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Le plancher océanique s’affaisse sous le poids des océans // Seafloor is sinking under the weight of the oceans

Au cours des dernières décennies, la fonte de la banquise et des glaciers provoquée par le réchauffement climatique a fait prendre du volume aux océans et le poids de cette nouvelle eau entraîne un affaissement du plancher océanique.

Selon une nouvelle étude publiée le 23 décembre 2017 dans la revue Geophysical Research Letters par des chercheurs de l’Université de Technologie de Delft, les mesures et prévisions concernant l’élévation du niveau de la mer depuis 1993 sont probablement inexactes car elles sous-estiment le volume d’eau de plus en plus important dû à cet affaissement des fonds marins. Les scientifiques savent depuis longtemps que la croûte terrestre est élastique. Des recherches antérieures ont montré comment la surface de la Terre se déforme en réaction aux mouvements provoqués par les marées qui redistribuent les masses d’eau. Par exemple, en 2017, l’ouragan Harvey a déversé tellement d’eau au Texas que le sol s’est affaissé d’environ deux centimètres.
Dans leur nouvelle étude, les chercheurs ont étudié l’impact de la hausse des océans sur les fonds marins sur le long terme. Ils ont constaté à quel point la morphologie des fonds océaniques a changé entre 1993 et ​​2014, suite à la quantité d’eau ajoutée à l’océan par la fonte des glaces. Cette eau supplémentaire avait été omise par les études précédentes.
Pour arriver à leur conclusion, les chercheurs ont examiné les approximations de perte de masse sur terre au moment de la fonte de la glace et de son écoulement dans les océans. Ils ont ensuite comparé les résultats aux estimations des changements de volume de la mer. Ils ont constaté que dans le monde entier, pendant deux décennies, les bassins océaniques se sont déformés en moyenne de 0,1 millimètre par an, avec une déformation totale de 2 millimètres.
On observe cependant des tendances régionales distinctes concernant les mouvements verticaux et horizontaux du plancher océanique. Dans les régions où la majeure partie de la glace fond, comme le Groenland et l’Océan Arctique, le fond marin a tendance à se soulever légèrement suite à la perte de poids de glace. Dans la mesure où la majeure partie de la perte de glace est observée dans la partie nord de la planète, la quasi-totalité de l’hémisphère nord subit un léger effet de soulèvement des fonds marins tandis que le phénomène d’affaissement se concentre dans le sud, en particulier dans l’océan Austral.
En conséquence, les évaluations satellitaires qui montrent les variations de niveau de la mer, mais qui ne tiennent pas compte de l’affaissement des fonds océaniques, sous-estiment probablement de 8% la hausse du niveau des mers.
La précision des futures estimations du niveau de la mer pourrait être améliorée si l’affaissement des fonds marins était incorporé dans les calculs, soit en se basant sur des modélisations du changement de masse océanique, soit en utilisant des observations plus directes.
Source: Live Science.

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In recent decades, melting ice sheets and glaciers driven by climate change have been swelling Earth’s oceans. Along with all that water, the weight of the additional liquid is pressing down on the seafloor, causing it to sink.

According to a new study published on December 23rd 2017 in the journal Geophysical Research Letters, measurements and predictions of sea-level rise may have been incorrect since 1993, underestimating the growing volume of water in the oceans due to the receding bottom. Scientists have long known that Earth’s crust is elastic: Earlier research revealed how Earth’s surface warps in response to tidal movements that redistribute masses of water. For instance, 2017’s Hurricane Harvey dumped so much water on Texas that the ground dropped by about two centimetres.

In the new study, researchers from the Delft University of Technology looked at more long-term impacts to the seafloor. They evaluated how much the shape of the ocean bottom may have changed between 1993 and 2014, taking into account the amount of water added to the ocean by the melting ice on Earth. That extra waterhad beeen omitted by previous studies.

To come to their conclusion, the researchers reviewed approximations of mass loss on land, as ice melted and drained into the oceans, and compared that to estimates of sea volume changes. They found that around the world for two decades, ocean basins deformed an average of 0.1 millimetre per year, with a total deformation of 2 millimetres.

However, there were distinct regional patterns to the seafloor’s bending and stretching. In regions where most of the ice is melting, like Greenland and the Arctic Ocean, the seafloor is actually uplifting slightly as weight is taken off. In fact, since most of the disappearing ice is concentrated in the global north, pretty much the entire northern hemisphere is seeing a slight seafloor uplift effect, while subsidence is concentrated in the south, particularly the Southern Ocean (see map below of the Western Indian Ocean).

As a result, satellite assessments of sea-level change – which don’t account for a sinking ocean bottom – could be underestimating the amount that seas are rising by 8 percent.

The accuracy of future sea-level estimates could be notably improved if the sinking of the ocean floor were incorporated into the calculations, either based on modelled estimates of ocean mass change, as was done in this study, or using more direct observations.

Source : Live Science.

Les données satellitaires permettent de cartographier le plancher océanique et de détecter les anomalies de gravité, comme ici dans la partie occidentale de l’Océan Indien. (Source: NASA)

Des carottes de glace précieuses // Precious ice cores

Aujourd’hui, les glaciers sont de plus en plus utilisés pour étudier le passé de la Terre et plus particulièrement les différents changements climatiques survenus au cours du temps. Ils peuvent aussi aider à dater des éruptions volcaniques.
Les glaciers se forment lorsque la neige s’accumule régulièrement sur les hautes pentes des montagnes. Comme il fait très froid au-dessus de 3000 mètres d’altitude, la neige ne fond pas. Lentement, le poids des nouvelles couches déforme les cristaux qui se trouvent en dessous. Avec la compression, ces cristaux deviennent une couche de glace dense et dure qui finit par donner naissance à un glacier, avec une glace de plus en plus vieille au fur et à mesure que l’on s’enfonce.
Les glaciers jouent le rôle d’enregistreurs du climat. Quand une nouvelle couche se forme, de minuscules bulles d’air sont emprisonnées à l’intérieur. En analysant cet air piégé, les scientifiques peuvent déterminer la quantité de gaz à effet de serre contenue dans l’atmosphère au moment de la première solidification de la glace. Comme je l’ai écrit plus haut, cette glace peut également piéger les cendres volcaniques, ce qui permet de savoir quand a eu lieu une éruption dans des temps reculés. La glace permet également de connaître la force des vents préhistoriques et les températures globales de la Terre il y a des millénaires.
Les carottes contenant ces informations précieuses sont récoltées par forage. À l’aide de foreuses mécaniques ou thermiques, les glaciologues peuvent extraire des coupes verticales d’un glacier. Les carottes les plus courtes mesurent habituellement une centaine de mètres de longueur, mais des carottes de plus de trois kilomètres ont également été prélevées. Pendant le processus d’extraction, une carotte est partagée en morceaux plus petits qui sont ensuite placés dans des cylindres métalliques et stockés dans des laboratoires réfrigérés.
Ce qui est pratique avec les glaciers, c’est qu’ils sont constitués de couches annuelles. En les comptant, les scientifiques peuvent avoir une bonne idée de l’âge d’un segment de carotte de glace. Une autre technique est la datation radiométrique qui utilise la variation de la proportion de radioisotopes dans certains corps.
Pour avoir une vision globale de notre planète, les glaciologues essaient de collecter des carottes de glace provenant de différents glaciers sur différents continents. Cependant, l’Australie n’est pas concernée car il n’y a pas de glaciers là-bas. Malgré cela, la plupart des carottes de glace ont été prélevées jusqu’à présent au Groenland ou en Antarctique. À la mi-décembre, les glaciologues ont annoncé qu’ils avaient à leur disposition une carotte d’une grande importance historique qui a été retirée du plateau tibétain.
Cette carotte de glace a été extraite par des chercheurs de l’Ohio State University lors d’une expédition conjointe de scientifiques du Byrd Polar and Climate Research Centre (BPCRC) et  du Chinese Institute of Tibetan Plateau Research. Leur mission a débuté en septembre et octobre 2015, lorsque le groupe international s’est rendu sur la calotte glaciaire de Guliya dans les montagnes de Kunlun, dans l’ouest du Tibet. Ils ont acheminé 5,4 tonnes d’équipement qui avaient été transportées par avion depuis les États-Unis.
Le but de la mission était d’extraire de nouvelles carottes de glace pour améliorer notre connaissance de l’histoire glaciaire du Tibet occidental. Plus de 1,4 milliard de personnes tirent leur eau potable des 46 000 glaciers qui se trouvent sur le plateau tibétain. Le changement climatique a mis en péril la stabilité à long terme de la région. Selon un rapport publié en 2012 dans la revue Nature, la plupart des glaciers du Tibet ont reculé au cours des 30 dernières années (voir les articles précédents sur ce blog). La fonte des glaces des hauts plateaux tibétains est considérée comme un facteur important de l’élévation du niveau de la mer dans le monde.
Au total, l’équipe de glaciologues a extrait cinq carottes de Guliya. La plus longue mesure plus de 300 mètres ! Les couches de glace les plus profondes se sont formées il y a environ 600 000 ans. C’est la date la plus ancienne pour une carotte de glace prélevée ailleurs qu’au Groenland et en Antarctique. Toutefois, par rapport à d’autres carottes, l’âge de la glace tibétaine n’est pas extraordinaire. Une glace de 2,7 millions d’années a été extraite en Antarctique en 2015.
En étudiant les carottes prélevées dans différentes parties du monde, les scientifiques peuvent déterminer si les tendances météorologiques au cours de l’Histoire étaient universelles ou simplement régionales. Au début des années 2010, par exemple, les scientifiques ont comparé des spécimens de glace du Tibet et d’Europe. Les données ont montré que pendant que l’Europe connaissait une période chaude à l’époque médiévale, l’Asie centrale y échappait. Les scientifiques chinois et américains soumettront les nouvelles carottes à des analyses chimiques poussées au cours des prochains mois.

Voici une vidéo qui illustre la mission au Tibet:
https://youtu.be/UcwSonWRVlE

Source: Byrd Polar et Climate Research Centre – Université d’État de l’Ohio.
https://bpcrc.osu.edu/

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Today, glaciers are more and more used to study the Earth’s past and more particularly the different climate changes that occurred through the ages. Glaciers can also help us date volcanic eruptions.

Glaciers form when snow is steadily accumulating on the upper slopes of the mountains. As it is very cold above 3000 metres above sea level, the snow does not melt. Slowly, the weight of new layers deforms the snow crystals below them. The compression fuses old, buried snowflakes together until they become a dense, rock-hard sheet of ice. Eventually, that becomes a glacier, with the older ice sitting at the bottom.

Glacial ice is a kind of annual record book. While a new layer forms, tiny bubbles of air get trapped inside. By analyzing that trapped air, scientists can determine how much greenhouse gas was in the atmosphere back when a given ice chunk first solidified. As I put it above, hardening glacial ice can also trap volcanic ash, which lets us know when an ancient eruption must have taken place. Other elements extrapolated from the ice include the strength of prehistoric winds and the global temperatures of ancient periods of the Earth.

The precious information is harvested via drilling. With the help of mechanical or thermal drills, a research team can extract vertical cross-sections from a glacier. These are called « ice cores. » The shortest are usually around100 metres long, but cores stretching more than three kilometres have also been collected. During the extraction process, a core is broken up into smaller pieces, which are then placed into metal cylinders and stored in chilled laboratories.

A convenient feature of glaciers is the fact that they are made up of annual layers. By counting these, scientists can get a good idea of how old an ice core segment is. Another technique is radiometric dating.

To get a global view of our planet, glaciologists try to collect ice cores from different glaciers on different continents. However, Australia is not concerned as there are no glaciers down there. Despite this, most of the ice cores recovered so far were drilled in either Greenland or Antarctica. In mid-December, however, scientists announced they had an ice core of huge historical importance that was removed from the Tibetan Plateau.

The ice core was extracted by glaciologists of The Ohio State University during a joint expedition by scientists from the school’s Byrd Polar and Climate Research Center (BPCRC) and the Chinese Institute of Tibetan Plateau Research. Their mission began in September and October 2015, when the international party made its way to the Guliya Ice Cap in Tibet’s western Kunlun Mountains. They carried along 5.4 metric tons of equipment that was flown over from the U.S.

The aim of the mission was to drill new ice cores to enhance our knowledge of west Tibet’s glacial history. More than 1.4 billion people get their fresh water from the 46,000 glaciers that stand on the Tibetan Plateau. Climate change has put the area’s long-term stability in question. According to a 2012 report published in the journal Nature, most of the glaciers in Tibet have shrunk over the past 30 years (see previous posts on this blog). Melting ice from Tibet’s highlands has been cited as a large contributor to the rise of global sea levels.

Altogether, the international team of glaciologists pulled five ice cores out of Guliya. The longest among them was more than 300 metres long!. The lowest layers were formed around 600,000 years ago. That’s the oldest date ever represented in an ice core that was found outside of Earth’s two polar continents. Compared to other cores, though, the age of the Tibetan ice is not that old. Some 2.7 million year-old glacial ice was extracted from an Antarctic core in 2015.

By consulting the cores found in different parts of the world, scientists can figure out if historic weather trends were universal or just regional. In the early 2010s, for example, scientists compared specimens from Tibet and Europe. The data showed that while the latter continent saw a temporary warm period in medieval times, central Asia most likely didn’t. Chinese and American scientists will be putting these newfound cores through an intensive chemical analysis over the next few months.

Here is a video that illustrates the mission in Tibet:

https://youtu.be/UcwSonWRVlE

Source: Byrd Polar and Climate Research Center – The Ohio State University.

https://bpcrc.osu.edu/

La glace du Groenland donne des indications précieuses sur le climat de notre planète (Photo: C. Grandpey)

Mauvaises nouvelles de l’Arctique // Bad news from the Arctic

2017 touche à sa fin mais les nouvelles en provenance de l’Arctique ne sont pas bonnes: L’Arctique se réchauffe plus vite que jamais. Une nouvelle preuve vient d’être donnée par les ordinateurs de la NOAA qui ont supprimé les données concernant Utqiagvik (anciennement Barrow) – la ville la plus septentrionale des États-Unis – parce qu’elles semblaient fausses!
L’erreur a été commise par des algorithmes dont le rôle est de s’assurer que seules les données fiables seront incluses dans les rapports de la NOAA. Cependant, ce type d’algorithme est performant uniquement dans le cadre de situations « moyennes » et sans aberrations. Malheureusement pour les algorithmes, la situation actuelle à Utqiaġvik est tout sauf « moyenne ».
L’Arctique se réchauffe plus rapidement que n’importe quel autre endroit sur Terre, et Utqiaġvik en est l’exemple parfait. Avec de moins en moins de glace de mer pour réfléchir la lumière du soleil, la température autour du pôle Nord se met à grimper. Pas plus tard que cette semaine, les scientifiques ont signalé que l’Arctique avait connu sa deuxième année la plus chaude derrière 2016, avec la plus faible quantité de glace de mer jamais enregistrée. L’annonce a été faite lors de la réunion annuelle de l’American Geophysical Union, et le rapport de la NOAA avait un titre alarmant: « L’Arctique ne montre aucun véritable signe de retour vers la situation de gel des dernières décennies ».
Les changements dans l’Arctique vont bien au-delà de la glace de mer. De vastes zones autrefois occupées par le permafrost sont devenues des étendues de boue. Des espèces végétales étrangères, comme celles qui ne poussent que dans des climats plus chauds, envahissent ce qui était autrefois la toundra. Ce verdissement de l’Arctique est incroyable dans le district de North Slope en Alaska, comme le montrent les images haute résolution des satellites de la NOAA.
Selon le rapport de la NOAA, « la vitesse actuelle de réduction de la glace de mer et la hausse des températures sont plus rapides qu’à tout autre moment au cours des 1500 dernières années, et probablement plus longtemps que cela. »
Au cours des 17 années qui se sont écoulées depuis l’an 2000, la température moyenne  à Utqiaġvik en octobre a grimpé de 3,8°C. La température de novembre est en hausse de 3,3 degrés. La moyenne actuelle en décembre est de 1.1°C.
Source: Anchorage Daily News.

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2017 is drawing to a close but the news coming from the Arctic is not good : The Arctic is warming faster than ever. A proof of it has just been given by the NOAA computers that removed the data about Utqiagvik (formerly Barrow) – the northernmost city in the United States – because it seemed unreal!

It was done by algorithms that were put in place to ensure that only the best data gets included in NOAA’s reports. However, this kind of quality-control algorithm is only good in « average » situations with no outliers. The current situation in Utqiaġvik, however, is anything but average.

The Arctic is warming faster than any other place on Earth, and Utqiaġvik is the perfect example. With less and less sea ice to reflect sunlight, the temperature around the North Pole is speeding upward. Just this week, scientists reported that the Arctic had its second-warmest year – behind 2016 – with the lowest sea ice ever recorded. The announcement came at the annual meeting of the American Geophysical Union, and the report is topped with an alarming headline: « Arctic shows no sign of returning to reliably frozen region of recent past decades. »

Changes in the Arctic extend beyond sea ice. Vast expanses of former permafrost have been reduced to mud. Nonnative species of plants, types that only grow in warmer climates, are spreading into what used to be the tundra. Nowhere is this greening of the Arctic happening faster than the North Slope of Alaska, observable with high-resolution clarity on NOAA satellite imagery.

« The current observed rate of sea ice decline and warming temperatures are higher than at any other time in the last 1,500 years, and likely longer than that, » the NOAA report says.

In the 17 years since 2000, the average October temperature in Utqiaġvik has climbed 3.8°C. The November temperature is up 3.3 degrees. The December average has warmed 1.1°C.

Source : Anchorage Daily News.

Source: NOAA

Öræfajökull (Islande / Iceland): Ralentissement de l’affaissement de la glace // The subsidence of the ice is slowing down

Les dernières photographies prises le 12 décembre 2017 montrent que l’affaissement de la glace dans la caldeira de l’Öræfajökull ralentit, ce qui laisse à penser que le volcan n’est pas sur le point d’entrer en éruption.
L’affaissement de la glace dans la caldeira de l’Öræfajökull s’est accentué d’environ 2-3 mètres depuis le dernier survol du glacier il y a deux semaines. Les volcanologues locaux pensent que la source de chaleur qui fait fondre la glace est en perte de vitesse ou que cette source de chaleur existait déjà avant sa découverte lors du premier survol. Cependant, ils ajoutent qu’une éruption pourrait tout de même se produire dans un proche avenir. L’activité sismique dans la région a ralenti au cours des derniers jours, sans toutefois cesser complètement

Les observations du volcan montrent que la puissance de la chaleur géothermale qui réside dans la caldeira de glace se situe entre 100 et 150 MW, ce qui correspond à la situation sur le Bárðarbunga. Compte tenu de la rapidité de l’affaissement, il est probable que l’eau qui s’est accumulée sous la caldeira pendant des semaines, voire des mois, a réussi à s’infiltrer et à s’évacuer.
Les mesures montrent que la dépression glaciaire dans la caldeira est presque circulaire avec un diamètre de 1200 à 1500 mètres là où elle est la plus profonde.

Source: Iceland Review.

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The latest photographs of Öræfajökull taken on December 12th 2017 show that the subsidence of the new “ice cauldron” is slowing down, which suggests that the volcano is not about to erupt.

The subsidence in the Öræfajökull caldera has deepened by around 2-3 metres since the last flight across the glacier some two weeks ago. Local scientists believe that either that geothermal heat is getting lower or that there had been ice melt from geothermal heat before the cauldron was spotted. However, they say that a volcanic eruption might all the same occur in the near future. Earthquakes in the area have been less frequent in the last few days but the course of events is still going on.

Findings show that the power of the geothermal heat in the ice cauldron is between 100 and 150 MW, which is similar to cauldrons at Bárðarbunga. Considering how fast the subsidence occurred, it is likely that water which had been collecting below it for weeks or even months had seeped forward.

Measurements show that the ice cauldron is almost circular with a diameter of 1200 – 1500 metres where it is deepest.

Source: Iceland Review.

Vue de la dépression glaciaire dans la caldeira de l’Öræfajökull (Source: mbl.is/RAX)