Étiquette : CO2

Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) : rien de vraiment nouveau

Au grand désespoir de mes amis réunionnais – les « fous du volcan » – l’espoir d’une éruption du Piton de la Fournaise semble s’éloigner de jour en jour.  L’activité sismique est toujours présente mais continue de décroître.

L’OVPF indique qu’aucune déformation de grande ampleur ne s’est produite dans le secteur des Grandes Pentes. Par contre, l’inflation sommitale continue et confirme la mise en pression d’une source sous le sommet.

Cette inflation fait écho aux concentrations en CO2 dans le sol qui sont en augmentation en champ lointain.

Compte tenu du caractère inhabituel de la situation et des incertitudes qui demeurent, quant à la survenue d’une éruption, il a été décidé de maintenir le niveau d’alerte 1. Les paramètres décrits ci-dessus montrent que l’intrusion magmatique sous le flanc est toujours active et qu’une éruption ne peut être exclue sous cette zone.

En conséquence, le portail de l’Enclos au Pas de Bellecombe reste fermé.

Photo : C. Grandpey

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)

Les sables bitumineux de l’Alberta (Canada) : un désastre environnemental // Alberta’s oil sands (Canada) : an environmental disaster

Avec la chute des cours du pétrole et la baisse de la consommation due à la crise sanitaire du covid-19, les cours du pétrole ont plongé, ce qui a généré une situation catastrophique dans la province canadienne de l’Alberta qui assure à elle seule 80 % de la production énergétique du Canada et dont la prospérité repose en grande partie sur l’exploitation de ses sables bitumineux. Si l’Alberta, avec sa population de quatre millions d’habitants, était un pays, il serait le cinquième plus grand producteur de pétrole. Bien qu’il produise aussi du pétrole conventionnel, la plus grande partie provient des sables bitumineux, la troisième réserve de pétrole au monde, estimée à 170 milliards de barils.

Plusieurs compagnies pétrolières importantes ont annoncé une réduction de leur production allant parfois jusqu’à 50 %. Parallèlement, elles ont suspendu le versement de leurs dividendes aux actionnaires et procédé à mes mises au chômage temporaire. Cette situation affecte forcément tous les sous-traitants de cette industrie, avec des conséquences économiques faciles à imaginer.

Les sables bitumineux sont un mélange de bitume brut, de sable, d’argile minérale et d’eau. Plus la couche de bitume qui recouvre le sable et l’eau est épaisse, meilleure est a qualité des sables bitumineux. Dans la majeure partie de l’Alberta, le bitume est enfoui si profondément dans le sol que des puits doivent être forés pour l’extraire et de la vapeur injectée pour le mobiliser, à un coût énergétique élevé. Toutefois, au nord de Fort McMurray, la couche de bitume est peu profonde et peut être extraite dans d’énormes exploitations à ciel ouvert. L’exploitation des sables bitumineux se déroule en 3 étapes : 1) leur extraction, puis 2) l’extraction du bitume des sables, et enfin 3) la transformation du bitume.

L’impact sur le paysage est désastreux. Le long de la rivière Athabasca, s’aligne une ribambelle de bassins de décantation de résidus miniers. Cet univers est tellement toxique qu’il faut empêcher la faune de s’en approcher. Bien que certaines entreprises aient investi beaucoup d’argent dans des technologies pour résoudre le problème des résidus, cela n’a pas réduit leur impact sur l’environnement car leur volume ne cesse de croître. Il y a des infiltrations dans la rivière Athabasca, sans parler des pluies acides qui s’abattent sur une zone de la taille de l’Allemagne..

Des efforts ont été faits pour compenser l’impact environnemental de l’exploitation des sables bitumineux. En 2007, le gouvernement provincial de l’Alberta a institué une taxe sur le carbone pour les grands émetteurs industriels. Elle a rapporté 463 millions de dollars canadiens dédiés à la recherche énergétique. Lors de la COP 21 de 2015 à Paris, le Canada a cautionné l’ambitieux objectif de réchauffement planétaire de 1,5°C. Une taxe nationale sur le carbone est également entrée en vigueur le 1er avril 2019. Malgré cela, le Canada ne devrait pas atteindre son objectif de réduction des émissions de carbone pour 2020. Il est également peu probable que la pays atteigne son objectif climatique de Paris 2030 à cause de l’augmentation des émissions du secteur du pétrole et du gaz, qui devraient atteindre 100 millions de tonnes par an d’ici là. Les émissions des sables bitumineux, mesurées directement par les avions, sont supérieures de 30% aux chiffres rapportés par l’industrie.

A côté de ces efforts en faveur de l’environnement, le gouvernement canadien a cautionné financièrement la construction d’un oléoduc entre l’Alberta e t la Colombie Britannique afin de pouvoir ouvrir de nouveaux marchés aux sables bitumineux de l’Alberta.

Les sables bitumineux sont très critiqués par les associations environnementales pour leur impact sur le climat, la dégradation des forêts et de la santé des « First Nations », les populations autochtones locales. Outre les problèmes sanitaires, il y a un fort impact sur les caribous, bisons, élans, oiseaux, poissons, mais aussi sur l’eau et la forêt où ces populations trouvent leurs moyens de subsistance. L’extraction d’un baril de pétrole issu des sables bitumineux génère plus de 190 kg de gaz à effet de serre.

Les communautés locales sont impuissantes face à l’exploitation des sables bitumineux. Même si elles s’opposent aux projets d’extraction, en dernier ressort, c’est le gouvernement canadien qui décide. La meilleure chose qu’elles puissent espérer, c’est d’obtenir des terres pour amortir les impacts de leur exploitation.

Paradoxalement, certaines populations de First Nations sont devenues partenaires dans des projets d’extraction de sables bitumineux, en échange d’emplois, d’épiceries et de logements. On pense souvent que les populations autochtones sont totalement opposées à l’exploitation du pétrole et du gaz naturel, mais ce n’est pas vrai. En dépit des problèmes sanitaires et environnementaux, de nombreuses communautés autochtones ont construit et continuent de construire un avenir économique prospère en travaillant avec l’industrie des sables bitumineux.

Source : National Geographic et presse canadienne.

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With the drop in oil prices and the decrease in consumption due to the covid-19 health crisis, oil prices have plunged, which has created a catastrophic situation in the Canadian province of Alberta, which alone provides 80% of Canada’s energy production and whose prosperity depends largely on the exploitation of its oil sands. If Alberta, with its population of four million, were a country, it would be the fifth largest oil producer. Although it also produces conventional oil, most of its oil comes from the oil sands, the third largest oil reserve in the world, estimated at 170 billion barrels.
Several major oil companies have announced production cuts of up to 50%. At the same time, they have suspended the payment of their dividends to the shareholders and imposed temporary layoffs. This situation necessarily affects all subcontractors in this industry, with economic consequences that are easy to imagine.
The oil sands are a mixture of raw bitumen, sand, mineral clay and water. The thicker the layer of bitumen that covers the sand and water, the better the quality of the oil sands. In most of Alberta, bitumen is buried so deep in the ground that wells must be drilled to extract it and steam injected to mobilize it, at high energy cost. However, north of Fort McMurray, the bitumen layer is shallow and can be mined on huge surface mines. The exploitation of the oil sands takes place in 3 stages: 1) their extraction, then 2) the extraction of the bitumen from the sands, and finally 3) the transformation of the bitumen.
The impact on the landscape is disastrous. Along the Athabasca River is a string of tailings ponds. This universe is so toxic that one has to prevent wildlife from approaching it. Although some companies have invested a lot of money in technology to solve the residue problem, this has not reduced their impact on the environment as their volume continues to grow. There is leakage into the Athabasca River, not to mention the acid rain that hits an area the size of Germany.
Efforts have been made to offset the environmental impact of the oil sands development. In 2007, the Alberta provincial government instituted a carbon tax for large industrial emitters. It brought in 463 million Canadian dollars dedicated to energy research. At the 2015 Paris COP 21, Canada endorsed the ambitious goal of global warming of 1.5°C. A national carbon tax also came into effect on April 1, 2019. Despite this, Canada is not expected to meet its 2020 carbon reduction target. It is also unlikely that the country will meet its Paris climate target 2030 due to increased emissions from the oil and gas sector, which are expected to reach 100 million tonnes per year by then. Oil sands emissions, measured directly by aircraft, are 30% higher than the figures reported by the industry.
Beside these environmental efforts, the Canadian government has provided financial support for the construction of an oil pipeline between Alberta and British Columbia so that it can open new markets for the Alberta oil sands.
The oil sands are widely criticized by environmental associations for their impact on the climate, the degradation of forests and the health of « First Nations », the local indigenous populations. In addition to health problems, there is a strong impact on caribou, bison, moose, birds, fish, but also on the water and the forest where these populations find their livelihoods. Extracting a barrel of oil from the oil sands generates more than 190 kg of greenhouse gases.
Local communities are powerless over the development of the oil sands. Even if they oppose mining projects, in the last resort, the Canadian government decides what to do. The best thing they can hope for is to get land to cushion the impacts of their exploitation.
Paradoxically, some First Nation populations have become partners in oil sands extraction projects, in exchange for jobs, groceries and housing. It is often believed that indigenous people are completely opposed to the exploitation of oil and natural gas, but this is not true. Despite health and environmental issues, many indigenous communities have built and continue to build a prosperous economic future by working with the oil sands industry.

Source: National Geographic and Canadian press.

Carte montrant les gisements de sables bitumineux de l’Athabasca en Alberta (Source : Norman Einstein)

Image satellite du site des sables bitumineux de l’Athabasca en 2009. On peut voir un étang de décantation de résidus toxiques (tailings pond) à proximité de la rivière Athabasca (Crédit photo : NASA)

Le méthane du lac Kivu (Rwanda / RDC) : entre menace et légende…

À cheval entre la République Démocratique du Congo et le Rwanda, à 1460 m d’altitude, le lac Kivu est l’un des dix Grands Lacs d’Afrique. D’un point de vue géologique, il a des points communs avec les lacs Nyos et de Monoun au Cameroun ; en effet,  le Kivu est méromictique, c’est-à-dire qu’il renferme de très fortes concentrations de gaz – dioxyde de carbone (CO2)  et méthane (CH4) en particulier – produits par l’activité volcanique de la région et la décomposition des matières organiques. Selon les scientifiques, cette étendue d’eau dont la profondeur approche par endroits 500 mètres contiendrait quelque 60 milliards de mètres cubes de méthane dissous et environ 300 milliards de mètres cubes de dioxyde de carbone..

En conséquence, les populations qui se trouvent autour du lac Kivu sont sous la menace d’une éruption limnique caractérisée par le dégazage brutal du lac, comme cela s’est produit en 1986 au lac Nyos où plus de 1700 paysans ont été asphyxiées par une déferlante de CO2. Deux ans auparavant, un phénomène semblable était survenu aux abords du lac Monoun, avec 37 victimes. Or, le Kivu contient probablement mille fois plus de gaz que le Nyos dans une région où vivent plus de deux millions de personnes.

En plus du risque d’éruption limnique ; le lac Kivu se trouve à proximité du volcan Nyiragongo. Au cours de l’éruption de 2002, la lave est entrée dans le lac après avoir traversé la ville de Goma et ses 400 000 habitants. On a cragnait que ce contact entre la lave et l’eau déstabilise le lac et provoque des émanations toxiques, mais la situation n’a pas eu de conséquences majeures.

Cette concentration menaçante de méthane est aussi, paradoxalement, une chance pour la région. Il est en effet aujourd’hui possible d’exploiter commercialement le gaz du lac Kivu. Selon certaines estimations, cette exploitation pourrait produire jusqu’à 700 mégawatts d’électricité.  Les sociétés américaines Symbion Power et ContourGlobal extraient le gaz pour alimenter des centrales électriques. Un nouveau projet baptisé KivuWatt, lancé en 2016 génère 26 mégawatts, destinés au réseau local.

Au final, l’exploitation du méthane présente un double avantage : elle fournit de l’électricité tout en réduisant les risques de dégazage intempestif. Le problème, c’est que la rentabilité des projets reste incertaine, mais devrait s’améliorer dans les prochaines années. .

Comme beaucoup de sites géologiques et volcaniques, le lac Kivu possède une légende – très coquine celle-là – concernant son apparition. Elle raconte qu’au temps de la Troisième Dynastie, l’épouse du roi Kamagere , qui se lassait d’attendre son mari parti en guerre, demanda à un soldat de la garde royale de lui faire l’amour. Celui-ci n’en menait pas large car il craignait que ce comportement puisse le condamner à mort. Il accéda toutefois à la demande de la femme. Il approcha son pénis tremblant du clitoris de la souveraine et c’est là que l’histoire trouve toute sa subtilité. Les vibrations furent si intenses qu’elles procurèrent à la reine un plaisir tel qu’elle éjacula et donna naissance au lac Kivu….

Cette légende est racontée dans L’eau sacrée, un documentaire du réalisateur belge Olivier Jourdain. Vous trouverez la bande-annonce en cliquant sur ce lien.

https://youtu.be/BpIxdW-CW_E

Le lac Kivu vu depuis l’espace (Source : NASA)