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Eruptions colossales, changement climatique et extinctions massives // Large-scale eruptions, climate change and mass extinction

De tout temps, les scientifiques se sont demandé quelle pouvait être la cause – ou les causes – des extinctions de masse sur Terre. Une extinction de masse (ou grande extinction) est un événement relativement bref à l’échelle des temps géologiques au cours duquel au moins 75% des espèces animales et végétales présentes sur la Terre et dans les océans ont disparu. De tels événements se sont produits périodiquement au cours des 550 derniers millions d’années. Les causes exactes de ces extinctions ne sont pas très bien connues, mais il semble y avoir une coïncidence remarquable entre les extinctions de masse et les énormes éruptions volcaniques qui ont donné naissance à de grandes provinces ignées (GPI). Ces GPI sont nées à partir d’éruptions capables de produire des millions de kilomètres cubes de magma basaltique en très peu de temps. Ces éruptions sont beaucoup plus importantes que les « super éruptions » – comme celle de Yellowstone, par exemple – qui émettent moins de 5 000 kilomètres cubes de magma. Le magma des GPI peut aussi laisser échapper suffisamment de gaz (dioxyde de carbone par exemple) ou de composés soufrés pour modifier le climat. Ce changement climatique affecte à son tour les océans et conduit rapidement à la mort de la vie sur Terre.

Plusieurs travaux de recherche ont établi un lien entre les énormes éruptions volcaniques et des extinctions massives sur Terre, mais une nouvelle étude menée par des scientifiques des universités du Québec (Canada), de São Paulo (Brésil) et de Berne (Suisse) montre que l’une des plus grandes provinces ignées connues à ce jour, située au Brésil, n’a peut-être pas eu un effet sur le climat ou causé une extinction de masse.

Avant la nouvelle étude, l’âge précis de cette grande province ignée n’était pas vraiment connu; toutefois, grâce à un ensemble de données et à une analyse plus précises, les chercheurs ont pu montrer que l’éruption et l’extinction de masse dans cette province ne se sont pas produites en même temps.

La nouvelle étude montre également que le basalte des GPI qui pénètre dans la croûte peut métamorphoser des roches sédimentaires riches en volatiles qui se vaporisent facilement. Ce métamorphisme peut libérer à partir de sédiments d’énormes quantités de gaz tels que le méthane et le dioxyde de soufre qui modifient également le climat et peuvent conduire à des extinctions massives. On a attribué à ces deux mécanismes l’origine du changement climatique qui a entraîné des extinctions de masse. Cependant, il existe également des cas où les GPI ne semblent pas provoquer d’extinctions massives. La relation entre les énormes éruptions volcaniques de GPI et les extinctions massives n’est peut-être pas aussi claire qu’on le pensait jusqu’à présent. Un facteur extrêmement important à prendre en compte est l’âge exact de l’éruption de la GPI par rapport à l’extinction de masse. Si les périodes de changement climatique, l’extinction de masse associée et l’éruption de la GPI ne se chevauchent pas, alors le volcanisme n’est pas la cause.

Pour déterminer si l’une des plus grandes GPI au monde a provoqué un changement climatique à grande échelle et une extinction massive, l’équipe scientifique a réussi à dater avec précision l’éruption de la grande province ignée de Paraná-Etendeka au Brésil. De nombreuses études ont lié cette GPI à un événement d’extinction de masse retrouvé dans les océans. Les chercheurs se sont concentrés sur la province du Paraná Magmatic, qui est la partie sud-américaine de la GPI au Brésil. C’est de loin la plus vaste et elle a produit environ un million de kilomètres cubes de magma. Lorsque cette GPI est entrée en éruption il y a 140 millions d’années, l’Amérique du Sud et l’Afrique étaient encore reliées entre elles et faisaient partie du Gondwana. La GPI est entrée en éruption au Brésil et en Namibie au moment où ces deux régions du globe étaient voisines, avant l’ouverture de l’Océan Atlantique Sud.

De nombreuses études ont avancé l’idée que cette grande province ignée a provoqué un changement climatique global qui a conduit à une petite extinction de masse et également à une réduction de la concentration d’oxygène dans les océans. Cette période, le Valanginien, se situe entre 139,8 et environ132,9 Ma.

La nouvelle étude montre que la GPI du Paraná est entrée en éruption extrêmement rapidement, environ un million d’années après l’extinction de masse. Il est donc peu probable qu’elle en ait été la cause. L’étude de la GPI du Paraná prouve que l’éruption d’énormes volumes de magma à partir d’une GPI ne suffit pas à elle seule à provoquer des extinctions massives.

La question est maintenant de savoir pourquoi cette énorme éruption magmatique n’a eu presque aucun effet sur le climat. Les chercheurs pensent qu’en raison du manque de sédiments riches en volatils dans le secteur de la GPI du Paraná, une quantité insuffisante de volatils a été libérée par métamorphisme lors de la mise en place de la province ignée.

Le plus grand événement d’extinction de masse sur Terre s’est produit à la fin du Permien et coïncide avec l’éruption des trapps de Sibérie. L’éruption de cette grande province ignée a permis au magma de pénétrer dans de grands bassins sédimentaires riches volatils, ce qui a probablement provoqué la libération d’énormes quantités de composés volatils.

Les nouvelles découvertes à propos de la GPI de Paraná au Brésil sont également à mettre en relation avec l’âge de l’événement au Valanginien. Actuellement, l’estimation de l’âge de cet événement se base sur une analyse cyclique des sédiments océaniques, mais il est possible qu’avec une plus grande précision, on puisse trouver qu’il chevauche la GPI du Paraná.

Alors que d’énormes éruptions volcaniques ont été liées à des extinctions de masse sur Terre, les nouvelles recherches montrent que l’éruption de l’une des plus grandes provinces ignées connues peut n’avoir eu aucun effet sur le climat ou provoqué une extinction de masse. Il semble que la GPI du Paraná n’ait pratiquement eu aucun effet environnemental sur notre planète.

Source: The Conversation.

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Throughout the ages, scientists have wondered what the cause or the causes of mass extinctions on Earth could be. Mass extinctions are times when large-scale proportions of life suddenly died on Earth. They have occurred periodically over the past 550 million years. The exact causes of these extinctions are not fully understood, but there appears to be a remarkable coincidence between mass extinctions and huge volcanic eruptions that form large igneous provinces (LIPs). These LIPs are massive volcanoes that produce millions of cubic kilometres of basaltic magma in a very short time. They are much bigger in scale than super eruptions – like the one at Yellowstone – that release less than 5,000 cubic kilometres of magma. The magma from LIPs can release enough gases (carbon dioxide or sulphur-based compounds) to alter the climate. This climate change in turn affects the oceans and quickly leads to the death of life on Earth.

While huge volcanic eruptions have been linked to mass extinctions on Earth, a new research by scientists from the Universities of Quebec (Canada), São Paulo (Brazil) and Bern (Switzerland) shows that one of the world’s largest known LIPs may have had no effect on climate or caused any extinctions.

Before the new study, the precise age of the LIP located in Brazil was not really known; but thanks to improved dataset and higher precision analysis, the authors of the study were able to show that these events did not occur at the same time.

The new research also suggests that basalt from LIPs, which intrude into the crust, can metamorphose sedimentary rocks that are rich in volatiles, compounds that vaporize readily. This metamorphism can release huge amounts of gases such as methane and sulphur dioxide from the sediments, which also change the climate and can lead to mass extinctions.

Both of these mechanisms have been blamed for causing the climate change which resulted in mass extinctions. However, there are also cases of LIPs that don’t seem to cause mass extinctions. The relationship between huge LIP volcanic eruptions and mass extinctions may not be as clear as previously thought.

One extremely important factor to consider is the exact age of the LIP relative to the mass extinction. If the ages of the climate change, associated mass extinction and the LIP do not overlap, then the volcanism is not the cause.

To investigate whether one of the world’s largest LIPs caused massive climate change and a mass extinction, the research team generated highly precise ages for the Paraná-Etendeka LIP in Brazil. Numerous studies had linked this LIP to a mass extinction event found in the oceans. The researchers focused on the Paraná Magmatic Province which is the South American portion of the LIP in Brazil. It is by far the largest, and produced approximately one million cubic kilometres of magma.

When this LIP erupted, 140 million years ago, South America and Africa were connected and were part of the Gondwana supercontinent. This LIP erupted in Brazil and Namibia, when both of these areas were neighbours, before the opening of the Southern Atlantic Ocean.

Many studies have suggested that this LIP caused global climate change which led to a small mass extinction and also a reduction in the oxygen concentration in the oceans. This period is called the Valanginian event.

The new research shows that the Paraná LIP erupted extremely quickly, around one million years after the mass extinction and so it is unlikely to have been the cause

The study of the Paraná LIP proves that the eruption of huge volumes of LIP magma alone may not be enough to cause mass extinctions. The question that remains is why this huge eruption of magma had almost no effect on the climate. The researchers think that because of the lack of volatile-rich sediments around the Paraná LIP, no extra volatiles were released due to metamorphism during the emplacement, of the LIP.

Earth’s largest mass extinction event occurred at the end of the Permian period, coinciding with the eruption of the Siberian Traps LIP. This LIP intruded large volatile rich sedimentary basins which likely caused the release of massive amounts of volatile compounds.

The new findings for the Paraná LIP also depend on the age of the Valanginian event. Currently, the age estimation for this event is based on cyclic analysis of ocean sediments, but it is possible that with greater precision, one may find it overlaps with the Paraná LIP. While huge volcanic eruptions have been linked to mass extinctions on Earth, the new research research shows that one of the world’s largest known LIPs may have had no effect on climate or caused any extinctions. It seems that the Paraná LIP had almost no environmental effect on our planet.

Source: The Conversation.

Vues des Grandes Provinces Ignées, avec en particulier les trapps du Deccan et de Sibérie et la province du Paraná mentionnée dans le texte (Source : Wikipedia)

Polar Pod, un laboratoire flottant en Antactique

Jean-Louis Etienne intervient fréquemment dans les médias ces jours-ci. La raison est facile à comprendre : il est en train de lancer officiellement sa prochaine expédition à bord du Polar Pod autour du continent antarctique.

Le projet initial prévoyait une mise en œuvre à partir de 2015 mais des retards sont intervenus. Il y a quatre ans, à l’occasion d’une rencontre avec Jean-Louis Etienne, à laquelle participait également Laurent Ballesta, l’explorateur nous avait fait part des retards probables au niveau du financement du projet. Aujourd’hui, la situation a évolué favorablement et la mission antarctique devrait débuter fin 2023.

Le Polar Pod est un grand flotteur vertical de 100 mètres de haut dont 80 sont immergés pour plus de stabilité, avec un poids total de 1000 tonnes. De chaque côté du flotteur ont été arrimées deux passerelles sur lesquelles on peut mettre des voiles permettant d’infléchir légèrement la trajectoire de navigation..

Se laissant entraîner par le courant circumpolaire, le Polar Pod devrait réaliser deux tours de l’Antarctique. L’objectif de l’expédition est de recueillir des données sur le climat, la biodiversité et la pollution, dans cette région du monde qui est un élément essentiel de la régulation du climat. Les eaux froides autour de l’Antarctique absorbent, selon les scientifiques, 40 % des émissions de gaz carbonique d’origine anthropique. Il est également prévu de faire un inventaire de la faune locale par acoustique parce que le Polar Pod est un navire totalement silencieux.

Jean-Louis Etienne m’avait indiqué par ailleurs que la pédagogie serait présente dans le projet et qu’une communication avec les établissements scolaires serait mise en place.

Source : Jean-Louis Etienne

Bilan climatique en France

Le site web Météo–Paris a analysé la situation climatique en France au cours des derniers mois, avec des remarques très pertinentes sur le réchauffement climatiques et des perspectives très inquiétantes pour les prochaines décennies.

Après un hiver 2019-2020 historiquement doux, l’hiver actuel a d’ores et déjà été marqué par plusieurs épisodes de froid et de neige. Cependant, cela ne remet absolument pas en cause le réchauffement climatique. Nous vivons un hiver assez classique avec une alternance de périodes douces et de périodes plus froides et parfois neigeuses, contrastant avec la douceur exceptionnelle de l’hiver 2019-2020. L’hiver 2019-2020 fut le plus doux jamais observé en France avec une anomalie thermique de +2,7°C sur décembre, janvier et février.

Le début de l’hiver actuel a été plutôt froid avec une première décade de décembre sous les normales, mais la douceur a repris un net avantage durant la seconde partie du mois. Finalement, décembre 2020 s’est tout de même achevé en France avec +1,3°C au dessus de la normale.

Le mois de janvier 2021 a offert la même dynamique, avec une domination du froid en première quinzaine, tandis que la seconde quinzaine s’est montrée plus douce. Au final, on a eu un mois de janvier classique et dans les normales.

Malgré plusieurs périodes froides, l’hiver 2020-2021 affiche pour l’instant des températures légèrement supérieures à la normale.

Des quantités de neige exceptionnelles ont été observées sur tous nos massifs. Ces épisodes neigeux ont apporté à ce mois de janvier une ambiance hivernale. Pourtant, le caractère froid de ce mois est assez trompeur et janvier 2021 n’a pas été véritablement froid en France. Si la première décade fut en dessous des normales, un redoux sensible est intervenu les 13 et 14 janvier, suivi par une autre période douce du 20 au 23 janvier. Les derniers jours du mois ont ensuite enregistré des températures nettement plus douces que la normale.

Ainsi, la moyenne mensuelle en France sur le mois de janvier 2021 fut de 4,93°C, soit +0,1°C en dessous de la normale. Après plusieurs hivers anormalement doux, il est logique que ce mois de janvier nous apparaisse froid, mais dans les faits, nous venons de vivre un mois de janvier parfaitement normal. De plus, si l’on ajoute l’anomalie de +1,3°C du mois de décembre 2020, l’hiver actuel est pour l’instant plus chaud que la norme.

Source : infoclimat.fr

S’agissant du réchauffement climatique, il faut l’apprécier de manière globale et non ponctuelle. Quand on parle de réchauffement de la planète, on est dans le domaine de la climatologie. En revanche, quand un épisode neigeux survient durant 2 jours, cela relève du domaine de la météorologie. Il faut bien comprendre cette différence car elle est capitale : le réchauffement climatique n’empêche absolument pas le froid et la neige, il va plutôt les rendre moins fréquents. On juge l’évolution du climat sur plusieurs années et certainement pas sur un seul et unique mois.

On se rend compte que les anomalies chaudes ont été omniprésentes durant toute l’année 2020. Seul le mois d’octobre a terminé avec un déficit thermique alors que les 11 autres mois furent plus chauds que la normale. Au final, l’année 2020 est devenue la plus chaude en France depuis le début des relevés !

Comme je l’ai indiqué précédemment, les projections climatiques d’ici la fin du siècle n’ont rien de rassurant. Météo France a simulé l’évolution des températures en France d’ici la fin du siècle selon deux scénarios. Le premier, qui prend en compte une politique climatique efficace et immédiate, montre une augmentation de +2,2°C d’ici 2100. La durée d’enneigement significatif en moyenne montagne est réduite de plusieurs dizaines de jours par saison. Les sécheresses sont  plus marquées, avec un allongement des périodes de canicule.

Le second scénario, qui prend en compte l’absence de politique climatique digne de ce nom, montre une augmentation de +3,9°C des températures en France d’ici 2100. En dessous de 1800m, la présence de neige deviendrait peu durable et insuffisante à la survie des stations. Le nombre de jours caniculaires est multiplié par 5 à 10 avec des vagues de chaleur pouvant durer un à deux mois et les périodes de sécheresse deviendraient très problématiques l’été.

Source : Météo-Paris.

Source : Météo France

L’Islande et la Nature en 2020 // Iceland and Nature in 2020

Alors que 2020 touche à sa fin, le site web Iceland Review propose un résumé des plus grands événements en relation avec la Nature islandaise au cours de l’année écoulée.

L’une des principales actualités concerne les parcs et surtout les parcs naturels. Plusieurs zones naturelles d’Islande ont été officiellement protégées en 2020 par le Ministère de l’Environnement, notamment la zone de Geysir et la churte d’eau de Goðafoss.

Dans les Westfjords, un projet de parc national est né autour de la cascade de Dynjandi (voir ma note du 5 novembre 2020).

Le parc national de Snæfellsnes devrait également être agrandi.

Cependant, la plus grande initiative est la proposition de transformer les hautes terres  (Central Highlands) du centre d’Islande en un parc national qui sera le plus grand d’Europe. Il couvrira environ 30% de la surface de l’Islande. (voir ma note du 10 décembre 2020). Le projet de loi décrivant la création du parc fait l’objet d’un vif débat au Parlement et n’a pas encore été adopté.

Fin janvier 2020 sont  apparus les signes d’une possible accumulation de magma à quelques kilomètres à l’ouest de Þorbjörn Mountain. Un soulèvement du sol et des essaims sismiques ont été enregistrés dans la région, laissant supposer que du magma s’accumulait sous terre. Les habitants de la région se sont préparés à une éventuelle éruption, mais rien ne s’est passé. Le soulèvement de la montagne s’est arrêté début mai, mais une reprise d’activité dans la région ne saurait être exclue.

Trois avalanches de grande ampleur ont balayé les Westfjords en janvier 2020, à Flateyri et Súgandafjörður. Cependant, personne n’a été tué comme en 1995 lorsqu’un événement semblable a causé la mort de 14 personnes. Cependant, les dernières avalanches ont causé des dégâts matériels.

Alors que le gouvernement islandais protégeait de nombreuses zones naturelles en 2020, de nouveaux projets d’extraction sont apparus. Une vaste zone du sud de l’Islande a été vendue à une société minière exploitant du sable. Une société canadienne a acquis tous les droits d’exploitation de l’or en Islande. J’ai expliqué ces projets et leur finalité dans une note publiée le 10 décembre 2020.

En décembre 2020, le gouvernement islandais a révisé ses objectifs climatiques, déclarant que son but était désormais une réduction de 55% des émissions des gaz à effet de serre d’ici 2030, au lieu de  40% comme cela avait été décidé au début du mandat du gouvernement actuel. Cette révision signifie que les émissions de gaz à effet de serre en Islande devront être inférieures de 55% en 2030 par rapport à 1990. L’Islande prévoit de devenir neutre en carbone d’ici 2040.

L’année 2020 s’est terminée sur une note tragique pour les habitants de Seyðisfjörður, dans l’est de l’Islande, lorsqu’une série de coulées de boue a détruit plus d’une douzaine de maisons et de bâtiments historiques de la ville. Heureusement, personne n’a été tué, mais la ville a été évacuée et de nombreuses familles n’ont pas pu rentrer chez elles pour Noël. Le gouvernement a promis de participer à la reconstruction de la ville, même s’il faudra probablement des mois pour évaluer l’étendue des dégâts.

Source: Iceland Review.

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As 2020 is coming to an end, the Icelandic website Iceland Review offers a summary of Iceland’s biggest nature news stories of the past year.

One of the main news is about parks and above all natural parks. Several of Iceland’s popular natural areas were officially protected in 2020 by the Ministry for the Environment, including the Geysir area and Goðafoss waterfall.

In the Westfjords, a national park is to be established around Dynjandi waterfall (see my post of November 5th, 2020). Snæfellsnes National Park is also set to be expanded.

However, the biggest nature story of the year is the proposal to turn Iceland’s Central Highland into Europe’s largest national park, covering around 30% of Iceland. (see my post of December 10th, 2020). The bill outlining the park’s establishment is being hotly debated in parliament and has yet to be passed.

In late January, there were signs of a possible magma accumulation a few kilometres west of Þorbjörn mountain. Land rise and earthquake swarms were detected in the area, suggesting magma was accumulating underground. Nearby residents prepared for a possible eruption, but nothing happened. Land rise under the mountain stopped by early May, but renewed activity in the area should not be excluded.

Three large avalanches swept across the Westfjords in January, hitting Flateyri and Súgandafjörður. However nobody was killed like in 1995 when a similar event caused the deaths of 14 persons. However, the avalanches caused property damage.

While Iceland’s government protected many natural areas in 2020, others may soon be used for new extraction projects. A large area in South Iceland was sold to a sand mining company while one Canadian mining company acquired all the rights to gold mining in Iceland. I explained these projects in a post released on December 10yh, 2020).

In December 2020, Iceland’s government revised its climate goals, stating it would now aim for a 55% reduction in emissions by 2030, rather than 40% as was decided at the beginning of the current government’s term. The revised policy means Iceland’s greenhouse gas emissions are expected to be 55% lower in 2030 than they were in 1990. Iceland plans to become carbon neutral by 2040.

The year ended on a tragic note for residents of Seyðisfjörður, East Iceland when a series of mudslides destroyed more than a dozen homes and historic buildings in the town. Luckily no one was killed, but the town was evacuated and many local families did not get to return to their homes for Christmas. The government has pledged its support in rebuilding the town, though it will likely take months to even assess the extent of the damage.

Source : Iceland Review.

Quelques merveilles naturelles islandaises (Photos : C. Grandpey)