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La fonte du permafrost (1ère partie) // Permafrost thawing (Part one)

Le permafrost a longtemps été négligé en tant que cause potentielle du changement climatique. Aujourd’hui, avec le réchauffement rapide de l’Arctique, les scientifiques prennent conscience de son impact sur notre environnement.
Voici trois articles qui montreront 1) ce qu’est le permafrost 2) ce qui se passe lorsqu’il est en train de fondre et 3) ses impacts sur les structures, les écosystèmes et la santé humaine.

Le mot « permafrost » (aussi appelé «pergélisol») fait référence au sol qui reste gelé pendant deux années consécutives ou plus. Il est composé de roches, de terre, de sédiments et de quantités variables de glace qui lient les éléments. Une partie du permafrost est restée gelée depuis des dizaines, voire des centaines de milliers d’années.
Le permafrost peut avoir une épaisseur de deux à 1500 mètres. Il stocke les restes de plantes et d’animaux contenant du carbone qui ont gelé avant de se décomposer. Les scientifiques estiment que le permafrost dans le monde contient 1500 milliards de tonnes de carbone, soit près du double de la quantité de carbone actuellement dans l’atmosphère. Malheureusement, lorsque le permafrost se réchauffe et dégèle, il libère du dioxyde de carbone et du méthane dans l’atmosphère. En conséquence, il pourrait largement contribuer au réchauffement de la planète. Le permafrost est déjà en train de fondre dans certaines régions du globe et si le phénomène s’amplifie, les scientifiques craignent qu’il provoque un processus accéléré de réchauffement de la planète.
Le permafrost recouvre environ 24% de la surface continentale de l’hémisphère Nord, ce qui représente plus de 23 millions de kilomètres carrés. On le trouve sous les hautes latitudes et les hautes altitudes, principalement en Sibérie, sur le plateau tibétain, en Alaska, dans le nord du Canada, au Groenland, dans certaines parties de la Scandinavie et en Russie. Les plateaux continentaux situés sous les eaux de l’Océan Arctique, qui étaient exposés au cours de la dernière période glaciaire, contiennent également du permafrost.
Le problème, c’est que l’Arctique se réchauffe deux fois plus vite que le reste de la planète, avec une élévation de la température qui n’a jamais été observée depuis au moins 2 000 ans. En Alaska, la température du pergélisol s’est accrue jusqu’à 2°C au cours des dernières décennies. Une étude récente indique qu’à chaque augmentation de 1°C de la température, 3,8 millions de kilomètres carrés de permafrost disparaissent lors du dégel.

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Permafrost has long been neglected as a potential source of climate change. Today, with the rapid warming of the Arctic, scientists are becoming aware of its impact on our environment.

Here are three posts that will show 1) what permafrost is 2) what happens when it is thawing and 3) its impacts on structures, ecosystems and human health.

The word “permafrost” refers to ground that remains frozen for two or more consecutive years. It is composed of rock, soil, sediments, and varying amounts of ice that bind the elements together. Some permafrost has been frozen for tens or hundreds of thousands of years.

Found under a layer of soil, permafrost can be from two to 1,500 metres thick. It stores the carbon-based remains of plants and animals that froze before they could decompose. Scientists estimate that the world’s permafrost holds 1,500 billion tons of carbon, almost double the amount of carbon that is currently in the atmosphere. Unfortunately, when permafrost warms and thaws, it releases carbon dioxide and methane into the atmosphere. As a consequence, it could become a significant source of planet-heating emissions. Permafrost is already thawing in some places, and if the problem spreads, scientists worry it could initiate a runaway process of global warming.

Permafrost covers about 24 percent of the exposed landmass of the Northern Hemisphere, which means more than 23 million square kilometres. It is found at high latitudes and high altitudes, mainly in Siberia, the Tibetan Plateau, Alaska, Northern Canada, Greenland, parts of Scandinavia and Russia. The continental shelves below the Arctic Ocean, which were exposed during the last ice age, also contain permafrost.

The problem is that the Arctic is warming twice as fast as the rest of the planet, at a rate of temperature change that has not been observed in at least the last 2,000 years. In Alaska, permafrost temperatures have warmed as much as 2˚C in the last few decades. A recent study indicates that with every 1˚C increase in temperature, 3.8 million square kilometres of permafrost could be lost through thawing.

Le sol de la toundra en Alaska et au Canada reste gelé en permanence (Photos: C. Grandpey)

Menace d’irréversibilité de fonte des glaces polaires // Threat of an irreversibility of the melting of polar ice

C’est toujours la même rengaine, mais il est utile de la répéter. Il est admis par tous les scientifiques que les calottes glaciaires arctique et antarctique risquent de fondre dans leur totalité si nous continuons à envoyer des gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

Selon une étude récente publiée dans la revue Nature Climate Change, même la légère hausse de température convenue dans le cadre de l’Accord de Paris de 2015 pourrait voir les calottes glaciaires fondre suffisamment au cours de ce siècle pour que le phénomène soit « irréversible. » La COP 21 a préconisé une élévation de la température « bien en dessous de » deux degrés Celsius par rapport aux niveaux préindustriels et, si possible, à moins de 1,5°C. Cet objectif de réchauffement de 1,5 à 2°C d’ici à 2100 constitue le scénario le plus optimiste pour les scientifiques si l’on se réfère à notre consommation de ressources naturelles et à la combustion de combustibles fossiles. Pour y parvenir, il faudrait modifier radicalement notre mode de vie et de consommation. À titre de comparaison, si nous continuons à émettre des gaz à effet de serre au rythme actuel, la température de notre planète augmentera de 4°C.
Les scientifiques savent depuis des décennies que les calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique se réduisent, mais ils pensaient qu’elles pourraient survivre à une hausse de température de 1,5 à 2°C et rester relativement intactes. Cependant, selon la nouvelle étude, un réchauffement même modéré de la planète pourrait avoir des effets irréversibles sur la glace polaire et contribuer à une élévation catastrophique du niveau de la mer.
Les chercheurs qui ont effectué l’étude ont analysé les données relatives à la hausse annuelle de la température, à la couverture des calottes glaciaires et aux niveaux de fonte connus. Ils ont découvert que les calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique atteindraient un « point de non retour » avec une élévation de température autour de 2°C.
On sait depuis longtemps que la glace du Groenland et de l’Antarctique contient suffisamment d’eau pour faire d’élever le niveau de la mer de plusieurs mètres. La calotte glaciaire du Groenland à elle seule a contribué à hauteur de 0,7 millimètre à l’augmentation du niveau de la mer chaque année depuis le milieu des années 90. Qui plus est, les pôles se réchauffent plus rapidement que les autres régions de la planète et le Groenland à lui seul a connu une hausse de 5°C en hiver et de 2°C en été depuis cette époque.
Bien que les scientifiques prédisent qu’il faudra des siècles avant que les pôles fondent totalement, même en cas d’énormes augmentations de la température mondiale, la dernière étude constitue un motif supplémentaire de préoccupation et montre la nécessité de prendre des mesures de prévention.

De nombreux modèles du scénario de 1,5-2°C prévoient que ce seuil sera franchi à court terme, avec un possible réchauffement de la planète de plusieurs degrés, avant l’utilisation du captage du carbone et d’autres technologies pour stabiliser les températures en 2100. L’étude met en garde contre une telle approche et indique qu’une boucle de rétroaction déclenchée par des températures plus élevées « conduirait à une fonte de l’ensemble la calotte glaciaire dans le monde », même si cette hausse de température était ensuite compensée.
Pour le Groenland, l’équipe de chercheurs a déclaré avec une certitude de 95% que la fonte accélérée de la calotte glaciaire se produirait avec un réchauffement de 1,8°C. Pour le Groenland et l’Antarctique, il existe des points de non-retour connus pour les niveaux de réchauffement qui pourraient être atteints avant la fin du siècle.
Source: Nature Climate Change.

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It is the same story all over again, but it is useful to repeat it. It has been admitted by all scientists that the Arctic and Antarctic icecaps are in danger of melting completely if we keep sending greenhouse gases in the atmosphere.

According to a recent study published in the journal Nature Climate Change, even modest temperature rises agreed under the 2015 Paris Agreement could see the ice caps melt enough this century for their loss to be « irreversible. » The COP 21 limits nations to temperature rises « well below » two degrees Celsius above pre-industrial levels and to less than 1.5°C if at all possible. That goal of getting 1.5-2C hotter by 2100 is scientists’ best-case-scenario based on our consumption of natural resources and burning of fossil fuels, and will require radical, global lifestyle changes to achieve.

For comparison, if we continue to emit greenhouse gases at the current rate, the Earth’s temperatures will rise by as much as 4°C.

Scientists have known for decades that the ice sheets of Greenland and Antarctica are shrinking, but it had been assumed that they would survive a 1.5-2°C temperature rise relatively intact. However, according to the new analysis, even modest global warming could cause irreversible damage to the polar ice, contributing to catastrophic sea level rises.

The researchers who performed the study analysed data on annual temperature rises, ice sheet coverage and known melt levels and found that both Greenland and Antarctic ice sheets would reach a « tipping point » at around 2°C.

It is well known that the ice contained in Greenland and Antarctica contain enough frozen water to lift global sea levels several metres. The Greenland ice sheet alone has contributed 0.7 millimetres to global sea level rises every year since the mid-1990s. What is more, the poles are warming faster than anywhere else on Earth, with Greenland alone 5°C warmer in winter and 2°C in summer since then.

Although scientists predict it would take hundreds of years for them to melt even with huge global temperature increases, the latest study provides further cause for concern with mankind’s only realistic plan to avert runaway warming.

Many models of the 1.5-2°C scenario allow for the threshold to be breached in the short term, potentially heating the planet several degrees higher, before using carbon capture and other technologies to bring temperatures back into line by 2100. The study warns against this approach, however, saying that a feedback loop set off by higher temperatures would « lead to self-sustained melting of the entire ice sheet » even if those rises were later offset.

For Greenland, the team said with 95 percent certainty that major ice sheet decline would occur at 1.8°C worth of warming. For both Greenland and Antarctica, tipping points are known to exist for warming levels that could be reached before the end of this century.

Source: Nature Climate Change.

Vue de la calotte glaciaire du Groenland (Photo: C. Grandpey)

La fonte accélérée des glaciers asiatiques // The fast melting of Asian glaciers

Je viens de lire plusieurs articles dans la presse scientifique – dont notre CNRS – qui confirment que les glaciers de l’Asie, en particulier ceux de l’Himalaya sont en train d’accélérer leur fonte. Cela fait longtemps que le phénomène est en cours, comme je l’ai expliqué dans mon dernier livre « Glaciers en péril ».

Dans le chapitre dédié à l’Himalaya, j’ai écrit que les glaciers qui recouvrent les montagnes les plus élevées du monde jouent un rôle essentiel car ils alimentent les fleuves d’Asie, ressources en eau pour plusieurs centaines de millions de personnes. Alors que la planète se réchauffe, il est important de comprendre comment ces glaciers répondent aux variations climatiques, pour mieux anticiper leur contribution future aux ressources en eau.

Trente années d’images satellitaires apportent un nouvel éclairage sur l’évolution de ces glaciers. On s’aperçoit qu’ils ont nettement ralenti au cours des deux dernières décennies. A noter que je n’ai pas eu besoin des satellites, mais de mes seules photos, pour montrer le désastre de la fonte glaciaire en Alaska ! Il est vrai aussi que les glaciers alaskiens sont plus faciles d’accès et que des survols en avion ou des approches en bateau suffisent pour se rendre compte de leur évolution

Les montagnes qui encerclent le plateau tibétain forment collectivement les Hautes Montagnes d’Asie (HMA) et s’étendent de l’Afghanistan à la Chine en passant par l’Inde. C’est le plus grand volume de glace en dehors des régions polaires et ce réservoir permet de réguler les fluctuations du débit des cours d’eau, un rôle qui peut s’avérer crucial en périodes de sécheresse.

Les données satellitaires ont permis de documenter les changements de masse des glaciers des HMA sur les dernières décennies. De 2000 à 2016, la perte totale de masse de ces glaciers a été de 260 gigatonnes. Ce que l’on ne connaissait encore pas, c’est la façon dont les glaciers ajustent leur vitesse d’écoulement en réponse à cet amincissement. Le recul des glaciers dans les décennies à venir dépendra de cet ajustement de leur dynamique.

Grâce à des techniques de corrélation d’images, les glaciologues peuvent suivre automatiquement le déplacement de motifs à la surface des glaciers, tels que les crevasses ou des blocs rocheux. Cela a permis de constater que les écoulements des glaciers himalayens ont en moyenne fortement ralenti, avec des pertes de vitesse atteignant 37% par décennie, là où les glaciers s’amincissent le plus.

Le processus de déplacement des glaciers est bien connu : ils se forment par accumulation de neige en haute altitude, puis s’écoulent sous l’effet de la gravité vers les basses altitudes où ils fondent en raison des températures plus élevées. Le poids de la glace la force à glisser sur le socle rocheux et à se déformer le long des pentes. Lorsque le glacier s’amincit et perd de la masse, le glissement et la déformation de la glace deviennent tous les deux plus difficiles, et le glacier ralentit. Les régions où les glaciers s’amincissent le plus sont celles où ils ralentissent le plus. Dans les rares régions comme le Karakorum ou le Kunlun où les glaciers sont stables ou s’épaississent, les observations montrent que les glaciers ont légèrement accéléré.

Cette conclusion qui semble intuitive ne faisait pourtant pas, jusqu’à présent, l’unanimité de la communauté scientifique. D’autres facteurs contrôlent l’écoulement des glaciers, comme la lubrification du socle rocheux par l’eau de fonte, ce qui permet au glacier de glisser plus rapidement vers l’aval, accentuant ainsi sa fonte.

Le fait que les glaciers ralentissent signifie que le transport de glace vers les basses altitudes diminue et les glaciers ont tendance à rester plus haut en altitude, où les températures sont plus basses et la fonte réduite. En dépit du fait que les glaciers vont continuer à perdre de la masse avec l’augmentation des températures, cette perte de vitesse devrait permettre aux glaciers de se protéger quelque temps.

NDLR : Il est intéressant ici de comparer les glaciers himalayens à leurs homologues alpins. Tout se joue au niveau de la zone d’accumulation qui s’élève de plus en plus en raison du réchauffement climatique. Elle se situe actuellement à environ 3000 mètres d’altitude. La chaîne himalayenne étant beaucoup plus haute que nos Alpes, avec une bonne quinzaine de sommets culminant à plus de 8000 mètres, il est normal que les glaciers les plus hauts résistent encore au réchauffement de la planète alors que chez nous ils ne peuvent guère grimper au-dessus de 4000 mètres, ce qui explique leur recul rapide.

L’avantage des satellites est de pouvoir observer les régions difficilement accessibles depuis l’espace et sur de longues périodes de temps. La mise à disposition d’images satellite telles que celles fournies par Landsat et ASTER ou les données européennes Sentinel joue un rôle crucial dans cette mission d’observation..

Source : CNRS.

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I have just read several articles in the scientific press – including our CNRS – which confirm that Asian glaciers, especially those of the Himalayas, are accelerating their melting. The phenomenon has been going on for a long time, as I explained in my last book « Glaciers en péril ».
In the chapter dedicated to the Himalayas, I wrote that the glaciers that cover the highest mountains in the world play an essential role because they feed the rivers of Asia which provide water resources for several hundred million people. As the planet heats up, it is important to understand how these glaciers respond to climate variations, to better anticipate their future contribution to water resources.
Thirty years of satellite images shed new light on the evolution of these glaciers. We can see that they have slowed down considerably over the past two decades. Editor’s note: I did not need satellites, but my only photos, to show the disaster of glacial melting in Alaska! It is also true that Alaskan glaciers are easier to access and that overflights by plane or boat approaches are enough to be aware of their evolution.
The mountains that encircle the Tibetan Plateau collectively form the High Mountains of Asia (HMA) and extend from Afghanistan to China via India. This is the largest volume of ice outside polar regions and this reservoir helps regulate fluctuations in river flow, a role that can be crucial in times of drought.
Satellite data have documented the mass changes in HMA glaciers over the last decades. From 2000 to 2016, the total mass loss of these glaciers was 260 gigatonnes. What we did not know yet is how glaciers adjust their flow velocity in response to this thinning. The retreat of glaciers in the coming decades will depend on this adjustment of their dynamics.
Through image correlation techniques, glaciologists can automatically follow the movement of features on the surface of glaciers, such as crevices or boulders. This shows that Himalayan glacier flows have on average slowed sharply, with speed losses reaching 37% per decade, where glaciers are shrinking the most.
The process of glacier flow is well known: they are formed by the accumulation of snow at high altitude, then flow under the effect of gravity to low altitudes where they melt due to higher temperatures. The weight of the ice forces it to slide on the bedrock and to deform along the slopes. As the glacier becomes thinner and loses mass, both ice sliding and deformation become more difficult, and the glacier slows down. The areas where glaciers are getting thinner are those where they slow down the most. In the few areas such as Karakorum or Kunlun where glaciers are stable or thicker, observations show that glaciers have slightly accelerated.
This conclusion, which seems intuitive, did not, however, until now, have the unanimity of the scientific community. Other factors control the flow of glaciers, such as the lubrication of bedrock by meltwater, which allows the glacier to slide more rapidly downslope, thus accentuating its melting.
The fact that glaciers slow down means that ice transport to lower altitudes is decreasing and glaciers tend to stay higher at higher altitudes, where temperatures are lower and melting is reduced. In spite of the fact that glaciers will continue to lose mass with increasing temperatures, this loss of speed should allow glaciers to protect themselves for some time.
Editor’s note: It is interesting here to compare the Himalayan glaciers to their alpine counterparts. The essential part is the area of ​​accumulation that rises more and more because of global warming. It is currently about 3000 meters above sea level. The Himalayan range being much higher than our Alps, with a good fifteen peaks culminating at more than 8000 meters, it is normal that the highest glaciers still resist global warming whereas in Europe they can hardly climb to above 4000 meters, which explains their rapid decline.
The advantage of satellites is to be able to observe regions that are difficult to access from space and over long periods of time. The numerous satellite images, such as those provided by Landsat and ASTER or the European Sentinel data, play a crucial role in this observation mission.
Source: CNRS.

Glaciers de l’Himalaya vus depuis l’espace (Crédit photo: NASA)

Les glaciers andins sont menacés // Andean glaciers are in danger

Les conclusions de l’Andean Glacier and Water Atlas [L’Atlas de l’eau et des glaciers andins] commandité par l’UNESCO et la fondation norvégienne GRID-Arendal confirment le mauvais état des glaciers de la Cordillère des Andes. Le rapport, publié le 6 décembre 2018 dans le cadre de la COP 24 de Katowice (Pologne) indique que si le recul se poursuit au rythme actuel (il a commencé dans les années 1950), certains glaciers de basse altitude des Andes tropicales pourraient perdre entre 78 et 97% de leur volume d’ici la fin du siècle, privant les populations de la région d’une partie de leurs ressources en eau.

Comme je l’ai écrit dans une note précédente, le seul glacier que compte encore le Venezuela devrait disparaître d’ici 2021.

Au Pérou, pays qui abrite le plus grand nombre de glaciers tropicaux du continent, ceux de la Cordillera Blanca ont nettement reculé au cours des dernières décennies. J’ai largement expliqué la situation dans ce pays dans un chapitre de mon dernier livre « Glaciers en péril » (voir vignette dans la colonne de droite de ce blog).

Un recul rapide des glaciers est également observé en Bolivie depuis les années 1980 et certains d’entre eux ont perdu près des deux tiers de leur masse.

Au Chili et en Argentine, le recul des glaciers de basse altitude situés en Patagonie et en Terre de Feu s’accélère.

En Colombie, il est probable que d’ici les années 2050, seuls subsisteront les glaciers situés sur les sommets les plus élevés.

En Equateur, le recul des glaciers est spectaculaire depuis une cinquantaine d’années.

Le problème, c’est que les eaux de fonte glaciaire constituent une ressource essentielle pour des millions de personnes, notamment pour les habitants des hauts plateaux andins de Bolivie, du Chili et du Pérou. Elles représentent environ 5% de l’approvisionnement en eau à Quito (Équateur), 61% à La Paz (Bolivie) et 67% à Huaraz (Pérou). Les années de sécheresse, cette proportion peut atteindre 15% à Quito, 85% à La Paz et 91% à Huaraz.

La situation est d’autant plus inquiétante que la température moyenne annuelle est en hausse dans la plupart des pays des Andes tropicales. Elle a augmenté d’environ 0,8°C au cours du siècle dernier et pourrait encore grimper de 2 à 5°C d’ici la fin du 21ème siècle. Selon les dernières estimations, la température pourrait augmenter de 1 à 7°C dans les Andes du sud, ce qui est énorme et fera inévitablement réagir les glaciers. .

Pour faire face aux défis de l’approvisionnement en eau des populations qui dépendent des glaciers, l’Andean Glacier and Water Atlas formule une série de recommandations à destination des décideurs de la région. Il prône notamment une meilleure intégration des données scientifiques dans la prise de décisions politiques, l’amélioration des infrastructures de surveillance des changements climatiques, la mise en œuvre d’une bonne gouvernance de l’eau ou encore le renforcement de la coordination entre les pays andins.

Source : notre-planète.info.

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The findings of the Andean Glacier and Water Atlas commissioned by UNESCO and the Norwegian GRID-Arendal Foundation confirm the poor state of the glaciers in the Andes Cordillera. The report, published on 6 December 2018, as part of COP 24 in Katowice, Poland, indicates that if glacier retreat continues at the current rate that began in the 1950s, some lowland glaciers in the tropical Andes could lose between 78 and 97% of their volume by the end of the century, depriving people in the region of some of their water resources.
As I put it in a previous post, the only glacier in Venezuela is expected to disappear by 2021.
In Peru, home to the largest number of tropical glaciers on the continent, the Cordillera Blanca glaciers have declined significantly in recent decades. I have largely developed the situation in this country in a chapter of my latest book « Glaciers en Péril. »
A rapid retreat of the glaciers has also been observed in Bolivia since the 1980s when some of them lost nearly two-thirds of their mass.
In Chile and Argentina, the retreat of lowland glaciers in Patagonia and Tierra del Fuego is accelerating.
In Colombia, it is likely that by the 2050s, only glaciers on the highest peaks will remain.
In Ecuador, the retreat of glaciers has been spectacular for about fifty years.
The problem is that glacial meltwater is an essential resource for millions of people, especially for the inhabitants of the Andean highlands of Bolivia, Chile and Peru. They represent about 5% of the water supply in Quito (Ecuador), 61% in La Paz (Bolivia) and 67% in Huaraz (Peru). In the years of drought, this proportion can reach 15% in Quito, 85% in La Paz and 91% in Huaraz.
The situation is all the more disturbing as the average annual temperature is rising in most countries of the tropical Andes where it increased by about 0.8°C during the last century and could still rise by 2 to 5°C by the end of the 21st century. According to the latest estimates, it could increase by 1 to 7°C in the southern Andes, which is quite significant and will inevitably make glaciers react.
To address the water supply challenges of glacier-dependent populations, the Andean Glacier and Water Atlas makes a series of recommendations for decision-makers in the region. It calls for better integration of scientific data into political decision-making, improvement of climate change monitoring infrastructures, implementation of good water governance and strengthening of coordination between Andean countries.

Source: notre-planète.info.

Vue de la Cordillera Blanca au Pérou (Crédit photo: NASA)