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Le rôle des petits glaciers dans les écosystèmes // The part played by small glaciers in the ecosystems

Selon une étude de l’Université de Fairbanks, les petits glaciers qui s’accrochent aux hautes pentes des montagnes en Alaska et ailleurs dans le monde semblent jouer un rôle important au niveau des aquifères et des systèmes fluviaux loin de la mer.
L’étude porte sur les glacier Jarvis et Gulkana, dans l’est de l’Alaska, et les torrents qui s’en échappent. Le glacier Jarvis donne naissance au ruisseau du même nom qui s’écoule ensuite dans la Tanana River, qui alimente à son tour le fleuve Yukon.

Comparé aux grands glaciers côtiers spectaculaires qui attirent les navires de croisière, le glacier Jarvis est minuscule et, comme les autres glaciers, il fond et recule. La couverture glaciaire dans le bassin versant de la Tanana River a diminué de 12% entre 1950 et 2010. Le glacier Jarvis a reculé d’environ 1,7 km entre 1949 et 2015, et ces dernières années il s’est considérablement aminci. Le glacier Gulkana Glacier a lui aussi perdu de son épaisseur.
L’accélération de la fonte des deux glaciers représente 15% à 28% du débit annuel du torrent Jarvis. Cependant, seulement environ la moitié de cette eau atteint le confluent de ce torrent avec un autre cours d’eau. L’autre moitié s’infiltre dans le sol et alimente la nappe phréatique avant de rejoindre les rivières plus en aval comme la Tanana River et, finalement, le fleuve Yukon.
Dans sa conclusion, l’étude fait remarquer que les glaciers de montagne dans les hautes latitudes représentent une source souvent oubliée de contribution aux rivières subarctiques et à la recharge des nappes phréatiques. La découverte que la fonte de glacier contribue à recharger les nappes phréatiques de la région a des implications pour d’autres régions du globe où l’on rencontre des montagnes arides avec des glaciers de haute altitude.
En raison du réchauffement climatique, la quantité d’eau produite par le glacier Jarvis est temporaire. Au bout du compte, le glacier et ses eaux de fonte vont disparaître, tout comme les autres glaciers de montagne dont certains sont si petits qu’ils n’ont même pas de noms. De tels petits glaciers ont été sous-estimés quant à leur rôle dans l’écosystème. Ainsi, en Alaska, leur impact sur le saumon est intéressant. Les eaux de source, lorsqu’elles sortent dans les lits des rivières, s’écoulent librement, même en hiver, alors que la surface des rivières gèle rapidement. Ces eaux souterraines donnent naissance à des zones plus chaudes dans les rivières, et les saumons les fréquentent au moment de la fraie. L’écosystème connaîtra donc de grands changements lorsque les glaciers ne pourront plus alimenter les nappes phréatiques.
Les auteurs de l’étude indiquent que cette nouvelle situation pourrait malgré tout avoir des effets bénéfiques pour les personnes. La réduction de l’eau souterraine d’origine glaciaire pourrait permettre aux cours d’eau de geler plus rapidement et donc de faciliter les déplacements.
Source: Alaska Dispatch News.

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According to a University of Alaska Fairbanks-led study, the small and sometimes patchy glaciers that cling to high mountain slopes in Alaska and elsewhere in the world appear to be big players in groundwater and river systems far from the sea.

The study focused on Jarvis Glacier in the eastern Alaska Range, the nearby Gulkana Glacier and the points downstream from them. Jarvis Glacier feeds into Jarvis Creek which then flows into the Tanana River, which feeds the Yukon River.

Compared to the big coastal glaciers that draw cruise ship sightseers, Jarvis Glacier is tiny. And like other glaciers, it is shrinking. Glacial coverage in the Tanana River watershed decreased by 12 percent from 1950 to 2010. Jarvis Glacier receded about 1.7 km from 1949 to 2015, and in recent years has thinned dramatically. Gulkana Glacier is also thinning.

The glaciers’ accelerated melt accounts for 15 percent to 28 percent the annual flow in Jarvis Creek. However, only about half of the streamflow comes out of the mouth end of the creek. About half filters down into an aquifer, flowing through the soil and then into lowland rivers like the Tanana and, ultimately, the Yukon.

The study concludes by saying that high-latitude mountain glaciers represent an overlooked source to subarctic river discharge and aquifer recharge. The discovery that glacial melt is recharging the area’s aquifer has implications for other arid mountain regions with high-altitude glaciers.

Due to global warming and glacier melting, the big flow of water from Jarvis Glacier is temporary. Ultimately, Jarvis Glacier and the meltwater it produces will disappear, as will similar mountain glaciers, some of them so small that they don’t even have names. Such small mountain glaciers have been under-appreciated, and so has their role in the ecosystem. In Alaska, their impact on salmon is interesting. Groundwater, when it springs up into the beds of the rivers, is free-flowing, even in winter, when the rivers’ surfaces are frozen fast. The groundwater seeps are warm spots in the rivers, and salmon use them to spawn. So there will be big changes in the ecosystem when glaciers are no longer able to contribute to the aquifers.

On the other hand, the author of the study indicated there might be some beneficial effects to people. Reductions in glacial-fed groundwater might leave the rivers more solidly frozen and safer for travel.

Source : Alaska Dispatch News.

Exemples de petits glaciers en Alaska (Photo: C. Grandpey)

 

 

Futur bouleversement des écosystèmes en Antarctique // Future upheaval of Antarctica’s ecosystems

Une nouvelle étude publiée dans la revue Nature révèle qu’avec le changement climatique qui entraîne une fonte et une réduction de la glace en Antarctique, de nouveaux habitats vont probablement commencer à s’ouvrir à la vie sauvage à travers ce continent. Si cela peut sembler une aubaine pour les plantes, les microbes, les oiseaux et d’autres organismes, les auteurs de l’étude font remarquer que ce n’est pas nécessairement une bonne chose pour l’écosystème fragile de l’Antarctique.
Au fur et à mesure qu’un plus vaste espace dépourvu de glace s’ouvre à travers l’Antarctique, des espèces qui étaient autrefois isolées peuvent commencer à se propager et à entrer en contact les unes avec les autres. Comme ils seront de plus en plus en compétition pour accéder à la nourriture, certains organismes deviendront majoritaires tandis que d’autres seront amenés à disparaître.
Même si l’Antarctique est un continent en grande partie recouvert de glace, des zones exemptes de glace, comme les sommets des montagnes, les falaises, les vallées et les îles, existent déjà et leur taille peut varier de 2 kilomètres carrés à des centaines de kilomètres carrés. Ces zones peuvent être séparées de quelques mètres, de dizaines ou de centaines de kilomètres. Elles peuvent héberger diverses espèces de végétation, de microbes, de vers ou d’insectes et d’autres petits organismes, et peuvent également servir de lieux de reproduction à des animaux comme les phoques et les oiseaux de mer. Ces espèces se sont parfaitement adaptées aux conditions extrêmes dans lesquelles elles vivent. Certaines d’entre elles peuvent rester en sommeil pendant une grande partie de l’année. D’autres ont pu développer des facultés d’adaptation spécifiques qui leur permettent de survivre dans des conditions extrêmes avec des vents forts, peu d’eau ou des températures très basses. En outre, certaines espèces ne se trouvent que dans des secteurs très spécifiques. D’autres peuvent être plus répandues à travers le continent, mais peuvent avoir développé différentes facultés adaptation dans différents domaines.
Selon la nouvelle étude, il y a actuellement très peu de recherches sur la façon dont le changement climatique et la fonte de la glace en Antarctique peuvent affecter les formes de vie qui s’y trouvent. L’étude explique que ces facteurs sont susceptibles de provoquer des changements profonds dans la biodiversité de ce continent. L’équipe de chercheurs a mis au point un modèle avec deux trajectoires climatiques hypothétiques pour faire des projections sur les conséquences de la fonte de glace en Antarctique: un premier scénario prend en compte des émissions constantes de gaz à effet de serre et des changements climatiques profonds, tandis qu’un deuxième scénario est un peu plus optimiste.
Les chercheurs ont constaté que la Péninsule Antarctique, l’une des zones où le réchauffement climatique est le plus sensible, subira probablement les changements les plus significatifs au cours du reste de ce siècle. En fonction des deux scénarios climatiques analysés, le modèle montre que le continent antarctique aura probablement une zone dépourvue de glace qui s’étendra sur une surface de 2 000 kilomètres carrés à plus de 17 000 kilomètres carrés d’ici l’an 2100 ; plus de 85% de cette zone se trouveront dans le nord de la Péninsule Antarctique. Il y aura certes plus de zones dépourvues de glace, mais des zones dépourvues de glace qui étaient jusqu’alors isolées vont commencer à fusionner, ce qui signifie que des populations d’organismes précédemment isolées entreront probablement en contact les unes avec les autres.
Ces changements auront des conséquences positives et négatives pour les espèces antarctiques indigènes. D’une part, une zone plus grande dépourvue de glace signifie un habitat plus vaste pour les plantes et les animaux. En revanche, l’expansion de cet habitat peut également conduire à la propagation d’espèces envahissantes, souvent moins spécialisées que les organismes indigènes et mieux équipées pour s’octroyer les ressources en nourriture, d’autant plus que les conditions climatiques deviendront plus douces et plus favorables.
Les humains ont déjà introduit sans le vouloir plusieurs espèces exogènes en Antarctique en débarquant des navires ou des avions, que ce soit lors de missions industrielles ou de recherche. Des espèces d’insectes envahissantes, comme les moucherons et les coléoptères, se sont déjà installées sur certaines îles de l’Océan Austral. Les études nous apprennent qu’une herbe invasive, le pâturin annuel – Poa annua–  est susceptible d’entrer en compétition avec les espèces indigènes de la région. Les chercheurs ajoutent que même les espèces indigènes pourraient commencer à rivaliser les unes avec les autres lorsqu’elles entreront en contact pour la première fois.
L’étude conclut en affirmant qu’il ne faut pas penser que l’Antarctique est un monde clos et immobile qui ressemblera toujours à ce qu’il est actuellement.
Source: The Washington Post.

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A new study published in the journal Nature reveals that as climate change continues to cause massive melting and ice loss in Antarctica, new habitats may begin to open up for wildlife across the continent. But while that may sound like a boon for plants, microbes, birds and other organisms, the researchers caution that this is not necessarily a good thing for the fragile Antarctic ecosystem.

As more ice-free space opens up across the continent, previously isolated species may begin to spread out and come in contact with each other. And as they are increasingly forced to compete for resources, some organisms may emerge dominant, and others may start to disappear.

While Antarctica is a largely frozen continent, isolated ice-free areas such as mountaintops, cliffs, valleys and islands are already scattered across the region, and may range in size from 2 square kilometres to hundreds of square kilometres. They may be separated by a few metres or tens or hundreds of kilometres. These areas can be home to various species of vegetation, microbes, worms or insects and other small organisms, and may also serve as breeding grounds for animals like seals and seabirds. These species tend to be highly specialized for the extreme conditions in which they live. Some of them may be dormant throughout much of the year. Others may have developed specific adaptations that allow them to survive in conditions with high winds, little water or extreme low temperatures. Additionally, some species are found only in very specific areas. Others may be more widespread across the continent, but may have developed different adaptations in different areas.

According to the new study, there has been very little research so far on how climate change and ice melt in Antarctica may affect the life-forms it hosts. The study suggests that, in fact, these influences have the potential to cause profound changes in Antarctic biodiversity. The team of researchers used a model to make projections of future Antarctic ice melt under two hypothetical climate trajectories: a scenario which assumes unabated greenhouse gas emissions and high levels of future climate change, and a slightly more moderate scenario.

The researchers found that the Antarctic Peninsula, one of the most rapidly warming areas on the continent, will likely suffer the most extreme changes through the rest of this century. Between the two climate scenarios considered, the model suggests that Antarctic continent may see anywhere from 2,000 square kilometres to more than 17,000 square kilometres in new ice-free area opening up by the year 2100, with more than 85 percent of this area emerging on the North Antarctic Peninsula. There will not only be more ice-free areas, but previously isolated ice-free zones may begin to merge with one another, meaning that populations of organisms that were previously isolated could begin to come into contact.

These changes could come with good and bad consequences for native Antarctic species. On the one hand, more ice-free area means more habitat space for plants and animals. On the other hand, the expanding habitat area could also lead to the spread of invasive species, which are often less specialized than native Antarctic organisms and better equipped to compete for resources, especially as conditions grow milder and more favourable in Antarctica.

Humans have already inadvertently carried multiple non native species down to Antarctica from other parts of the world on ships or planes, either through industrial or research voyages. Invasive insects, such as midges and beetles, have already established themselves on certain islands in the Southern Ocean. Studies suggest that an invasive meadow grass, called Poa annua, is already showing signs that it could begin to out-compete native species in the region. The researchers add that even native species could begin to compete with each other as they come into contact for the first time.

The study concludes by saying that we should not think of Antarctica as being hermetically sealed and it must always look like it does now.

Source : The Washington Post.

La Péninsule Antarctique subit de plein fouet les effets du réchauffement climatique (Source: Wikipedia)

Une ruée vers l’or au fond des océans // A gold rush at the bottom of the oceans ?

Des tests sont en cours pour extraire des ressources du plancher océanique afin de répondre à la demande mondiale en métaux.
On sait depuis longtemps qu’il y a probablement des quantités importantes de métaux cachés dans les profondeurs des océans. Selon les scientifiques rassemblés lors de la dernière réunion annuelle de l’Association américaine pour la promotion de la science (AAAS), l’exploitation minière pourrait être la seule façon de répondre à cette demande en métaux qui ne fait que croître année après année.
On estime que la demande mondiale en métaux tels que le fer et le cuivre pourrait tripler ou même quadrupler d’ici à 2050. La question est de savoir s’il y a suffisamment de minerais sur Terre pour répondre à cette demande et on commence à assister une véritable ruée vers l’or de nos océans. L’ International Seabed Authority, qui gère les fonds marins, a émis 27 contrats de prospection de métaux en haute mer. Les prospecteurs recherchent un certain nombre de minerais comme les nodules de manganèse qui sont de la taille d’un poing et recouvrent en général des étendues plates du plancher océanique. Ces mêmes prospecteurs recherchent également des dépôts de sulfures polymétalliques que l’on rencontre autour des bouches hydrothermales – comme les ‘fumeurs noirs’ – le long des dorsales océaniques.
De nombreux pays explorent actuellement leurs propres eaux territoriales avec acharnement dans l’espoir d’y trouver des métaux. Les machines capables d’extraire des nodules de manganèse ont déjà été construites et testées. Celles pour l’extraction des gisements de sulfures polymétalliques sont opérationnelles. Cependant, aucune extraction n’a encore eu lieu sur le terrain océanique. Les machines sont des prototypes qui ont subi des essais préliminaires en eau peu profonde, mais cette technologie d’extraction n’a pas encore été testée dans les profondeurs océaniques.
Tout le monde est d’accord pour dire que les gisements de nodules de manganèse sont très prometteurs. Dans la zone de Clarion-Clipperton, entre Hawaï et le Mexique, on estime qu’il y a 20 à 30 milliards de tonnes de nodules de manganèse et on sait qu’ils contiennent suffisamment de nickel et de cobalt pour satisfaire la demande mondiale pendant des décennies.
Il y a environ quatre ou cinq ans, on estimait que les ressources en sulfures polymétalliques au fond des océans atteignaient 600 millions de tonnes. Après réexamen, le chiffre est passé à 6 milliards de tonnes. La plupart se trouvent dans des parties des océans qui n’ont pas été encore bien explorées. L’exploration s’est en effet limitée à la bande formée par les dorsales océaniques. Le problème est que plus on s’éloigne d’une dorsale, plus le sédiment est profond. A 10 km de la dorsale, on se trouve probablement confronté à une dizaine de mètres de sédiments pélagiques, voire plus. On peut imaginer qu’à une centaine de kilomètres de la dorsale, l’exploitation des ressources deviendrait très compliquée, ou même impossible. Une autre question est de savoir, une fois les ressources découvertes, comment on fera pour les récupérer.
Au-delà de ce problème pratique, il y a aussi des préoccupations environnementales et les perturbations occasionnées aux écosystèmes. De nouvelles recherches ont montré que ces écosystèmes prennent beaucoup de temps pour se rétablir après avoir subi une perturbation.
Source: Chemistry World.

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Tests are underway to extract resources from the ocean floor to meet the world’s growing demand for metals.

It has been known for quite a long time that there may be significantly large amounts of metals hidden in the deep sea. According to experts at a recent annual meeting of the American Association for the Advancement of Science (AAAS), mining them could be the only way to meet the growing demand.

Estimates indicate that worldwide demand for resources such as iron and copper could treble or even quadruple by 2050. The question is to know whether there are adequate resources on land to meet this demand, and these pressures are currently driving a deep sea ‘gold rush’. The International Seabed Authority has issued 27 contracts to prospect for metals in the deep sea. The prospectors will be searching for a number of metals including manganese nodules which are about the size of a human fist and tend to occur on flat expanses of the ocean floor. They will also be looking for polymetallic massive sulphide deposits which are precipitated around hydrothermal vents at mid-ocean ridges.

Many countries are now aggressively exploring their own territorial waters in the search for metals. The machines for mining manganese nodules have already been built and tested. Those for mining polymetallic sulphide deposits are ready to go. However, there is no actual extraction yet taking place. The machines are prototypes that have undergone preliminary testing in shallow water, but this extraction technology has not yet been applied in a deep sea setting.

The consensus is that manganese nodules hold significant promise. In the Clarion–Clipperton zone, found between Hawaii and Mexico, there is an estimated 20 to 30 billion tons of manganese nodules. They are known to contain enough nickel and cobalt to satisfy global demand for those two metals for decades.

About four or five years ago, it was estimated that deep ocean polymetallic massive sulphides resources ran to 600 million tons. Upon re-examination, the figure was increased to 6 billion tons, mostly located in a part of the ocean that has not been explored aggressively. The exploration was limited to the thin ribbon of volcanic activity around mid-ocean ridges. The problem is that the further you get from the ridges, the deeper the sediment. Going 10 km out likely means 10 metres or more of pelagic sediment. One can imagine that going out to 100 km would probably be prohibitive for the discovery of resources. Another question is to know, if we find them, how would we ever recover them?

Beyond this practical problem, there are also concerns about disrupting unique ecosystems. New research has shown that these ecosystems take a long time to recover after a disturbance.

Source: Chemistry World.

Nodules de manganèse dans le Pacifique équatorial nord

(Crédit photo : IFREMER)

Fumeurs noirs (Crédit photo : NOAA)