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Russie : Une ISS sur Terre // Russia : An ISS on Earth

Des travaux sont en cours pour créer la première station arctique au monde alimentée à l’hydrogène et aux énergies renouvelables. La Snezhinka (russe pour Flocon de Neige), d’une valeur de 27 millions de dollars, est censée devenir un pôle scientifique international en matière de biotechnologie, robotique et intelligence artificielle. Le projet est soutenu par le ministère des Sciences et de l’Enseignement supérieur, le ministère des Affaires étrangères, le ministère du Développement de l’Extrême-Orient et de l’Arctique, le Conseil de l’Arctique et la Fondation Bellona. Il est piloté par une équipe de l’Institut de physique et de technologie de Moscou (MIPT). Il devrait être opérationnel en 2024 dans le sud de la péninsule de Yamal (voir carte ci-dessous), cœur de la production gazière de la Russie.
La station, une sorte de Station spatiale internationale (ISS) sur Terre, ressemble à un flocon de neige – d’où son nom – avec sept grands dômes transparents reliés les uns aux autres par des couloirs. La Snezhinka sera construite à proximité d’un grand lac, à environ 30 kilomètres du village de Kharp. Le trajet jusqu’à la station se fera en véhicule tout-terrain depuis l’aéroport de Salekhard, le centre administratif de la région, et prendra deux heures.
Les dômes, dotés de tout les éléments nécessaires à la vie, pourront accueillir 80 personnes à la fois : 60 visiteurs et 20 membres du personnel. Les scientifiques russes ont l’intention de l’utiliser toute l’année en alternant l’énergie produite par les éoliennes, les panneaux solaires et l’hydrogène généré par électrolyse, qui sera essentiel pendant la longue nuit polaire quand il fait noir pendant des semaines.
Il s’agira de la première station scientifique entièrement autonome alimentée en énergie verte. Il n’y a aucune autre installation au monde semblable à la Snowflake. La plus ressemblante est la station antarctique belge Princess Elisabeth qui fonctionne avec de petites éoliennes et des panneaux solaires, mais il n’y a pas d’hydrogène, bien que des installations de stockage à cet effet soient prévues. Une autre différence avec la Snowflake est que toutes les stations antarctiques ne sont opérationnelles que pendant trois ou quatre mois, pendant le jour polaire, alors que la Snowflake sera utilisée toute l’année dans l’Arctique.
L’équipe scientifique à l’origine du projet vise à en faire une plate-forme de recherche, avec un accent particulier mis sur les technologies appliquées aux énergies renouvelables et à l’hydrogène. D’autres projets comprennent des observatoires géomagnétiques et astronomiques, une station de surveillance de l’environnement et un banc d’essai pour de nouvelles solutions techniques autour du pergélisol.
Un groupe électrogène de secours alimenté par du mazout servira d’alimentation de secours. Il est probable que le lancement devra se faire au diesel avant que la station passe à l’énergie verte.
Une autre station autonome utilisant l’hydrogène et les énergies renouvelables sera construite dans la région de Mourmansk, et un projet similaire est prévu aux Émirats Arabes Unis. Des scientifiques russes ont récemment signé un accord avec les Émirats pour développer conjointement des technologies pour la production, le stockage et l’utilisation d’hydrogène dans les systèmes énergétiques, ainsi que la construction d’un laboratoire parfaitement autonome sur les sources d’énergie renouvelables à base d’hydrogène.
Source : The Siberian Times.

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Work is underway to create the world’s first Arctic station powered by hydrogen and renewables. The $27-million Snezhinka (russian for Snowflake) is seen as a future international science hub for biotech, robotic and AI-driven projects. It is backed up by the Ministry of Science and Higher Education, Ministry of Foreign Affairs, Ministry for the Development of Far East and Arctic, Arctic Council, and The Bellona Foundation. It isdriven by the team of Moscow Institute of Physics and Technology (MIPT). It is scheduled to launch in 2024 inthe southernYamal Peninsula (see map below), the heart of Russia’s gas production.

The station, described as the International Space Station on Earth, resembles a snowflake – which accounts for its name – with seven large transparent domes connected by passageways. Snezhinka will be built close to a large lake, some 30 kilometres away from the village of Kharp. Driving to the station on an all-terrain vehicle from the airport of Salekhard, the administrative centre for the area, will take two hours.

The domes, with everything necessary for living, will be able to host 80 people at a time: 60 visitors and 20 personnel. Russian scientists aim to use it year-round by combining wind power, solar panels and hydrogen, generated by electrolysis, which will be essential during the long Polar Night when it is dark for weeks.

This is the first attempt to build a fully autonomous scientific station supplied by green energy. There is no other facility in the world similar to the Snowflake. The closest is the Belgian Antarctic station Princess Elisabeth, running on small wind turbines and solar panels. They don’t have hydrogen there, although work with hydrogen storage is planned. Another difference with Snowflake is that all Antarctic stations are active for only three or four months, during the polar day whereas the Snowflake will be a year-round Arctic facility.

The scientific team behind the project aims to make it a research platform, with particular focus on applied technologies in renewable and hydrogen energy. Other projects will include geomagnetic and astronomical observatories, an environment-monitoring station, and a testing facility for new technical solutions in permafrost.

An emergency diesel power station will be designed as a backup power source. It is likely that the launch will have to be made with the help of diesel until the station will switch to green energy.

Another autonomous hydrogen and renewables station will be built in Murmansk region, and a similar project is planned in the United Arab Emirates. Russian scientists have recently signed an agreement with the Emirates to jointly develop effective technologies for the production, storage and use of hydrogen in energy systems, as well as the construction of a fully autonomous laboratory on hydrogen-based renewable energy sources.

Source: The Siberian Times.

Localisation de Kharp et vue de la localité (Source : Wikipedia)

Arctique : incendies et dégel du permafrost // Arctic : wildfires and permafrost thawing

J’ai écrit plusieurs articles sur le dégel du pergélisol dans l’Arctique et ses impacts sur l’environnement, en particulier en Sibérie où des pingos et des cratères sont apparus sur la Péninsule de Yamal

Le réchauffement climatique reste la principale cause du dégel du pergélisol dans la partie arctique de l’Alaska, mais une nouvelle étude prenant en compte 70 ans de données révèle que les incendies dans la toundra accélèrent ce dégel et participent à l’apparition de « thermokarst », autrement dit des affaissements brutaux de terrain provoqués par le dégel du permafrost. L’étude, intitulée « Accélération des thermokarsts dans la toundra arctique à cause du changement climatique et des incendies de végétation », est la première à prendre en compte sur plusieurs décennies le rôle du feu dans le dégel global du pergélisol.
On sait que le pergélisol arctique représente une énorme accumulation de matières végétales et animales congelées; c’est une immense réserve de carbone qui, si elle dégelait et se dégradait, pourrait plus que doubler la quantité de carbone dans l’atmosphère. Ce processus est imprévisible, est mal connu. L’objectif de cette nouvelle étude est de faire progresser notre compréhension de l’écosystème du pergélisol.
L’équipe de chercheurs a analysé 70 années d’imagerie aérienne et satellitaire pour calculer la vitesse de formation des thermokarsts dans différentes régions du nord de l’Alaska. Les scientifiques ont également utilisé des modèles d’apprentissage automatique pour déterminer les contributions relatives du changement climatique, des incendies et de la morphologie du paysage au déclin du pergélisol.

Ils ont découvert que la formation des thermokarsts s’est accélérée de 60 % depuis les années 1950. Bien que le changement climatique soit le principal moteur de cette accélération, le feu a joué un rôle non négligeable dans ce processus. Le feu n’a brûlé que 3 % du paysage arctique au cours de cette période, mais il est responsable de plus de 10 % de la formation des thermokarsts.
Les chercheurs ont découvert que des incendies à répétition dans les mêmes zones continuent d’endommager la toundra mais n’accélèrent pas davantage la formation des thermokarsts. L’étude révèle qu’un seul incendie peut accélérer la formation de thermokarsts pendant plusieurs décennies.
Les modèles prévoient que la multiplication des thermokarsts ne fera qu’augmenter avec le réchauffement climatique. En plus du dégel du pergélisol, le réchauffement de l’atmosphère assèche la toundra et augmente son inflammabilité. Il est donc probable que la foudre déclenchera davantage d’incendies, ce qui provoquera encore plus de dégradation du pergélisol.
Le dégel et l’affaissement du pergélisol ont d’autres effets sur le paysage. Par exemple, les lacs situés dans des dépressions où le pergélisol est encore gelé peuvent se vider lorsqu’il se dégrade. La disparition du pergélisol engendrera forcément un chamboulement de l’environnement arctique.
Source : médias d’information américains.

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I have written several posts on the thawing of permafrost in the Arctic and its impacts on the environment, especially in Siberia where pingos and craters appeared on the Yamal Peninsula.

While climate change is the primary driver of permafrost degradation in Arctic Alaska, a new analysis of 70 years of data reveals that tundra fires are accelerating that decline, contributing to a phenomenon known as « thermokarst, » the abrupt collapse of ice-rich permafrost as a result of thawing. The study, entitled « Thermokarst acceleration in Arctic tundra driven by climate change and fire disturbance », is the first to calculate the role of fire on permafrost integrity over many decades.

It is known that the Arctic permafrost is a vast storehouse of frozen plant and animal matter, a carbon stockpile that, if thawed and degraded, could more than double the amount of carbon in the atmosphere. This process, which is unpredictable, is poorly understood. The aim of the new study is to advance our understanding of the permafrost ecosystem.

The research team analyzed seven decades of air and satellite imagery to calculate the rate of thermokarst formation in different regions of Arctic Alaska. The scientists also used machine-learning-based modeling to determine the relative contributions of climate change, fire disturbance and landscape features to observed permafrost declines.

They found that thermokarst formation has accelerated by 60% since the 1950s. Although climate change is the main driver of thermokarst acceleration, fire played a disproportionately large role in that process. Fire burned only 3% of the Arctic landscape in that time period but was responsible for more than 10% of thermokarst formation.

The researchers found that repeated fires in the same areas continued to damage the tundra but did not further accelerate thermokarst formation. The study reveals that a single fire can accelerate thermokarst formation for several decades.

Models predict that thermokarst will only increase with climate change. In addition to thawing permafrost, climate warming dries out the tundra, increasing its flammability. This makes it more likely that lightning strikes will spark fires, causing even more permafrost degradation.

Thawing and collapsing permafrost also leads to other landscape changes. For example, lakes sitting in frozen permafrost depressions may drain when that permafrost degrades. The loss of permafrost will inevitably upset the Arctic environment.

Source: US news media.

La toundra recouvre la majeure partie du nord de l’Alaska

Thermokarst dans le nord de l’Alaska

(Photos : C. Grandpey)

Les richesses de la Russie dans l’Arctique // Russia’s wealth in the Arctic

Avec la fonte de la banquise et de la glace de mer, de nouvelles voies de navigation comme la Route Maritime du Nord s’ouvrent dans l’Arctique et l’extraction de minéraux précieux devient beaucoup plus facile. La Russie – qui détient la plus grande partie de l’Arctique – a parfaitement compris tous les avantages qu’elle peut tirer de la nouvelle donne. L’Arctique semble être la version moderne de la caverne d’Ali Baba. Il y a de tout dans l’Arctique en matière de ressources naturelles, mais la rigueur du climat et le manque d’infrastructures ont, jusqu’à présent, entravé l’exploitation de ces richesses. Elles n’étaient pas, non plus, indispensables dans une économie basée sur les combustibles fossiles.
Aujourd’hui, avec l’envolée de la demande croissante en métaux conventionnels et pour certains minéraux considérés comme essentiels dans la transition énergétique comme le cobalt ou les terres rares, il semble y avoir une volonté, au moins en Russie, de favoriser le développement des ressources qui se cachent dans le nord inhospitalier.
Il suffit de prendre l’exemple du cuivre. Le métal est largement utilisé dans les véhicules électriques. Alors que le moteur à combustion interne classique contient environ 20 kilos de cuivre, la voiture électrique en contient jusqu’à quatre fois plus. Il n’est donc pas étonnant que la demande de cuivre pour la fabrication des véhicules électriques augmente énormément entre 2020 et 2030.
L’Arctique russe possède également d’importantes réserves de lithium. Les gisements de lithium en Sibérie orientale et en Yakoutie pourraient fournir 3,5 % du lithium de la planète d’ici 2025.
L’importance grandissante de ces minerais est la raison pour laquelle la Russie envisage de construire cinq nouvelles centrales nucléaires flottantes, toutes destinées à alimenter des projets miniers. L’option nucléaire a été préférée par le Kremlin à l’idée de centrales à gaz flottantes. Les cinq centrales nucléaires flottantes coûteront 2,2 milliards de dollars.
Les centrales électriques flottantes sont la première étape à franchir sur la voie du développement des ressources en métaux et en minerais dans l’Arctique russe. Sans électricité, la construction des routes et d’autres infrastructures vitales dans le cadre d’un projet minier serait beaucoup plus difficile. Avec l’électricité, le principal problème est résolu.
L’économie mondiale vise une transition progressive vers une énergie décarbonée, et c’est en train de devenir une réalité en Russie où le Premier ministre a déclaré : « Il faut se préparer à une réduction progressive de l’utilisation des combustibles traditionnels : pétrole, gaz, charbon. Il faut améliorer l’efficacité énergétique, développer les énergies alternatives, construire des infrastructures appropriées. »
La Russie, en d’autres termes, commence à se préparer à un monde post-fossiles, ou du moins à un monde qui a moins besoin des hydrocarbures utilisés depuis près de 200 ans. Ce monde remplacera les hydrocarbures par des métaux et des minéraux. Heureusement pour la Russie, elle a tout ce qu’il faut : beaucoup d’hydrocarbures, de métaux et de minéraux.
Source : Yahoo News.

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With the melting of sea ice, new shipping lanes like the Northern Sea Route are opening in the Arctic and the mining of precious minerals is getting much easier. Russia – which owns most of Arctic – has perfectly understood all the benefits it can draw from the new situation. The Arctic seems to be the modern version of Ali Baba’s treasure cave.There is everything in the Arctic in terms of natural resources, but the harsh climate and lack of basic infrastructure have up to now interfered with the development of these resources. There has also not been much need for them in a fossil fuel-based economy.

Now, with the surge in demand expected for most basic metals and certain minerals considered critical for the energy transition such as cobalt or rare earths, there seems to be strong motivation, at least in Russia, to push ahead with resource development in the inhospitable northern region.

Take copper, for example. The metal is used abundantly in electric vehicles. If the average internal combustion engine contains about 20 kilos of copper, the average electric car contains as much as four times that. No wonder, then, that copper demand from the EV industry alone is set to grow enormously between 2020 and 2030.

The Russian Arctic has also significant lithium reserves.The lithium deposits in eastern Siberia and Yakutia might become the source of 3.5 percent of the world’s lithium by 2025.

This is rthe reason why the country plans to build five more floating nuclear power plants, all to supply mining projects. The nuclear option was preferred by the Kremlin to the idea for floating gas-fired power plants. The five floating power plants will cost $2.2 billion.

Floating power plants are the first step that needs to be made on the road to the development of Russia’s metal and mineral wealth in the Arctic. Without electricity, the task of building roads and other vital infrastructure for a mining project is a lot more challenging. With electricity, the first big problem is solved.

The world economy is aimed at a gradual transition to low-carbon energy, and this is already a new reality. Russia’s Prime Minister, said : « It is necessary to prepare for a step-by-step reduction in the use of traditional fuels: oil, gas, coal. It is necessary to improve energy efficiency, develop alternative energy, build appropriate infrastructure.

Russia, in other words, is beginning to prepare for a post-fossil fuel world, or at least a world that needs less of the hydrocarbons that have fuelled it for close to 200 years now. This world will replace hydrocarbons with metals and minerals. Fortunately for Russia, it has a lot of both hydrocarbons and metals and minerals.

Source: Yahoo News.

Extrême nord russe (Source: Wikipedia)

Rapport annuel sur l’Arctique // Arctic Report Card

Alors que la planète se réchauffe à la vitesse V, ce qui se passe dans l’Arctique, où les températures augmentent deux fois plus vite que dans le reste du monde, affecte de plus en plus les modes de vie dans l’ensemble de la planète.
Le 14 décembre 2021, une équipe de 111 scientifiques de 12 pays a publié le 16ème Rapport annuel sur l’Arctique. Vous verrez un résumé du Rapport dans l’excellente vidéo ci-dessous. Vous trouverez le Rapport dans son intégralité en cliquant sur ce lien:

https://www.arctic.noaa.gov/Report-card

Comme un contrôle de santé annuel chez un médecin, le Rapport fait le point sur les signes vitaux de l’Arctique : températures de l’air, températures de surface de la mer, glace de mer, couverture neigeuse, calotte glaciaire du Groenland, verdissement de la toundra et niveaux de photosynthèse des algues océaniques, tout en prenant en compte d’autres indicateurs de santé et facteurs émergents qui apportent une lumière sur les changements intervenus dans l’Arctique.
Comme le précise le Rapport, le réchauffement rapide d’origine anthropique continue d’être à l’origine de la plupart des changements et, en fin de compte, ouvre la voie à des perturbations qui affectent les écosystèmes et les communautés dans leur globalité.
La banquise arctique, indicateur majeur du changement climatique dans le monde, continue de rétrécir sous l’effet de la hausse des températures. En prenant en compte les données de 2021, les 15 plus faibles étendues de glace de mer pendant l’été se sont toutes produites au cours des 15 dernières années.
La banquise s’amincit également à un rythme alarmant en même temps que la glace pluriannuelle la plus ancienne et la plus épaisse de l’Arctique disparaît. Cette perte de glace de mer diminue la capacité de l’Arctique à refroidir le climat de la planète. Le phénomène peut également avoir un impact sur les systèmes météorologiques de basse latitude, avec une probabilité accrue de sécheresses, vagues de chaleur et tempêtes hivernales extrêmes.
De même, la fonte persistante de la calotte glaciaire du Groenland entraîne une hausse du niveau des mers dans le monde entier, avec un risque de plus en plus important d’inondations et d’érosion côtières pour un plus grand nombre de communautés.
Ce passage de la glace à l’eau a des conséquences évidentes dans tout le système arctique. Les huit principaux fleuves de la région déversent davantage d’eau douce dans l’océan Arctique. Fait remarquable et très inquiétant, le sommet de la calotte glaciaire du Groenland a connu ses toutes premières précipitations sous forme de pluie au cours de l’été 2021.

Ces évolutions ont profondément modifié l’Arctique aujourd’hui. Elles donnent également du crédit à de nouvelles modélisations qui montrent le risque pour l’Arctique de passer d’un système dominé par la neige à un autre dominé par la pluie en été et en automne au moment où la température de la planète se situera à seulement 1,5°C au-dessus de l’époque préindustrielle.
Cette hausse de température atteint actuellement 1,2°C. Cette évolution vers davantage de pluie et moins de neige transformera forcément les paysages, tout en favorisant un recul encore plus rapide des glaciers et le dégel du pergélisol. Le dégel du pergélisol affecte les écosystèmes mais contribue également au réchauffement climatique en permettant aux restes de plantes et d’animaux auparavant gelés de se décomposer en libérant de nouveaux gaz à effet de serre dans l’atmosphère.
Le dernier Rapport annuel sur l’Arctique souligne à quel point le recul des glaciers et la détérioration du pergélisol constituent des menaces réelles pour la vie humaine en raison des inondations et des glissements de terrain soudains qu’ils peuvent engendrer. Le Rapport appelle à des efforts internationaux coordonnés pour identifier ces dangers. Une intensification de la pluie dans l’Arctique ne fera que multiplier ces menaces.
Source : La Conversation.

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As the planet rapidly warms, what happens in the Arctic, where temperatures are rising twice as fast as the rest of the globe, increasingly affects lives around the world.

On December 14th, 2021, a team of 111 scientists from 12 countries released the 16th annual Arctic Report Card, a yearly update on the state of the Arctic system. You will see a summary of the Report in the excellent video below. You’ll find the whole report by clicking on this link :

https://www.arctic.noaa.gov/Report-card

Like an annual checkup with a physician, the Report assesses the Arctic’s vital signs, including surface air temperatures, sea surface temperatures, sea ice, snow cover, the Greenland ice sheet, greening of the tundra, and photosynthesis rates by ocean algae, while inquiring into other indicators of health and emerging factors that shed light on the trajectory of Arctic changes.

As the Report describes, rapid and pronounced human-caused warming continues to drive most of the changes, and ultimately is paving the way for disruptions that affect ecosystems and communities far and wide.

Arctic Sea ice, a central vital sign of global climate change, is continuing to shrink under warming temperatures. Including data from 2021, 15 of the lowest summer sea ice extents have all occurred in the last 15 years.

The sea ice is also thinning at an alarming rate as the Arctic’s oldest and thickest multi-year ice disappears. This loss of sea ice diminishes the Arctic’s ability to cool the global climate. It can also alter lower latitude weather systems to an extent that makes droughts, heat waves and extreme winter storms, more likely.

Similarly, the persistent melting of the Greenland ice sheet is raising seas worldwide, exacerbating the severity and exposure to coastal flooding and coastal erosion for more communities around the planet.

This transition from ice to water and its effects are evident across the Arctic system. The eight major Arctic rivers are discharging more freshwater into the Arctic Ocean. Remarkably, the summit of the Greenland ice sheet experienced its first-ever observed rainfall during summer 2021.

These developments point to a changed and more variable Arctic today. They also give credence to new modeling studies that show the potential for the Arctic to transition from a snow-dominated to rain-dominated system in summer and autumn by the time global temperatures rise to only 1.5 degrees Celsius above pre-industrial times.

The world has already warmed by 1.2°C. Such a shift to more rain and less snow will further transform landscapes, fueling faster glacier retreat and permafrost loss. The thaw of permafrost not only affects ecosystems but also further adds to climate warming by allowing previously once-frozen plant and animal remains to decompose, releasing additional greenhouse gases to the atmosphere.

This year’s report highlights how retreating glaciers and deteriorating permafrost are also posing growing threats to human life through abrupt and localized flooding and landslides. It urges coordinated international efforts to identify these hazards. More rain in the Arctic will further multiply these threats.

Source: The Conversation.