenus dans le panache volcanique (H2O, CO2, SO2, HCl, HF, CO, COS, etc.) à partir des spectres d’absorption par les gaz de la radiation infrarouge émise par la lave. Les mesures avec le spectromètre FTIR permettent de détecter les modifications intervenues dans la composition des gaz, ce qui donne un aperçu du fonctionnement interne du Kilauea. Chez les volcans hawaïens, le magma provient du manteau qui se trouve à une soixantaine de kilomètres sous la surface et il atteint un réservoir qui se trouve à moins de 2 km de profondeur. Lorsque la pression diminue, les gaz dissous dans le magma s’échappent sous forme de bulles. Le magma continue son ascension vers la surface le long d’un conduit peu profond qui alimente le lac de lave de l’Halema’uma’u où le magma continue à dégazer. Sur la photo, on peut voir une brume bleutée typique des gaz soufrés qui s’échappent du lac de lave. Ces gaz sont agressifs. C’est la raison pour laquelle le scientifique porte un masque à gaz pendant son travail. .

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drapeau-anglaisHVO has released very interesting photos of the lava lake within Halema’uma’u Crater and the scientific interest it represents. One of the images shows an HVO scientist using a Fourier transform infrared (FTIR) spectrometer (see photo above) which has been set up on the crater rim to measure volcanic gases emitted by the lava lake.

The FTIR spectrometer continuously measures the gases in the volcanic plume. Most of the gases emitted during a volcanic eruption include water vapour (H2O), carbon dioxide (CO2), and sulphur dioxide (SO2). The measurements with the FTIR instrument help detect changes in gas composition, which can provide insight into the inner workings of Kilauea Volcano. At Hawaiian volcanoes, magma ascends from the mantle more than 60 km below the surface, to a reservoir less than 2 km deep. As the pressure decreases, the gases dissolved in the magma bubble out and escape. Magma continues to rise through a shallow conduit to the Halema’uma’u lava lake, where it continues to degas. For instance, the blue haze is indicative of sulphur gases which are aggressive. This is the reason why the scientist is wearing a gas mask while working.

Un continent perdu dans l’Océan Indien // A lost continent in the Indian Ocean

drapeau-francaisCe n’est pas l’Atlantide, mais une équipe de chercheurs pense avoir découvert les preuves d’un continent perdu enfoui dans les profondeurs de l’Océan Indien, sous l’île Maurice.
Dans une étude publiée dans la revue Nature Communications, ces scientifiques expliquent l’existence d’un morceau de croûte qui s’est détaché lorsque le Gondwana s’est morcelé, il y a environ 200 millions d’années.
Le Gondwana contenait des roches âgées de 3,6 milliards d’années avant de donner naissance aux continents tels que nous les connaissons. Au fur et à mesure que le super continent s’est morcelé, il a laissé derrière lui des morceaux de terre dont l’un se serait couvert de lave avant de s’enfoncer sous ce qui est aujourd’hui l’île Maurice.
Le scientifique responsable de l’étude, Lewis Ashwal, de l’université de Witwatersrand en Afrique du Sud, a examiné le zircon – ou silicate de zirconium – présent dans les roches émises pendant les éruptions volcaniques pour déterminer leur âge. De formule ZrSiO4,  le zircon présente souvent des traces de thorium et d’uranium radioactifs. Le chercheur a découvert que certains échantillons étaient âgés de 3 milliards d’années ; ils étaient donc trop vieux pour appartenir à l’Ile Maurice où aucune roche n’est âgée de plus de 9 millions d’années.
L’étude publiée dans Nature Communications corrobore un autre rapport de recherche de 2013 où les auteurs ont également trouvé des traces du minéral dans le sable d’une plage de l’Ile Maurice.
Certaines critiques ont fait remarquer que le minéral avait pu être transporté par le vent ou être transféré sur l’île par l’activité humaine, mais les chercheurs affirment que leur étude offre la preuve formelle de l’existence d’un continent perdu. L’un d’entre eux a déclaré: «Le fait que nous ayons trouvé des zircons anciens dans la roche (en l’occurrence un trachyte de 6 millions d’années) confirme l’étude précédente et réfute toute hypothèse de zircons apportés par le vent, les vagues ou des bancs de pierre ponce.»
Voici une vidéo dans laquelle Lewis Ashwal donne quelques détails supplémentaires sur l’étude:
Https://youtu.be/o61P6ysKklM
L’intégralité de l’étude se trouve sur le site web Nature Communications:
Http://www.nature.com/articles/ncomms14086

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drapeau-anglaisThis is not Atlantis, but a team of researchers says they’ve discovered evidence of a lost continent buried deep in the Indian Ocean under the island of Mauritius.

In a paper published journal Nature Communications, researchers explain the existence of a piece of crust that splintered with the break-up of the Gondwana, which started about 200 million years ago.

Gondwanaland contained rocks as old as 3.6 billion years before it split into what are now the continents. As the continent began to spread apart, it left pieces of land behind, one of which is thought to have become covered in volcanic lava before sinking under what is now Mauritius.

Lewis Ashwal, the lead scientist of the study, from the University of the Witwatersrand in South Africa, looked at the mineral zircon found in rocks spewed up by lava during volcanic eruptions to determine their age. He found that some remnants were as old as 3 billion years old, much too old to belong to the island of Mauritius, where there is no rock older than 9 million years old.

The Nature Communications study corroborates a separate 2013 report in which researchers also found traces of the mineral in beach sand.

Some critics pointed out that the mineral could have been carried in by the wind or have been carried onto the island by human activity, but the researchers claim that their study offers definitive proof of the existence of a lost continent. One of them said: « The fact that we found the ancient zircons in rock (6-million-year-old trachyte), corroborates the previous study and refutes any suggestion of wind-blown, wave-transported or pumice-rafted zircons. »

Here is a video in which Lewis Ashwal gives some more details about the study:

https://youtu.be/o61P6ysKklM

The complete study can be read of the website Nature Communications :

http://www.nature.com/articles/ncomms14086

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Relocalisation de l’île Maurice, là où elle se trouvait probablement avant le morcellement du Gondwana, juste à l’est du centre de Madagascar. (Source: Nature Communications).