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La Terre il y a 56 millions d’années, aujourd’hui et demain // The Earth 56 million years ago, today and tomorrow

Dans une étude récente publiée dans la revue Nature, des scientifiques ont examiné le réchauffement climatique qui s’est produit pendant le PETM (Maximum thermique du passage Paléocène-Éocène) et ont tiré des conclusions sur le réchauffement climatique qui affecte actuellement notre planète.
Le climat de la Terre a connu un réchauffement rapide pendant le PETM, il y a 56 millions d’années. Dans leur dernière études, les chercheurs ont identifié la cause de cette période de réchauffement climatique et ils ont établi un lien avec le changement climatique que nous connaissons actuellement.
Juste avant le PETM, la Terre ne ressemblait pas à ce qu’elle est aujourd’hui. Les régions polaires étaient dépourvues de glace ; il y avait des forêts tempérées ou même subtropicales le long des côtes de l’Antarctique et le Canada arctique ressemblait aux marécages des Everglades de la Floride d’aujourd’hui. La température des océans était de 10°C supérieure à ce qu’elle est aujourd’hui et les zones climatiques chaudes s’étaient toutes déplacées vers les pôles.
Au début du PETM, la planète s’est réchauffée d’au moins 5°C en quelques milliers d’années. La vie dans les profondeurs des océans a souffert de façon disproportionnée. De nombreuses espèces ont disparu et certaines zones des océans ont devenues anoxiques. Il a fallu environ 150 000 ans pour que le climat de la Terre retrouve un certain équilibre.
Une augmentation de 5°C sur quelques milliers d’années est extrêmement rapide à l’échelle géologique, mais n’est rien comparé à la vitesse actuelle du réchauffement climatique. Si nous continuons à brûler des combustibles fossiles au même rythme, les scénarios les plus pessimistes indiquent que nous pourrions atteindre 5°C d’ici la fin du siècle !
Le PETM peut nous éclairer sur l’avenir de notre planète. On pense depuis longtemps que la période chaude du PETM a été provoquée par l’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. En effet, nous savons qu’il y a eu une énorme libération de carbone dans l’atmosphère et dans les océans à cette époque, grâce à l’analyse de sédiments datant de 56 millions d’années. Pourtant, l’origine de ce carbone a toujours été l’objet de désaccords. La dernière étude a identifié l’empreinte chimique de ce carbone. Il semble provenir des émissions produites par une activité volcanique intense et prolongée. L’étude montre également que le niveau atmosphérique de CO2 a plus que doublé en moins de 25 000 ans. Cela s’explique par le fait que le Groenland et l’Amérique du Nord s’éloignaient de l’Europe en créant l’Océan Atlantique Nord, avec une activité volcanique le long de ce qui est aujourd’hui la dorsale médio-atlantique. D’énormes quantités de carbone ont probablement été libérées dans l’atmosphère par l’activité volcanique pendant le PETM, en volumes beaucoup plus importants que toutes les réserves de combustibles fossiles actuellement accessibles. Toutefois la vitesse d’émission était probablement au moins 20 fois plus lente qu’aujourd’hui.

Le volcanisme du PETM a eu lieu en grande partie sous l’eau et à un rythme lent. L’équivalent moderne serait sûrement les «fumeurs noirs» que l’on rencontre dans les profondeurs de l’Atlantique.
Le carbone libéré par ces bouches au fond de l’océan est remonté à la surface et a déclenché un cycle qui a fini par affecter les océans proprement dits. Tout d’abord, la chaleur extrême du PETM a conduit à une altération plus rapide des roches et du sol, ce qui signifie que plus de nutriments comme le phosphore se sont propagés dans la mer, ce qui a stimulé la croissance du plancton. Lorsque le plancton est mort, il descend vers les fonds marins et stocke progressivement ce même carbone dans des sédiments profonds.
Alors que cette chaîne d’événements a provoqué l’élimination du carbone de l’atmosphère ancienne, elle a également entraîné une perte d’oxygène dans certaines parties des océans, comme cela se produit de nos jours dans les «zones mortes» du Golfe du Mexique où un excès de nutriments se répand dans l’eau chaude de l’océan.
La dernière étude a révélé que le PETM a été causé par des émissions massives de carbone provenant de l’intérieur de la Terre. Cette situation présente beaucoup de points commun avec celle que nous connaissons aujourd’hui, avec une élévation du niveau de CO2 dans notre atmosphère et nos océans par la combustion des combustibles fossiles qui ont été enterrés pendant des millions d’années. Le PETM nous donne une image de plus en plus claire de ce que sera la Terre si nous continuons à émettre des gaz à effet de serre. Il se pourrait que notre planète connaisse une situation qu’elle n’a jamais traversée en 56 millions d’années.
Source: The Guardian / Nature.

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In a recent study published in Nature, scientists examined the global warming that occurred during the PETM 56 million years ago and drew conclusions about the global warming that currently affects our planet.

Earth’s climate experienced rapid warming during the Palaeocene-Eocene Thermal Maximum (PETM), 56 million years ago. In their latest research, scientists have identified the cause of this well-known warm period. Its links to present day climate change are clear.

Just prior to the PETM, Earth looked very different than it does today. The polar regions were devoid of ice sheets, with temperate or even subtropical forests along the coastlines of Antarctica, and Arctic Canada resembling the swamplands of modern Florida. The deep oceans were about 10°C warmer than today, and warm climate zones were all shifted polewards.

Next, the planet warmed by at least a further 5°C over a few thousand years at the onset of the PETM. Life in the deep sea suffered disproportionately; many species went extinct and parts of the deep ocean became anoxic. It took about 150,000 years for Earth’s climate to naturally recover and regain some sort of equilibrium.

An increase of 5°C over a few thousand years is breakneck speed in geological terms, but is still nothing compared to our current rate of warming. In fact, if we keep burning fossil fuels at our current rate, the worst-case scenarios suggest we could hit 5°C by the end of the century.

What can the PETM tells us about the future? It has long been suspected that the warm period was triggered by increasing greenhouse gas concentrations in the atmosphere. We know there was a huge release of “new” carbon into the atmosphere and oceans at the time, thanks to analysis of 56million-year-old sediments. Yet where this carbon came from has always been disputed. The latest study identified the distinctive chemical fingerprint of this carbon; it pointed not to methane, but to emissions from intense and prolonged volcanic activity. The research also show that atmospheric CO2 levels more than doubled in less than 25,000 years. This makes sense: at the same time, Greenland and North America were drifting away from Europe, creating the North Atlantic Ocean and a string of volcanic activity along what is now the Mid-Atlantic Ridge. Huge quantities of carbon must have been released into the atmosphere by volcanic activity during the PETM, which is an order of magnitude higher than all currently-accessible fossil fuel reserves taken together. But the rate of emissions would have been at least 20 times slower than today. Given how much CO2 was released, the resulting global warming was about what we would predict based on calculations of current climate sensitivity.

PETM volcanism largely took place under water and at a slower pace, perhaps the best modern equivalent would be the “black smokers” still found today in the deep North Atlantic.

The carbon released by these vents would bubble up to the surface and kick off a cycle that would eventually affect the oceans themselves. First, extreme PETM warmth led to faster weathering of rocks and soil, which meant more nutrients like phosphorus were being washed into the sea. This in turn stimulated plankton growth. When the plankton died they drifted down to the seafloor and gradually stored that same carbon in deep marine sediments.

While this chain of events aided the removal of carbon from the ancient atmosphere it also led to oxygen starvation in some parts of the deep sea, analogous to the “dead zones” that form today in areas like the Gulf of Mexico where an excess of nutrients is washed into warm water.

The latest study found the PETM was caused by massive carbon emissions from Earth’s interior. It thus has many parallels to today, where we are ratcheting up CO2 levels in our atmosphere and oceans by burning fossil fuels that have been buried for millions of years. The PETM is giving us an increasingly clearer picture of what Earth will be like if we carry on, and take our planet to places it has not been in at least 56 million years.

Source: The Guardian / Nature.

Evolution du climat sur 65 millions d’années

10 avril 1815, un jour à ne pas oublier! // April 10th 1815, a day to remember!

drapeau-francaisLe 10 avril 1815, le Tambora, sur l’île indonésienne de Sumbawa, décidait de se réveiller avec une éruption qui a provoqué une catastrophe climatique à l’échelle de la planète. Ce fut la plus puissante éruption volcanique du dernier millénaire, avec un Indice d’Explosivité (VEI) de 7 sur 8 et l’émission de quelque 150 kilomètres cubes de téphra.. C’est dix fois plus que le Pinatubo en 1991 et cent fois plus que le Mont St. Helens en 1980.
Sur l’île de Sumbawa, l’éruption a tué d’emblée au moins 10 000 personnes et peut-être plus de 90 000 si l’on prend en compte les effets collatéraux, avec l’exposition aux gaz brûlants et toxiques des coulées pyroclastiques. Mais les effets de l’éruption du Tambora ne s’arrêtent pas là. Le cataclysme a propulsé environ 100 mégatonnes d’aérosols de soufre dans la stratosphère et généré un voile de brume tout autour de la Terre. Cette brume a donné naissance à des couchers de soleil spectaculaires qui ont inspiré de nombreux artistes. Malheureusement,  elle a aussi réfléchi une partie des rayons du soleil, ce qui a entraîné un refroidissement de la Terre d’un demi degré Celsius et le dérèglement des conditions climatiques dans de nombreuses régions du monde.
Aux États-Unis, les gelées et le temps froid ont réduit à néant les récoltes en Nouvelle-Angleterre. Ce fut une «année sans été», avec une migration de la population vers les Etats de l’Ouest. Les basses températures ont également perturbé le cycle de la mousson en Asie, avec pour conséquence la famine en Inde et une épidémie de choléra d’une gravité sans précédent. L’été froid et les fortes pluies ont également détruit les rizières en Chine, avec un cortège de famine, d’infanticides, et même d’esclavage des enfants.
Malgré les progrès de la volcanologie, la Terre reste sous la menace d’une éruption majeure, celle d’un super volcan comme le Taupo en Nouvelle Zélande ou le Yellowstone aux Etats Unis. Il suffit de se souvenir de l’éruption de l’Eyjafjallajökull en Islande en 2010, avec des perturbations au trafic aérien qui ont coûté des milliards de dollars à l’économie mondiale. Quelques mois plus tard, l’éruption du Merapi (Indonésie) a tué plus de 300 personnes et des milliers d’autres ont été déplacées. L’éruption de 2010 n’avait qu’un VEI de 4.

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drapeau-anglaisApril 10th, 1815 was the day when Tambora volcano on Indonesia’s island of Sumbawa decided to erupt, triggering a widespread climate catastrophe. The Tambora eruption was the largest volcanic eruption in the last millennium with a Volcano Explosivity Index (VEI) of 7 out of 8 levels, and the emission of about 150 cubic kilometres of tephra. That’s ten times bigger than Mount Pinatubo in 1991 and a hundred times more powerful than Mount St. Helens in 1980.

On Sumbawa Island, the event killed at least 10,000 people and possibly more than 90,000, largely from exposure to the hot and toxic pyroclastic flows. But Tambora’s effects were felt much farther. The eruption injected about 100 megatons of sulphur aerosols into the stratosphere, causing a global haze around the Earth. Initially, this haze created dramatic sunsets that inspired many artists. But it also reflected back a fraction of incoming sunlight, cooling the Earth by half a degree Celsius—and wreaking havoc with regional climates for about three years.

In the U.S., frosts and cold weather ravaged the New England growing season. It was a “year without a summer,” with a migration into western states. The low temperatures broke the monsoon cycle in Asia, sending India into famine and triggering a cholera epidemic of unprecedented severity.

The cold summer and the rains also destroyed Chinese farmers’ rice paddies, driving many to starvation, infanticide, and even child slavery.

Despite the progress of volcanology, our planet is still under the threat of a major eruption, that of a super volcano, like Taupo in New Zealand or Yellowstone in the U.S.. We just need to remember the 2010 eruption of Iceland’s Eyjafjallajökull volcano which shut down European air travel, costing the global economy billions of dollars. A few months later, the eruption of Mt Merapi (Indonesia) killed more than 300 people and thousands were displaced. The 2010 eruption only had a VEI of 4.

Tambora-blog

L’éruption de 1815 a laissé une caldeira de 6 km de diamètre et 1100 mètres de profondeur.
(Crédit photo NASA – Photo prise le 6 mars 2009)

El Niño amorce son déclin // El Niño is starting to decline

drapeau-francaisSelon le Bureau australien de météorologie (BOM), un certain nombre d’indicateurs de l’oscillation australe El Niño (ENSO) laissent supposer que le phénomène El Niño 2015-16 a atteint son apogée au cours des dernières semaines, confirmant ainsi les prévisions antérieures.
Les températures tropicales de l’océan Pacifique montrent qu’il s’agit de l’un des trois phénomènes El Niño les plus puissants de ces 50 dernières années. En outre, les modèles climatiques laissent penser qu’El Niño 2015-2016 va diminuer au cours des prochains mois, avec un retour probable à une oscillation australe (ENSO) neutre pendant le deuxième trimestre 2016.
Dans la partie centrale et orientale de l’océan Pacifique au niveau des tropiques, la température de surface et de faible profondeur de la mer a baissé au cours des dernières semaines, bien qu’elle reste à des niveaux élevés à cause d’El Niño.
Dans l’atmosphère, l’indice d’oscillation australe a décliné pour retrouver une valeur El Niño faible. Cependant, ces dernières rafales de vents d’ouest sur la partie occidentale du Pacifique équatorial peuvent temporairement ralentir le déclin du phénomène El Niño.
Si l’on se réfère aux 26 événements El Niño observés depuis 1900, on remarque qu’environ la moitié ont été suivis d’une année neutre, tandis que 40% ont été suivis de La Niña (phénomène inverse d’El Niño, avec un refroidissement des eaux équatoriales).
Les huit modèles climatiques internationaux analysés par le BOM indiquent que le phénomène El Niño actuel devrait connaître un déclin régulier à partir du début de l’année 2016. Ces modèles laissent aussi supposer qu’El Niño sera neutre et La Niña fera son apparition au cours de la seconde moitié de 2016, sans rechute d’El Niño.
A noter que les températures de surface de l’Océan Indien restent beaucoup plus élevées que la moyenne dans la plus grande partie du bassin.
Le rapport est important. Maintenant qu’El Niño a amorcé son déclin, nous verrons si les températures mondiales réagissent de la même façon et si l’impact du réchauffement climatique est affecté. Cependant, on peut raisonnablement penser que, malgré la baisse du phénomène El Niño, les températures mondiales resteront supérieures à la normale en raison de la quantité de gaz à effet de serre d’origine anthropique dans l’atmosphère.

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drapeau-anglaisAccording to the Australian Bureau of Meteorology (BOM), a number of El Niño-Southern Oscillation (ENSO) indicators suggest the 2015-16 El Niño has peaked in recent weeks, confirming earlier predictions.
Tropical Pacific Ocean temperatures suggest this event is one of the top three strongest El Niño events of the past 50 year. Additionally, climate models suggest the 2015-16 El Niño will decline during the coming months, with a return to ENSO neutral likely during the second quarter of 2016.
In the central to eastern tropical Pacific Ocean, the sea surface and sub-surface have cooled in recent weeks, though temperatures remain at strong El Niño levels.
In the atmosphere, the Southern Oscillation Index has eased to weak El Niño values. However, recent bursts of westerly winds over the equatorial western Pacific may temporarily slow the decline of El Niño.
Based on the 26 El Niño events since 1900, around 50% have been followed by a neutral year, while 40% have been followed by La Niña which involves a cooling of equatorial waters.
All of the eight international climate models surveyed by the BOM indicate that the current El Niño will show a steady decline from early 2016. Models also suggest neutral and La Niña are equally likely for the second half of 2016, with a repeat El Niño the least likely outcome.
Indian Ocean sea surface temperatures remain very much warmer than average across the majority of the basin.
The report is important. As El Niño is declining, we’ll see if global temperatures are doing the same and if the impact of global warming is affected. However, the odds are that, despite the decline of El Niño, global temperatures will remain above normal due to the amount of anthropogenic greenhouse gases in the atmosphere.

El Nino

Températures de surface pour le mois de décembre 2015 dans le Pacifique tropical

(Source: Bureau of Meteorology)

Laki (Islande): Une éruption à ne pas oublier // An eruption not to be forgotten

drapeau francaisIl y a 232 ans, le 8 Juin 1783, commençait l’éruption du Laki en Islande. Au cours des huit mois qui ont suivi, quelque 14 kilomètres cubes de lave émis par 135 fissures ont recouvert une superficie estimée à 2 500 kilomètres carrés.
La lave ne fut pas la seule menace pour l’Islande. La cendre de l’éruption, poussée par le vent, a contaminé la terre et la mer. Le fluor contenu dans cette cendre a anéanti la moitié du cheptel de bovins et un quart de la population de moutons et de chevaux. Rien ne poussait dans les champs et les poissons avaient disparu en mer. La nourriture et l’eau qui n’avaient pas pu être mises à l’abri de la cendre étaient contaminées et impropres à la consommation.
Les maladies et la famine qui sévirent en 1783-1784 ont tué environ neuf mille personnes, soit un cinquième de la population islandaise.
Ce n’est pas tout. L’éruption du Laki a également eu des effets à une plus grande échelle. Dans les mois qui suivirent l’éruption, une étrange brume envahit le ciel au-dessus de l’Europe, rendant la respiration difficile. En entrant dans les hautes couches de l’atmosphère, la cendre et les gaz de l’éruption absorbèrent l’humidité et la lumière du soleil, bouleversant le climat pendant plusieurs années.
De 1783 à 1785, il y eut de terribles sécheresses, des hivers exceptionnellement froids et des inondations catastrophiques. En Europe, l’été anormalement chaud de 1783 fut suivi d’hivers longs et rigoureux. Les mauvaises récoltes de cette période ont peut-être contribué à déclencher la Révolution française de 1789.

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drapeau anglais232 years ago, June 8th 1783 was the beginning of the Laki eruption in Iceland. During the next eight months, an estimated 14 cubic kilometres of lava poured out from 135 fissures, covering an estimated 2,500 square kilometres of land.

Lava was not the only threat to Iceland. Volcanic ash from the eruption was carried away by the wind and poisoned the land and sea. A severe fluorine intoxication from the ash killed half of the Icelandic cattle population and a quarter of the sheep and horse population. Nothing would grow on the fields and no more fish could be found in the sea. If not protected from the ash, food and water became poisonous.

In the resulting plague and famine from 1783-1784, an estimated nine thousand people – one-fifth of the population of Iceland – died.

But the Laki eruption also had even more widespread effects. In the months after the eruption, a strange haze covered the sky above Europe, making breathing difficult. As the ash and gases from the eruption entered the high layers of the atmosphere, they adsorbed moisture and sunlight, changing the climate for years to come.

From 1783 to 1785, there were terrible droughts, exceptional cold winters and disastrous floods. In Europe, the exceptionally hot summer of 1783 was followed by long and harsh winters. The resulting crop failures may have triggered the French Revolution of 1789.

Laki-blog

Vue de la fracture éruptive du Laki  (Photo:  C. Grandpey)