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Fonte des glaciers et éruptions volcaniques // Glacier melting and volcanic eruptions

Voici un sujet qui va de pair avec le titre de mon blog: comment la fonte des glaciers peut favoriser le déclenchement des éruptions dans des régions volcaniques comme l’Islande. L’hypothèse a déjà été examinée plusieurs fois par des scientifiques et a été récemment abordée dans une nouvelle étude conduite par l’Université de Leeds. Les chercheurs ont confirmé l’idée qu’il y avait moins d’activité volcanique en Islande lorsque la couverture glaciaire était plus étendue. En revanche, avec la fonte des glaciers, les éruptions deviennent plus fréquentes du fait de la baisse de pression exercée par la glace.
Les scientifiques anglais ont examiné en Islande la cendre volcanique contenue dans des dépôts de tourbe et des sédiments lacustres et a identifié une période d’activité volcanique particulièrement réduite entre 5 500 et 4 500 ans. Cette période est intervenue après une baisse importante de la température de la planète et la croissance des glaciers en Islande.
Les résultats de l’étude, publiés dans la revue Geology, montrent qu’il y a eu un décalage d’environ 600 ans entre l’événement climatique et la diminution significative du nombre d’éruptions. L’étude indique que l’on est en droit de s’attendre à un décalage similaire avec le changement climatique actuel et des températures plus chaudes qu’il génère.
Le système volcanique islandais se remet du «Petit âge glaciaire», une période de climat plus froid entre 1500 et 1850. Depuis la fin du Petit âge glaciaire, une période de réchauffement climatique fait à nouveau fondre les glaciers islandais. Selon l’un des auteurs de l’étude, «la part prise par l’homme dans le réchauffement climatique rend difficile toute prévision, mais les tendances du passé prouvent qu’un plus grand nombre d’éruptions est susceptible de se produire en Islande dans les prochaines années.»
Le volcanisme islandais dépend des interactions complexes entre les rifts le long de plaques continentales, l’accumulation de gaz et de magma en profondeur et la pression exercée par les glaciers sur la surface du volcan. Les variations de pression à la surface peuvent modifier les contraintes qui s’exercent sur les chambres peu profondes, là où le magma est stocké. En effet, lorsque les glaciers se retirent, il y a moins de pression sur la surface de la Terre. Cela peut accélérer la fonte du manteau, affecter le comportement du magma, ainsi que la quantité de magma que la croûte peut contenir. Même de faibles variations de pression en surface peuvent modifier la probabilité d’éruptions sur les volcans recouverts de glace.
Source: Université de Leeds.

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Here is a topic that goes hand in hand with the title of my weblog : how glacier melting can influence eruptions in volcanically active regions like Iceland. The hypothesis has already been considered several times by scientists and was recently developed in a new study led by the University of Leeds. It confirmed the idea that there was less volcanic activity in Iceland when glacier cover was more extensive and as the glaciers melted volcanic eruptions increased due to subsequent changes in surface pressure.

The study examined Icelandic volcanic ash preserved in peat deposits and lake sediments and identified a period of significantly reduced volcanic activity between 5,500 and 4,500 years ago. This period came after a major decrease in global temperature, which caused glacier growth in Iceland.

The findings, published in the journal Geology, found there was a time lag of roughly 600 years between the climate event and a noticeable decrease in the number of volcanic eruptions. The study suggests that perhaps a similar time lag can be expected following the more recent shift to warmer temperatures.

Iceland’s volcanic system is in process of recovering from the ‘Little Ice Age’, a recorded period of colder climate roughly between the years 1500 to 1850. Since the end of the Little Ice Age, a period of climate warming is causing Icelandic glaciers to melt again. According to one of the authors of the study, « the human effect on global warming makes it difficult to predict how long the time lag will be but the trends of the past show us more eruptions in Iceland can be expected in the future.”

Icelandic volcanism is controlled by complex interactions between rifts in continental plate boundaries, underground gas and magma build-up and pressure on the volcano’s surface from glaciers and ice. Changes in surface pressure can alter the stress on shallow chambers where magma builds up. Indeed, when glaciers retreat there is less pressure on Earth’s surface. This can increase the amount of mantle melt as well as affect magma flow and how much magma the crust can hold. Even small changes in surface pressure can alter the likelihood of eruptions at ice-covered volcanoes.

Source: University of Leeds.

Photo: C. Grandpey

Impact de la fonte des glaciers sur les systèmes situés en aval // Impact of glaciers melting on downstream systems

Les glaciers couvrent près de 10 % de la surface terrestre de la Terre, mais reculent rapidement dans la plupart des régions du monde. Comme je l’ai répété à plusieurs reprises, c’est dans les régions du Golfe de l’Alaska, de l’Arctique canadien, du Groenland et de l’Antarctique que ce recul glaciaire est le plus évident. En conséquence, l’attention des scientifiques s’est focalisée jusque-là sur la hausse du niveau des mers qui résulte de la fonte de ces glaciers. Un nouveau document publié par des chercheurs des universités de Birmingham (Angleterre) et de Fairbanks (Alaska / Etats-Unis) décrit d’autres effets en aval qui auront des implications sociétales importantes dans les prochaines années. Les auteurs demandent que l’on mette davantage l’accent sur la planification des mesures d’adaptation et d’atténuation dans toutes les régions touchées. Les régions les plus concernées par ces remarques sont les Alpes en Europe, et les Andes sud-américaines. Comme le soulignent les chercheurs, l’espace alpin s’est particulièrement réchauffé durant les trente dernières années et en particulier pendant les mois d’été. Combiné à une diminution des chutes de neige, les surfaces de glace ont reculé de plus de moitié (54 %) depuis 1850. Selon les calculs actuels, les glaciers pourraient atteindre à la fin du 21ème siècle entre 4 et 13 % de la surface qu’ils avaient en 2003. Les effets de ce rétrécissement à l’échelle mondiale pourraient avoir de grosses conséquences.

Les chercheurs indiquent que des changements dans l’hydrologie et la morphologie des rivières sont à prévoir. Le débit des rivières deviendra plus imprévisible puisqu’il dépendra moins des eaux de fonte et davantage des précipitations. Le rétrécissement des glaciers permettra également le transport des polluants, y compris les produits d’émission issus de l’activité industrielle, tels que le carbone noir et les composés associés comme le mercure, les pesticides et d’autres polluants organiques persistants contaminant les océans et nappes phréatiques. Le recul des glaciers aura aussi un impact direct sur les populations dépendantes des rivières alimentées par les glaciers. Cela couvre l’approvisionnement en eau, l’agriculture, la pêche, mais aussi des aspects culturels ou même religieux.

Comme le fait remarquer l’un des auteurs de l’étude, « nous pensons que l’impact du retrait glaciaire sur nos écosystèmes en aval n’a pas été entièrement intégré à ce jour. Cela va de la diversité des espèces au tourisme, des centrales hydrauliques à la fourniture d’eau potable… les risques sont très vastes. La première étape consiste à repenser la façon dont nous considérons le rétrécissement glaciaire et mettre en place un programme de recherche qui reconnaît le risque pour les régions susceptibles d’être les plus touchées ».

Les chercheurs insistent sur le fait que des stratégies de gestion appropriées devront être développées et adoptées pour atténuer les impacts sociétaux des changements profonds dans le ruissellement glaciaire. Ils proposent quelques recommandations essentielles qui devraient soutenir un programme de recherche mondial impliquant une recherche interdisciplinaire. Cela implique notamment une cartographie détaillée du changement de masse des glaciers à partir de nouvelles technologies d’imagerie et de traitement, ou encore un effort de recensement des principales variables biogéochimiques, des charges de contaminants et de la biodiversité dans les rivières alimentées par les glaciers via des réseaux de surveillance largement répandus avec des méthodes d’échantillonnage standardisées.

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Glaciers cover nearly 10% of Earth’s land surface, but are rapidly retreating in most parts of the world. As I have written it many times, it is in the Gulf of Alaska, the Canadian Arctic, Greenland and Antarctic regions that this glacial retreat is most evident. As a result, the attention of scientists has hitherto focused on the rise in sea levels that results from the melting of these glaciers. A new paper published by researchers from the Universities of Birmingham (England) and Fairbanks (Alaska / USA) describes other downstream effects that will have significant societal implications in the coming years. The authors call for greater emphasis on adaptation and mitigation planning in all affected regions. The regions most affected by these remarks are the Alps in Europe and the South American Andes. As the researchers point out, the Alps have warmed up particularly during the last thirty years and especially during the summer months. Combined with a decrease in snowfall, ice surfaces have decreased by more than half (54%) since 1850. According to current calculations, glaciers could reach at the end of the 21st century between 4 and 13% of the surface area. they had in 2003. The effects of glacial retreat on a global scale could have major consequences.
Researchers say changes in river hydrology and morphology are expected. River flow will become more unpredictable as it will depend less on meltwater and more on rainand snowfall. The shrinking of glaciers will also allow the transport of pollutants, including emission products from industrial activity, such as black carbon and associated compounds such as mercury, pesticides and other persistent organic pollutants contaminating the oceans and groundwater. The retreat of glaciers will also have a direct impact on populations dependent on glacier-fed rivers. This includes water supply, agriculture, fishing, but also cultural or even religious aspects.
As one of the authors of the study notes, « We believe that the impact of glacier retreat on our downstream ecosystems has not been fully integrated to date. It ranges from species diversity to tourism, from hydroelectric plants to the supply of drinking water … The risks are very vast. The first step is to rethink the way we look at glacial shrinkage and implement a research program that recognizes the risk to the areas that may be most affected.  »
The researchers emphasize that appropriate management strategies will need to be developed and adopted to mitigate the societal impacts of deep changes in glacial runoff. They propose some key recommendations that should support a global research agenda involving interdisciplinary research. This includes a detailed mapping of glacier mass change from new imaging and treatment technologies, or an effort to identify key biogeochemical variables, contaminant loads, and biodiversity in glacier-fed rivers. via widely used surveillance networks with standardized sampling methods.

Photos: C. Grandpey

 

Les glaciers de l’Himalaya (suite) // The glaciers of the Himalayas (continued)

Dans une note publiée le 20 octobre 2017 à propos de « la fonte des glaciers dans l’Himalaya », je faisais référence à un rapport du GIEC affirmant en 2007 qu’il y avait de fortes chances pour qu’ils aient disparu d’ici 2035. En fait le GIEC a officiellement reconnu en 2010 qu’une prévision sur la fonte des glaciers de l’Himalaya d’ici 2035 était « peu fondée ». Honte à moi de ne pas avoir vérifié mes sources.

Le GIEC estime cependant que la conclusion générale du rapport, qui prédit que la fonte des glaciers de l’Himalaya, des Andes et de l’Hindu-Kush, va s’accélérer au 21ème siècle, est « solide » et « appropriée », et a réaffirmé que ses conséquences seraient dévastatrices.

Depuis 2010, de nombreuses voix se sont faites entendre pour confirmer la fonte et le recul des glaciers himalayens. Le phénomène a de sérieuses conséquences sur l’approvisionnement en eau des populations, ainsi que sur l’agriculture et l’élevage. Le manque de précipitations dû au réchauffement climatique assèche le sol et fait disparaître des pâturages. De plus, la fonte des glaciers a donné naissance à des lacs retenus par de simples moraines qui peuvent se rompre à tout moment.

Au final, peu importe que le GIEC ait commis une erreur en avançant la date de 2035. Il faut prendre le problème du réchauffement climatique dans sa globalité et force est de constater que si rien n’est fait, les glaciers, y compris ceux de l’Himalaya, sont en passe de devenir une espèce en voie de disparition.

Voici une vidéo diffusée par le très sérieux magazine Time qui illustre la fonte des glaciers et le réchauffement climatique dans la région de l’Himalaya :

http://content.time.com/time/video/player/0,32068,32006696001_1919999,00.html

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In a post published on October 20th, 2017 about « melting glaciers in the Himalayas », I was referring to an IPCC report claiming in 2007 that there was a good chance they would have disappeared by 2035. Actually, IPCC officially admitted in 2010 that a forecast of the melting of the Himalayan glaciers by 2035 was « unfounded ». Shame on me for not checking my sources.
IPCC believes, however, that the overall conclusion of the report, which predicts that the melting of the Himalayan, Andean and Hindu-Kush glaciers will accelerate in the 21st century, is « solid » and « appropriate », and reaffirms that its consequences will be devastating.
Since 2010, many voices have been heard to confirm the melting and the retreat of Himalayan glaciers. The phenomenon has serious consequences for the water supply of the populations, as well as on agriculture and livestock farming. The lack of precipitation due to global warming is drying up the soil and making pastures disappear. In addition, the melting of glaciers has given rise to lakes held by simple moraines that can break open at any time.
In the end, it does not matter that IPCC made a mistake about 2035. We must consider global warming in its entirety and it is clear that if nothing is done, glaciers, including those of the Himalayas, will very soon  become an endangered species.
Here is a video released by the very serious Time Magazine that illustrates the melting of glaciers and global warming in the Himalayan region:
http://content.time.com/time/video/player/0,32068,32006696001_1919999,00.html

Glaciers de l’Himalaya vus depuis l’espace (Source: NASA)

Confirmation de la fonte des glaciers alpins // Confirmation of the melting of Alpine glaciers

Dans une rubrique consacrée au réchauffement climatique et à la fonte des glaciers, la chaîne de radio France Info (http://www.francetvinfo.fr/) dresse un bilan très inquiétant de la situation dans les Alpes.

Comme je l’indiquais dans une note le 23 octobre dernier, le domaine skiable des Deux-Alpes (Isère)  n’est pas ouvert pour les vacances de la Toussaint, à cause de l’absence de neige en haut des pistes sur le glacier. Ce dernier pourrait enregistrer une fonte record cette année car 2017 s’inscrit dans une lignée catastrophique qui affecte l’ensemble du massif alpin.

France Info nous rappelle qu’entre 2003 et 2015, les glaciers alpins ont perdu 25% de leur superficie, selon les données diffusées par le laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement (LGGE) de Grenoble. Les scientifiques ont étudié six sites, en France, en Autriche et en Suisse. En exploitant des données plus précises que celles jusqu’ici utilisées, ils ont découvert que les glaciers alpins perdaient en moyenne 1,80 mètre de glace par an. Les scientifiques pensaient jusqu’ici que cette fonte était de seulement 1,15 mètre chaque année.

L’accélération de la fonte est observée sur tous les glaciers du massif Alpin situés sous une altitude de 3 500 mètres. Certaines années, comme 2003, 2015 ou 2017, sont particulièrement inquiétantes. Selon un glaciologue, « à ce rythme, il ne fait aucun doute que tous les glaciers situés sous cette altitude auront disparu d’ici 2100. » Même avec un scénario de réchauffement climatique modéré, il est prévu que celui de Saint-Sorlin (Savoie) aura disparu d’ici 2080, alors qu’il est situé à 3 460 mètres d’altitude.

La situation est moins préoccupante pour les glaciers situés à très haute altitude qui bénéficient de conditions plus favorables. Au-dessus de 3 500 mètres, ils vont diminuer mais résister plus longtemps au réchauffement climatique. Par exemple, l’épaisseur du glacier du Dôme du Goûter, l’un des contreforts du mont Blanc, n’a ainsi varié que de quelques mètres seulement depuis le début du 20ème siècle. Par comparaison, le bas de la mer de Glace a enregistré une perte de 120 mètres sur la même période. Malheureusement, il n’y a que peu de glaciers au-dessus de 3 500 mètres dans le massif alpin.

Cette fonte inéluctable des glaciers ne concerne pas uniquement les skieurs et les alpinistes, qui verront la superficie de leurs terrains de jeu diminuer dans les prochaines décennies. Il ne faudrait pas oublier que les glaciers alimentent les cours d’eau, avec des débits plus importants pendant l’été. L’accélération de la fonte va avancer ces pics dans l’année mais aussi réduire le débit de certains cours d’eau. Cela peut notamment affecter la production d’électricité des barrages. Les glaciologues font toutefois remarquer que le massif alpin ne devrait pas connaître la même situation que celle observée, mi-avril, dans le Yukon canadien où la fonte, en seulement quatre jours, du glacier Kaskawulsh a modifié le ruissellement des eaux et donc l’écoulement de deux rivières. (voir ma note du 19 avril 2017)

Un autre problème concerne le risque d’effondrement des glaciers suspendus, situés à très haute altitude. Leur température interne est négative, entre -11°C et -17°C, contre 0°C pour les glaciers situés plus bas. Ces glaciers se situent sur des pentes très raides mais adhèrent à la roche grâce à leurs températures négatives. S’ils venaient à se réchauffer, de l’eau coulerait à leur base et pourrait les faire glisser subitement, provoquant des avalanches de glace. Cette fonte du permafrost de roche représenterait évidemment un grave danger pour les alpinistes. Certaines habitations, situées sur les communes de Chamonix et des Houches, sont menacées elles aussi par les glaciers qui les surplombent.  La fonte du permafrost de roche est également susceptible de provoquer des coulées de boue ainsi que d’importants glissements de terrain. Le 23 août dernier, quelque quatre millions de mètres cubes de roches et de terre se sont ainsi détachés du Piz Cengalo, tuant huit randonneurs et dévastant le village suisse de Bondo.

Pour essayer de contrer les effets du réchauffement climatique sur les glaciers, des mesures sont testées, comme l’installation de bâches blanches installées au-dessus des entrées des grottes de glace sur la Mer de Glace en France et le glacier du Rhône en Suisse. Cela permet de réfléchir les rayons du soleil et de réduire la fonte d’environ 30% environ. Le problème, c’est qu’on ne peut pas laisser ces bâches toute l’année et qu’elles ne peuvent être installées que sur de petites surfaces.

Une autre mesure peut être facilement observée dans les Alpes. Il y a de plus en plus de canons à neige sur les montagnes, et de plus en plus haut. Ainsi, en septembre, la station des Deux-Alpes a installé six canons à neige sur le glacier, pour le recouvrir d’un manteau protecteur. Le principal avantage de la neige de culture est qu’elle est beaucoup plus dense que la neige naturelle. Elle fond donc moins rapidement. Cette neige de culture est également plus blanche et renvoie donc plus facilement les rayonnements et la chaleur.

Aussi efficaces soient elles, toutes ces mesures ne peuvent être valables que sur le court terme. Il n’y a pas de solution à long terme et la disparition des glaciers de moins de 3 500 mètres d’altitude semble irrémédiable. Tous les scientifiques sont d’accord pour dire qu’il faudrait vraiment ralentir le réchauffement planétaire, initier un changement drastique du climat, pour que nos glaciers retrouvent une bonne santé.

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In a report devoted to global warming and the melting of glaciers, the French radio channel France Info (http://www.francetvinfo.fr/) draws a very disturbing assessment of the situation in the Alps.
As I indicated in a note on October 23rd, the ski area of ​​Les Deux-Alpes (Isère) is not open during the All Saints  holidays, because of the absence of snow on the glacier . The glacier could record a record melting this year because 2017 is part of a catastrophic lineage that affects the entire alpine massif.
France Info reminds us that between 2003 and 2015, alpine glaciers lost 25% of their area, according to data released by the Laboratory of Glaciology and Geophysics of the Environment (LGGE) of Grenoble. Scientists studied six sites in France, Austria and Switzerland. Using more accurate data than hitherto used, they found that alpine glaciers lost an average of 1.80 metres of ice per year. Scientists thought so far that this melting was only 1.15 metres each year.
The acceleration of the melting is observed on all the glaciers of the Alpine massif located below an altitude of 3,500 metres. Some years, such as 2003, 2015 or 2017, are particularly worrying. According to a glaciologist, « at this rate, there is no doubt that all glaciers below this altitude will have disappeared by 2100. » Even with a scenario of moderate global warming, it is expected that the Saint-Sorlin glacier (Savoie ) will have disappeared by 2080; it is 3,460 meters above sea level.
The situation is less worrying for very high altitude glaciers that benefit from more favorable conditions. Above 3,500 meters, they will retreat but resist longer to global warming. For example, the thickness of the Dôme du Goûter glacier, at the foothills of Mont Blanc, has lost only a few metres since the beginning of the 20th century. By comparison, the bottom of the Mer de Glace has recorded a loss of 120 meters over the same period. Unfortunately, there are only few glaciers above 3,500 metres in the alpine massif.
This inevitable melting of glaciers does not only concern skiers and mountaineers, who will see the surface of their playgrounds decline in the coming decades. It should not be forgotten that glaciers feed streams, with higher flows during the summer. The acceleration of the melt will make these peaks earlier in the year but also reduce the flow of some streams. This can affect the electricity production of dams. Glaciologists note, however, that the Alpine Massif should not be in the same situation as the Canadian Yukon in mid-April 2017 when the melting of the Kaskawulsh Glacier in just four days changed the runoff of two rivers. (see my note of April 19th, 2017)
Another problem is the risk of collapse of the hanging glaciers, located at very high altitude. Their internal temperature is negative, between -11 ° C and -17 ° C, against 0 ° C for glaciers located lower. These glaciers are on very steep slopes but adhere to the rock due to their negative temperatures. If they warm up, water will flow to their base and could cause them to skid suddenly, causing avalanches of ice. This melting of rock permafrost would obviously be a serious danger for mountaineers. Some houses, located in the communes of Chamonix and Les Houches, are also threatened by the glaciers that overlook them. The melting of rock permafrost is likely to cause mudslides as well as large landslides. On 23 August, some four million cubic meters of rock and earth broke off from Piz Cengalo, killing eight hikers and devastating the Swiss village of Bondo.
To try to counter the effects of global warming on glaciers, measurements are being tested, such as the white tarpaulins installed above the entrances of the ice grottoes on the Mer de Glace in France and the Rhone Glacier in Switzerland. This helps reflect the sun’s rays and reduce melting by about 30%. The problem is that we can not leave these tarpaulins all year round and they can only be installed on small surfaces.
Another measure can be easily observed in the Alps. There are more and more snow cannons on the mountains, and higher and higher. Thus, in September, the Deux-Alpes resort installed six snow cannons on the glacier, to cover it with a protective coat. The main advantage of artificial snow is that it is much denser than natural snow. It melts so less quickly. This artificial snow is also whiter and therefore more easily reflects radiation and heat.
As effective as they are, all these measures can only be valid in the short term. There is no long-term solution and the disappearance of glaciers less than 3,500 metres above sea level seems irremediable. All scientists agree that we should really slow down global warming, initiate a drastic change in the climate, with the hope that our glaciers regain some good health.

Le glacier d’Argentière fond et son accès présente des risques pour les alpinistes…

La Mer de Glace a perdu sa splendeur d’antan…

Une bâche blanche recouvre l’entrée de la grotte…

Le glacier du Rhône fond lui aussi…

Là aussi, une impressionnante bâche blanche recouvre l’entrée de la grotte.

(Photos: C. Grandpey)