Catégorie : Science

L’Océan Arctique, la poubelle de la planète // The Arctic Ocean, the garbage dump of the planet

Une étude dont les résultats ont été publiés en avril 2017 dans la revue Science Advances démontre qu’une grande partie du plastique déversé par notre société dans les océans de la planète termine sa course dans les eaux de l’Océan Arctique sous l’influence du puissant système de courants qui l’entraînent dans les mers à l’est du Groenland et au nord de la Scandinavie. L’étude a été réalisée par des chercheurs d’universités de huit pays: Danemark, France, Japon, Pays-Bas, Arabie saoudite, Espagne, Royaume-Uni et États-Unis.
En 2013, dans le cadre d’une circumnavigation de sept mois dans l’Océan Arctique, les scientifiques ont observé un grand nombre de petits morceaux de plastique dans les mers du Groenland et de Barents, là même où la branche terminale du Gulf Stream achemine les eaux de l’Atlantique vers le nord. Les chercheurs affirment que ce n’est que le début de la migration du plastique vers les eaux de l’Arctique car il n’y a qu’une soixantaine d’années que nous utilisons le plastique industriellement ; son utilisation et sa production n’ont fait qu’augmenter depuis. Les chercheurs estiment qu’environ 300 milliards de petits morceaux de plastique sont en suspension dans les eaux de l’Arctique en ce moment, et ils sont probablement en dessous de la vérité. Ils pensent qu’il y a encore davantage de plastique sur les fonds marins.
Plusieurs facteurs confirment l’idée que le plastique est entré dans les eaux de l’Arctique par l’intermédiaire des courants océaniques plutôt que par la pollution locale. Tout d’abord, l’Arctique a une très faible population qui ne contribue guère à la présence d’autant de déchets. Comme il faut beaucoup de temps au plastique pour parcourir le monde grâce aux courants océaniques, l’étude conclut que les déchets actuels proviennent en grande partie d’Amérique du Nord et d’Europe où ils ont été déversés dans l’Océan Atlantique. En outre, l’aspect altéré du plastique et la petite taille des morceaux laissent supposer qu’il a parcouru les mers pendant des décennies en se décomposant en cours de route. Les auteurs de l’étude n’ont pas trouvé beaucoup de plastique dans l’Océan Arctique au-delà des mers du Groenland et de Barents, ce qui confirme que les courants sont responsables de sa présence. Le plastique s’est accumulé là où les eaux atlantiques qui se dirigent vers le nord plongent dans les profondeurs de l’Arctique. Les mers du Groenland et de Barents contiennent 95 pour cent du plastique de l’Arctique. La mer de Barents est une zone de pêche importante pour le cabillaud, le haddock, le hareng et d’autres espèces. Une question cruciale sera de savoir dans quelles proportions le plastique affecte ces poissons.
Le système de circulation des eaux de l’Atlantique – responsable de ce transport du plastique – fait partie d’un système océanique « thermohalique » beaucoup plus vaste, basé sur la température et la teneur en sel des océans et dans lequel les eaux froides et salées plongent dans l’Atlantique Nord avant de revenir vers le sud à des profondeurs importantes.
Dans la mesure où notre société déverse actuellement 8 millions de tonnes de plastique dans l’océan chaque année, il est extrêmement important de comprendre comment les courants répartissent ce plastique à l’échelle de la planète. Dans des études scientifiques précédentes, les chercheurs ont constaté que le plastique se déplace lentement dans les océans du monde mais tend à s’attarder dans cinq courants océaniques circulaires dans les océans subtropicaux des hémisphères nord et sud. Un de ces courants se trouve dans l’Atlantique, et il se dirige vers l’Arctique !
Alors que l’Arctique devient de plus en plus accessible en raison de la fonte de la glace liée au changement climatique, on craint que davantage de plastique arrive dans cette région du globe en raison de l’ouverture de nouveaux couloirs de circulation pour les navires. On risque fort de trouver de plus en plus de plastique dans les courants de surface.
Source: The Washington Post.

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A study whose results were published in April 2017 in the journal Science Advances demonstrates that drifts of floating plastic that humans have dumped into the world’s oceans are flowing into the waters of the Arctic as a result of a powerful system of currents that deposits waste in the icy seas east of Greenland and north of Scandinavia. The study was performed by researchers from universities in eight nations: Denmark, France, Japan, the Netherlands, Saudi Arabia, Spain, the United Kingdom and the United States.

In 2013, as part of a seven-month circumnavigation of the Arctic Ocean, scientists documented a profusion of tiny pieces of plastic in the Greenland and Barents seas, where the final limb of the Gulf Stream system delivers Atlantic waters northward. The researchers say this is just the beginning of the plastic migration to Arctic water as it has only been about 60 years since we started using plastic industrially, and the usage and the production has been increasing ever since. So, most of the plastic that we have disposed in the ocean is still now in transit to the Arctic. The researchers estimate that about 300 billion pieces of tiny plastic are suspended in the Arctic waters right now, although the amount could be higher. And they think there is even more plastic on the seafloor.

Several factors support the idea that the plastic entered these waters via ocean currents rather than local pollution. First, the Arctic has a very small population that is unlikely to directly contribute so much waste. Because it takes such a long time for plastic to travel across the world in ocean currents, the study concludes that the current waste is largely the work of North Americans and Europeans, who dumped it in the Atlantic. Also, the aged and weathered state of the plastic, and the tiny size of the pieces found, suggested that it had travelled the seas for decades, breaking down along the way. The study didn’t find much plastic in the rest of the Arctic Ocean beyond the Greenland and Barents seas, also suggesting that currents were to blame. The plastic had accumulated where the northward-flowing Atlantic waters plunge into the Arctic depths. The Greenland and Barents seas contain 95 percent of the Arctic’s plastic. The Barents Sea happens to be a major fishery for cod, haddock, herring and other species. A key question will be how the plastic is affecting these animals.

The ocean circulation system in the Atlantic responsible for this plastic transport is part of a far larger « thermohaline » ocean system driven by the temperature and salt content of oceans. It is also often called an « overturning » circulation because cold, salty waters sink in the North Atlantic and travel back southward at deep ocean depths.

As humans now put 8 million tons of plastic in the ocean annually, learning how such currents affect the plastic’s global distribution is a key scientific focus. Researchers previously found that plastic slowly travels the world’s oceans but tends to linger in five circular ocean currents in the subtropical oceans in both the northern and southern hemispheres. One of those currents is located in the Atlantic, which then feeds the Arctic.

As the Arctic becomes more accessible because of ice melt linked to climate change, it is feared more plastic could wash in due to the opening of passageways for vessels and plastics in surface currents.

Source: The Washington Post.

Allons-nous continuer à souiller l’Arctique? (Photo: C. Grandpey)

Prévision et prévention volcaniques : Les défis de la communauté scientifique // Volcanic prevision and prevention : The challenges of the scientific community

Un rapport publié aux Etats-Unis par les Académies Nationales des Sciences, d’Ingénierie et de Médecine identifie de grands défis pour la communauté scientifique afin de mieux se préparer aux éruptions volcaniques
Malgré une meilleure compréhension des volcans, notre capacité à prévoir le moment, la durée, le type, la taille et les conséquences des éruptions volcaniques est limitée. Afin d’améliorer la prévision éruptive et sauver des vies, le rapport identifie les priorités de recherche pour un meilleur suivi des éruptions volcaniques et trois grands défis auxquels est confrontée la communauté volcanologique.
Le comité qui a mené l’étude a décrit les priorités de recherche dans des domaines tels que les processus qui gèrent le déplacement et le stockage du magma sous les volcans; comment les éruptions commencent, évoluent et finissent; comment un volcan entre en éruption; la prévision des éruptions; la transformation des paysages, des océans et de l’atmosphère face aux éruptions volcaniques; le comportement des volcans face aux changements à la surface de la Terre.
Sur la base de ces priorités de recherche, le comité a identifié trois grands défis majeurs pour faire progresser la science et le suivi des volcans:

Prévision de l’ampleur, de la durée et du risque induit par les éruptions en intégrant les observations avec des modèles.
Les prévisions actuelles sont basées sur la simple reconnaissance de données de surveillance volcanique. Ces approches ne sont pas toujours couronnées de succès parce que ces données de surveillance n’appréhendent pas la diversité des volcans ou leur évolution au fil du temps. Une approche basée sur des modèles de processus physiques et chimiques, s’appuyant sur le suivi des données de surveillance, comme cela se fait dans les prévisions météorologiques, pourrait améliorer la précision de la prévision éruptive. Une telle approche nécessite l’intégration de données et de méthodologies à partir de disciplines multiples.

Quantifier les cycles de vie des volcans et surmonter notre compréhension partielle actuelle.
La compréhension actuelle du cycle de vie d’un volcan est faussée car seulement un petit nombre de volcans sont étudiés. Une surveillance accrue depuis le sol, la mer et l’espace peut surmonter certaines de ces lacunes d’observation. L’amélioration des capacités de surveillance actuelles et la mise en place d’infrastructures permettant de rendre disponibles  les données historiques et de surveillance sont essentielles pour améliorer la compréhension des processus volcaniques et l’évaluation des risques volcaniques. Le comité a fait remarquer que des technologies innovantes telles que les capteurs peu coûteux, les drones et les nouvelles méthodes géochimiques micro-analytiques sont des outils prometteurs pour fournir de nouvelles connaissances sur l’activité volcanique.

Mettre en place une coordination au sein de la communauté volcanologique.
Près de 100 volcans entrent en éruption quelque part sur Terre chaque année. Le renforcement de la recherche pluridisciplinaire, de la recherche nationale et internationale, la mise en place de partenariats et de réseaux de formation peuvent aider la communauté scientifique à donner un nouvel élan aux progrès scientifiques résultant de l’étude des éruptions à travers le monde.

L’étude a été parrainée par la National Science Foundation, la NASA, l’USGS et les Académies Nationales des Sciences, d’Ingénierie et de Médecine. Le rapport complet peut être lu à cette adresse:
Http://www8.nationalacademies.org/onpinews/newsitem.aspx?RecordID=24650&_ga=1.36767842.396567824.1492636182

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A report published by the National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine identifies grand challenges for the scientific community to better prepare for volcanic eruptions

Despite broad understanding of volcanoes, our ability to predict the timing, duration, type, size, and consequences of volcanic eruptions is limited. To improve eruption forecasting and warnings to save lives, the report identifies research priorities for better monitoring of volcanic eruptions and three grand challenges facing the volcano science community.

The committee that conducted the study outlined several key questions and research priorities in areas such as the processes that move and store magma beneath volcanoes; how eruptions begin, evolve, and end; how a volcano erupts; forecasting eruptions; the response of landscapes, oceans, and the atmosphere to volcanic eruptions; and the response of volcanoes to changes on Earth’s surface.

Based on these research priorities, the committee identified three overarching grand challenges for advancing volcano science and monitoring:

Forecasting the size, duration, and hazard of eruptions by integrating observations with models

Current forecasts are based on recognizing patterns in monitoring data. These approaches have had mixed success because monitoring data do not capture the diversity of volcanoes or their evolution over time. An approach based on models of physical and chemical processes, informed by monitoring data, as is done in weather forecasting, could improve the accuracy of eruption forecasts. Such an approach requires integrating data and methodologies from multiple disciplines.

Quantifying the life cycles of volcanoes and overcoming our current biased understanding

Current understanding of a volcano’s life cycle is skewed because only a small number of volcanoes are studied. Extended monitoring from the ground, sea, and space can overcome some of these observational biases. Expanding and maintaining monitoring capabilities and supporting the infrastructure to make historical and monitoring data available are critical for advancing understanding of volcanic processes and assessing volcanic hazards. The committee noted that emerging technologies such as inexpensive sensors, drones, and new micro-analytical geochemical methods are promising tools to provide new insights into volcanic activity.

Building a coordinated volcano science community

Close to 100 volcanoes erupt somewhere on Earth each year. Strengthening multidisciplinary research, domestic and international research and monitoring partnerships, and training networks can help the research community maximize scientific advances that result from the study of eruptions around the world.

The study was sponsored by the National Science Foundation, NASA, the U.S. Geological Survey, and the National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. The whole report can be read at this address :

http://www8.nationalacademies.org/onpinews/newsitem.aspx?RecordID=24650&_ga=1.36767842.396567824.1492636182

Les volcans de l’arc des Aléoutiennes sont parmi les moins équipés et donc les plus difficiles à surveiller dans le monde (Source: AVO).

 

Les températures à la surface de la mer en 2016 // Sea surface temperatures in 2016

Au cours des derniers mois, on a beaucoup parlé d’El Niño et de son influence sur le climat de la planète. Une scientifique d’EUMETSAT – organisation européenne pour l’exploitation des satellites météorologiques – décrit à travers une animation les variations de température à la surface de la mer pendant l’année 2016. L’animation combine des données satellitaires fournies par le réseau géostationnaire de satellites et par les satellites en orbite polaire, ce qui couvre l’Europe, l’Amérique et le Japon.
L’animation montre l’évolution au cours de chaque mois de l’année, mettant en évidence des événements météorologiques spécifiques, les courants et les changements de températures dans différentes zones de la Terre, en particulier l’oscillation australe (ENSO) entre El Niño et La Niña.

https://youtu.be/thhFs8WYBrE

Comme je l’ai écrit précédemment, El Niño est un cycle naturel qui affecte les températures, les vents et la couverture nuageuse ​​de l’Océan Pacifique et qui influence le climat de la planète. Il se compose d’une bande d’eau chaude qui s’étend dans le Pacifique équatorial central et oriental. De son côté, La Niña est la phase froide qui fait suite à El Niño et génère des températures plus basses.
L’animation montre les changements de température et la façon dont l’énergie est répartie autour de notre globe, ce qui affecte le climat, les écosystèmes et toute notre vie quotidienne.
Source : EUMETSAT.

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There has been a lot of talk in recent months about El Niño and its influence on the world’s climate. A scientist at EUMETSAT – a European Organisation that processes weather satellite data – describes through an animation a year of sea surface temperature in 2016. The animation combines satellite data from both the geostationary ring of satellites and polar orbiting data including Europe, America, and Japan.

The animation goes through each month of the year, highlighting specific weather events, currents and changes in temperatures in different zones of the Earth focussing especially on El Niño–Southern Oscillation (ENSO) and La Niña.

https://youtu.be/thhFs8WYBrE

As I put it previously, El Niño is a natural cycle in Pacific Ocean temperatures, winds, and cloud that influences climate all around the planet. It consists of a band of warm water developing in the central and east-central equatorial Pacific. On the other hand, La Niña is the cool phase that follows El Niño, bringing colder temperatures.

The animation shows the changes in temperature and how energy is distributed and spreads around our globe, affecting the climate, ecosystem and all our daily lives.

Source : EUMETSAT.

Source: EUMETSAT

Le Parc du Pléistocène (Sibérie / Russie): Lutte contre la fonte du permafrost // Pleistocene Park (Siberia / Russia): To curb permafrost thawing

Comme je l’ai indiqué à plusieurs reprises, la fonte du permafrost dans l’Arctique a un effet pervers : elle libère du gaz carbonique et du méthane dans l’atmosphère, ce qui contribue à accroître l’effet de serre et la hausse des températures.

C’est dans le but de freiner la fonte du pergélisol qu’a été créé le Parc du Pléistocène au nord de la Sibérie, à 5 km de la ville de Chersky (Yakutia). Cette initiative majeure tente de restaurer l’écosystème de la steppe des mammouths qui prévalait dans l’Arctique à la fin du Pléistocène. L’initiative suppose le remplacement des écosystèmes nordiques improductifs actuels par des pâturages hautement productifs qui présentent à la fois une forte densité animale et un taux élevé de biorecyclage. Les expériences de réintroduction d’animaux ont commencé en 1988. Actuellement, le Parc du Pléistocène se compose d’une zone fermée de 16 kilomètres carrés qui abrite 5 espèces majeures d’herbivores: bisons, bœufs musqués, élans, chevaux et rennes.
Le Parc du Pléistocène est actuellement géré par Nikita Zimov, mais c’est son père, Sergey Zimov, qui a eu l’idée du Parc. Les Zimov introduisent des créatures adaptées au froid qui sont les descendants des animaux qui parcouraient la région pendant la dernière ère glaciaire qui s’est terminée il y a environ 11 500 ans. Au cours d’expéditions difficiles dans d’autres parties de la Russie, ils ont récupéré des rennes, des boeufs musqués, des chevaux, des bisons et des cervidés.
Quand ces animaux paissent dans la toundra en hiver, ils piétinent la neige et diminuent ses qualités isolantes. De cette façon, les Zimov veulent conserver le pergélisol en augmentant son exposition à l’air froid en hiver. Ils espèrent également que les grands herbivores s’attaqueront aux arbres, aux arbustes et à la mousse, restaurant ainsi l’écosystème de la steppe des mammouths.
La steppe des mammouths s’étendait autrefois dans le haut du globe et couvrait une grande partie de l’Alaska et du pont terrestre de la Béringie. Lorsque les mammouths ont disparu, la forêt boréale moderne est apparue avec sa relative pénurie d’animaux.
À partir des os datant de la dernière ère glaciaire mis à jour par l’érosion sur les berges de la rivière Kolyma, les Zimov estiment que 30 grands herbivores ont vécu sur chaque kilomètre carré de la steppe des mammouths pendant l’Age de Glace. C’est cette densité qu’ils essaient de reproduire dans le Parc du Pléistocène. Le rêve des Zimov est d’étendre leur projet à l’ensemble du Nord circumpolaire.
Un chercheur de l’Université de Fairbanks en Alaska se rend régulièrement dans le Parc du Pléistocène. Il travaille sur des équipements qui mesurent les émissions de gaz dans la toundra. Les résultats confirment qu’avec la fonte du pergélisol la toundra ajoute plus de dioxyde de carbone qu’elle en absorbe dans l’atmosphère.
Source: Alaska Dispatch News.

Voici l’adresse du site Internet du Park: http://www.pleistocenepark.ru/en/

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As I put it several times, the melting of the permafrost in the Arctic has a perverse effect: it releases carbon dioxide and methane into the atmosphere, which contributes to increasing the greenhouse effect and the temperatures.

It was in order to curb the thawing of the permafrost that Pleistocene Park was created. The site is located in the north of Siberia, 5 km from the town of Chersky (Yakutia). It is a major initiative that includes an attempt to restore the mammoth steppe ecosystem, which was dominant in the Arctic in the late Pleistocene. The initiative requires replacement of the current unproductive northern ecosystems by highly productive pastures which have both a high animal density and a high rate of biocycling. Experiments with animal reintroductions began in 1988. Currently, Pleistocene Park consists of an enclosed area of 16 square kilometres that is home to 5 major herbivore species: bison, musk ox, moose, horses and reindeer.

The Pleistocene Park project is led by Nikita Zimov. Its aim is to restore the northern ecosystem that existed at the time of the mammoths. His father, Sergey Zimov, envisioned and initiated Pleistocene Park. The Zimovs are bringing in large, cold-adapted creatures descended from those that roamed the landscape during the last ice age, which ended about 11,500 years ago. In adventurous missions to other parts of Russia, they have retrieved reindeer, musk oxen, horses, bison and elk.

As these animals graze the tundra in winter, they pack down snow and lessen its insulating qualities. In this way, the Zimovs want to preserve the permafrost by increasing its exposure to cold winter air. They also hope their large herbivores will trample trees, shrubs and moss, restoring the mammoth steppe ecosystem.

The mammoth steppe once extended across the top of the globe, covering much of Alaska and the Bering Land Bridge. When mammoths disappeared, the modern boreal forest and its relative paucity of animals emerged.

From ice-age bones they have found in eroding river bluffs, the Zimovs estimate 30 large grass-eaters roamed a typical square kilometre of the mammoth steppe during the ice age. This is the density they are trying to reproduce at Pleistocene Park. The Zimovs’ dream is an eventual expansion of their experiment across the circumpolar north.

An Alaskan researcher at UAF is regularly visiting Pleistocene Park. He works on tundra-gas measuring equipment that confirm that, with the thawing of the permafrost,  the tundra is now adding slightly more carbon dioxide to the atmosphere than it absorbs.

Source: Alaska Dispatch News.

Here is the address of the Park’s website: http://www.pleistocenepark.ru/en/

Source: Parc du Pléistocène

Le boeuf musqué fait parti des animaux introduits dans le Parc du Pléistocène.

(Photo: C. Grandpey)