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Tourbières et changement climatique // Peatlands and climate change

Dans une note publiée le 21 août 2016, j’ai expliqué le rôle important joué par les tourbières des latitudes nordiques dans le cadre du réchauffement climatique (https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2016/08/21/les-tourbieres-et-le-rechauffement-climatique-peat-bogs-and-global-warming/)

Plusieurs articles récemment parus dans la presse s’attardent sur le rôle essentiel joué par les tourbières du bassin du Congo dans la partie centrale de l’Afrique.

Les forêts du Bassin du Congo représentent le second plus grand massif de forêts tropicales au monde, après l’Amazonie. Elles s’étendent sur une superficie de près de 228 millions d’hectares, couvrant le Congo, le Cameroun, la Centrafrique, la Guinée Equatoriale, la RDC et le Gabon. Considéré comme le deuxième poumon du monde, le Bassin du Congo occupe 26% de la surface des forêts tropicales de la planète; il abrite une biodiversité exceptionnelle et des peuples uniques. Ces forêts sont essentielles à la survie de l’humanité. Elles génèrent l’oxygène et tiennent également un rôle important dans la stabilité climatique. En effet, elles permettent la formation de tourbières. Sans forêt, pas de tourbières.

Un énorme puits de carbone, contenant 30 milliards de tonnes de dioxyde de carbone piégé dans une tourbière, dans la partie centrale du Bassin du Congo, a été découvert récemment. L’information a été publiée en février 2017, dans la revue Nature. Ce stock de carbone piégé équivaut à trois ans d’émissions mondiales liées aux énergies fossiles, ou à vingt années des émissions des Etats-Unis liées aux énergies fossiles ou autant que l’ensemble du carbone stocké au-dessus du sol dans les 228 millions d’hectares des forêts du Bassin du Congo.

Selon les analyses isotopiques menées par des chercheurs de l’université de Leeds, la tourbe a commencé à s’y accumuler il y a 10 600 ans. Elle forme désormais une couche épaisse de 2,4 mètres en moyenne (jusqu’à 5,9 mètres par endroits), sur une superficie de 145 500 km2.

Le problème, c’est que les forêts du Bassin du Congo sont soumises à des pressions croissantes qui pourraient, à terme, entraîner une très forte dégradation et accroître la pauvreté de la population, très nombreuse, qui dépend encore étroitement des ressources spontanées qu’offre la forêt. La transformation des tourbières à des fins agricoles, pétrolières ou minières aurait des conséquences environnementales très lourdes. Au Congo, la forêt est d’abord une ressource exploitée : le bois est coupé puis vendu. Un mètre cube peut se vendre plus de 100 euros, soit près d’un mois de salaire moyen dans le pays. Le plus grand danger pour les tourbières vient de l’exploitation industrielle, car l’État congolais vend sa forêt, et une partie empiète déjà sur les tourbières. Théoriquement, l’attribution de nouvelles concessions forestières est suspendue depuis 2002. Mais trois permis viennent d’être accordés à des entreprises chinoises dont deux se trouvent, elles aussi, sur les tourbières. L’enjeu est d’arriver à intéresser les habitants de la région, les transformer en gardiens de la tourbière, car c’est bien une partie de notre avenir qui se joue en ce moment sur les rives du bassin du Congo.

Le changement climatique est devenu l’un des défis environnementaux les plus importants auxquels est confronté notre temps. Dans un contexte où des efforts croissants sont déployés et des initiatives encouragées pour la réduction des émissions des gaz à effet de serre, la publication de la revue Nature a suscité un débat considérable et des intérêts entre les secteurs et à travers les frontières. C’est dans ce contexte qu’une équipe d’experts de l’ONU Environnement s’est rendue à Brazzaville et à Kinshasa, pour discuter de ces dernières découvertes et de leurs implications avec des autorités gouvernementales ainsi que d’autres parties prenantes. Les discussions ont permis aux partenaires d’identifier des actions gagnant-gagnant liées à la conservation et à la gestion durable des tourbières du Bassin du Congo.

Sources : Agence d’Information d’Afrique Centrale (ADIAC) & France Info.

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In a post published on August 21st, 2016, I explained the important role played by the peatlands in northern latitudes in the context of global warming (https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2016/08/21/les-tourbieres-et- the-warming-climate-peat-bogs-and-global-warming /)

Several recent articles in the press focus on the key role played by peat bogs in the Congo Basin in central Africa.

The Congo Basin forests are the second largest tropical forest in the world after the Amazon. They cover an area of ​​nearly 228 million hectares, covering Congo, Cameroon, the Central African Republic, Equatorial Guinea, DRC and Gabon. Considered the second largest lung in the world, the Congo Basin occupies 26% of the surface of the world’s tropical forests and is home to exceptional biodiversity and unique peoples. These forests are essential to the survival of humanity. They generate oxygen and also play an important role in climate stability. Indeed, they allow the formation of peat bogs. Without forests, no peat bogs.
A huge carbon sink, containing 30 billion tonnes of carbon dioxide trapped in a peat bog in the central part of the Congo Basin, was recently discovered. The information was published in February 2017, in the journal Nature. This trapped carbon stock equates to three years of global fossil fuel emissions, or twenty years of US fossil fuel emissions, or as much as all of the carbon stored above the ground in the 228 million hectares of Congo Basin forests.
According to isotope analyzes carried out by researchers at the University of Leeds, peat began to accumulate there 10 600 years ago. It now forms a thick layer of 2.4 meters on average (up to 5.9 meters in places) over an area of ​​145,500 square kilometres.
But the forests of the Congo Basin are under increasing pressure that could eventually lead to a very serious degradation and increase the poverty of the population, which is still very much dependent on the spontaneous resources offered by the forest. The transformation of peatlands for agricultural, oil or mining purposes would have very serious environmental consequences. In Congo, the forest is primarily an exploited resource: the wood is cut and then sold. One cubic metre can sell more than 100 euros, or nearly a month’s average salary in the country. The greatest danger to peat bogs comes from industrial logging, as the Congolese state sells its forest, and some of it is already encroaching on peat bogs. Theoretically, the allocation of new forest concessions has been suspended since 2002. But three permits have just been granted to Chinese companies, two of which are also located on peat bogs. The challenge is to get the inhabitants of the region interested, to turn them into the guardians of the peat bog, because this is a part of our future that is being played right now on the banks of the Congo Basin.
Climate change has become one of the most important environmental challenges. In a context of increasing efforts and encouraged initiatives to reduce greenhouse gas emissions, Nature‘s publication has sparked considerable debate and interest across sectors and across borders. It is in this context that a team of UN Environment experts visited Brazzaville and Kinshasa to discuss these latest findings and their implications with government authorities and other stakeholders. The discussions enabled the partners to identify win-win actions related to the conservation and sustainable management of peat bogs in the Congo Basin.
Sources: Central African Information Agency (ADIAC) & France Info.

Tourbière dans l’Arctique (Photo: C. Grandpey)

L’affaiblissement de l’AMOC // The weakening of the AMOC

Selon une nouvelle étude publiée récemment dans la revue Nature par le University College London (UCL) et la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique (AMOC) est en perte de vitesse depuis les années 1800. Les dernières données océanographiques ont révélé que cette circulation était relativement stable entre les années 400 et 1850, puis a commencé à s’affaiblir vers le début de l’ère industrielle. C’est une tendance qui pourrait accentuer les effets du changement climatique, avec l’élévation du niveau de la mer sur la côte est des États-Unis. Cela pourrait également multiplier les perturbations météorologiques en Amérique du Nord, en Europe et en Afrique du Nord, avec une intensification de la fréquence des phénomènes météorologiques extrêmes, comme les inondations, la sécheresse et les tempêtes hivernales. Les auteurs de l’étude pensent que l’affaiblissement de l’AMOC n’est pas près de s’arrêter en raison des émissions continues de dioxyde de carbone dans l’atmosphère.
Ces mêmes chercheurs conviennent que ce qui se passe est le résultat de la fonte de la glace de mer et des glaciers qui envoient l’eau douce, moins dense que l’eau salée, dans l’Atlantique Nord. Cette eau douce provoque l’affaiblissement de la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique car elle empêche les eaux de devenir suffisamment denses pour s’enfoncer dans les profondeurs océaniques. L’AMOC transporte l’eau chaude et salée depuis le Golfe du Mexique jusqu’à l’Atlantique Nord – le Gulf Stream – où il libère sa chaleur dans l’atmosphère avant de s’enfoncer dans les profondeurs de l’océan et de se diriger vers l’Antarctique où il recommence son parcours. L’étude montre que l’AMOC s’est affaiblie  de 15 à 20% au cours des 150 dernières années.
Le début d’affaiblissement de l’AMOC a eu lieu à la fin du Petit âge glaciaire, une période froide de plusieurs siècles qui a duré jusque vers 1850. Cependant, le fait que l’AMOC soit restée faible tout au long du 20ème siècle, avec un déclin notable depuis les années 1950, est très probablement dû à des facteurs humains.
L’étude a révélé que les périodes de réchauffement de la planète, une conséquence de la fonte de la glace de mer, des glaciers et des calottes glaciaires de l’Arctique, perturbent l’AMOC avec un afflux d’eau douce. Si la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique devait encore régresser, il y aurait probablement plus de refroidissement dans l’Atlantique Nord, des tempêtes hivernales plus intenses en Europe, un éventuel déplacement vers le sud de la ceinture pluviométrique tropicale et une élévation plus rapide du niveau de la mer.
Selon le projet de recherche ATLAS financé par l’Union européenne, les activités de pêche commerciale pourraient être affectées par l’affaiblissement de l’AMOC avec le déplacement des positions et des profondeurs des courants océaniques, et certaines régions se retrouveraient privées d’eau riche en oxygène. Un affaiblissement de l’AMOC peut également entraîner des hausses ou des baisses de température de plusieurs degrés centigrades, affectant certaines zones de pêche de grande valeur, ainsi que la concentration de plancton, de poissons, d’oiseaux marins et de baleines.
Un affaiblissement continu de l’AMOC fera apparaître plus de dioxyde de carbone dans l’atmosphère où il provoquera un réchauffement, perpétuant ainsi le cercle vicieux.
Les résultats de l’étude montrent que les modèles utilisés pour prévoir les scénarios de réchauffement de la planète n’ont probablement pas suffisamment pris en compte l’affaiblissement de la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique.

Source: Woods Hole Oceanographic Institution.

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According to new research recently published in the journal Nature by the University College London (UCL) and the Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), the circulation of water in the Atlantic has been declining since the 1800s. The data revealed that this circulation was relatively stable from about the year 400 to 1850, then started weakening around the start of the industrial era. It is a trend which could exacerbate the effects of climate change, such as rising sea levels on the US East Coast. It could also increase disrupted weather patterns across North America, Europe and North Africa, including the increase in frequency of extreme weather events, like flooding, drought and winter storms. The researchers think that the weakening of the system is not likely to be arrested any time soon due to continued carbon dioxide emissions.

They agree that what is happening is the result of melting sea ice, glaciers, and ice-shelves gushing freshwater, less dense than salty ocean water, into the North Atlantic. This freshwater causes the the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) to weaken because it prevents the waters from getting dense enough to sink. The AMOC brings warm, salty water north from the Gulf of Mexico to the North Atlantic – the Gulf Stream – where it releases its heat atmospherically before sinking to the depths of the ocean, and travelling south to the Antarctic, where it starts its journey again. The study’s findings suggest that the AMOC has weakened over the past 150 years by approximately 15 to 20 percent.

The initial weakening of the AMOC occurred at the end of the Little Ice Age, a centuries-long cold period that lasted until about 1850. However, the fact that AMOC has remained weak and weakened further throughout the 20th century, with a noticeable decline since about 1950, is very likely due to human factors.

The study found that periods of global warming, resulting in meltwater from Arctic sea ice, glaciers and ice sheets, disrupt the system with an influx of fresh water. If the AMOC were to regress further, there would likely be further cooling in the North Atlantic, increased winter storms for Europe, a possible southward shift in the tropical rainfall belt, and faster sea-level rise off the US eastern seaboard.

According to the European Union-funded ATLAS research project, commercial fisheries may be affected by the weakening of the AMOC as the positions and depths of ocean currents shift, and some regions are starved of oxygen-rich waters. A weakening of the AMOC can also result in temperature increases or decreases of several degrees centigrade, affecting some high-value fisheries as well as abundances of plankton, fish, sea birds, and whales.

Further weakening of the system will leave more carbon dioxide in the atmosphere where it causes warming, perpetuating the vicious circle.

The findings imply that models used to project global warming scenarios had likely underestimated the contribution of a weakening AMOC.

Source: Woods Hole Oceanographic Institution.

Schéma montrant la circulation thermohaline [Source :Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC))]

Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) à surveiller !// Keep an eye on Piton de la Fournaise (Reunion Island) !

Dans son dernier bulletin en date du 1er avril 2018, l’OVPF dresse un bilan des observations effectuées sur le Piton de la Fournaise.

S’agissant de la sismicité, elle a montré une hausse pendant la dernière quinzaine de février. Par la suite, l’activité volcano-tectonique s’est maintenue sous le massif, avec une moyenne de 4 séismes par jour, et deux pics d’activité les  28 et 31 mars.

L’inflation de l’édifice volcanique s’est poursuivie tout le mois de mars.

Suite à la forte augmentation des concentrations en CO2 dans le secteur du Gîte du Volcan en février, ces concentrations ont chuté en mars. Selon l’Observatoire, cette chute des concentrations en CO2, associée à une inflation de l’édifice et une augmentation de la sismicité, met en évidence un possible transfert du magma vers de plus faibles profondeurs.

Pour se résumer, on observe actuellement 1) la poursuite de la réalimentation en magma du réservoir magmatique superficiel; 2) une pressurisation du réservoir magmatique superficiel qui a tendance à s’accélérer.

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In its latest bulletin (April 1, 2018), OVPF reviews the observations made on Piton de la Fournaise.
As far as seismicity is concerned, it showed an increase during the last fortnight of February. Subsequently, volcano-tectonic activity was observed under the volcano, with an average of 4 earthquakes per day, and two peaks of activity on March 28th and 31st.
Inflation of the volcanic edifice continued throughout March.
Following the sharp increase in CO2 concentrations in the area of the Gîte du Volcan in February, these concentrations dropped in March. According to the Observatory, this drop in CO2 concentrations, associated with an inflation of the edifice and an increase in seismicity, highlights a possible transfer of magma to lower depths.
To put it in a nutshell, we currently observe 1) the continuation of the magma recharge of the superficial magmatic reservoir; 2) a pressurization of the shallow magma reservoir which tends to accelerate.

Crédit photo: Wikiprdia

Des drones pour mesurer les gaz volcaniques // Drones to measure volcanic gases

Les drones sont de plus en plus populaires de nos jours et ils sont utilisés dans différents domaines d’activités, depuis la géologie jusqu’à l’agriculture. Certains d’entre eux trouvent également des applications sur les volcans, même si la présence de gaz agressifs et de turbulences dans les cratères rendent leur utilisation difficile, avec le risque de perdre cet équipement coûteux. Jeannie Curtis sur Facebook a attiré mon attention sur un article concernant l’utilisation de drones pour mesurer le dioxyde de carbone près d’un volcan actif au Costa Rica.
Black Swift Technologies (BST)*, une société d’ingénierie basée à Boulder (Colorado), a annoncé qu’elle avait mis en place un partenariat avec le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA pour effectuer des mesures de dioxyde de carbone (CO2) sans l’air au moyen d’un drone capable de survoler la canopée à proximité d’un volcan actif.
En mesurant l’évolution des gaz volcaniques émis par les bouches éruptives et les fractures des volcans actifs, le JPL espère mieux comprendre le fonctionnement des volcans, anticiper les éruptions et avertir les populations.
Les vols ont été effectués au Costa Rica en janvier 2018. Les scientifiques ont utilisé le drone Black Swift S2 de chez BST, équipé de capteurs conçus pour mesurer le CO2 et la vapeur d’eau émis par le volcan. Les prochains vols du Black Swift S2 incorporeront des capteurs capables de mesurer le méthane, l’hydrogène sulfuré et le dioxyde de soufre, ainsi qu’un néphélomètre pour évaluer la taille et la répartition des particules volcaniques, ainsi que des sondes atmosphériques pour analyser la pression, la température et l’humidité.
Selon les partenaires, les premiers vols ont démontré qu’un drone spécialement conçu peut mesurer avec précision (contrairement aux satellites) les éléments présents dans les panaches de gaz émis par les bouches éruptives et les fractures des volcans – y compris ceux masqués par la canopée – pour quantifier les cycles de vie des volcans.
Un drone peut atteindre et se déplacer dans des endroits difficilement accessibles avec plus d’efficacité que le personnel au sol ou les aéronefs coûteux avec un pilote à leur bord. Le but des premiers vols était, dans un environnement difficile, d’utiliser un drone capable de suivre les contours de la canopée autour d’un volcan afin d’échantillonner les gaz horizontalement et verticalement. Cela permet d’obtenir des données en temps réel sur la variation du panache éruptif par rapport à l’altitude. Le drone est plus performant que les satellites qui ne peuvent calculer qu’une valeur moyenne sur tout le panache.
Les scientifiques du JPL peuvent programmer le Black Swift S2 en quelques minutes pour calculer la zone à explorer, puis commencer à collecter des données pour analyse immédiate et prise de décision. La fonction de pilotage automatique à bord du drone permet de le piloter à la fois en AGL (hauteur variable autonome suivant terrain) et en MSL (hauteur quasi constante). De plus, la conception modulaire du compartiment de la charge utile du Black Swift S2 permet une rotation rapide entre les circuits de vol, ce qui permet aux scientifiques de changer ou d’étalonner rapidement la charge utile du capteur ou de remplacer des composants. La société BST ajoute que les opérations de contrôle et la cartographie des missions sont effectuées à partir d’une simple tablette Android  sur laquelle on a chargé le logiciel SwiftTab de chez BST.
Source: Unmanned Aerial.

* Plus de détails sur les produits Black Swift à cette adresse: http://blackswifttech.com/pages/products/s2/

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Drones are getting are and more popular these days and they are used in different fields of activities ranging from geology to agriculture. Some of them are also used on volcanoes, even though the presence of aggressive gases and turbulences within the craters make their use difficult, with the risk of losing this costly equipment. Jeannie Curtis on Facebook has drawn my attention to an article about the use of drones to measure carbon dioxide close to an active volcano in Costa Rica.

Black Swift Technologies (BST), a specialized engineering firm based in Boulder, Colorado, has announced a successful collaboration with NASA’s Jet Propulsion Laboratory (NASA/JPL) to capture airborne carbon dioxide (CO2) measurements via a small unmanned aircraft system (sUAS) over the forest canopy near an active volcano.

By measuring and monitoring the prevalence of volcanic gases emitted from the vents and fractures of active volcanoes, NASA/JPL hopes to better understand how volcanoes work and improve volcano eruption planning and warning capabilities.

The flights were conducted in Costa Rica in January. They used BST’s Black Swift S2 drone, equipped with sensors designed to measure CO2 and water vapour being emitted by the volcano. Future flights of the Black Swift S2 will incorporate sensors capable of measuring methane, hydrogen sulfide and sulphur dioxide, as well as a nephelometer to assess volcanic particle size and distribution, coupled with atmospheric probes to analyze pressure, temperature, humidity.

According to the partners, the flights demonstrated that a purpose-built sUAS can more accurately measure (as opposed to satellites) the compounds present in gas plumes released from vents and fractures all around volcanoes – including those obscured by tree canopy – to help quantify the life cycles of volcanoes.

A drone can go places more effectively than ground personnel or costly manned aircraft. The goal was to deploy an sUAS in a challenging environment that was capable of following the contours of the forest canopy around a volcano to sample gases horizontally and vertically to obtain real-time data on how a plume varies over altitude, as opposed to satellite observations which might just capture an average value over its entire column.

NASA/JPL scientists can program the Black Swift S2 in minutes to calculate the area under review and then begin collecting data for immediate analysis and decision-making. The autopilot function aboard the drone allows to deploy the drone at both AGL (autonomous variable height following terrain) and MSL (near constant height). Additionally, the modular design of the payload compartment of the Black Swift S2 provides for quick turn-around between flight deployments, enabling scientists to quickly change out or calibrate the sensor payload or to replace components. BST adds that mission monitoring and mapping are done from a handheld Android tablet loaded with BST’s SwiftTab software.

Source: Unmanned Aerial.

More details on the Black Swift products at this address: : http://blackswifttech.com/pages/products/s2/

Source: Black Swift Technologies