Fonte du Groenland (suite) // Greenland melting (continued)

Une étude par une équipe de chercheurs américains, publiée dans la revue Geophysical Research Letters en décembre 2020 apporte des nouvelles inquiétantes quand au dégel de la banquise arctique. Les scientifiques ont découvert que les bactéries présentes dans la banquise du Groenland favorisent l’agrégation de sédiments, ce qui accélère la fonte des glaces.

Les bédières tracées dans la glace de la banquise sont observées depuis plusieurs années par les glaciologues. L’eau de fonte s’infiltre et forme des petites rivières avec parfois des moulins très spectaculaires. Le problème, c’est que des sédiments (du sable et de la poussière notamment) s’accumulent dans ces courants et réduisent l’albedo, la faculté de la glace à réfléchir la lumière du soleil. La glace absorbe davantage de lumière, ce qui accélère sa fonte.

Dans le cadre de leur étude, les auteurs ont analysé les grains de poussière charriés par les sédiments, ainsi que le courant de l’eau, in situ au sud-ouest du Groenland là où les courants sont nombreux. Cette région a déjà été étudiée par d’autres équipes de chercheurs et ses caractéristiques sont donc bien connues.

En observant les grains de sable, ils se sont rendus compte qu’ils étaient trop petits pour ne pas être emportés par le courant de l’eau. Leur immobilité serait due à la présence de bactéries dans les sédiments. Ces bactéries maintiennent les grains entre eux pour former des boules beaucoup plus grosses qui ne sont pas emportées par l’eau.

Selon les auteurs de la dernière étude, le réchauffement climatique serait responsable de l’accélération de la croissance des bactéries qui existaient avant l’ère industrielle. Avec les températures qui deviennent plus douces, elles prolifèrent et se regroupent dans des trous dans la glace, des cryoconites, où elles deviennent encore plus difficiles à déloger.

Le phénomène est observé ailleurs, notamment en Alaska et dans l’Himalaya. Au Groenland, le phénomène est encore plus problématique puisque la banquise y est plus épaisse, autorisant des dépôts de bactéries plus importants et donc davantage de sédiments. Au final, le processus débouche sur une accélération de la fonte de la glace. C’est un véritable effet boule de neige dans lequel le réchauffement climatique favorise la concentration de bactéries, laquelle entraîne un réchauffement climatique encore plus important.

Plus récemment, des chercheurs ont étudié l’effet des sédiments venus du Sahara, poussés par le sirocco début février 2021, sur la neige des Alpes. Les premières analyses ont montré des grains ensevelis sous la neige fraîche, ce qui pourrait accélérer sa fonte.

Cette étude ne fait qu’accroître l’inquiétude autour du réchauffement climatique dans l’Arctique. En effet, si la hausse des températures se poursuit, les bactéries risquent de devenir plus nombreuses et plus problématiques. Il s’agit désormais de prévoir l’ampleur de cette évolution pour savoir quel sera son impact sur le réchauffement à venir et sur l’élévation du niveau des mers.

Source : Numerama.

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 A study by a team of American researchers, published in the journal Geophysical Research Letters in December 2020 brings disturbing news about the melting of the Arctic uce sheet. Scientists have found that bacteria in the Greenland ice sheet promote aggregation of sediment, which accelerates the melting of the ice.

The glacial rills traced in the ice sheet have been observed for several years by glaciologists. The meltwater seeps in and forms small rivers with sometimes very spectacular mills. The problem is that sediment (especially sand and dust) accumulates in these currents and reduces albedo, the ice’s ability to reflect sunlight. Ice absorbs more light, which makes it melt faster. As part of their study, the authors analyzed dust grains carried by sediments, as well as the water current, in situ in southwest Greenland where the glacial rills are numerous. This region has already been studied by other teams of researchers and its characteristics are therefore well known.

As they observed the grains of sand, they realized that they were too small not to be washed away by the water current. Their immobility would be due to the presence of bacteria in the sediments. These bacteria hold the grains together to form much larger balls that are not washed away.

According to the authors of the latest study, global warming is responsible for accelerating the growth of bacteria that already existed before the industrial age. With the temperatures getting warmer, they proliferate and cluster in holes in the ice, cryoconites, where they become even more difficult to dislodge.

The phenomenon is observed elsewhere, notably in Alaska and the Himalayas. In Greenland, the phenomenon is even more acute since the ice sheet is thicker there, allowing more significant deposits of bacteria and therefore more sediment. In the end, the process leads to an acceleration of the melting of the ice. This is a real snowball effect in which global warming promotes the concentration of bacteria, which leads to even greater global warming.

More recently, researchers have studied the effect of sediments from the Sahara, pushed by sirocco in early February 2021, on snow in the Alps. The first analyses showed grains buried under fresh snow, which could accelerate its melting.

This study only heightens concerns about global warming in the Arctic. Indeed, if the rise in temperatures continues, bacteria may become more numerous and more problematic. It is now necessary to predict the magnitude of this proliferation to know what its impact will be on future warming and on sea level rise.

Source: Numerama.

Rivières dans la glace du Groenland (Source: NASA)

La vie à Dallol et dans le Danakil ‘Ethiopie) // Life at Dallol and Danakil (Ethiopia)


Au cours des dernières années, plusieurs vidéos ont montré que des bactéries, des vers et des crevettes sont capables de survivre dans l’environnement très hostile des « fumeurs noirs » au fond des océans. Ces évents sous-marins émettent de l’eau très chaude et des gaz acides qui ne sont pas censés favoriser la vie.
De la même manière, des échantillons de liquide ont été prélevés à Dallol et sur le Danakil dans le nord de l’Éthiopie et les chercheurs ont pu constater que eux aussi hébergeaint de la vie, malgré un contexte très défavorable. Dallol est un volcan dans la dépression du Danakil, au nord-est de la chaîne de montagnes où se trouve l’Erta Ale. Il a été formé par une intrusion magmatique basaltique dans des dépôts de sel du Miocène et par une activité hydrothermale ultérieure. Des éruptions phréatiques ont eu lieu en 1926, donnant naissance au volcan Dallol. De nombreux autres cratères parsèment le désert de sel à proximité. Dallol est alimenté par de l’eau portée à haute température par la chambre magmatique peu profonde sous le volcan. C’est l’un des endroits les plus beaux, mais aussi des plus inhospitaliers de la planète.
L’analyse des échantillons prélevés par une équipe scientifique internationale a révélé la présence de microbes de très petite taille qui montrent comment la vie aurait pu se développer sur la planète Mars. Les résultats de l’étude ont été publiés dans les Scientific Reports.
Les chercheurs ont découvert une souche de bactéries capables de vivre à une température de 89°C et une acidité extrême avec un pH de 0,25. Ces conditions sont similaires à celles rencontrées sur la Planète Rouge lors de sa formation.
La région de Dallol et du Danakil est saturée en différents sels, parmi lesquels le chlorure d’argent, la sphalérite, le sulfure de fer et des sels minéraux, qui forment un paysage fantastique où cohabitent les jaunes, les rouges, les verts et les bleus. L’équipe scientifique a recueilli de fines couches de dépôts de sel et les a transportées en Espagne dans des flacons stériles et scellés. Ils ont été analysés par microscopie électronique, analyse chimique et séquençage de l’ADN. Les chercheurs ont découvert que les minuscules structures sphériques dans les échantillons de sel étaient en fait de minuscules microbes (Nanohaloarchaeles) vivant en colonies compactes. Chaque microbe est 20 fois plus petit que la moyenne des bactéries.
Une étude approfondie des sites de Dallol et du Danakil permettra de mieux comprendre les limites de la vie sur Terre et apportera des informations sur la recherche de la vie sur Mars et ailleurs dans l’univers. La géochimie inhabituelle du site a beaucoup de points communs avec de possibles environnements hydrothermaux découverts sur la Planète Rouge, y compris le cratère Gusev, où a atterri le Spirit Mars Exploration Rover, module d’exploration de la Nasa. Même si la planète Mars est sèche et désertique aujourd’hui, de plus en plus de recherches démontrent qu’elle était probablement recouverte de vastes étendues d’eau il y a trois ou quatre milliards d’années.
Source: The Independent.

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In the past few years, several videos have shown that bacteria , worms and shrimps are able to survive in the very hostile environment of the « black smokers » at the bottom of the oceans. These submarine vents emit very hot water and acid gases that are not supposed to favour life.
In the same way, samples of liquid have been collected from the Dallol volcano and Danakil Depression in northern Ethiopia.Researchers were suprised to see that life was present despite unfavorable conditions. Dallol is a cinder cone volcano in the Danakil Depression, northeast of the Erta Ale Range. It has been formed by the intrusion of basaltic magma into Miocene salt deposits and subsequent hydrothermal activity. Phreatic eruptions took place here in 1926, forming Dallol Volcano; numerous other eruption craters dot the salt flats nearby. It is fuelled by water that has been heated by the shallow magma reserve beneath the volcano. It is one of the most beautiful and the most inhospitable places on Earth.
The analysis of the samples by an international scientific team revealed the presence of ultra-small microbes which show how life could have once thrived on Mars. The results of the study have been published in Scientific Reports.
The researchers have found a strain of bacteria living in temperatures of 89°C and an extreme acidity with a pH 0.25. Such conditions are similar to those found on the Red Planet when it first formed.
The Dallol and Danakil area is saturated in various salts, including silver chloride, zinc iron sulphide and rock-salt which produce a landscape of yellows, reds, greens and blues. The team collected thin layers of salt deposits and transported them to Spain in sterile, sealed vials. They were analysed using electron microscopy, chemical analysis and DNA sequencing. The team found tiny, spherical structures within the salt samples were tiny microbes (Nanohaloarchaeles) living in compact colonies. Each microbe was 20 times smaller than the average bacteria.
In-depth study of the characteristics of Dallol and Danakil sites will improve the scientific understanding of the limits of life on Earth and bring information about the search for life on Mars and elsewhere in the universe. The sites’ unusual geochemistry makes it very similar to hydrothermal environments that would have been found on the Red Planet, including the Gusev Crater, where Nasa’s Spirit Mars Exploration Rover landed. While the Mars is mostly dry and desolate today, a growing body of research shows it was probably covered in large bodies of water between three and four billion years ago.
Source: The Independent.

Les couleurs de Dallol (Source: Wikipedia)

Les bactéries de l’Erebus (Antarctique) // The bacteria of Mt Erebus (Antarctica)

Jusqu’à présent, les études conduites sur l’Erebus (Antarctique) se concentraient principalement sur le lac de lave qui mijote dans les profondeurs du cratère, bien que l’équipe Tazieff avec François Le Guern et de François-Xavier Faivre-Pierret dans les années 1970 ait déjà travaillé sur les gaz qui s’échappent des flancs. du volcan.
De nouvelles études sur les caractéristiques géothermales du volcan pourraient permettre de comprendre la vie sur d’autres planètes. Les scientifiques pensent qu’elles pourraient même changer notre compréhension de la vie su Terre.
Dans une étude précédente, un microbiologiste néo-zélandais et ses collègues de l’Université de Waikato expliquent qu’ils ont creusé jusqu’à 12 centimètres de profondeur dans le sol du volcan et ont découvert une variété remarquable de bactéries vivant juste sous la surface. Ces bactéries sont très proches d’autres organismes de ce type vivant dans des systèmes géothermaux ailleurs dans le monde,. Cela donne à penser que ces êtres microscopiques ont été continuellement dispersés autour de la planète au niveau de l’atmosphère. Si tel est le cas, ils se peut qu’ils proviennent d’un volcan gigantesque qui est entré en éruption dans le passé, ce qui leur a permis de se déplacer à travers le monde et d’atteindre d’autres sites géothermaux. Plus intéressant encore, les chercheurs ont également découvert des bactéries non seulement endémiques à Erebus, mais encore plus anciennes que celles qui y vivent aujourd’hui. Au fur et à mesure que les chercheurs se sont enfoncés dans le sol, ils ont découvert non seulement de nouvelles bactéries, mais aussi des bactéries qui s’adaptent à la géochimie et aux gaz de l’Erebus.
On sait depuis plus d’un siècle qu’il existe des bactéries capables de vivre et de se développer grâce à l’énergie liée à certains éléments chimiques communs aux systèmes géothermaux lorsque leur nourriture habituelle à base de carbone est limitée. Ce qui est nouveau sur l’Erebus, c’est que ces éléments chimiques sont rares mais les bactéries parviennent tout de même à se développer dans un environnement pauvre en carbone.
Dans le cadre d’un nouveau programme de trois ans, une équipe néo-zélandaise dirigée par des chercheurs de l’Université de Canterbury retournera sur l’Erebus pour approfondir ces recherches. Les chercheurs prévoient d’effectuer des forages directement dans le volcan et d’utiliser de nouvelles approches pour étudier les bactéries, avant d’utiliser d’autres méthodes génomiques pour déterminer leur mode de vie et leur survie.
L’équipe espère découvrir de nouveaux mécanismes biologiques de la vie encore jamais observés, mais qui restent possibles. Il existe sur l’Erebus un système en situation d’isolement doté d’une géochimie inédite capable de donner naissance à des mécanismes tout à fait inhabituels qui peuvent héberger de la vie. Cette approche est susceptible d’aider la recherche de vie sur d’autres planètes.
Source: New Zealand Herald.

Je conseille la lecture du livre Erebus, volcan antarctique écrit par Haroun Tazieff et paru aux Editions Actes Sud.

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Up to now, studies of Mt Erebus in Antarctica had mostly been concentrated on the lava lake deep inside the crater although the Tazieff team with François Le Guern and François-Xavier Faivre-Pierret in the 1970s already worked on the gases coming out of the flanks of the volcano.

The new studies that have focused on the geothermal features on the volcano could be a key to understanding life on other planets. Scientists believe they may even have the potential to change how we understand life itself.

In a previous study, a New Zealand microbiologist and his colleagues of Waikato University had dug just 12 centimetres into the soil on the mountain to find a remarkable variety of bacteria living just below the surface. They were very closely related with other such organisms living in geothermal systems elsewhere in the world, a finding that suggested these microscopic beings were being continually dispersed around the planet through the atmosphere. If this was the case, they could have originated from a massive volcano going off sometime in the past and moving them around the world and into other geothermal sites. More interestingly, the researchers also discovered bacteria that are not only appear endemic to Erebus but ancient when compared to those living today. As they went deeper and deeper into the soil, they not only found novel bacteria, but possibly bacteria that are adapting to the novel geochemistry, or gases, at Mt Erebus.

It has been known for over a hundred years that there are bacteria that can live and grow on energy bound up in certain chemicals common to geothermal systems when normal carbon-based food is limited. What is new on Erebus is that these chemicals are not abundant and yet bacteria are found thriving in this carbon limited environment.

In a new three-year programme a New Zealand team led by researchers of the University of Canterbury will return to Erebus to investigate further. The researchers plan to drill directly into the volcano and use some new exciting approaches to grow the bacteria, before using a range of genomic methods to work out how they function and survive.

The team hope to uncover new biological mechanisms for life that have never been seen, yet remained theoretically feasible. At Mt Erebus, there is an isolated system with novel geochemistry that can drive completely unusual mechanisms to support life. This would be appropriate for looking for life on other planets.

Source : New Zealand Herald.

Vue du sommet de l’Erebus (Crédit photo: Wikipedia)

Cristal d’anorthoclase et échantillon du lac de lave de l’Erebus prélevés par l’équipe Tazieff (Collection personnelle)

Les cheveux de Vénus au large d’El Hierro (Iles Canaries) // Venus’s Hair off El Hierro (Canary Islands)

Tout comme celles qui se produisent sur terre, les éruptions volcaniques sous-marines émettent de la lave et des gaz toxiques qui détruisent toute vie à proximité, des bactéries jusqu’aux poissons. En 2011, le volcan sous-marin Tagoro, au large des côtes de l’île d’El Hierro aux Canaries,  a connu une violente éruption qui a fait disparaître tous les animaux et les plantes à proximité. En 138 jours (entre octobre 2011 et mars 2012), l’éruption a remodelé plus de neuf kilomètres carrés de fond marin. Elle a laissé un cône qui s’élève du plancher océanique depuis une profondeur d’environ 363 mètres jusqu’à 89 mètres de la surface.
L’éruption a provoqué une forte augmentation de la température et de la turbidité de l’eau, une diminution de la concentration d’oxygène et une émission importante de dioxyde de carbone, ce qui a entraîné une diminution prononcée des producteurs primaires et une augmentation de la mortalité des poissons.
Deux ans après l’éruption, les scientifiques sont retournés sur le site pour effectuer des analyses géochimiques. Ils ont découvert qu’il était recouvert d’un épais tapis d’une bactérie capillaire nommée Thiolava veneris – ou Cheveux de Vénus – qui couvrait le fond marin sur un diamètre de plusieurs kilomètres.
Les chercheurs ont étudié cette nouvelle bactérie et ont constaté qu’elle pouvait prospérer dans l’environnement riche en soufre laissé par une éruption volcanique. La bactérie n’a pas besoin de nourriture pour survivre, mais elle est capable de décomposer l’oxygène et certaines formes d’azote pour récupérer l’énergie dont elle a besoin. Les scientifiques font remarquer que cette espèce remarquable constitue le point de départ de la renaissance des zones affectées par des catastrophes naturelles. Les pelouses de bactéries deviennent une source de nourriture pour les copépodes, petits crustacés qui attirent à leur tour les poissons.
À partir de leurs observations, les scientifiques ont conclu que les caractéristiques métaboliques particulières de la Thiolava veneris lui permettent de coloniser les fonds marins nouvellement formés suite à des éruptions volcaniques sous-marines isolées. Cela ouvre la voie au développement d’écosystèmes en phase initiale et, par la suite, à la subsistance des métazoaires et des niveaux trophiques supérieurs.
Source: Newsweek / The Daily Mail / The New Scientist.

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Just like on land, underwater volcanic eruptions produce lava and toxic gases, destroying all life in their vicinity, from bacteria to fish. In 2011, the Tagoro submarine volcano located off the coast of El Hierro in the Canary Islands violently erupted, wiping out all the animals and plants in close range. In 138 days (from October 2011 to March 2012), the eruption reshaped more than nine square kilometres of the seafloor. It left a cone that raised from the seafloor from about 363 metres up to 89 metres of water depth.

The eruption led to an abrupt increase in water temperature and turbidity, a decrease of oxygen concentration and a massive release of carbon dioxide, causing a pronounced decrease of primary producers and increase in fish mortality.

Two years after the eruption, scientists returned to the site to carry out geochemical analyses. They discovered that the site of the eruption was covered in thick mats of a hair-like bacteria named Thiolava veneris – Venus’s Hair – that covered the seafloor over several kilometres in diameter.

The researchers studied the new bacteria and found that it can thrive in the sulphur-rich environment left by a volcanic eruption. The bacteria does not need food to survive, but instead can break down oxygen and some forms of nitrogen to glean energy. The scientists added this remarkable species acts as the starting point for the recovery of areas affected by natural disasters. The lawns of bacteria act as a food source for small animals called copepods, who in turn attract fish.

From their observations, the scientists concluded that the peculiar metabolic characteristics of the Venus’s hair microbial assemblage allows it to colonise the newly formed seabed resulting from isolated submarine volcanic eruptions. This paves the way for the development of early-stage ecosystems and the consequent subsistence of metazoans and higher trophic levels.

Source: Newsweek / The Daily Mail / The New Scientist.

El Hierro vue depuis l’espace (Source: NASA)

Matériaux émis par la dernière éruption (Source: AVCAN)