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La fonte inquiétante des glaciers islandais // The disturbing melting of Icelandic glaciers

En Islande, plus de la moitié des calottes glaciaires et des glaciers se trouvent à proximité ou directement au-dessus des volcans. Le Mýrdalsjökull, la quatrième calotte glaciaire d’Islande par sa superficie, en est un bon exemple car elle recouvre le Katla qui entre généralement en éruption environ deux fois par siècle. La dernière colère du volcan a eu lieu en 1918.

Le Katla est calme depuis un certain temps. On a enregistré des épisodes d’activité sismique, mais pas d’éruptions dignes de ce nom. Cependant, de petites crues glaciaires – jokulhlaup en islandais – sont observées de temps à autre, ce qui indique que des montées en chaleur peuvent se produire sous la calotte glaciaire.

Malgré la période de calme actuelle de Katla, la calotte glaciaire du Mýrdalsjökull a subi des changements au cours des dernières années. L’Operational Land Imager du satellite Landsat 8 a acquis une image le 20 septembre 2014.

 

Source : NASA

Une autre image avait été acquise par le satellite Landsat 5 le 16 septembre 1986. On peut parfaitement voir les changements subis par le glacier.

 

Les changements sont encore plus frappants lorsqu’on visite le glacier. J’étais en Islande en juillet 2001. Une route en terre battue menait directement au Solheimajökull, une branche sud-ouest de Mýrdalsjökull. La route s’arrêtait juste devant le glacier. La rivière de fonte coulait juste devant la glace et une forte odeur de soufre imprégnait le site.

J’ai de nouveau visité le Solheimajökull en juillet 2021 et je n’en croyais pas mes yeux. Une nouvelle route asphaltée a été construite et j’ai dû marcher une quinzaine de minutes avant d’atteindre le point de vue sur le glacier qui recule de 50 mètres par an. En conséquence, le parking doit être déplacé presque chaque année.

La vue sur le glacier est très intéressante. On peut voir les strates sombres de cendres qui ont été déposées par des éruptions du passé. Quelques-uns de ces strates proviennent probablement de l’Hekla, un autre volcan explosif au nord de la ville de Hella. Au milieu de la calotte glaciaire, la couche noire peut probablement être attribuée à des épisodes volcaniques plus récents.

 

Aujourd’hui, seuls quelques morceaux de glace occupent le couloir laissé par le Solheimajökull. La montagne au centre de la photo est celle que l’on peut voir sur la deuxième photo de 2001. En 20 ans, le glacier a reculé de plusieurs centaines de mètres.  

Photos : C. Grandpey

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More than half of Iceland’s numerous ice caps and glaciers sit near or directly over volcanoes. Mýrdalsjökull—Iceland’s fourth largest ice cap— is a good example as it covers the Katla volcano which usually erupts about twice per century, with the last confirmed eruption in 1918.

Katla has been quiet for some time. There have been episodes of seismic activity, but still no big eruptions. However, occasional small glacial outburst floods – jokulhlaups in Icelandic – have been observed, an indication that small events may be occurring below the ice cap.

Despite Katla’s current quiet period, the Mýrdalsjökull ice cap has undergone changes over the past years. The Operational Land Imager on the Landsat 8 satellite acquired an image on September 20th, 2014. (see image above)

Another image had been acquired by the Landsat 5 satellite on September 16th, 1986. One can perfectly see the changes undergone by the glacier. (see image above)

The changes are still more striking when one visits the glacier. I was in Iceland in 2001. A gravel road led directly to Solheimajökull, a southwest branch of Mýrdalsjökull. The road stopped right in front of the glacier, with the melt river flowing right in front of the ice and a strong smell of sulphur on the site. (see photo above)

I visited Solheimajökull again in July 2021 and I could not believe my eyes. A new road had been built and I had to walk about 15 minutes to reach the viewing point on the glacier which has been retreating as much as 50 metres per year. As a consequence, the parking lot has to be moved almost annually. (see photo above)

The view of the glacier is very interesting. One can see brown bands of ash that were deposited by past eruptions. A few of the bands are likely from Hekla, another explosive volcano to the north of the city of Hella. Across the middle of the ice cap, the dark surface can likely be attributed to more recent volcanic episodes. (see photos above).

Today, a few pieces of ice can be seen in the passage left by the melting glacier. The mountain at the centre of the last photo is the one that can be seen in the second photo of 2001. The glacier has retreated by several hundred metres.

Effets de la vague de chaleur de juin sur le Mont Rainier (Etats-Unis) // Effects of the June heatwave on Mt Rainier (United States)

La forte canicule qui a frappé le nord-ouest des Etats-Unis a posé des problèmes à la population qui n’est pas habituée à de telles températures. Les maisons ne sont pas équipées de climatisation et le seul système de refroidissement de la région est naturel, avec les glaciers sur les montagnes environnantes. Ainsi, 70 kilomètres carrés de glace et de neige recouvrent les flancs du Mont Rainier (4 392 m), stratovolcan actif de la Chaîne des Cascades. Chaque été, la fonte de la neige sur les montagnes de l’État de Washington est la bienvenue car elle apporte de l’eau, régule le débit des rivières, produire de l’électricité, irrigue les cultures et apporte de la nourriture à tout un écosystème.

Les 29 glaciers répertoriés sur le Mont Rainier ont perdu plus d’un tiers de leur surface et 45% de leur épaisseur depuis 1900. Lorsque l’on visite le Parc National avec quelques années d’intervalle et que l’on observe le glacier Nisqually, par exemple, on se rend compte de la vitesse à laquelle il fond.

Rien qu’en 2021, la neige sur la partie frontale des glaciers du Mt Rainier a fondu à raison de 15 à 18 centimètres par jour ; c’est le triple de la fonte normale à cette période de l’année. On enregistrait une épaisseur du manteau neigeux de 72 centimètres à la fin juin sur le site très populaire de Paradise, soit 50 centimètres de moins que la moyenne de 1917 à 2020.

Les glaciologues préviennent que les effets de la vague de chaleur de juin seront accentués si elle se répète plus tard cet été, lorsque les températures augmenteront. D’ici là, la couche de neige de début de saison qui aide à stabiliser la roche et la glace dans la partie supérieure de la montagne aura disparu. Cela signifie que l’on va assister à des plus en plus de coulées de débris qui vont emporter des matériaux accumulés au cours de siècles d’activité glaciaire ; il s’ensuivra une obstruction du lit des cours d’eau avec des sédiments et un effet sur les basses terres jusqu’à l’embouchure de la Puyallup River dans Commencement Bay à Tacoma.

La fonte des glaciers du Mont Rainier aura certainement des conséquences désastreuses. Tout le monde dans la région se souvient de l’inondation de 2006 qui a emporté les terrains de camping, fermé le parc pendant six mois et fermé définitivement la Carbon River Road aux voitures.

Quelques mois nous séparent de la saison des orages, et on a tendance a oublier les menace qu’a fait peser la vague de chaleur du mois de juin. Les randonneurs se réjouissent de la fonte précoce de la neige car elle accélère l’accès à des sentiers comme la Wonderland Trail. Cependant, pour tous ceux qui connaissent bien le Mont Rainier, la fonte précoce de la neige signifie aussi le gonflement des cours d’eau et le risque d’effondrement des ponts de neige.

Source : The News Tribune.

D’aucuns diront que la fonte des glaciers va entraîner une perte de masse à la surface de la montagne et est susceptible de favoriser l’ascension du magma sous ce volcan actif, mais cela reste à prouver.

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The severe heatwave that hit Northwest United States was a problem for the population that is not used to such temperatures. The houses are not equipped with air conditioning. The only cooling system is natural, with the glaciers in the region. Roughly 70 square kilometres of glacial ice and snow mass cover the flanks of Mount Rainier (4,392 m), an active stratovolcano of the Cascade Range. Seasonal snowmelt from the Washington State mountain ranges is needed to keep water cold, regulate stream flows, produce reliable electricity and irrigation, and nourishes a whole ecosystem.

Mt Rainier’s 29 official glaciers have lost more than one-third of their coverage and 45 percent of their thickness since 1900. When you visit Mount Rainier National Park every few years and look at the Nisqually Glacier, you realise how fast it is melting.

In 2021 alone, snow has been melting 15 to 18 centimetres a day at the terminus parts of Mount Rainier’s glaciers, triple its normal rate this time of year. The forecast at Paradise is a snowpack depth of 72 centimetres by the end of June; which is 50 centimetres less than the historic average from 1917 to 2020.

Glaciologists warn that the effects of the June heat wave will be more severe if it returns later this summer, when temperatures spike. By then, the early-season snow layer that helps fasten rocks and chunks of ice to the upper mountain will have vanished. The mountain is then more likely to release debris flows, disgorging material built up over centuries of glacial activity, clogging stream channels with sediment and reshaping the lowlands as far as where the Puyallup River meets Tacoma’s Commencement Bay.

The melting of Mt Rainier’s glaciers is sure to have disastrous consequences. Everybody in the region can remember the 2006 flood which washed out campgrounds, closed the park for six months and permanently closed the Carbon River Road to cars. With storm season months away, any threat to the mountain posed by this heat wave may seem remote. Hikers, climbers and other outdoor enthusiasts might welcome the early meltoff, since it speeds access to prime destinations like the Wonderland Trail. However, for all who work and play on Mount Rainier, warnings about high-water crossings and collapsing snowbridges are top of mind as June turns to July.

Source : The News Tribune.

Some will say that the melting of the glaciers will lead to mass loss at the surface of the mountain and may favour the ascent of magma beneath the active volcano, but this remains to be proved.

Le glacier Nisqually en 2002

Le glacier Nisqually en 2015

Chenal d’écoulement du glacier Nisqually

(Photos : C. Grandpey)

Vagues de chaleur et séismes glaciaires // Heatwaves and glacial earthquakes

La vague de chaleur qui a affecté le nord-ouest des Etats Unis et l’ouest du Canada s’est propagée jusqu’en Alaska où un séisme de magnitude M 2,7 provoqué par la fonte des glaciers a été enregistré le 29 juin 2021 à 40 kilomètres à l’est de Juneau, la capitale de l’État.

La température a grimpé jusqu’à 33,3 °C dans certaines parties de l’Alaska. Avec la hausse du mercure, la fonte de la neige et des glaciers provoque souvent des inondations dans la région. Il arrive aussi que l’eau de fonte se retransforme en glace et se dilate, ce qui provoque des contraintes suffisantes pour entraîner une activité sismique. Connu sous le nom de cryoséisme – un type de sismicité non tectonique – l’événement du 29 juin a eu lieu dans le sud-est de l’Etat d’Alaska.

Les scientifiques ont établi un lien entre la fonte des glaciers et une recrudescence de la sismicité dans le cadre d’un phénomène baptisé rebond isostatique. Le substrat rocheux sur lequel reposent les glaciers a tendance à varier en fonction de leur poids relatif, qui diminue naturellement avec leur fonte. Au fur et à mesure que les glaciers se soulèvent, le substrat rocheux sur lequel ils reposent s’élève lui aussi en créant des failles qui peuvent entraîner une augmentation de la fréquence et de l’intensité des séismes. Certains scientifiques pensent que lorsque les glaciers recouvrent des volcans potentiellement actifs, leur fonte et la perte de masse qui s’ensuit pourraient entraîner une augmentation de l’activité volcanique. Cette relation n’a toutefois jamais été prouvée de manière concrète.

Le séisme glaciaire du 29 juin en Alaska a été enregistré à une profondeur d’environ 13 kilomètres et n’avait aucun lien avec un séisme sous-marin de M 4.0 au large des côtes de l’Oregon le 30 juin 2021 à une profondeur de 13 kilomètres.

Outre les conséquences sismiques pour les glaciers, la vague de chaleur dans le nord-ouest du Pacifique a eu un effet dévastateur sur l’environnement. Les câbles électriques ont fondu et il a fallu fermer des écoles. La température au sol dans certaines parties de l’État de Washington a atteint jusqu’à 63 degrés Celsius. De telles conditions constituent non seulement une menace pour la santé publique mais aussi pour les infrastructures essentielles. Ainsi, les routes fondent littéralement et se déforment sous l’effet de la chaleur qui a également mis sous tension le réseau électrique. Les gens se sont précipités sur les climatiseurs pour apporter un peu de fraîcheur dans leurs maisons.

Il est probable que les épisodes de chaleur intense vont devenir de plus en plus fréquents, de sorte que les conséquences vont continuer à devenir problématiques pour les régions du monde habituées à des températures plus fraîches. Le développement des infrastructures va devoir s’adapter afin de mieux faire face aux conditions météorologiques extrêmes qui sont appelées à devenir la nouvelle norme.

Source : médias d’information de l’Alaska.

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The heatwave which has affected the Pacific Northwest has made its way up to Alaska, where a 2.7 magnitude ice quake – the result of seismic activity triggered by melting glaciers – was recorded on June 29th, 2021 40 kilometres east of Juneau, the State’s capital.

Temperatures climbed to as high as 33.3°C in parts of Alaska. As temperatures rise, melting snow and glaciers often cause flooding in the region. Sometimes, the water refreezes and expands so that the ice triggers enough accumulated stress to result in seismic activity. Known as a cryoseism – a non-tectonic seismic event – the 29 June event took place in the Alaska Panhandle.

Scientists have long linked the melting of glaciers to incidences of earthquakes, in a phenomenon called isostatic rebound. The land that the glaciers are situated on tends to shift around according to their relative weight, which naturally lessens as they melt. As the glaciers spring upwards, the land that they sit upon rises, creating faults that can lead to an increase in the frequency and intensity of earthquakes. It has been suggested that when the glaciers cover potentially active volcanoes, the melting of the glaciers and the ensuing loss of mass might lead to increased volcanic activity.However, this relationship has never been clearly proved.

The ice quake in Alaska was recorded at a depth of about 13 kilometres, and was distinct from a separate M 4.0 undersea earthquake hat occurred off the coast of Oregon on June 30th, 2021 at a depth of 13 kilometres.

Beside the seismic consequences for the glaciers, the heatwave had a ruinous effect on the Pacific Northwest’s landscape. Power cables melted and districts were forced to shutter schools. Ground temperatures in parts of Washington State reached as high as 63 degrees Celsius, conditions that pose not only a threat to public health but also to critical infrastructure, with roadways buckling under the staggering heat. The wild heat also stressed the power grid, as people rushed to cool down their homes with air conditioning units.

With climate change likely to become more and more frequent, these types of stresses will continue to plague areas of the world accustomed to cooler temperatures. Infrastructure development will need to adapt in order to better accommodate the extreme weather patterns that are set to become the new abnormal.

Source: Alaska’s news media.

 

Glacier Mendenhall, pas très loin de Juneau (Photo: C. Grandpey)

Le sang des glaciers // Glacier blood

On peut lire ces jours-ci dans la presse de nombreux articles sur les couleurs étranges prises par la neige dans les Alpes au printemps. Certaines zones montrent des couleurs vives telles que rouge foncé, orange rouille ou rose. Pour les montagnards, il s’agit du « sang des glaciers. » D’autres personnes préfèrent l’expression « neige de pastèque ». En réalité, toutes ces nuances sont dues à une prolifération d’algues, un phénomène observé ces dernières années dans tous les habitats alpins de la planète.

La prolifération d’algues en milieu alpin est encore mal comprise, mais le seul fait que ces algues apparaissent n’est probablement pas une bonne nouvelle. Les chercheurs ont commencé à établir un recensement des algues dans les Alpes pour mieux comprendre quelles espèces y vivent, comment elles survivent et ce qui les pousse à une telle hémorragie de couleurs. Les premiers résultats de cette étude ont été publiés dans la revue Frontiers in Plant Science.

Minuscules mais très vivaces, les algues sont à la base de tous les écosystèmes. Grâce à leurs prouesses photosynthétiques, elles produisent une grande quantité de l’oxygène que nous respirons et sont à la base de la plupart des réseaux trophiques. Cependant, leur multiplication est parfois excédentaire, jusqu’à provoquer un déséquilibre. C’est alors que peuvent se produire des marées rouges toxiques : le « sang des glaciers ».

Même si on ignore ce qui provoque vraiment les prolifération d’algues, ont sait que leur couleur, souvent rouge, mais parfois verte, grise ou jaune, provient de pigments et d’autres molécules que les algues utilisent pour se protéger des rayons ultraviolets. En effet, ces teintes absorbent plus de lumière du soleil, ce qui accélère la fonte de la neige sous-jacente. Cela peut modifier la dynamique des écosystèmes et accélérer le recul des glaciers, (NDLR : il s’agit d’un phénomène que l’on a déjà observé au Groenland.)

Dans l’étude de leur prolifération, les chercheurs de plusieurs instituts alpins ont décidé de laisser de côté les espèces d’algues qui se développent dans des habitats éloignés et de donner la priorité à celles vivant dans un environnement proche. Comme de très nombreux types d’algues peuvent vivre et proliférer dans les montagnes, les chercheurs ont commencé par effectuer un recensement dans certaines parties des Alpes françaises pour savoir quels types y poussent et dans quels endroits. Ils ont prélevé des échantillons de sol sur cinq sommets répartis à différentes altitudes, et recherché l’ADN des algues. Ils ont découvert que de nombreuses espèces ont tendance à préférer des altitudes spécifiques et ont très probablement évolué dans les conditions qui s’y trouvent. Par exemple, une espèce-clé, la Sanguina, ne pousse qu’au-dessus de 1 950 mètres.

Les chercheurs ont également collecté certaines espèces pour étudier en laboratoire les possibles déclencheurs de leur prolifération. On sait depuis longtemps que les proliférations d’algues se produisent naturellement. Cependant, certains facteurs d’origine humaine peuvent favoriser ces proliférations et les rendre plus fréquentes. On sait aussi que les conditions météorologiques extrêmes, les températures anormalement élevées pour la saison et les apports de nutriments provenant du ruissellement agricole et des eaux usées jouent également un rôle dans les proliférations d’algues d’eau douce et océaniques.

Pour voir s’il en va de même pour le « sang des glaciers », les chercheurs ont soumis les algues à des excès de nutriments, tels que l’azote et le phosphore. Bien qu’ils n’aient rien remarqué de significatif jusqu’à présent, ils prévoient de poursuivre cette ligne de tests. Dans les années à venir, les scientifiques suivront l’évolution de la répartition des espèces au fil du temps, ce qui pourrait donner des indications intéressantes sur la santé globale de l’écosystème. Ils essaieront également d’établir si les modèles de température sont en corrélation avec les proliférations d’algues, et ils commenceront à comparer les compositions des espèces dans les milieux de neige blanche et colorée. En procédant ainsi, ils espèrent percer le mystère du « sang des glaciers. ».

Adapté d’un article publié dans le New York Times.

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These days, one can read many articles in the newspapers about the strange colours assumed by the snow in the Alps in spring. Parts of the snow take on bright colours: deep red, rusty orange, lemonade pink. Locals call this “sang des glaciers,” or “glacier blood,” visitors sometimes use the expression “watermelon snow.” In reality, these blushes come from an algae bloom, a phenomenon observed in recent years all over alpine habitats around the world.

While snow-algae blooms are poorly understood, the fact they are happening is probably not a good sign. Researchers have begun surveying the algae of the Alps to better grasp what species live there, how they survive and what might be pushing them over the bleeding edge. Some of their initial findings were published in the journal Frontiers in Plant Science.

Tiny yet powerful, the algae are the basis of all ecosystems. Thanks to their photosynthetic prowess, algae produce a large amount of the world’s oxygen and form the foundation of most food webs. However, they sometimes overdo it, multiplying until they throw things out of balance. This can cause toxic red tides, and puzzling glacier blood.

While it is unclear exactly what spurs the blooms, the colour, often red, but sometimes green, grey or yellow, comes from pigments and other molecules that the snow algae use to protect themselves from ultraviolet light. These hues absorb more sunlight, causing the underlying snow to melt more quickly. This can change ecosystem dynamics and hasten the shrinking of glaciers.

In their study of the phenomenon, researchers at several alpine institutes have decided to turn their attention from algae species in far-flung habitats to those “that grow next door.”

Because so many different types of algae can live and bloom in the mountains, the researchers began with a census in parts of the French Alps to find out what grows where. They took soil samples from five peaks, spread over various altitudes, and searched for algal DNA.

They found that many species tend to prefer particular elevations and have most likely evolved to thrive in the conditions found there. One key genus, named Sanguina, grows only above 1,950 metres.

The researchers also brought some species back to the lab to investigate their potential bloom triggers. It has been known for a long time that algae blooms occur naturally. However, human-generated factors can worsen such outbursts and make them more frequent. Extreme weather, unseasonably warm temperatures and influxes of nutrients from agricultural and sewage runoff all play a role in freshwater and ocean algae blooms.

To see if the same was true for glacier blood, the researchers subjected the algae to surpluses of nutrients, such as nitrogen and phosphorus. While they have not found anything significant so far, they plan to continue this line of testing.

In the coming years, the researchers will keep track of how species distributions shift over time, which may shed light on the overall health of the ecosystem. They will also try to establish whether temperature patterns correlate with blooms, and begin to compare species compositions in white versus colourful snow. Eventually, they hope to decipher the blood-red message.

Adapted from an article published in The New York Times.

Gros plan sur un type d’algues rouges (Chlamydomonas nivalis) en Antarctique (Source : Wikipedia)