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Erosion côtière en Alaska : causes et conséquences // Coastal erosion in Alaska : causes and consequences

Au cours de ma conférence « Glaciers en péril, les effets du réchauffement climatique », j’insiste sur les conséquences de la fonte de la glace de mer en Alaska. À mesure que la banquise arctique fond, les côtes déjà fragiles deviennent vulnérables ; elles se trouvent exposées aux vagues au moment des tempêtes. On assiste alors à une accélération de l’érosion qui affecte les personnes et la faune.
Jusqu’à ces dernières années, la glace de mer empêchait les vagues de l’océan de se fracasser contre la côte. Une épaisse couche de glace de mer absorbait la puissance des grosses vagues et les empêchait de déferler sur les plages et contre les falaises. Aujourd’hui, la glace de mer fond et s’éloigne du rivage. L’océan a donc le champ libre pour venir à sa guise saper les côtes et inonder les villages côtiers.

Crédit photo: Wikipedia

Contrairement aux rivages des latitudes moyennes, ceux de l’Arctique sont constitués de pergélisol. Avec des températures plus élevées en été, ce sol dégèle, rendant les côtes arctiques particulièrement sensibles à l’érosion. Le réchauffement de l’eau et l’élévation du niveau de la mer aggravent encore le problème, avec de plus grosses vagues qui viennent frapper les côtes.

Dégel du permafrost dans la toundra (Photo: C. Grandpey)

Deux événements se combinent souvent à l’automne dans l’Arctique : les tempêtes les plus fortes et la plus faible étendue de glace de mer. Après un été de fonte de la glace de mer qui ouvre de vastes étendues d’eau libre, les grosses tempêtes peuvent causer des dégâts considérables, contribuer à l’érosion du littoral et à la perte d’habitat terrestre.
Par exemple, en septembre 2022, le reliquat du typhon Merbok a frappé la côte ouest de l’Alaska avec des vents de force ouragan qui ont obligé à des évacuations, arraché des bâtiments de leurs fondations, sculpté de nouveaux rivages et envoyé entre un et deux mètres d’eau le long de 1 600 kilomètres de côtes. Pour de nombreuses communautés, les dégâts aux infrastructures ont été immédiats. Comme ces communautés dépendent également d’une économie de subsistance, la perte des ressources de la terre a laissé certains habitants dépourvus de réserves pour l’hiver.
Le sol de l’Arctique, autrefois gelé toute l’année, fait maintenant face à plusieurs mois de dégel. Certaines régions dégèlent plus rapidement et plus substantiellement que d’autres. Depuis les années 1990, les températures dans l’Arctique ont augmenté d’environ 0,6 °C par décennie, soit le double de la moyenne mondiale. Les données des services météorologiques de l’Alaska indiquent que de 1971 à 2019, le réchauffement de l’Arctique a été trois fois plus rapide que la moyenne mondiale. Une étude fait même état d’un réchauffement quatre fois plus rapide. Certaines estimations montrent un été sans glace de mer dès 2035. Avec moins de glace de mer pour empêcher les grosses vagues de s’écraser contre les côtes, l’érosion côtière va certainement s’amplifier.
Les températures plus chaudes de l’Arctique font également dégeler le pergélisol. La terre autrefois rigide et solide sous l’effet du gel devient un sol mou et humide qui s’effrite plus facilement sous les assauts des vagues. Le dégel du pergélisol libère également dans les eaux voisines et dans l’atmosphère des gaz à effet de serre autrefois emprisonnés, ce qui accélère le réchauffement climatique. Certaines estimations indiquent que les zones de pergélisol stockent environ 1 700 milliards de tonnes de gaz à effet de serre sous forme de méthane et de dioxyde de carbone ; c’est environ le double du total actuel dans l’atmosphère. Un autre sous-produit du dégel du permafrost est le mercure. Autrefois congelé, il s’échappe désormais dans le sol et les eaux avoisinantes, avec un effet désastreux sur la chaîne alimentaire.

En Alaska, des villages entiers sont déjà confrontés à la nécessité de se déplacer à cause de l’érosion côtière. Le dégel du pergélisol et les vagues érodent le littoral arctique à raison de 50 centimètres par an en moyenne. Dans le nord de l’Alaska, le chiffre atteint 1,40 mètre par an. Sur certains zones littorales comme à Drew Point, en Alaska, l’érosion atteint 20 mètres par an.
Une étude de février 2022 explique que l’érosion pourrait doubler dans l’Arctique d’ici la fin du 21ème siècle. Au fur et à mesure que les scientifiques en sauront davantage sur le moment et l’ampleur de l’érosion côtière dans l’Arctique, les collectivités pourront prendre les mesures nécessaires pour essayer d’y faire face.
Source : National Snow and Ice Data Center (NSIDC).

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During my conference « Glaciers at risk », I insist on the consequences of the melting of the sea ice in Alaska. As Arctic sea ice melts, fragile coastlines become vulnerable to bigger waves from storms, leading to accelerated erosion that impacts people and wildlife.

Up to recent years, sea ice keeps the churning ocean from splashing up against the coast. A thick layer of sea ice absorbs the power of big waves, preventing them from slamming into beaches and sea cliffs. But as sea ice melts and recedes away from shore, the ocean can wear away coastlines and flood seaside villages.

Unlike shorelines in the mid-latitudes, Arctic shorelines have permafrost. With higher temperatures in the summer, these soils are thawing, making Arctic coasts especially sensitive to erosion. Warming water and sea level rise compound the issue further as bigger waves pound the coasts.

Two events often collide in the autumn in the Arctic: the strongest storms and lowest sea ice extent. After a summer of sea ice melt, with large areas of open water, large storms can do considerable damage and contribute to shoreline erosion and terrestrial habitat loss.

For example, in September 2022, remnants of Typhoon Merbok battered Alaska’s western coast with hurricane-force winds, forcing evacuations, uprooting buildings, carving out new shores, and surging one ti two meters of water along 1,600 kilometers of coastline. For many communities, the impact from damage to infrastructures was immediate. However, as these communities also rely on subsistence living, the loss of resources from the land left several residents vulnerable without stocks for the winter.

The Arctic’s soil, once frozen all year round, now faces several months of thaw, with some regions thawing faster and more substantially than others. Since the 1990s, temperatures in the Arctic have been increasing at roughly 0.6°C per decade, twice the rate of the global average. Data from Alaskan weather services indicaate that from 1971 to 2019, the rate of Arctic warming was three times as fast as the global average. Another study suggests a four-fold warming. Some estimates showi a summer free of sea ice as early as 2035. With less sea ice preventing big waves from crashing against the shores, coastal erosion is sure to increase.

Warmer Arctic temperatures are also thawing permafrost, turning once frozen-solid land into soft, wet soil that crumbles more easily with wave attacks. Permafrost thaw also releases once-frozen greenhouse gases into nearby waters and the atmosphere, feeding further warming. Some estimates state that permafrost zones store about 1,700 billion metric tons of carbon, both in methane and carbon dioxide form ; this is about twice the current total within the atmosphere. Another byproduct is the release of once-frozen mercury into soil and nearby waters, polluting the food chain.

In Alaska, entire villages are already facing the need for relocation from coastal erosion. Together, thawing permafrost and waves erode the Arctic coastline at an average rate of 50 centimeters per year. In northern Alaska, the rates are 1.4 meters per year, with some sections, like Drew Point, Alaska, eroding much as 20 meters per year.

A study from February 2022 suggests that erosion may double in the Arctic by the end of the 21st century. As scientists learn more about the timing and magnitude of coastal erosion in the Arctic, communities can develop necessary mitigation and adaptation resources.

Source : National Snow and Ice Data Center (NSIDC).

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)