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Manchots et réchauffement climatique // Antarctica’s penguins and global warming

En mars 2018, faisant référence à une étude publiée dans la revue Nature Climate Change, j’écrivais que le réchauffement de la planète et la surpêche pourraient provoquer en Antarctique la quasi extinction des populations de manchots royaux d’ici la fin du siècle. L’étude expliquait que 70% des manchots royaux – soit 1,1 million de couples – pourraient disparaître ou être contraints de trouver de nouveaux sites de reproduction.

Un an plus tard, en avril 2019, on apprenait que la deuxième plus grande colonie de manchots empereurs avait presque disparu. La colonie de Halley, dans la mer de Weddell, était jusqu’à récemment la deuxième plus importante colonie de manchots empereurs au monde, avec jusqu’à 25 000 couples. Une étude publiée le 25 avril 2019 révélait que la quasi-totalité des poussins nés dans cette colonie étaient morts en raison de la fonte de leur habitat ces trois dernières années.

A côté de ces tristes nouvelles, d’autres font naître un certain optimisme. Un article mis en ligne sur le site Futura Sciences nous apprend que le réchauffement climatique pourrait avoir des retombées positives. Des chercheurs expliquent dans la revue Science Advances qu’en accélérant d’année en année la fonte des glaces en Antarctique, le réchauffement de la planète facilite la vie des manchots Adélie (Pygoscelis adeliae)  .

Les scientifiques ont marqué électroniquement 175 individus durant quatre saisons. Au moment de la disparition de la glace, les manchots se sont déplacés en nageant plutôt qu’en marchant, ce qui est moins énergivore pour eux et leur permet de raccourcir leurs durées de voyage. Il s’ensuit une chaîne de causes à effet : cette nouvelle situation leur permet aussi d’agrandir la zone dans laquelle ils s’alimentent et donc d’ingurgiter davantage de krill. Les adultes mieux nourris ont un plus grand succès de reproduction, et les oisillons ont une meilleure croissance…

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In March 2018, referring to a study published in the journal Nature Climate Change, I wrote that global warming and overfishing could push the region’s king penguin populations to the brink of extinction by the end of the century. The study explained that 70% of king penguins – or 1.1 million pairs – could disappear or be forced to find new breeding sites.

A year later, in April 2019, we learned that the second largest emperor penguin colony had almost disappeared. Halley’s colony in the Weddell Sea was, until recently, the second largest emperor penguin colony in the world, with up to 25,000 pairs. A study published on April 25th, 2019 revealed that almost all of the chicks born in this colony had died due to the melting of their habitat in the last three years.

Besides this sad news, others arouse a certain optimism. An article posted on the Futura Sciences website tells us that global warming could have positive repercussions. Researchers explain in the journal Science Advances that by accelerating from year to year the melting of the ice in Antarctica, global warming is making the life of Adelie penguins (Pygoscelis adeliae) easier.
Scientists electronically tagged 175 individuals over four seasons. When the ice disappeared, the penguins moved by swimming rather than walking, which is less energy-consuming for them and allows them to shorten their journey times. There is a chain of cause and effect: this new situation also allows them to enlarge the area in which they eat and therefore to ingest more krill. Better-nourished adults have greater reproductive success, and chicks have better growth …

Manchots d’Adélie (Crédit photo : Wikipedia)

Réchauffement climatique : on bâche les glaciers !

Grâce aux glaciers, le marché de la toile blanche doit bien se porter en ce moment. Plusieurs stations de montagne utilisent cette toile blanche pour freiner la fonte de leurs glaciers. C’est le cas de la Mer de Glace en France et du Glacier du Rhône en Suisse où de grandes bâches ont été installées pour protéger les grottes creusées dans la glace et empêcher qu’elles disparaissent avant la fin des étés.

En Italie, près de 100.000 mètres carrés de toile ont été installés sur le glacier de Presena, à cheval entre le Trentin Haut-Adige et la Lombardie. Situé à une altitude comprise entre 2700 et  3000 m. au sud du Passo Tonale, il est connu pour être l’un des quelques glaciers sur lesquels on pratique le ski d’été. Sa protection est donc essentielle, voire vitale, pour le tourisme et l’économie locale.
L’opération de bâchage du glacier de Presena a lieu chaque année depuis 2008 ; des milliers de mètres carrés de toile sont déployés et posés sur la neige. A l’image de ses homologues alpins, la fonte du glacier de Presena est impressionnante. Depuis 1993, il a perdu plus du tiers de son volume.

La toile est une bâche géotextile qui favorise l’albédo en réfléchissant la lumière, tout en maintenant en dessous une température inférieure à la température ambiante, et qui donc aide à la préservation de la neige.

Le projet a débuté en 2008, avec près de 30.000 mètres carrés de toile. En 2020, la surface couverte atteint 100.000 mètres carrés. Des ouvriers déroulent de longues bandes de bâche blanche qui donnent à ce flanc de montagne emballé des allures de cadeau géant. Il faut coudre les bandes méthodiquement pour éviter qu’elles ne glissent au bas de la pente ou qu’elles se disjoignent sous l’effet du temps. Chacune de ces bandes mesure 70 mètres de long sur 5 mètres de large, pour un coût de fabrication de 400 euros. Il faut près de six semaines pour les installer à la fin du printemps, et autant à l’automne pour les enlever.

Source : BFMTV.

Glacier de Presena en 2013, avec sa couverture géotextile (Source : Wikipedia)

Bâche sur l’entrée de la Mer de Glace (Photo : C. Grandpey)

Bâche sur le Glacier du Rhône (Photo : C. Grandpey)

La fonte inquiétante du Groenland et de l’Antarctique (suite) // The disturbing melting of Greenland and Antarctica

Les dernières données en provenance de la NASA nous apprennent que l’Antarctique et le Groenland ont perdu plus de 5 000 gigatonnes de glace au cours des 16 dernières années. Ce serait plus que suffisant pour remplir le lac Michigan. (Une gigatonne équivaut à un milliard de tonnes).
Selon un article publié dans la revue Science, ces deux régions du globe ont toutes deux été responsables de 1,40 cm (0,55 pouces) d’élévation du niveau de la mer entre 2003 et 2019, soit environ un tiers de l’élévation totale du niveau de la mer au cours de cette période.
Les données ont été fournies par l’Ice, Cloud and Land Elevation Satellite 2 (ICESat-2) de la NASA. Lancé en 2018, il s’agit de l’instrument laser d’observation de la Terre le plus performant que la NASA ait jamais envoyé dans l’espace. Il vient en complément des données de son prédécesseur, ICESat, qui a collecté des données de 2003 à 2009.
Les glaciologues disposent désormais d’observations sur 16 ans avec l’ICESat et l’ICESat-2 et ils sont en mesure de confirmer que les changements observés dans la glace sont à mettre en relation avec le changement climatique sur le long terme.
Chaque année, la calotte glaciaire du Groenland a perdu en moyenne 200 gigatonnes de glace et celle de l’Antarctique en moyenne 118. En utilisant les informations des deux missions satellitaires, les chercheurs ont pu mesurer non seulement la quantité de glace fondue, mais aussi l’une des principales causes. Les plates-formes glaciaires autour de l’Antarctique jouent le rôle de barrières et ralentissent la vitesse de perte de glace, même si elles ne contribuent pas à l’élévation du niveau de la mer car elles flottent déjà à la surface de l’océan. Cependant, à mesure que ces barrières fondent avec le réchauffement des océans, la vitesse de perte de glace située en amont augmente. On a comparé le rôle joué par ces barrières avec les arc-boutants qui soutiennent les murs d’une cathédrale. Les plateformes glaciaires retiennent les glaciers en amont. Si elles disparaissaient ou si elles s’amincissaient, cette force de soutien serait amoindrie de sorte que la glace en amont pourrait s’écouler plus rapidement. C’est cette glace qui fera s’élever le niveau des océans.
Alors qu’une grande partie de la perte de glace en Antarctique provient des plates-formes glaciaires, avec la production d’icebergs et la fonte provoquée par l’eau plus chaude, la majorité de la perte de glace au Groenland est due à la fonte de surface et au ruissellement. Au Groenland, les glaciers côtiers se sont amincis de façon spectaculaire, principalement en raison des températures estivales plus chaudes.
Les dernières données fournies par la NASA sont conformes aux études précédentes sur l’élévation du niveau de la mer, mais les lasers des satellites donnent aux chercheurs une analyse beaucoup plus détaillée de l’évolution de la glace polaire au fil du temps. Bien que l’Antarctique de l’Est ait connu une légère augmentation de la quantité de glace, cette amélioration a été largement compensée par les énormes pertes en Antarctique de l’Ouest où l’océan s’est rapidement réchauffé.
Selon les glaciologues, l’augmentation de la perte de glace en une seule année n’est pas en soi préoccupante; ce qui est préoccupant, c’est que le phénomène va se poursuivre, ce qui aboutira à une élévation considérable du niveau de la mer au cours des 80 prochaines années. D’ici 2100, les scientifiques s’attendent à une élévation du niveau de la mer de 60, 90 ou peut-être 120 centimètres (2, 3 ou peut-être 4 pieds).
Cette élévation du niveau de la mer devrait affecter des millions de personnes vivant dans les villes côtières à travers le monde. L’impact sera désastreux. En effet, la civilisation s’est développée autour des villes côtières où l’on rencontre des infrastructures considérables. Lorsqu’un événement de marée haute ou une tempête se produit, cela peut causer des dégâts importants aux biens. Ils seront considérablement amplifiés à mesure que le niveau de la mer continuera de monter. Ils obligeront les autorités locales à faire des choix difficiles quant aux infrastructures dans lesquelles investir et aux infrastructures devant être abandonnées.
Source: Science.

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According to new NASA data, Antarctica and Greenland lost more than 5,000 gigatons of ice over the last 16 years, more than enough to fill Lake Michigan. (One gigaton is the equivalent of one billion metric tons).

According to a paper published in the journal Science, the two regions have collectively been responsible for 1.40 cm (.55 inches) of sea level rise between 2003 and 2019, roughly a third of total global sea level rise during that time.

The data was provided by NASA’s Ice, Cloud and Land Elevation Satellite 2 (ICESat-2). Launched in 2018, it is the most advanced Earth-observing laser instrument NASA has ever flown in space, in combination with data from its predecessor, ICESat, which gathered data from 2003 to 2009.

Glaciologists now have a 16-year span between ICESat and ICESat-2 and can be much more confident that the changes they are seeing in the ice have to do with the long-term changes in the climate.

According to the data, per year, Greenland’s ice sheet lost an average of 200 gigatons of ice, and Antarctica’s lost an average of 118. Using information from both missions, researchers found not only the amount of ice melted, but one of the major causes. Ice shelves around Antarctica act as barriers to slow the rate of ice loss, although they don’t contribute to sea level rise because they are already floating. However, as those barriers melt into warming oceans, the rate of ice loss increases. A comparison has been made between those barriers and an architectural buttress that holds up a cathedral. The ice shelves hold the ice sheet up. If the ice shelves are removed, or even if they get thinner, that buttressing force is reduced, so the grounded ice can flow faster.

While a significant amount of Antarctica’s ice loss came from floating ice shelves, through iceberg calving and melting from warm water, the majority of Greenland’s loss was due to surface melting and runoff. In Greenland, coastal glaciers have thinned dramatically, mostly due to warmer summer temperatures.

NASA’s new data is consistent with previous studies on sea levels rise, but the satellites’ lasers give researchers a much more detailed analysis of how polar ice is changing over time. While East Antarctica has actually seen a small increase in its amount of ice, that improvement has been far outweighed by the huge losses in West Antarctica where the ocean has rapidly warmed.

According to glaciologists, the rise in a single year is in itself not concerning; what is concerning is that this will continue every year for the foreseeable future, adding up to considerable sea level rise over the next 80 years. By 2100 scientists are expecting 60, 30 or mayce120 centimetres (2,3, or maybe 4 feet) of sea level rise.

Such rising sea levels are expected to affect millions of people living in coastal cities around the world. The impact will be considerable. Indeed, civilization has evolved around coastal cities where considerable infrastructure is located near present sea levels. When a high-tide event or passing storm occurs, they can cause considerable damage to property. These damages will be greatly amplified as sea level continues to rise and will require municipalities and counties to make hard choices about what infrastructure to invest in to try and save and what infrastructure should be abandoned.

Source: Science.

Image du haut : variation de masse de l’Antarctique. Image du bas : variation de masse sur la ligne glaciaire d’ancrage  (Source: NASA’s ICESat et ICESat-2)

Le pergélisol

Avec le réchauffement climatique, je fais souvent référence à la fonte du pergélisol – en anglais permafrost – et à ses conséquences pour la planète. Voici quelques informations sur ce sol gelé qui risque de donner naissance à bien des problèmes dans les prochaines années.

Qu’est-ce que le pergélisol ?

Le pergélisol désigne la partie du sol gelée en permanence au moins pendant deux ans, et de ce fait, imperméable. Il existe dans les hautes latitudes mais aussi dans les hautes altitudes où je le désigne sous l’appellation ‘permafrost de roche’. Le gel assure la stabilité des parois rocheuses et empêche leur effondrement.

Le pergélisol couvre officiellement 23,9% de la surface terrestre soit 22 790 000 km2 ou un quart des terres émergées de l’hémisphère Nord. Il occupe 90 % du Groenland, 80 % de l’Alaska, 50 % du Canada et de la Russie, plus particulièrement la Sibérie. Il est généralement permanent au-delà du 60ème degré de latitude, tandis que le pergélisol alpin est plus sporadique.

 Source : NASA

Structure du pergélisol :

Le pergélisol est constitué thermiquement de trois couches : la première dite « active » dégèle en été et peut atteindre jusqu’à deux ou trois mètres d’épaisseur ; la seconde, soumise à des fluctuations saisonnières mais constamment sous le point de congélation, constitue la partie du pergélisol stricto sensu et s’étend jusqu’à une profondeur de 10 à 15 mètres ; la troisième peut atteindre plusieurs centaines de mètres, voire dépasser le millier de mètres ; elle ne connaît pas de variation saisonnière de température et est constamment congelée. La température s’y élève en allant vers le bas sous l’influence des flux géothermique et atteint 0 °C à la limite basse du pergélisol.

 (Source : Geological Socoety London)

 Hausse des températures et effets sur le pergélisol :

Dans sa partie la plus méridionale, le pergélisol atteint une température proche de zéro en été et il pourrait rapidement dégeler. Les climatologues canadiens pensent que sa limite sud pourrait remonter de 500 km vers le nord en un siècle. Un peu plus vers le nord, seule la «couche active» gagnera de l’épaisseur en été, induisant une pousse de la végétation mais aussi des mouvements de terrain déterminant des phénomènes de « forêts ivres » où les racines des arbres ne sont plus maintenues par le gel. On observera des modifications hydrologiques et hydrographiques. Les tourbières boréales seront transformées en zones humides gorgées d’eau qui feront le bonheur des moustiques.

 Tourbière humide suite au dégel du permafrost en Alaska

(Photo : C. Grandpey)

C’est bien sûr la zone active, la plus superficielle qui est la plus sous la menace du réchauffement climatique. Elle varie selon l’altitude et la latitude, mais aussi dans l’espace et dans le temps au rythme des glaciations et réchauffements, parfois brutalement dès que l’enneigement recule et laisse apparaître un sol foncé qui capte la chaleur que l’albédo des glaces et neige renvoyaient vers le ciel. Cette zone est aujourd’hui généralement profonde de quelques centimètres à quelques décimètres. Dans les zones nordiques les constructions reposent aujourd’hui sur des pieux enfoncés à plusieurs mètres de profondeur, et il est recommandé de conserver un vide sous les maisons.

Exemple d’immeuble construit sur pilotis à cause du permafrost en Yakoutie

(Crédit photo: Wikipedia)

Effets du dégel du pergélisol sur les sols :

Dans les Alpes, le pergélisol se retrouve au-dessus de 2 500 mètres sur les ubacs, autrement dit sur les versants à l’ombre, par opposition aux adrets qui désignent les versants au soleil. Un dégel de ces zones de haute montagne peut provoquer des éboulements importants.

L’Office fédéral suisse de l’environnement a publié une carte et une liste actualisée des zones habitées particulièrement menacées. Les dangers d’éboulements existent surtout pour les localités – comme Zermatt – qui se situent au fond des vallées. Les effondrements peuvent être d’autant plus meurtriers que les dépôts de matériaux laissés par les effondrements peuvent être remobilisés par les fortes pluies et provoquer de très dangereuses laves torrentielles. Les villages suisses de Bondo et Chamoson ont été victimes de ce phénomène.

La fonte de la glace du pergélisol est également susceptible de créer des mouvements importants des sols. Cela risque de poser des problèmes à certaines infrastructures comme les oléoducs posés sans fondations sur ces sols. Des travaux de consolidation sont ainsi régulièrement effectués sur les installations gazières de la péninsule de Yamal en Sibérie.

Conséquences d’une lave torrentielle à Chamoson (Photo : C. Grandpey)

Le pergélisol : une bombe à retardement :

Le pergélisol arctique, qui renferme 1500 milliards de tonnes de gaz à effet de serre, soit environ deux fois plus que dans l’atmosphère, est considéré comme une bombe à retardement. Selon les indices publiés en 2019 dans la revue Nature, le pergélisol canadien fond avec une intensité qui n’était attendue dans certaines régions que vers 2090 ; à l’échelle mondiale sa vitesse de fonte implique un risque « imminent » d’emballement.

Le dégel du pergélisol permet aux bactéries de se développer, et avec la fonte du pergélisol les déchets organiques deviennent accessibles aux microbes qui produisent du CO2 et du méthane. Ainsi, il pourrait émettre à l’avenir environ 1,5 milliard de tonnes de gaz à effet de serre chaque année. On assiste à une boucle de rétroaction car les gaz à effet de serre accélèrent le réchauffement de la planète et le réchauffement de la planète augmente la fonte du pergélisol.

Dégel du pergélisol : la peur des virus :

Comme je l’ai indiqué à plusieurs reprises, le dégel du pergélisol est susceptible de libérer des virus, connus ou inconnus. En 2014, des scientifiques ont découvert dans le pergélisol deux virus géants, inoffensifs pour l’Homme, qu’ils ont réussi à réactiver. Cela prouve que si on est capable de ressusciter des virus âgés de 30 000 ans, il n’y a aucune raison pour que certains virus beaucoup plus embêtants pour les êtres vivants ne survivent pas également plus de 30 000 ans. En 2016, en Sibérie, un cadavre décongelé de renne a déclenché une épidémie d’anthrax qui a tué un enfant et décimé de nombreux troupeaux de rennes. Pour l’instant, la résurgence des virus se fait de manière locale, mais elle pourrait se répandre à l’ensemble de la planète. On vient de voir la catastrophe humaine, économique et sociale générée par le coronavirus.

Les rennes sont particulièrement exposés aux virus, mais aussi aux moustiques (Photo : C. Grandpey)

Le dégel du pergélisol et l’exploitation minière :

Des régions de Sibérie, auparavant désertiques et accessibles, recèlent d’importants gisements de gaz et de pétrole, ainsi que des métaux précieux comme l’or ou les diamants. Leur exploitation est en passe de devenir possible avec le réchauffement climatique. Des mines à ciel ouvert, d’une taille de 3 à 4 kilomètres de diamètre et jusqu’à un kilomètre de profondeur, ont été ouvertes pour exploiter ces gisements en retirant le pergélisol. Les bactériologistes mettent en garde sur ces exploitations à ciel ouvert où aucune précaution bactériologique n’est prise.

  Mine de diamant de Mirny en Sibérie (Crédit photo : Wikipedia)