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Groenland : des virus pour blanchir la glace et la neige// Greenland : viruses to whiten ice and snow

J’ai indiqué dans plusieurs notes sur ce blog que la fonte des calottes polaires et des glaciers est susceptible de libérer des virus dont certains sont inconnus et pourraient déclencher de nouvelles épidémies sur Terre.
Un article paru sur le site Live Science est moins alarmant et aborde un aspect différent des virus. En effet, des chercheurs de l’Université d’Aarhus au Danemark ont détecté des signes de virus géants sur la calotte glaciaire du Groenland qui pourraient contribuer à réduire certains impacts du réchauffement climatique. Ces virus, qui peuvent être jusqu’à 1 500 fois plus volumineux que les virus ordinaires, sont susceptibles d’attaquer les algues microscopiques qui assombrissent la glace du Groenland et la font fondre plus rapidement.
Les auteurs de la nouvelle étude, publiée en mai 2024 dans la revue Microbiome, espèrent que la compréhension de ces virus pourra ouvrir la voie à un contrôle naturel de la croissance des algues et, par conséquent, réduire la fonte de la glace. Les chercheurs n’ont pas encore déterminé l’efficacité de ces virus, mais en les étudiant davantage, ils espèrent pouvoir apporter des solutions à l’assombrissement des calottes glaciaires
Les algues qui se trouvent sur la glace du Groenland se développent au printemps et assombrissent certaines parties du paysage qui est habituellement d’un blanc immaculé. Les teintes plus foncées des algues réduisent l’albédo, autrement dit le réfléchissement de la lumière du soleil, et accélèrent la fonte de la glace.
Les chercheurs ont collecté des échantillons de glace noire et de neige rouge à différents endroits de la calotte glaciaire du Groenland en 2019 et 2020. Ils ont ensuite analysé l’ADN trouvé dans ces échantillons pour identifier des séquences de gènes présentant de fortes similitudes avec les virus géants qui appartiennent à la famille des Nucleocytoviricota phylum. Dans les microalgues pigmentées de la glace noire et de la neige rouge, les chercheurs ont trouvé pour la première fois des signatures de virus actifs.
Les algues font partie d’un écosystème complexe qui comprend également des bactéries, des champignons et des protistes, un ensemble d’organismes unicellulaires généralement minuscules qui ne rentrent pas dans les autres groupes. L’équipe danoise mènera des recherches plus approfondies afin de mieux comprendre l’écosystème dans son ensemble et pouvoir déterminer quels hôtes les virus infectent. Les chercheurs pourront alors s’assurer qu’ils attaquent effectivement les algues qui assombrissent la surface de la calotte glaciaire.
Source  : Live Science via Yahoo Actualités.

Ce n’est pas la première fois que les scientifiques attirent l’attention du public sur la présence d’algues qui colorient la glace et la neige et leur effet sur l’albédo. Dans un note rédigée le 5 mars 2020, j’indiquais que la neige avait pris une étonnante teinte rouge sur Eagle Island, une petite île au large de la pointe nord-ouest de l’Antarctique. Cette couleur était due à la présence dans la neige d’une algue microscopique, la Chlamydomonas nivalis qui fait en réalité partie de la famille des algues vertes. Elle est capable de résister à des températures extrêmes mais quand elle rougit, c’est qu’elle se défend. Elle produit des caroténoïdes pour se protéger des UV en les absorbant. Plus il y a du soleil, plus il fait chaud et plus cette algue se développe.

C’est, bien sûr, une conséquence du réchauffement climatique, mais cette couleur pourpre de la neige accélère également sa fonte. En effet, comme c’est le cas au Groenland, l’albédo est affaibli et la neige fond plus vite. Une étude parue dans la revue Nature en 2016 montrait déjà que la prolifération de cette algue au Groenland réduit de 13% le pouvoir réfléchissant de la glace pendant la saison chaude.J’ajoutais dans ma note du 5 mars 2020 que l’Antarctique n’a pas l’exclusivité de la Chlamydomonas nivalis. Elle est présente un peu partout dans le monde. Dans les Alpes, elle est surnommée : « algue des neiges » ou « sang des glaciers ».

Si des chercheurs réussissent à isoler des virus et démontrer leur capacité à consommer ces algues, ce sera forcément une bonne nouvelle pour tout l’univers polaire.

 

Exemple d’algues rouges sur la neige (Source: Ministry of Education and Science of Ukraine).

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I have indicated in several posts on this blog that the melting of polar ice caps and glaciers is likely to release viruses some of which are unknown and may trigger new epidemics on Earth.

This time, the piece of news is less alarming. Indeed, Arctic researchers at Aarhus University in Denmark have detected signs of giant viruses living on the Greenland ice sheet that could help reduce some of the impacts of global warming. These viruses, which can be up to 1,500 times larger than regular viruses, might be attacking the microscopic algae that turn Greenland’s ice to brcomr darker and cause it to melt faster.

The authors of the new study, published May 2024 in the journal Microbiome, hope that understanding these viruses could unlock ways to naturally control algae growth and, therefore, reduce ice melting.

The researchers do not know yet how specific the viruses are and how efficient thry would be, but by exploring them further, they hope to answer some of those questions.

Algae lies dormant on Greenland’s ice and blooms in spring, darkening parts of the usually white landscape. The darker shades reflect less sunlight than white snow and ice, which reduces the albedo and accelerates melting.

Researchers collected samples from dark ice, red snow in different locations on the Greenland ice sheet in 2019 and 2020. They then analyzed the DNA found within those samples to identify sequences of genes with high similarities to giant viruses, which belong to the Nucleocytoviricota phylum. In both the dark ice and red snow, the researchers found signatures of active giant viruses. And that is the first time they have been found on surface ice and snow containing a high abundance of pigmented microalgae.

The algae are part of a complex ecosystem that also includes bacteria, fungi and protists, a collection of typically small, unicellular organisms that don’t fit into the other groups. The Danish team will conduct further research so as to better understand the ecosystem as a whole, so they can determine which hosts the viruses are infecting and be sure that they are attacking the algae.

Source : Live Science via Yahoo News.

This is not the first time that scientists have drawn public attention to the presence of algae that color ice and snow and their effect on the albedo. In a note written on March 5th, 2020, I explained that the snow had taken on a stunning red hue on Eagle Island, a small island off the northwest tip of Antarctica. This color was due to the presence in the snow of a microscopic algae, Chlamydomonas nivalis which is actually part of the green algae family. It is able to withstand extreme temperatures but it blushes when it is defending itself.It produces carotenoids to protect itself from UV rays by absorbing them. The more sun there is, the warmer it is and the more this algae develops.
This is, of course, a consequence of global warming, but this purple color of the snow also accelerates its melting. Indeed, as is the case in Greenland, the albedo is weakened and the snow melts more quickly. A study published in the journal Nature in 2016 already showed that the proliferation of this algae in Greenland reduces the reflective power of ice by 13% during the warm season. I added in my post of March 5th, 2020 that Antarctica does not does not have the exclusivity of Chlamydomonas nivalis. It is present almost everywhere in the world. In the Alps, it is nicknamed: “snow algae” or “glacier blood”.

Fonte des glaces et mesure du temps sur Terre // Melting ice and measuring time on Earth

Pendant des siècles, pour mesurer le temps, l’être humain s’est basé sur la rotation de la Terre. Une rotation complète correspond à une journée de 24 heures, chaque heure contient 60 minutes, et chaque minute 60 secondes. La seconde était ainsi définie jusqu’en 1967. Mais il existe depuis cette date un autre système pour mesurer le temps, basé sur l’heure donnée par les horloges atomiques. Des technologies telles qu’Internet, le GPS et les réseaux de téléphonie mobile dépendent des signaux horaires extraordinairement précis de ces horloges.
Ces horloges atomiques définissent la seconde en termes de fréquence de la lumière impliquée dans une transition spécifique dans le césium atomique. La définition a été choisie de telle sorte que 86 400 secondes atomiques correspondent très étroitement à la durée d’un jour sur Terre – ce qui est la définition traditionnelle de la seconde. Cependant, la correspondance n’est pas exacte. Entre 1970 et 2020, la durée moyenne d’une journée sur Terre (la période de rotation de la Terre) était d’environ 1 à 2 ms plus longue que 86 400 s. Cela signifie que toutes les quelques années, un écart d’une seconde se crée entre le temps mesuré par la rotation de la Terre et le temps mesuré par une horloge atomique.
Depuis 1972, cet écart a été corrigé par l’insertion de 27 secondes intercalaires dans le temps universel coordonné (UTC). Ce processus de correction est compliqué par le fait que divers facteurs font varier la période de la Terre sur plusieurs échelles de temps différentes. Ainsi, des secondes intercalaires sont insérées lorsque cela est nécessaire, et non selon un calendrier régulier comme les années bissextiles. Neuf secondes intercalaires ont été insérées entre 1972 et 1979, par exemple, mais aucune n’a été insérée depuis 2016.
Depuis 2020 environ, la période moyenne de la Terre est tombée en dessous de 86 400 s. En d’autres termes, la rotation de la Terre semble s’accélérer. Cela est dû à l’intensification de la fonte des glaces au Groenland et en Antarctique, qui diminue la vitesse angulaire de la Terre. En effet, l’eau des pôles est redistribuée dans les océans,ce qui modifie le moment d’inertie de notre planète. Le moment cinétique étant conservé, ce changement entraîne une diminution de la vitesse angulaire. Cela retardera de trois ans la nécessité d’une seconde intercalaire négative. Une seconde intercalaire négative pourrait être nécessaire en 2029, mais elle pourrait être l’une des dernières car les métrologues ont décidé de supprimer la correction de la seconde intercalaire en 2035.
Source  : Médias d’information scientifique comme physicsworld.

Glaciers au Groenland Photo: C. Grandpey

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For centuries, to measure time, humans relied on the rotation of the Earth. A full rotation corresponds to a 24-hour day, each hour contains 60 minutes, and each minute 60 seconds. The second was thus defined until 1967. But since then there has been another system for measuring time, based on the time given by atomic clocks. Technologies such as the Internet, positioning systems and mobile-phone networks depend on the clocks’ extraordinarily  accurate time signals.

These atomic clocks define the second in terms of the frequency of light that is involved in a specific transition in atomic caesium. The definition was chosen so that 86,400 atomic seconds corresponds very closely to the length of a day on Earth – which is the traditional definition of the second. However, the correspondence is not exact. Between 1970 and 2020, the average length of a day on Earth (the period of Earth’s rotation) was about 1–2 ms longer than 86,400 s. This means that every few years, a second-long discrepancy builds up between time as measured by Earth’s rotation and time measured by an atomic clock.

Since 1972 this deviation has been corrected by the insertion of  27 leap seconds into co-ordinated universal time (UTC). This correction process is complicated by the fact that various factors cause Earth’s period to vary on a number of different time scales. So leap seconds are inserted when needed – not according to a regular schedule like leap years. Nine leap seconds were inserted in 1972–1979, for example, but none have been inserted since 2016.

Since about 2020 Earth’s average period has dipped below 86,400 s. In other words, Earth’s rotation appears to be speeding up. This is due to the increased melting of ice in Greenland and Antarctica which is decreasing the Earth’s angular velocity. This is because water from the poles is being redistributed throughout the oceans, thereby changing our planet’s moment of inertia. Because angular momentum is conserved, this change results in a decrease in angular velocity. This will postpone the need for a negative leap second by three years. A negative leap second could be needed in 2029, but it could be one of the last because metrologists have voted to get rid of the leap-second correction in 2035.

Source : Scientific news media like physics world.

https://physicsworld.com/

Le verdissement du Groenland // The greening of Greenland

Avec l’accélération du réchauffement climatique dans l’Arctique, les calottes glaciaires et les glaciers fondent, contribuant ainsi à l’élévation du niveau de la mer dans le monde.

Photo: C. Grandpey

Selon une étude publiée le 14 février 2024, la superficie abandonnée par la glace au Groenland au cours des trois dernières décennies est environ 36 fois plus grande que la ville de New York. Cette surface laisse désormais la place aux zones humides et aux arbustes.
La surface recouverte par la végétation au Groenland a doublé entre le milieu des années 1980 et le milieu des années 2010. De vastes zones du pays autrefois couvertes de glace et de neige ont été transformées en roches arides, en zones humides ou en zones arbustives. À elles seules, les zones humides ont quadruplé au cours de cette période.

 

Vue du glacier Russell (ouest du Groenland). Sa fonte a permis à des praires humides et des arbustes de s’installer là où il y avait autrefois de la glace et de la neige (Crédit photo : Université de Leeds)

En analysant les images satellite, les scientifiques ont découvert que le Groenland avait perdu 28 707 kilomètres carrés de glace au cours de cette période de 30 ans. Ils ont mis en garde contre les graves conséquences de cette situation sur le changement climatique et l’élévation du niveau de la mer.

Images satellites montrant le nord-ouest du Groenland le 2 septembre 1973 (haut) et le 20 août 2022 (vas) [Source : NASA]

La hausse de la température de l’air a entraîné une perte de glace, avec dans son sillage une augmentation de la température des terres. Cela a provoqué le dégel du pergélisol et une libération du dioxyde de carbone et du méthane qui réchauffent la planète, ce qui contribue à aggraver le réchauffement climatique. Le dégel du pergélisol provoque également une instabilité des sols, ce qui pourrait avoir un impact sur les infrastructures et les bâtiments. Dans le même temps, l’eau produite par la fonte des glaces déplace les sédiments qui finissent par former des zones humides et des marais.

Immeuble sur pilotis en Sibérie pour éviter le réchauffement du permafrost (Crédit photo : Siberian Times)

Comme je l’ai déjà écrit, la fonte de la glace dans l’Arctique dans son ensemble crée une boucle de rétroaction. La neige et la glace réfléchissent généralement l’énergie du soleil dans l’espace dans le cadre d’un phénomène appelé albédo qui empêche un réchauffement excessif dans certaines parties de la Terre. Le problème, c’est que, à mesure que la glace disparaît, les zones qui s’assombrissent absorbent davantage d’énergie solaire et augmentent ainsi la température de la surface terrestre, ce qui peut entraîner une accélération de la fonte et d’autres impacts négatifs. La fonte de la glace augmente également la quantité d’eau dans les lacs, où cette dernière absorbe plus de chaleur que la neige, ce qui entraîne une hausse des températures à la surface des terres.
Le Groenland s’est réchauffé deux fois plus vite que le reste de la planète depuis les années 1970, et les auteurs de l’étude préviennent que des températures plus extrêmes sont probables dans les années à venir.
Le Groenland est la plus grande île du monde et est principalement recouvert de glace et de glaciers. Environ 57 000 personnes vivent dans ce pays, qui est autonome au sein du Royaume du Danemark. Une grande partie de la population est autochtone et de nombreuses personnes dépendent des écosystèmes naturels pour leur survie. C’est pourquoi l’écoulement de sédiments et de nutriments dans les eaux côtières est particulièrement problématique pour les communautés autochtones qui dépendent de la pêche, ainsi que pour les chasseurs qui vivent dans d’autres parties de l’île. Les changements actuels qui affectent le Groenland sont un drame, en particulier pour les populations autochtones dont les pratiques traditionnelles de chasse de subsistance dépendent de la stabilité de ces écosystèmes fragiles.
Source  : CNN News via Yahoo Actualités.

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With the acceleration of global warming in the Arctic, both the icesheets and the glaciers are melting, contributing to sea level rise around the world.

According to a study published on February 14th, 2024, the area of Greenland’s ice loss in the past three decades is roughly 36 times the size of New York City, and is rapidly giving way to wetlands and shrubs.

The amount of vegetation in Greenland doubled between the mid-1980s and mid-2010s, as vast areas of the country that were once covered in ice and snow were transformed into barren rock, wetlands or shrub area. Wetlands alone quadrupled during that period.

By analyzing satellite imagery, scientists found that Greenland had lost 28,707 square-kilometers of ice in the 30-year period. They warned of a cascade of impacts that could have serious consequences for climate change and sea level rise.

Warmer air temperatures have driven ice loss, which has in turn raised land temperatures. That has caused the thawing of permafrost, and that melt releases planet-warming carbon dioxide and methane, contributing to more global warming. The thawing of permafrost is also causing land instability, which could impact infrastructure and buildings. At the same time, water released from the melting ice is moving sediment that eventually forms wetlands and fenlands.

As I put it before, he loss of ice in the Arctic as a whole is creating a feedback loop. Snow and ice typically reflect the sun’s energy back into space in a phenomenon called albeido, preventing excessive heating in parts of the Earth. But as ice disappears, those areas that are getting darker absorb more solar energy, raising land surface temperatures, which can cause further melt and other negative impacts. Ice melt also increases the amount of water in lakes, where water absorbs more heat than snow, which increases land surface temperatures.

Greenland has been warming at twice the global mean rate since the 1970s, and the study’s authors warn that more extreme temperatures in the future are likely.

Greenland is the world’s biggest island and is mostly covered by ice and glaciers. Around 57,000 people live in the country, which is an autonomous country within the Kingdom of Denmark. Much of the population is indigenous and many people rely on natural ecosystems for their survival. This is why the flow of sediments and nutrients into coastal waters is particularly problematic for indigenous communities that rely on fishing, as well as for hunters on other parts of the island. The current changes that affect Greenland are critical, particularly for the indigenous populations whose traditional subsistence hunting practices rely on the stability of these delicate ecosystems.

Source : CNN News through Yahoo News.

Etats Unis : pas de glace sur les Grands Lacs // United States : no ice on the Great Lakes

Quand j’étais au collège, il fallait que j’apprenne les noms des Grands Lacs aux États-Unis : Supérieur, Michigan, Huron, Érié et Ontario.

Photo: C. Grandpey

Lors d’une récente visite au Canada, j’ai eu l’occasion longer en voiture le lac Supérieur et de voir les écluses entre les lacs Érié et Ontario.

Vue du Lac Supérieur (Photo: C. Grandpey)

Ecluse entre les lacs Erié et Ontario (Photo: C. Grandpey)

Habituellement, les Grands Lacs sont gelés pendant l’hiver, avec une épaisse couche de glace qui permet de rouler en voiture et de se livrer aux joies du patinage. Pas en 2024.

Un hiver historiquement doux dans le nord des États-Unis a entraîné une formation de glace extrêmement faible le long des lacs. À la mi-février, la NOAA a indiqué que la couverture de glace des Grands Lacs était d’environ 2,7 %, un minimum historique. Les lacs Érié et Ontario étaient en grande partie dépourvus de glace alors qu’ils devraient être proches du pic de couverture pour l’année. Les scientifiques locaux n’ont jamais vu des niveaux de glace aussi bas à la mi-février depuis le début des relevés en 1973.
La saison hivernale (2023-24) a débuté avec des températures de l’air historiquement chaudes en décembre, suivies d’une brève et unique période de froid en janvier. Avec les quelques semaines de températures hivernales, la couverture de glace sur les cinq Grands Lacs a atteint entre 15 et 20 %, bien en dessous de la barre des 53 % habituellement observés fin février et début mars.
Une autre vague de chaleur en février a provoqué une fonte importante le long des lacs, ce qui a conduit aux niveaux records actuels. Comme les lacs n’étaient pas gelés, cela a permis aux systèmes de tempête de profiter de l’humidité et de faire tomber la neige par effet de lac. Plusieurs localités situées sous le vent au bord des lacs Michigan, Érié et Ontario ont enregistré des chutes de neige avec des couches de plusieurs dizaines de centimètres. À côté de cela, à la mi-février, Buffalo, dans l’État de New York, a signalé un déficit de neige de plus de 40 centimètres. Outre les impacts humains, la NOAA explique qu’elle surveillera les effets du manque de glace sur la population de poissons. L’agence climatique a déclaré que certains animaux dépendent de la glace pour se protéger des prédateurs, et qu’avec l’absence de cette barrière naturelle, il y aura forcément des impacts sur les écosystèmes.
Les problèmes liés au manque de glace ont frappé les lacs depuis l’Alaska jusqu’au Maine, avec des centaines de sauvetages et plusieurs décès. En effet, les températures anormalement chaudes en décembre, janvier et février ont empêché la formation d’épaisses couches de glace sur les lacs, les rendant dangereux. Au moins 10 centimètres de glace sont nécessaires pour supporter le poids d’un être humain, et au moins 20 centimètres sont recommandés avant d’essayer d’y conduire un véhicule de petite taille

Source : National Weather Service

Par ailleurs, la NOAA explique que le manque de glace peut rendre le littoral plus vulnérable à l’érosion et aux grosses vagues lors des tempêtes.

Source : Yahoo Actualités.

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When I was at Junior High school, I had to learn the names of the Great Lakes in the Unites States : Superior,Michigan, Huron, Erie and Ontario. During a recent visit in Canada I had the opportunity to drive anlog Lake Superior and to see the locks between lakes Erie and Ontario. Usually, the Great Lakes are frozen during the winter, with a thik layer of ice that allows to drive and skate.

Not in 2024. A historically warm winter across the northern tier of the U.S. has led to an extremely low ice production along lakes. As of mid-February, NOAA reported that Great Lakes ice coverage clocked in at around 2.7%, which was a historic low. Both Lakes Erie and Ontario were essentially ice-free when they should be nearing the peak of coverage for the year. Local scientists have never seen ice levels this low in mid-February on the lakes since records began in 1973.

The winter season (2023-24) began with historically warm air temperatures in December, followed by only a brief period of cold in January. The few weeks of winter-like temperatures caused ice across the five Great Lakes to peak at between 15-20% of coverage, well below the 53% mark that is usually reached in late February and early March.

Another warm spell in February caused significant melting along the lakes, leading to the current record lows. The unfrozen lakes allowed storm systems to take advantage of the available moisture in the form of lake-effect snow. Several communities downwind of Lakes Michigan, Erie and Ontario reported seeing snowfall events with accumulations in tens of centimeters. As of mid-February, Buffalo, New York, reported a snowfall deficit of more than 16 inches (40 centimeters). Aside from human impacts, NOAA warns that it will be monitoring for effects on the fish population. The agency said some marine animals rely on ice for protection from predators, and without the natural barrier, there are bound to be some ecosystem changes.

Problems associated with thin ice have plagued lakes from Alaska through Maine, with hundreds of rescues and several fatalities. Abnormally warm temperatures in December, January and February prevented thick layers of ice from forming on lakes, causing the ice to be thinner than what is typical. At least 10 centimeters of ice is needed to support a human’s weight sufficiently, and at least 20 centimeters is recommended before attempting to drive a small-sized vehicle on it.

NOAA says the lack of ice can make the shoreline more susceptible to erosion and large waves during storm systems.

Source : Yahoo News.