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Le pergélisol

Avec le réchauffement climatique, je fais souvent référence à la fonte du pergélisol – en anglais permafrost – et à ses conséquences pour la planète. Voici quelques informations sur ce sol gelé qui risque de donner naissance à bien des problèmes dans les prochaines années.

Qu’est-ce que le pergélisol ?

Le pergélisol désigne la partie du sol gelée en permanence au moins pendant deux ans, et de ce fait, imperméable. Il existe dans les hautes latitudes mais aussi dans les hautes altitudes où je le désigne sous l’appellation ‘permafrost de roche’. Le gel assure la stabilité des parois rocheuses et empêche leur effondrement.

Le pergélisol couvre officiellement 23,9% de la surface terrestre soit 22 790 000 km2 ou un quart des terres émergées de l’hémisphère Nord. Il occupe 90 % du Groenland, 80 % de l’Alaska, 50 % du Canada et de la Russie, plus particulièrement la Sibérie. Il est généralement permanent au-delà du 60ème degré de latitude, tandis que le pergélisol alpin est plus sporadique.

 Source : NASA

Structure du pergélisol :

Le pergélisol est constitué thermiquement de trois couches : la première dite « active » dégèle en été et peut atteindre jusqu’à deux ou trois mètres d’épaisseur ; la seconde, soumise à des fluctuations saisonnières mais constamment sous le point de congélation, constitue la partie du pergélisol stricto sensu et s’étend jusqu’à une profondeur de 10 à 15 mètres ; la troisième peut atteindre plusieurs centaines de mètres, voire dépasser le millier de mètres ; elle ne connaît pas de variation saisonnière de température et est constamment congelée. La température s’y élève en allant vers le bas sous l’influence des flux géothermique et atteint 0 °C à la limite basse du pergélisol.

 (Source : Geological Socoety London)

 Hausse des températures et effets sur le pergélisol :

Dans sa partie la plus méridionale, le pergélisol atteint une température proche de zéro en été et il pourrait rapidement dégeler. Les climatologues canadiens pensent que sa limite sud pourrait remonter de 500 km vers le nord en un siècle. Un peu plus vers le nord, seule la «couche active» gagnera de l’épaisseur en été, induisant une pousse de la végétation mais aussi des mouvements de terrain déterminant des phénomènes de « forêts ivres » où les racines des arbres ne sont plus maintenues par le gel. On observera des modifications hydrologiques et hydrographiques. Les tourbières boréales seront transformées en zones humides gorgées d’eau qui feront le bonheur des moustiques.

 Tourbière humide suite au dégel du permafrost en Alaska

(Photo : C. Grandpey)

C’est bien sûr la zone active, la plus superficielle qui est la plus sous la menace du réchauffement climatique. Elle varie selon l’altitude et la latitude, mais aussi dans l’espace et dans le temps au rythme des glaciations et réchauffements, parfois brutalement dès que l’enneigement recule et laisse apparaître un sol foncé qui capte la chaleur que l’albédo des glaces et neige renvoyaient vers le ciel. Cette zone est aujourd’hui généralement profonde de quelques centimètres à quelques décimètres. Dans les zones nordiques les constructions reposent aujourd’hui sur des pieux enfoncés à plusieurs mètres de profondeur, et il est recommandé de conserver un vide sous les maisons.

Exemple d’immeuble construit sur pilotis à cause du permafrost en Yakoutie

(Crédit photo: Wikipedia)

Effets du dégel du pergélisol sur les sols :

Dans les Alpes, le pergélisol se retrouve au-dessus de 2 500 mètres sur les ubacs, autrement dit sur les versants à l’ombre, par opposition aux adrets qui désignent les versants au soleil. Un dégel de ces zones de haute montagne peut provoquer des éboulements importants.

L’Office fédéral suisse de l’environnement a publié une carte et une liste actualisée des zones habitées particulièrement menacées. Les dangers d’éboulements existent surtout pour les localités – comme Zermatt – qui se situent au fond des vallées. Les effondrements peuvent être d’autant plus meurtriers que les dépôts de matériaux laissés par les effondrements peuvent être remobilisés par les fortes pluies et provoquer de très dangereuses laves torrentielles. Les villages suisses de Bondo et Chamoson ont été victimes de ce phénomène.

La fonte de la glace du pergélisol est également susceptible de créer des mouvements importants des sols. Cela risque de poser des problèmes à certaines infrastructures comme les oléoducs posés sans fondations sur ces sols. Des travaux de consolidation sont ainsi régulièrement effectués sur les installations gazières de la péninsule de Yamal en Sibérie.

Conséquences d’une lave torrentielle à Chamoson (Photo : C. Grandpey)

Le pergélisol : une bombe à retardement :

Le pergélisol arctique, qui renferme 1500 milliards de tonnes de gaz à effet de serre, soit environ deux fois plus que dans l’atmosphère, est considéré comme une bombe à retardement. Selon les indices publiés en 2019 dans la revue Nature, le pergélisol canadien fond avec une intensité qui n’était attendue dans certaines régions que vers 2090 ; à l’échelle mondiale sa vitesse de fonte implique un risque « imminent » d’emballement.

Le dégel du pergélisol permet aux bactéries de se développer, et avec la fonte du pergélisol les déchets organiques deviennent accessibles aux microbes qui produisent du CO2 et du méthane. Ainsi, il pourrait émettre à l’avenir environ 1,5 milliard de tonnes de gaz à effet de serre chaque année. On assiste à une boucle de rétroaction car les gaz à effet de serre accélèrent le réchauffement de la planète et le réchauffement de la planète augmente la fonte du pergélisol.

Dégel du pergélisol : la peur des virus :

Comme je l’ai indiqué à plusieurs reprises, le dégel du pergélisol est susceptible de libérer des virus, connus ou inconnus. En 2014, des scientifiques ont découvert dans le pergélisol deux virus géants, inoffensifs pour l’Homme, qu’ils ont réussi à réactiver. Cela prouve que si on est capable de ressusciter des virus âgés de 30 000 ans, il n’y a aucune raison pour que certains virus beaucoup plus embêtants pour les êtres vivants ne survivent pas également plus de 30 000 ans. En 2016, en Sibérie, un cadavre décongelé de renne a déclenché une épidémie d’anthrax qui a tué un enfant et décimé de nombreux troupeaux de rennes. Pour l’instant, la résurgence des virus se fait de manière locale, mais elle pourrait se répandre à l’ensemble de la planète. On vient de voir la catastrophe humaine, économique et sociale générée par le coronavirus.

Les rennes sont particulièrement exposés aux virus, mais aussi aux moustiques (Photo : C. Grandpey)

Le dégel du pergélisol et l’exploitation minière :

Des régions de Sibérie, auparavant désertiques et accessibles, recèlent d’importants gisements de gaz et de pétrole, ainsi que des métaux précieux comme l’or ou les diamants. Leur exploitation est en passe de devenir possible avec le réchauffement climatique. Des mines à ciel ouvert, d’une taille de 3 à 4 kilomètres de diamètre et jusqu’à un kilomètre de profondeur, ont été ouvertes pour exploiter ces gisements en retirant le pergélisol. Les bactériologistes mettent en garde sur ces exploitations à ciel ouvert où aucune précaution bactériologique n’est prise.

  Mine de diamant de Mirny en Sibérie (Crédit photo : Wikipedia)

 

Climat: Ça va vraiment mal ! // Climate: Things are really in a bad way !

Comme je l’ai écrit précédemment, sur les 139 années d’archives de la NASA, juin 2019 a été le mois de juin le plus chaud jamais enregistré. Ce dernier mois a aussi révélé une réalité encore plus inquiétante à propos du réchauffement climatique.
Le premier semestre de 2019, de janvier à juin, a été le deuxième semestre le plus chaud de l’histoire. Entre janvier et juin 2019, les températures ont été supérieures de 1,4 degrés Celsius à la moyenne de la fin du 19ème siècle. De plus, les semestres de janvier à juin pendant les cinq dernières années ont été les plus chauds jamais enregistrés. Les chiffres de la NASA montrent qu’à ce stade, la hausse inexorable des températures mondiales devient tout à fait prévisible. Il est clair que cette hausse ne peut pas être expliquée sans prendre en compte l’impact profond sur la planète de la combustion des combustibles fossiles et l’augmentation résultante des concentrations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Les concentrations de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, qui avaient déjà atteint leur niveau le plus élevé depuis au moins 800 000 ans, atteignent maintenant des niveaux encore jamais observés..
Les conséquences de ce réchauffement de l’atmosphère sont bien visibles et de plus en plus fréquentes. En voici quelques exemples:
– La hausse des températures a multiplié par deux le nombre de terres ravagées par les incendies de forêt aux États-Unis au cours des 30 dernières années, notamment en Californie.
– Le Groenland, qui abrite la deuxième plus grande calotte glaciaire de la planète, fond à une vitesse sans précédent.
– Les 12 derniers mois ont été les 12 mois les plus humides de l’histoire des États-Unis, ce qui a provoqué de nombreuses inondations dans le pays. C’est facile à comprendre: pour chaque degré de réchauffement de 1 degré Celsius, l’air peut absorber 7% d’eau en plus.
– L’Arctique est en feu. Rien qu’en juin, les incendies de forêt en Alaska et en Sibérie ont émis 50 mégatonnes de CO2 dans l’atmosphère, soit l’équivalent des émissions annuelles totales de la Suède. C’est plus que ce qui a été libéré par les incendies dans l’Arctique pendant tous les mois de juin réunis de 2010 à 2018.
– La température des océans augmente régulièrement.
– Depuis 1961, les glaciers terrestres ont perdu 9 000 milliards de tonnes de glace.
– La durée et la fréquence des vagues de chaleur augmentent.
– Les records de maxima de températures journalières dépassent les records de minima.
Dans l’ensemble, l’atmosphère connaît une hausse très rapide de sa température, mêle si cette tendance au réchauffement présente des hauts et des bas. Cela est dû aux influences climatiques naturelles, en particulier à des événements tels qu’El Niño qui peut favoriser une hausse supplémentaire des températures. .
Au train où vont les choses, 2019 sera certainement l’une des années les plus chaudes de l’histoire. Cela confirme une autre tendance tout aussi inquiétante. Dix-huit des 19 années les plus chaudes jamais enregistrées ont eu lieu depuis 2001. De plus, les cinq années les plus chaudes ont été enregistrées au cours des cinq dernières années.
Source: NASA.

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As I put it before, in 139 years of NASA’s record-keeping, June 2019 was the warmest June ever recorded. But June 2019 also revealed a deeper warming reality.

The first half of 2019, January through June, finished up as the second warmest half-year on record. January through June 2019 temperatures were 1.4 degrees Celsius above average temperatures in the late 1800s. On top of that, each of the last five January through Junes are now the five warmest such spans on record. Only 2016 started off hotter than 2019. NASA’s figures show that at this point, the inexorable increase in global temperatures is entirely predictable. It simply cannot be explained without taking into account the profound impact on the planet of the burning of fossil fuels and the resulting increase in atmospheric greenhouse gas concentrations. Atmospheric carbon dioxide concentrations, already at their highest levels in at least 800,000 years, are now accelerating at rates that are unprecedented in both the historic and geologic record.

The well-predicted consequences of this heating of the atmosphere are now unfolding. Here are some, of many, examples:

– High temperatures have doubled the amount of land burned by wildfires in the U.S. over the last 30 years, notably in California.

– Greenland, home to the second largest ice sheet on Earth, is melting at unprecedented rates.

– The last 12 months have been the wettest 12 months in U.S. history, leading to widespread flooding around the nation. This easy to understand: For every 1 degree Celsius of warming, the air can hold 7 percent more water.

– The Arctic is on fire. In June 2019, the wildfires in Alaska and Siberia have released 50 megatons of CO2 in the atmosphere, which is the equivalent of the total annual emissions of Sweden. It is more than what has been emitted by all the wildfires in the Arctic during all the months of June between 2010 and 2018.

– Ocean temperatures are constantly going up.

– Since 1961, Earth’s glaciers lost 9 trillion tons of ice.

– Heat waves are increasing in duration and frequency.

– Daily high record temperatures are dominating daily low records.

Overall, the atmosphere is experiencing an accelerated upward temperature climb, though there are some ups and downs within the greater warming trend. This is due to natural climatic influences, particularly from events like El Niño, which can give global temperatures an added kick.

2019 will almost certainly end up being one of the hottest years on record. This is in line with another stark trend. Eighteen of the 19 warmest years on record have occurred since 2001. Moreover, the five hottest years have occurred in each of the last five years.

Source: NASA.

Evolution des températures du mois de juin depuis 1880 (Source : NASA)

On vous aura prévenus… // You have been warned…

On vous aura prévenus. A très court terme, une grande partie des glaciers de la planète auront disparu, ce qui engendrera de sérieux problèmes au niveau des populations qui dépendent de l’eau qu’il rejettent, sans oublier les conséquences sociales, économiques et migratoires majeures à l’échelle de la planète. Une étude publiée par l’Union Internationale pour la Conservation de la Nature (IUCN) fin avril 2019 indique que si les émissions de gaz à effet de serre se poursuivent au rythme actuel, les glaciers pourraient disparaître complètement d’ici 2100 de près de la moitié des sites classés au patrimoine mondial de l’Unesco.

Selon les auteurs de l’étude, 19 000 glaciers, soit 9 % des glaciers de la planète, se trouvent sur des sites du patrimoine mondial. Certains de ces glaciers figurent parmi les plus emblématiques du monde, comme le glacier d’Aletsch dans les Alpes suisses, celui du Khumbu dans l’Himalaya ou le Jakobshavn au Groenland.

L’étude précise que 33 % à 60 % du volume total de glace présent en 2017 dans les sites classés au patrimoine mondial de l’Unesco aura disparu d’ici 2100. Le pourcentage dépendra de l’évolution des émissions de gaz à effet de serre.

Si les émissions de gaz à effet de serre continuent d’augmenter comme au cours des dernières décennies, les scientifiques prévoient la disparition des glaciers d’ici à la fin du 21ème siècle dans 21 des 46 sites naturels du patrimoine mondial. L’IUCN précise que même dans un scénario basé sur des émissions faibles respectant les objectifs de l’Accord de Paris sur le climat, 8 des 46 sites inscrits au patrimoine mondial de l’Unesco verront leurs glaciers disparaître d’ici 2100. Pour aller dans le sens de ces alertes lancées par les glaciologues et l’IUCN, les émissions de CO2 dans l’atmosphère atteignent actuellement plus de 414 ppm au sommet du Mauna Loa à Hawaii.

Selon l’étude, plusieurs sites du patrimoine mondial de l’Unesco seront fortement touchés par la hausse des températures ces prochaines années. Le parc national de Los Glaciares (Argentine) où se situent certains des plus grands glaciers de la planète, devrait enregistrer une très importante perte de glace correspondant à environ 60 % du volume actuel. En Amérique du Nord, le Parc International de la Paix Waterton-Glacier (à cheval sur la frontière entre les Etats-Unis et la Canada), le Parc National des Montagnes Rocheuses (Canada) et le Parc National Olympique (Etat de Washington / Etats-Unis) devraient perdre plus de 70 % de leur glace d’ici 2100. En Europe, la disparition de petits glaciers est prévue dans les Pyrénées sur le Mont Perdu, entre la France et l’Espagne, d’ici 2040.

Source : IUCN.

Je rappelle que mon rôle est de lancer des alertes et pas de proposer des solutions. Il revient à nos gouvernants d’avancer des solutions pour lutter contre le réchauffement climatique. Les Conferences Of  Parties (COP) sont également faites pour cela. Malheureusement la présence des chefs d’états se fait de plus en plus rare….

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Hier 14 mai 2019, on m’a demandé d’intervenir dans une classe de Première du lycée de Bellac (Haute Vienne) pour expliquer la situation glaciaire dans l’Arctique, thème d’une semaine éducative dans cet établissement.

Après avoir montré la fonte des glaciers dans les Alpes, j’ai fait un tour d’horizon des terres nordiques, entre l’Alaska et la Sibérie, en passant par l’Islande et la Scandinavie. J’ai ensuite élargi la présentation à l’Antarctique, puis à la fonte du permafrost et ses conséquences pour l’environnement.

J’ai vraiment l’impression que les jeunes sont conscients des menaces climatiques et environnementales qui pèsent sur leur génération. Je suis persuadé que c’est par le biais d’images spectaculaires et sans équivoque, présentées par des gens qui sont allés sur le terrain, que l’on arrivera à convaincre la population de ne pas rester passive et de ne pas se laisser abuser par des dirigeants qui font fi de l’environnement et qui n’ont en tête que des intérêts économiques.

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You have been warned. In the very short term, a large part of the world’s glaciers will have disappeared, which will cause serious problems for the populations who depend on the water they reject, not to mention the major social, economic and migratory consequences at the scale of the planet. A study published by the International Union for the Conservation of Nature (IUCN) in late April 2019 indicates that if greenhouse gas emissions continue at the current rate, glaciers could disappear completely by 2100 from nearly the half of UNESCO World Heritage sites.
According to the authors of the study, 19,000 glaciers, or 9% of the world’s glaciers, are on World Heritage sites. Some of these glaciers are among the most iconic in the world, such as the Aletsch Glacier in the Swiss Alps, the Khumbu Glacier in the Himalayas or the Jakobshavn in Greenland.
The study states that 33% to 60% of the total ice volume in 2017 in UNESCO World Heritage Sites will be gone by 2100. The percentage will depend on the evolution of greenhouse gas emissions.
If greenhouse gas emissions continue to increase as in recent decades, scientists predict the disappearance of glaciers by the end of the 21st century in 21 of the 46 natural World Heritage sites. IUCN says that even in a low emission scenario meeting the objectives of the Paris Climate Agreement, 8 of the 46 UNESCO World Heritage Sites will see their glaciers disappear by 2100. Related to these warnings issued by glaciologists and IUCN, CO2 emissions in the atmosphere are currently more than 414 ppm at the summit of Mauna Loa in Hawaii.
According to the study, several UNESCO World Heritage sites will be strongly affected by rising temperatures in the coming years. The Los Glaciares National Park (Argentina), home to some of the world’s largest glaciers, is expected to record a significant ice loss of about 60% of current levels. In North America, the Waterton-Glacier International Peace Park (straddling the United States-Canada border), Rocky Mountain National Park (Canada) and the Olympic National Park (Washington State / United States) are likely to lose more than 70% of their ice by 2100. In Europe, the disappearance of small glaciers is expected in the Pyrenees on Mount Perdu, between France and Spain, by 2040.
Source: IUCN.

I need to remind you that my role is to launch alerts and not to suggest solutions. It is up to our leaders to put forward solutions to fight against global warming.  It is also the purpose of the Conferences Of Parties (COP). Unfortunately the presence of heads of state is becoming increasingly rare ….

Tous les grands glaciers (Aletsch en Suisse, Athabasca au Canada, Columbia en Alaska) sont menacés de disparition. (Photos: C. Grandpey)

Un avenir climatique inquiétant // A disturbing climate future

Comme viennent de le montrer les derniers rapports sur les concentrations de CO2 dans l’atmosphère, les gouvernements auront bien du mal à respecter les conclusions de la COP 21. Il est fort à parier que les températures vont continuer à grimper dans les prochaines années, avec toutes les conséquences que cela suppose. Les scientifiques nous auront prévenus mais, comme le disait fort justement Nicolas Hulot, tout le monde s’en fiche. Pourtant, l’addition risque d’être salée.

Selon une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Climate Change le lundi 19 novembre 2018, les catastrophes climatiques (inondations, pluies torrentielles ou encore montée des eaux)  ne vont pas seulement augmenter dans le futur, mais qu’elles risquent de frapper simultanément au même endroit.

La Californie brûle, connaît une période d’intense sécheresse et de fortes chaleurs. Ce cumul d’événements climatiques extrêmes qui frappent l’État américain constitue encore un phénomène rare. Selon la dernière étude, au rythme actuel du réchauffement climatique, ces événements destructeurs concomitants sont appelés à se multiplier et à toucher un nombre croissant de personnes.

Une équipe pluridisciplinaire de scientifiques a établi que la moitié de la population mondiale risquait de subir entre trois et six catastrophes climatiques majeures en même temps en 2100, si rien n’est fait pour ralentir les émissions de gaz à effet de serre. L’étude retient dix aléas climatiques – sécheresse, précipitations intenses, incendies, montée du niveau des eaux, entre autres – dont la science peut prévoir avec une relative assurance l’évolution d’ici la fin du siècle. Les chercheurs présentent des exemples très concrets. Dans un monde où la pollution continuerait au rythme actuel, la région de New York risquerait de souffrir, en même temps, des effets de la montée des eaux, de pluies intenses, d’ouragans ainsi que de sécheresse. L’Ile-de-France serait frappée de sécheresse, de manque d’eau potable et de canicule.

Les zones qui risquent de payer le tribut le plus lourd à la multiplication d’événements climatiques extrêmes en série sont les régions côtières et tropicales. Ce sont aussi elles qui connaissent les hausses de populations parmi les plus importantes au monde.

L’originalité de ce travail scientifique réside dans le fait qu’il met en lumière l’exposition de chaque région à des risques climatiques croisés, alors que les études scientifiques se concentraient généralement jusqu’à présent sur un seul phénomène. Les autorités se préparaient à une éventuelle catastrophe en regardant ce qui s’est déjà passé, mais l’étude démontre que le réchauffement climatique doit pousser les responsables à anticiper également de nouveaux scénarios climatiques dans lesquels leur région serait frappée par plusieurs catastrophes simultanées.

Source : Nature Climate Change.

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As the latest reports on CO2 concentrations in the atmosphere have just shown, governments will have a hard time complying with the conclusions of COP 21. It is likely that temperatures will continue to rise in the coming years, with all the consequences that implies. Scientists have warned us but, as Nicolas Hulot quite rightly said, everyone does not care. However, the consequences will be severe.
According to a new study published in the journal Nature Climate Change on Monday, November 19th, 2018, climate disasters (floods, torrential rains or rising water) will not only increase in the future, but they may hit simultaneously in the same place.
California is burning, experiencing a period of intense drought and heat. This accumulation of extreme weather events that hit the State is still a rare phenomenon. According to the latest study, at the current rate of global warming, these concomitant destructive events are expected to multiply and reach an increasing number of people.
A multidisciplinary team of scientists has established that half of the world’s population is likely to experience between three and six major climate disasters at the same time in 2100, if nothing is done to slow down greenhouse gas emissions. The study retains ten climatic hazards – drought, intense rainfall, wildfires, rising water levels, among others – whose evolution science can predict with relative assurance until the end of the century. The researchers present very concrete examples. In a world where pollution continues at the current rate, the New York region could suffer the effects of rising water levels, intense rains, hurricanes and drought at the same time. The Ile-de-France (Paris area) would be hit by drought, lack of drinking water and heatwaves.
The areas that are likely to pay the heaviest toll for the proliferation of extreme climate events in series are coastal and tropical regions. They are also the ones experiencing some of the largest population increases in the world.
The originality of this scientific work lies in the fact that it highlights the exposure of each region to cross-climatic risks, whereas scientific studies have so far focused on a single phenomenon. The authorities were preparing for one possible disaster by looking at what had already happened, but the study shows that global warming must push authorities to also anticipate new climate scenarios in which their region would be hit by several simultaneous disasters.
Source: Nature Climate Change.

Graphique montrant l’évolution des émissions de CO2 depuis l’an 2000. Il faut faire la distinction entre les émissions qui représentent ce qui entre dans l’atmosphère en raison des activités humaines, et la concentration qui indique ce qui reste dans l’atmosphère au terme des interactions entre l’air, la biosphère et les océans. (Source : Faith Birol/AIE.- global-climat)