Incendies et changement climatique en Californie // Wildfires and climate change in California

En Californie, en 2018, 5 090 incendies ont brûlé une superficie estimée à 2 978 kilomètres carrés. Ces chiffres ont été communiqués le 9 août 2018 par le Service des Eaux et Forêts et de la Protection contre les Incendies. Le Mendocino Complex Fire qui a brûlé plus de 1,200 km2 est devenu le plus grand feu de forêt de l’histoire de l’État.

Au-delà des dégâts et des tragédie personnelles qu’ont provoqués ces incendies, une autre catastrophe se profile à l’horizon: la libération brutale du dioxyde de carbone, l’une des principales causes du réchauffement climatique.
Alors que des millions de kilomètres carrés brûlent sur des périodes plus longues et avec plus d’intensité, les efforts considérables déployés par la Californie pour protéger l’environnement peuvent être partiellement réduits à néant par un seul incendie de forêt. Les lois environnementales en Californie sont strictes, mais elles ont des limites car elles s’appliquent uniquement aux émissions de gaz anthropiques. La pollution par le carbone et autres gaz générés par les incendies de forêt n’est pas prise en compte.
Les incendies de forêts causent des dégâts immédiats ; ils rejettent du dioxyde de carbone et d’autres gaz qui réchauffent la planète. Le problème, c’est qu’ils continuent d’infliger des dégâts longtemps après que les incendies ont été éteints. Entre 2001 et 2010, ils ont généré environ 120 millions de tonnes de carbone.
Comme c’est souvent le cas dans les catastrophes environnementales, une chose en entraîne une autre, créant une double punition. En brûlant, les arbres dégagent du carbone noir, mais une fois que la forêt a été détruite, sa capacité à absorber et à stocker le carbone de l’atmosphère a disparu. .
Les scientifiques estiment que dans les zones gravement brûlées, seule une petite fraction (estimée à 15%) des émissions d’un arbre brûlé est libérée pendant l’incendie. La majeure partie des gaz à effet de serre est libérée ultérieurement, pendant les mois et les années pendant lesquelles la plante meurt et se décompose. De plus, si une forêt incendiée est remplacée par du maquis ou des broussailles, cette végétation perd plus de 90% de sa capacité à absorber et à stocker le carbone.
Les incendies à grande échelle peuvent provoquer de graves dégâts en peu de temps. Le Service des Eaux et Forêts estime que le Rim Fire de 2013 dans le centre de la Californie a produit l’équivalent des émissions de dioxyde de carbone de 3 millions de voitures. Cela va à l’encontre des efforts de l’État pour réduire le nombre de voitures sur les routes.
Le rôle des incendies de forêt comme source majeure de pollution a été identifié il y a dix ans, lorsqu’une étude menée par le Centre National de Recherche Atmosphérique (NCAR) a conclu qu ‘« une saison ponctuée de violents incendies peut, en un ou deux mois, libérer autant de carbone que l’ensemble du secteur des transports ou de l’énergie d’un seul État. » La situation a été aggravée par une épidémie qui a entraîné la mort des arbres ; elle a été provoquée par la sécheresse, les maladies et les insectes. On estime à 129 millions le nombre d’arbres morts en Californie. Cette perte à elle seule pourrait porter un coup à la volonté de l’État d’avoir un avenir dépourvu de carbone.
Source: Médias d’information californiens.

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In California in 2018, a total of 5,090 fires burned an area estimated at 2,978 square kilometres, according to the California Department of Forestry and Fire Protection The active Mendocino Complex Fire has burned more than 1,200 km2, becoming the largest wildfire in the state’s history.

Beyond the devastation and personal tragedy of the fires, another disaster looms: the sudden release of the carbon dioxide that drives climate change.

As millions of square kilometres burn in a cycle of longer and more intense fire seasons, the extensive efforts of the State to protect the environment can be partly undone in one firestorm. California’s environmental regulations are known to be stringent, but they have limits: They apply only to human-caused emissions. Carbon and other pollution generated by wildfires is outside the grasp of state law.

The greenhouse gases released when forests burn not only do immediate harm, discharging carbon dioxide and other planet-warming gases, but also continue to inflict damage long after the fires are put out. The air board estimates that between 2001 and 2010, wildfires generated approximately 120 million tons of carbon.

As is so often the case in environmental catastrophes, one thing leads to another, creating a double whammy: Burning trees not only release black carbon, but once a forest is gone, its prodigious ability to absorb carbon from the atmosphere and store it is lost, too.

Scientists estimate that in severely burned areas, only a fraction of a scorched tree’s emissions are released during the fire, perhaps as little as 15 percent. The bulk of greenhouse gases are released over months and years as the plant dies and decomposes.

And if a burned-out forest is replaced by chaparral or brush, that landscape loses more than 90 percent of its capacity to take in and retain carbon.

Severe fires have the capacity to inflict profound damage in a short span. The U.S. Forest Service estimates that the 2013 Rim Fire in central California spewed out the equivalent of the carbon dioxide emissions from 3 million cars. That is a setback to the state’s effort to get cars off the road.

The role of wildfire as a major source of pollution was identified a decade ago, when a study conducted by the National Center for Atmospheric Research concluded that “a severe fire season lasting only one or two months can release as much carbon as the annual emissions from the entire transportation or energy sector of an individual state.” The situation has been made worse by the state’s epidemic of tree death, caused by drought, disease and insect infestation. The number of dead trees across California is estimated to 129 million. That loss alone could be a blow to the state’s vision of a low-carbon future.

Source : Californias news media.

Carte des incendies en Californie le 9 août 2018 (Source : Cal Fire)

 

Feux d’artifice : Un danger pour l’environnement // Fireworks : A danger to the environment

Traditionnellement, les feux d’artifices animent les festivités du 14 juillet. Les foules les admirent et poussent des cris en voyant monter les fusées multicolores. Cependant, les feux d’artifices sont loin d’être inoffensifs, que ce soit pour les gens ou pour la Nature. Au début de l’année 2018, j’attirais l’attention – sur Facebook – sur les effets des feux d’artifice du Nouvel An sur la population de Reykjavik (Islande) où une quinzaine de personnes s’est retrouvée à l’hôpital suite à des problèmes respiratoires. C’est plus qu’après une éruption volcanique. La pollution à Reykjavik et sa banlieue a atteint 4500 microgrammes par mètre cube pour la Saint Sylvestre, suite aux nombreux feux d’artifice tirés de jour-là. C’est du jamais vu.

Il est vrai que l’on ne pense pas tellement aux conséquences sanitaires et environnementales de nos feux d’artifice lorsque l’on est ébloui par la beauté du travail des artificiers. Pourtant, il faut garder à l’esprit que ces prestations ne sont pas anodines. Elles représentent un vrai danger, en particulier dans les zones où elles sont répétées plusieurs fois par an.

Pour comprendre comment les feux d’artifice affectent l’environnement, il faut d’abord s’attarder sur leur fonctionnement. Les feux d’artifice sont essentiellement composés de poudre noire qui varie en composition en fonction des techniques utilisées et des couleurs que l’on veut obtenir, mais elle est toujours composée en grande partie de carbone, de soufre et de nitrate de potassium.

On ajoute à cette poudre différents éléments chimiques en fonction du résultat que l’on veut obtenir : du strontium et du lithium si l’on veut que les gerbes soient rouges, du baryum et du cuivre si on veut qu’elles soient vertes, ou encore du titane et de l’aluminium pour les explosions argentées. Au total, plus d’une douzaine de composants peuvent être utilisés (zinc, potassium, calcium, sodium, magnésium, fer, souffre, antimoine…).

Avec une telle composition, il n’est pas étonnant que les feux d’artifices soient polluants. Des études ont montré qu’1 kg de poudre noire utilisée pour un feu d’artifice projette dans l’atmosphère 480 grammes de CO2. Pour un feu d’artifice comme celui de Paris pour le 14 juillet, qui utilise environ 30 tonnes de poudre, cela représente donc 14.7 tonnes de CO2 dans l’atmosphère. Les Américains sont de grands amoureux de feux d’artifice. On estime que les feux tirés chaque année émettent 60 000 tonnes de CO2 supplémentaires, soit l’équivalent de la consommation de carburant de 12 000 voitures durant une année.

De plus, les feux d’artifice sont aussi responsables d’une forte pollution aux particules fines. Une étude menée à Montréal a montré que le niveau record de pollution aux particules fines jamais enregistré dans la ville a eu lieu juste après un feu d’artifice ! La très sérieuse NOAA, nous apprend qu’aux Etats-Unis, dans les 24 heures suivant les feux d’artifice du 4 juillet, la concentration moyenne en particules fines augmente de 42 à 370 %. Les taux dépassent largement ceux enregistrés lors des pics de pollution liés à la circulation automobile. Même à Beijing, où les taux de pollution aux particules fines sont généralement plus élevés, on observe une augmentation par 5 de la concentration en particules fines lors des feux d’artifice.

Un autre problème avec les feux d’artifice réside dans les substances qu’ils dégagent à l’explosion, avec la présence de dérivés des perchlorates, un minéral oxydant dont les effets sur la santé et l’environnement posent encore de nombreuses questions. Les recherches scientifiques sur cette substance montrent qu’elle pourrait être liée à des problèmes de thyroïde, des perturbations du système endocriniens et même certains cancers.

Tous les métaux utilisés pour donner de la couleur aux feux d’artifice ont également un impact sur l’environnement puisqu’ils se retrouvent dans l’air ou dans l’eau. Par exemple, les contaminations au cuivre sont susceptibles d’entraîner des taux élevés de dioxine et des problèmes de peau, les contaminations à l’aluminium sont suspectées d’augmenter la prévalence de la Maladie d’Azlheimer. L’exposition à des taux anormalement élevés de tous ces métaux peut poser des problèmes à long terme, suite à la répétition de ces spectacles

La pollution sonore engendrée par les feux d’artifice n’est pas négligeable et put sérieusement affecter la faune. Ainsi, en 2012 dans l’Arkansas, 5 000 carouges à épaulettes (une espèce d’oiseaux de la famille des passereaux) ont été tués à la suite d’un mouvement de panique causé par le bruit d’un feu d’artifice.

Des alternatives commencent à se mettre en place pour pallier les désagréments causés par les feux d’artifice. Certains fabricants, notamment en Chine, ont commencé à commercialiser des feux d’artifice sans sulfite, sans explosifs ; ils fonctionnent grâce à des technologies à air comprimé. Ils ne sont pas encore 100% inoffensifs pour la nature et coûtent 10 fois plus cher que les feux d’artifice classiques, ce qui rend leur commercialisation difficilE.

Sources : Plusieurs articles de presse, ainsi que le site E-RSE.

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Traditionally, the fireworks animate the festivities of July 14th. Crowds admire them and scream as they see the colourful rockets rising in the sky.  However, fireworks are far from harmless, whether for people or for Nature.A few weeks ago, I drew attention – on Facebook – to the effects of the New Year’s fireworks on the population of Reykjavik (Iceland) where about fifteen people ended up in hospital fbrcause of respiratory problems. These are more patients than after a volcanic eruption. Pollution in Reykjavik and municipalities reached 4500 micrograms per cubic metre on New Year’s Eve due to the fireworks. This is a record for pollution on that day.
It is true that we do not think much about the health and environmental consequences of fireworks while being dazzled by their beauty. However, we should bear in mind that these events are not harmless. They represent a real danger, especially in areas where they are repeated several times a year.
To understand how fireworks affect the environment, we must first focus on how they work. Fireworks are mainly composed of black powder which varies in composition according to the techniques used and the colours that one wants to obtain, but it is always composed largely of carbon, sulfur and potassium nitrate.
Various chemical elements are added to this powder depending on the result that we want to obtain: strontium and lithium if we want the explosions to be red, barium and copper if we want them to be green, or more titanium and aluminum for the silver explosions. In total, more than a dozen components can be used (zinc, potassium, calcium, sodium, magnesium, iron, sulfur, antimony …).
With such a composition, it is not surprising that fireworks should be polluting. Studies have shown that 1 kg of black powder used for fireworks projects 480 grams of CO2 into the atmosphere. For fireworks like the one in Paris for July 14th, which uses about 30 tons of powder, this represents 14.7 tons of CO2 in the atmosphere. Americans are great lovers of fireworks. It is estimated that annual fireworks in the U.S. emit an additional 60,000 tonnes of CO2, equivalent to the fuel consumption of 12,000 cars in a year.
In addition, fireworks are also responsible for heavy pollution of fine particles. A study conducted in Montreal showed that the record level of fine particle pollution ever recorded in the city occurred right after a fireworks display! The very serious NOAA informs us that in the United States, in the 24 hours following the fireworks of July 4th, the average concentration of fine particles increases from 42 to 370%. The rates far exceed those recorded during pollution peaks related to car traffic. Even in Beijing, where fine particle pollution rates are generally higher, there is a 5-fold increase in the concentration of fine particles during fireworks.
Another problem with fireworks is the substances they emit on explosion, with the presence of perchlorate derivatives, an oxidizing mineral whose effects on health and the environment still pose many questions. Scientific research on this substance shows that it could be related to thyroid problems, endocrine disruption and even some cancers.
All the metals used to give fireworks their colours also have an impact on the environment since they are found in the air or in the water. For example, copper contamination is likely to cause elevated levels of dioxin and skin problems, and aluminum contamination is suspected to increase the prevalence of Azlheimer’s disease. Exposure to abnormally high levels of all these metals can cause long-term problems, following the repetition of these shows
The noise pollution caused by fireworks is not negligible and could seriously affect the wildlife. For example, in Arkansas in 2012, 5,000 red-winged passerines were killed as a result of panic caused by the nise made by fireworks.
Alternatives are beginning to be used to alleviate the inconvenience caused by fireworks. Some manufacturers, particularly in China, have begun to market fireworks without sulphites, without explosives; they operate thanks to compressed air technologies. They are not yet 100% harmless to nature and cost 10 times more than conventional fireworks, which makes their marketing difficult.
Sources: Several press articles, as well as the E-RSE website.

Photo: C. Grandpey

 

Le mercure du permafrost, une autre menace pour notre environnement // The mercury in permafrost, another threat to our environment

On savait déjà que la fonte du permafrost dans l’Arctique libère d’importantes quantités de gaz à effet de serre. Aujourd’hui, les scientifiques révèlent qu’il recèle aussi des quantités considérables de mercure, une neurotoxine agressive qui représente une menace sérieuse pour la santé humaine.
Selon une étude menée par des scientifiques du National Snow and Ice Data Center à Boulder (Colorado) et publiée dans la revue Geophysical Research Letters, il y aurait l’équivalent de cinquante piscines olympiques de mercure piégées dans le permafrost. C’est deux fois plus que ce que contient l’ensemble des sols, l’atmosphère et les océans ailleurs dans le monde. Selon l’étude, lorsque le pergélisol (autre nom du permafrost) dégèlera dans les prochaines années, une partie de ce mercure sera libérée dans l’environnement, avec un impact non encore estimé – mais considérable – sur les gens et sur nos ressources alimentaires. Les scientifiques ont effectué leurs recherches en prélevant des carottes de pergélisol à travers l’Alaska. Ils ont mesuré les niveaux de mercure et ensuite extrapolé pour calculer la quantité de mercure dans le permafrost ailleurs dans le monde, en particulier au Canada, en Russie et dans d’autres pays nordiques.
Le mercure, un élément naturel, se lie à la matière vivante à travers la planète, mais l’Arctique est particulier. Normalement, lorsque les plantes meurent et se décomposent, le mercure est libéré dans l’atmosphère. La différence dans l’Arctique, c’est que les plantes ne se décomposent pas complètement. Au lieu de cela, leurs racines sont gelées et ensuite enterrées sous plusieurs couches de sol. Cela retient le mercure qui se trouvera libéré si le permafrost vient à fondre.
La quantité de mercure libérée dépend du dégel du permafrost qui, à son tour, dépend du volume des émissions de gaz à effet de serre et du réchauffement de la planète. Le dégel du permafrost a commencé dans certaines régions et les scientifiques prévoient qu’il se poursuivra au cours du 21ème siècle. L’étude indique que si les niveaux d’émissions de gaz à effet de serre actuels se poursuivent jusqu’en 2100, le permafrost se sera réduit de 30 à 99%.
La question est de savoir où ira le mercure dans un tel contexte, et quels seront ses effets sur la Nature et sur l’Homme. Il pourrait contaminer les rivières qui se jettent dans l’océan Arctique. Il pourrait aussi se propager dans l’atmosphère, ou dans ces deux univers. Le problème est que le mercure, bien que naturel, représente un danger pour les humains et la faune, en particulier sous certaines formes. Nous rejetons déjà du mercure en faisant brûler du charbon. Il se répand alors dans l’atmosphère où il parcourt de longues distances. Quand il pleut sur l’océan ou sur les lacs, le mercure pénètre dans la chaîne alimentaire. Il s’accumule d’abord à l’intérieur des micro-organismes, puis en concentrations de plus en plus élevées dans l’organisme des prédateurs, tels les poissons, qui se nourrissent de ces petits organismes. Lorsque les humains consomment du poisson contenant du mercure en quantités trop importantes, cela peut être dangereux, surtout pour les femmes enceintes.
Dans l’Arctique, le mercure peut également s’accumuler dans les organismes de grands mammifères comme les ours polaires ou les narvals, phénomène qui a fait l’objet de plusieurs études. Si les concentrations de mercure dans l’Arctique continuaient à augmenter, ce serait une nouvelle preuve de l’impact du changement climatique sur les communautés autochtones qui y vivent.
Les résultats de l’étude sont inquiétants car elle nous apprend que le permafrost n’est pas seulement une colossale zone de stockage de carbone susceptible de modifier le climat de la planète ; c’est aussi une importante zone de stockage de mercure qui risque d’être rejeté dans notre environnement avec le dégel du pergélisol. Cela est particulièrement préoccupant au vu de la prédominance des écosystèmes de zones humides dans l’Arctique.
Source: The Washington Post.

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We already knew that thawing Arctic permafrost would release powerful greenhouse gases. Now, scientists reveal it could also release massive amounts of mercury which is a potent neurotoxin and serious threat to human health.

According to a study led by scientists with the National Snow and Ice Data Center in Boulder, Colorado and published in the journal Geophysical Research Letters, there is the equivalent of 50 Olympic swimming pools of mercury trapped in the permafrost. This is twice as much as the rest of all soils, the atmosphere, and ocean combined. According to the study, when permafrost thaws in the future, some portion of this mercury will get released into the environment, with unknown impact to people and our food supplies. The scientists performed the research by taking cores from permafrost across Alaska. They measured mercury levels and then extrapolated to calculate how much mercury there is in permafrost across the globe, where it covers large portions of Canada, Russia and other northern countries.

Mercury, a naturally occurring element, binds with living matter across the planet, but the Arctic is special. Normally, as plants die and decay, they decompose and mercury is released back to the atmosphere. But in the Arctic, plants often do not fully decompose. Instead, their roots are frozen and then become buried by layers of soil. This suspends mercury within the plants, where it can be remobilized again if permafrost thaws.

How much mercury would be released depends on how much the permafrost thaws, which in turn depends on the volume of greenhouse-gas emissions and subsequent warming of the planet. However, permafrost thaw has begun in some places and scientists project that it will continue over the course of the century. The study says that with current emissions levels through 2100, permafrost could shrink by between 30 and 99 percent.

The question is to know where this mercury will go, and what it will do. It could spread through rivers that into the Arctic Ocean. Or it could enter the atmosphere. Or both. The problem is that mercury, although naturally occurring, is damaging to humans and wildlife, especially in certain forms. We are already causing mercury to enter the atmosphere by burning coal, which lofts the element into the atmosphere where it travels long distances. When it rains out into the ocean or lakes, mercury enters the food chain, first accumulating in the bodies of microorganisms and then growing increasingly concentrated in predators – like fish – that feed off smaller organisms. When humans consume mercury-laden fish in quantities too large, it can be dangerous, especially for pregnant women.

In the Arctic, mercury can also accumulate in the bodies of major mammal predators, such as polar bears or narwhal, a phenomenon that has been documented. If the Arctic mercury burden further increases, it could be another way that climate change affects the native communities living there.

The results of the study are concerning because what we are learning is that not only is permafrost a massive storage for carbon that will feedback on global climate, but permafrost also stores a globally significant pool of mercury, which is at risk of being released into the environment when permafrost thaws. This is especially concerning, given the predominance of wetland ecosystems in the Arctic.

Source: The Washington Post.

Carte montrant l’étendue du permafrost dans l’Arctique (Source: National Snow and Ice Data Center)

Ouverture de l’Océan Arctique: La crainte des marées noires // Opening of the Arctic Ocean: The fear of oil spills

Au moment où la fonte de la glace ouvre de nouvelles voies de navigation et de nouveaux gisements dans l’Océan Arctique, on craint que cette nouvelle situation provoque une pollution à grande échelle, notamment par une marée noire ou des fuites de gaz naturel. Des tests sont actuellement en cours pour anticiper une telle situation qui serait sans aucun doute une catastrophe environnementale.

À la fin du mois de juillet, un robot – l’Aqua-Guard Triton RotoX – a été testé dans la Mer de Beaufort au moment de la débâcle. Le but était de voir s’il pourrait nettoyer le pétrole lors d’une marée noire dans l’Arctique. Cet « écumeur de pétrole », commandé à distance depuis le pont d’un brise-glace, est l’une des nombreuses technologies testées dans le cadre d’un programme de recherche et de développement de la Garde côtière des États-Unis. Le RotoX, fabriqué au Canada, a été conçu pour récupérer le pétrole à la surface de l’eau de l’Arctique au moment de la débâcle, c’est à dire au moment où la mer est jonchée de morceaux de glace. Selon les écologistes,  une telle situation est susceptible d’être causée par l’exploitation du pétrole au large des côtes de l’Alaska. Deux scénarios potentiels de marées noires sont envisageables: un événement catastrophique provoqué par un tanker comme l’Exxon Valdez, ou plus probablement, une marée noire provoquée par un petit navire suite à un déversement involontaire ou un accident.

À l’heure actuelle, il existe une technologie qui permet d’éliminer le pétrole dans les eaux libres de glace et sur la banquise. Le problème reste insoluble quand la surface de la mer est recouverte de morceaux de glace. Le RotoX est équipé de multiples «dents» de couleur orange qui dépassent légèrement de l’avant de l’appareil. Après l’avoir dirigé vers des plaques de glace et des nappes de pétrole, il découpe la glace en morceaux plus petits qui peuvent ensuite être récupérés. Le fait qu’il soit télécommandé depuis un navire est un avantage comparé aux récupérateurs de pétrole traditionnellement traînés par de gros navires. Le RotoX est plus maniable et pourrait en théorie se déplacer entre les morceaux de glace pour atteindre les nappes de pétrole. La pratique est toutefois décevante.

Après avoir fait fonctionner « l’écumeur de pétrole » dans un environnement dépourvu de glace, l’équipe scientifique l’a testé dans une eau couverte de plaques de glace d’épaisseur variable. Les résultats n’ont pas été convaincants. Bien que le RotoX ait réussi à se déplacer au sein des plaques de glace, ses dents étaient si puissantes qu’elles sont devenues un handicap pour atteindre les nappes de pétrole.

Pendant que le RotoX était testé dans les eaux de l’Arctique, un responsable de la Garde Côtière a froidement déclaré que les États-Unis n’avaient pas les moyens de nettoyer une marée noire dans l’Arctique. Déjà en 2014, le National Research Council (NRC) avait publié une étude qui mettait en évidence les obstacles naturels que les équipes de nettoyage devraient rencontrer lors d’une marée noire dans l’Arctique et formulait des recommandations pour améliorer la capacité des États-Unis à faire face à un tel événement. Le NRC a également précisé que le personnel, les équipements et les ressources de sécurité capables de répondre à une marée noire de grande ampleur dans l’Arctique n’étaient pas suffisants.

Trois ans plus tard, le président de la commission du NRC qui a rédigé le rapport et un professeur de l’université Le Moyne de Syracuse (Etat de New York), ont déclaré qu’il fallait investir davantage dans les infrastructures et la logistique, mais aussi développer les relations entre les gouvernements fédéral et étatique et les autorités locales. En ce qui concerne la nouvelle technologie, l’intégration de systèmes de capteurs devrait également être améliorée.

En conclusion, on peut dire que le test du nouvel « écumeur de pétrole » est un élément important du puzzle créé par la gestion de l’augmentation du trafic maritime dans les eaux de l’Arctique, mais il y a encore de nombreux problèmes à résoudre pour faire face à une marée noire. De toute évidence, les États-Unis n’ont toujours pas les moyens d’affronter une telle catastrophe environnementale.

Source: Alaska Dispatch News.

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As shipping lanes open with the melting of the ice in Arctic, together with the discovery of new mineral deposits, there are fears that this new situationmay some day cause a large-scale pollution, especially through an oil spill and natural gas leaks. Tests are currently being made to anticipate such a situation which would undoubtedly be an environmental disaster.

In late July, a robot – the Aqua-Guard Triton RotoX – dipped into the icy Beaufort Sea. The goal was to test whether the prototype could clean up an oil spill in the Arctic. The oil skimmer, which was remotely controlled from the deck of an icebreaker, is one of many technologies being examined by the U.S. Coast Guard’s research and development program. The Canadian-designed RotoX was made to skim oil off Arctic water littered by broken sea ice, the very problem that environmental groups say should preclude oil development in offshore Alaska. Two potential oil spill scenarios are said to be a cause for concern: a catastrophic oil spill from a tanker like the Exxon Valdez, or more likely, a spill from a small ship through an unintentional release or accident.

Currently, technology can clean up oil in open water and in pack ice. But water with broken ice still remains a problem. The RotoX is outfitted with multiple orange « teeth » slightly protruding from the front of the device. After maneuvering the oil skimmer to pockets of ice and oil, it chops up the ice into smaller pieces, which could be pumped through the skimmer or slide underneath. Being able to remotely guide the skimmer from a larger ship also gives it an advantage in ice-filled water. Compared to skimmers that are traditionally dragged along by large ships, RotoX is more nimble and could maneuver around the ice to reach oil spots.

After first deploying the skimmer in non-ice-filled water, the team tested it in waters filled with ice of varying thickness. The results were not really successful. Although the RotoX did well propelling itself through ice floes, the teeth were so powerful that they actually became a detriment in reaching potential oil.

While the oil skimmer was tested in Arctic waters, a Coast Guard official said that the United States was not prepared to clean up an oil spill in the Arctic. In 2014, the National Research Council released a study which acknowledged the natural obstacles that response crews might encounter during an Arctic oil spill, and laid out recommendations to improve the U.S. capability to respond to an oil spill. It also said the number of personnel, equipment and safety resources able to respond to a large Arctic oil spill was not adequate.

Three years later, the chairman of the committee that produced the report and a professor at Le Moyne College in Syracuse, New York, said more investment in infrastructure and logistics is needed, as well as more baseline information and relationships between federal, state and local players. Looking at new technology, and how sensor systems can be integrated into the devices, is also an area for improvement.

In conclusion, we can say that the test of the new oil skimmer was an important piece of the puzzle to gear up for more traffic sailing through Arctic waters, but there are still some limitations in preparing for a large oil spill and the U.S. is not ready to cope with such an environmental catastrophe.

Source: Alaska Dispatch News.

Le nettoyage d’une pollution provoquée par une marée noire au moment de la débâcle reste un problème insoluble (Photo: C. Grandpey)

 

Lusi, encore et encore ! // Lusi, again and again !

De nombreux articles dans la presse internationale nous rappellent ces jours-ci que l’éruption de Lusi, le volcan de boue la plus destructeur au monde, est né près de la ville de Sidoarjo, sur l’île de Java (Indonésie) il y a plus de 11 ans. L’éruption continue au moment où j’écris ces lignes. Le volcan de boue est apparu le 29 mai 2006 et, au plus fort de l’éruption, il vomissait 180 000 mètres cubes de boue chaque jour, enterrant des villages entiers sous parfois 40 mètres de fange. C’est le pire événement de ce type dans l’histoire. L’éruption a causé la mort de 13 personnes et détruit les maisons de 60 000 autres. Bien que la boue coule encore plus d’une décennie plus tard, les scientifiques ne sont toujours pas d’accord sur la cause de la catastrophe. La question est de savoir si l’éruption de Lusi est due à un séisme enregistré plusieurs jours auparavant à Yogjakarta, ou si une erreur technique s’est produite lors du forage d’un puits d’exploration de gaz à proximité du site de l’éruption.

La NASA a mis en ligne des images satellites de la zone affectée avant et après l’éruption de Lusi.

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There are quite a lot of articles in the newspapers these days to remind us that the eruption of Lusi, the world’s most destructive mud volcano, was born near the town of Sidoarjo, on the island of Java, Indonesia, just over 11 years ago. To this day it has not stopped erupting. The mud volcano started on May 29th, 2006, and at its peak disgorged 180,000 cubic metres of mud every day, burying villages in mud up to 40 metres thick. The worst event of its kind in recorded history, the eruption took 13 lives and destroyed the homes of 60,000 people. Although the mud is still flowing more than a decade later, scientists are not yet agreed on its cause. The debate is whether the eruption of Lusi was due to an earthquake several days previously, or down to a catastrophic failure of a gas exploration well that was being drilled nearby at the time.

NASA has released satellite photos of the affected area before and after the eruption of Lusi.

Les couleurs sont bien sûr fausses, mais elles permettent de discerner parfaitement la zone recouverte par la boue de Lusi (Source: NASA)

Nouvelles mesures des émissions de SO2 // New measurements of SO2 emissions

Même s’ils ne sont pas en éruption, la plupart des volcans actifs continuent à émettre des gaz. Ces émissions se présentent en général sous forme de vapeur d’eau à laquelle se mêlent du dioxyde de carbone (CO2), de l’hydrogène sulfuré (H2S), du dioxyde de soufre (SO2) et de nombreux autres gaz. Parmi ces gaz, le SO2 est le plus facile à détecter à partir de l’espace.
Dans une nouvelle étude publiée dans Scientific Reports, une équipe de chercheurs de l’Université Technologique du Michigan a mis au point le premier inventaire mondial d’émissions de SO2 d’origine volcanique en utilisant les données fournies par le mesureur d’ozone embarqué sur le satellite Aura de la NASA. Les chercheurs ont compilé des données entre 2005 et 2015 afin d’obtenir des estimations annuelles d’émissions gazeuses pour chacun des 91 volcans actifs dans le monde. L’ensemble de ces données permettra d’affiner les modèles climatiques et de chimie atmosphérique et permettra de mieux comprendre les risques pour la santé humaine et l’environnement.

Dans la mesure où les émissions quotidiennes sont beaucoup plus faibles que pendant une éruption majeure, les effets des panaches de gaz sont moins évidents, mais l’effet cumulatif est loin d’être négligeable. En fait, la plupart des volcans émettent la majorité de leurs gaz lorsqu’ils ne sont pas en éruption.
L’équipe scientifique a constaté que chaque année, l’ensemble des volcans émet de 20 à 25 millions de tonnes de SO2 dans l’atmosphère. Ce chiffre est plus élevé que l’estimation précédente qui remonte à la fin des années 1990 et qui s’appuyait sur des mesures au sol, mais il inclut davantage de volcans parmi lesquels certains n’ont jamais été visités par les scientifiques. Ce chiffre est encore inférieur aux émissions de SO2 produites par les activités humaines. Selon l’Environment and Climate Change Canada à Toronto, ces dernières envoient environ deux fois plus de dioxyde de soufre dans l’atmosphère. Les émissions anthropiques sont toutefois en baisse dans de nombreux pays en raison de contrôles de pollution plus stricts sur les centrales électriques, l’utilisation de combustibles à faible teneur en soufre, et les progrès technologiques pour le réduire pendant et après la combustion.
Les processus atmosphériques convertissent le dioxyde de soufre en aérosols sulfatés qui renvoient la lumière du soleil dans l’espace en provoquant un effet de refroidissement sur le climat. Les aérosols sulfatés situés à la surface de la Terre présentent un risque pour la santé. De plus, le SO2 est la principale source de pluie acide et constitue un irritant pour la peau et les poumons. Les problèmes de santé provoqués par les panaches SO2 sont présents dans les zones habitées sur les pentes de volcans à dégazage persistant comme le Kilauea à Hawaï et le Popocatepetl au Mexique.
Avec des observations quotidiennes, le suivi des émissions de SO2 par satellite peut également aider à prévoir les éruptions. Outre la mesure de l’activité sismique et la déformation du sol, les scientifiques qui contrôlent les données satellitaires peuvent détecter l’accroissement des émissions de gaz qui précédent les éruptions.
Les données au sol sont plus détaillées et, dans des régions comme l’Amérique Centrale où les volcans qui émettent du SO2 sont proches les uns des autres, elles permettent de mieux analyser les panaches de gaz volcaniques spécifiques. Cependant, lorsque les émissions de SO2 augmentent, les mesures effectuées sur le terrain demeurent trop éparses pour obtenir une image globale cohérente. Le nouvel inventaire mis au point par les chercheurs du Michigan fournit des données sur les volcans isolés comme ceux des îles Aléoutiennes et il fournit des mesures cohérentes à long terme sur les volcans qui émettent le plus de gaz comme Ambrym au Vanuatu et le Kilauea à Hawaï.
Le travail effectué par les chercheurs de l’Université Technologique du Michigan souligne la nécessité de ces données cohérentes sur le long terme. Si l’on veut obtenir des tendances ou effectuer un autre travail scientifique, les séries chronologiques plus longues sont vraiment indispensables. La valeur des données augmente avec sa durée.

Les nouvelles informations sur les émissions volcaniques permettront d’améliorer la surveillance des risques naturels, des risques pour la santé humaine et des processus climatiques.
Source: www.nature.com/scientificreports

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Although they are not erupting, most active volcanoes keep emitting gases. These emissions may include water vapour laced with carbon dioxide (CO2), hydrogen sulphide (H2S), sulphur dioxide (SO2), and many other gases. Of these, SO2 is the easiest to detect from space.

In a new study published in Scientific Reports, a team led by researchers from Michigan Technological University created the first global inventory for volcanic SO2 emissions, using data from the Ozone Monitoring Instrument on NASA’s Earth Observing System Aura satellite launched in 2004. They compiled emissions data from 2005 to 2015 to produce annual estimates for each of 91 currently emitting volcanoes around the world. The data set will help refine climate and atmospheric chemistry models and provide more insight into human and environmental health risks.

Because the daily emissions are smaller than a big eruption, the effect of a single plume may not seem noticeable, but the cumulative effect of all volcanoes can be significant. In fact, on average, volcanoes release most of their gas when they are not erupting.

The scientific team found that each year volcanoes collectively emit 20 to 25 million tons of SO2 into the atmosphere. This number is higher than the previous estimate made in the late 1990s based on ground measurements, but it includes data on more volcanoes, including some that scientists have never visited, and it is still lower than human emissions of SO2 pollution levels. Indeed, human activities emit about twice as much sulphur dioxide into the atmosphere, according to the Environment and Climate Change Canada in Toronto. Human emissions however are on the decline in many countries due to more strict pollution controls on power plants like burning low-sulphur fuel and technological advances to remove it during and after combustion.

Atmospheric processes convert sulphur dioxide into sulfate aerosols that reflect sunlight back into space, causing a cooling effect on climate. Sulfate aerosols near the land surface are a health risk. In addition, SO2 is the primary source of acid rain and is a skin and lung irritant. Health concerns with SO2 plumes are present in communities on the slopes of persistently degassing volcanoes like Kilauea in Hawaii and Popocatepetl in Mexico.

With daily observations, tracking SO2 emissions via satellite can also help with eruption forecasting. Along with measuring seismic activity and ground deformation, scientists monitoring satellite data can potentially pick up noticeable increases in gas emissions that may precede eruptions.

Ground-based data are more detailed, and in areas like Central America where large SO2-emitting volcanoes are close together, they better distinguish which specific volcano gas plumes come from. However, while field measurements of SO2 emissions are increasing, they still remain too sparse to piece together a cohesive global picture. The new inventory also reaches as far as the remote volcanoes of the Aleutian Islands and provides consistent measurements over time from the world’s biggest emitters, including Ambrym in Vanuatu and Kilauea in Hawaii.

The work performed by the researchers from Michigan Technological University highlights the necessity of consistent long-term data. If they want to look at trends or do other science, the longer time-series is really critical. The value of the data increases with its duration. The new volcanic emissions information pulls together opportunities to improve monitoring of natural hazards, human health risks and climate processes.

Source: www.nature.com/scientificreports.

Aperçu des émissions de SO2 au niveau des Iles Aléoutiennes et de l’Indonésie

L’ouverture de l’Arctique au trafic maritime // The opening of the Arctic to navigation

Comme je l’ai écrit à plusieurs reprises, la fonte de la glace dans l’Arctique va chambouler l’économie de cette partie du monde. De nouvelles ressources minérales seront accessibles et l’Océan Arctique dépourvu de glace ouvrira de nouvelles perspectives de navigation.
Confirmant cette prévision, un méthanier brise-glace, le Christophe de Margerie, a jeté l’ancre pour la première fois dans le port de Sabetta en Russie arctique pour tester une nouvelle route maritime qui pourrait ouvrir l’Océan Arctique et ses glaces aux navires transportant du pétrole et du gaz naturel liquéfié (GNL). Cette route est attendue avec grande impatience par les compagnies pétrolières qui souhaitent tirer profit des ressources de l’Arctique mais rencontrent des obstacles pour acheminer le pétrole et le gaz depuis les zones éloignées et gelées vers les marchés mondiaux. Les écologistes craignent que cette navigation commerciale dans l’Arctique, rendue possible par le réchauffement climatique pendant une partie de l’année, permette d’exploiter une région qui a abrité jusqu’à maintenant une nature vierge.
Vladimir Poutine a félicité les membres de l’équipage du méthanier et les responsables des compagnies pétrolières réunis sur le pont du navire et a déclaré: « C’est un grand événement dans l’ouverture de l’Arctique ».
Le navire Christophe de Margerie, construit en Corée du Sud, sera utilisé pour transporter le gaz de l’usine russe de Yamal, située près du port de Sabetta. L’usine, qui devrait débuter sa production en octobre, est dirigée par la société russe Novatek et co-détenue par la compagnie pétrolière française Total, la compagnie chinoise CNPC et le Silk Road Fund. Le navire a été baptisé en mémoire de l’ancien patron de Total mort sur le tarmac de l’aéroport de Moscou en 2014 quand un chasse-neige a traversé la piste pendant que son jet privé décollait. [NDLR : Selon certaines sources, cette mort aurait été commanditée par la CIA].
Le consortium Yamal LNG (Liquefied Natural Gas) considère l’Asie comme le plus grand marché pour son gaz sur le long terme. Le transport vers la Chine au départ de Yamal devrait prendre environ 18 jours en utilisant la Route du Nord. C’est beaucoup plus court que l’itinéraire alternatif qui consiste à se diriger vers l’ouest dans l’Atlantique Nord, vers le sud dans la Méditerranée, puis par le canal de Suez jusqu’à l’océan Indien. Cela prend habituellement environ 32 jours. (voir carte ci-dessous).
Le but du voyage était de prouver que le port de Sabetta peut recevoir un pétrolier de cette classe. Les ressources énergétiques de l’Arctique offrent un énorme potentiel pour la Russie  qui est fortement tributaire des exportations de pétrole et de gaz. Beaucoup de ses champs de pétrole et de gaz en Sibérie vieillissent, ce qui l’oblige à chercher des zones plus éloignées pour y exploiter de nouvelles réserves.
Le Qatar est actuellement le premier producteur mondial de GNL, suivi de l’Australie, du Nigéria et de Trinité-et-Tobago. Une fois l’usine de Yamal à pleine capacité, la Russie produira près de 27 millions de tonnes de GNL annuellement, soit la quantité importée par la Chine chaque année.
Poutine a déclaré que les projets énergétiques russes dans l’Arctique étaient guidés par le principe selon lequel ils ne devraient pas nuire à l’environnement. Le Christophe de Margerie appartient à une classe de navires qui, selon ses concepteurs, peut fonctionner en toute sécurité dans les eaux prises par les glaces. Il est capable de se déplacer à travers des glaces d’une épaisseur de 2,10 mètres. Toutefois, le navire ne pourra emprunter la Route du Nord que de juillet à septembre chaque année, parce que la glace est trop épaisse le reste du temps.
Les écologistes disent que l’on connaît trop peu de choses sur l’impact de la nouvelle route de navigation sur l’environnement naturel de l’Arctique. Le responsable russe de la politique environnementale du pétrole et du gaz auprès du WWF a déclaré que des mesures étaient nécessaires pour prévenir le risque induit par le pétrole lourd provenant des moteurs des navires si une fuite se produisait en mer. De plus, il a déclaré que les navires pourraient perturber la vie d’animaux sauvages comme les morses et les baleines.
Source: The Siberian Times.

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As I put it several times, the melting of the Arctic is going to change the economy of that part of the world. New mineral resources will become accessible and an ice-free Arctic Ocean will open new navigation perspectives.

Confirming this forecast, an ice-breaking liquefied natural gas tanker docked for the first time at Russia’s Arctic port of Sabetta to test a new route that could open the ice-bound Arctic Ocean to ships carrying oil and liquefied gas. The route is eagerly anticipated by energy firms that want to develop resources in the Arctic but face obstacles in getting oil and gas from remote and freezing fields to world markets. Environmental activists fear commercial shipping in the Arctic, now possible because climate change has thinned the ice for part of the year, will allow exploitation of a region that up to now has been a pristine wilderness.

Vladimir Putin congratulated the crew and energy company officials gathered on the ship’s bridge, saying: « This is a big event in the opening up of the Arctic. »

The South Korean-built vessel Christophe de Margerie will be used to transport gas from Russia’s Yamal LNG plant, which is near the port. The project, scheduled to start production in October, is led by Russian firm Novatek and co-owned by France’s Total, and China’s CNPC and the Silk Road Fund. The ship is named after a former Total chief executive who died at a Moscow airport in 2014 when a snow-clearing tractor crossed the runway as his private jet was taking off.

The Yamal LNG consortium sees Asia as the biggest market for its gas in the long term. Shipments to China from Yamal should take about 18 days using the Northern Sea Route. By contrast the alternative route involves heading west into the North Atlantic, south into the Mediterranean, and then through the Suez Canal into the Indian Ocean. That would typically take about 32 days.

The aim of the voyage was to prove the port of Sabetta can receive a tanker of that class. The Arctic’s energy resources offer huge promise for Russia, heavily dependent on oil and gas exports. Many of its Siberian fields are growing old, forcing it to look to more remote areas for new reserves.

Qatar is currently the world’s top LNG producer, followed by Australia, Nigeria, and Trinidad and Tobago. After the Yamal plant reaches its full capacity, Russia will produce almost 27 million tonnes of LNG annually, equal to the amount imported by China per year.

Putin said Russia’s energy projects in the Arctic were guided by the principle that they should do no harm. The Christophe de Margerie belongs to a class of vessel which, ship designers say, can safely operate in icy waters. It is capable of moving through ice as thick as 2.1 metres. The ship will only be able to navigate the northern route from July to September each year, because the ice is too thick at other times.

Environmentalists say too little is known about the impact of the new route on the Arctic’s ecology. The Russian oil and gas environmental policy officer for international campaign group WWF, said measures were needed to mitigate the risk of heavy oil from the ship’s engines leaking into the sea. He said ships could disturb wildlife such as walruses and whales.

Source: The Siberian Times.

Route du Nord (en bleu) et route asiatique en rouge. Le gain de temps en empruntant la Route du Nord est considérable (Source : Wikimedia Commons)