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Nouvelle approche des volcans basaltiques // New approach to basaltic volcanoes

Une nouvelle étude publiée le 7 août 2023 dans les Proceedings de l’Académie Nationale des Sciences (PNAS) apporte une nouvelle lumière sur l’éruption des volcans basaltiques comme le Kilauea et le Mauna Loa à Hawaii.
Selon les auteurs de l’étude, les volcans situés à l’intérieur des plaques tectoniques n’entrent pas en éruption comme les scientifiques le pensaient jusqu’à présent. Les chercheurs expliquent que le magma à l’intérieur de ces volcans est propulsé vers la surface par le dioxyde de carbone, et non par l’eau, comme on le pensait généralement. Ce magma provient également de réservoirs beaucoup plus profondes qu’on ne l’avait estimé; il prend naissance dans le manteau terrestre à des profondeurs de 20 à 30 kilomètres, et non dans la croûte externe, à 7 à 13 km de profondeur.
Selon l’un des auteurs de l’étude, « cela change complètement le paradigme de la façon dont ces éruptions se produisent. En effet, dans tous les modèles volcaniques c’est l’eau qui est considérée comme principal moteur des éruptions, mais l’eau n’a pas grand-chose à voir avec ces volcans. C’est le dioxyde de carbone qui fait remonter le magma des profondeurs. »
Les chercheurs avaient déjà imaginé que le CO2 pourrait alimenter ce type d’éruption, après avoir remarqué que les éruptions extrêmement explosives n’ont pas toujours les plus fortes concentrations d’eau dans la lave. La nouvelle étude confirme cette théorie.
Cette nouvelle approche concerne des volcans basaltiques qui se trouvent à l’intérieur, plutôt qu’en bordure, des plaques tectoniques. Les volcans basaltiques émettent une lave qui a une viscosité inférieure à celle des autres volcans; elles donc plus fluide et se déplace plus rapidement. Ces volcans peuvent être très explosifs lorsqu’ils entrent en éruption, surtout si la lave est relativement froide et remonte rapidement à la surface, entraînant la formation de cristaux qui sont ensuite projetés.
Parmi les volcans basaltiques, on peut citer le Kilauea et le Mauna Loa à Hawaï, ou encore le Pico do Fogo dans l’archipel du Cap Vert dans l’océan Atlantique. Ce volcan est au cœur de la dernière étude. Il est très actif, avec 30 éruptions connues depuis le 15ème siècle. La dernière éruption a commencé le 23 novembre 2014 et s’est terminée le 8 février 2015, avec des coulées de lave qui ont recouvert plus de 4 kilomètres carrés de terres, ainsi que deux villages. (voir la description de l’éruption sur ce blog)
Les chercheurs ont analysé la composition de minuscules poches de lave en fusion emprisonnées dans les coulées du Fogo et ont découvert qu’elles contenaient de grandes quantités de CO2 qui avait été cristallisé à une pression correspondant à une profondeur de 20 à 30 km. Cela signifie que le magma provenait de l’intérieur du manteau et non de la croûte. Les résultats des analyses indiquent que les bulles de CO2 font remonter le magma des profondeurs du manteau.
L’auteur principal de l’étude explique que « sur le Fogo, c’est très certainement le dioxyde de carbone qui fait remonter rapidement le magma, et cela joue probablement un rôle important dans son comportement explosif. Le magma a une viscosité extrêmement faible ».
La découverte mise en évidence par cette étude pourrait permettre de réduire les risques générés par ces éruptions.
Vous trouverez l’étude à cette adresse :
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2302093120

Source : Live Science via Yahoo Actualités.

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A new study published on August 7th, 2023 in the Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) brings a new approach to the eruption of basaltic volcanoes like Kilauea and Mauna Loa in Hawaii.

According to the authors oof the study, volcanoes that sit within tectonic plates don’t erupt how scientists thought they did. They explain that magma within these volcanoes is propelled up and out of the ground by carbon dioxide, not by water, as was previously thought. This magma also shoots up from much deeper reserves than previously estimated, originating in Earth’s mantle at depths of 20 to 30 kilometers, rather than in the outer crust, 7 to 13 km deep.

A co-author of the research says that « this completely changes the paradigm of how these eruptions happen, All volcanic models have been dominated by water as the main eruption driver, but water has little to do with these volcanoes. It’s carbon dioxide that brings this magma from the deep Earth. »

Researchers had already suggested that CO2 may fuel this type of eruption, tipped off by the finding that extremely explosive eruptions don’t always have the highest concentrations of water in the lava, but the new study finally confirms this theory.

The discovery relates to basaltic volcanoes that sit within tectonic plates rather than on their edges. Basaltic volcanoes spew lava that has a lower viscosity than other volcanoes, meaning it is more fluid and travels faster. These volcanoes can be highly explosive when they erupt, especially if the lava is relatively cool and whooshes up to the surface rapidly, leading to the formation of crystals that are then flung across the landscape.

Examples of basaltic volcanoes include Kilauea and Mauna Loa in Hawaii, as well as Pico do Fogo in the Cabo Verde archipelago in the Atlantic Ocean, which is at the heart of the latest study. Pico do Fogo is a very active volcano, with 30 known eruptions since records began in the 15th century. The last eruption began on November 23rd, 2014 and came to an end on February 8th, 2015, with lava flows covering more than 4 square kilometers of land and two villages. (see the description of the eruption on this blog)

The researchers analyzed the composition of tiny pockets of molten lava trapped in rocks on Fogo and found that they contained high amounts of CO2 that had been crystallized at a pressure consistent with a depth of 20 to 30 km. This implied that the magma had risen from within the mantle rather than from the crust. The results of the analyses indicate that CO2 bubbles drive magma up from deep within the mantle.

The lead author of the study explains that « at Fogo the magma must be driven up fast by the carbon dioxide and this likely plays a significant role in its explosive behaviour. The magma has extremely low viscosity. »

The discovery could help mitigate the danger posed by these eruptions.

You will find the study at this address :

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2302093120

Source : Live Science via Yahoo News.

Image satellite de l’éruption du Fogo en 2014 (Source : NASA)

La NASA montre le CO2 dans l’atmosphère ! // NASA shows CO2 in the atmosphere !

Le dioxyde de carbone (CO2) est le principal gaz à effet de serre responsable du réchauffement climatique que nous connaissons à l’heure actuelle. Cependant, son augmentation dans l’atmosphère serait encore plus rapide sans les puits de carbone terrestres et océaniques qui absorbent ensemble environ la moitié des émissions anthropiques chaque année. Les techniques de modélisation informatique du Global Modeling and Assimilation Office de la NASA ont permis aux scientifiques de faire apparaître les sources et les puits de CO2 et de mieux comprendre d’où vient le carbone et où il va.
Les vidéos réalisées par la NASA ont été mises en ligne en juin 2023. Elles ont été créées à partir des données relatives aux émissions de dioxyde de carbone en 2021. Elles ont l’aspect de tourbillons sur toute la planète et montrent l’évolution de ces émissions entre le début et la fin de l’année 2021.

https://svs.gsfc.nasa.gov/5110

On s’attardera sur les 3 animations proposées par la NASA.

La première animation montre le CO2 entré dans l’atmosphère terrestre au cours de l’année 2021. Il est réparti entre les quatre principaux contributeurs : les combustibles fossiles en orange, la biomasse en rouge, les écosystèmes terrestres en vert et l’océan en bleu. Les points à la surface montrent comment le dioxyde de carbone atmosphérique est absorbé par les écosystèmes terrestres (en vert) et les océans (en bleu). Bien que les terres et les océans soient des puits de carbone, certains endroits peuvent être des sources à différents moments.
L’animation met en évidence l’Amérique du Nord et l’Amérique du Sud. Les plantes absorbent du CO2 par photosynthèse pendant leur saison de croissance, mais libèrent une grande partie de ce carbone pendant les mois d’hiver. Parmi les caractéristiques intéressantes, on notera les émissions de combustibles fossiles provenant du corridor urbain nord-est qui s’étend de Washington D.C. à Boston aux États-Unis. L’oscillation rapide au-dessus de la forêt amazonienne montre l’absorption du carbone par les plantes pendant la journée, lorsque le soleil brille, et sa libération pendant la nuit.

La deuxième animation met en évidence les sources et les puits de CO2 en Asie et en Australie. On remarquera en particulier les émissions de combustibles fossiles de la Chine, qui ont contribué à l’augmentation de la charge atmosphérique de CO2 au cours de l’année 2021. En revanche, l’absorption par la biosphère terrestre est visible en Australie pendant la majeure partie de l’année car les émissions et la densité de population y sont beaucoup plus faibles. À la fin de l’animation, les émissions de combustibles fossiles, qui sont libérées, principalement dans l’hémisphère nord, se mélangent vers le sud et obscurcissent l’Australie.

La troisième animation met en évidence l’Europe, le Moyen-Orient et l’Afrique. Les émissions de combustibles fossiles en Europe sont visibles, de même que le rouge qui représente les émissions provenant des incendies en Afrique centrale. Les feux représentent une source de CO2 dans l’atmosphère bien moins importante que les émissions de combustibles fossiles, mais ils sont significatifs car ils peuvent altérer la capacité d’un écosystème à séquestrer le carbone par la suite. Les scientifiques surveillent attentivement la manière dont les émissions de CO2 dues aux incendies sont modifiées par le réchauffement climatique qui allonge la saison des incendies et les rend plus sévères dans de nombreuses régions.

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Carbon dioxide (CO2) is the most prevalent greenhouse gas driving global climate change. However, its increase in the atmosphere would be even more rapid without land and ocean carbon sinks, which collectively absorb about half of human emissions every year. Advanced computer modeling techniques in NASA’s Global Modeling and Assimilation Office allow scientists to disentangle the influences of sources and sinks and to better understand where carbon is coming from and going to.

The videos of the swirling emissions were released in June 2023. They are recreated from 2021 carbon dioxide emissions data. They’re shown as swirls all over the planet and how those emissions progressed from the beginning of 2021 to the end of that calendar year.

https://svs.gsfc.nasa.gov/5110

Let’s have a look at the 3 visualizations suggested by NANA.

The first visualization shows the CO2 being added to Earth’s atmosphere over the course of the year 2021, split into four major contributors: fossil fuels in orange, burning biomass in red, land ecosystems in green, and the ocean in blue. The dots on the surface also show how atmospheric carbon dioxide is also being absorbed by land ecosystems in green and the ocean in blue. Though the land and oceans are each carbon sinks in a global sense, individual locations can be sources at different times.

For example, in this view highlighting North America and South America, during the growing season plants absorb CO2 through photosynthesis, but release much of this carbon through respiration during winter months. Some interesting features include fossil fuel emissions from the northeastern urban corridor that extends from Washington D.C. to Boston in the United States. The fast oscillation over the Amazon rainforest shows the impact of plants absorbing carbon while the sun is shining and then releasing it during nighttime hours.

The second visualization highlights CO2 sources and sinks over Asia and Australia. The most notable feature is fossil fuel emissions from China, which contribute to the increasing atmospheric burden of CO2 over the course of 2021. In contrast, drawdown from the land biosphere is visible over Australia for much of the year because emissions and population density are much lower. By the end of the animation, fossil fuel emissions which are released predominantly in the Northern Hemisphere are mixing southward obscuring Australia.

The third visualization highlights Europe, the Middle East, and Africa. European fossil fuel emissions are visible as is red representing emissions from fires over central Africa. Fires represent a much smaller source of CO2 to the atmosphere than fossil fuel emissions, but are significant because they can alter the ability of an ecosystem to sequester carbon in the future. Scientists are carefully monitoring how CO2 emissions from fires are altered by climate change, which is bringing longer and more severe fire seasons to many areas.

Le jour le plus chaud // The hottest day

Cela peut paraître surprenant en France où les températures globales sont plutôt normales pour la saison en ce début de mois de juillet. Cependant, la température moyenne de l’air à l’échelle de la planète a battu un nouveau record le 3 juillet 2023. Elle a atteint pour la première fois 17,01°C. Cette température record est la plus élevée de tous les relevés instrumentaux qui remontent à la fin du 19ème siècle. Elle a aussi battu le précédent record de 16,92 °C, qui datait d’août 2016.
Les scientifiques pensent que la combinaison d’El Niño et des émissions de dioxyde de carbone d’origine anthropique est à l’origine de haute température. Pour rappel, le mois de juin 2023 a également été le mois de juin le plus chaud jamais enregistré dans le monde. Depuis le début de l’année, les chercheurs s’inquiètent de la hausse des températures sur terre et aussi en mer. Les records de chaleur enregistrés au printemps en Espagne et dans de nombreux pays d’Asie ont été suivis par des vagues de chaleur en mer dans des endroits qui n’en connaissent pas habituellement, comme la Mer du Nord. Même l’Antarctique, qui est actuellement en hiver, a enregistré des températures anormalement élevées
Ces derniers jours, la Chine a continué à connaître une vague de chaleur durable, avec des températures dépassant par endroits les 35°C. Le sud des États-Unis est également soumis à des conditions étouffantes.
Les scientifiques pensent que d’autres records seront battus cet été lorsque El Niño gagnera en puissance. Ils estiment également que le mois de juillet 2023 sera probablement le plus chaud jamais enregistré. Alors que les températures de l’hémisphère sud baisseront un peu dans les prochains jours, il y a fort à parier que les mois de juillet et d’août seront encore plus chauds, étant donné qu’El Niño sera bien installé..
Source : Médias d’information anglo-saxons.

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It may seem surprising in France where the current global temperatures are fairly normal for the season. However, the world’s average air temperature reached a new high on July 3rd, 2023, reaching 17.01°C for the first time. The new record was the highest in any instrumental record dating back to the end of the 19th century. It broke the previous record of 16.92°C that had stood since August 2016.

Scientists believe a combination of El Niño and mankind’s ongoing emissions of carbon dioxide are driving the heat. June 2023 has also been confirmed as the world’s warmest June yet recorded. Since the start of this year, researchers have been concerned about rising temperatures on land and at sea. Record spring heat in Spain and many countries in Asia have been followed by marine heatwaves in places that don’t normally see them, such as the North Sea. And even Antarctica, currently in its winter, registered anomalously high temperatures

In the past days, China continued to experience an enduring heatwave with temperatures in some places above 35°C, while the southern US has also been subject to stifling conditions.

Scientists believe that more records will be shattered as the summer goes on and El Niño gains strength. They also say that July 2023 is likely to be the warmest ever. While Southern Hemisphere temperatures will drop a bit in the next few days, chances are that July and August will see even warmer days yet given that El Niño is now pretty much in full swing.

Source : Anglo-saxon news media

 

Températures moyennes pour le mois de juin au Royaume Uni depuis 1884 (Source : Met Office)

2022 : nouveau record d’émissions de gaz à effet de serre // 2022 : new record for greenhouse gas emissions

C’est ce qui s’appelle enfoncer une porte ouverte. Le site web de la radio France Info nous apprend ce que l’on savait déjà : les plus gros pollueurs, autrement dit les entreprises du secteur de l’énergie, n’ont pas réduit leurs émissions de gaz à effet de serre en 2022 ; elles les ont même augmentées de +0,8%. En France, les deux sites industriels qui émettent le plus sont détenus par Arcelor Mittal à Dunkerque et à Fos-sur-Mer. À eux deux, ils représentent 25% des émissions de gaz à effet de serre de l’industrie française.

Cette hausse des émissions de dioxyde de carbone est liée notamment aux procédés industriels utilisés à travers la planète, en particulier celui qui consiste à brûler les gaz que l’on produit pour faire de l’énergie en pompant du pétrole. La hausse est également due aux concentrations de méthane.

A côté de ces statistiques très négatives, il faut tout de même noter que la part d’électricité issue des énergies renouvelables n’a jamais été aussi élevée, avec 12% de la production totale en 2022, contre 10% en 2021.

La hausse des émissions de gaz à effet de serre est due en grande partie à la Chine. Le pays brûle la moitié du charbon utilisé dans le monde chaque année pour faire tourner son économie. Le premier pollueur mondial s’est fixé comme objectif de doubler sa capacité d’énergie éolienne et solaire d’ici à 2025 pour tenir ses engagements dans le cadre de l’accord de Paris sur le climat. L’objectif semble difficile à atteindre dans ce pays où les carburants fossiles représentent 82% du total des énergies consommées.

Cette situation montre que les promesses, les engagements politiques – en particulier ceux formulés pendant les COP – ne sont pas suivis d’effets. Tant que rien ne sera contraignant pendant ces réunions, il ne faut pas espérer assister à une réduction significative des gaz à effet de serre. Pour le moment, on ne peut que constater que ces réunions coûtent un argent fou et présentent un bilan carbone désastreux.

Comme je l’ai indiqué à maintes reprises, il suffit de regarder la Courbe de Keeling pour se rendre compte à quel point la situation est préoccupante. Les relevés effectués par la Scripps Institution sur le Mauna Loa à Hawaii montrent une hausse constante des concentratins de CO2. Même si, par un coup de baguette magique, les émissions de ce gaz cessaient d’un seul coup, il faudrait des décennies pour que l’atmosphère de notre planète retrouve un semblant d’équilibre.

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That’s what you call kicking an open door. The France Info radio website tells us what we already knew: the biggest polluters, in other words companies in the energy sector, did not reduce their greenhouse gas emissions in 2022; in fact, they increased them by +0.8%. In France, the two industrial sites with the highest emissions are owned by Arcelor Mittal in Dunkirk and Fos-sur-Mer. They account for 25% of greenhouse gas emissions from the French industry.
This rise in carbon dioxide emissions is linked in particular to the industrial processes used across the planet, especially the one that involves burning the gases produced to make energy by pumping oil. The increase is also due to methane concentrations.
Alongside these very negative statistics, it should be noted that the proportion of electricity generated by renewable energies has never been so high, with 12% of total production in 2022, compared with 10% in 2021.
The rise in greenhouse gas emissions is largely due to China. The country burns half of the world’s coal each year to power its economy. The world’s biggest polluter has set itself the target of doubling its wind and solar energy capacity by 2025 to meet its commitments under the Paris climate agreement. This target seems hard to achieve in a country where fossil fuels account for 82% of total energy consumption.
This situation shows that political promises and commitments – particularly those made during the COPs – are not being followed up. As long as nothing binding is agreed at these meetings, we cannot expect to see any significant reduction in greenhouse gases. For the moment, all we can say is that these meetings cost an incredible amount of money and have a disastrous carbon footprint.
As I have said on many occasions, you only have to look at the Keeling Curve to see how worrying the situation is. Readings taken by the Scripps Institution on Mauna Loa in Hawaii show a steady rise in CO2 concentrations. Even if, by some magic wand, emissions of this gas were to cease all at once, it would take decades for our planet’s atmosphere to regain a semblance of equilibrium.

Evolution des concentrations de CO2 sur un an, avec un niveau exceptionnellement haut en juin 2023.