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Retour sur la mission MOSAIC à bord du « Polarstern »

Dans la soirée du 1er juin 2023, dans le cadre de ‘Science grand format’, France 5 diffusait un documentaire intitulé « Expédition Arctique : au cœur du réchauffement climatique ». Le film est disponible jusqu’au 02 novembre 2023.

J’ai écrit plusieurs notes à propos de la mission MOSAIC à bord du Polarstern, un brise-glace de recherche allemand qui s’est immobilisé en 2020 au cœur de la banquise arctique pendant tout un hiver. Des chercheurs de 20 pays se sont relayés pour effectuer des mesures dans cet univers très mal connu. Au total, ce sont 300 personnes qui ont cherché à comprendre l’impact de l’homme sur la planète.

Je vous invite à lire les différentes notes que j’ai écrites à propos de cette expédition scientifique du plus grand intérêt :

12 mai 2020

4 juin 2020

22 août 2020

14 octobre 2020

19 mars 2021

2 novembre 2022

La fonte inquiétante du glacier Petermann au Groenland // The worrying melting of the Petermann Glacier in Greenland

Une nouvelle étude confirme la fonte rapide et inquiétant de l’Arctique. Elle s’appuie sur des observations du glacier Petermann, un glacier côtier situé dans le nord-ouest du Groenland à l’est du détroit de Nares. Le glacier possède la plus grande langue glaciaire de l’hémisphère nord. D’importants vêlages se produisent et, le 5 août 2010, une observation du satellite Aqua a montré le détachement du plus gros morceau de glace jamais répertorié depuis 1962, avec un iceberg de 251 km2.

Le glacier Petermann est l’un des seuls de l’Arctique à posséder une plate-forme glaciaire. Elle présente une longueur de plus de 60 km. Comme on l’a vu en Antarctique, ces plates-formes sont des éléments essentiels car elles stabilisent la glace qui ne flotte pas. Elles jouent le rôle de rempart pour les glaciers situés en amont. Mesurer les changements affectant ces plates-formes est donc crucial car leur disparition peut entraîner une augmentation du déversement d’icebergs dans l’océan et donc une augmentation du niveau de la mer.

Le glacier Petermann était considéré comme stable car il avait très peu réagi au réchauffement de l’océan et de l’atmosphère, qui a largement affecté les autres glaciers groenlandais. À l’aide de plusieurs centaines de données d’imagerie satellitaire fournies par l’Agence spatiale européenne (ESA), la NASA et l’Agence spatiale italienne (ASI), une équipe scientifique internationale a pu observer les changements qui ont affecté la plate-forme glaciaire du Petermann au cours des 30 dernières années. Grâce à des méthodes interférométriques de pointe, les chercheurs ont pu mesurer très précisément la position de la ligne d’échouage du glacier, autrement dit la limite où le glacier commence à flotter pour devenir une plate-forme glaciaire. La mesure de la localisation de cette frontière est importante car elle exerce un contrôle important sur la stabilité du glacier. C’est aussi un très bon indicateur de la réaction du glacier au réchauffement climatique.

Si le glacier est resté relativement stable depuis les années 1990, les chercheurs ont récemment observé un changement spectaculaire dans son comportement. En particulier, au cours des sept dernières années, ils ont assisté à une série d’événements qui montrent tous les signes d’une déstabilisation de ce secteur du Groenland. Entre 2014 et 2015, le flux du glacier a commencé à s’accélérer de manière significative. Après cet événement, deux grandes fissures se sont ouvertes ; elles ont divisé la plate-forme glaciaire en trois parties différentes. Depuis 2017, le glacier est à nouveau actif et sa ligne d’échouage a reculé de façon spectaculaire : Entre 2017 et 2021, elle a reculé de 5 km, ce qui dépasse de loin la variabilité naturelle observée habituellement avec ce glacier.

Selon les scientifiques, ces événements laissent entrevoir une déstabilisation imminente du glacier Petermann qui n’avait pas connu cette menace jusqu’à présent. Depuis les années 1970, les scientifiques ont mesuré une augmentation significative des températures océaniques dans cette zone de l’Arctique. La hausse de température de l’océan peut accroître la fonte des plates-formes glaciaires qui sont sapées par en dessous. Les auteurs de l’étude pensent que « les événements dramatiques qui se produisent actuellement sont les conséquences d’un affaiblissement à long terme de la plate-forme de Petermann, dû en partie au réchauffement des eaux océaniques. »

L’affaiblissement des plates-formes est une question importante, notamment en Antarctique, où la plupart des glaciers se terminent par des extensions flottantes, comme le glacier Petermann dans l’Arctique. Le Groenland est soumis à un plus large éventail de forçages climatiques ; l’observation de ce qui s’y passe pourrait donc permettre de mieux comprendre ce qui pourrait arriver dans l’Antarctique dans le futur.

Après la rupture meurtrière du glacier Marmolada dans les Alpes et au Tadjikistan, les effondrements rapides de glaciers s’accumulent sous toutes les latitudes, comme des signes toujours plus criants des changements qui affectent notre planète, ce qui appelle à une action immédiate pour agir contre la crise climatique.

Source : Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE) de Grenoble.

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A new study confirms the rapid and worrying melting of the Arctic. It is based on observations of the Petermann Glacier, a coastal glacier located in northwest Greenland, east of Nares Strait. The glacier has the largest glacier tongue in the northern hemisphere. Massive calvings occur, and on August 5th, 2010, an observation from the Aqua satellite showed the detachment of the largest chunk of ice ever recorded since 1962, with an iceberg measuring 251 km2.
The Petermann Glacier is one of the few in the Arctic to have an ice-shelf. It has a length of more than 60 km. As seen in Antarctica, these shelves are essential because they stabilize ice that does not float. They act as a rampart for the glaciers located upstream. Measuring the changes affecting the ice-shelves is therefore crucial because their disappearance can lead to an increase in the discharge of icebergs into the ocean and therefore a rise in sea level.
Petermann Glacier was considered stable because it had reacted very little to ocean and atmospheric warming, which has largely affected other glaciers in Greenland. Using several hundred satellite imagery data provided by the European Space Agency (ESA), NASA and the Italian Space Agency (ASI), an international scientific team was able to observe the changes that have affected the Petermann ice-shelf over the last 30 years. Using state-of-the-art interferometric methods, the researchers were able to measure very precisely the position of the glacier’s grounding line, in other words the limit where the glacier begins to float to become an ice-shelf. The measurement of the location of this boundary is important because it exerts an important control on the stability of the glacier. It is also a very good indicator of the reaction of the glacier to global warming.
While the glacier had remained relatively stable since the 1990s, researchers have recently observed a dramatic change in its behavior. In particular, over the past seven years, they have witnessed a series of events that show all the signs of a destabilization of this area of Greenland. Between 2014 and 2015, the flow of the glacier began to accelerate significantly. After this event, two large cracks opened; they divided the ice-shelf into three different parts. Since 2017, the glacier has been active again and its grounding line has receded dramatically: Between 2017 and 2021, it has receded by 5 km, which far exceeds the natural variability usually observed with this glacier.
According to the scientists, these events point to an imminent destabilization of the Petermann glacier, which had not known this threat until now. Since the 1970s, scientists have measured a significant increase in ocean temperatures in this area of the Arctic. Rising ocean temperatures may increase the melting of ice shelves that are being undermined from below. The study authors believe that « the dramatic events now occurring are the consequences of a long-term weakening of the Petermann ice-shelf, due in part to warming ocean waters. »
The weakening of shelves is an important issue, especially in Antarctica, where most glaciers end in floating extensions, in the same way as the Petermann Glacier in the Arctic. Greenland is subject to a wider range of climate forcings; observing what is happening there could therefore provide a better understanding of what could happen in Antarctica in the future.
After the deadly rupture of the Marmolada glacier in the Alps and in Tajikistan, rapid glacier collapses are accumulating at all latitudes, as ever more glaring signs of the changes affecting our planet. This situation calls for immediate action to act against the climate crisis.

Source : Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE) de Grenoble.

Localisation géographique et images satellites du glacier Petermann (Source: Wikipedia)

Adaptation des populations arctiques à la réduction de la glace de mer // Arctic populations are adapting to sea ice loss

Lors d’un panel organisé par le Study of Environmental Arctic Change, des peuples autochtones, des chasseurs, des scientifiques, des artistes et des décideurs ont partagé leurs points de vue sur les conséquences de la réduction de la glace de mer sur la biodiversité, l’économie, la sécurité alimentaire et sur les déplacements des populations concernées.
Avec la hausse de la température de l’air qui a augmenté quatre fois plus vite depuis 1979, l’étendue minimale annuelle de la glace de mer dans l’Arctique s’est réduite de 13 % par décennie. L’arrivée de la glace se produit de plus en plus tard dans la saison, et la protection qu’elle offre à la côte est maintenant beaucoup plus aléatoire.
La glace de mer fournit un habitat à diverses espèces, comme les ours polaires et les phoques qui en dépendent pour la chasse, la reproduction et pour éviter les prédateurs. Les algues et le krill se développent en abondance sous sa surface, sans oublier les bactéries et les vers qui n’existent que dans la glace.
De plus, la disparition de la glace de mer a des répercussions sur le bien-être social et la santé humaine autant que sur la population de baleines boréales.
La glace de mer représentait jusqu’à présent pour les communautés côtières une protection naturelle et gratuite contre l’érosion et les tempêtes qui sont de plus en plus fréquentes. Comme cette glace a disparu, toutes les zones habitées le long de la côte sont menacées par les tempêtes d’automne parce qu’il n’y a plus cette infrastructure naturelle.
Pour les chasseurs, la fonte de la glace de mer rend les déplacements dangereux.Traditionnellement, après l’arrivée de la glace de mer, les chasseurs l’utilisent pour repérer les animaux. Si les vents se lèvent pendant la chasse, ils utilisent également de gros morceaux de glace pour s’abriter. Au cours des 10 dernières années, cette technique est devenue plus compliquée. En automne, la mer gèle environ un mois plus tard et a ensuite tendance à fondre et à regeler. Les chasseurs dépendent de l’épaisseur de la glace pour se déplacer. Si la glace ne gèle pas, il devient difficile de regagner le rivage.
La nouvelle situation de la glace de mer affecte également les industries qui dépendent du sol gelé pour le transport des matériaux, mais aussi les scientifiques qui étudient les écosystèmes. Le recensement des baleines boréales en fonction de la glace de mer est l’un des projets les plus importants du North Slope Borough Department of Wildlife Management qui gère la faune dans la région. Ce projet est essentiel pour la gestion de l’espèce qui est chassées dans 11 communautés baleinières. Le Département est en train d’étudier d’autres méthodes de comptage des baleines boréales, au cas où celle qui se base sur la glace de mer ne serait plus adaptée.
A côté de ces problèmes, les implications complexes de la diminution de la glace de mer présentent toutefois certains aspects positifs. D’une part, les pêcheurs ont accès plus longtemps aux eaux libres de l’Arctique. Il en va de même pour les cargos et de navires de tourisme Entre 2009 et 2019, le trafic maritime dans le détroit de Béring a presque doublé, passant de 262 à 494 passages.
Le développement d’infrastructures comme l’installation d’un port en eau profonde à Nome pourrait booster l’activité économique en Alaska, permettre une réponse plus rapide aux situations d’urgence et fournir une position stratégique pour la sécurité nationale.
Au fur et à mesure que la glace de mer rétrécit, les populations locales continuent de s’adapter à l’évolution de l’Arctique, en cartographiant les nouvelles trajectoires empruntées par les baleines et en enregistrant l’épaisseur de la glace pour assurer des déplacements en toute sécurité. Ces populations essayent d’adapter leurs saisons de chasse et leur régime alimentaire aux caprices de la glace de mer.

Source : Anchorage Daily News.

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During a panel hosted by the Study of Environmental Arctic Change, Indigenous people, hunters, scientists, artists and policymakers shared their perspectives on what diminishing sea ice means for biodiversity, the economy, food security and travel safety for residents.

With air temperatures increasing four times faster since 1979, the annual minimum sea ice extent has decreased by 13% per decade. The freeze-up happens later and later in the season, and the shore-fast ice is now significantly less stable.

Sea ice provides habitat for a variety of species, including polar bears and seals that rely on it for hunting, breeding and predator avoidance; algae and krill thriving under its surface; and bacteria and worms that only exist in the ice.

The implications of sea ice loss affect social well-being and human health as much as they do the bowhead whale.

Sea ice also provides natural, free infrastructure protecting coastal communities from erosion and increasing storms. As this ice is gone, every community along the coast is threatened by autumn storms because there is no longer that very infrastructure.

For hunters, sea ice melt means hazardous travel. Traditionally, after freeze-up, hunters use new ice to scout for animals. If winds pick up during the hunt, they also use bigger thicker chunks of ice for shelter. In the past 10 years, that has been challenging. In autumn, the sea freezes up about a month later and tends to thaw out and re-freeze again. Hunters depend on ice thickness and depend on good, safe ice to be traveling on. Without the ice froze, it becomes challenging to get back to shore.

The change is similarly affecting industries relying on frozen ground for transporting materials, and scientists studying the ecosystem. The ice-based census of bowhead whales is one of the most important projects for the North Slope Borough Department of Wildlife Management, critical for the management of the species that is hunted in 11 whaling communities Now the department is investigating other methods to count bowheads, in case ice-based surveys become impractical.

The complex implications of the diminishing sea ice include some positives. For one, fishermen have access to open water in the Arctic for longer. So do cargo and tourism ships: In the Bering Strait, from 2009 to 2019, vessel traffic transits almost doubled, from 262 to 494.

Potential infrastructure developments like a deepwater port in Nome could further increase economic activity in Alaska, lead to a faster response to emergencies and provide a strategic position for national security.

And as sea ice shrinks, local communities are continuing to adapt to the changing Arctic, mapping the whaling trails and ice thickness to ensure safe travel and adjusting their hunting seasons and diet.

Source : Anchorage Daily News.

 

L’étendue de la glace de mer arctique en mars 2023 était de 14,44 millions de kilomètres carrés. La ligne magenta montre l’étendue moyenne de 1981 à 2010 pour ce même mois (Source : NSIDC)

Arctique : la « dernière zone de glace » sous la menace du réchauffement climatique // Arctic : the Last Ice Area under the threat of global warming

Une nouvelle étude nous apprend que la « dernière zone de glace » au nord du Canada et du Groenland a disparu pendant les mois d’été dans le passé et cette disparition se produira malheureusement de nouveau, et probablement plus tôt que prévu.
La glace de mer arctique suit un cycle saisonnier chaque année. Elle occupe de plus en plus d’espace dans l’Océan Arctique pendant l’automne et l’hiver, allant même jusque dans l’Atlantique Nord et le Pacifique Nord au moment où elle atteint son maximum en février ou mars. Actuellement, près des trois quarts de cette glace de mer est saisonnière, ce qui signifie qu’elle fond au printemps et en été. La partie qui subsiste après la saison de fonte est la glace de mer permanente.
Les archives des quatre dernières décennies montrent que la quantité de glace qui subsiste toute l’année diminue. Dans les années 1980, les minimums de glace de mer de septembre couvraient une surface d’environ 7 millions de kilomètres carrés. L’étendue minimale la plus faible jusqu’à présent, en 2012, était inférieure à la moitié de cette surface. Alors que les températures de la planète augmentent en raison des émissions de gaz à effet de serre et que l’Arctique continue d’être l’une des régions du monde qui se réchauffe le plus rapidement, la quantité de glace qui survit à la fonte estivale continue de diminuer.
Au cœur de l’étendue de glace qui survit à la fonte chaque année se trouve une région connue sous le nom de « dernière zone de glace. » Elle s’étend du nord du Groenland jusqu’aux îles les plus septentrionales de l’archipel canadien. Selon le World Wildlife Fund, c’est la seule région de l’Arctique où il y aura de la glace de mer toute l’année à partir de 2040. Il se peut que les océans se réchauffent suffisamment pour faire fondre cette glace, mais en raison de l’abri fourni par les îles et le Groenland, on pense qu’elle pourra résister plusieurs décennies de plus que le reste de la banquise. Si c’est le cas, elle fournira un dernier refuge à la faune et aux organismes arctiques qui dépendent de la glace pour survivre.
Cependant, selon une nouvelle étude réalisée par des chercheurs du Danemark, de Suède et des États-Unis, cette « dernière zone de glace » a déjà fondu dans le passé, et alors que les températures mondiales continuent d’augmenter, nous approchons rapidement du point de basculement où cette glace disparaîtra à nouveau.
Les chercheurs ont foré les fonds marins au nord du Groenland, dans la mer de Lincoln, et ils ont extrait des carottes qui ont révélé comment les sédiments se sont déposés dans la région au fil du temps. En analysant les carottes couche par couche, ils ont recherché les éléments chimiques spécifiques produits par les algues qui adhèrent à la face inférieure de la glace de mer. Ils ont pu ainsi construire une chronologie montrant à quelle époque les algues étaient présentes, et donc le moment où il y avait de la glace dans cette région.
Selon un co-auteur de l’étude, « les modèles climatiques montrent que la glace de mer estivale dans cette région fondra dans les décennies à venir, mais on ne sait pas si cela se produira dans 20, 30, 40 ans ou plus. Il suffit que les températures augmentent juste un un peu pour que la glace fonde. » La chronologie mentionnée ci-dessus a révélé qu’il y a environ 10 000 ans, il y a eu une période de plus de 1 000 ans pendant laquelle la glace de mer a complètement disparu de l’Arctique, même de la « dernière zone de glace », pendant les mois d’été.
Les températures dans l’Arctique se rapprochent rapidement aujourd’hui de ce qu’elles étaient lorsque la glace de la « dernière zone de glace » est devenue saisonnière au début de l’Holocène, il y a environ 10 000 ans. Selon l’étude, cette transition vers la glace de mer arctique saisonnière dans la Mer de Lincoln et dans la « dernière zone de glace » se produira probablement lorsque le réchauffement climatique atteindra 2 ° C au-dessus des températures préindustrielles. L’Organisation Météorologique Mondiale (OMM) indique qu’en 2020, le globe est déjà 1,2 ° C plus chaud qu’il ne l’était à la fin du 19ème siècle.
Si la glace de mer devait à nouveau fondre complètement en été, le premier problème concernerait la perte désastreuse d’habitat. L’augmentation de la surface d’eau sombre (par opposition à la surface où la glace réfléchit le soleil) signifierait la fin de l’albédo. Il y aurait donc encore plus de chaleur piégée dans l’océan et une accélération de la crise climatique.
Un autre co-auteur de l’étude a déclaré : « La mauvaise nouvelle est que nous sommes susceptibles de voir cela se produire très bientôt. La bonne nouvelle est que nos données montrent que la tendance est réversible si nous réduisons les émissions de gaz à effet de serre et si nous nous fixons des objectifs politiques ambitieux. Si nous réussissons à maintenir les températures stables ou peut-être même les faire chuter, la glace de mer reviendra dans la région. L’étude est un signal d’alarme, car nous savons que cela se produira. Nous devons agir dès maintenant si nous voulons que cela change. »
Source : Yahoo Actualités.

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New research reveals that the « Last Ice Area » north of Canada and Greenland disappeared during the summer months in the past and it will do so again, perhaps sooner than we think.

Arctic sea ice goes through a seasonal cycle each year. It grows and spreads across the Arctic Ocean through northern autumn and winter, even pushing into the North Atlantic and North Pacific by the time it reaches its maximum in February or March. Currently, nearly three-quarters of this sea ice is seasonal, meaning that it melts away through the spring and summer. The portion that survives the melt season is called year-round sea ice.

Over the past four decades, records show that the amount of ice that survives year-round is dwindling. In the 1980s, the September sea ice minimums measured around 7 million square kilometres. The lowest minimum extent so far, in 2012, was less than half that. As global temperatures rise due to greenhouse gas emissions, and the Arctic continues to be one of the fastest warming regions of the world, the amount of ice that survives the summer melt will continue to diminish.

Within the extent of the ice that survives each year’s melt is a region known as the Last Ice Area. It stretches from just north of Greenland through the northernmost islands of the Canadian Archipelago. According to the World Wildlife Fund, this is the only region of the Arctic where we will have year-round sea ice as of 2040. The oceans could warm enough to melt this ice as well, but due to the shelter provided by the islands and Greenland, it is thought that it could hold out decades longer than the rest of the sea ice. This would provide a crucial last bastion for Arctic wildlife and organisms that depend on the ice to survive.

However, according to a new study by researchers from Denmark, Sweden, and the United States, even this Last Ice Area has melted away in the past, and as global temperatures continue to rise, we are quickly approaching a tipping point where we could see it disappear again.

The researchers drilled down into the sea floor north of Greenland, in the Lincoln Sea, and pulled out samples that revealed how sediments were deposited in the area over time. Going through the samples layer by layer, they looked for specific chemicals produced by algae that cling to the underside of sea ice, and were able to construct a timeline showing when the algae were present, and thus when there was ice in that region.

According to one co-author of the study, « climate models have suggested that summer sea ice in this region will melt in the coming decades, but it’s uncertain if it will happen in 20, 30, 40 years, or more. Temperatures only have to increase a little before the ice will melt. » The above-mentioned timeline revealed that around 10,000 years ago, there was a more than 1,000-year-long period when sea ice completely disappeared from the Arctic, even from the Last Ice Area, during the summer months.

Temperatures in the Arctic now are quickly approaching what they were when the ice of the Last Ice Area became seasonal back in the early Holocene, roughly 10,000 years ago. According to the study, this transition to seasonal Arctic sea ice in the Lincoln Sea and Last Ice Area will likely occur when global warming reaches 2°C above pre-industrial temperatures. The World Meteorological Agency says that, as of 2020, the globe is already 1.2°C warmer than it was in the late 19th century.

If the ice were to completely melt in the summer again, the devastating loss of habitat would be only the first problem. The increased area of dark water surface (as opposed to bright reflective ice surface) would mean the end of the albeido and even more heat being trapped in the ocean and an acceleration of the climate crisis.

Another co-author of the study has declared : « The bad news is that we can see this happening very soon. The good news is that our data shows the trend is reversible and we can do something about it if we reduce greenhouse gas emissions and set ambitious political goals. If we can keep temperatures stable or perhaps even make them fall, the sea ice would return to the area. The study is a wake-up call, because we know that it will happen. We have to act now so we can change it. »

Source : Yahoo News.

 

Etendue maximale de glace de mer arctique hivernale jamais enregistrée (à gauche) en mars 1979, et étendue minimale estivale (à droite), en septembre 2012. (Source : NSIDC)