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Un trou dans la couche d’ozone au-dessus du pôle Nord // A hole in the ozone layer above the North Pole

L’excellent documentaire Sur le front des glaciers  (France 2  le 17 mars 2020) a consacré une séquence à la réduction du trou dans la couche d’ozone – ou couche à ozone, comme se plaisait à l’appeler Haroun Tazieff – au-dessus de l’Antarctique. Grâce à l’interdiction d’utilisation des chlorofluorocarbones, les fameux CFC, ce trou est en train de se combler et on espère qu’il aura disparu dans les quatre ou cinq prochaines décennies.

La couche d’ozone est une couche naturelle de gaz dans la haute atmosphère qui protège les êtres vivants sur Terre des rayons ultraviolets du Soleil.
Paradoxalement, alors que le trou se réduit au-dessus de l’Antarctique, le centre météorologique Severe Weather Europe (SWE) a détecté une vaste zone d’appauvrissement de la couche d’ozone au-dessus de l’Arctique canadien, avec une intensité anormalement forte pour l’hémisphère nord.

Une forte chute des valeurs minimales d’ozone a déjà été observée fin novembre 2019 et janvier 2020, mais il s’agissait d’événements de courte durée qui se produisent probablement chaque année pendant la saison froide. Le SWE a déclaré que ces petits trous d’ozone au-dessus des régions polaires septentrionales ne se développent pas en raison d’un processus de destruction chimique par les aérosols, comme c’est le cas en Antarctique.
Ce qui inquiète le SWE, c’est la réduction globale de l’ozone, début mars, alors que les valeurs devraient augmenter lentement. Il ne s’agit pas de la création éphémère d’un mini trou d’ozone, mais d’un réel processus de destruction de l’ozone.
Les recherches effectuées par le SWE ont montré que le trou d’ozone au-dessus de l’Antarctique se développe en raison d’un processus chimique qui implique de l’air très froid en dessous de -78 ° C, la lumière du soleil, ainsi que des émissions humaines de chlorofluorocarbone (CFC) ) et hydrofluorocarbones (HFC). La température froide permet aux nuages ​​stratosphériques de s’établir ; la lumière du soleil réagit ensuite avec ces nuages ​​pour entamer un processus photochimique qui détruit l’ozone, entraînant la formation et la croissance du trou.
Comme la destruction de l’ozone a également besoin de la lumière du soleil, ce processus est limité au-dessus des régions polaires septentrionales. Fin février et en mars, lorsque la lumière du soleil atteint le pôle, la stratosphère n’est généralement plus assez froide pour produire ces nuages, qui sont essentiels au processus de destruction de l’ozone.

La stratosphère peut être exceptionnellement froide au niveau du pôle Nord certaines années, comme c’est la cas en 2020, et elle peut générer des nuages ​​stratosphériques en même temps que la lumière du soleil touche le pôle. Une telle concordance est susceptible de provoquer la destruction de l’ozone.
L’analyse de l’ozone par le SWE montre que l’on a affaire à un trou exceptionnellement grand pour l’hémisphère Nord et avec des valeurs record ; on a enregistré un minimum de 217 unités Dobson. Cependant, on est loin des valeurs observées en Antarctique. Comme mars n’est pas terminé, le SWE explique qu’il n’y a pas encore de données complètes pour ce mois, donc la dernière référence concerne 2019. Dans le passé, deux années – 2011 et 1997 – ont été remarquables, avec des valeurs d’ozone très basses pour le mois de mars. Toutefois, le déficit en ozone n’était pas aussi marqué qu’en 2020 qui pourrait bien être une année record.
Selon le SWE, le trou d’ozone au-dessus du pôle Nord pourrait être de courte durée car la stratosphère devrait se réchauffer avec l’influence grandissante du soleil. La température sera trop élevée pour que les nuages ​​stratosphériques se forment, ce qui réduira lentement le processus de destruction de l’ozone. Selon les prévisions de SWE sur 10 jours, on devrait observer réduction de la taille et de l’intensité du trou d’ozone, même s’il restera présent pendant un certain temps.

Source : Severe Weather Europe.

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The excellent French documentary Sur le front des glaciers (France 2 March 17th, 2020) devoted a sequence to the reduction of the hole in the ozone layer over Antarctica. Thanks to the ban on the use of chlorofluorocarbons, the famous CFCs, this hole is filling up and it is hoped that it will have disappeared in the next four or five decades.
The ozone layer is a natural layer of gas in the upper atmosphere that protects living things on Earth from the sun’s ultraviolet rays.
Paradoxically, as the hole narrows over Antarctica, the Severe Weather Europe (SWE) meteorological centre has detected a large area of ​​ozone depletion over the Canadian Arctic, with an abnormally high intensity for the northern hemisphere.
A sharp drop in minimum ozone values ​​was already observed in late November 2019 and January 2020, but these were short-lived events that likely occur each year during the cold season. SWE has stated that these small ozone holes above the northern polar regions do not develop due to a process of chemical destruction by aerosols, as in Antarctica.
What worries SWE is the overall reduction in ozone in early March, when values ​​are expected to increase slowly. It is not the ephemeral creation of a mini ozone hole, but a real process of ozone destruction.
Research by SWE has shown that the ozone hole over Antarctica is developing due to a chemical process that involves very cold air below -78°C, sunlight , as well as human emissions of chlorofluorocarbon (CFC)) and hydrofluorocarbon (HFC). The cold temperature allows stratospheric clouds to settle; sunlight then reacts with these clouds to start a photochemical process that destroys ozone, causing the hole to form and grow.
As the destruction of ozone also requires sunlight, this process is limited over the northern polar regions. In late February and March, when the sunlight reaches the pole, the stratosphere is generally no longer cold enough to produce these clouds, which are essential to the ozone-depleting process.
The stratosphere can be exceptionally cold at the North Pole in some years, in 2020, for instance, and it can generate stratospheric clouds at the moment when sunlight reaches the pole. Such a combination of events is likely to destroy the ozone.
Ozone analysis by SWE shows that we are dealing with an exceptionally large hole for the northern hemisphere and with record values; a minimum of 217 Dobson units has been recorded. However, we are far from the values ​​observed in Antarctica. As March is not over, SWE explains that there is not yet complete data for this month, so the last reference is for 2019. In the past, two years – 2011 and 1997 – were remarkable, with very low ozone values ​​for the month of March. However, the ozone deficit was not as pronounced as in 2020 which could well be a record year.
According to SWE, the ozone hole above the North Pole could be short-lived because the stratosphere should warm up with the increasing influence of the sun. The temperature will be too high for stratospheric clouds to form, which will slowly reduce the process of ozone destruction. According to SWE’s 10-day forecast, the size and intensity of the ozone hole will decrease, although it will remain there for some time.
Source: Severe Weather Europe.

Source: SWE

L’Antarctique vire au rouge ! // Antarctica turns red !

C’est bien connu, la presse se régale de phénomènes spectaculaires, en particulier quand c’est la Nature qui les offre. Ces dernières semaines, la neige a pris une étonnante teinte rouge sur Eagle Island, une petite île au large de la pointe nord-ouest de l’Antarctique. Contrairement à ce que le laisse entendre certains articles, le phénomène affecte une surface très limité et en aucun cas tout le continent.

Cette couleur témoigne de la présence dans la neige d’une algue microscopique, la Chlamydomonas nivalis qui fait en réalité partie de la famille des algues vertes. Elle est capable de résister à des températures extrêmes mais quand elle rougit, c’est qu’elle se défend. Elle produit des caroténoïdes pour se protéger des UV en les absorbant. Plus il y a du soleil, plus il fait chaud et plus cette algue se développe. Comme je l’ai indiqué précédemment, au mois de février, l’Antarctique a vécu un pic de chaleur historique. Le mercure a atteint 18,4°C alors que d’habitude, les températures sont comprises entre –28°C et –3°C dans le nord-ouest du continent.

C’est, bien sûr, une conséquence du réchauffement climatique, mais cette couleur pourpre de la neige accélère également sa fonte. En effet, contrairement au blanc, elle réfléchit moins le soleil. L’albedo, le pouvoir réfléchissant de la neige est donc affaibli et elle fond plus vite. Une étude parue dans la revue Nature en 2016 montre que la prolifération de cette algue au Groenland réduit de 13% le pouvoir réfléchissant de la glace pendant la saison chaude.

L’Antarctique n’a pas l’exclusivité de la Chlamydomonas nivalis. Elle est présente un peu partout dans le monde. Dans les Alpes, elle est surnommée : « algue des neiges » ou « sang des glaciers ». Au 3ème siècle avant J.C., Aristote avait déjà remarqué ce phénomène. En 1818, le capitaine John Ross a trouvé de la neige rose lors de son expédition dans le passage du Nord-Ouest; après avoir d’abord pensé qu’il s’agissait d’une météorite fer-nickel.
Alors que le climat et ses écosystèmes continuent de changer en raison du réchauffemùent climatique anthropique, d’autres proliférations d’algues extrêmes sont apparues dans les océans de la planète. À Tossa de Mar en Espagne, par exemple, l’écume de mer a envahi les plages de la ville côtière après qu’une grosse tempête avec des vents et des vagues violents. Le long de la côte de la Mer de Chine orientale et des îles Matsu de Taïwan, des algues bioluminescentes toxiques, les dinoflagellés, illuminent la surface de l’océan avec une lueur bleu vif. Enfin, une sorte d’algue de couleur rouille, Karenia brevis, fleurit le long de la côte de la Floride et libère une toxine qui cible le système nerveux central des poissons.

Source : France Info, Smithsonian Magazine.

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The press delights in dramatic phenomena, especially when Nature offers them. In recent weeks, the snow has taken on an astonishing red hue on Eagle Island, a small island off Antarctica’s northwest tip. Contrary to what some articles suggest, the phenomenon affects a very limited area and by no means the entire continent.
This colour shows the presence in the snow of a microscopic alga, Chlamydomonas nivalis, which is actually part of the family of green algae. It is able to withstand extreme temperatures but when it gets red, it is because it defends itself. It produces carotenoids to protect against UVs by absorbing them. The more sun there is, the warmer it is and the more this algae develops. As I mentioned earlier, in February Antarctica experienced a historic heat peak with 18.4 ° C while temperatures typically range from –28°C to –3°C in the northwest of the continent.
This is, of course, a consequence of global warming, but this red color of the snow also accelerates its melting. Indeed, it reflects the sun less. The albedo, the reflective power of snow is therefore weakened and it melts faster. A study published in the journal Nature in 2016 showed that the proliferation of this alga in Greenland reduces the reflective power of ice by 13% during the hot season.
Antarctica is not exclusive to Chlamydomonas nivalis. It is present all over the world. In the Alps, it is nicknamed: « snow algae » or « glacier blood ». In the 3rd century BC, Aristotle had already noticed this phenomenon. In 1818, Captain John Ross observed pink snow during his expedition through the Northwest Passage; after first thinking it was an iron-nickel meteorite.
As the climate and its ecosystems continue to change due to anthropogenic global warming, other extreme algal blooms have appeared in the world’s oceans. In Tossa de Mar in Spain, for example, sea foam invaded the beaches of the coastal city after a big storm with strong winds and waves. Along the coast of the East China Sea and the Matsu Islands of Taiwan, toxic bioluminescent algae, the dinoflagellates, light up the ocean surface with a bright blue glow. Finally, a kind of rust-coloured alga, Karenia brevis, blooms along the Florida coast and releases a toxin that targets the central nervous system of fish.
Source: France Info, Smithsonian Magazine.

Source: Ministry of Education and Science of Ukraine

La fonte de l’Antarctique fait naître une nouvelle île // Antartica’s melting reveals a new island

Au cours des dernières semaines, des températures record ont été enregistrées sur la Péninsule Antarctique. La calotte glaciaire a fondu dans des proportions encore jamais observées. La NASA a publié des images satellites confirmant la fonte rapide de la glace. Les clichés, réalisés à neuf jours d’écart, montrent la rive nord d’Eagle Island totalement dépourvue de glace, avec des lacs de fonte en formation dans la partie centrale de l’île (voir images ci-dessous).

À mesure que les glaciers reculent, ils relâchent la pression exercée sur le continent et permettent ainsi au sol de se soulever. Parfois, cet effet stabilise la glace en l’ancrant sur le substrat rocheux, mais ce soulèvement du sol – ou rebond isostatique – peut  aussi accélérer la fracturation des glaciers et leur avancée vers l’océan. Lorsqu’un tel phénomène se produit et qu’un glacier accélère son mouvement à mesure que le sol se soulève, il se peut que la terre qui se trouve en dessous commence à apparaître.
C’est exactement ce qui s’est passé sur la Péninsule Antarctique où les deux principaux glaciers – Thwaites et Pine Island – reculent de plus en plus vite car la nouvelle glace n’a pas le temps de se former dans la zone d’accumulation.
Cette fonte ultra rapide de la glace sur la péninsule a réservé une surprise aux scientifiques, et cela pourrait apporter des modifications significatives aux cartes de la région. En effet, une île inconnue, longtemps enfouie sous la glace, est apparue pour la première fois au-dessus du niveau de la mer.
Des chercheurs du projet international Thwaites Glacier Offshore Research ont découvert l’île à la fin du mois de février alors qu’ils naviguaient au large de la plate-forme glaciaire du Pine Island Glacier. L’île ne mesure que 350 mètres de long et est en grande partie recouverte de glace (voir images satellites ci-dessous), mais elle présente au-dessus du niveau de la mer une couche de roche brune qui la différencie des glaciers et des icebergs environnants.
Les chercheurs ont confirmé que l’île est constituée de granit volcanique et quelques phoques y ont déjà trouvé refuge. Il n’y a aucun autre affleurement rocheux visible sur plus de 65 kilomètres à la ronde. Les chercheurs ont baptisé la nouvelle terre Sif Island, par référence à une déesse nordique.
L’apparition soudaine de l’île est très certainement un effet direct de la fonte généralisée de la glace observée en Antarctique au cours de la décennie écoulée. La glace qui couronne encore l’île faisait autrefois partie de la plate-forme glaciaire de Pine Island, une immense étendue de glace qui avance à la surface de l’océan depuis le front du glacier.
À l’aide d’images satellites, les membres de l’expédition ont réalisé un modèle accéléré montrant comment le recul régulier de la plate-forme glaciaire depuis 2011 a fait se détacher et isolé Sif Island dans la baie de Pine Island. Il est très probable que l’apparition de l’île est la conséquence du rebond isostatique, phénomène que j’explique au cours de ma conférence «Glaciers en péril» car il a déjà été observé en Islande.

Source: presse scientifique américaine (Smithsonian Magazine, Live Science, etc.)

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During the past weeks, record-high temperatures have been recorded in the Antarctic Peninsula. This caused ice caps to melt to an unprecedented degree. NASA released satellite images showing dramatic melting on the northern tip of the Antarctic Peninsula. The images, taken only nine days apart, show Eagle Island’s northern shore turned bare, and ponds of ice melt forming in the middle of the island (see images below).

As the glaciers retreat, they release pressure on the continent, allowing the ground itself to rise up. Sometimes, this effect stabilizes the ice by anchoring it in place, but rebounding ground could accelerate the glacial breakup by causing more cracks. When the latter happens and a glacier quickly sheds ice as the ground rises up, the land underneath maybe start to appear.

This is exactly what happened on the peninsula where the two major glaciers — the Thwaites Glacier and the Pine Island Glacier — are retreating toward the mainland faster than new ice can form.

All that melting ice has left behind a surprise that could change maps of the region permanently. Indeed, an uncharted island, long buried in ice has finally become visible above sea level for the first time.

Researchers with the international Thwaites Glacier Offshore Research project discovered the island in late February while sailing off the coast of the Pine Island Glacier ice shelf. The small island is only about 350 metres long and mostly covered in ice, but rises from the sea with a layer of brown rock distinct from the surrounding glaciers and icebergs.

The researchers confirmed that the island is made of volcanic granite, and even hosts a few seals. There is no other rocky outcropping like this visible for more than 65 kilometres in any direction. The researchers named the uncharted outcropping Sif Island, after a Norse goddess.

The island’s sudden appearance is almost certainly a direct effect of the widespread glacial melt that has become typical in Antarctica in the past decade. The ice that can still be seen on the island was once part of the Pine Island Glacier ice shelf, a massive field of floating ice that extends outward into the ocean from the edge of the glacier.

Using satellite images, members of the expedition made a time-lapse model showing how the ice shelf’s steady retreat since 2011 left Sif Island detached and alone in Pine Island Bay. It is likely that the island emerged due to glacial rebound, a phenomenon I explain during my conference “Glaciers at risk” because it has already been observed in Iceland.

Source: American scientific press (Smithsonian Magazine, Live Science, etc.)

Péninsule Antarctique et Antarctique Occidental (Source: NOAA)

Fonte de la neige et de la glace sur Eagle Island entre le 4 et le 13 février 2020 (Source: NASA)

Antarctique: L’eau chaude fait fondre le glacier Thwaites // Antarctica: Warm water causes the melting of Thwaites Glacier

Cela fait pas mal de temps que les glaciologues étaient persuadés que le glacier Thwaites, le plus important de l’Antarctique Occidental fondait par en dessous, à cause d’un apport d’eau chaude en provenance de l’Océan Austral. Ils viennent d’en avoir la preuve au cours d’une mission organisée dans la cadre de l’ITGC (International Thwaites Glacier Collaboration), un projet conjoint Royaume-Uni / Etats-Unis sur le continent antarctique.

Les scientifiques ont découvert cette température anormale dans la zone d’ancrage du Thwaites, là où il repose sur le substrat rocheux. D’une manière générale, il s’agit d’une zone cruciale pour la stabilité des glaciers de l’Antarctique. Les chercheurs y ont observé des eaux chaudes atteignant plus de deux degrés au-dessus du point de congélation.

Cette découverte explique pourquoi au cours des 40 dernières années, les glaciers qui s’écoulent dans le secteur de la mer d’Amundsen ont fondu à un rythme accéléré. Plusieurs modèles numériques laissent entendre qu’un retrait inexorable de la ligne d’échouage des glaciers de la région est en cours. Des eaux océaniques plus chaudes érodent particulièrement les glaciers de l’Antarctique Occidental et la situation du Thwaites est l’une des plus préoccupantes.

La disparition du glacier Thwaites à elle seule pourrait avoir un impact significatif à l’échelle mondiale. Il couvre 192 000 kilomètres carrés, une superficie de la taille de la Grande-Bretagne. Au cours des 30 dernières années, la quantité de glace s’écoulant du Thwaites et des glaciers voisins a presque doublé. Le Thwaites représente déjà 4% de l’élévation du niveau de la mer au niveau global. Son effondrement augmenterait à lui seul le niveau de la mer de 65 centimètres. Comme je l’ai expliqué précédemment, la situation est d’autant plus inquiétante que ces glaciers sont interconnectés. Si l’un d’entre eux s’enfuit dans l’océan, les autres feront de même.

Bien que le recul du glacier ait été observé au cours de la dernière décennie, les causes du changement n’avaient pas été prouvées auparavant. C’est maintenant chose faite avec la mesure directe de la température de l’eau. Le relevé de deux degrés au-dessus du point de congélation est considérable, mais il se pourrait que d’autres régions soient affectées par une eau encore plus chaude. Les scientifiques estiment que le phénomène est récent, sinon le glacier n’aurait pas pu rester en place.

Pour mesurer la température de l’eau, cinq équipes scientifiques ont travaillé sur le glacier Thwaites dans des conditions particulièrement difficiles. Deux de ces équipes ont utilisé de l’eau chaude pour forer entre 300 et 700 mètres à travers la glace jusqu’à l’océan. Un appareil de détection a permis de mesurer les eaux se déplaçant sous la surface du glacier. À la mi-janvier, le robot Icefin est parti à près de deux kilomètres du site de forage, jusqu’à la zone d’échouage du Thwaites pour mesurer, imager et cartographier la fonte et la dynamique de cette partie critique du glacier. L’appareil a mesuré la turbulence de l’eau, donc son efficacité à faire fondre la glace, ainsi que d’autres propriétés telles que la température. C’est la première fois que l’activité océanique sous le glacier Thwaites est accessible par un trou de sonde et qu’un instrument scientifique est déployé. Le trou a été ouvert les 8 et 9 janvier 2020 et les eaux sous le glacier ont été mesurées les 10 et 11 janvier.

Source : global-climat.

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Glaciologists have believed for quite a long time that Thwaites Glacier, the largest in Western Antarctica, is melting from below, due to the warm water coming from the Southern Ocean. They have just had proof of this during a mission organized within ITGC (International Thwaites Glacier Collaboration), a joint United Kingdom / United States project on the Antarctic continent.
Scientists have discovered this abnormal temperature in the stranding area of ​​the Thwaites Glacier, where it rests on the bedrock. More globally, it is a crucial area for the stability of Antarctic glaciers. The researchers have observed warm water reaching more than two degrees above the freezing point.
This discovery explains why over the past 40 years the glaciers flowing in the Amundsen Sea area have melted at an accelerated rate. Several digital models suggest that an inexorable withdrawal from the area’s glacier grounding line is underway. Warmer ocean waters are particularly eroding the glaciers of Western Antarctica, and the situation of Thwaites is one of the most worrying.
The disappearance of the Thwaites Glacier alone could have a significant impact on a global scale. It covers 192,000 square kilometres, an area the size of Great Britain. Over the past 30 years, the amount of ice flowing from Thwaites and nearby glaciers has almost doubled. Thwaites already accounts for 4% of the rise in sea level around the world. Its collapse alone would raise sea level by 65 centimetres. As I explained earlier, the situation is all the more worrying as these glaciers are interconnected. If one of them flows into the ocean, the others will follow.
Although the retreat of the glacier has been observed over the past decade, the causes of the change had not been proven before. This is now done with direct measurement of the water temperature. The two degree rise above freezing is considerable, but other regions may be affected by even warmer water. Scientists believe the phenomenon is recent, otherwise the glacier could not have remained in place.
To measure the water temperature, five scientific teams worked on the Thwaites glacier under particularly difficult conditions. Two of these teams used hot water to drill 300 to 700 metres through the ice to the ocean. A detection device made it possible to measure the water moving under the surface of the glacier. In mid-January, the Icefin robot was sent almost two kilometres from the drilling site, up to the Thwaites’ stranding area to measure, image and map the melt and dynamics of this critical part of the glacier. The device measured the turbulence of the water, thus its effectiveness in melting ice, as well as other properties such as temperature. This is the first time that ocean activity under the Thwaites Glacier has been accessible through a borehole and a scientific instrument has been deployed. The hole was opened on January 8th and 9th, 2020 and the waters under the glacier were measured on January 10th and 11th.
Source: global-climat.

Vue des glaciers de l’Antarctique Occidental (Source : Jet Propulsion Laboratory de la NASA)