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L’avenir du permafrost en Alaska // The future of Alaska’s permafrost

Comme je l’ai écrit à plusieurs reprises sur ce blog, le permafrost (ou pergélisol) fond à une vitesse incroyable dans l’Arctique, avec des conséquences importantes pour l’environnement. Un article récemment publié dans le New York Times apporte plus de détails sur le phénomène.
L’Arctique se réchauffe environ deux fois plus vite que d’autres parties de la planète, et la hausse des températures est fortement ressentie en Alaska. La glace de mer et certains biotopes disparaissent; la hausse du niveau de la mer menace les villages côtiers. Pour les scientifiques du Woods Hole Research Center qui sont allés en Alaska étudier les effets du changement climatique, le problème le plus sérieux réside dans la fonte du permafrost.
Logé entre quelques dizaines de centimètres et quelques mètres sous la surface, le permafrost contient de grandes quantités de carbone dans la matière organique ; ce sont des plantes qui ont absorbé du dioxyde de carbone de l’atmosphère il y a des siècles, sont mortes et ont gelé avant de pouvoir se décomposer. Sur la planète, on pense que le permafrost contient aujourd’hui deux fois plus de carbone que l’atmosphère. Une fois que cette matière organique décongèle, les microbes en transforment une partie en dioxyde de carbone et en méthane qui peuvent passer dans l’atmosphère et accélérer son réchauffement.
En juillet 2017, les scientifiques du Woods Hole Research Center ont installé une station temporaire au bord d’un lac à 90 km au nord-ouest de Bethel, une ville située près de la côte ouest de l’Alaska, à environ 640 km d’Anchorage. Ils ont prélevé des carottes de permafrost, ainsi que des échantillons de sédiments et d’eau et enfoncé des sondes thermiques dans le sol gelé. Plus tard, dans le laboratoire de l’institution, ils ont entrepris le processus d’analyse des échantillons pour déterminer la teneur en carbone et en nutriments. L’objectif est de mieux comprendre comment la fonte du permafrost affecte le paysage et, en fin de compte, quelle quantité de gaz à effet de serre est évacuée dans l’atmosphère.
Même dans le nord de l’Alaska où le climat est plus froid et où le permafrost dans la région de North Slope descend à plus de 600 mètres sous la surface, les scientifiques voient des changements importants. La température à deux mètres de profondeur a augmenté de 3 degrés Celsius au cours des dernières décennies. Les changements à la surface ont été encore plus importants. Sur l’un des sites de mesures, la température du permafrost en surface est passée de moins 8 degrés Celsius à moins 3. A ce rythme, cette température deviendra positive vers le milieu du siècle. En plus des émissions de gaz à effet de serre, la fonte du permafrost a une incidence sur les infrastructures et provoque des affaissements de terrain lorsque la glace perd de son volume en fondant. J’ai précédemment donné l’exemple de la rue principale de Bethel, une agglomération où les bâtiments s’enfoncent et se fissurent.
La fonte du permafrost est un processus graduel. Le sol est totalement gelé en hiver et commence à décongeler de haut en bas lorsque la température de l’air augmente au printemps. À mesure que les températures moyennes augmentent, cette couche décongelée ou active en subit les effets en profondeur. Les chercheurs s’intéressent à la manière dont les feux de forêt affectent le permafrost. Comme les incendies font disparaître en surface une partie de la végétation qui agit comme un isolant, on pense que le feu et la combustion qu’il entraîne peuvent accélérer la fonte du pergélisol.
La fonte du permafrost sous un lac ou en bordure de celui-ci peut provoquer l’évacuation de l’eau, un peu comme une baignoire qui fuit. Cette fonte peut aussi entraîner des variations de niveau du sol, ce qui peut entraîner des changements dans l’écoulement de l’eau ; ainsi, certaines parties de la toundra peuvent s’assécher et d’autres être transformées en tourbières. Au-delà des effets sur la vie végétale et animale, les changements apportés au paysage peuvent avoir un impact important sur le changement climatique en modifiant la quantité de dioxyde de carbone et de méthane qui est émise. Bien que le méthane ne persiste pas dans l’atmosphère aussi longtemps que le dioxyde de carbone, il a une capacité de piégeage thermique beaucoup plus grande et peut contribuer à un réchauffement plus rapide. Si le permafrost en décomposition est humide, il y aura moins d’oxygène disponible pour les microbes, de sorte qu’ils produiront plus de méthane. Si le pergélisol est sec, la décomposition entraînera plus de dioxyde de carbone.
Les estimations varient en ce qui concerne la quantité de carbone émise lors de la fonte du permafrost dans le monde, mais on estime que les émissions d’ici la fin du siècle pourraient atteindre environ 1,5 milliard de tonnes par an, soit environ les émissions annuelles actuelles provenant de combustibles fossiles aux États-Unis.
La hausse des émissions de carbone dans la toundra de l’Alaska est tenue pour responsable de la hausse des températures et de la fonte du permafrost. Dans une étude publiée au début de cette année, les chercheurs ont constaté que la décomposition bactérienne du permafrost décongelé, ainsi que le dioxyde de carbone produit par la végétation vivante, se poursuit plus tard dans l’automne parce que le gel en surface est retardé. Selon les chercheurs, la hausse des émissions de CO2 a été si importante que l’Alaska pourrait passer du stade de simple réserve à celui de véritable source de carbone.
Source: The New York Times.

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As I put it several times in this blog, permafrost is thawing at an incredible speed in the Arctic, with significant consequences for the environment. An article recently published in The New York Times brings more details about the phenomenon.

The Arctic is warming about twice as fast as other parts of the planet, and even in sub-Arctic Alaska the rate of warming is high. Sea ice and wildlife habitat are disappearing; higher sea levels threaten coastal native villages. To the scientists from Woods Hole Research Center who have gone to Alaska to study the effects of climate change, the most urgent is the fate of permafrost.

Starting just a few tens of centimetres below the surface and extending a few metres down, it contains vast amounts of carbon in organic matter, plants that took carbon dioxide from the atmosphere centuries ago, died and froze before they could decompose. Worldwide, permafrost is thought to contain about twice as much carbon as is currently in the atmosphere. Once this ancient organic material thaws, microbes convert some of it to carbon dioxide and methane, which can flow into the atmosphere and cause more warming.

In July, Woods Hole scientists set up a temporary field station on a lake 90 km northwest of Bethel, a city located near the west coast of Alaska, approximately 640 km from Anchorage. They drilled permafrost cores, took other sediment and water samples and embedded temperature probes in the frozen ground. Later, back in the lab at Woods Hole, they began the process of analyzing the samples for carbon content and nutrients. The goal is to better understand how thawing permafrost affects the landscape and, ultimately, how much and what mix of greenhouse gases is released.

Even in colder northern Alaska, where permafrost in some parts of the North Slope extends more than 600 metres below the surface, scientists are seeing stark changes. Temperatures at a depth of 2 metres have risen by 3 degrees Celsius over decades. Near-surface changes have been even greater. At one northern site, permafrost temperatures at shallow depths have climbed from minus 8 degrees Celsius to minus 3. If emissions and warming continue at the same rate, near-surface temperatures will rise above freezing around the middle of the century. In addition to greenhouse-gas emissions, thawing wreaks havoc on infrastructure, causing slumping of land when ice loses volume as it melts. I previously gave the example of the main road in Bethel where building foundations move and crack.

The thawing of permafrost is a gradual process. Ground is fully frozen in winter, and begins to thaw from the top down as air temperatures rise in spring. As average temperatures increase, this thawed, or active, layer can increase in depth. The researchers are especially interested in how wildfires affect the permafrost. Because burning removes some of the vegetation that acts as insulation, the theory is that burning should cause permafrost to thaw more.

Thawing permafrost underneath or at the edge of a lake can cause it to drain like a leaky bathtub. Thawing elsewhere can bring about small elevation changes that can in turn lead to changes in water flow through the landscape, drying out some parts of the tundra and turning others into bogs. Beyond the local effects on plant and animal life, the landscape changes can have an important climate change impact, by altering the mix of carbon dioxide and methane that is emitted. Although methane does not persist in the atmosphere for as long as carbon dioxide, it has a far greater heat-trapping ability and can contribute to more rapid warming. If the decomposing permafrost is wet, there will be less oxygen available to microbes, so they will produce more methane. If the permafrost is dry, the decomposition will lead to more carbon dioxide.

Estimates vary on how much carbon is released from thawing permafrost worldwide, but by one calculation emissions over the rest of the century could average about 1.5 billion tons a year, or about the same as current annual emissions from fossil-fuel burning in the United States.

Already, thawing permafrost and warmer temperatures are being blamed for rising carbon emissions in the Alaskan tundra. In a study earlier this year, researchers found that bacterial decomposition of thawed permafrost, as well as carbon dioxide produced by living vegetation, continues later into the fall because freezing of the surface is delayed. The rise in emissions has been so significant, the researchers found, that Alaska may be shifting from a sink, or storehouse, of carbon, to a net source.

Source: The New York Times.

Carte montrant (en bleu) l’étendue du permafrost en Alaska en 2010

Projection montrant (en orange) la perte probable de permafrost en 2050

 (Source : Woods Hole Research Center)

Petite éruption du Bogoslof (Alaska) // Minor eruption of Bogoslof Volcano (Alaska)

L’AVO indique qu’une éruption d’une durée de 4 minutes s’est produite sur le Bogoslof le 26 août à 16h29 (heure locale – 00:29 le 27 août TU). Aucune sismicité n’a été détectée depuis les îles voisines depuis cet événement qui n’a provoqué aucun éclair. Les images satellites ne montrent pas d’autre émission de cendre. Le nuage éruptif s’est élevé à 7 200 mètres d’altitude. L’AVO ajoute que le Bogoslof reste très actif et que d’autres éruptions peuvent se produire sans prévenir.

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AVO indicates that a 4-minute eruption occurred at Bogoslof Volcano on August 26th at 16:29 (local time – 00:29 on August 27th UTC). Seismicity as detected on neighbouring islands has been quiet since this event during which no lightning has been detected. Satellite images show no additional emission from the volcano.The cloud produced by the eruption rose to as high as 7,200 metre a.s.l. AVO adds that Bogoslof volcano remains at a heightened state of unrest and additional explosions producing high-altitude volcanic clouds could occur at any time.

Vue du Bogoslof le 15 août 2017 – Crédit photo: Janet Schaefer (USGS / AVO)

Nouveaux records de température en Alaska // New record-high temperatures in Alaska

Les services météorologiques de l’Alaska indiquent qu’un système de hautes pressions établi dans le sud-est de l’Alaska a permis d’enregistrer de nouveaux records de température le samedi 5 août 2017.
Ainsi, à Skagway le mercure a atteint 33,8°C, la plus haute température jamais enregistrée dans cette ville qui se trouve juste à l’ouest de la frontière canadienne. Le minimum ce même jour a été de 12,7 ° C. La température moyenne en août à Skagway est de 23,3°C. Le record précédent était de 33,3°C. Le record précédent pour un 5 août était de 26,6°C.
Des records de 31,1°C, 30,5°C et 30°C ont également été établis le 5 août à Haines, Hyder et Annette Island.
L’aéroport de Juneau et la vallée de Mendenhall ont enregistré une température record de 27,2°C. De telles températures vont sans aucun doute accélérer la fonte du glacier Mendenhall.

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La ville de Skagway a joué un rôle stratégique majeur dans les années 1880 au moment de la Ruée vers l’Or, surtout après la découverte d’importants dépôts le long de la rivière Klondike. Les articles de journaux relatant la découverte de l’or engendrèrent une hystérie collective et beaucoup quittèrent leurs emplois pour partir vers le Klondike en tant que prospecteurs.

La plupart rejoignirent les champs aurifères par les ports de Dyea et de Skagway, avant de franchir la chaîne côtière par le White Pass et le Chilkoot Pass et de descendre les cours d’eau jusqu’au Klondike.

Le gouvernement canadien imposa à chaque prospecteur d’emporter de quoi manger pendant un an et la plupart transportaient seuls leur équipement dont le total atteignait fréquemment la tonne. Le terrain montagneux et le climat glacial firent que ceux qui n’abandonnèrent pas ou ne périrent pas durant le voyage n’arrivèrent qu’à l’été 1898. Une fois sur place, les meilleures concessions avaient été prises et beaucoup quittèrent la région.

Les dépôts d’or étaient riches mais inégalement répartis et leur extraction était rendue difficile par le pergélisol qui ne fondait pas à cette époque. Des villes champignons poussèrent le long des pistes menant à Dawson City fondée au confluent de la rivière Klondike avec le fleuve Yukon à proximité du lieu de la première découverte. La population de la ville passa de 500 habitants en 1896 à 30 000 à l’été 1898. Aujourd’hui, elle ne compte que 1300 âmes. On en recense environ 800 à Skagway, mais beaucoup plus lorsque les bateaux de croisière y font escale. Il est très intéressant de visiter la région où l’on trouve de nombreuses traces de la Ruée vers l’Or. Le trajet en train le long du White Pass est extraordinaire et la visite des cimetières met en évidence la rudesse de la vie au cours des années 1890.

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The National Weather Service indicates that a high-pressure system in Southeast Alaska broke or tied many high temperature records on Saturday, August 5th, 2017.

Skagway set an all-time record high temperature of 33.8°C. The town, which lies just west of the Canadian border, saw a low of 12.7°C on the same day; its average temperature in August is 23.3°C. Skagway’s previous record was 33.3°C. The previous daily high record for August 5th was 26.6°C.

Daily records of 31.1°C, 30.5°C and 30°C were set in Haines, Hyder and Annette Island, respectively.

The Juneau International Airport and the Mendenhall Valley recorded a daily record of 27.2°C. Such high temperatures will no doubt accelerate the melting of the Mendenhall Glacier.

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 Skagway played a major strategic role in the 1880s at the time of the Gold Rush, especially after the discovery of important deposits along the Klondike River. Newspaper articles about the discovery of gold led to a collective hysteria and many left their jobs to go to the Klondike as prospectors.
Most joined the gold fields through the ports of Dyea and Skagway before crossing the coastal mountain range through the White Pass and Chilkoot Pass and down the streams to the Klondike.
The Government of Canada compelled each prospector to carry food for one year, and most prospectors carried their own equipment which frequently weighed a tonne. Because of thehe mountainous terrain and the very cold climate, those who did not abandon or perish during the journey arrived in the summer of 1898. The best claims were oalradu occupied and many left the region.
The gold deposits were rich but unevenly distributed and their extraction was made difficult by the permafrost which was not melting at that time. Mushroom towns grew along the trails leading to Dawson City founded at the confluence of the Klondike River with the Yukon River near the site of the first discovery. The population of the city rose from 500 inhabitants in 1896 to 30 000 in the summer of 1898. Today it has a population of 1300. There are about 800 inhabitants in Skagway, but many more when cruise ships stop there. It is very interesting to visit the region where there are many traces of the Gold Rush. The train ride along the White Pass is extraordinary and the visit to the cemeteries highlights the harshness of life in the 1890s.

Le site de Dyea a été abandonné par les prospecteurs….

L’ascension du White Pass et du Chilkoot Pass était très difficile et périlleuse….

Tous ne sont pas arrivés à destination, victimes du froid, d’avalanches …ou d’autres prospecteurs…

Aujourd’hui, Skagway attire surtout les touristes…

Le train fait escalader le White Pass plus facilement qu’autrefois….

Dawson City accueille toujours des prospecteurs espérant faire fortune…

L’or est omniprésent dans la région….

Les récits de Jack London occupent tous les esprits…

Photos: C. Grandpey

La fonte des glaciers d’Alaska (suite) // The melting of Alaskan glaciers (continued)

A l’intérieur du Kenai Fjords National Park dans le sud de l’Alaska, le glacier Exit est l’un des plus populaires de cet Etat. C’est l’un des plus accessibles, mais aussi l’un de ceux qui reculent le plus vite.
Sur le chemin qui conduit au pied du glacier, on peut voir des panneaux montrant 195 années de recul de la masse de glace. Lorsque j’ai visité le glacier en 2013, ces panneaux ont fait ressurgir dans ma mémoire ceux qui jalonnent l’accès au Glacier Athabasca au Canada ou à la Mer de Glace en France. Là aussi, le recul est impressionnant. A l’extrémité du sentier de l’Exit Glacier, le dernier panneau indique l’année 2010. On se trouve alors devant un vaste espace montrant à quel point le glacier a continué à reculer vers le haut de la vallée.
Le recul au cours de l’été 2016 a été de 76 mètres. C’est le plus important jamais enregistré au cours d’un seul été. Le 1er octobre de cette même année, les mesures effectuées par le National Park Service ont indiqué un recul de 88 mètres.
L’Exit Glacier est une langue de glace en provenance de l’Harding Icefield qui est beaucoup plus grand. Bien qu’il soit petit (36 kilomètres carrés), l’Exit Glacier est très populaire et symbolise le changement climatique. Il a été visité par le président Barack Obama lors de son voyage en Alaska en 2015.
D’autres glaciers d’Alaska reculent eux aussi de façon spectaculaire. C’est le cas du Mendenhall, près de Juneau. Les images d’archives exposées au Visitor Center montrent l’étendue du désastre.  Le Columbia, que j’ai visité à deux reprises dans le Prince William Sound, est l’un des glaciers les mieux étudiés au monde. Son recul l’a fait se diviser en deux branches, avec une glace moins épaisse qu’auparavant. Le glacier d’Eklutna, source de l’eau potable pour la ville d’Anchorage, est l’un des glaciers du Chugach State Park. Lui aussi est étroitement contrôlé, mais il perd une quantité importante de glace chaque année. Le glacier de Portage, à 80 kilomètres d’Anchorage, reste une destination touristique, même si les visiteurs doivent maintenant prendre un bateau et traverser le lac Portage pour atteindre le front du glacier.
L’Exit Glacier, qui a reçu 181 500 visiteurs en 2016, n’est pas le seul glacier de montagne de l’Alaska que l’on peut atteindre à pied, même si la marche d’approche se fait de plus en plus longue au fur et à mesure que le glacier recule. Il reste toutefois facilement accessible au sein d’un parc national. C’est un exemple parfait d’un recul glaciaire et il joue le rôle de laboratoire en temps réel du changement climatique. Les glaciers terrestres comme l’Exit, bien qu’ils ne représentent qu’un petit pourcentage de la glace mondiale, contribuent de manière significative à l’élévation mondiale du niveau de la mer et les visiteurs des fjords du Kenai peuvent observer ce phénomène de leurs propres yeux.
Chaque printemps et chaque automne, les employés du Kenai Fjords National Park se rendent au chevet du glacier Exit pour effectuer des mesures précises de la position de son front. Le glacier recule maintenant aussi bien en hiver qu’en été, phénomène observé depuis 2006. Depuis 2011, les températures quotidiennes moyennes d’octobre à mai au niveau du point le plus bas du glacier restent supérieures à zéro la moitié du temps.
Les photos aériennes et les archives historiques sont également utilisées pour suivre l’évolution du glacier. L’USGS, l’Université de l’Alaska et l’Université de Washington ont collecté les données altimétriques pour calculer les changements intervenus au cours des cinquante dernières années sur le glacier Exit et ailleurs en Alaska. La reconstruction d’un passé lointain nécessite également une analyse des données géologiques et des cernes de croissance des arbres de la région.
Le sentier d’accès de 2 kilomètres au glacier Exit se terminait par une boucle, mais les employés du Parc ont dû ajouter deux extensions, respectivement en 2006 et 2010, pour permettre d’atteindre le glacier. Il n’y aura pas d’autre extension parce que la langue glaciaire est maintenant entourée d’un terrain jugé abrupt et dangereux. Beaucoup de visiteurs du parc craignent que le glacier se retire trop loin et ne soit bientôt plus visible depuis le sentier d’accès.
Certains glaciers du Kenai Fjords National Park perdent davantage de glace que l’Exit. Ainsi, le Pedersen reculait en moyenne de 20 mètres par an entre 1951 et 1986, mais ce recul est passé à 123 mètres par an de 1994 à 2015. La petite mare que l’on observait il y a une vingtaine d’années devant le front du glacier est devenue un vaste lac. Un lac semblable s’est formé suite au recul du Bear Glacier, au sud de l’Exit. Le Bear Glacier est plus de cinq fois plus grand que l’Exit et il perd plus de 10 fois plus de glace chaque année.
Source: Alaska Dispatch News.

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One of the most popular glaciers of Alaska, one of the most accessible, is Exit Glacier in the Kenai Fjords National Park. It is also one of those which are retreating very fast.

On the road to the glacier’s toe, one can see signs marking 195 years of accelerating pullback. When I visited the glacier, I could rememberthe Athabasca Glacier in Canada or the Mer de Glace in France, whose access includes these signs of the past history of the glaciers. Beyond the last sign at Exit Glacier, which marks the 2010 edge, is a chasm of open space showing how Exit Glacier has continued its retreat up the valley.

The loss measured during the summer 2016 summer, 76 metres, was the biggest in any single summer on record. Over the year ending October 1st, after fall measurements were taken by the National park Service, the retreat was 88 metres.

Exit Glacier is a finger of ice that drops out of the much larger Harding Icefield. Even though it is small (36 square kilometres), it is highly popular and symbolic of climate change. It was visited by President Barack Obama during his 2015 trip to Alaska.

Other well-known and much-visited Alaska glaciers are shrinking noticeably. Mendenhall near Juneau is shedding ice. The archives at the Visitor Center show the extent of the disaster Columbia, which I visited twice in Prince William Sound, is one of the world’s best-studied glaciers. Its retreat has caused the terminus to split into two thinner branches. Eklutna Glacier, source of Anchorage’s drinking water and one of several glaciers in Chugach State Park, is well-studied and losing mass. Portage Glacier, 80 kilometres from Anchorage, remains a big tourist draw even though visitors now have to take a boat ride across Portage Lake to see its face.  .

Exit Glacier, which the Park Service says got over 181,500 visitors last year, is not Alaska’s only walk-up glacier, albeit with a walk that has been getting longer as the glacier shrivels. But it stands out for its location in an easily accessible national park, the in-your-face documentation of its retreat and its role as a real-time climate change laboratory. Land-terminating Alaska glaciers like Exit, though they make up only a tiny percentage of the world’s ice, are significant contributors to global sea-level rise, and visitors to Kenai Fjords are able to see that process up close.

Each spring and fall, park workers go to the glacier to get detailed measurements of its terminus position. The glacier is now retreating in winter as well as in summer, a pattern that has been consistent since 2006. Since 2011, average October-to-May daily temperatures at the glacier’s low elevations have been above freezing about half the time.

Aerial photography and historic photographic records are also used to track the glacier’s changes. The USGS and researchers from the University of Alaska and University of Washington have crunched altitude data to calculate changes in the past half century at Exit and elsewhere. Reconstructing the more distant past requires analysis of data from the region’s geology and tree rings.

On the 2-kilometre-long Exit Glacier trail, which once ended in a loop, the Park Service has had to make two significant extensions in 2006 and in 2010. There will be no more extensions because the toe of the glacier is now surrounded by steep and treacherous terrain. Many park visitors are worried that the glacier will retreat too far for them to see it easily,

Some Kenai Fjords glaciers are losing even more ice. Pedersen Glacier lost an average of 20 metres a year from 1951 to 1986, but that rate jumped to 123 metres a year from 1994 to 2015. A lake at the toe of the glacier that was tiny two decades ago is now substantial. A similar lake formation has occurred at retreating Bear Glacier, south of Exit. Bear Glacier is more than five times as big as Exit and is losing more than 10 times as much ice annually.

Source: Alaska Dispatch News.

Etapes du recul de l’Exit Glacier depuis 1950 (Source: National Park Service)

Langue de l’Exit Glacier en 2013 (Photo: C. Grandpey)

Columbia Glacier en septembre 2013 (Phoro: C. Grandpey)

Mendenhall Glacier en septembre 2016 (Photo: C. Grandpey)

Portage Glacier en septembre 2016 (Photo: C. grandpey)