Le dégel du permafrost cause des dégâts en Alaska // Permafrost thawing causes damage to Alaska

Comme je l’ai écrit à plusieurs reprises, la hausse des températures et la fonte du permafrost qu’elle entraîne causent de graves dégâts  aux routes et aux infrastructures dans l’Arctique.

En Alaska, les ingénieurs des Ponts et Chaussées sont confrontés à une longue liste de projets de plus en plus urgents et de plus en plus coûteux tels que des pistes d’aéroports dégradées, des routes déformées et même une masse de matériaux de près de deux kilomètres de longueur qui glisse le long d’une pente et menace une route.
Une étude publiée par les Proceedings de l’Académie Nationale des Sciences en 2016 a estimé que les impacts climatiques sur les infrastructures publiques en Alaska s’élèveront à environ 5 milliards de dollars d’ici la fin du siècle.
Parmi les projets les plus urgents, il y a une piste d’aéroport en très mauvais état à Point Hope, dans le nord-ouest de l’Alaska. Au cours des cinq dernières années, l’Océan Arctique a rogné une quinzaine de mètres de la zone de sécurité – nécessaire en cas d’urgence – à l’extrémité de la piste. Les travaux de réparation devraient coûter 17 millions de dollars et se terminer d’ici 2020.
Un autre exemple d’érosion concerne la rivière Noatak qui menace la piste de la bourgade du même nom. L’érosion, due à la fonte du pergélisol, commence à ronger la route qui conduit à l’aéroport. Il est prévu de déplacer cet aéroport à environ 2,5 kilomètres d’ici 2020, pour un coût estimé à environ 25 millions de dollars.
Les températures plus chaudes ont accéléré le glissement d’une énorme masse de glace, d’eau, de rochers et d’arbres vers la Dalton Highway, une route de 666 kilomètres qui traverse le nord de l’Alaska. Elle a été construite pour servir de route d’approvisionnement pour l’oléoduc trans-Alaska en 1974 et est parallèle à ce dernier. La masse de matériaux de près de deux kilomètres de long glisse vers la route comme le ferait un glacier à raison d’environ 4,50 mètres par an. En 2017, cette masse se trouvait à moins de 30 mètres de la route. L’État a alors commencé à dévier une partie de la route et à la construire près de deux kilomètres de plus loin. Pendant la construction, les ouvriers ont installé une couche de matériau isolant, puis établi la route sur l’isolant afin de prévenir les impacts sur le permafrost et le garder à une température suffisamment basse pour qu’il ne fonde pas..
Source: Anchorage Daily News.

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As I put it many times before, the increase in temperatures and the ensuing melting of permafrost are causing heavy damage to roads and infrastructures in the Arctic, and more particularly in Alaska.

Alaska transportation engineers are facing a long list of increasingly urgent and costly public projects such as imperilled runways, warped roads and even a nearly two-kilometre-long mass of frozen debris sliding toward a highway.

A study published by the Proceedings of the National Academy of Sciences in 2016 estimated that climate impacts to public infrastructure in Alaska will total about $5 billion by century’s end.

Among the projects is an eroding runway in Point Hope in Northwest Alaska. The Arctic Ocean over the last five years has chewed off about 15 metres of safety area at one end, needed by planes for emergencies. The repair work is expected to cost $17 million and be done by 2020.

Another example of erosion is the Noatak River which is threatening the runway in Noatak. Erosion there, due to the thawing permafrost, is starting to eat away the road to the airport. The plan is to move that airport about 2.5 kilometres away, by 2020, at an estimated cost of about $25 million.

Warmer temperatures have accelerated the sliding of a giant mass of ice, water, rocks and trees toward the Dalton Highway. The nearly two-kilometre-long frozen debris lobe has been sliding toward the highway like a glacier at about 4.5 metres annually. In 2017, it was within 30 metres of the road. The State last year began moving a nearly 2-kilometre-long section of highway farther away from the debris lobe. During construction, workers put insulation down, then built the road on top of the insulation in order to prevent impacts to the permafrost, to help keep it colder.

Source: Anchorage Daily News.

Recherches sur l’impact du dégel du permafrost sur le réseau routier en Alaska (Photos: C. Grandpey)

Le réchauffement climatique fait s’effondrer les flancs des montagnes // Mountain slopes collapse because of global warming

Dans une note mise en ligne le 11 septembre, j’indiquais que sous l’effet du réchauffement climatique dans les Alpes, la langue terminale du glacier suisse de Trift, dans le Valais s’était effondrée, sans faire de victimes ni de dégâts.

En juin 2016, tout un pan de montagne de 1 200 mètres de hauteur s’est effondré dans le Parc National de Glacier Bay en Alaska, répandant des matériaux sur environ 20 kilomètres carrés sur le Glacier Lamplugh, et en générant un signal sismique aussi puissant qu’un séisme de magnitude M 5,2.
En 2015, la paroi d’une autre montagne du Parc s’est effondrée elle aussi, avec quelque 220 millions de tonnes de roches qui sont allées d’écraser sur un autre glacier et dans le fjord en dessous. Ce fut le plus grand glissement de terrain non volcanique jamais observé en Amérique du Nord. Il a déclenché un tsunami avec une vague de 180 mètres de hauteur qui a dépouillé de leurs feuilles tous les arbres des montagnes autour. Les scientifiques disent que ces glissements de terrain majeurs doivent être pris au sérieux car ils pourraient devenir une menace pour les navires de croisière et les kayaks qui fréquentent parfois ces fjords.
Une étude des avalanches de roches dans la partie occidentale du Parc National de Glacier Bay a révélé que la probabilité de glissements de roches couvrant environ 5 kilomètres carrés a doublé au cours des cinq dernières années. Au fur et à mesure que le climat s’est réchauffé, les caractéristiques des avalanches de roches dans la région ont changé. Elles sont de plus grande  ampleur et parcourent de plus longues distances. L’étude a examiné les 24 avalanches de roches qui se sont produites de 1984 à 2016 dans la partie ouest du Parc National de Glacier Bay en utilisant des images satellitaires pour la cohérence des mesures au cours des 30 années écoulées.
Selon l’étude, la cause de ces avalanches de roches est le dégel de la glace qui remplit les fissures, les crevasses et les fractures des roches des montagnes. C’est ce qu’on appelle le «permafrost de roche». Ce permafrost aide à maintenir les pentes escarpées dans leur état, de sorte que la fonte, ou seulement l’amollissement, de cette glace déstabilise la roche.
La perte d’épaisseur des glaciers est probablement un autre facteur de déstabilisation. En effet, les glaciers moins épais soutiennent moins bien les pentes des montagnes.
L’étude met en parallèle la taille croissante des avalanches de roches à Glacier Bay et la tendance au réchauffement climatique sur le long terme. Les grandes avalanches ont commencé environ deux ans après que la température maximale annuelle de la zone se soit élevée au-dessus du point de congélation.
La tendance ne se limite pas aux limites du Parc National de Glacier Bay. On observe de tels événements dans toute la région montagneuse du sud-est de l’Alaska et les régions voisines du Canada. Ils sont suivis de près par un système sismique créé par des scientifiques  du Lamont-Doherty Earth Observatory.de l’Université de Columbie Britannique.
Au Groenland en juin 2017, quatre personnes ont été tuées par un tsunami qui a été déclenché par une avalanche de roches dans un fjord. L’événement a généré un signal sismique semblable à celui d’un tremblement de terre de magnitude M 4.1, et une vague de plus de 90 mètres de hauteur a frappé un village de pêcheurs.
Source: Alaska Dispatch News.

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In a note released on September 11th, I indicated that because of global warming in the Alps, the front of the Trift Glacier, in the Swiss province of Valais, had collapsed without killing anybody, nor causing major damage.

In June 2016, a 1,200 metre mountain slope in Glacier Bay National Park collapsed in Alaska, spreading rock over about 20 square kilometres over the Lamplugh Glacier and creating a seismic signal as powerful as a magnitude-5.2 earthquake.

The year before, the face of another park mountain peeled off and sent about 220 million tons of rock and debris crashing onto another glacier and into the fjord below. The biggest non-volcanic North American landslide on record, it triggered a local tsunami that rose to 180 metres and stripped alders off high hillsides. Scientists say these massive rock slides should be taken seriously as they may become a threat to cruise ships and kayakers that sometimes head into wilderness bays.

A study of rock avalanches in the western part of Glacier Bay National Park found that the likelihood of large slides covering about 5 square kilometres has at least doubled in the last five years. As the climate has warmed, characteristics of the region’s rock avalanches have changed. They are bigger, and travelling farther. The study examined the 24 rock avalanches that happened from 1984 to 2016 in western Glacier Bay National Park, and used satellite imagery for consistency in measurements over the three decades.

The likely reason of the rock avalanches, says the study, is thaw of the ice that fills the mountains’ rock cracks, crevices and fractures, referred to as « rock-permafrost. » The rock-permafrost helps hold steep slopes intact, so thaw or even softening of that ice destabilizes the rock.

Glacial thinning is likely a secondary factor. Thinned glaciers are less effective at propping up mountain faces.

The study correlates the increasing size of Glacier Bay rock avalanches to a long-term warming trend. The large avalanches began about two years after the area’s annual maximum temperature shifted above freezing.

The trend extends beyond park boundaries. The whole mountainous region of Southeast Alaska and neighbouring parts of Canada has emerged as a hot spot for such events – now closely tracked by a seismic system created by scientists at Columbia University’s Lamont-Doherty Earth Observatory.

In Greenland in June 2017, four people were killed by a tsunami that was triggered when a rockslide dropped from a mountain slope into a fjord. There, the rockslide creating a seismic signal similar to that of a magnitude-4.1 earthquake, and a wave rising more than 90 metres struck a fishing village.

Source: Alaska Dispatch News.

Vue de l’avalanche de roches dans le Parc national de Glacier Bay le 28 juin 2016, avec la masse de matériaux qui est venue s’échouer à la surface du Lamplugh Glacier.

La photo a été prise par Paul Swanstrom, propriétaire de l’agence Mountain Flying Service, que je salue ici. C’est un pilote hors pair avec lequel j’ai effectué plusieurs survols de la région.

Vers la mort du permafrost? // Will the permafrost die?

drapeau-francaisLes scientifiques du laboratoire du pergélisol de l’Université de l’Alaska à Fairbanks ont déclaré lors d’une conférence de la réunion annuelle de l’American Geophysical Union à San Francisco que le permafrost de la région de North Slope en Alaska se réchauffe beaucoup plus rapidement que prévu.
Dans les années 1980, la température annuelle moyenne de la couche supérieure du pergélisol dans cette région de l’Alaska située le long de l’Océan Arctique était de -8°C. Cette année, elle est de -3°C et des mesures récentes ont même révélé qu’elle s’approchait de 0°C, donc du niveau de dégel. Trois décennies de mesures dans la région de North Slope montrent que la température du pergélisol évolue de pair avec la température de l’air.
L’ampleur du dégel dans les prochaines années et le degré d’affaissement des sols dépendront du niveau du changement climatique pendant le reste du 21ème siècle. Les dernières projections montrent qu’une réduction des émissions de dioxyde de carbone pourrait sauver le pergélisol de North Slope. En conséquence, si les émissions de CO2 continuent d’augmenter au rythme actuel, le réchauffement généralisé du pergélisol va également augmenter de façon spectaculaire. Si l’on prend en compte le scénario proposé par le Representative Concentration Pathway (scénario RCP 8.5), considéré comme le modèle de référence, le résultat sera que sur plus des deux tiers de la région de North Slope d’ici la fin du siècle, la température annuelle moyenne à deux mètres de profondeur sera d’environ 0°C. Selon ce même scénario, de vastes étendues de terre resteront décongelées tout au long de l’année, avec un type de sol connu sous le nom de talik. En conséquence, le sol s’affaissera à grande échelle, souvent de plusieurs mètres sur de vastes surfaces.
Toutefois, si l’on se réfère au scénario RCP 4.5 – une projection qui suppose une stabilisation des émissions de carbone vers le milieu du 21ème siècle et un niveau inférieur de réchauffement de la planète en 2100 – le pergélisol resterait relativement stable. Certes, il y aurait encore des affaissements du sol, mais ils ne dépasseraient guère une vingtaine de centimètres.
Le réchauffement provoqué par les émissions mondiales de CO2 n’est pas le seul facteur à l’origine de la fonte du permafrost de North Slope. Le développement des champs pétrolifères – en particulier les couches de gravier utilisées lors des extractions – contribuent à accélérer son réchauffement. Pour l’industrie pétrolière, le dégel du permafrost et les affaissements de terrain qu’il induit représentent de nouveaux défis. Les prévisions faites par les compagnies pétrolières reposent sur d’anciennes évaluations du pergélisol, avec un sol froid et solide, ce qui n’est plus le cas. A l’avenir, l’industrie pétrolière devra faire face à de nouveaux problèmes avec le réchauffement du sol. Il existe des solutions d’ingénierie pour y remédier, mais elles seront de plus en plus coûteuses.
Au cours de la première décennie du 21ème siècle, le pergélisol couvrait 99% des cinq unités du National Park Service du nord de Alaska. En 2050, une époque où les températures dans cette partie de l’Alaska devraient être plus chaudes de 2°C que maintenant, 89% des terres devraient avoir du permafrost sous la surface de leur sol. À la fin du siècle, seules 36% de terres auront du pergélisol.
Source: Alaska Dispatch News.

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drapeau-anglaisScientists of the permafrost laboratory at the University of Alaska Fairbanks said at a conference of the American Geophysical Union annual meeting in San Francisco that North Slope permafrost in Alaska is warming far more rapidly than previously anticipated.
In the late 1980s, the mean annual temperature of the top layer of permafrost in that region of Alaska along the Arctic Ocean was -8°C. This year, it was -3°C, and has been even warmer and closer to the thaw level in some recent measurements. Three decades of records from the North Slope show that permafrost temperatures closely track air temperatures.
Just how much will thaw in the future, and how much ground will sink as a result of thaw, depends on the degree of climate change through the rest of the 21st century. New projections show that reductions in carbon dioxide could save North Slope permafrost. Should carbon emissions continue to rise at current rates, widespread warming of the permafrost will also increase dramatically. Under what is known as the Representative Concentration Pathway (RCP 8.5 scenario) – considered the reference model – the result will be that on more than two-thirds of the North Slope region by the end of the century, mean annual temperature at two meters’ depth will be about zero degrees Celsius. Under that scenario, large sections of land will be thawed throughout the year, a type of soil known as talik. Correspondingly, land over most of the area will slump, with large sections subsiding by several meters.
But under a scenario known as RCP 4.5 – a projection that assumes a leveling off of carbon emissions by about mid-century and a lower level of global warming through 2100 – the permafrost remains largely stable. There will be ground sinking across nearly all of the North Slope area under the RCP 4.5 scenario, but most of it will be no deeper than 20 centimeters.
The warming caused by global carbon emissions is not the only factor causing North Slope permafrost to warm and edge toward thaw. Oil field development – particularly gravel pads used for oil operators – exacerbates the warming of permafrost.
For the oil industry, the expected thaw and land slumping mean new challenges. Development to date was based on past permafrost conditions, with cold and solid ground. In the future, the industry will face problems as the ground warms. There are some engineering solutions to fix it, but these solutions will be more and more expensive
In the first decade of the 21st century, permafrost covered 99% of the five National Park Service units across northern Alaska. By 2050, a time when temperatures in that part of Alaska are expected to be 2 degrees Celsius warmer than now, 89% of the land is expected to have permafrost beneath the current active soil layer. By the end of the century, only 36% will have permafrost.
Source: Alaska Dispatch News.

Drunken-forest

Les « drunken forests », forêts ivres des hautes latitudes, sont les témoins de la fonte du permafrost. Les racines des arbres ne sont plus maintenues en place par le sol gelé.  (Photo: C. Grandpey)

Le dégel du permafrost: un danger pour la planète!

Bien que ce ne soit pas lié au monde des volcans, j’aimerais m’attarder à nouveau sur le réchauffement climatique et ses effets sur notre environnement.

Il y a quelques jours, l’Anchorage Daily News, quotidien très populaire en Alaska, a publié un article consacré à la fonte du permafrost (ou pergélisol), phénomène auquel sont très sensibles les contrées nordiques. Lorsque l’on voyage en Alaska ou dans le Yukon, on s’aperçoit très vite des conséquences de sa fonte sur les infrastructures routières, avec de longues balafres qui rendent parfois la conduite délicate (voir ma note du 16 septembre 2011). Il y a deux ans, Nicolas Vanier (Le Dernier Trappeur) me confiait qu’il avait vu des forêts « s’effondrer » en Sibérie car le sol gelé n’était plus là pour les maintenir à la verticale.

L’article de l’Anchorage Daily News attire l’attention des lecteurs sur un autre aspect de la fonte du pergélisol : les émanations gazeuses. En effet, les chercheurs ont commencé récemment à mesurer les émissions de méthane (CH4) et de gaz carbonique (CO2) provoquées par la fonte du permafrost et ils se sont aperçus que les quantités – non encore prises en compte lors des réunions internationales sur le réchauffement climatique – étaient bien supérieures à ce qui avait été estimé jusqu’alors.

Le permafrost – sol qui reste gelé pendant au moins deux années d’affilée – recèle de vaste quantités de matière végétale en décomposition. Au moment du dégel, cette matière libère du CO2 et, encore plus inquiétant, du CH4. Le réchauffement global de la planète provoque un effet cyclique : au cours du réchauffement de la Terre, les températures plus élevées sont une menace pour le permafrost qui va fondre et libérer ces mêmes gaz à effet de serre qui contribuent au réchauffement de la Terre.

Il est donc urgent que la communauté internationale prenne en compte l’impact du permafrost et les émissions de CO2 et CH4 lors des réunions sur le changement climatique. Les chercheurs américains ont démontré que le permafrost présent à la surface de la Terre contient 1700 gigatonnes de carbone sous forme de matière organique gelée (une gigatonne est équivalent à un milliard – 109 tonnes). Cela représente deux fois la quantité de carbone actuellement présente dans l’atmosphère ! On réalise donc l’impact que les gaz libérés lors du dégel du  permafrost pourraient avoir dans les années à venir en cas d’accélération du phénomène.

Le rapport des chercheurs recommande par ailleurs aux nations où le permafrost est très répandu (Etats Unis, Canada, Chine et Russie) de créer des réseaux de surveillance et de mettre au point des plans afin d’atténuer les dégâts occasionnés par le dégel du pergélisol, en particulier dans les régions les plus exposées. En Alaska par exemple, des entreprises, des routes ainsi que des infrastructures gazières et pétrolières ont été construites sur des zones où le sol était gelé en permanence, donc très stable. Si ce sol vient à dégeler, ces structures peuvent s’effondrer. Actuellement, les responsables des routes du Yukon essayent de mettre au point des techniques qui permettraient de limiter les dégâts causés par le dégel du permafrost.

Drunken-forest

Exemple de « forêt ivre » (« drunken forest ») où les arbres ne sont plus maintenus en place par le permafrost

[Crédit photo:  NOAA)