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Les secrets du lac d’Issarlès (Ardèche) enfin percés ?

Situé à 1 000 m d’altitude dans le département de l’Ardèche, le lac d’Issarlès est un maar. Autrement dit, à l’image du Lac Pavin dans le Puy-de-Dôme, il résulte d’une violente éruption phréatomagmatique qui a secoué la région il y a quelque 80 000 ans. Sa profondeur maximale est de 108 mètres, ce qui en fait le plus profond lac de maar de France, pour une circonférence de 3,8 km et une superficie de 90 hectares.

Le lac d’Issarlès est utilisé par EDF pour alimenter la centrale hydroélectrique de Montpezat-sous-Bauzon. Il est relié via des galeries souterraines à deux barrages sur la Loire et deux de ses affluents du plateau ardéchois, le Gage et la Veyradeyre. En dehors de la période estivale dévolue au tourisme, la production hydroélectrique entraîne un marnage important au niveau du lac.

Jusqu’à présent, on ne savait que très peu de choses sur les profondeurs du lac qui renferment les secrets des activités géologiques du passé. Afin d’essayer de les percer, un carottage a été réalisé dans les sédiments lacustres à la fin du mois de septembre. La presse locale indique que l’opération a été difficile. Il a fallu faire venir spécialement d’Autriche une barge d’eau flottante et la stabiliser à la surface du lac afin de tirer le meilleur parti possible de la carotte sédimentaire. Lors de cette opération, les chercheurs ont été confrontés à une baisse du niveau d’eau, à cause des prélèvements effectués par la centrale hydroélectrique mentionnée plus haut.

Le carottier a permis de prélever les sept premiers mètres d’une séquence évaluée à 30 mètres d’épaisseur. C’est à la force des bras et avec un treuil que l’on a remonté la carotte prélevée. Une fois analysée et datée, la séquence prélevée révèlera l’histoire environnementale, volcanique et sismique de ce secteur de l’Auvergne.
Emmanuelle Defive, maître de conférences à l’université Clermont Auvergne, et que je salue ici,  indique que l’équipe de chercheurs poursuit ses recherches sur l’étude des 200.000 dernières années, en analysant les interactions entre les volcans et l’occupation humaine. « Le lac d’Issarlès fait partie des jeunes volcans d’Ardèche dont la particularité est qu’il n’a jamais été précisément daté jusqu’à présent. Or ils sont contemporains de la chaîne des Puys.»

Les prospections au sonar acoustique effectuées en juin 2019 ont mis en évidence au moins cinq générations de glissements de terrain lacustres. Ces glissements perturbent localement la stratigraphie, mais constituent aussi un objet d’étude car ils témoignent d’événements tels que des variations d’eau du lac ou des mouvement sismique tels que ceux qu’a pu causer le séisme du Teil du 11 novembre 2019, à moins de 50 km à vol d’oiseau du lac d’Issarlès. Emmanuelle Defive ajoute : « Les enseignements tirés de ces diverses investigations devront être calés dans le temps aussi précisément que possible par des datations avec la méthode du radiocarbone. Les carottes seront envoyées au laboratoire Geode (Géographie de l’environnement), situé à Toulouse, pour y être finement analysées. Les résultats précis seront connus d’ici un an. Grâce à la datation par thermoluminescence, nous avons pu déjà obtenir une datation de ce lac de maar entre 50.000 et 60.000 ans, mais elle demande à être confirmée. »

D’un point de vue historique, l’activité du volcan d’Issarlès se situe dans la période de l’homme de Néandertal qui a vraisemblablement été témoin de ces éruptions car les panaches éruptifs se voyaient de loin. Selon le généticien Axel Kahn à qui je posais un jour la question, ces éruptions n’ont pas été représentées par les hommes de l’époque sur les parois des cavernes car elles faisaient partie de leur environnement quotidien. Ce qui importait, c’était la nourriture, d’où la figuration fréquente de bestiaires dans les grottes. La représentation d’un panache éruptif dans la grotte de Vallon-Pont-d’Arc reste d’ailleurs à prouver.
Le lac d’Issarlès représente également un excellent enregistreur permettant de connaître les fluctuations climatiques. Il y a 50.000 ans, ce lac était un cratère de maar. Dans les millénaires qui ont suivi l’éruption phréatomagmatique,  le cratère s’est rempli d’eau, mais aussi de sédiments. À travers leur épaisseur, les carottes, qui constituent de véritables archives du climat, vont pouvoir livrer leurs secrets en laboratoire avec l’analyse des pollens de fleurs fossiles ou de sables ou graviers.

Source : L’Eveil de la Haute Loire.

Vue du lac d’Issarlès, avec au fond le Mont Mézenc (Crédit photo : Wikipedia)

Des changements océaniques inquiétants // Disturbing ocean changes

Selon une nouvelle étude réalisée par un groupe de chercheurs de la University College de Londres (UCL) et publiée dans la revue Geophysical Research Letters, les changements intervenus dans la circulation océanique sont probablement en train de provoquer des changements dans les écosystèmes de l’Océan Atlantique jamais observés depuis 10 000 ans.

Le climat est resté assez stable au cours de l’Holocène, période de 12 000 ans qui a fait suite à la dernière période glaciaire. Il est généralement admis que cette stabilité climatique a permis à la civilisation humaine de se mettre en place. On pense que les principaux courants océaniques sont eux aussi restés relativement stables pendant l’Holocène. Ces courants ont des cycles naturels, qui affectent les sites où se trouvent les organismes marins comme le plancton, les poissons, les oiseaux de mer et les baleines.
Les effets du changement climatique sur l’océan sont de plus en plus visibles. Comme je l’ai indiqué à plusieurs reprises, les récifs coralliens tropicaux sont en train de blanchir. Les océans s’acidifient car ils absorbent le carbone de l’atmosphère Certaines espèces de poissons comme le hareng ou le maquereau se déplacent vers les pôles. Personne ne sait vraiment à quoi ressemblera l’avenir.

Pour essayer de trouver une réponse à cette question, les chercheurs ont cherché des sites où ils étaient susceptibles de trouver des fossiles datant de l’ère industrielle, mais aussi de plusieurs milliers d’années en amont. Ils ont trouvé ce qu’ils cherchaient au sud de l’Islande, là où un important courant marin en eau profonde provoque l’accumulation de sédiments en grande quantité. Ils ont prélevé sur ce site des carottes de sédiments qui ont ensuite été lavées et tamisées pour faire ressortir des fossiles. Les sédiments les plus profonds contiennent les fossiles les plus anciens, tandis que les sédiments de surface contiennent des fossiles qui se sont déposés au cours des dernières années.
Les chercheurs ont commencé à échantillonner les différentes espèces de plancton fossile dans ces sédiments où elles se développent dans des conditions différentes. Ils ont en particulier examiné les foraminifères qui ont des coquilles de carbonate de calcium. Une récente étude a montré que la répartition la plus récente de foraminifères est différente de celle du début de l’ère industrielle. Cela prouve que le changement climatique a clairement eu un impact.
De la même façon, la théorie selon laquelle les courants océaniques modernes seraient semblables à ceux des deux derniers milliers d’années a été mise à mal par une étude de l’UCL publiée en 2018. Elle a montré que la circulation thermohaline était à son niveau le plus faible depuis 1500 ans. La nouvelle étude montre que la circulation de surface actuelle dans l’Atlantique Nord est différente de celle observée au cours des 10 000 dernières années, autrement dit la majeure partie de l’Holocène.
Les effets de cette modification de la circulation océanique sont visibles dans l’Atlantique Nord. Juste au sud de l’Islande, la réduction du nombre d’espèces de plancton d’eau froide et l’augmentation du nombre d’espèces d’eau chaude montre que les eaux chaudes ont remplacé les eaux froides riches en nutriments. Il est probable que ces changements ont également provoqué un déplacement vers le nord des principales espèces de poissons telles que le maquereau, ce qui pose déjà des problèmes car différentes nations se disputent les droits de pêche.
Plus au nord, d’autres preuves fossiles montrent qu’une plus grande quantité d’eau chaude en provenance de l’Atlantique a atteint l’Arctique, ce qui contribue probablement à la fonte de la glace de mer (voir mes précédentes notes sur ce sujet). Plus à l’ouest, un ralentissement de la circulation thermohaline signifie que les eaux ne se réchauffent pas autant que prévu, tandis que, encore plus à l’ouest, près des États-Unis et du Canada, les eaux chaudes du Gulf Stream semblent se déplacer vers le nord, ce qui aura des conséquences profondes sur les principales zones de pêche. Ces systèmes de circulation océaniques risquent fort de se trouver affectés lorsque l’Atlantique Nord deviendra moins salé. Le changement climatique peut provoquer un tel phénomène en augmentant les précipitations, la fonte des glaces et la quantité d’eau issue de l’Océan Arctique.

Les auteurs de l’étude ne savent pas ce qui a provoqué les changements dans la circulation océanique. Il semble toutefois que l’océan soit plus sensible au changement climatique actuel qu’on ne le pensait auparavant, et l’humanité devra s’adapter.
Source: The Conversation.

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According to a new study led by a research group at University College London (UCL) and published in the journal Geophysical Research Letters, changes in ocean circulation may have caused a shift in Atlantic Ocean ecosystems not seen for the past 10,000 years.

The climate has been quite stable over the Holocene, a 12,000-year period since the end of the last Ice Age. It is denerally admitted that this stability allowed human civilisation to really get going. The major ocean currents are also thought to have been relatively stable during the Holocene. These currents have natural cycles, which affect where marine organisms can be found, including plankton, fish, seabirds and whales.

Climate change in the ocean is becoming apparent. As I put it several times, tropical coral reefs are bleaching. The oceans becoming more acidic as they absorb carbon from the atmosphereSome fish species like herring or mackerel are moving towards the poles. Nobody really knows what the future will be like. To try and find an answer to this question, researchers had to look for places where seabed fossils not only covered the industrial era in detail, but also stretched back many thousands of years. They found the right patch of seabed just south of Iceland, where a major deep sea current causes sediment to pile up in huge quantities. There, they collected cores of sediment which were later washed and sieved to find fossils. The deepest sediment contains the oldest fossils, while the surface sediment contains fossils that were deposited within the past few years.

The researchers started counting the different species of tiny fossil plankton that can be found in such sediments. Different species like to live in different conditions. They looked at foraminifera which have shells of calcium carbonate. A recent global study showed that modern foraminifera distributions are different to the start of the industrial era. Climate change is clearly already having an impact.

Similarly, the view that modern ocean currents are like those of the past couple of thousand years was challenged by a UCL study released 2018, which showed that the overturning “conveyor belt” circulation was at its weakest for 1,500 years. The scientis’s new study builds on this picture and suggests that modern North Atlantic surface circulation is different to anything seen in the past 10,000 years which include most of the Holocene.

The effects of the unusual circulation can be found across the North Atlantic. Just south of Iceland, a reduction in the numbers of cold-water plankton species and an increase in the numbers of warm-water species shows that warm waters have replaced cold, nutrient-rich waters. It is likely that these changes have also led to a northward movement of key fish species such as mackerel, which is already causing problems as different nations vie for fishing rights.

Further north, other fossil evidence shows that more warm water has been reaching the Arctic from the Atlantic, likely contributing to melting sea ice (see my previous posts about this topic). Further west, a slowdown in the Atlantic conveyor circulation means that waters are not warming as much as we would expect, while furthest west close to the US and Canada the warm Gulf Stream seems to be shifting northwards which will have profound consequences for important fisheries.

One of the ways that these circulation systems can be affected is when the North Atlantic gets less salty. Climate change can cause this to happen by increasing rainfall, increasing ice melt, and increasing the amount of water coming out of the Arctic Ocean.

The authors of the study still do not know what has ultimately caused these changes in ocean circulation. But it does seem that the ocean is more sensitive to modern climate changes than previously thought, and mankind will have to adapt.

Source: The Conversation.

Circulation thermohaline globale et dans l’Atlantique (Source: GIEC).

Conséquences sociales de la fonte de la banquise et des glaciers // Social consequences of glacier and ice sheet melting

Avec la fonte des glaciers et des calottes polaires, le niveau des mers monte à un rythme inquiétant, avec des conséquences sociales pour les zones habitées le long des côtes. Ainsi, dans le sud de la Floride, le comté de Miami-Dade, situé entre 1,20 m et 1,80 m au-dessus du niveau de la mer, avec une population de plus de 2,7 millions d’habitants, est sous la menace de la hausse de l’océan, mais aussi de conditions météorologiques extrêmes.
Miami possède le plus grand nombre de zones menacées et la quatrième plus grande population exposée à l’élévation du niveau de la mer dans le monde. Souvent surnommé « Ground Zero » du changement climatique, le comté de Miami-Dade compte plus de personnes vivant à moins de 1,20 mètre au-dessus du niveau de la mer que n’importe quel autre État américain, à l’exception de la Louisiane.
La montée des eaux menace des propriétés de plusieurs millions de dollars dans les localités situées le long de la côte sud de la Floride. Mais les résidences de luxe ne sont pas les seules à être menacées. Alors que de plus en plus de personnes recherchent des terrains plus élevés, les communautés à l’intérieur des terres sont contraintes de s’en aller.

Cette situation va inévitablement créer une gentrification* et les problèmes qui l’accompagnent. Dans le cas de Miami, l’élévation du niveau de la mer a poussé les promoteurs immobiliers à s’intéresser à des biens situés à l’intérieur des terres et à des altitudes plus élevées. Des personnes de couleur, souvent très pauvres, vivent  sur ces terres depuis des générations et elles se trouvent confrontées à un coût de la vie et de l’immobilier qui ne leur permettent plus de rester sur place. On assiste donc à une sorte de « gentrification climatique ».
Ce genre de situation ne concerne pas seulement les zones côtières. Les événements météorologiques extrêmes tels que les ouragans, les vagues de chaleur, les incendies de forêt et les inondations se produisent de plus en plus fréquemment et les gens sont tentés de reconsidérer leur domicile dans les zones exposées. En Arizona, le maire de Flagstaff, une ville située à 2100 mètres d’altitude, a noté une augmentation de 25% du nombre de propriétaires de résidences secondaires qui achètent des biens immobiliers dans la région moins exposée aux canicules, à 230 kilomètres au nord de Phoenix qui vient de connaître des températures record. Le maire a décrit ceux qui fuyaient la chaleur comme des «réfugiés climatiques» et a déploré la pression exercée sur les personnes à faible revenu qui ont vu grimper en flèche le coût de la vie et les prix de l’immobilier.
Source: Yahoo Finance.

* La « gentrification » (du mot anglais gentry), en français « embourgeoisement », fait référence à la transformation de quartiers populaires suite à l’arrivée de catégories sociales plus favorisées. La conséquence est une hausse des prix de l’immobilier à laquelle ne peuvent faire face les populations les plus modestes qui sont contraintes de partir.

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With the melting of glaciers and polar ice sheets, sea levels are rising at an alarming rate with social consequences for populated areas along the coasts. For instance, in southern Florida, Miami-Dade County, situated between 1.20 m and 1.80 m above sea level, with a population of over 2.7 million people, is under the threat of rising waters and extreme weather.

Miami has the largest amount of exposed assets and the fourth-largest population vulnerable to sea-level rise in the world. Often called ground zero for climate change, Miami-Dade has more people living less than 1.20 metres above sea level than any U.S. state, except Louisiana.

Rising seas are threatening multi-million dollar properties in communities up and down the coast of South Florida. But luxury homes are not the only ones at risk. As more and more people are searching for higher ground, lower-income, inland communities are being forced out.

This situation will inevitably create gentrification* pressures. In the case of Miami, rising sea levels have real estate developers eyeing inland communities which are at higher elevations. For generations, these communities have been home to people of colour, who are now finding themselves priced out of their homes. It is a kind of “climate gentrification”

This kind of situation is not just happening in coastal areas. Extreme weather events such as hurricanes, heatwaves, wildfires and flooding are occurring more and more frequently and have forced people to reconsider taking up residence in exposed areas. The mayor of Flagstaff, Arizona, (2,100 metres above sea level) has noted a 25% increase in second-home owners buying up real estate in the region, which is located in a cooler, mountainous area, 230 kilometres north of Phoenix. The mayor described those fleeing the heat as “climate refugees” and lamented the squeeze put on low-income people who have seen their cost of living and real estate prices escalate.

Source : Yahoo Finance.

Gentrification is a process of changing the character of a neighbourhood through the influx of more affluent residents. Gentrification often increases the economic value of a neighbourhood. Modest populations are often unable to face price increases and are forced to move away.

La partie méridionale de la Floride est particulièrement exposée à la hausse du niveau de la mer et aux événements climatiques extrêmes. (Source : Google Map)

Séismes volcaniques longue période et dégazage du magma // Long period volcanic earthquakes and magma degassing

En vue d’améliorer la compréhension des processus physiques conduisant à l’apparition de séismes longue période (LP) profonds parfois considérés comme des signes précurseurs d’éruptions, une équipe internationale impliquant des chercheurs de l’Institut des Sciences de la Terre (ISTerre/OSUG – CNRS / IRD / UGA / USMB / UGE) s’est penchée sur les séismes LP profonds sous le Klyuchevskoy (Kamtchatka).

Le nouveau modèle mis au point au cours de cette étude, publiée le 6 août 2020 dans la revue Nature Communications, devrait permettre d’améliorer la surveillance volcanique mais également de surveiller les effets de ce type de phénomène sur le changement climatique.

Sous certains volcans, des séismes LP sont observés à des profondeurs de plusieurs dizaines de kilomètres, ce qui correspond plus ou moins à la limite entre la croûte terrestre et le manteau. Cette sismicité profonde est particulièrement intéressante car elle peut avoir un lien avec l’activation des racines profondes des systèmes volcaniques. En conséquence, elle peut aussi servir à identifier d’éventuels signes précurseurs à moyen et long terme. Cependant, une compréhension des processus physiques conduisant à l’apparition de tels séismes profonds est nécessaire pour pouvoir les intégrer aux schémas de surveillance.

C’est pourquoi un groupe de chercheurs a décidé de mener une étude sur les séismes longue période profonds sous le Klyuchevskoy (Kamchatka). Pour cela, ils ont utilisé une modélisation mathématique contrainte par des données sur la composition géochimique des laves, et ont comparé leurs résultats avec des observations sismologiques. Cela leur a permis de proposer un nouveau modèle physique de l’origine des séismes profonds, générés par un dégazage rapide d’eau et de CO2. La modélisation a montré que dans les magmas ayant une concentration relativement élevée de ces composants volatiles, un dégazage suffisamment intense peut commencer à une profondeur d’environ 30 km et que la croissance de bulles de gaz peut être suffisamment rapide pour que les variations de pression associées puissent générer des ondes sismiques avec des amplitudes et fréquences comparables à celles observées.

Ce nouveau modèle devrait permettre d’améliorer la surveillance volcanique, mais il devrait également permettre de surveiller les effets de ce type de phénomène sur le changement climatique. En effet, l’activité sismique profonde intense sous des volcans comme le Klyuchevskoy  peut indiquer que les magmas qui les alimentent contiennent une concentration accrue de CO2 et, par conséquent, qu’un dégazage peut contribuer de façon importante aux émissions de gaz à effet de serre.

Source : Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble (OSUG).

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In order to improve the understanding of the physical processes leading to the appearance of deep long-period (LP) earthquakes sometimes considered as precursor signs of eruptions, an international team involving researchers from the Institute of Earth Sciences (ISTerre / OSUG – CNRS / IRD / UGA / USMB / UGE) studied the deep LP earthquakes under Klyuchevskoy Volcano (Kamtchatka).
The new model developed during this study, published on August 6th, 2020 in the journal Nature Communications, should make it possible to improve volcanic monitoring but also to monitor the effects of this type of phenomenon on climate change.

Under some volcanoes, LP earthquakes are observed at depths of several tens of kilometres, which corresponds more or less to the limit between the Earth’s crust and the mantle. This deep seismicity is particularly interesting because it may have a link with the activation of the deep roots of volcanic systems. Consequently, it can also be used to identify possible warning signs in the medium and long term. However, an understanding of the physical processes leading to the emergence of these deep earthquakes is necessary in order to be able to integrate them into surveillance schemes.

This is why a group of researchers decided to conduct a study on long-period deep earthquakes under Klyuchevskoy (Kamchatka). For this, they used a mathematical modelling constrained by data on the geochemical composition of the lava, and compared their results with seismological observations. This enabled them to come up with a new physical model of the origin of deep earthquakes, generated by rapid degassing of water and CO2. Modelling has shown that in magmas with a relatively high concentration of these volatile components, sufficiently intense degassing can begin at a depth of about 30 km, and that the growth of gas bubbles can be rapid enough for the associated pressure changes to generate seismic waves with amplitudes and frequencies comparable to those observed.

This new model should make it possible to improve volcanic monitoring, but it should also make it possible to monitor the effects of this type of phenomenon on climate change. Indeed, the intense deep seismic activity beneath volcanoes like Klyuchevskoy may indicate that the magmas that feed them contain an increased concentration of CO2 and, therefore, that degassing may contribute significantly to greenhouse gas emissions.
Source: Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble (OSUG).

Vue du Klyuchevskoy (Source : KVERT)