Catégorie : Science

Groenland: Les secrets de la banquise // Greenland: The secrets of the ice

drapeau-francaisUne étude récente de l’Université York à Toronto (Canada), menée en collaboration avec l’Université de Zurich, explique qu’une base militaire américaine située sous la glace du Groenland a été abandonnée dans les années 1960. Le problème, c’est que le réchauffement climatique pourrait remobiliser des déchets dangereux qui étaient censés être enterrés à jamais sous la calotte glaciaire.
La base militaire ultra secrète de « Camp Century, » construite à l’intérieur de la calotte glaciaire du Groenland en 1959, a servi de site pour tester la faisabilité de bases de lancement de missiles nucléaires dans l’Arctique pendant la Guerre Froide. Quand la base a été désaffectée en 1967, son infrastructure et les déchets qui s’y trouvaient ont été abandonnés avec l’idée qu’ils seraient enfouis à jamais dans la neige et la glace de cette région du monde.
Malheureusement, le changement climatique a réchauffé l’Arctique plus que toute autre région de la planète. L’étude indique que la partie de la calotte glaciaire qui recouvre « Camp Century » pourrait commencer à fondre d’ici la fin du siècle. Si c’est le cas, l’infrastructure de la base, y compris les déchets biologiques, chimiques, et radioactifs, pourraient se répandre dans la nature et perturber les écosystèmes tout autour du site.
Dans leur étude, les chercheurs travaillé sur un inventaire des déchets abandonnés à « Camp Century » et les ont intégrés à des simulations de modèles climatiques pour déterminer s’ils resteraient intacts dans l’éventualité d’un réchauffement de l’Arctique. L’équipe scientifique a analysé les documents historiques de l’armée américaine pour déterminer où et à quelle profondeur les déchets avaient été enterrés et dans quelles proportions la calotte glaciaire a évolué depuis les années 1950.
Aujourd’hui, « Camp Century » se cache à une profondeur d’environ 35 mètres sous la glace et couvre une superficie de 55 hectares. Les chercheurs estiment que le site contient 200 000 litres de gas-oil. En se référant aux matériaux de construction utilisés dans l’Arctique à l’époque, les auteurs de l’étude pensent que le site contient des biphényles polychlorés (BPC) – interdits en France depuis 1987 car ce sont des polluants toxiques pour la santé humaine. Les chercheurs estiment également que le site dissimule 240 000 litres d’eaux usées, avec un volume inconnu de réfrigérant faiblement radioactif qui alimentait le générateur nucléaire utilisé pour produire de l’électricité.
En examinant les projections climatiques actuelles, les scientifiques ont conclu que les déchets ne resteraient pas enfouis éternellement dans la glace du Groenland; en effet, il semble probable que la glace du site aura disparu dès 2090. Une fois la fonte accomplie, ce sera juste une question de temps avant que les déchets fondent eux aussi et se répandent dans les écosystèmes marins.
Néanmoins, l’étude ne préconise pas une intervention immédiate pour dépolluer Camp Century. Les déchets sont enterrés sous des dizaines de mètres de glace et les opérations de nettoyage seraient coûteuses et techniquement difficiles. Les auteurs de l’étude conseillent d’attendre que la fonte de la couche de glace soit sur le point de mettre à jour les déchets avant de commencer la dépollution du site.
Source: Université de Zurich.

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drapeau-anglaisA new study at York University in Canada, conducted in collaboration with the University of Zurich, reveals that a military camp situated beneath the ice in Greenland was abandoned in the 1960s and that climate change could remobilize the abandoned hazardous waste believed to be buried forever beneath the Greenland Ice Sheet.

The U.S. military base “Camp Century,” built in the Greenland Ice Sheet in 1959, served as a top-secret site for testing the feasibility of nuclear missile launch sites in the Arctic during the Cold War. When the camp was decommissioned in 1967, its infrastructure and waste were abandoned under the assumption they would be entombed forever by perpetual snow and ice.

Unfortunately, climate change has warmed the Arctic more than any other region on Earth. The study indicates that the portion of the ice sheet covering “Camp Century” could start to melt by the end of the century. If it does, the camp’s infrastructure, including any remaining biological, chemical, and radioactive wastes, could re-enter the environment and potentially disrupt nearby ecosystems.

In the study, the researchers took an inventory of the wastes at “Camp Century” and ran climate model simulations to determine whether the waste would remain intact in a warming Arctic. The team analyzed historical U.S. army documents to determine where and how deep the material was buried and to what extent the ice cap has moved since the 1950s.

Today, “Camp Century” is hidden some 35 metres beneath the ice and covers 55 hectares. The researchers estimate the site contains 200,000 liters of diesel fuel. Based on building materials used in the Arctic at the time, the authors speculate the site contains polychlorinated biphenyls (PCBs), pollutants toxic to human health. They also estimate the site has 240,000 liters of waste water, including sewage, along with an unknown volume of low-level radioactive coolant from the nuclear generator used to produce power.

Looking at existing climate projections, the scientists determined the wastes would not remain encased in ice forever; indeed, it seems likely that the site could transition to net melt as early as 2090. Once the site transitions from net snowfall to net melt, it’s only a matter of time before the wastes melt out and are transported to the marine ecosystems.

Nevertheless, the study does not advocate immediate remediation activities at Camp Century. The waste is buried tens of metres below the ice and any cleanup activities would be costly and technically challenging. The authors say it is therefore advisable to wait until the ice sheet has melted down to almost expose the wastes before beginning site remediation.

Source : University of Zurich.

Camp-Century-Greenland-1959

Cette photo de l’armée américaine montre les tunnels de l’entrée NE de Camp Century au moment de sa construction en 1959.

 

Les effondrements de l’atmosphère de Io // Io’s atmospheric collapses

drapeau-francaisLes scientifiques viennent d’avoir la confirmation d’un phénomène qu’ils imaginaient depuis longtemps: Io, la lune active de Jupiter, a une atmosphère sujette à des effondrements. Les nouvelles images montrent que l’enveloppe de dioxyde de soufre (SO2) qui entoure Io se transforme en glace lorsque la lune pénètre quotidiennement dans l’ombre de sa planète et redevient gazeuse quand la lune émerge de cette zone d’ombre.
Io, cinquième lune de Jupiter, est le corps le plus volcanique du système solaire. Des panaches de SO2 sont émis par plusieurs volcans actifs ; ils montent jusqu’à 480 kilomètres au-dessus de la surface de la lune, avec une température atteignant 1650°C. En revanche, la surface de Io est particulièrement froide, surtout lorsque Jupiter bloque la lumière du soleil, ce qui provoque un effondrement atmosphérique.
Selon un chercheur, « si les volcans hyperactifs de Io sont la source du dioxyde de soufre, c’est la lumière du soleil qui contrôle la pression atmosphérique sur une base quotidienne en contrôlant la température de la glace à la surface. »
Les chercheurs ont utilisé le télescope Gemini Nord sur le Mauna Kea à Hawaii, avec son spectrographe Texas Echelon Cross Echelle (TEXES), pour observer Io lors de son passage dans et hors de l’ombre de Jupiter pendant deux nuits différentes. A l’époque, Io se trouvait à plus de 675 millions de kilomètres de la Terre.
Avec la lumière du soleil, la température moyenne de la surface de Io avoisine moins 150°C, mais une fois que la lune passe dans l’ombre de Jupiter, la température tombe à moins 168°C. N’étant plus chauffée par le soleil, l’atmosphère de SO2 gèle et se transforme en glace à la surface de la lune.
Io quitte l’ombre de Jupiter après 1,7 jours terrestres, ce qui équivaut à 2 heures de la journée de Io. La glace du SO2 se sublime alors et absorbe l’atmosphère à nouveau quand la lune pénètre dans la lumière du soleil.
Selon les chercheurs, la compréhension de Io est essentielle à la compréhension de l’environnement de Jupiter où la sonde Juno, envoyée par la NASA, est arrivée le 4 juillet dernier. Io émet des gaz qui finissent par se répandre dans le système de Jupiter, ce qui contribue à la formation des aurores observées sur les pôles de la planète (voir ma note du 9 mai 2015). Comprendre comment les émissions de Io sont contrôlées permettra d’obtenir une meilleure image du système de Jupiter.
Source: Scientific American.

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drapeau-anglaisScientists have just had the confirmation of a phenomenon they had imagined for a long time : Jupiter’s active moon Io has a collapsible atmosphere. New views show the satellite’s shroud of sulphur dioxide (SO2) freezing when Io enters its planet’s shadow each day and converting back to gas when the moon emerges.

Io, Jupiter’s fifth moon, is the solar system’s most volcanically active body. Plumes of SO2 are emitted by multiple active volcanoes, reaching up to 480 kilometres above the moon’s surface with a temperature reaching 1,650°C. Io’s surface, on the other hand, is frigidly cold, and gets even colder when Jupiter blocks out the sun, which prompts an atmospheric collapse.

According to one researcher, « though Io’s hyperactive volcanoes are the ultimate source of the sulphur dioxide, sunlight controls the atmospheric pressure on a daily basis by controlling the temperature of the ice on the surface. »  .

The researchers used the Gemini North telescope in Hawaii and the Texas Echelon Cross Echelle Spectrograph (TEXES) to watch Io cross into and out of Jupiter’s shadow on two different nights. At the time, Io was more than 675 million kilometres from Earth.

In sunlight, Io’s surface averages out to minus 150°C, but once the moon passes into Jupiter’s shadow, that temperature drops to minus 168°C. No longer warmed by the sun, the SO2 atmosphere freezes and turns to frost on the moon’s surface.

Io leaves Jupiter’s shadow after 1.7 Earth days, which is 2 hours of Io’s day, and the SO2 sublimates and pumps up the atmosphere once again when the moon re-enters sunlight.

According to researchers, understanding Io is key to understanding the environment around Jupiter, where NASA’s Juno spacecraft arrived July 4th. Io spews out gases that eventually fill the Jupiter system, ultimately seeding some of the auroral features seen at Jupiter’s poles (see my note of May 9th 2015). Understanding how these emissions from Io are controlled will help paint a better picture of the Jupiter system.

Source: Scientific American.

IO 2

Source: NASA.

La surveillance de l’Hekla (Islande) // The monitoring of Mt Hekla (Iceland)

drapeau francaisL’Hekla est l’un des volcans les plus actifs d’Islande. Au cours du dernier millénaire, il est entré en éruption à 23 reprises. L’éruption la plus récente a eu lieu en février 2000, avec l’émission d’un panache de cendre, de gaz et de vapeur d’eau jusqu’à 10-12 km de hauteur pendant environ deux heures. L’éruption majeure la plus récente s’est produite en 1947 ; elle a généré un panache qui est monté à une trentaine de kilomètres dans la stratosphère. Selon les conditions météorologiques au moment de l’éruption, les nuages de cendre peuvent monter à une altitude élevée et affecter le trafic aérien international.
Depuis 1970, l’Hekla est entré en éruption à peu près tous les 10 ans (1970, 1980-1981, 1991 et 2000). C’est la raison pour laquelle le volcan est aujourd’hui considéré comme «en retard», vu que la dernière éruption a eu lieu il y a plus de 16 ans. Il convient toutefois de remarquer qu’avant 1970, l’Hekla se manifestait moins fréquemment, avec des périodes de repos allant jusqu’à 120 ans. Comme je l’ai écrit précédemment, j’ai de grands doutes quant à l’activité cyclique d’un volcan. S’agissant de l’Hekla, un laps de temps de 30 ans est loin d’être suffisant pour décider qu’un volcan a un cycle éruptif.

Le Met Office islandais (IMO) est en charge de la surveillance de l’Hekla. Depuis le début de la surveillance instrumentale du volcan dans les années 1970, les signaux pré-éruptifs ont été détectés seulement quelques dizaines de minutes avant le démarrage d’une éruption. De gros efforts sont faits pour mettre en place un réseau de surveillance efficace sur et autour du volcan afin de détecter les premiers signaux éruptifs. Le but est d’optimiser l’observation et l’interprétation des signaux disponibles et de donner, en temps opportun, des informations sur l’activité volcanique. Comme en 1991 et 2000, la prochaine éruption de l’Hekla sera probablement précédée d’un épisode mesurable d’ascension du magma vers la surface. Les séismes qui accompagnent cette ascension du magma peuvent et doivent être détectés en temps quasi réel. Le réseau sismique a été amélioré en 2012 avec l’installation de deux sismomètres temporaires à large bande à 11 km du volcan; ils viennent s’ajouter au réseau permanent. Le réseau sismique actuel est capable de détecter des séismes beaucoup plus faibles que ceux détectés automatiquement avant l’éruption de l’an 2000; de plus, il devrait pouvoir localiser ces événements avec plus de précision.
Une augmentation de l’activité sismique de l’Hekla entraînerait automatiquement l’apparition de signaux radio dans la salle de contrôle de l’IMO à Reykjavík, qui est opérationnelle 24 heures sur 24, tous les jours de l’année. Le système d’alerte, utilisé pour toutes les régions d’Islande, est basée sur la magnitude et le nombre de séismes, ainsi que sur l’énergie libérée, en fonction de seuils prédéfinis. En plus de l’alerte audio, une alerte est envoyée par sms au personnel de surveillance de l’IMO et aux autorités de la protection civile. Le tremor éruptif est également surveillé et une alerte est transmise chaque fois que le tremor enregistré à l’une des stations dépasse un seuil qui pourrait indiquer une éruption à court terme.
Trois paramètres principaux sont actuellement contrôlés par l’IMO: sismicité, déformation de surface, et émissions de gaz. Les plupart des mesures de déformation récentes montrent une tendance globale d’inflation sur le long terme. Le niveau de l’éruption de l’an 2000 a même été dépassé à certains moments entre 2007 et 2009.
Les mesures de gaz n’ont révélé aucune concentration détectable de SO2 sur l’Hekla depuis le début des mesures en 2014.
Il est clair que, depuis l’éruption de l’an 2000, d’importantes améliorations ont été apportées aux réseaux de surveillance du volcan. Toutefois, en raison des conditions environnementales difficiles, ainsi que des problèmes pouvant survenir lors du transfert et du traitement des données, une prévision précise à court terme ne peut pas être garantie. La prochaine éruption de l’Hekla pourrait se produire avec peu ou pas de préavis, en dépit de tous les systèmes de surveillance et d’alerte actuellement opérationnels. Compte tenu de l’amélioration des capacités de surveillance, et en se référant au comportement de l’Hekla en 1991 et 2000, l’imprévisibilité du volcan est telle que l’IMO pourrait disposer de moins d’une heure pour la mise en place des alertes dans des conditions optimales.
Source: Icelandic Met Office

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drapeau anglaisMount Hekla is one of the most active volcanoes in Iceland. During the last millennium, it has erupted 23 times. The most recent eruption was in February 2000, when the volcano emitted a 10 to 12-km-high plume of ash, gas and water vapour that lasted a couple of hours. The most recent major eruption of Hekla in 1947 generated a plume that rose to about 30 km in the stratosphere. Depending on weather conditions at the time of the eruption, the ash clouds can rise to high elevation and affect international air travel.

Since 1970, Mt Hekla has erupted roughly every 10 years (1970, 1980-81, 1991 and 2000). This is one reason why the volcano is now considered to be ‘overdue’, as the last eruption occurred more than 16 years ago. However, it should be noted that before 1970, Hekla erupted less frequently, with repose intervals up to 120 years in past centuries. This is the reason why – as I put it previously – I have great doubts about the cyclical activity of this volcano. Besides, a time span of 30 years is by no means sufficient to decide that a volcano has an eruptive cycle.

The Icelandic Met Office (IMO) is in charge of the monitoring of Mt Hekla. Since instrumental monitoring of the volcano began in the 1970s, pre-eruptive signals have been detected only tens of minutes before an eruption commenced. Great efforts are made to expand a robust monitoring network on and around the volcano for the purpose of detecting precursory eruptive signals. The goal is to optimize the observation and interpretation of the available signals to allow a timely warning about volcanic activity. As in 1991 and 2000, the next eruption of Hekla should be preceded by the measurable propagation of magma towards the Earth’s surface. Earthquakes accompanying the ascent of magma should be detected in near-real-time. The seismic network was improved in 2012 with the installation of two temporary broadband seismometers within 11 km of the volcano; they were added to the permanent network. The present network is able to detect much smaller earthquakes than would have been detected automatically immediately before the 2000 eruption; moreover, their location and accuracy is expected to be greatly improved.

Increased earthquake activity at Hekla results in an automated audio warning in IMO’s monitoring room in Reykjavík, which is staffed around the clock every day of the year. The warning system, which is used for all regions in Iceland, is based on earthquake size, earthquake rate and energy release relative to predefined thresholds. In addition to an audio alert for Hekla, an SMS alert is sent to IMO monitoring coordinators and Civil Protection authorities. Seismic tremor is also monitored and a warning is issued every time the tremor at any station exceeds a threshold which might indicate an eruption in the short term.

Three main parameters are currently monitored by IMO: seismicity, surface deformation, and gas emissions. The most recent deformation measurements show a broadly constant, long-term inflation trend signal. The 2000 eruption level was exceeded sometime between 2007 and 2009.

Gas measurements have seen no detectable concentrations of SO2 at Mt Hekla since measurements began in 2014.

It is clear that since the 2000 eruption of Hekla, significant improvements have been made to IMO’s monitoring networks around the volcano. However, due to harsh environmental conditions around the volcano, together with the potential for data-transfer and handling problems, a definite, short-term forecast cannot be guaranteed. The next eruption of Mt Hekla could occur with little or no forewarning, despite having all monitoring and warning systems fully functional. Taking into account IMO’s improved monitoring capabilities, and based on the behaviour of Hekla in 1991 and 2000, the unpredictability of the volcano is such that the warning-time under optimal conditions could be less than an hour.

Source : Icelandic Met Office.

Hekla-blog

Crédit photo: Wikipedia.

Hekla tilt

Graphique montrant l’évolution de la déformation de l’Hekla entre 1985 et aujourd’hui. On remarquera la déflation de l’édifice qui a accompagné les éruptions de 1991 et 2000 lorsque le magma s’est évacué. Le tilt présente une hausse globale depuis 2000 et a même dépassé le niveau d’avant cette dernière manifestation du volcan. (Source: Icelandic Met Office)

Toujours plus chaud! // Warmer and warmer!

drapeau-francaisLes dernières informations diffusées par la NASA montrent que les températures à la surface de la Terre et la surface occupée par la glace de mer dans l’Arctique au cours du premier semestre 2016 ont établi de nouveaux records qui confirment la tendance des dernières décennies. La NASA indique que la période comprise entre janvier et juin 2016 a été le semestre le plus chaud jamais enregistré, avec 1,3°C de plus que le précédent record établi en 1880.
En outre, cinq mois de l’année sur six ont établi un nouveau record concernant l’étendue minimale de glace de mer depuis 1979. Seul le mois de mars échappe à la tendance. Les scientifiques soulignent qu’il est important de constater que la tendance actuelle observée au niveau des températures et de l’étendue de la glace de mer font confirme une évolution qui existe depuis plusieurs décennies et qui est due à des concentrations de plus en plus élevées de gaz à effet de serre.
La couverture de glace de mer au maximum de la saison de fonte pendant l’été est actuellement de 40% inférieure à ce qu’elle était à la fin des années 1970 et au début des années 1980, alors qu’en septembre, le minimum saisonnier connaît une baisse de 13,4% par décennie.
En 2016, même avec El Niño qui touchait à son terme, les températures mondiales ont atteint leur plus haut niveau et la tendance mondiale est même dépassée par le réchauffement de l’Arctique où les températures au cours des six derniers mois ont été extrêmes en certains endroits. Cette chaleur, ainsi que des conditions météorologiques inhabituelles, expliquent la faible étendue occupée par la glace de mer jusqu’à présent cette année.
En 2016, les scientifiques de la NASA ont commencé une étude, prévue pour durer près de dix ans, des écosystèmes arctiques en Alaska et au Canada. Baptisée Arctic-Boreal Vulnerability Experiment (ABoVE), cette étude doit étudier comment les forêts, le pergélisol et d’autres écosystèmes réagissent à la hausse des températures dans l’Arctique où le changement climatique évolue plus rapidement que partout ailleurs sur la planète.
Source: NASA / Goddard Institute for Space Studies.

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drapeau-anglaisAccording to NASA’s latest estimates, the global surface temperatures and Arctic sea ice extent during the first half of 2016 set new records and are continuing trends of change observed over the last few decades. The administration has confirmed that the period between January and June 2016 was the warmest six months period recorded so far, 1.3°C higher than the previous record reported in 1880.

Moreover, five months of the year have set a new record for the lowest monthly Arctic sea ice extent since 1979 with the only exception of March. Scientists emphasize that it is important to see that the current trends observed in the global temperature and sea ice extent continue decades-long trends of change, driven by increasing concentrations of greenhouse gases.

The sea ice cover at the peak of the summer melt season is currently at 40% less than during the late 1970s and early 1980s while in September, the seasonal minimum is declining at a rate of 13.4% per decade.

In 2016, even with El Niño season ending, the global temperatures have risen to the highest levels, and the global trend is outpaced by the regional Arctic warming where temperatures over the past six months have been extreme. This warmth, as well as unusual weather patterns, has led to the record low sea ice extents so far this year.

This year, NASA’s scientists have begun an almost decade-long field study of Arctic ecosystems based in Alaska and Canada. The Arctic-Boreal Vulnerability Experiment (ABoVE) is planned to explore how forests, permafrost, and other ecosystems respond to increasing temperatures in the Arctic, where climate change is unfolding faster than anywhere else on the planet.

Source : NASA / Goddard Institute for Space Studies.

Temperatures

Courbe montrant l’évolution des températures moyennes à la surface de la Terre, pour la période janvier-juin, entre 1880 et 2016 (Source : NASA / Goddard Institute for Space Studies).