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Antarctique : le mystère de la polynie de Maud Rise // Antarctica : the mystery of the Maud Rise polynia

Chaque hiver en Antarctique (ne pas oublier que les saisons sont inversées dans l’hémisphère sud), la glace de mer qui entoure le continent double presque sa superficie. Cependant, lors des hivers 2016 et 2017, un phénomène a longtemps intrigué les scientifiques: un trou immense, baptisé polynie de Maud Rise, de la taille de la Suisse s’est ouvert dans la banquise. Le Maud Rise est un plateau océanique dans la mer de Weddell. Il s’élève, dans sa partie la moins profonde, à environ 1 000 mètres sous la surface de l’océan Austral.

Les polynies sont des zones d’eau libre entourées par la glace de mer. Elles se forment dans les régions polaires sous l’influence de divers facteurs, tels que les courants océaniques, les vents, les variations de température et les activités géologiques sous-marines. Elles peuvent être temporaires ou permanentes et fournissent des habitats vitaux pour diverses espèces marines comme les mammifères marins, les oiseaux et les poissons. Elles revêtent donc une certaine importance d’un point de vue écologique. De plus, les polynies peuvent influencer les échanges de chaleur et de gaz entre l’océan et l’atmosphère, ce qui peut avoir des conséquences significatives pour le climat régional et mondial.

En 2016 et 2017, la polynie de Maud Rise dans la mer de Weddell, a captivé l’attention des chercheurs du monde entier. Ils se sont demandé pourquoi une polynie d’une telle ampleur était apparue dans une région totalement couverte de glace, malgré les conditions hivernales rigoureuses.

Des études ont révélé que la formation de la polynie de Maud Rise résultait d’une combinaison complexe de facteurs. Elle est d’abord due à un renforcement du courant océanique circulaire dans la mer de Weddell. Ce phénomène provoque une remontée d’eau chaude des profondeurs vers la surface, favorisant ainsi la fonte de la glace de mer.

Des analyses plus poussées ont révélé l’implication de tourbillons turbulents autour de Maud Rise. Ils agissent comme des pompes favorisant la remontée d’eau salée vers la surface. Selon les chercheurs, ce processus, combiné au transport d’Ekman*, contribue à maintenir l’ouverture dans la banquise malgré les conditions défavorables.

Comme indiqué plus haut, les polynies, telles que celle de Maud Rise, ne sont pas seulement des curiosités scientifiques. Elles ont également des implications à long terme sur l’écosystème antarctique. En modifiant la circulation des courants océaniques et en influençant le transport de la chaleur dans la région, ces zones ouvertes peuvent en effet avoir des effets à long terme sur la biodiversité marine et sur le climat régional.

Comprendre ces phénomènes complexes permet de mieux appréhender les impacts du réchauffement climatique sur les régions polaires. Les recherches sur la polynie de Maud Rise apportent des éclairages précieux sur les processus océaniques qui façonnent l’Antarctique et l’océan Austral.

* Le transport d’Ekman est le déplacement horizontal des couches d’eaux superficielles de l’océan par la seule action de la friction du vent à la surface.

Source : Presse scientifique dont Sciencepost et Live Science.

Les détails de l’étude sont publiés dans Science Advances :

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj0777

Image satellite de la polynie de Maud Rise (Source : NASA)

Schéma illustrant la formation des polynies côtières en Antarctique (Source ; Wikipedia)

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Every winter in Antarctica (don’t forget that the seasons are reversed in the southern hemisphere), the sea ice surrounding the continent almost doubles its surface. However, during the winters of 2016 and 2017, a phenomenon has long puzzled scientists : an immense hole, called the Maud Rise polynya, the size of Switzerland opened in the sea ice. The Maud Rise is an ocean plateau in the Weddell Sea. It rises, at its shallowest, about 1,000 meters below the surface of the Southern Ocean.
Polynyas are areas of open water surrounded by sea ice. They form in polar regions under the influence of various factors, such as ocean currents, winds, temperature variations and underlying geological activities. They can be temporary or permanent and provide vital habitats for various marine species such as marine mammals, birds and fish. They are therefore of some importance from an ecological point of view. Additionally, polynyas can influence the exchange of heat and gases between the ocean and the atmosphere, which can have significant consequences for regional and global climate.
In 2016 and 2017, the Maud Rise polynya in the Weddell Sea captivated the attention of researchers around the world. They wondered why a polynya of such magnitude had appeared in a region completely covered in ice, despite the harsh winter conditions.
Studies have revealed that the formation of the Maud Rise polynya resulted from a complex combination of factors. It is firstly due to a strengthening of the circular ocean current in the Weddell Sea. This phenomenon causes warm water to rise from the depths to the surface, thus favouring the melting of sea ice.
Further analysis revealed the involvement of turbulent eddies around Maud Rise. They act as pumps encouraging the rise of salt water towards the surface. According to the researchers, this process, combined with Ekman transport*, helps maintain the opening in the sea ice, despite unfavorable conditions.
As noted above, polynyas, such as that of Maud Rise, are not just scientific curiosities. They also have long-term implications for the Antarctic ecosystem. By modifying the circulation of ocean currents and influencing the transport of heat in the region, these open areas can indeed have long-term effects on marine biodiversity and the regional climate.
Understanding these complex phenomena allows to better understand the impacts of global warming on the polar regions. Research on the Maud Rise polynya provides valuable insight into the ocean processes that shape Antarctica and the Southern Ocean.

* Ekman transport is the horizontal movement of layers of surface water in the ocean by the sole action of wind friction on the surface.

Source: Scientific press including Sciencepost and Live Science.

Details of the study are published in Science Advances :
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj0777

Les poussins de manchots empereurs victimes de la fonte record de la banquise antarctique // Emperor penguin chicks victims of record melting of Antarctic sea ice

Les colonies de manchots empereurs en Antarctique ont été anéanties en 2023 car le réchauffement climatique accélère la fonte de la banquise. C’est le résultat d’une étude du British Antarctic Survey publiée le 25 avril 2024 dans le Journal of Antarctic Science
L’étude révèle que la surface extrêmement réduite de la banquise en 2023 a contribué à la deuxième pire année en matière de mortalité des poussins de manchots empereurs depuis le début des observations en 2018. Cela fait suite à un « échec de reproduction catastrophique » en 2022.
Les manchots empereurs se reproduisent sur les plates-formes de glace de mer. Leurs poussins éclosent en hiver entre fin juillet et mi-août et sont élevés jusqu’à ce qu’ils développent des plumes imperméables, généralement en décembre, avant la fonte estivale. Le problème est que si la glace de mer fond trop tôt, les poussins risquent de se noyer et de geler.
L’étude explique que 14 des 66 colonies de manchots – qui peuvent chacune produire plusieurs centaines à plusieurs milliers de poussins par an – ont été affectées par la fonte précoce de la glace de mer en 2023. Cependant, les scientifiques affirment que 2023  » n’a pas été aussi désastreuse qu’ils le craignaient. » En effet, un nombre record de 19 colonies avaient été touchées en 2022.
L’étude révèle également que plusieurs colonies, en particulier celles ravagées en 2022, s’étaient déplacées à la recherche de meilleures conditions vers des icebergs, des plates-formes de glace ou une glace de mer plus stable. Même si un tel comportement des oiseaux est un signe encourageant quant à leur capacité à s’adapter à un environnement changeant, on peut craindre qu’il ne s’agisse que d’une « solution temporaire », compte tenu de la vitesse à laquelle le réchauffement climatique s’accélère et affecte le continent Antarctique. En fait, la seule solution repose sur les humains, qui ont tout intérêt à réduire les émissions de gaz à effet de serre qui provoquent le réchauffement de la planète et contribuent à la fonte des glaces, principale menace à laquelle sont confrontés les manchots
2022 et 2023 ont été les premières années où la superficie de glace de mer est tombée en dessous de deux millions de kilomètres carrés depuis le début des relevés satellitaires. Cela représente une baisse d’environ 30 pour cent par rapport à la moyenne de 1981 à 2010.
Selon une étude de 2020, on dénombre environ 250 000 couples de manchots empereurs reproducteurs en Antarctique. Un auteur de l’étude a déclaré : « Si on rencontre plusieurs mauvaises années, cela commence à faire baisser la population au fil du temps. » Si les émissions de gaz à effet de serre se maintiennent aux niveaux actuels, la population de manchots devrait diminuer de 99 % d’ici la fin du siècle.
Source : British Antarctic Survey, médias d’information internationaux.

Crédit photo: Wikipedia

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Colonies of emperor penguin chicks were wiped out in 2023 as global warming accelerates the melting of sea ice. This is the result of a study by the British Antarctic Survey published on April 25th, 2024 in the Journal of Antarctic Science .

The study found that record-low sea ice levels in 2023 contributed to the second-worst year for emperor penguin chick mortality since observations began in 2018. It follows a « catastrophic breeding failure » in 2022.

Emperor penguins breed on sea-ice platforms, with chicks hatching in the winter between late July and mid-August. The chicks are reared until they develop waterproof feathers, typically in December ahead of the summer melt. The problem is that if the ice melts too early, the chicks risk drowning and freezing.

The study explains that 14 out of 66 penguin colonies, which can each produce several hundred to several thousand chicks in a year, were affected by early sea-ice loss in 2023. However, scientists say that 2023 « wasn’t as bad as [they] feared. », A record 19 colonies were affected in 2022.

The study also found that several colonies, particularly those ravaged the previous year, had moved in search of better conditions onto icebergs, ice shelves or more stable sea ice. While such moves offer a hopeful sign that the birds can adapt to the changing environment, one can fear it is just a « temporary solution », considering the spped at which global warming is accelerationg and affecting the Antarctic continent. Actually, the only solution relies on humans that should reduce planet-heating greenhouse gas emissions that are contributing to ice melt which is the main threat facing the species.

Both 2022 and 2023 were the first years to see the area of sea-ice fall below two million square kilometres since the beginning of satellite records. That marks a decine of about 30 percent from the 1981-2010 average.

There are about 250,000 breeding emperor penguin pairs in Antarctica, according to a 2020 study. An author of the stay said : « If you get multiple bad years, it is going to start to drive the population down over time. » If greenhouse gas emissions continue at current levels, the penguin population is expected to decline by 99 percent by the end of the century.

Source : British Antarctic Survey, international news media.

La planète va mal ; il y a de quoi s’inquiéter (1ère partie) // The planet is in bad shape ; there is something to worry about (Part 1)

Notre planète va mal, que ce soit sur terre ou dans les océans. C’est ce que rappellent plusieurs articles parus ces derniers jours dans la presse scientifique.

Sur terre, les températures hivernales, beaucoup trop chaudes, ont battu des records. De fortes pluies ont inondé et déplacé des populations. On a enregistré une faible couverture neigeuse en Amérique du Nord et une faiblesse record de la banquise antarctique. Février 2024 a été le mois de février le plus chaud jamais enregistré sur la planète. C’est aussi le neuvième mois consécutif où un record mensuel a été battu.

Afin d’illustrer cette situation inquiétante, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) a publié une carte qui montre toutes les conséquences de la chaleur extrême dans le monde. La carte ci-dessous montre les « anomalies climatiques » les plus importantes, autrement dit les événements météorologiques anormaux à cette période de l’année.
En Antarctique, l’un des endroits les plus froids de la planète, la surface de la glace de mer a été la deuxième plus basse jamais enregistrée, à égalité avec 2022. Les scientifiques craignent que la crise climatique ait un impact encore plus fort sur cette région isolée du monde.
L’hémisphère Nord a également connu un hiver exceptionnellement chaud. Non seulement la couverture de glace des Grands Lacs a atteint un minimum historique en février (voir ma note du 21 février 2024), mais ce fut également le mois de février le plus chaud jamais enregistré en Amérique du Nord et en Europe, ce qui a perturbé les économies locales qui dépendent des activités hivernales, comme le ski.
Dans le même temps, certaines parties de la planète ont également connu des catastrophes liées à l’eau aux deux extrémités du spectre : sécheresse et humidité. Alors que l’Équateur et Madagascar étaient confrontés à de fortes pluies et à des inondations destructrices, certaines parties de l’Afrique australe ont connu l’un des mois de février les plus secs depuis 40 ans.

Source: NBC Actualités.

Vous obtiendrez une image plus grande en cliquant sur ce lien :
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On land : Soaring winter temperatures. Heavy rainfall drenching and displacing communities. Low snow cover in North America and record low levels of Antarctic sea ice. February 2024 was the planet’s hottest February, the ninth month in a row that a monthly record tumbled. In order to illustrate this worrying situation, the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) has relaeased a map (see above) that shows all the ways the extreme warmth translated to impacts around the world. It shows the world’s most significant “climate anomalies,” or weather events that were unexpected for this time of year.

In Antarctica, one of the coldest places on Earth, sea ice was second-lowest on record, tied for 2022, as scientists worry the climate crisis is having a stronger impact on this isolated region.

The Northern Hemisphere also experienced an unusually warm winter. Not only did Great Lakes ice cover reach historic lows in February, it was also the warmest February on record for North America and Europe, disrupting local economies that rely on winter recreational activities such as skiing.

Meanwhile, parts of the planet also saw water-related disasters on both ends of the spectrum — dry and wet. As Ecuador and Madagascar faced heavy rainfall and destructive flooding, parts of southern Africa saw one of the driest Februarys in 40 years.

Source: NBC News.

La glace de mer antarctique encore au plus bas // Antarctic sea ice still at its lowest

Contrairement aux informations répandues par certains négationnistes du réchauffement climatique, le National Snow and Ice Data Center (NSIDC) indique que pour la troisième année consécutive, la couverture de glace de mer autour de l’Antarctique est tombée en dessous de 2 millions de kilomètres carrés, un seuil qui n’avait pas été dépassé avant 2022 depuis le début des mesures satellitaires en 1979. Les dernières données du NSIDC confirment que les trois dernières années ont été les trois plus faibles jamais enregistrées en termes de quantité de glace de mer autour du continent.

Source: NSIDC

La glace de mer antarctique atteint chaque année son point le plus bas au cœur de l’été austral, en février. Le 18 février 2024, la couverture moyenne de la glace de mer est tombée pendant cinq jours à 1,99 million de kilomètres carrés et le 21 février à 1,98 million. Le record était de 1,78 million, établi en février 2023. On ne saura que dans une semaine ou deux si le niveau actuel représente le minimum de cette année.

Source: NSIDC

La glace de mer antarctique atteint son apogée chaque année au mois de septembre, mais l’étendue maximale en 2023 était la plus basse jamais enregistrée, battant le record précédent d’environ 1 million de kilomètres carrés. La couverture a semblé se redresser légèrement en décembre avec le retour du regel, mais elle est ensuite retombée au niveau actuel.
Les scientifiques étudient les causes du déclin de la banquise, mais ils sont de plus en plus convaincus que la cause principale est le réchauffement de l’océan Austral qui entoure le continent. J’ai expliqué le phénomène dans plusieurs notes sur ce blog. En outre, la glace de mer renvoie le rayonnement solaire, de sorte que l’absence de glace peut entraîner un réchauffement plus important des océans.

Source: British Antarctic Survey

Outre son étendue plus réduite, la glace de mer est également moins épaisse dans de nombreuses régions.
Les écosystèmes de l’Antarctique sont liés à la glace de mer, depuis le phytoplancton capable d’éliminer le carbone de l’atmosphère jusqu’aux sites de reproduction des manchots.
Les scientifiques ont averti que la perte de glace de mer n’est que l’un des nombreux changements majeurs observés en Antarctique et susceptibles d’avoir des conséquences à l’échelle de la planète. En particulier, sa disparition expose une plus grande partie du continent à l’océan, ce qui accélère la fonte des glaciers avec comme conséquence la hausse du niveau de la mer dans le monde.
Source : NSIDC.

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Contrary to the information spread by certain global warming deniers, the National Snow and Ice Data Center (NSIDC) indicates that for the third year in a row, sea ice coverage around Antarctica has dropped below 2 million square kilometers, a threshold which before 2022 had not been breached since satellite measurements started in 1979. The latest data from the NSIDC confirms the past three years have been the three lowest on record for the amount of sea ice around the continent.

Antarctica’s sea ice reaches its lowest extent at the height of the continent’s summer in February each year. On 18 February 2024, the five-day average of sea ice cover fell to 1.99 million square kilometers and on 21 February was at 1.98 million. The record low was 1.78 million, set in February 2023. Whether the current level represents this year’s minimum won’t be known for another week or two.

Antarctica’s sea ice reaches its peak each September, but the maximum extent in 2023 was the lowest on record, easily beating the previous record by about 1 million square kilometers. Coverage appeared to recover slightly in December as the refreeze progressed, but then fell away again to the current levels.

Scientists are still investigating what is causing the decline in sea ice, but they are more and more convinced that the cause lies with the warming the Southern Ocean that encircles the continent. I have explaines the phenomenon in several posts on this blog. Besides, sea ice reflects solar radiation, meaning less ice can lead to more ocean warming.

Beside the reduced extent of the sea ice, it is also thinner on average in many areas.

Antarctica’s ecosystems are tied to the sea ice, from the formation of phytoplankton that can remove carbon from the atmosphere to the breeding sites of penguins.

Scientists have warned the loss of sea ice is just one of several major changes being observed in Antarctica that is likely to have global consequences – in particular, its loss is exposing more of the continent to the ocean, accelerating the loss of ice on the land, which can push up global sea levels.

Source : National Snow and Ice Data Center.