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Régénérer la banquise : est-ce faisable et souhaitable ? // Is regenerating sea ice feasible and desirable?

Un article dans le numéro d’août 2024 du National Geographic nous apprend qu’une start-up néerlandaise, Arctic Reflections, affirme avoir trouvé une méthode pour limiter les effets du réchauffement climatique sur la fonte des glaces, en particulier dans l’Arctique. En projetant de l’eau sur la glace existante, il s’agirait de créer des espèces de patinoires géantes pour régénérer la banquise et favoriser ainsi l’albédo, la capacité de la glace à réfléchir la lumière du soleil. Cette technologie permettrait de freiner le réchauffement climatique. Si l’intention peut paraître louable, certains scientifiques pensent qu’il s’agit d’une fausse bonne idée.

Une entreprise britannique, Real Ice Development, développe elle aussi une technologie similaire visant à restaurer et épaissir la glace déjà présente dans l’océan Arctique. Une série de tests pour pomper de l’eau de mer et la recongeler à la surface sont en cours au Nunavut, dans le nord du Canada, alors qu’Arctic Reflections effectue ses tests au Svalbard.

Arctic Reflections envisage par ailleurs de développer des drones sous-marins capables de naviguer dans une eau à -1,5 °C. Les engins se déplaceraient sous la banquise arctique. Capables de détecter les zones où la couche de glace est plus fine, les drones sous-marins feraient des trous à ces endroits et pomperaient l’eau de mer sous la glace pendant les mois d’hiver pour épaissir la glace, ce qui permettrait d’atténuer sa fonte durant l’été. Après ce regivrage, les drones retourneraient sous la glace et répéteraient machinalement leur tâche.

La première réflexion qui m’est venue à l’esprit est que cette stratégie ne pourra s’appliquer qu’à des zones réduites, ridiculement petites à côté de l’immensité de la banquise arctique. De leur côté, les scientifiques sont très sceptiques et mettent en garde sur ces méthodes présentées comme des solutions miracles. Selon un glaciologue, « penser qu’avec des drones sous-marins qui recrachent de l’eau de mer sur la banquise on arrivera à la préserver, est faux ! Ce qui attaque principalement la banquise, c’est la température de l’océan, qui est de plus en plus élevée. Ce n’est pas avec cette méthode qu’on arrivera à résoudre le problème.» Comme je l’ai écrit plus haut, même si ces drones sous-marins parviennent à restaurer quelques zones, la méthode demeure anecdotique à l’échelle de la surface de la banquise arctique dont la superficie fait 25 fois celle de la France.

Les biologistes marins pensent que ce type de projet de géo-ingénierie (techniques qui visent à manipuler et modifier le climat et l’environnement de la Terre) risque d’avoir des conséquences négatives pour l’environnement. Il en va de mêmes d’autres projets consistant à répandre du soufre dans le ciel pour changer le climat, ou encore créer un gigantesque rideau sous-marin pour séparer les calottes glaciaires des eaux plus chaudes des océans. De tels projets de géo-ingénierie pour lutter contre la fonte des glaces dans les pôles se sont malheureusement multipliés ces derniers temps.

Source : Arctic Reflections, Real Ice Development et presse scientifique.

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An article in the August 2024 issue of National Geographic informs us that a Dutch start-up, Arctic Reflections, claims to have found a method to limit the effects of global warming on the melting of ice, especially in the Arctic. By spraying water on the existing ice, it would create a kind of giant skating rink to regenerate the sea ice and thus promote albedo, the ability of the ice to reflect sunlight. This technology would slow down global warming. While the intention may seem laudable, some scientists think it is a false good idea.
A British company, Real Ice Development, is also developing a similar technology aimed at restoring and thickening the ice already present in the Arctic Ocean. A series of tests to pump seawater and refreeze it on the surface are underway in Nunavut, in northern Canada, while Arctic Reflections is conducting its tests in Svalbard.
Arctic Reflections is also considering developing underwater drones capable of navigating in water at -1.5°C. The vehicles would navigate under the Arctic sea ice. Capable of detecting areas where the ice is thinner, the underwater drones would drill holes in these areas and pump seawater from under the ice during the winter months to thicken the ice, which would help slow its melting in the summer. After this refreezing, the drones would return under the ice and mechanically repeat their task.
The first thought that came to my mind was that this strategy will only be applicable to small areas compared to the vastness of the Arctic. For their part, scientists are very skeptical and warn against these methods presented as miracle solutions. According to a glaciologist, « to think that with underwater drones that spit sea water onto the sea ice we will be able to preserve it is wrong! What mainly attacks the ice is the temperature of the ocean, which is getting higher and higher. This is not the method that will solve the problem. » As I put it above, even if these underwater drones manage to restore a few areas, the method remains anecdotal on the scale of the surface of the sea ice, which is 25 times the size of France.

Marine biologists believe that this type of geoengineering project (techniques that aim to manipulate and modify the Earth’s climate and environment)is likely to have negative consequences for the environment. The same is true of other projects that involve spreading sulfur in the sky to change the climate, or creating a gigantic underwater curtain to separate the ice caps from the warmer waters of the oceans. Such geoengineering projects to combat the melting of the polar ice have unfortunately multiplied in recent times.
Source: Arctic Reflections, Real Ice Development and scientific press.

Photos: C. Grandpey

France : mise en sécurité des lacs glaciaires

Dans une note publiée le 27 août 2023, j’expliquais que des travaux étaient en cours pour vidanger le lac du Rosolin qui menaçait la station de Tignes dans l’Isère. En l’espace de quelques semaines, il était prévu de réduire sa capacité de près de 80 %. C’est en 2018 que ce lac, né sous le Dôme de Pramecou, à 2 800 mètres d’altitude, est apparu pour la première fois.

En 2022, année marquée par des épisodes de canicule, le glacier de la Grande Motte a souffert au point que le ski d’été ne pouvait plus être pratiqué. Le lac du Rosolin a pris de l’importance pour atteindre 150 000 m3, avec une profondeur maximale de 16 mètres. La menace se précisant, il était urgent d’entreprendre des travaux pour alléger la masse d’eau. Au cours de plusieurs réunions, il a été décidé de diminuer le volume d’eau en creusant un chenal long de 300 mètres et de 3 mètres de profondeur. Le niveau serait ainsi été ramené à 70 000 m3, sans incidence sur la rivière Le Doron. Au final la superficie du lac du Rosolin a été ramenée de 36 000 à 12 000 mètres carrés.

Pour poursuivre les efforts, le comité de pilotage a décidé de programmer une nouvelle session de travaux au mois d’août 2024. Ils permettront de réduire le risque présent sur le secteur de Val Claret à Tignes avec l’installation progressive d’un dispositif de siphonnage afin de rabaisser encore le niveau du lac. Par la suite, des études de faisabilité seront menées en vue d’une vidange définitive et contrôlée du lac.

Vue du premier chenal de 3 mètres de profondeur creusé pour réduire de moitié la quantité d’eau présente dans le lac glaciaire de Rosolin.  (Crédit photo : RTM)

Avec l’accélération du réchauffement climatique d’origine anthropique, les lacs glaciaires sont de plus en plus nombreux dans les zones de montagnes à travers le monde. J’ai évoqué à plusieurs reprises sur ce blog les risques que faisait peser la la fonte des glaciers dans l’Himalaya et dans la Cordillère des Andes où des lacs sont retenus par de fragiles moraines. Plusieurs catastrophes ont déjà eu lieu au Népal et au Pérou. Comme cela est en passe d’être réalisé à Tignes, les autorités essayent de les prévenir, le plus souvent en creusant des chenaux destinés à alléger au maximum la masse d’eau retenue par ces barrages naturels.

Au Pérou, le lac Palcacocha menace la ville d’Huaraz [Crédit photo : Wikipedia]

Dans la plupart des cas, c’est au moment du retrait du glacier que le phénomène se produit. Les sédiments et débris de roches s’accumulent à son front et forment un barrage naturel qui retient l’eau de fonte. S’il n’y a pas d’exutoire en aval, comme un torrent ou une cascade, un lac se forme rapidement. Ces étendues d’eau, qui comprennent entre quelques dizaines et quelques centaines de milliers, voire millions de mètres cubes, peuvent rapidement créer un risque de vague ou de submersion pour les zones habitées en aval.

En 2004 dans les Alpes, l’alerte avait été donnée sur le lac du glacier de Rochemelon alors qu’il menaçait la vallée du Ribon, en Savoie. Le lac a été vidangé par siphonage.

J’ai évoqué dans plusieurs notes (18 juin 2022, 6 août 2022, 2 août 2023) le lac de fonte qui s’est formé à l’avant du glacier des Bossons et les travaux entrepris pour évacuer le trop-plein. A noter qu’au mois de janvier 2024, une énorme grotte, de plusieurs dizaines de mètres de diamètre, a vu le jour au cœur de ce glacier. Elle a fait naître un grand nombre de questions. Par exemple, on se demande si le réchauffement climatique est en cause. Les experts se perdent en conjectures. Certains évoquent une grotte intraglaciaire qui se serait formée à cause d’une crevasse ou de rochers. Il est aussi question d’« une poche d’eau qui ne s’est pas refermée et dont la rupture serait la conséquence d’une nouvelle fracture. »

 Vue du lac glaciaire du glacier des Bossons (Crédit photo: Le Dauphiné)

Tous les travaux visant à vidanger les lacs provoqués par la fonte rapide des glaciers ont avant tout pour but de mettre en sécurité les populations qui vivent en aval de ces retenues d’eau. En France, on ne voudrait pas que se produise un tsunami comme celui qui a endeuillé Saint Gervais dans la nuit du 12 au 13 juillet 1892, quand la rupture d’une poche d’eau dans le glacier de Tête-Rousse a entraîné la mort de 175 personnes (voir la description de cet événement dans des notes rédigées le 23 avril 2019 et le 6 mai 2020).

L’Institut des Risques Majeurs (IRMA) de Grenoble indique que depuis un premier pompage en 2010, puis d’autres en 2011 et 2012, le glacier reste sous haute surveillance. Par exemple, des capteurs piézométriques mesurent en continu l’évolution de la pression d’eau en différents points du glacier. L’ensemble de ces mesures est synthétisé dans un rapport annuel et présenté à un comité de pilotage.

Le système de surveillance et d’alerte du glacier de Tête Rousse permet de détecter la survenance de la rupture de la poche d’eau sous le glacier ; il est totalement automatique. Le système est également équipé de quatre capteurs sismiques permettant de détecter les vibrations générées par une coulée de boue éventuelle. Le système d’alerte est équipé de quatre sirènes de forte puissance

En cas d’alerte, une commande radio est instantanément envoyée à toutes les sirènes qui déclenchent une séquence sonore spécifique pendant une durée de trente minutes pour l’alerte d’évacuation des habitants de Bionnay vers des zones définies hors risque. Un courrier leur a été adressé, les invitant à communiquer leurs coordonnées. Les habitants ont connaissance de points de rassemblement à rejoindre à pied au plus vite en cas de déclenchement de l’alerte. Dès le déclenchement des sirènes, le temps maximal pour évacuer est estimé à une dizaine de minutes pour les habitants.

 

Schéma accompagnant le texte de Joseph Vallot pour expliquer le processus de la catastrophe du 12 juillet 1892.

Certaines communes des Alpes tentent de tirer parti de ces importants volumes d’eau. C’est ainsi que la station des Deux Alpes (Isère) a exploité pendant près d’un an un lac naturel, laissé par le retrait du glacier de Mont-de-Lans. L’eau de fonte a été utilisée pour fabriquer de la neige artificielle et régénérer de la glace sur laquelle repose une partie des pistes de ski. Depuis la vidange du lac, qui s’est effectuée naturellement à l’automne 2018, les spécialistes de l’enneigement envisagent de répéter l’opération à partir de retenues d’eau et d’un lac artificiel, plus sécurisé. Selon les glaciologues, le système est efficace en théorie, mais trop localisé pour agir sur l’état de santé du glacier dont la durée de vie est estimée à bien moins d’un siècle.

Source : presse régionale, IRMA et données personnelles.

Nouvelle crue glaciaire au glacier Mendenhall (Alaska) // New glacial outburst flood at Mendenhall Glacier (Alaska)

Dans une note publiée le 7 août 2023, j’indiquais qu’une inondation due à la vidange soudaine d’un lac glaciaire s’était produite le 5 août 2023 sur le glacier Mendenhall, près de Juneau, la capitale de l’Alaska. La crue avait entraîné de sérieux dégâts et détruit plusieurs structures. Elle était causée par la rupture de la moraine qui retient le Suicide Basin, en bordure du glacier Mendenhall (voir carte ci-dessous). Des inondations importantes ont été signalées dans des zones qui avaient été épargnées auparavant, et on a observé une érosion importante le long des berges de la rivière. Les inondations ont entraîné la fermeture de plusieurs routes de la région, y compris des ponts.
Une nouvelle crue glaciaire en provenance d’un lac retenu par le glacier Mendenhall a endommagé plus d’une centaine de maisons le 6 août 2024. Le lac s’est formé dans une cavité laissée par le recul d’un glacier voisin. Elle s’est remplie d’eau de pluie et de fonte au cours du printemps et de l’été et a créé suffisamment de pression pour se frayer un chemin à travers des chenaux creusés sous le glacier Mendenhall. Depuis 2011, le phénomène a provoqué à plusieurs reprises des inondations dans les zones habitées près du lac Mendenhall et de la rivière du même nom.
Les dégâts causés par la dernière crue glaciaire sont moins graves mais plus étendus qu’en 2023. Certaines rues ont été recouvertes par plus d’un mètre d’eau. Cependant, l’érosion semble avoir été moins importante que l’année dernière. Aucun blessé n’a été signalé. Le niveau de la rivière a rapidement baissé dans les heures qui ont suivi l’événement.
Source : journaux de l’Alaska.

 

Sources : NWC, NOAA

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In a post published on Auigust 7th, 2023, I indicated that a glacier lake outburst flood occurred on August 5th, 2023 at the Mendenhall Glacier near Juneau, Alaska’s capital. It caused serious damage, destroying several structures. The flooding was caused by an outburst flood on Suicide Basin, a side basin on the Mendenhall Glacier (see map below). Significant flooding was reported in areas that previously had not seen flooding, and there was significant erosion along the riverbanks. The flooding closed several roads in the region, including bridges.

A new outburst of flooding from a lake dammed by Juneau’s Mendenhall Glacier damaged at least 100 homes on August 6th, 2024. The lake formed in a basin that was left behind when a nearby glacier retreated. It filled with rainwater and snowmelt during the spring and summer and built enough pressure to force its way out through channels it carved beneath Mendenhall Glacier. Since 2011, the phenomenon has several times caused flooding of streets or homes near Mendenhall Lake and Mendenhall River.

The damage caused by the latest glacial outburst was less dramatic but more widespread than in 2023. Some streets at one point had more than one meter of water. However, there appeared to be less erosion than last year. No injuries were reported. The river level dropped quickly in the hours following the event.

Source : Alaskan news media.

Photo: C. Grandpey

Navigation : le Passage du Nord-Est encore compliqué ! // Shipping : Northeast Passage still complicated !

Avec la hausse rapide des températures dans l’Arctique et la fonte tout aussi rapide des calottes glaciaires, on pensait que de nouvelles routes maritimes s’ouvriraient dans la partie nord du globe terrestre. On imaginait que les passages du Nord-Est et du Nord-Ouest deviendraient accessibles, raccourcissant les trajets de navigation entre les continents. C’était aller un peu trop vite en besogne. Les scientifiques nous expliquent aujourd’hui que la fonte rapide des glaces dans l’océan Arctique ne facilite pas, au moins pour le moment, la navigation entre l’Europe et l’Asie et vice versa. En fait, le réchauffement climatique génère une glace plus épaisse et plus dangereuse qui provoque des blocages dans les deux passages.
Le Passage du Nord-Est est une route maritime au nord de l’Eurasie ; elle relie la mer de Barents, au nord de la Scandinavie, au détroit de Béring, entre l’Extrême-Orient russe et l’Alaska. Aujourd’hui encore, cette dangereuse route commerciale est si encombrée par la glace de mer qu’il faut l’aide des brise-glaces pour la parcourir toute l’année.
Avec le recul de la banquise arctique, on a vu grandir le désir de faire circuler un plus grand nombre de navires dans le Passage du Nord-Est, que ce soit à des fins commerciales, touristiques ou militaires. Les conditions de mer varient d’une année à l’autre et aucun secteur du Passage n’est garanti d’être libre de glace à un moment donné. Un article publié en 2023, utilisant des données archivées au NSIDC, a identifié la période de l’année la plus propice à la navigation. Elle se situe à la mi-septembre, lorsque la glace de mer arctique atteint son étendue minimale.
Dès le 16ème siècle, les commerçants européens espéraient pouvoir utiliser un raccourci arctique vers l’Asie, mais le Passage du Nord-Est a déjoué les efforts de navigation pendant de nombreuses années. L’explorateur Adolf Erik Nordenskiöld a fini par traverser le Passage du Nord-Est en 1879, après avoir été prisonnier des glaces pendant 10 mois.
Le recul de la banquise a récemment rendu l’océan Arctique plus attrayant, tant pour les entités politiques désireuses d’exploiter des ressources minières et effectuer des opérations militaires, que pour les intérêts commerciaux. L’Arctique reste cependant un environnement difficile, avec un risque permanent d’accidents, tant sur le plan environnemental qu’humain.

L’étude de 2023 mentionnée ci-dessus sur le meilleur moment pour emprunter le Passage du Nord-Est s’appuyait sur deux ensembles de données du NSIDC. L’un inclut la température de brillance fournie quotidiennement par des capteurs satellitaires. L’autre inclut la température de brillance, la concentration de glace de mer et l’épaisseur de la neige. Les observations par satellite de la température de brillance – mesure de l’énergie émise par une surface – permettent aux scientifiques d’identifier différents types de surfaces occupées par la glace et par l’eau. Grâce à la température de brillance, les scientifiques peuvent détecter la fonte superficielle de la glace de mer et même faire la distinction entre une glace très récente relativement mince et une glace pluriannuelle plus épaisse. La glace mince et la glace en cours de fonte présentent moins d’obstacles à la navigation. L’identification des caractéristiques de la glace aide donc à déterminer les meilleurs itinéraires et les meilleurs moments pour les emprunter.
La glace de mer arctique ne cesse de diminuer depuis le début des mesures satellitaires en 1979. En conséquence, la navigation dans l’océan Arctique, impensable pendant la majeure partie du 20ème siècle, est plus réalisable aujourd’hui, mais seulement pendant une partie de l’année. La fenêtre pour les navires autres que les brise-glaces dans le Passage du Nord-Est s’ouvre en été et se ferme en automne. L’étude de 2023 sur le Passage du Nord-Est a identifié la fenêtre de navigation optimale en examinant les conditions dans le Passage du Nord-Est de 2002 à 2021. Le résultat est que la glace de mer dans l’océan Arctique commence généralement à fondre pour de bon en juin ou juillet et à se reformer en octobre. L’étendue de la glace de mer – la zone océanique avec une concentration d’au moins 15 pour cent de glace de mer – atteint son niveau le plus bas à la mi-septembre. De 2002 à 2021, la glace de mer dans la zone examinée par l’étude de 2023 s’étendait en moyenne sur 1,94 million de kilomètres carrés.
Avec le réchauffement continu de l’Arctique, le Passage du Nord-Est connaîtra probablement davantage d’étendues d’eau relativement libres de glace à la fin de l’été. Pourtant, comme pour le Passage du Nord-Ouest, les amas et autres concentration de glace empêchent toujours la navigation dans le Passage du Nord-Est la majeure partie de l’année sans avoir recours à des brise-glaces. Un autre facteur complique encore davantage les activités humaines au-dessus du Cercle polaire arctique : le Soleil disparaît sous l’horizon en octobre et ne réapparaît qu’en mars. Ainsi, même si la glace de mer présente moins d’obstacles qu’auparavant, le Passage du Nord-Est, comme l’ensemble de l’océan Arctique, reste et restera encore un certain temps un lieu de navigation compliqué.
Source : National Snow and Ice Data Center (NSIDC).

En pointillés rouges sur les cartes, les passages du NO (à gauche) et du NE (à droite), avec en trait plein, les voies de navigation actuelles (Source : Observatoire de l’Arctique)

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With fast increasing temperatures in the Arctic the rapid melting of the icecaps, it was believed that new shipping routes would open in the northern part of the world. The Northeast and Northwest passages would become accessible, shortening shipping routes between the continents. However, this was thinking a bit too fast. Scientists inform us today that melting sea ice in the fast-warming Arctic Ocean is not making it easier for sailors to navigate a legendary shortcut between Europe and Asia and vice versa. To the contrary, global warming is causing thicker, more hazardous ice to choke both passages.

The Northeast Passage is a shipping route north of Eurasia, connecting the Barents Sea north of Scandinavia to the Bering Strait between the Russian Far East and Alaska. Even today, this dangerous trade route has remained so choked with sea ice that the safest year-round ways to navigate it are by plowing through it with icebreakers.

As Arctic sea ice has retreated, interest has grown in navigating a greater variety of ships through the Northeast Passage, whether for commercial, recreational, or military purposes. Conditions vary from year to year, and no part of the passage is guaranteed to be ice free at any particular time. A paper published in 2023, using data archived at NSIDC, identified the time of year when ships are the likeliest to succeed in negotiating the route. The best window of opportunity occurs in mid-September, when Arctic sea ice reaches its minimum extent for the year.

As long ago as the sixteenth century, European traders hoped for an Arctic shortcut to Asia, but the Northeast Passage foiled navigation efforts for many years. Explorer Adolf Erik Nordenskiöld finally succeeded in traversing the Northeast Passage in 1879, after spending 10 months of the voyage locked in ice.

Sea ice retreat has recently made the Arctic Ocean more alluring—both to political entities intent on resource extraction and military operations, and to commercial interests. The Arctic remains a challenging environment, however, with an ever-present possibility of accidents requiring cleanup and rescue. S

The above-mentioned 2023 study on the optimal timing of Northeast Passage relied on two data sets from NSIDC. One includes daily brightness temperatures from passive microwave satellite sensors, and the other includes brightness temperature, sea ice concentration, and snow depth. Satellite observations of brightness temperature—a measure of the energy emitted by a surface—enable scientists to identify different kinds of icy and watery surfaces. With brightness temperature observations, scientists can detect surface melt on sea ice and even distinguish between relatively thin first-year ice and thicker multiyear ice. Both thin ice and melting ice present fewer obstacles to ship navigation, so identifying ice features helps determine the best routes to take, and the best times to take them.

Arctic sea ice has declined since the start of the satellite record in 1979. Consequently, Arctic Ocean navigation that was unthinkable during most of the twentieth century is more practical now, but only for part of the year. The window of opportunity for non-icebreaker ships crossing the Northeast Passage opens in summer and closes in autumn. The 2023 study on the Northeast Passage pinpoints the optimal shipping window by examining conditions in the Northeast Passage from 2002 through 2021. Thecresult is that sea ice in the Arctic Ocean generally begins melting in earnest in June or July, and refreezing in October. Sea ice extent – the area of ocean with at least 15 percent sea ice concentration – bottoms out in mid-September. From 2002 to 2021, sea ice in the area examined in the 2023 study averaged 1.94 million square kilometers.

As the Arctic continues to warm, the Northeast Passage will likely experience more late-summer stretches of relatively ice-free water. Yet, like for the Northwest Passage, highly concentrated ice still prevents navigation through the Northeast Passage most of the year, unless crossing is made with an icebreaker. Further complicating human activities above the Arctic Circle, the Sun sets below the horizon in October and does not reemerge until March. So even though sea ice presents less of an obstacle than it used to, the Northeast Passage, like the entire Arctic Ocean, will remain a complicated place in which to work.

Source : National Snow and Ice Data Center (NSIDC).