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Des moules en Antarctique ! // Mussels in Antarctica !

L’Océan Austral (ou Antarctique) est sans doute le milieu le plus hermétique de la planète, isolé depuis cinq millions d’années par la barrière naturelle que constitue le puissant courant circumpolaire. Il semblerait cependant que cette frontière océanographique ne soit plus tout à fait étanche. Une étude publiée au mois de mars 2020 dans Scientific Reports et conduite par une chercheuse de l’Université australe du Chili fait état de la découverte d’un premier cas d’espèce non indigène dans les eaux antarctiques. Le site de la découverte se trouve à environ 75 milles marins au nord de la Péninsule Antarctique, près de la plus grande des îles Shetland du Sud.

En 2019, au cours d’une plongée sur un tombant rocheux de la baie de Fildes sur l’île du Roi-George, une chercheuse de l’université Laval au Canada a collecté des échantillons d’éponges et de coraux. De retour au laboratoire, elle a découvert sous son microscope une quarantaine de minuscules jeunes moules encore jamais observées à cet endroit. Les analyses génétiques ont ensuite montré qu’elles appartenaient à une espèce de l’hémisphère Sud, Mytilus platensis, très abondante notamment en Patagonie.

La question est de savoir comment ces moules sont arrivées dans les eaux antarctiques. Les fronts océanographiques qui entourent le continent sont en effet infranchissables pour des larves. Il est donc vraisemblable que des moules accrochées à la carène d’un bateau se sont reproduites lors du transit de celui-ci et ont poursuivi leur route, aucun spécimen adulte n’ayant été trouvé sur place par les chercheurs. Très souvent, les navires de croisière empruntent cette voie de navigation entre la Patagonie et les îles Shetland du Sud. Selon un chercheur au British Antarctic Survey, il est logique que les moules soient les premiers envahisseurs marins de l’Antarctique ; elles se développent en grand nombre dans les eaux chiliennes et patagoniennes et ont une forte propension à s’attacher aux navires.

Il y a quelques mois, la chercheuse canadienne est revenue en compagnie de plusieurs collègues à Fildes Bay. Ils n’ont retrouvé aucune trace des moules. Il semble qu’elles n’aient pas survécu au rude hiver de l’Antarctique, quatre mois pendant lesquels l’eau est très froide.
Pour l’instant, les conditions climatiques en Antarctique sont encore suffisamment difficiles pour empêcher des espèces envahissantes – sauf les plus robustes – de s’y établir. Toutefois, à mesure que le trafic maritime va augmenter et que l’Océan Austral va se réchauffer, les invasions deviendront probablement plus fréquentes.

Cette découverte de moules de Patagonie en Antarctique est inquiétante. Elle témoigne de la pression humaine sur un milieu qui abrite le plus fort taux d’endémisme de la planète. Selon les scientifiques, la cause est probablement double : le réchauffement climatique et l’augmentation débridée du tourisme polaire.

Source : Presse internationale.

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The Southern (or Antarctic) Ocean is undoubtedly the most hermetic environment on the planet. It has been isolated for five million years by a natural barrier: the powerful circumpolar current. However, it seems, that this oceanographic border is no longer completely sealed. A study published in March 2020 in Scientific Reports and conducted by a researcher from the Southern University of Chile reveals the discovery of a first case of a non-native species in Antarctic waters. The discovery site is located approximately 75 nautical miles north of the Antarctic Peninsula, near the largest of the South Shetland Islands.
In 2019, during a dive on a rocky drop off in Fildes Bay on King George Island, a female researcher from Laval University in Canada collected samples of sponges and corals. Back in the laboratory, she discovered under her microscope about forty tiny young mussels never seen at this place. The genetic analyzes then showed that they belonged to a species of the southern hemisphere, Mytilus platensis, very abundant in particular in Patagonia.
The question is to know how these mussels arrived in Antarctic waters. The oceanographic fronts which surround the continent are indeed impassable for larvae. It is therefore likely that mussels hanging from the hull of a boat reproduced during its transit and continued on their way, no adult specimen having been found on the spot by the researchers. Very often, cruise ships use this shipping route between Patagonia and the South Shetland Islands. According to a researcher at the British Antarctic Survey, it makes sense that mussels should be the first marine invaders from Antarctica; they thrive in large numbers in Chilean and Patagonian waters and have a strong propensity to attach to ships.

A few months ago, the Canadian researcher and several colleagues returned to Fildes Bay. However, there was no sign of the mussels. It seems that they did not make it through the brutal Antarctic winter, four months with very cold water temperatures.  For now, Antarctic conditions are still extreme enough to thwart all but the hardiest invaders. But as ship traffic increases and the Southern Ocean warms, invasions will probably become more frequent.

This discovery of Patagonian mussels in Antarctica is worrying. It shows human pressure on an environment that harbors the highest rate of endemism on the planet. The cause is probably twofold: global warming and the unbridled increase in polar tourism.

Source : International news media.

Iles Shetland du Sud et Ile du Roi-George (Source : Wikipedia)

Une forêt tropicale en Antarctique! // A rainforest in Antarctica!

Une étude initialement publiée dans la revue Nature et relayée par la presse scientifique nous informe que des traces fossiles d’une ancienne forêt tropicale, avec des racines, du pollen et des spores, ont été découvertes en Antarctique Occidental. Elles prouvent qu’il y a environ 90 millions d’années, la région n’était pas recouverte par la glace.
Au milieu du Crétacé (il y a 145 millions à 65 millions d’années), les dinosaures parcouraient la Terre et le niveau des océans était de 170 mètres plus élevé qu’aujourd’hui. La température à la surface de la mer sous les tropiques atteignait 35°C.
Ce climat très chaud a permis à une forêt tropicale de prendre racine en Antarctique. Des restes de cette forêt ont été découverts sous la glace dans une carotte de sédiments prélevée en 2017 par une équipe internationale de chercheurs sur le plancher océanique à proximité du glacier de Pine Island, dans l’ouest de l’Antarctique.
En découvrant la carotte, l’équipe scientifique a tout de suite réalisé qu’elle se trouvait devant quelque chose d’exceptionnel. La couche de sédiments datant d’il y a environ 90 millions d’années présentait une couleur bien différente de celles qui la surmontaient. De retour au laboratoire, les chercheurs ont introduit la carotte dans un scanner CT (Computed Tomography – Tomodensitométrie). L’image numérique obtenue montre un épais réseau de racines parcourant toute la couche de sol prélevée. Elle révèle également des pollens, des spores et les restes de plantes à fleurs très anciens, datant du Crétacé.
En analysant le pollen et les spores, un spécialiste de paléoécologie de l’Université de Northumbria en Angleterre a pu reconstruire la végétation et le climat il y a 90 millions d’années en Antarctique Occidental. Les nombreux restes de plantes indiquent que la côte de l’Antarctique Occidental était recouverte d’une forêt dense tempérée et marécageuse, semblable aux forêts que l’on rencontre en Nouvelle-Zélande aujourd’hui.
La carotte de sédiments a aussi révélé qu’au milieu du Crétacé l’Antarctique Occidental avait un climat doux, avec une température moyenne de l’air d’environ 12°C, semblable à celle de Seattle dans l’État de Washington. Les températures estivales étaient plus chaudes, avec une moyenne de 19°C. Dans les rivières et les marécages, l’eau atteignait probablement jusqu’à 20°C.
S’agissant de la météo, les précipitations à cette époque étaient comparables à celles du Pays de Galles ou de l’Angleterre aujourd’hui. Les températures qui viennent d’être mentionnées sont incroyablement chaudes si l’on prend en compte le fait que l’Antarctique a une nuit polaire de quatre mois, ce qui signifie qu’un tiers l’année n’est pas éclairé par la lumière du soleil avec tous ses bienfaits. Cependant, l’atmosphère était plus chaude surtout parce que la concentration de dioxyde de carbone était élevée, et même plus élevée qu’on ne le pensait, avant la découverte de la carotte de sédiments.
Avant le début de l’étude, la plupart des scientifiques pensaient que la concentration de dioxyde de carbone à l’échelle de la planète pendant le Crétacé était d’environ 1 000 ppm. Cependant, dans leurs modélisations, les chercheurs dû avoir recours à des niveaux de concentration de 1 120 à 1 680 ppm pour pouvoir atteindre les températures moyennes en Antarctique pendant cette période.
Les résultats des manipulations montrent à quel point des concentrations élevées de gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone peuvent faire monter en flèche les températures, au point que l’Antarctique Occidental, aujourd’hui recouvert par la glace, a autrefois abrité une forêt tropicale. De plus, on se rend compte de l’importance de l’effet de refroidissement exercé par les calottes glaciaires d’aujourd’hui.
Grâce à l’étude, les scientifiques savent maintenant qu’il y avait quatre mois consécutifs sans soleil en Antarctique pendant le Crétacé. Toutefois, comme la concentration de dioxyde de carbone était très forte, le climat autour du pôle Sud était tempéré, et le continent dépourvu de glace.
Reste à savoir maintenant quelle a été la cause du refroidissement spectaculaire du climat en Antarctique, avec la formation d’une calotte glaciaire après la période chaude. La réponse à cette question constitue désormais un défi majeur pour les climatologues.

Source: Presse scientifique internationale, comme Live Science.

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 A study originally published in the journal Nature and relayed by the scientific press informs us that fossil traces – roots, pollen and spores – of an ancient rainforest have been unearthed in West Antarctica. They prove that about 90 million years ago, the region was not covered with ice.

During the middle of the Cretaceous period (145 million to 65 million years ago), dinosaurs roamed Earth and sea levels were 170 metres higher than they are today. Sea-surface temperatures in the tropics were as hot as 35 degrees Celsius.

This very warm climate allowed a rainforest  to take root in Antarctica. The rainforest’s remains were discovered under the ice in a sediment core that a team of international researchers collected from a seabed near Pine Island Glacier in West Antarctica in 2017.

As soon as the team saw the core, they knew they had something unusual. The layer that had formed about 90 million years ago was a different colour. More particularly, it clearly differed from the layers above it. Back at the lab, the team put the core into a CT (computed tomography) scanner. The resulting digital image showed a dense network of roots throughout the entire soil layer. The dirt also revealed ancient pollen, spores and the remnants of flowering plants from the Cretaceous period.

By analyzing the pollen and spores, a paleoecologist at Northumbria University in England, was able to reconstruct West Antarctica’s 90 million-year-old vegetation and climate. The numerous plant remains indicated that the coast of West Antarctica was a dense temperate, swampy forest, similar to the forests found in New Zealand today.

The sediment core revealed that during the mid-Cretaceous, West Antarctica had a mild climate, with an annual mean air temperature of about 12°C, similar to that of Seattle in Washington State. Summer temperatures were warmer, with an average of 19°C. In rivers and swamps, the water probably reached up to 20°C.

As far as the weather is concerned, the rainfall by that time was comparable to the rainfall of Wales or England, today. These temperatures are impressively warm, given that Antarctica had a four-month polar night, meaning that a third of every year had no life-giving sunlight. However, the world was warmer, in part, because the carbon dioxide concentration in the atmosphere was high, even higher than previously thought, according to the analysis of the sediment core.

Before the start of the study study, the general assumption was that the global carbon dioxide concentration in the Cretaceous was roughly 1,000 ppm. However, in the researchers’ model-based experiments, it took concentration levels of 1,120 to 1,680 ppm to reach the average temperatures during that period in Antarctica.

These findings show how potent greenhouse gases like carbon dioxide can cause temperatures to skyrocket, so much so that today’s freezing West Antarctica once hosted a rainforest. Moreover, it shows how important the cooling effects of today’s ice sheets are.

Thanks to the study, scientists now know that there could easily be four straight months without sunlight in the Cretaceous. But because the carbon dioxide concentration was so high, the climate around the South Pole was nevertheless temperate, without ice masses.

The question to be answered now is to know what caused the climate to dramatically cool with ice sheets forming again after Antarctic’s warmer period. The answers are now a major challenge for the international climate research community.

Source : International scientific press, like Live Science.

Vues de la forêt primaire sur l’Ile de Vancouver au Canada

Photos: C. Grandpey

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)