Official: CO2 broke all records in 2015 !

Je l’ai annoncé il y a déjà pas mal de temps, mais la presse française semble le découvrir seulement maintenant : L’année 2015 a été marquée par une nouvelle hausse du dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère.

Le plus grave, c’est que pour la première fois, la concentration de ce gaz à effet de serre a dépassé durant toute l’année le seuil symbolique de 400 ppm (parties par million). Le relevé du 22 octobre 2016, communiqué par l’observatoire du Mauna Loa à Hawaii, fait état de 401,77 ppm. On reste donc sur une tendance à la hausse depuis le début des relevés dans les années 1960, avec une accélération au cours des dernières décennies (voir la courbe de Keeling ci-dessous).

Il faut noter que la barre des 400 ppm avait déjà été atteinte auparavant par le CO2, en certains endroits et durant certains mois de l’année, mais jamais encore à l’échelle du globe et pour une année entière. Il ne faudrait pas oublier, parmi les responsables du réchauffement climatique, le méthane (CH4), qui a aussi atteint un nouveau pic en 2015, et le protoxyde d’azote (N02), dont les concentrations représentent désormais 121% de leur niveau à l’ère pré-industrielle.

Pour expliquer le pic de CO2 en 2015, on accuse fréquemment le phénomène El Niño qui surgit tous les 4 à 5 ans et qui a un effet de réchauffement climatique. Selon l’Organisation Météorologique Mondiale, El Niño aurait contribué à déclencher des sécheresses dans les régions tropicales et réduit la capacité d’absorption du CO2 par les forêts et les océans. Le problème, c’est que El Niño a disparu, mais le changement climatique est toujours là ! Quelle excuse va-t-on trouver maintenant ?

Les climatologues s’accordent pour dire que la tendance à la hausse du CO2 va encore se poursuivre en 2016, avec des concentrations de CO2 qui demeureront supérieures à 400 ppm pour toute l’année. Les promesses de réduction de la température formulées au cours de la COP 21 de Paris et sa « standing ovation » semblent bien loin…!

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I announced it quite a long time ago, but the French press seems to discover the piece of news right now: The year 2015 was marked by a further increase in carbon dioxide (CO2) in the atmosphere.
The most serious is that for the first time, the concentration of this greenhouse gas has exceeded throughout the year the symbolic threshold of 400 ppm (parts per million). The measurements of October 22^nd 2016, communicated by the Mauna Loa Observatory in Hawaii, reported 401.77 ppm., confirming the upward trend that began in the1960s, with a steady increase since that time and an acceleration in recent decades (see the Keeling curve below).
One should remember that the 400 ppm CO2 threshold had already been reached before in certain places and during certain months of the year, but never across the globe and for a whole year. One should not forget, among the contributors to global warming, methane (CH4), which also reached a new peak in 2015, and nitrous oxide (N02) whose concentrations now represent 121% of their tre-industrial level.
The El Niño weather phenomenon that arises every 4 to 5 years and has a warming effect is often cited as the main culprit to explain the peak of CO2 in 2015. According to the World Meteorological Organization, El Niño helped trigger droughts in tropical regions and reduced the CO2 absorption capacity of forests and oceans. The problem is that El Niño has disappeared, but climate change is still there! What excuse shall we find now?
Climatologists agree that the trend of increase of CO2 will still continue in 2016, with CO2 levels that will remain above 400 ppm for the entire year. The temperature reduction pledges made during the COP 21 in Paris and its « standing ovation » seem to be far away …!

La courbe de Keeling actualisée le 22 octobre 2016.

(Source: Scripps Institution of Oceanography)

Dioxyde de carbone: Volcans contre activités humaines // Carbon dioxide: Volcanoes vs. human activities

Il y a eu récemment un certain nombre de discussions entre scientifiques pour savoir si les volcans contribuaient davantage au réchauffement et au changement climatiques que les activités humaines. Des études récentes montrent que les activités humaines émettent chaque année au moins 60 fois plus de dioxyde de carbone (CO2) que les volcans. De grandes éruptions peuvent certes émettre ponctuellement autant de CO2 que les activités humaines, mais de tels événements sont trop rares et éphémères pour pouvoir rivaliser avec les émissions anthropiques annuelles.

Les activités humaines telles que la combustion des combustibles fossiles ou la déforestation, ont émis environ 40 milliards de tonnes de CO2 en 2015. Selon le Global Carbon Project (http://www.globalcarbonproject.org/), depuis le début de la Révolution Industrielle, plus de 2000 milliards de tonnes de dioxyde de carbone ont été envoyés dans l’atmosphère par les activités humaines.
Les volcans émettent du dioxyde de carbone de deux manières: 1) pendant les éruptions et 2) par le biais des évents fumerolliens, des roches et des sols poreux, ainsi que par l’eau qui alimente les lacs volcaniques et les sources chaudes. Les estimations de CO2 d’origine volcanique doivent prendre en compte à la fois les sources éruptives et les sources annexes.
En 2011, le scientifique américain Terry Gerlach a fait la synthèse de cinq estimations relatives aux émissions planétaires de dioxyde de carbone d’origine volcanique publiées entre 1991 et 1998. Les estimations mondiales étaient de l’ordre 0,3 ± 0,15 milliards de tonnes de CO2 par an, ce qui signifie que les émissions anthropiques de CO2 étaient plus de 90 fois supérieures aux émissions volcaniques.
En 2013, un autre groupe de scientifiques a publié une estimation mise à jour en utilisant des données plus précises. Les auteurs ont conclu que l’estimation globale la plus fiable était d’environ 0,6 milliards de tonnes de dioxyde de carbone par an. Ce résultat signifie que le CO2 anthropique dépasse d’au moins 60 fois le CO2 volcanique.

De temps en temps, de très violentes éruptions peuvent libérer du dioxyde de carbone avec des quantités pouvant dépasser les émissions humaines pendant quelques heures. Ce fut le cas des éruptions du Mont St. Helens en 1980 et du Pinatubo en 1991. Cet excès de CO2 n’a duré que 8 ou 9 heures alors que les émissions anthropiques de dioxyde de carbone continuent jour après jour, mois après mois, année après année. Cependant, les volcans ont contribué, en certaines occasions, au réchauffement climatique en produisant des quantités importantes de dioxyde de carbone et d’autres gaz à effet de serre. Ce fut le cas il y a 250 millions d’années quand un déversement de lave en Sibérie a peut-être duré des centaines de milliers d’années. Selon certains scientifiques, une telle éruption à grande échelle et sur une longue durée a probablement entraîné une hausse suffisante des températures pour provoquer l’un des pires événements d’extinction dans l’histoire de notre planète.

De nos jours, plutôt que réchauffer la Terre, les éruptions volcaniques ont souvent l’effet inverse. Elles produisent souvent de la cendre et des aérosols qui réfléchissent la lumière du soleil vers l’espace, ce qui entraîne une baisse de la température sur Terre. Ainsi, en 1815, l’éruption du Tambora a émis suffisamment de cendre et d’aérosols pour réduire à néant l’été en Europe et en Amérique du Nord en 1816.
Source: NJtoday.net
http://njtoday.net/

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There were a lot of debates recently to know whether volcanoes were larger contributors to global warming and climate change than human activities. Recent studies show that human activities emit 60 or more times carbon dioxide (CO2) than volcanoes each year. Large, violent eruptions may match the rate of human emissions for the few hours that they last, but they are too rare and ephemeral to rival humanity’s annual emissions.

Human activities – mostly the burning of fossil fuels and deforestation – emitted roughly 40 billion tons of CO2 in 2015. According to the Global Carbon Project (http://www.globalcarbonproject.org/), since the start of the Industrial Revolution, more than 2,000 billion tons of carbon dioxide have been added to the atmosphere by human activities.

Volcanoes emit carbon dioxide in two ways: during eruptions and through vents, porous rocks and soils, and water that feeds volcanic lakes and hot springs. Estimates of global CO2 emissions from volcanoes have to take both erupted and non-erupted sources into account.

In 2011, USGS scientist Terry Gerlach summarized five previous estimates of global volcanic carbon dioxide emission rates that had been published between 1991 and 1998. The global estimates fell within a range of about 0.3 ± 0.15 billion tons of CO2 per year, which implied that human carbon dioxide emissions were more than 90 times greater than volcanic CO2 emissions.

In 2013, another group of scientists published an updated estimate using more accurate data. The authors concluded that the best overall estimate was about 0.6 billion tons of carbon dioxide per year. Taken at face value, the result implies that anthropogenic CO2 exceeds global volcanic CO2 by at least a factor of 60 times.

Occasionally, eruptions are powerful enough to release carbon dioxide at a rate that may exceed the global rate of human emissions for a few hours. This was the case with the eruptions of Mount St. Helens in 1980 and Pinatubo in 1991. While this excess of CO2 only lasted 8 or 9 hours, human emissions of carbon dioxide continue day after day, month after month, year after year. However, volcanoes on some occasions contributed to global warming by producing significant amounts of carbon dioxide and other greenhouse gases. This was the case 250 million years ago when an extensive flood of lava poured continually from the ground in Siberia perhaps hundreds of thousands of years. According to some scientists, this large-scale, long-lasting eruption likely raised global temperatures enough to cause one of the worst extinction events in our planet’s history.

Today, rather than warming the Earth, volcanic eruptions often have the opposite effect. Eruptions often produce volcanic ash and aerosol particles which reflect sunlight back into space, cooling global climate. Thus, the 1815 eruption of Mount Tambora produced enough ash and aerosols to cancel summer in Europe and North America in 1816.

Source: NJtoday.net

Panache de gaz du Kilauea à Hawaii (Photo: C. Grandpey)

Panache de cendre du Semeru en Indonésie (Photo: C. Grandpey)

Double couche d’aérosols émise par l’éruption du Pinatubo en août 1991.

(Source : NASA)

Les gaz à effet de serre: Un bienfait pour l’humanité! // Greenhouse gases : A godsend for mankind !

Le titre de cette note n’est pas une plaisanterie. C’est à la conclusion que l’on peut tirer en lisant une étude publiée récemment dans la très sérieuse revue Nature. Cette étude nous apprend que l’humanité a échappé de justesse à une entrée en glaciation vers le milieu de l’Holocène, ce qui aurait inévitablement entraîné la quasi-suppression de la civilisation. Grâce aux modifications que l’Homme a fait subir au climat avant l’ère industrielle avec l’agriculture, les incendies et la déforestation, le déclenchement de cet âge de glace n’a pas eu lieu. Les auteurs indiquent que les importantes émissions anthropiques de gaz à effet de serre ont probablement « différé » d’au moins 100 0000 ans un autre âge de glace pour notre planète.
L’étude s’appuie sur l’idée que l’entrée (ou la non entrée) de la Terre dans une ère glaciaire dépend de deux facteurs. Il y a un facteur que les humains peuvent contrôler et un autre qui est indépendant de leur volonté. Le facteur incontrôlable repose sur les cycles de Milankovitch de la Terre, qui décrivent l’orbite de notre planète autour du soleil et sa rotation sur son axe, le tout sur de vastes périodes de temps. Le facteur contrôlable est la gestion du dioxyde de carbone dans l’atmosphère.
Le dioxyde de carbone atmosphérique piège la chaleur et provoque donc un effet de réchauffement global, et ce phénomène se produit indépendamment des différents cycles orbitaux de la Terre. Si le gaz carbonique est en quantité suffisante, il peut contrecarrer la tendance de ces cycles pour faire apparaître, puis disparaître, les âges glaciaires.
En se référant à l’analyse des glaciations passées et à un modèle informatique de la Terre capable de prédire leur apparition, les chercheurs ont constaté que les concentrations de dioxyde de carbone il y a quelques milliers d’années avaient été légèrement trop élevées pour nous entraîner dans une glaciation.
Selon les auteurs de l’étude, «la Terre aurait été en passe d’entrer dans une nouvelle ère glaciaire si le niveau de CO2 pré-industriel avait été seulement de 40 parties par million (ppm) inférieur à ce qu’il était vers la fin de l’Holocène. »
L’étude pose une question très importante : Pourquoi les concentrations de dioxyde de carbone ont-elles été plus élevées au cours de l’Holocène, l’époque géologique actuelle qui a commencé il y a 11 700 ans ? Les auteurs pensent que les humains ont considérablement modifié le climat longtemps avant la révolution industrielle ; en particulier, ils ont augmenté les concentrations de dioxyde de carbone dans l’atmosphère d’environ 240 ppm à 280 ppm essentiellement par la déforestation et l’agriculture.
Selon l’étude, en fonction de l’augmentation de nos émissions de dioxyde de carbone, il se pourrait que notre planète ne connaisse par de formation de grandes calottes glaciaires pendant 100 000 ans. Nous assistons d’ailleurs déjà à des bouleversements au Groenland et en Antarctique, même si on ne sait pas encore quelle quantité de glace disparaîtra dans ces régions. « Les deux prochaines glaciations seront annulées par les émissions de CO2 actuelles, auxquelles s’ajouteront inévitablement les émissions des 40 à 50 prochaines années, même si nous maintenons le réchauffement climatique en dessous de 1,5 à 2 degrés Celsius. »
Ce n’est pas la première fois qu’une étude scientifique américaine met en doute les effets négatifs de l’effet de serre. Tout le monde sait que les grands lobbies industriels américains ont toujours été réticents à admettre le réchauffement climatique d’origine anthropique et ont encouragé certains scientifiques peu scrupuleux à écrire des articles comme celui-ci.

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The title of my post is not a joke ; it is the conclusion we can draw from a new research recently published in the influential journal Nature. It suggests that humanity narrowly escaped a glacial inception in the middle of the Holocene – which would have meant almost suppressing civilization – and that pre-industrial human modifications of the climate through agriculture, fires and deforestation might have just barely staved it off. The study says that massive human greenhouse gas emissions have likely « postponed » what might otherwise be another ice age « by at least 100,000 years. »
The new research is based on the idea that there are two key factors that shape whether the Earth goes into an ice age. There’s one that humans can influence, as well as one they really can’t. The factor out of our control is the Earth’s Milankovitch cycles, which describe the erratic way in which the planet orbits the sun and spins on its axis over vast time periods. The second factor in our control is how much carbon dioxide is in the atmosphere.
Atmospheric carbon dioxide traps heat and so causes an overall warming effect, and this will happen no matter where the planet is in its various orbital cycles. And if there’s enough of it, it can counteract the tendency of these cycles to make and then unmake ice ages.
Using analysis of past planetary glaciations and a computer model of the Earth that is able to predict their occurrence, the researchers found that carbon dioxide concentrations were only slightly too high to push us into glaciation a few thousand years ago.
According to the authors of the study, « the Earth system would already be well on the way towards a new glacial state if the pre-industrial CO2 level had been merely 40 parts per million lower than it was during the late Holocene. »
A key question raised by the research then becomes why carbon dioxide concentrations were higher during the Holocene – the current geological epoch that began 11,700 years ago. Here, the authors think that humans substantially altered the climate long before the industrial revolution, and specifically, that they upped atmospheric carbon dioxide concentrations from around 240 ppm to 280 ppm through deforestation, agriculture and other means.
Depending on how much more carbon dioxide we emit, the research says, the planet may not see large ice sheets build for 100,000 years. We’re now seeing major changes in Greenland and Antarctica, though it’s not clear yet just how much of these remaining ice sheets we could lose. « The next two glacial inceptions will be suppressed by the current cumulative emissions, plus the emissions we will unavoidably have over the next 40 to 50 years, even if we keep global warming below 1.5 to 2 degrees. »
This is not the first time an American scientific study has denied the negative effects of greenhouse gases. Everybody knows that major U.S. industrial lobbies have always been reluctant to admit anthropogenic global warming and have encouraged some unscrupulous scientists to write articles like this one.

Les calottes polaires sont-elles en passe de disparaître? (Photo: C. Grandpey)

Santorin (Grèce) : Du CO2 comme dans un cocktail // Santorini (Greece) : CO2 like in a cocktail

Le site de la deuxième plus grande éruption volcanique de l’histoire humaine, au large de Santorin en Grèce, recèle aujourd’hui de superbes poches d’eau opalescente qui ont été récemment découvertes à une profondeur de 250 mètres. Ces poches d’eau, reliées les unes aux autres, contiennent des concentrations élevées de dioxyde de carbone. Elles permettront peut-être un jour d’expliquer les phénomène liés à l’accumulation du carbone dans les profondeurs des océans et de mieux surveiller le volcan de Santorin qui reste potentiellement actif.
Les poches d’eau varient en taille de 1 à 5 mètres de diamètre. Les scientifiques européens qui les ont observées pensent qu’elles sont éphémères, apparaissant et disparaissant comme une mare d’eau de pluie dans le désert. Lors d’une mission dans la région en juillet 2012, ils ont utilisé des véhicules d’exploration sous-marine de dernière génération pour localiser et analyser ces Kallisti Limnes, « les plus beaux lacs » en grec ancien. La crise volcano-sismique de 2011 avait déjà conduit les chercheurs à lancer des investigations sur un site d’activité hydrothermale bien connu au sein de la caldeira de Santorin.

Au cours de la reconnaissance préliminaire d’une grande faille du plancher océanique, un véhicule sous-marin autonome (AUV) a identifié des couches d’eau avec des propriétés chimiques inhabituelles. Suite à cette reconnaissance, les chercheurs ont utilisé Thétis, un véhicule avec des hommes à son bord. L’équipage du submersible a utilisé des capteurs chimiques pour observer les poches d’eau opalescente situées dans les dépressions au pied de la paroi de la caldeira (voir la carte ci-dessous). Les chercheurs ont ensuite envoyé un petit véhicule télécommandé (ROV) afin d’échantillonner les fluides hydrothermaux à l’intérieur des poches d’eau.
Le plus souvent, de telles poches d’eau au sein de l’océan sont des concentrations de saumure où le sel dissous en provenance des formations géologiques sous le plancher océanique crée une densité supplémentaire qui sépare la poche d’eau salée de l’eau de mer environnante. Dans le cas de Santorin, la forte densité des poches d’eau n’est probablement pas provoquée par le sel, mais par le CO2.
Il y a de fortes chances pour que ce CO2 soit généré par l’activité sismique dans la région, avec la subduction de la plaque africaine sous la plaque eurasienne. Au cours de la subduction, le CO2 peut être libéré lors du dégazage du magma, ou à partir de matières sédimentaires qui subissent des modifications en étant soumises à des pressions et des températures très élevées.
Les chercheurs ont observé que les poches d’eau de Santorin ont un pH très faible, ce qui les rend très acides, et donc dépourvues d’organismes de calcification. En revanche, ils pensent que des organismes riches en silice pourraient être la source de l’opale dans les fluides.
Jusqu’à la découverte de ces poches d’eau riches en CO2, on pensait que lorsque le CO2 est émis à l’intérieur de l’océan, il se disperse dans l’eau environnante. A l’inverse, dans cette partie de Santorin, les deux fluides restent séparés et celui qui a la plus forte densité en CO2 reste au fond, un peu comme dans un cocktail, et forme ces poches d’eau opalescente.
Les capteurs de température ont révélé que celle des Limnes Kallisti était de 5 ° C supérieure à celle des eaux environnantes. Cette chaleur est probablement le résultat de la circulation de fluides hydrothermaux dans la croûte et au-dessus d’une source de chaleur plus profonde, comme une chambre magmatique. Les fluides à l’intérieur des poches d’eau répondent également aux variations de pression, comme les marées, ce qui peut donner des informations sur la structure de perméabilité du sous-plancher océanique.

Les variations de température et les modifications chimiques de ces poches d’eau peuvent venir en complément d’autres techniques de surveillance de l’évolution de l’activité volcanique dans la région.
Adapté d’un article de la Woods Hole Oceanographic Institution.
http://www.whoi.edu/news-release/co2-pools

Voici une petite vidéo montrant ces poches d’eau de mer riches en CO2:

http://mex1.whoi.edu:8080/http2/WHOI_CMS/Media_Relations/114953_CO2Pools.webm

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The location of the second largest volcanic eruption in human history, off Greece’s Santorini, are the site of newly discovered opalescent pools forming at a depth of 250 metres. The interconnected series of pools contain high concentrations of carbon dioxide (CO2) and may hold answers to questions related to deep sea carbon storage as well as provide a means of monitoring the Santorini volcano for future eruptions.

The pools range in size from 1 to 5 metres in diameter, and the European scientists who observed them believe they are ephemeral, appearing and disappearing like a rain pool in the desert. Working in the region in July 2012, they used a series of sophisticated underwater exploration vehicles to locate and characterize the pools, which they call the Kallisti Limnes, from ancient Greek for “most beautiful lakes.” A prior volcanic crisis in 2011 had led the researchers to initiate their investigation at a site of known hydrothermal activity within the Santorini caldera.

During a preliminary reconnaissance of a large seafloor fault, an autonomous underwater vehicle (AUV) identified subsea layers of water with unusual chemical properties.

Following the AUV survey, the researchers then deployed Thetis, a human occupied vehicle. The submersible’s crew used robotic onboard chemical sensors to observe the pools which are located within depressions of the caldera wall (see map below). Finally, the researchers sent a smaller remotely operated vehicle (ROV), to sample the pools’ hydrothermal fluids.

Usually, such pools within the ocean are brine pools where dissolved salt released from geologic formations below the seafloor creates the extra density and separates the brine pool from the surrounding seawater. In the case of Santorini, the pools’ increased density isn’t driven by salt, but probably by CO2 itself.

This CO2 is probably generated by the seismic activity in the region, caused by the subduction of the African tectonic plate underneath the Eurasian plate. During subduction, CO2 can be released by magma degassing, or from sedimentary materials which undergo alteration while being subjected to enormous pressure and temperature.

The researchers determined that the pools have a very low pH, making them quite acidic, and therefore, devoid of calcifying organisms. But they believe silica-based organisms could be the source of the opal in the pool fluids.

Until the discovery of these CO2-dense pools, the assumption has been that when CO2 is released into the ocean, it disperses into the surrounding water. But in that part of Santorini, the two fluids actually remain separate with the denser CO2 water sinking to form the pool.

Temperature sensors revealed that the Kallisti Limnes were 5°C above that of surrounding waters. This heat is likely the result of hydrothermal fluid circulation within the crust and above a deeper heat source, such as a magma chamber. The pool fluids also respond to variations in pressure, such as tides, and this may inform of the permeability structure of the sub-seafloor. Changes in the pools’ temperature and chemical signals may thus complement other monitoring techniques as useful indicators of increased or decreased volcanism.

Adapted from an article of the Woods Hole Oceanographic Institution.

http://www.whoi.edu/news-release/co2-pools

Here is a short video showing these CO2-rich pools:

http://mex1.whoi.edu:8080/http2/WHOI_CMS/Media_Relations/114953_CO2Pools.webm

Source: WHOI.

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