La fonte des glaciers et de la banquise fait se déplacer l’axe de la Terre ! The melting of glaciers and ice sheets shifts Earth’s axis

Une étude publiée en mars 2021 nous apprend que la fonte de la banquise au niveau des pôles a fait se déplacer l’axe de rotation de la Terre, ce qui a donc modifié la position des pôles nord et sud. L’axe de rotation de la Terre est la ligne invisible autour de laquelle tourne notre planète, avec les pôles nord et sud à ses extrémités. L’axe et ses pôles se déplacent en fonction de la répartition des masses à la surface de la Terre. La fonte des glaciers a suffisamment modifié cette répartition au cours des 25 dernières années pour faire de déplacer la Terre sur son axe. Ainsi, depuis 1980, les pôles nord et sud ont chacun dérivé d’environ 4 mètres.

La conclusion de l’étude intitulée ”Polar Drift in the 1990s Explained by Terrestrial Water Storage Changes” [«La dérive polaire dans les années 1990 expliquée par les changements de stockage de l’eau sur Terre»] nous apprend que l’axe de rotation de la Terre a commencé à se déplacer rapidement en 1995, à tel point que la direction de cette dérive polaire a changé et s’est considérablement accélérée. C’est la fonte de la glace qui est responsable de ce changement. En effet, la fonte des glaces modifie la répartition du poids de la Terre.

On peut imaginer que la Terre tourne comme une toupie. Si le poids de la toupie est uniformément réparti, elle tourne parfaitement sur elle-même. En revanche, si une partie du poids se déplace d’un côté ou de l’autre, le centre de masse se trouve modifié, de même que l’axe de rotation de la toupie, ce qui la pousse à pencher vers le côté le plus lourd lorsqu’elle tourne. C’est la même chose pour la Terre lorsque la masse se déplace d’une zone vers une autre.

Parfois, les changements peuvent être provoqués par la répartition de la roche fondue dans le noyau externe de la Terre. Cela peut modifier la répartition de la masse de la planète. La façon dont l’eau est répartie à la surface de la Terre joue également un rôle important. Donc, si la glace stockée dans les glaciers et la banquise des régions polaires fond et devient de l’eau qui se jette dans l’océan, le poids de cette eau se déplace dans une zone différente.

Les auteurs de l’étude expliquent que la nouvelle répartition des masses est le principal moteur de la dérive polaire observée au cours des dernières décennies. La tendance a commencé vers 1995. Avant le milieu des années 1990, les données satellitaires montraient que les pôles se déplaçaient lentement vers le sud. Ensuite, ils ont tourné à gauche et ont commencé à se déplacer vers l’est à un rythme accéléré, à raison d’environ 2,5 millimètres par an. La vitesse moyenne de dérive des pôles entre 1995 et 2020 a été 17 fois plus rapide qu’entre 1981 et 1995. Cette accélération est parfaitement parallèle à l’accélération de la fonte de la glace au niveau des pôles nord et sud, provoquée par la hausse des températures à la surface des océans de la planète. La masse de glace perdue par le Groenland depuis 1992 a fait monter le niveau global de la mer d’un centimètre. La vitesse de la fonte de la glace a été multipliée par sept ; elle est passée de 36 milliards de tonnes par an dans les années 90 à 280 milliards de tonnes par an au cours de la dernière décennie. La fonte des glaciers de l’Antarctique s’accélère elle aussi. Dans les années 1980, l’Antarctique a perdu 40 milliards de tonnes de glace par an alors que dans la dernière décennie on est passé à une moyenne de 252 milliards de tonnes par an.

La nouvelle étude montre que les changements dans la quantité d’eau douce stockée sous terre affectent également la dérive polaire. Une fois que ces eaux souterraines sont pompées vers la surface pour être utilisées comme eau potable ou pour l’agriculture, elles finissent par s’écouler dans les rivières et les océans, ce qui redistribue ce poids d’eau à la surface de la Terre.

L’axe de rotation de la Terre est différent de ceux de Mercure ou de Jupiter car l’axe de notre planète est incliné à un angle de 23,5 degrés. C’est la raison pour laquelle les hémisphères nord et sud reçoivent des quantités variables de lumière solaire à différentes périodes de l’année, avec pour conséquences des saisons différentes. Le récent changement d’orientation de l’axe de la Terre n’affectera pas notre vie quotidienne, mais il se pourrait qu’il modifie légèrement la durée de nos jours. La Terre met 24 heures pour effectuer une rotation, mais le mouvement de son axe, et donc de ses pôles, pourrait ajouter quelques millisecondes à ce temps de rotation, allongeant ainsi un peu la durée de nos journées !

Source: Business Insider.

Vous pourrez lire l’étude complète en cliquant sur ce lien :

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2020GL092114

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A recent study published in March 2021 suggests that melting ice from polar glaciers has shifted Earth’s axis, which means it has changed where the north and south poles are located.

Earth’s axis is the invisible line around which it spins, with the the north and south poles at its ends. The axis, and thus the poles too, shift depending on how weight is distributed across Earth’s surface. Melting glaciers have changed that distribution over the last 25 years, enough to knock Earth off its axis. Since 1980, Earth’s north and south poles have each drifted about 4 metres.

The conclusion of the study entitled ”Polar Drift in the 1990s Explained by Terrestrial Water Storage Changes” tells us that Earth’s axis started shifting so drastically in 1995 that the direction of that polar drift changed and sped up considerably. The culprit behind that shift is the melting glaciers. Indeed, melting ice changes how Earth’s weight is distributed

One can imagine the Earth as a spinning top: If the top’s weight is evenly distributed, it whirls perfectly. But if some of weight happens to shift to one side or the other, this changes the top’s centre of mass and axis of rotation, leading it to lean toward the heavier side as it spins. The same thing happens to the Earth when weight moves from one area to another.

Sometimes, the changes can be caused by the distribution of molten rock in Earth’s outer core. This can alter how the planet’s mass is distributed. The way water is distributed on Earth’s surface also plays a big role. So if water that was frozen in glaciers in the planet’s polar regions melts and joins the ocean, the weight of that water gets spread across a different area.

The authors of the study explain that redistribution is the main driver of the polar drift scientists have observed in the last few decades.

The trend started around 1995. Before the mid-1990s, satellite data showed the poles were moving slowly south. But then they turned left and started shifting to the east at an accelerated rate, moving by about 2.5 millimetres per year. The poles’ average drift speed between 1995 and 2020 was 17 times faster than that from 1981 to 1995.

That acceleration aligns with accelerated melting around the north and south poles, which has been driven by the planet’s rising surface and ocean temperatures. The mass of ice lost by Greenland since 1992 has raised global sea levels by 1 centimetre. The rate of that melt increased seven-fold, from 36 billion tons per year in the 1990s to 280 billion tons per year in the last decade. Antarctica’s glacial melting is also speeding up. In the 1980s, Antarctica lost 40 billion tons of ice annually whereas in the last decade, that number jumped to an average of 252 billion tons per year.

The new study suggests that changes in how much fresh water is stored underground affects polar drift. Once this groundwater is pumped up to the surface for use as drinking water or for agriculture, it eventually flows into rivers and oceans, redistributing that water weight on Earth’s surface

Earth’s axis of rotation is different from the axes of Mercury or Jupiter as our planet’s axis is tilted at an angle of 23.5 degrees. It is the reason why the northern and southern hemispheres get varying amounts of sunlight at different times of the year, which is why we have seasons.

The recent change to Earth’s axis won’t affect our everyday lives, but it could slightly tweak the length of our days. Earth takes 24 hours to complete one rotation. But the movement of its axis, and therefore its poles, could add milliseconds to that spin time, making our days a tiny bit longer.

Source: Business Insider.

You can read the complete study by clicking on this link :

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2020GL092114

 

L’angle d’inclinaison de l’axe de la Terre est d’environ 23°4 par rapport à la verticale (Source: Wikipedia). Pour être précis, il est actuellement  de 23,43651°.

La Mer de Barents se réchauffe et l’Europe a froid // The Barents Sea gets warmer and Europe is cold

J’ai expliqué dans plusieurs notes comment un réchauffement stratosphérique soudain (Sudden Stratospheric Warming – SSW) au-dessus du pôle nord pouvait contribuer à un dérèglement du vortex polaire et à l’arrivée d’air froid dans nos latitudes. En effet, lorsque survient un SSW, on observe une modification, voire une inversion, de la circulation du jet stream autour du vortex polaire. De l’air froid peut alors se retrouver piégé dans ce jet-stream et se décaler vers nos latitudes.

Une étude qui vient d’être publiée dans Nature Geoscience nous apprend que le réchauffement de la Mer de Barents, au nord de la Norvège et de la Russie occidentale, contribue directement aux chutes de neige extrêmes observées en Europe. Un épisode glacial, baptisé « la Bête de l’Est », avait illustré ce phénomène en 2018. Cet événement avait paralysé une grande partie du nord de l’Europe en février et mars 2018 et avait coûté plus d’un milliard d’euros par jour rien qu’au Royaume-Uni. Selon l’étude, ces tempêtes de neige exceptionnelles étaient une conséquence directe des eaux « anormalement chaudes » dans la mer de Barents, dont 60 % de la surface avait été libérée de la banquise quelques semaines avant.

Les auteurs de l’étude ont découvert que la banquise joue le rôle de couvercle à la surface de l’océan. Avec sa réduction comme peau de chagrin depuis les années 1970 et sa disparition annoncée, la mer envoie davantage d’humidité dans l’atmosphère pendant l’hiver, avec un impact direct sur la météo plus au sud, et des épisodes extrêmes de chutes de neige.

En mesurant les isotopes contenus dans la vapeur d’eau atmosphérique, les chercheurs ont pu quantifier exactement quel excès d’humidité s’était dégagé de la mer de Barents avant l’épisode de 2018. Ainsi, environ 140 gigatonnes d’eau se sont évaporées de la mer, soit 88 % de l’humidité retombée en neige sur l’Europe.

Selon l’étude, si le réchauffement climatique actuel se poursuivent, la mer de Barents dépourvue de sa couverture de glace sera une source majeure d’humidité pour l’Europe continentale. Cela provoquera d’importantes pluies et chutes de neige et aura un impact sur les infrastructures et le trafic. On assistera inévitablement à des perturbations dans l’approvisionnement en nourriture, en carburant, ainsi que la destruction de cultures.

Source : Presse internationale.

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I explained in several posts how a Sudden Sudden Stratospheric Warming (SSW) over the North Pole could contribute to a disruption of the polar vortex and the influx of cold air into our latitudes. Indeed, when an SSW occurs, we observe a modification, or even an inversion, of the jet stream around the polar vortex. Cold air can then get trapped in this jet stream and shift towards our latitudes.

A study just published in Nature Geoscience tells us that the warming of the Barents Sea, north of Norway and western Russia, is directly contributing to the extreme snowfalls seen in Europe. An icy episode, dubbed « Beast from the East », illustrated this phenomenon in 2018. This event paralyzed a large part of northern Europe in February and March 2018 and cost more than a billion euros per day in the UK alone. According to the study, these exceptional snowstorms were a direct consequence of the « unusually warm » waters in the Barents Sea, 60% of the surface of which had been freed from the ice sheet a few weeks before.

The study’s authors found that sea ice acts as a cover on the ocean surface. With its shrinking since the 1970s and its predicted disappearance, the sea sends more moisture into the atmosphere during winter, with a direct impact on the weather further south, and extreme episodes of snowfall.

By measuring the isotopes in atmospheric water vapour, the researchers were able to quantify exactly how much excess moisture had been released from the Barents Sea prior to the 2018 episode. In this way, about 140 gibatonnes of water evaporated from the sea, that is 88% of the humidity falling back as snow over Europe. According to the study, if the current global warming continues, the Barents Sea without its ice cover will be a major source of moisture for continental Europe. This will cause heavy rainfall and snowfall and will impact infrastructure and traffic. There will inevitably be disruptions in the supply of food, fuel, and destruction of crops.

Source: International press.

Photo : C. Grandpey

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)

Retour de l’expédition MOSAIC // The MOSAIC expedition is back

J’ai consacré plusieurs notes les 12 mai, 4 juin et 22 août 2020 à l’expédition MOSAIC (Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate). A l’époque, cette expédition est restée très discrète dans les médias, mais les résultats des observations leur ont, semble-t-il, fait prendre conscience de la gravité de la situation dans l’Arctique, une situation sur laquelle je ne cesse d’alerter dans ce blog.

L’expédition MOSAIC est la plus importante jamais mise sur pied dans l’Arctique. Le 20 septembre 2019, le brise-glace Polarstern, navire amiral de l’Institut Alfred Wegener, a levé l’ancre dans le port de Tromsø en Norvège, pour rejoindre le cœur de l’Océan Arctique et y faire des mesures scientifiques. La mission impliquait 600 chercheurs de dix-sept pays.

Lors de la conférence de presse organisée le lundi 12 octobre à l’occasion du retour du Polarstern, le chef de l’expédition n’a pas mâché ses mots pour rendre compte de la situation dans l’Arctique. Selon ses propres mots, la banquise d’été est « en train de disparaître. » Ce qu’ont vu les scientifiques n’incite pas à l’optimisme. Le chef de l’expédition a expliqué que « la banquise dans l’Arctique fond à une vitesse spectaculaire. Si le changement climatique se poursuit, dans quelques décennies, nous aurons un Arctique libéré des glaces durant l’été. […] Nous devons tout faire pour préserver la banquise dans l’Arctique pour les générations futures, et nous devons tenter de saisir la petite chance que nous avons encore de pouvoir le faire. ».

Pendant un an, le Polarstern s’est laissé entraîner avec les glaces, selon la dérive polaire. Les scientifiques ont récolté plus de 150 térabits de données ainsi que de nombreux échantillons de glace et d’eau.

Les conclusions de l’expédition MOSAIC sont confortées par des observations satellites. Elles confirment que la banquise d’été a fondu jusqu’à former en 2020 la deuxième plus faible superficie jamais enregistrée, après celle de 2012.

Nos gouvernants tireront-ils des leçons des conclusions de l’expédition MOSAIC ? C’est une autre histoire. Quand on voit la portée quasiment nulle des différentes COP, on peut raisonnablement se le demander !

Source : presse nationale et internationale.

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 I devoted several posts on May 12th, June 4th and August 22nd, 2020 to the MOSAIC (Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) expedition. At the time, this expedition remained very discreet in the media, but the results of the observations have, it seems, made them aware of the gravity of the situation in the Arctic, a situation on which I continue to alert in this blog.
The MOSAIC expedition is the largest ever in the Arctic. On September 20th, 2019, the Polarstern icebreaker, flagship of the Alfred Wegener Institute, left the port of Tromsø in Norway, to reach the heart of the Arctic Ocean and take scientific measurements. The mission involved 600 researchers from seventeen countries.

On Monday 12 October, at the press conference on the occasion of the return of the Polarstern, the expedition leader did not mince his words to report on the situation in the Arctic. In his own words, the summer sea ice is « disappearing. » What the scientists have seen does not give cause for optimism. The expedition leader explained that « the sea ice in the Arctic is melting at a spectacular rate. If climate change continues, in a few decades we will have an ice-free Arctic in the summer. […] We must do everything to preserve the ice in the Arctic for future generations, and we must try to seize the small chance we still have of being able to do so. »
For a year, the Polarstern let itself be dragged along with the ice, depending on the polar drift. Scientists collected more than 150 terabits of data as well as numerous samples of ice and water.
The findings of the MOSAIC expedition are confirmed by satellite observations. They confirm that the summer sea ice has melted so fast in 2020 that it has become the second smallest area on record, after that of 2012.
Will our rulers learn from the findings of the MOSAIC expedition? This is an other story. When we see the very limited interest of the different COPs, we can reasonably wonder!
Source: national and international press.

Le Polarstern (Source : Wegener Institute)