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Le dégel du permafrost bouleverse l’Arctique (1ère partie)// Thawing permafrost disturbs Arctic (part one)

Au cours de ma conférence « Glaciers en péril », j’insiste sur l’impact du réchauffement climatique sur le pergélisol de l’Arctique dont le dégel bouleverse les paysages et la vie des habitants de cette partie du monde. Un article paru dans The Conversation développe tous ces aspects et résume bien la situation.

 

Terres recouvertes par le permafrost (Source: NASA)

Lors de mes voyages en Alaska, j’ai pu observer plusieurs éléments révélateurs du dégel du pergélisol. De nombreuses routes sont en mauvais état et certaines d’entre elles sont même gondolées. Certains bâtiments ont été construits sur pilotis pour permettre une meilleure circulation de l’air et ralentir le dégel du sol. Dans la nature, on voit parfois des « forêts ivres » car les racines des arbres ne sont plus maintenues par le sol gelé. Partout dans l’Arctique, de grands lacs, de plusieurs kilomètres carrés, ont également disparu en l’espace de quelques jours.

Photos: C. Grandpey

Photo: The Siberian Times

À mesure que les sols gelés se réchauffent, ils se déstabilisent, défaisant et révélant un tissu qui a façonné ces écosystèmes dynamiques au fil des millénaires. Sous la surface, lorsque le sol dégèle, les microbes commencent à se nourrir de matière organique qui a séjourné dans les sols gelés pendant des millénaires. Ces microbes libèrent du dioxyde de carbone et du méthane, de puissants gaz à effet de serre. Lorsque ces gaz s’échappent dans l’atmosphère, ils réchauffent encore plus le climat, créant une boucle de rétroaction.

La disparition de grands lacs, d’une superficie de plusieurs kilomètres carrés, est l’un des exemples les plus frappants de la transition subie ces dernières années par les paysages arctiques. Les lacs se vident latéralement à mesure que se développent des canaux de drainage plus larges et plus profonds, ou verticalement par l’intermédiaire de taliks, couches de sol dégelé durant toute l’année, qui se trouvent au milieu d’une zone de pergélisol, et qui favorisent l’évacuation de l’eau de ces lacs. On a maintenant la preuve que les eaux de surface dans les régions de pergélisol sont en train de se réduire. Le phénomène s’accentue avec les saisons estivales plus chaudes et plus longues. Les drainages de lacs les plus catastrophiques ont été observés au cours des cinq dernières années dans le nord-ouest de l’Alaska. La disparition des lacs dans toutes les zones de pergélisol est susceptible d’affecter les moyens de subsistance des communautés autochtones.

Le dégel et la disparition du pergélisol provoquent également des affaissements de pans de montagnes et des glissements de terrain à un rythme croissant dans l’Arctique russe et nord-américain, avec des glissements de sol, de plantes et de débris.
Une nouvelle étude réalisée dans le nord de la Sibérie a révélé que les surfaces terrestres ainsi déstabilisées ont augmenté de plus de 300 % au cours des deux dernières décennies. D’autres études sont arrivées à des conclusions similaires dans le nord et le nord-ouest du Canada.

Glissement de terrain dans le sol arctique (Crédit photo: CNRS)

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

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During my conference « Glaciers at risk », I insist on the impact of global warming on the permafrost in the Arctic whose thawing is upsetting the landscapes and the lives of people in that part of the world. An article released in The Conversation develops all these aspects and gives a good summary of the situation.

When I travelled in Alaska, I could observe several features revealing the thawing of the permafrost. Many roads are in bad repair and some of them are even undulating. Some buildings have been built on stilts to allow a better circulation of the air beneath them and slow down the thawing of the frozn ground. In nature, one sometimes sees ‘drunken forests’ as the roots of the trees are no longer mainteined by the frozen ground. Across the Arctic, massive lakes, several square miles in size, have also disappeared in the span of a few days.

As the frozen soils warm, the ground destabilizes, unraveling the fabric that has shaped these dynamic ecosystems over millennia. Under the surface, when the ground thaws, microbes begin feasting on organic matter in soils that have been frozen for millennia. These microbes release carbon dioxide and methane, potent greenhouse gases. As those gases escape into the atmosphere, they further warm the climate, creating a feedback loop.

The disappearance of large lakes, multiple square kilometers in size, is one of the most striking examples of recent patterns of northern landscape transitions. The lakes are draining laterally as wider and deeper drainage channels develop, or vertically through taliks, where unfrozen soil under the lake gradually deepens until the permafrost is penetrated and the water drains away. There is now overwhelming evidence indicating that surface water across permafrost regions is declining. The phenomenon increases with warmer and longer summer seasons. The highest rates of catastrophic lake drainage were observed over the past five years in northwestern Alaska. The disappearance of lakes across the permafrost extent is likely to affect the livelihoods of Indigenous communities.

The thaw and collapse of buried glacial ice is also causing hillsides to slump, with landslides at increasing rates across the Russian and North American Arctic, sending soil, plants and debris downslope.

One new study in northern Siberia found that the disturbed land surfaces increased over 300% over the past two decades. Other studies reached similar conclusions in northern and northwestern Canada.

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

Nouvel effondrement dans les Alpes

Un glissement de terrain impressionnant s’est produit ces derniers jours sur la face est du Mont Rose, dans la zone de Punta Tre Amici. L’événement a touché tout un flanc de montagne. La masse de débris a d’abord atteint le lac Locce et ensuite l’Alpe Pedriola. Heureusement, l’effondrement s’est produit pendant la nuit et n’a impliqué personne. L’éboulement a également atteint la partie supérieure des pentes du Belvédère, les recouvrant d’une couche de poussière brune. Il est fortement déconseillé dans les prochains jours de se diriger vers l’Alpe Pedriola car les effondrements se poursuivent.

Comme l’indique le géomorphologue Ludovic Ravanel sur Facebook, cet événement vient clore ou poursuivre une impressionnante série de déstabilisations dans les Alpes occidentales cet automne. Il y a en particulier eu une déstabilisation de terrain au Mont Pourri, en Vanoise, qui a mis en marche plus de 700 000 m3 de matériaux en novembre. On observe en ce moment une inversion des températures en montagne, avec des températures inédites mesurées dans les parois. On aboutit donc à une dégradation du permafrost qui ne joue plus son rôle de ciment, ce qui facilite grandement les effondrements et autres glissements de terrain.

Image extraite d’une vidéo publiée sur les réseaux sociaux

Nouvelle découverte en Sibérie // New discovery in Siberia

Avec le dégel du permafrost, on découvre de plus en plus d’animaux préhistoriques en Sibérie. Ainsi, des chercheurs ont exhumé un jeune mammouth dont les restes, remarquablement bien conservés, sont en cours d’analyse après plus de 50 000 ans dans le sol.
L’animal, qui ressemble à un éléphanteau, a été découvert dans le cratère de Batagaika, une immense dépression de plus de 80 mètres de profondeur qui s’élargit en raison de la hausse des températures.
La carcasse, qui pèse plus de 110 kg, a été ramenée à la surface sur une civière improvisée. Le mammouth avait probablement un peu plus d’un an lorsqu’il est mort, mais des analyses permettront aux scientifiques de le confirmer avec plus de précision. Le fait que sa tête et sa trompe soient intactes est particulièrement inhabituel. En général, la partie qui dégèle en premier, notamment la trompe, est souvent mangée par des prédateurs ou des oiseaux. Ici, même si les membres antérieurs ont déjà été mangés, la tête est remarquablement bien conservée.
Le mammouth est la dernière d’une série de découvertes spectaculaires dans le permafrost russe. Le mois dernier, des scientifiques de la République de Sakha (ou Iakoutie) ont exposé les restes d’un minuscule félin à dents de sabre, vieux de 32 000 ans, tandis qu’au début de cette année, une carcasse de loup vieille de 44 000 ans a été découverte.
Source : Reuters via Yahoo News.

Crédit photo : Lazarev Mammoth Museum Laboratory de Yakutsk

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With the thawing of permafrost, more and more discoveries of prehistoric animals are made in Siberia. Researchers have unearthed a juvenile mammoth whose remarkably well-preserved remains are being tested after more than 50,000 years in the ground.

The creature, resembling a small elephant with a trunk, was recovered from the Batagaika crater, a huge depression more than 80 metres deep which is widening as a result of the rising temperatures.

The carcass, weighing more than 110 kg, was brought to the surface on an improvised stretcher. The mammoth was probably a little over a year old when it died, but tests will enable the scientists to confirm this more accurately. The fact that its head and trunk have survived Is particularly unusual. As a rule, the part that thaws out first, especially the trunk, is often eaten by modern predators or birds. Here, even though the forelimbs have already been eaten, the head is remarkably well preserved.

The mammoth is the latest of a series of spectacular discoveries in the Russian permafrost. Last month, scientists in Sakha – or Yakutia – showed off the 32,000-year-old remains of a tiny sabre-toothed cat cub, while earlier this year a 44,000-year-old wolf carcass was uncovered.

Source : Reuters via Yahoo News.

Réchauffement climatique : cratères d’explosion dans la toundra // Global warming : explosion craters in the tundra

Un chapitre de ma conférence « Glaciers en péril » est consacré au dégel du permafrost dans l’Arctique. J’explique que cette situation peut conduire à des phénomènes étranges comme les cratères découverts il y a une dizaine d’années en Sibérie. Au début, les gens se demandaient ce qui avait pu les provoquer. Toutes sortes d’hypothèses ont été émises, y compris des théories sur les extraterrestres. Certains cratères sont impressionnants et assez profonds pour contenir un immeuble de 15 étages. Les scientifiques ont observé le premier cratère en 2014 et en ont découvert une vingtaine d’autres dans les années qui ont suivi.
Il était évident, dès le début, que ces cratères étaient causés par des explosions dans le sous-sol. Leur cause est vite devenue un sujet de débat, mais tout le monde était d’accord pour dire que ce type de cratères d’explosion était rare et ne se formait que dans des conditions géologiques spécifiques. Il était également clair que ces puissantes explosions étaient liées au réchauffement climatique. Donc, comme la planète continue de se réchauffer, d’autres cratères allaient probablement apparaître. Lorsque les explosions se produisent, elles libèrent dans l’atmosphère du méthane, un gaz à effet de serre extrêmement puissant, qui contribue à son tour au réchauffement climatique.
On rencontre ces cratères dans des régions du monde recouvertes de pergélisol, comme la Sibérie et le nord du Canada, là où le sol est gelé en permanence depuis des millénaires. À mesure que la température de la planète augmente, des poches de pergélisol dégèlent partout dans le monde. Cela a permis la découvertes de mammouths et d’autres animaux préhistoriques.
Des concentrations de méthane sont piégées profondément sous terre dans le pergélisol dans des hydrates de méthane, c’est à dire des composés solides, résultat de la cristallisation d’un mélange d’eau et de méthane sous certaines conditions de température et de pression. Les chercheurs s’accordent largement à dire que lorsque ces hydrates sont endommagés, ils libèrent du méthane. C’est ce qui, très probablement, a déclenché les explosions en Sibérie.
Les scientifiques ne savent pas comment les hydrates peuvent être endommagés. Au début, ils pensaient que le réchauffement du pergélisol, résultant du réchauffement de l’Arctique, pouvait à terme déstabiliser la couche d’hydrates et libérer ainsi du méthane explosif, mais aucun modèle physique n’a été présenté pour expliquer cette hypothèse. De plus, les scientifiques ont découvert qu’il faudrait des siècles pour que ce processus déclenche une explosion, alors que l’Arctique ne s’est considérablement réchauffé que depuis quelques décennies.
Cela signifie que quelque chose d’autre s’est produit. Les scientifiques ont trouvé la pièce manquante de leur puzzle en passant au peigne fin les études géologiques du passé. Elles avaient identifié des cryopegs, juste au-dessus des hydrates de méthane en Sibérie. Un ‘cryopeg‘ est une couche de sol non gelé, mais faisant partie du pergélisol, dans laquelle la congélation est empêchée par une dépression du point de congélation due à la teneur en solides dissous de l’eau interstitielle. Normalement, les cryopegs sont stables, mais les chercheurs ont réalisé que la chaleur de l’été était susceptible de menacer cette stabilité. En été, le sol dégèle et, selon les scientifiques, cette eau de fonte serait ensuite attirée vers les cryopegs par osmose, autrement dit en suivant le même processus qui permet à l’eau de grimper, en faisant fi de la gravité, dans les plantes hautes.
Toujours selon les chercheurs, l’eau de fonte augmente la pression à l’intérieur des cryopegs. Cette pression fissure le sol vers la surface, ce qui déclenche une inversion drastique de pression. C’est ce changement de pression qui endommagerait les hydrates de méthane et déclencherait une explosion.
La Sibérie aura probablement davantage de cratères d’explosion dans les années à venir avec la hausse des températures dans le monde. C’est un problème car le méthane libéré par ces explosions est un gaz à effet de serre extrêmement puissant.
On ne sait pas exactement quelle quantité de méthane est libérée par ces explosions, mais si l’on se place dans le contexte global du réchauffement climatique, cette quantité est minime. Le dégel du pergélisol est un problème beaucoup plus important car il contient des concentrations non seulement de méthane mais aussi de dioxyde de carbone qui sont libérées dans l’atmosphère lorsqu’il dégèle.
Source : Business Insider via Yahoo News.

Cratères d’explosion en Sibérie (Crédit photo: The Siberian Times)

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A chapter of my conference « Glaciers at risk » is dedicated to the thawing of the permafrost in the Arctic. I explain that this situation may lead to strange phenomena like the craters that were discivered about ten years ago in Siberia. At the beginning, people wondred what could have caused them to happen. All sorts of hypotheses were released, including theories about aliens. Some of them are are giant craters, deep enough to fit a 15-story building. Scientists observed the first crater in 2014 and have found about 20 more in the years since.

It was clear from the beginning that the craters were caused by some type of explosion deep underground. What’s triggering the explosions became a topic of debate but it became obvious thzt these types of exploding craters were rare and only formed under specific geologic conditions. It was also clear that these massive eruptions were linked to global warming, and as the planet continues to warm, more craters will likely erupt. When the explosions happen, they release methane, a highly potent greenhouse gas into the atmosphere, which in turn contributes to global warming.

The craters are found in regions of the world covered with permafrost, like Siberia and northern Canada where the soil has been permanently frozen for millennia. As global temperatures climb, pockets of permafrost are thawing worldwide. This has led to some spectacular discoveries of mammoths and other prehistoric animals.

Concentrated amounts of the highly explosive greenhouse gas methane are trapped deep underground in the permafrost in ice-like solids called methane hydrates. Researchers widely agree that when these hydrates are damaged, they release methane gas, which is what is triggering the explosions in Siberia.

How the hydrates are damaged, though, is less clear. Initial theories suggested that warming permafrost, as a result of the warming Arctic, could ultimately destabilize the hydrate layer, releasing explosive methane gas. But no physical model was presented to explain this hypothesis. Scientists found that it would take centuries for the process to trigger an explosion, whereas the Arctic had only been significantly warming over decades.

This means something else was happening or magnifying this effect. Scientists found the missing piece to their puzzle when they scrutinized past geological surveys that had identified pools of liquid water, called cryopegs, just above the methane hydrates in Siberia. A cryopeg is a layer of unfrozen ground that is perennially cryotic (forming part of the permafrost), in which freezing is prevented by freezing-point depression due to the dissolved-solids content of the pore water. Normally, the cryopegs are stable, but the researchers realized that the summer would threaten this stability. In summer, frozen soil at the surface thaws. That meltwater is then pulled down toward the cryopegs via osmosis, the same process that helps water climb against gravity through tall plants.

The meltwater increases the pressure inside the cryopegs. That pressure cracks the soil leading to the surface, which triggers a drastic reverse in pressure. And that pressure change is what damages the methane hydrates, triggering an explosion.

Siberia will likely have more explosive craters in the coming years as global temperatures continue to warm. This a problem because the methane these explosions release is a highly potent greenhouse gas.

It’s unclear exactly how much methane these explosions release, but in the global climate change, they are a small matter. Thawing permafrost is a larger concern because it contains concentrations of not only methane but also carbon dioxide that is released into the atmosphere when it thaws.

Source : Business Insider via Yahoo News.