Étiquette : CO2

Le dégel du permafrost bouleverse l’Arctique (2ème partie) // Thawing permafrost disturbs Arctic (part two)

Au fil des décennies, voire des siècles, la neige en train de fondre s’infiltre dans les fissures du sol en formant des coins de glace.

Photo: C. Grandpey

Ces coins forment des creux dans le sol qui les surmonte. En effet, lorsqu’ils fondent, le sol au-dessus s’effondre. Le dégel des coins de glace a augmenté en raison du réchauffement climatique.

Dans de nombreuses régions arctiques, le dégel du pergélisol a également été accéléré par les incendies de forêt. Dans les régions arctiques de pergélisol, ils ont accéléré le dégel et l’effondrement vertical du sol gelé jusqu’à 80 ans après l’incendie. Étant donné que le réchauffement climatique et les perturbations causées par les incendies de forêt devraient augmenter à l’avenir, ils ne feront qu’accélérer le rythme de changement dans les paysages nordiques. [NDLR : À ces incendies de forêts,il faudrait ajouter les feux zombies qui continuent à se consumer insidieusement dans le sous-sol, même pendant la période hivernale.]
Les températures froides et les courtes saisons de croissance ont longtemps limité la décomposition des plantes mortes et de la matière organique dans les écosystèmes nordiques. De ce fait, près de 50 % du carbone organique mondial du sol était stocké dans ces sols gelés. Aujourd’hui, le dégel du pergélisol lui permet de se libérer.

Incendie zombie dans l’Arctique (Presse canadienne)

Les transitions abruptes que nous observons aujourd’hui – lacs devenant des bassins asséchés, toundra arbustive se transformant en étangs, forêts boréales de plaine devenant des zones humides – accéléreront non seulement la décomposition du carbone enfoui dans le pergélisol, mais aussi la décomposition de la végétation de surface qui disparaîtra dans des environnements saturés en eau.
Les modèles climatiques montrent que les impacts de telles transitions pourraient être désastreux. Par exemple, une modélisation récente publiée dans Nature Communications révèle que la dégradation du pergélisol et les bouleversements du paysage qui en découlent pourraient entraîner une multiplication par 12 des émissions de carbone dans un scénario de fort réchauffement d’ici la fin du siècle.
Cela est particulièrement important car on estime que le pergélisol contient deux fois plus de carbone que l’atmosphère à l’heure actuelle. La profondeur du pergélisol varie considérablement ; elle dépasse 900 mètres dans certaines parties de la Sibérie et 600 mètres dans le nord de l’Alaska, et diminue rapidement en se déplaçant vers le sud. Des études ont montré qu’une grande partie du pergélisol peu profond, de 3 mètres de profondeur ou moins, dégèlerait probablement dans sa totalité si le monde continuait sur sa trajectoire de réchauffement actuelle.

De plus, dans les environnements gorgés d’eau et dépourvus d’oxygène, les microbes produisent du méthane, un gaz à effet de serre puissant, 30 fois plus efficace pour réchauffer la planète que le dioxyde de carbone, bien qu’il ne reste pas aussi longtemps dans l’atmosphère.

L’ampleur du problème que le dégel du pergélisol est susceptible de poser pour le climat reste une question ouverte. Nous savons déjà qu’il libère des gaz à effet de serre. Les causes et les conséquences du dégel du pergélisol et des transitions paysagères associées sont des domaines de recherche actifs. Pour les personnes qui habitent dans ces régions, la disparitions des terres (utilisées pour l’élevage des rennes par exemple) et la déstabilisation des sols signifient qu’elle devront faire face à des risques et des coûts, notamment avec les dégâts causés aux routes et l’affaissement des bâtiments.

Source : Adapté d’un article paru dans The Conversation et relayé par Yahoo Actualités.

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Over decades to centuries, melting snow seeps into cracks in the soil, building up wedges of ice. These wedges cause troughs in the ground above them, creating the edges of polygons. As ice wedges melt, the ground above collapses. Overall rates of ice wedge thawing have increased in response to climate warming.

Across many Arctic regions, the thawing of permafrost has also been hastened by wildfire. Wildfires in Arctic permafrost regions increased the rate of thaw and vertical collapse of the frozen terrain for up to eight decades after fire. Because both climate warming and wildfire disturbance are projected to increase in the future, they may increase the rate of change in northern landscapes.

Cold temperatures and short growing seasons have long limited the decomposition of dead plants and organic matter in northern ecosystems. Because of this, nearly 50% of global soil organic carbon is stored in these frozen soils. [Editor’s note] In addition to these forest fires, we should add zombie fires which continue to burn insidiously underground, even during the winter period. Today, the thawing of the permafrost is allowing it to get free.

The abrupt transitions we are seeing today – lakes becoming drained basins, shrub tundra turning into ponds, lowland boreal forests becoming wetlands – will not only hasten the decomposition of buried permafrost carbon, but also the decomposition of above-ground vegetation as it collapses into water-saturated environments.

Climate models suggest the impacts of such transitions could be dire. For example, a recent modeling study published in Nature Communications suggested permafrost degradation and associated landscape collapse could result in a 12-fold increase in carbon losses in a scenario of strong warming by the end of the century.

This is particularly important because permafrost is estimated to hold twice as much carbon as the atmosphere today. Permafrost depths vary widely, exceeding 900 meters in parts of Siberia and 600 meters in northern Alaska, and rapidly decrease moving south. Studies have suggested that much of the shallow permafrost, 3 meters deep or less, would likely thaw if the world remains on its current warming trajectory.

What is more, in water-logged environments lacking oxygen, microbes produce methane, a potent greenhouse gas 30 times more effective at warming the planet than carbon dioxide, though it doesn’t stay in the atmosphere as long.

How big of a problem thawing permafrost is likely to become for the climate is an open question. We know it is releasing greenhouse gases now. But the causes and consequences of permafrost thaw and associated landscape transitions are active research frontiers. For people living in these areas, slumping land and destabilizing soil will mean living with the risks and costs, including buckling roads and sinking buildings.

Source : Adapted from an article in The Conversation via Yahoo News.

Antarctique : record de remontée dans le temps // Antarctica : record-breaking journey back in time

Le 9 janvier 2025, une équipe scientifique européenne a annoncé avoir trouvé en Antarctique de la glace contenant des informations cruciales pour connaître le climat passé de la Terre sur 1,2 million d’années. Cette découverte repousse de 400.000 ans le record précédent.

Les chercheurs du programme « Beyond EPICA-Oldest Ice », un consortium de douze institutions scientifiques européennes, ont foré avec succès une carotte de glace de 2.800 mètres de long et atteint le substrat rocheux sous la calotte glaciaire de l’Antarctique.

Les échantillons collectés permettront de reconstruire, pour la première fois, des paramètres importants du climat de la Terre et la composition de son atmosphère au-delà de 800.000 ans dans le passé, ce qui était le précédent record établi en 2024 par le même projet scientifique. Selon les premiers résultats d’analyse, cette couche de glace fournirait un enregistrement climatique continu d’1,2 million d’années minimum.

Il se pourrait même que les chercheurs obtiennent des informations climatiques au-delà de ce laps de temps, à condition de pouvoir exploiter les échantillons des 200 mètres les plus profonds. Des analyses complémentaires seront nécessaires pour déterminer si cette glace est exploitable, une fois rapportée en Europe par bateau, conservée à -50°C.

L’extraction de la dernière carotte de glace représente l’enregistrement continu le plus long de notre climat passé. Il peut révéler le lien entre le cycle du carbone et la température de notre planète. Chaque mètre de glace compressée enregistre des données climatiques (températures, concentration en CO2, etc) pour une période allant jusqu’à 13.000 années.

Les analyses de cette glace très ancienne devraient permettre d’élucider les raisons de la mystérieuse transition survenue au cours du mi-Pléistocène, une période entre 900.000 ans et 1,2 million d’années, durant laquelle les cycles glaciaires ont vu leur amplitude augmenter et leur période passer de 41.000 ans à 100.000 ans, potentiellement sous l’effet de variations de la concentration du CO2 dans l’atmosphère.

Pour réussir à extraire la carotte de glace, il a fallu aux scientifiques plus de 200 jours d’opérations de forage et de traitement des carottes de glace sur quatre étés australs d’affilée. Ils ont travaillé dans l’environnement hostile du plateau central de l’Antarctique, à 3.200 mètres d’altitude et sous une température estivale moyenne de -35°C.

Le communiqué ajoute que la datation des roches sous-jacentes sera entreprise pour déterminer quand cette région de l’Antarctique a été libre de glace pour la dernière fois.

Source : presse européenne.

Source: British Antarctic Survey (BAS)

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On January 9th, 2025, a European scientific team announced that they had found ice in Antarctica containing crucial information for understanding the Earth’s past climate over 1.2 million years. This discovery pushes back the previous record by 400,000 years.
Researchers from the « Beyond EPICA-Oldest Ice » program, a consortium of twelve European scientific institutions, successfully drilled a 2,800-meter-long ice core and reached the bedrock beneath the Antarctic ice cap.
The collected samples will make it possible to reconstruct, for the first time, important parameters of the Earth’s climate and the composition of its atmosphere beyond 800,000 years in the past, which was the previous record set in 2024 by the same scientific project. According to the first analysis results, this ice layer would provide a continuous climate record of at least 1.2 million years.
It is even possible that researchers will obtain climate information beyond this time period, provided that they can exploit the samples from the deepest 200 meters. Further analyses will be necessary to determine whether this ice is exploitable, once it is brought back to Europe by boat, stored at -50°C.
The extraction of the last ice core represents the longest continuous record of our past climate. It can reveal the link between the carbon cycle and the temperature of our planet. Each meter of compressed ice records climate data (temperatures, CO2 concentration, etc.) for a period of up to 13,000 years.
Analysis of this very old ice should help shed light on the reasons for the mysterious transition that occurred during the mid-Pleistocene, a period between 900,000 and 1.2 million years ago, during which glacial cycles increased in amplitude and period from 41,000 years to 100,000 years, potentially due to changes in atmospheric CO2 concentrations.
To successfully extract the ice core, scientists spent more than 200 days drilling and processing the ice cores over four consecutive austral summers. They worked in the harsh environment of the central Antarctic plateau, at an altitude of 3,200 metres and with an average summer temperature of -35°C.
The statement added that dating of the underlying rocks will be undertaken to determine when this region of Antarctica was last ice-free.

Source : European news media.

Et si une super éruption se produisait aujourd’hui ? // What if a super eruption occurred today ?

Dans la conclusion de ma conférence « Volcans et risques volcaniques », j’explique que ce que je crains le plus aujourd’hui, c’est l’éruption d’un super volcan, autrement dit une éruption qui produirait plus de 1 000 kilomètres cubes de matériaux. Il existe des exemples de telles éruptions dans le passé : Long Valley et Yellowstone aux États-Unis, Taupo en Nouvelle-Zélande ou Toba en Indonésie. Sans aller aussi loin dans le volume de matériaux émis, une éruption comme celle du Tambora en 1815 serait une catastrophe pour notre société moderne.

Image satellite de la région du Toba (Source: NASA)

L’éruption du Tambora en avril 1815 est la plus puissante observée dans l’histoire moderne. Elle a atteint le niveau 7 sur l’indice d’explosivité volcanique (VEI). Les panaches éruptifs ont atteint une altitude de plus de 40 kilomètres. L’éruption a expulsé 100 kilomètres cubes de cendres, de ponces et d’aérosols ainsi que 60 mégatonnes de soufre. Avec les aérosols de SO2 dans l’atmosphère, moins de lumière solaire a atteint la surface de la Terre, et l’année 1816 a été appelée « l’année sans été » car la température moyenne de la planète a diminué de 0,53 °C. L’éruption initiale a tué 10 000 habitants. Les décès régionaux dus à la famine et aux maladies ont totalisé 80 000 personnes. La production agricole a été réduite et la famine a frappé le monde. Une pandémie de choléra a balayé le monde, faisant d’innombrables victimes.

Timbre indonésien commémorant les 200 ans de l’éruption de 1815.

Des siècles plus tard, la menace d’une éruption similaire reste présente. Les scientifiques affirment qu’une éruption majeure est inévitable, la seule question est de savoir quand elle se produira.
Selon un climatologue de l’Université de Genève, les preuves géologiques indiquent une probabilité de un sur six qu’une éruption volcanique dévastatrice se produise au cours de ce siècle. Cette fois, cependant, les conséquences seraient bien plus graves qu’en 1815. Le monde est désormais beaucoup plus peuplé et aux prises avec une crise climatique qui s’aggrave. Le climatologue a déclaré que l’humanité ne dispose actuellement d’aucun plan spécifique pour faire face à un événement aussi catastrophique.
Les éruptions volcaniques libèrent un mélange de matériaux et de gaz, notamment du dioxyde de carbone (CO2), qui réchauffe la planète. Cependant, la quantité de dioxyde de carbone émise par les volcans est nettement inférieure à celle produite par les activités humaines telles que la combustion de combustibles fossiles. Si le dioxyde de carbone est une préoccupation, les scientifiques se concentrent davantage sur l’impact d’un autre gaz volcanique : le dioxyde de soufre (SO2). Une puissante éruption volcanique peut éjecter du dioxyde de soufre de la basse atmosphère (la troposphère) vers la haute atmosphère (la stratosphère). Dans la stratosphère, le SO2 se transforme en minuscules particules d’aérosol qui renvoient la lumière du soleil dans l’espace, ce qui refroidit la Terre. Ces particules peuvent persister dans l’atmosphère pendant plusieurs années, comme on l’a vu à l’occasion de l’éruption du Pinatubo en 1991.
À l’heure actuelle, une éruption volcanique majeure présenterait des risques importants à court et à long terme. Environ 800 millions de personnes vivent à proximité de volcans actifs et sont confrontées à des conséquences potentiellement dévastatrices, y compris la destruction de villes entières. Par exemple, les Champs Phlégréens près de Naples, en Italie, pourraient constituer une menace grave pour le million d’habitants qui vivent autour du site volcanique.
Même une légère baisse de la température globale d’un degré Celsius peut avoir de graves conséquences régionales. Parmi les impacts, il y aurait des perturbations dans l’agriculture, une augmentation des phénomènes météorologiques extrêmes et des perturbations sociétales à grande échelle. On imagine facilement l’impact qu’aurait une éruption du Yellowstone sur les Grandes Plaines des États Unis, le grenier à blé de ce pays.
Une éruption majeure, similaire à celle du Tambora, pourrait entraîner des pertes économiques de plus de 3,6 billions de dollars au cours de la première année de l’éruption. Contrairement à ce que pensent certains scientifiques, l’effet de refroidissement temporaire d’une éruption volcanique n’atténuerait pas les impacts permanents du réchauffement climatique. La planète finirait par revenir à sa tendance de réchauffement d’avant l’éruption.
Le site de la prochaine éruption majeure reste un mystère ; elle est susceptible de se produire n’importe où sur Terre. Les zones particulièrement exposées comprennent les régions volcaniques actives comme l’Indonésie et le Parc national de Yellowstone aux États-Unis.

Une chose est sûre: l’homme n’est pas en mesure d’empêcher ces méga éruptions. Certes, grâce aux progrès de la technologie, nous sommes mieux armés pour prévoir le déclenchement d’un tel événement. Une nouvelle éruption de la Montagne Pelée (Martinique) sera forcément moins meurtrière, mais la Montagne Pelée n’arrive pas à la cheville du Yellowstone en matière de puissance volcanique.

Prévoir une éruption ne signifie pas être capable d’y faire face. La surveillance de l’activité volcanique est essentielle, mais il faut voir plus loin. Les scientifiques nous expliquent qu’il faudrait planifier une telle catastrophe, mettre en place des plans d’évacuation des populations, ainsi que des protocoles de crise pour garantir un approvisionnement en nourriture et en eau potable. De telles mesures devraient être envisagées à l’échelle mondiale, en coordonnant les efforts entre les États. Quand on voit l’inefficacité des COP pour lutter contre le réchauffement climatique, la partie est loin d’être gagnée en matière de gestion d’une éruption cataclysmale.

Source : Interesting Engineering via Yahoo News.

Yellowstone site de la prochaine super éruption? (Photo: C. Grandpey)

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In the conclusion of my conference « Volcanoes and volcanic hazards », I explain that what I fear most today is the eruption of a supervolcano. This means an eruption that produced more than 1,000cubic kilometers of materials. We have examples of such eruptions in the past : Long Valley and Yellowstone in the United States, Taupo in New Zealand, or Toba in Indonesia. Without going that far, an eruption like Tambora in 1815 would be a disaster for our modern society.

The Tambora eruption in April of 1815 is the largest observed eruption in recorded history. It reached level 7 on the volcanic explosivity index (VEI). Plumes from the eruption eached an altitude of more than 40 kilometers. The eruption expelled 100 cubic kilometers of ash, pumice, and aerosols into the air along with 60 megatons of sulfur. With the SO2 aerosols in the atmosphere,less sunlight reached Earth’s surface, and the year 1816 was called the “year without a summer” because the average global temperature was reduced by 0.53° C. The initial eruption killed 10,000 locals. Regional deaths due to starvation and disease totaled 80,000 people. In agriculture, crop production failed, and famine gripped the world. A cholera pandemic swept across the globe, claiming countless lives.

Centuries later, the threat of another similar eruption looms. Scientists assert that a massive eruption is inevitable, the question is solely when it will occur.

According to a climate expert at the University of Geneva, geological evidence indicates a 1-in-6 probability of a devastating volcanic eruption occurring within this century. This time, however, the consequences would be far more dire than in 1815. The world is now significantly more populated and grappling with the escalating climate crisis. The climatologist stated that humanity currently lacks any specific plan to address such a catastrophic event.

Volcanic eruptions release a mixture of materials, including planet-warming carbon dioxide (CO2). However, the amount of carbon dioxide emitted by volcanoes is significantly less than that produced by human activities such as burning fossil fuels. While carbon dioxide is a concern, scientists are more focused on the impact of another volcanic gas: sulfur dioxide (SO2). A powerful volcanic eruption can eject sulfur dioxide from the lower atmosphere (the troposphere) into the upper atmosphere (the stratosphere). Up in the stratosphere, SO2 turns into tiny aerosol particles that bounce sunlight back out into space, which makes the Earth cooler. These particles can persist in the atmosphere for several years.

In today’s time, a massive volcanic eruption would pose significant immediate and long-term risks. Roughly 800 million people reside within proximity to active volcanoes, facing the potential for devastating consequences, including the destruction of entire cities. For instance, the Phlegraean Fields near Naples, Italy, show signs of activity and could pose a severe threat to the one million inhabitants around the volcanic site.

Even a minor global temperature drop of 1 degree Celsius can have severe regional consequences. These impacts could include disruptions to agriculture, increased extreme weather events, and widespread societal disruption

A major eruption, similar to Tambora, could result in economic losses of over $3.6 trillion in the first year of the eruption. Contrary to what some scientists think, the temporary cooling effect of a volcanic eruption would not mitigate the ongoing impacts of global warming. The planet would eventually return to its pre-eruption warming trend.

The location of the next massive eruption remains uncertain, with the potential for it to occur anywhere on Earth. Areas of particular concern include volcanically active regions like Indonesia and Yellowstone National Park in the US.

One thing is certain: we are not able to prevent these mega eruptions. Of course, thanks to advances in technology, we are better equipped to predict the triggering of such an event. A new eruption of Mount Pelée (Martinique) will necessarily be less deadly, but Mount Pelée does not come close to Yellowstone in terms of volcanic power.

Predicting an eruption does not mean being able to deal with it. Monitoring volcanic activity is essential, but we should look further ahead. Scientists tell us that we should plan for such a disaster, put in place population evacuation plans, as well as crisis protocols to guarantee a supply of food and drinking water. Such measures should be considered on a global scale, by coordinating efforts between States. When we see the ineffectiveness of the COPs in combating global warming, the game is far from won in terms of managing a cataclysmal eruption.

Source : Interesting Engineering via Yahoo News.

Émissions et concentrations de gaz à effet de serre

« Émissions de gaz à effet de serre ». Le médias français n’ont que ce mot ‘émissions’ à la bouche. Aucune mention n’est faite des concentrations de ces gaz dans l’atmosphère. Certes, la baisse des émissions est intéressante, mais si les concentrations ne suivent pas la même courbe descendante, cela ne sert à rien. On l’a d’ailleurs bien vu pendant la pandémie de COVID-19 : suite au ralentissement de l’économie, les émissions de gaz ont diminué sur notre planète ; l’air s’est purifié ; on voyait la chaîne himalayenne de beaucoup plus loin. Dans le même temps, je regardais la Courbe de Keeling ; elle montrait que les concentrations de CO2 continuaient d’augmenter ! Comme je ne cesse de le répéter, même si par un coup de baguette magique nous arrêtions d’un seul coup nos émissions de gaz polluants, il faudrait plusieurs décennies pour que l’atmosphère terrestre retrouve un semblant d’équilibre.

On apprenait fin 2024 qu’après un recul important en 2023, la baisse des émissions de gaz à effet de serre en France montrait des signes de ralentissement, avec toutefois une légère hausse au troisième trimestre. Ce dernier trimestre, les émissions françaises ont augmenté de 0,5% sur un an, après une baisse de 5% et de 2,2% lors des deux premiers trimestres. Sur neuf mois, les émissions restent en baisse de 2,4%. Mais à titre de comparaison, en 2023, sur la même période de temps, le recul était de 6%. 2023 s’était ainsi conclue par une baisse des émissions de 5,8% par rapport à 2022. La dernière année où les émissions étaient en hausse date de 2021, avec une augmentation de 6,4% en raison de la reprise post-Covid.

Selon le le Citepa, l’organisme mandaté pour dresser le bilan carbone de la France, la tendance sur 12 mois glissants actuellement est de -3,1% ». Toutefois, ces données n’intègrent pas l’absorption de CO2 par les puits de carbone comme les forêts et les sols, fortement dégradés en raison du réchauffement climatique, mais essentiels dans l’atteinte des objectifs climatiques de la France.

Le ralentissement de la baisse des émissions sur neuf mois provient en outre des secteurs du bâtiment et des transports, dont les émissions sont reparties à la hausse ces derniers mois.

Comme je le rappelle régulièrement, la Courbe de Keeling enregistre les concentrations de CO2 au sommet du Mauna Loa, un volcan sur la Grande Île d’Hawaï. Aucune baisse des concentrations n’a été enregistrée au cours des dernières années et la courbe globale traduit parfaitement l’accélération actuelle de ces concentrations. La courbe présentée ci-dessous date de fin février 2023, époque où les concentrations atteignaient un peu plus de 421 parties par million (ppm). Aujourd’hui, elles dépassent les 424 ppm !

Pour ceux qui auraient des doutes sur la relation entre concentrations de CO2 et hausse des températures :