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La dernière glace de mer // The last sea ice

Quand on regarde des photos de l’Arctique prises depuis l’espace, on remarque de belles structures en forme d’arches sculptées dans la glace de mer. Elles se forment dans un chenal étroit, le Détroit de Nares, qui sépare l’archipel canadien du Groenland.

Lorsque ces amas de glace descendent vers le sud en empruntant ce passage étroit, ils entrent en collision avec le littoral et forment un barrage qui joue un rôle de verrou. En effet, les contraintes se trouvent réparties tout au long de cette arche de glace et cela la rend très stable.

Au cours des dernières années, ces structures en forme d’arche ont perdu de leur force avec le réchauffement du climat dans l’Arctique. Elles se sont amincies, ce qui n’est pas une bonne nouvelle pour la conservation de toute la glace de mer dans la région sur le long terme.

Juste au nord du Détroit de Nares se trouve la Mer de Lincoln, qui héberge certaines des glaces de mer les plus anciennes et les plus épaisses de l’Océan Arctique. Cette glace est censée être la dernière à disparaître au moment où, comme le prédisent les modèles informatiques, l’Arctique deviendra libre de glace pendant les mois d’été au cours de ce siècle.

Cette très vieille glace peut disparaître de deux manières: elle peut fondre sur place suite à la hausse des températures, ou bien elle peut s’échapper dans l’océan. C’est ce qui se passe dans le Détroit de Nares. Les arches de glace qui se trouvent dans ce chenal de 40 km de large agissent comme une sorte de soupape sur l’amas de glace de mer qui est poussé hors de l’Arctique par les courants et les vents. Lorsqu’elles sont bien ancrées, généralement à partir du mois de janvier, les arches font obstacle au passage de la glace, même si une partie de la glace de mer arrive à s’échapper de l’Arctique via le Détroit de Fram, entre l’est du Groenland et le Svalbard.

Le problème est que les images satellites montrent que ces arches de glace deviennent des barrières moins robustes. Elles se forment pendant des périodes plus courtes, alors que la quantité de glace en passe d’emprunter le Détroit de Nares augmente de plus en plus.

La durée de vie moyenne des arches de glace diminue d’environ une semaine chaque année. Elles se maintenaient pendant 200 à 250 jours alors que maintenant elles résistent pendant 100 à 150 jours. Entre la fin des années 1990 et le début des années 2000, environ 42 000 kilomètres carrés de glace ont disparu chaque année dans le Détroit de Nares, et cette disparition atteint aujourd’hui 86 000 km2.

Les glaciologues expliquent qu’il faudrait que la plus vieille glace de l’Arctique persiste le plus longtemps possible. Si les objectifs de l’Accord de Paris sur le climat peuvent être atteints et si le réchauffement climatique peut être réduit, voire inversé, à ce moment là, la très vieille glace, très épaisse, retenue au nord du Canada et du Groenland pourra «ensemencer» la glace de mer nouvellement formée. De plus, la zone de glace la plus ancienne et la plus épaisse pourra servir de refuge aux espèces comme les ours polaires, les morses et les phoques qui dépendent de la glace de mer flottante pour leur mode de vie.

Ce qui inquiète les scientifiques, c’est que cette dernière zone de glace pourrait ne pas se maintenir en place très longtemps. Si cette glace âgée de cinq, six, voire 10 ans; vient à disparaître, il lui faudra beaucoup de temps pour se reconstituer, même si la planète parvient finalement à se refroidir.

Source: BBC, Nature Communications.

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If you observe images of the Arctic as seen from from space, you can see some beautiful arch-like structures sculpted out of sea-ice. They form in a narrow channel called Nares Strait, which divides the Canadian archipelago from Greenland.

As ice floes funnel southward down this narrow passage, they collide with the coastline to form a dam, and then everything comes to a standstill. Indeed, the stress is distributed all along the arch and this makes it very stable.

Over the past years, these arch-like structures have been weakened in the warming Arctic climate. They are thinning and losing their strength, and this is not good news for the long-term retention of all sea-ice in the region.

Directly to the north of Nares Strait is the Lincoln Sea which harbours some of the oldest, thickest sea ice in the Arctic Ocean. This ice is supposed to be the last to disappear when, as computer models predict, the Arctic becomes ice-free during summer months sometime this century.

This very old ice can disappear in two ways: It can be melted in place in the rising temperatures or it can be exported. It is this second mode that is taking place in Nares Strait.

The 40-km-wide channel’s arches act as a kind of valve on the amount of sea-ice that can be pushed out of the Arctic by currents and winds. When they are stuck solidly in place, usually from January onwards, the arches shut off all transport although some of the sea-ice can still be exported from the Arctic via the Fram Strait between eastern Greenland and Svalbard.

The problem is that satellite images are showing that these structures are becoming less reliable barriers. They are forming for shorter periods of time, and the amount of ice allowed to pass through the Nares Strait is therefore increasing as a consequence.

The average duration of the ice arches is decreasing by about a week every year. They used to last for 250-200 days and now they last for 150-100 days. In the late 1990s to early 2000s, about 42,000 square kilometres of ice disappeared every year through Nares Strait; and it has now doubled:to 86,000 sq km.

Glaciologists say we need to hang on to the oldest ice in the Arctic for as long as possible.

If the world manages to implement the ambition of the Paris climate agreement and global warming can be curtailed and reversed, then it is the thickest ice retained along the top of Canada and Greenland that will « seed » the rebound in the frozen floes. Moreover, the area of oldest, thickest ice is going to be an important refuge for the species like polar bears, walruses and seals that depend on the floating floes for their way of life.

What worries scientists is that this last ice area may not last for long. This is ice that is five, six, even 10 years old; so if it disappears, it will take a long time to replenish even if the planet eventually manages to get cooler.

Source : The BBC, Nature Communications.

Formation et rupture d’une arche de glace dans le Détroit de Nares vues depuis l’espace (Source : Copernicus)

Chaleur du noyau terrestre et fonte de l’Arctique // Earth’s core heat and Arctic melting

L’accumulation de gaz à effet de serre reste la cause principale de la fonte de la banquise et des glaciers dans le monde. A côté de cette théorie aujourd’hui largement acceptée par le monde scientifique, certains chercheurs expliquent que la fonte accélérée des glaces en Arctique serait amplifiée par d’autres phénomènes.

Ces scientifiques ont découvert la présence sous le Groenland d’un panache mantellique issu des profondeurs de notre planète. Ce panache aurait pour effet de faire fondre la glace par en dessous. Leur travail a été publié dans le Journal of Geophysical Research.

Il existe de nombreuses preuves de l’activité géothermique dans l’Arctique. Il suffit de se tourner vers l’Islande pour s’en rendre compte. La source de chaleur dans ce pays est  due à la présence d’un point chaud venant se juxtaposer à un phénomène tectonique d’accrétion. Ce point chaud conditionne également l’activité volcanique. On sait que les volcans constituent généralement le point de sortie des panaches mantelliques.

Pas très loin de l’Islande, l’archipel norvégien du Svalbard est considéré comme une zone géothermique où un flux de chaleur élevé réchauffe les eaux souterraines.

Toutefois, le rôle joué par la chaleur souterraine dans la fonte de la glace arctique a été très peu exploré jusqu’à maintenant.

Aujourd’hui, les chercheurs de l’université japonaise de Tohoku pensent que ces différentes sources de chaleur dans l’Arctique ont une origine commune : le panache du Groenland. Ils ont observé que le panache provient de la limite entre le noyau et le manteau terrestres, jusqu’à la zone de transition du manteau sous le Groenland. (La zone de transition du manteau se situe entre 410 et 660 kilomètres de profondeur). Les chercheurs ont remarqué que le panache du Groenland présente deux autres branches dans le manteau inférieur qui alimentent d’autres panaches dans la région. Cela fournit notamment de la chaleur à l’Islande et Jan Mayen, mais aussi à la zone géothermique du Svalbard.

Dans le cadre de leur étude, les chercheurs japonais se sont appuyés sur la vitesse de déplacement des ondes sismiques entre la croûte et l’intégralité du manteau sous ces régions. La tomographie sismique est une technologie semblable au scanner utilisé sur l’homme dans les hôpitaux. Elle permet de créer des modèles en trois dimensions qui révèlent la structure à grande échelle du manteau terrestre.

Les chercheurs japonais ont  installé des sismographes sur la calotte glaciaire du Groenland dans le cadre du réseau de surveillance de la calotte glaciaire du Groenland (Greenland Ice Sheet Monitoring Network). Mis en place en 2009, ce projet réunit des chercheurs de 11 pays.

Source : Regard sur l’Arctique.

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The accumulation of greenhouse gases remains the main cause of the melting of sea ice and glaciers around the world. Alongside this theory, which is now widely accepted by the scientific world, some researchers explain that the accelerated melting of ice in the Arctic is amplified by other phenomena.

These scientists have discovered the presence under Greenland of a mantle plume from the depths of our planet. This plume may melt the ice from below. Their work has been published in the Journal of Geophysical Research.

There is ample evidence of geothermal activity in the Arctic. One just needs to look to Iceland to realize this. The heat source in this country is due to the presence of a hot spot juxtaposed with a tectonic accretion phenomenon. This hot spot also conditions volcanic activity. We know that volcanoes generally constitute the exit point for mantle plumes.

Not far from Iceland, the Norwegian archipelago of Svalbard is considered a geothermal area where a high heat flux heats the groundwater. However, the role of subterranean heat in melting Arctic ice has been little explored to date.

Today, researchers at Tohoku University (Japan) believe that these different heat sources in the Arctic have a common origin: the Greenland plume. They observed that the plume originates from the boundary between the Earth’s core and mantle, to the mantle transition zone below Greenland. (The mantle transition zone is between 410 and 660 kilometres deep). The researchers noted that the Greenland plume has two other branches in the lower mantle that feed other plumes in the region. This notably provides heat to Iceland and Jan Mayen, but also to the Svalbard geothermal area.

In their study, the Japanese researchers relied on the velocity of seismic waves between the crust and the entire mantle beneath these regions. Seismic tomography is similar to the scanner technology used on humans in hospitals. It enables the creation of three-dimensional models that reveal the large-scale structure of the Earth’s mantle.

Japanese researchers have installed seismographs on the Greenland ice sheet as part of the Greenland Ice Sheet Monitoring Network. Set up in 2009, this project brings together researchers from 11 countries.

Source: Regard sur l’Arctique.

Réchauffement climatique et fonte de la glace // Global warming and ice melting

J’attends le verdict de la NASA et de la NOAA qui font le synthèse des températures globales sur les terres et sur les mers, mais je peux d’ores et déjà affirmer que 2020 sera très probablement l’une des 3 années les plus chaudes jamais enregistrées, rejoignant ainsi 2016 et 2019.

De janvier à octobre 2020, la température moyenne à la surface du globe a été supérieure d’environ 1,2°C à l’époque préindustrielle de 1850 à 1900. Pour la première fois depuis le début des mesures en 1900, la température maximale moyenne a dépassé 30°C pendant 4 jours de suite au mois de septembre 2020. Avec une température moyenne proche de 14°C au cours de l’année, 2020 dépasse la normale de près de 1,5°C.

En Sibérie arctique, les températures ont dépassé de plus de 5°C les moyennes habituelles, avec le record de 38°C le 20 juin 2020 dans la ville russe de Verkhoyansk.

La situation est semblable au Pôle Sud où la température moyenne sur l’année dans le nord de l’Antarctique a été supérieure à 0°C en 2020. Début février 2020, des scientifiques brésiliens ont relevé 20,75°C à l’extrémité de la péninsule Ouest antarctique.

L’article paru sur le site web de France Info à propos de l’Amérique du Sud fait échos à mes propos au cours de ma conférence « Glaciers en Péril ». Alors que je m’appuie sur le Pérou, France Info décrit le situation en Bolivie.où la Cordillère des Andes subit les assauts du réchauffement climatique. Le glacier Tuni disparaît plus rapidement que prévu ; sa fonte s’accélère depuis 30 ans. Cette fonte est une menace pour l’irrigation et l’alimentation en eau dans toute la région. Dans les grandes métropoles comme La Paz ou El Alto, les besoins en eau se font de plus en plus importants à cause de l’augmentation de la population et la croissance des grandes zones urbaines. La ville d’El Alto, par exemple, a une croissance d’environ 5% par an. Cette augmentation de la population urbaine est en partie due à une désertification des campagnes où le manque d’eau est de plus en plus sévère, en particulier pour l’irrigation des cultures. .

S’agissant de la fonte des glaciers dans le monde, la NASA a publié une série de photographies témoignant leur recul. Les images sont impressionnantes et parlent d’elles-mêmes que soit sur le Glacier Muir en Alaska ou sur le Glacier Qori Kalis au . Pérou. Baptisée «Images of Change», cette banque d’images se compose de vues entrecoupées de plusieurs décennies.

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I’m waiting for the verdict of NASA and NOAA which synthesize global temperatures on land and sea, but I can already say that 2020 will most likely be one of the 3 warmest years. ever recorded, together with 2016 and 2019.

From January to October 2020, the average temperature on Earth’s surface was about 1.2°C higher than during the pre-industrial era from 1850 to 1900. For the first time since measurements began in 1900, the maximum temperature average exceeded 30°C for 4 days in a row in September 2020. With an average temperature close to 14°C during the year, 2020 is above normal by almost 1.5°C.

In Arctic Siberia, temperatures were more than 5°C above average, with the record high of 38°C on June 20th, 2020 in the Russian city of Verkhoyansk.

The situation is similar at the South Pole where the average temperature over the year in the north of Antarctica was above 0°C in 2020. In early February 2020, Brazilian scientists noted 20.75°C at the end of the West Antarctic Peninsula.

The article on the France Info website about South America echoes my words during my « Glaciers at Risk » conference. While I rely on Peru, France Info describes the situation in Bolivia, where the Andes is under the assault of global warming. The Tuni Glacier is disappearing faster than expected; its melting has accelerated for 30 years. This melting is a threat to irrigation and water supply throughout the region. In larger cities like La Paz or El Alto, water needs are increasing due to the increase in population and the growth of large urban areas. The city of El Alto, for example, is growing by about 5% per year. This increase in the urban population is partly due to the desertification of the countryside where the lack of water is increasingly severe, in particular for the irrigation of crops. .

Regarding the melting of glaciers around the world, NASA has published a series of photographs showing their retreat. The pictures are impressive and speak for themselves whether on the Muir Glacier in Alaska or the Qori Kalis Glacier in. Peru. Called « Images of Change », this image bank consists of views interspersed with decades.

Le glacier Muir a reculé de plus de 7 kilomètres entre 1941 et 2004 et s’est aminci de plus de 875 mètres (Source : USGS).

La hausse du niveau des océans de plus en plus préoccupante // Ocean rise is more and more a problem

L’élévation du niveau des océans est perçue comme l’une des conséquences les plus dangereuses du réchauffement climatique, avec le risque de rendre inhabitables des centaines de milliers de kilomètres de côtes et de déplacer plus de 100 millions de personnes dans le monde d’ici la fin du siècle.

L’ampleur de cette menace dépend de la hausse du niveau des océans au cours des prochaines décennies. Les estimations exactes de cette hausse restent aléatoires ; elles vont de 30 centimètres à plusieurs mètres. Cette différence est pourtant d’une importance cruciale car, selon les chiffres, elle implique le déplacement de dizaines de millions ou de centaines de millions de personnes.

Une nouvelle étude intitulée « L’élévation du niveau de la mer au 21ème siècle pourrait dépasser les projections du GIEC pour un avenir à fort réchauffement » a été publiée en décembre 2020. Elle explique que si le réchauffement climatique se poursuit au rythme actuel, l’élévation du niveau de la mer dépassera probablement les estimations qui viennent d’être mentionnées.

Depuis la fin des années 1800, le niveau de la mer a augmenté en moyenne d’environ 25 centimètres dans le monde, mais cette hausse varie d’une région à l’autre. Le siècle dernier, le principal facteur responsable de l’élévation du niveau des océans a été leur dilatation thermique.

Aujourd’hui, la fonte des calottes glaciaires, principalement du Groenland et de l’Antarctique, prend une autre proportion. En effet, il y a suffisamment de glace au Groenland et en Antarctique pour provoquer une élévation du niveau de la mer de 63 mètres si cette glace fondait dans sa totalité. Aucun scientifique ne s’attend toutefois à un tel événement au cours de ce siècle, mais on sait qu’une fois que les calottes glaciaires ont atteint un certain niveau de réchauffement, elles deviennent moins stables et moins prévisibles, avec des points de basculement qui entrent en jeu.

Dans le dernier rapport du GIEC sur le changement climatique, les projections d’élévation moyenne du niveau de la mer d’ici la fin du siècle vont de 40 à 60 centimètres, par rapport au niveau moyen de 1986 à 2005. La nouvelle étude parie sur une hausse supérieure et affirme que les projections du GIEC sont probablement trop basses. Le graphique ci-dessous, basé sur le rapport du GIEC, montre les différents facteurs participant à l’élévation du niveau de la mer. Les projections vont jusqu’à la fin du siècle. La contribution de l’Antarctique est indiquée en bleu turquoise.

Un autre article, également publié en décembre dans la revue Nature arrive à une conclusion identique en se basant sur le Groenland. En se référant aux derniers modèles utilisés pour le prochain rapport du GIEC, les auteurs ont constaté que dans un scénario de fort réchauffement, le Groenland pourrait ajouter 7,5 centimètres à l’élévation du niveau de la mer d’ici la fin du siècle, par rapport à l’ancien rapport du GIEC. Cette élévation supplémentaire du niveau de la mer serait due au réchauffement de 1 degré Celsius projeté par les nouveaux modèles climatiques de l’Arctique.

Ce qui préoccupe le plus les auteurs de la première étude, c’est le comportement non linéaire de l’élévation du niveau de la mer. Ces dernières années, la hausse du niveau des océans s’est accélérée. Dans les années 1990, les océans ont connu une hausse d’environ 2 millimètres par an. De 2000 à 2015, la moyenne était de 3,2 millimètres par an. Au cours des dernières années, le rythme s’est accéléré pour atteindre 4,8 millimètres par an. Au rythme actuel, on peut s’attendre à au moins 37 centimètres d’élévation du niveau de la mer d’ici 2100. En plus, comme cela a été le cas au cours des dernières décennies, le rythme d’élévation du niveau de la mer devrait continuer à s’accélérer pendant l’avenir prévisible. Il en ressort que 37 centimètres est une prévision probablement en dessous de la vérité.

Étant donné que la Terre s’est déjà réchauffée de plus d’un degré Celsius depuis la fin des années 1800, nous savons qu’une élévation substantielle du niveau de la mer est déjà en train de se produire, que nous arrêtions ou non le réchauffement climatique. Les scientifiques ne savent pas combien de temps cette hausse prendra, ni à quelle vitesse elle se produira. Toutefois, en extrapolant, les glaciologues expliquent que lorsque nous sommes sortis de la dernière période glaciaire, le niveau de la mer a augmenté à une vitesse pouvant atteindre 37 cm par siècle. Le fait qu’il y ait beaucoup moins de glace sur Terre aujourd’hui qu’il y a 20 000 ans signifie que l’élévation du niveau de la mer par degré Celsius serait probablement moins importante maintenant. Malgré tout, même avec un rythme d’élévation qui serait la moitié du maximum historique, on assisterait à une catastrophe sur notre  planète où vivent des milliards de personnes qui dépendent de la stabilité du niveau des océans.

Source: CBS News.

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Sea-level rise is known to be among the most dangerous consequences of global warming, with the risk of making hundreds of thousands of square kilometres of coastline uninhabitable and potentially displacing over 100 million people worldwide by the end of the century.

The magnitude of this threat depends on how much the oceans will rise in the coming decades. However, exact estimates remain elusive, ranging from 30 centimetres to several metres above current levels. That disparity is of crucial importance because it ranges between tens of millions of people and hundreds of millions forced from their homes

A new study entitled « Twenty-first century sea-level rise could exceed IPCC projections for strong-warming futures » and published in December 2020 warns that if global warming continues at the current pace, sea-level rise will probably surpass these projections.

Since the late 1800s, sea level has risen an average of about 25 centimetres globally, but the amount varies from region to region. Last century the largest contributor to the rise of the oceans was their thermal expansion. But now the melting of ice sheets, mainly from Greenland and Antarctica, constitutes a greater proportion, and that fraction will only grow.

Indeed, there is enough ice locked up in Greenland and Antarctica to cause a sea-level rise of 63 metres if it happens to melt. No scientist is expecting such an event this century, but after a certain level of warming, ice sheets become less stable and less predictable, with potential tipping points coming into play.

In the most recent IPCC report on climate change, the median sea-level rise projections by the end of the century range from 40 to 60 centimetres, as compared to the average sea level from 1986-2005. The new study bets on upper estimate, saying it is likely too low.

The graphic below, based on the IPCC report, shows the various contributors to sea-level rise. It is projected out to the end of the century. Antarctica’s contribution is shown in turquoise blue.

Another paper, also published in December in the journal Nature makes a similar case, focused on the evidence from Greenland. Employing the latest models used to inform the next IPCC report, the authors found that in a high-warming scenario Greenland may contribute an extra 7.5 centimetres to sea-level rise by the end of the century, when compared to the former version of models used by the IPCC. This extra sea-level rise is due to an additional 1 degree Celsius of warming projected by the new climate models in the Arctic.

A big concern of the authors of the first study for our future is the non-linear behaviour of sea-level rise. In recent years the pace of sea-level rise has been accelerating. In the 1990s the oceans rose at about 2 millimetres per year. From 2000 to 2015 the average was 3.2 millimetres per year. But over the past few years the pace has quickened to 4.8 millimetres per year. At the current pace, we can expect at least 37 more centimetres of sea-level rise by the year 2100. But, as has been the case for the past few decades, the pace of sea-level rise is expected to continue to increase for the foreseeable future. So,37 centimetres is extremely unlikely.

Considering that Earth has already warmed more than 1 degree Celsius since the late 1800s, we know that substantial sea-level rise is already baked in, regardless of whether we stop global warming. Scientists just don’t know exactly how long it will take to see the rise or how fast it will occur. But using proxy records, glaciologists can see that as we emerged from the last Ice Age, sea level rose at remarkable rates, as fast as 37 cm per century at times. The fact that there is a lot less ice on Earth today than there was 20,000 years ago means the amount of sea-level rise per degree would likely be less now, and the maximum pace may be tempered as well. But even a pace that is half the historical maximum would still be catastrophic to an Earth with billions of people who depend on stability.

Source: CBS News.

Accélération du niveau des océans au cours des dernières décennies (Source : John Englander)