Réchauffement climatique, fonte des calottes glaciaires et effets sur les courants océaniques // Global warming, melting ice caps and effects on ocean currents

Avec la fonte des calottes glaciaires arctique et antarctique, on sait d’ores et déjà que des milliards de tonnes d’eau douce vont se déverser dans l’océan. On sait aussi que ce phénomène va avoir un double effet dévastateur. D’une part, on va assister à une rapide hausse du niveau des océans. D’autre part, cette arrivée d’eau douce et très froide risque fort d’entraîner un dérèglement des grands courants océaniques, donc du climat du globe, avec des effets catastrophiques faciles à imaginer.

Une étude internationale qui vient d’être publiée début février 2019 dans la revue Nature prévient que la fonte des calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique, en plus d’augmenter le niveau des océans, va aussi multiplier les événements météo extrêmes et déstabiliser le climat de certaines régions dans les prochaines décennies. On peut lire que les milliards de tonnes d’eau issues de la fonte des glaces, en particulier au Groenland, vont affaiblir les courants océaniques qui aujourd’hui transportent l’eau froide vers le sud en plongeant vers le fond de l’Atlantique, tout en repoussant les eaux tropicales vers le nord plus près de la surface. Ce phénomène est connu sous l’appellation anglaise Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) – circulation méridienne de retournement de l’Atlantique, ou circulation thermohaline. C’est une espèce de grand tapis roulant océanique qui joue un rôle crucial dans le système climatique et aide à maintenir une certaine chaleur sur l’hémisphère nord.

Selon les modèles établis par des chercheurs néo-zélandais dans le cadre de l’étude, la fonte des banquises va provoquer des perturbations importantes dans les courants océaniques et changer les niveaux de réchauffement à travers le globe.

Jusqu’à présent, de nombreuses études sur les calottes glaciaires se sont concentrées sur la vitesse de leur fonte sous l’effet du réchauffement, et sur leur point de basculement (« tipping point ») autrement dit le niveau de hausse de température à partir duquel leur disparition sera inévitable, même si la fonte totale pourrait prendre des siècles.

Les changements à grande échelle observés par les scientifiques dans leurs simulations révèlent que le climat sera plus chaotique dans les prochaines années, avec des événements météo extrêmes plus nombreux, des canicules plus fréquentes et plus intenses.

Selon des chercheurs californiens, d’ici le milieu du 21ème siècle, l’eau de fonte de la calotte du Groenland perturbera sensiblement l’AMOC, qui montre déjà des signes de ralentissement. L’échéance serait beaucoup plus courte que prévu. Les conclusions des chercheurs s’appuient sur des simulations détaillées et des observations satellitaires des changements des calottes depuis 2010. Parmi les conséquences probables de l’affaiblissement de l’AMOC, la température de l’air sera plus élevée dans le haut Arctique, l’est du Canada et l’Amérique centrale, et au contraire plus basse sur l’Europe de l’Ouest.

Source : Presse scientifique.

——————————————————–

With the melting of the Arctic and Antarctic ice sheets, we know that billions of tons of fresh water will flow into the ocean. We also know that this phenomenon will have a double devastating effect. On the one hand, we will witness a rapid rise in the level of the oceans. On the other hand, this arrival of fresh and very cold water is likely to cause a disruption of major ocean currents, and therefore of the global climate, with disastrous effects easy to imagine.
An international study just published early February 2019 in the journal Nature warns that the melting of the icecaps of Greenland and Antarctica, in addition to increasing the level of the oceans, will also multiply extreme weather events and destabilize the climate of certain regions in the coming decades. One can read that the billions of tons of water from melting ice, especially in Greenland, will weaken the ocean currents that today carry cold water to the south by diving towards the bottom of the Atlantic, while pushing tropical waters further north closer to the surface. This phenomenon is known as the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC). It is a sort of large oceanic treadmill that plays a crucial role in the climate system and helps maintain some warmth in the northern hemisphere.
According to models developed by New Zealand researchers who took part in the study, melting sea ice will cause major disturbances in ocean currents and change warming levels across the globe.
So far, many studies on ice caps have focused on the speed of their melting under the effect of warming, and on their tipping point, in other words the level of temperature rise from which their disappearance will be inevitable, even if total melting could take centuries.
The large-scale changes observed by scientists in their simulations reveal that the climate will be more chaotic in the coming years, with more extreme weather events, more frequent and more intense heat waves.
According to California researchers, by the middle of the 21st century, meltwater from the Greenland ice cap will significantly disrupt AMOC, which is already showing signs of slowing down. The deadline is thought to be much shorter than expected. The researchers’ conclusions are based on detailed simulations and satellite observations of ice sheet changes since 2010. Among the likely consequences of the weakening of AMOC, the air temperature will be higher in the high Arctic. East of Canada and Central America, and on the contrary lower in Western Europe.
Source: Scientific Press.

Schémas montrant la circulation thermohaline [Source : GIEC]

Ile de Baffin (Canada) : La fonte de la calotte glaciaire révèle de nouveaux paysages // Baffin Island (Canada) : The melting of the ice cap uncovers new landscapes

En faisant référence à une étude parue dans Nature communications, le site Futura Sciences nous apprend que le réchauffement climatique a fait fondre la glace dans l’archipel arctique canadien et mis à jour des paysages qui étaient restés enfouis pendant au moins 40 000 ans, voire jusqu’à 115 000 ans, sous plusieurs mètres de glace. Au train où vont les choses, la totalité des glaciers de l’île de Baffin, où ces anciens paysages ont été libérés, pourrait disparaître dans les prochains siècles car l’Arctique continue de se réchauffer deux fois plus rapidement que le reste du globe.

Les chercheurs ont daté 124 échantillons de toundra et de roches, prélevés sur 30 sites en bordure de calotte glaciaire de Penny, dans l’est de l’île de Baffin, et répartis sur une superficie de 170 x 70 km. Comme elle est immobile – à l’inverse des glaciers – et repose sur des terrains plats, la calotte glaciaire préserve les décors qu’elle recouvre sans les éroder. La datation au carbone 14 montre que cela fait plus de 40 000 ans (limite haute de cette méthode) que cette végétation et ces rochers n’ont pas vu la lumière du jour. Une reconstitution du paléoclimat de l’île de Baffin indique par ailleurs que la région subit actuellement son siècle le plus chaud depuis 115 000 ans. Cela montre que les paysages révélés aujourd’hui par des températures similaires à cette lointaine époque étaient cachés depuis aussi longtemps.

Un descriptif de l’étude peut être lu sur le site Nature Communications.

Source : Futura Sciences, Nature Communications.

 ———————————————————–

Referring to a study published in Nature Communications, the Futura Sciences website informs us that global warming has melted ice in the Canadian Arctic Archipelago and uncovered landscapes that have been buried for at least 40,000 years, or even to 115,000 years, under several metres of ice. As things go, all the glaciers on Baffin Island, where these ancient landscapes were liberated, could disappear in the next few centuries as the Arctic continues to warm up twice as fast as the rest of the globe.
The researchers dated 124 tundra and rock samples from 30 sites along the Penny Ice Cap in eastern Baffin Island over an area of ​​170 x 70 km. As it is motionless – unlike glaciers – and based on flat terrain, the ice cap preserves the scenery it covers without eroding it. 14C dating shows that this vegetation and these rocks have not seen the light of day for more than 40,000 years (upper limit of this method). A reconstruction of the Baffin Island paleoclimate also indicates that the region is currently experiencing its warmest century in 115,000 years. This shows that the landscapes revealed today by temperatures similar to this distant era were hidden for a simar period.
A description of the study can be read on the Nature Communications website.
Source: Futura Sciences, Nature Communications.

On peut voir l’île de Baffin en gris sur la petite carte en bas à gauche. Les échantillons récemment mis au jour par le recul de la calotte glaciaire proviennent de 30 sites dans l’est de l’île. Les cercles montrent les sites où seules des plantes ont été prélevées. Les carrés indiquent que des plantes et des roches ont été prélevées. Le site a est un sommet pentu, dépourvu de glace, où seules les roches ont été prélevées. (Source : Nature Communications)

You can see Baffin Island in gray on the small map at the bottom left. Samples recently discovered by the retreat of the ice cap come from 30 sites in the eastern part of the island. The circles show the sites where only plants were collected. The squares indicate that plants and rocks have been sampled. Site a is a steep-sided, unglaciated summit where only rocks have been sampled. (Source: Nature Communications)

Antarctique : Une énorme cavité sous le Glacier Thwaites // Antarctica : A huge cavity under Thwaites Glacier

Au cours de ma conférence sur la fonte des glaciers et le réchauffement climatique, je mentionne le Glacier Thwaites, le plus imposant de l’Antarctique de l’Ouest, avec une largeur de 120 km. Il a à peu près la taille de la Floride aux États-Unis. Des modèles informatiques ont montré que ce glacier a commencé à se désintégrer. Il va probablement disparaître dans prochains siècles et fera ainsi s’élever le niveau de la mer d’environ 60 centimètres. Cette désintégration vient d’être confirmée par les scientifiques de la NASA qui ont découvert une vaste cavité sous le glacier. Une étude menée par l’agence et publiée le 30 janvier 2019 dans la revue Science Advances a révélé qu’une cavité d’une superficie équivalente aux deux tiers de Manhattan et d’une hauteur d’environ 300 mètres s’était développée sous le Glacier Thwaites. La cavité est suffisamment grande pour contenir 14 milliards de tonnes de glace, dont la plus grande partie a fondu au cours des trois dernières années.
Les chercheurs ont découvert la cavité à l’aide d’un radar capable de pénétrer la glace au cours de l’opération IceBridge, une mission aéroportée lancée en 2010 par la NASA pour étudier la glace polaire. L’année dernière, la National Science Foundation et le Natural Environment Research Council de Grande-Bretagne ont lancé un programme commun baptisé «International Thwaites Glacier Collaboration» afin d’étudier le glacier instable et son rôle dans l’élévation du niveau de la mer.
Le Thwaites est l’un des six glaciers côtiers de l’Antarctique de l’Ouest. Le problème est que si l’un de ces glaciers disparaît, les autres feront de même car les systèmes glaciaires de l’Antarctique occidental sont interconnectés.
Source: USA Today.

———————————————

During my conference about glacier melting because of global warming, I mention Thwaites Glacier, the most massive in West Antarctica, with a width of 120 kilometres. It has about the size of Florida in the United States. Computer models have shown that this glacier has already started disintegrating. It will probably disappear in a few centuries and raise sea level by about 60 centimetres.  This has just been confirmed by NASA scientists who have discovered a large cavity under the glacier. A study led by the agency and published on January 30th, 2019 in the journal Science Advances, revealed that a cavity about two-thirds the area of Manhattan and roughly 300 metres tall is growing under Thwaites Glacier. The cavity is large enough to have contained 14 billion tons of ice, most of which has melted within the last three years.

Researchers discovered the cavity using ice-penetrating radar in NASA’s Operation IceBridge, an airborne survey launched in 2010 to study polar ice. Last year, the National Science Foundation and Britain’s Natural Environment Research Council launched a joint program called the “International Thwaites Glacier Collaboration” to study the unstable glacier and its role in sea levels.

Thwaites is one of the six coastal glaciers in West Antarctica. The problem is that if one of these glaciers disappears, the others will follow as the glacial systems in West Antarctica are interconnected.

Source: USA Today.

Source: NASA

Donald Trump et la vague de froid aux Etats Unis // Donald Trump and the cold wave in the U.S.

Alors que le Midwest des Etats-Unis doit faire face en ce moment à une vague de frod exceptionnelle, le président Trump en a profité, comme d’habitude, pour réfuter tout lien entre cet événement et le changement climatique.
Dans l’un de ses célèbres tweets, il a écrit: «Dans le magnifique Midwest, les températures de ressenti atteignent moins 60 degrés, les plus froides jamais enregistrées. Dans les prochains jours, on s’attend à ce qu’il fasse encore plus froid. Les gens ne peuvent pas rester dehors même pendant quelques minutes. Qu’est-ce qui se passe avec le réchauffement climatique?
Le réchauffement climatique est, bien sûr, toujours présent. Comme je l’ai écrit dans ma note précédente, le vortex polaire est responsable de cette descente d’air froid. Les scientifiques expliquent que le vortex polaire affecte actuellement les États-Unis car une arrivée soudaine d’air chaud dans l’Arctique le mois dernier a repoussé une partie de la masse d’air très froid vers le sud. Certains climatologues sont convaincus que le réchauffement de la planète contribue à l’instabilité du jet-stream, ce qui a entraîné des conditions climatiques hivernales extrêmes sur le continent américain au cours de la dernière décennie.
Il semble que Donald Trump ne puisse pas – ou ne veuille pas – comprendre cela. La seule chose qu’il arrive à assimiler, c’est que le 29 janvier 2019, la température dans les Dakotas et dans le Minnesota a chuté jusqu’à -32°C, avec un ressenti pouvant aller jusqu’à -50°C. Aujourd’hui 30 janvier, il est prévu une température maximale de -24°C à Chicago.
Cependant, Donald Trump devrait remarquer que, dans le même temps, l’Arctique connaît des températures anormalement chaudes et bien plus élevées que dans les Etats-Unis contigus. Par exemple, les prévisions pour Fairbanks (Alaska) sont de -11°C et la température oscille autour de 0°C à Anchorage !
Alors que Donald Trump n’arrive pas à comprendre comment le réchauffement climatique peut provoquer un froid extrême, les membres de son propre gouvernement ont tenu à rappeler aux Américains qu’un lien existe réellement. Lors de son intervention devant le Senate Intelligence Committee, le directeur du Renseignement (National Intellignce) a mis en garde sur le fait que le changement climatique constituait une menace pour la sécurité nationale. Au cours de son intervention, il a déclaré : «La dégradation de l’environnement mondial ainsi que le changement climatique sont susceptibles d’exacerber la course aux ressources naturelles, la détresse économique et le mécontentement social. Les aléas climatiques tels que les conditions météorologiques extrêmes, les températures plus élevées, les sécheresses, les inondations, les incendies de forêt, les tempêtes, l’élévation du niveau de la mer, la dégradation des sols et l’acidification des océans s’intensifient, menaçant les infrastructures, la santé, les réserves d’eau et la sécurité alimentaire. Les phénomènes météorologiques extrêmes, souvent aggravés par l’élévation du niveau de la mer, affecteront particulièrement les zones côtières urbaines d’Asie du Sud, d’Asie du Sud-Est et de l’hémisphère occidental. Les dégâts causés aux infrastructures de communication, d’énergie et de transport pourraient affecter les bases militaires au niveau de la mer, infliger des coûts économiques, entraîner des déplacements de personnes et causer des pertes de vies humaines. »
Source: Presse américaine.

—————————————————-

As exceptionally cold air is currently affecting the U.S. Midwest, President Trump took the opportunity, as he did before, to refute any possible link between this event and climate change.

In one of his famous tweets, he wrote: “In the beautiful Midwest, windchill temperatures are reaching minus 60 degrees, the coldest ever recorded. In coming days, expected to get even colder. People can’t last outside even for minutes. What the hell is going on with Global Warming?”

Global warming, of course, is still present. As I put it in a previous post, the polar vortex is the culprit. Scientists explain that the current polar vortex is affecting the United States because a sudden jolt of warm air in the Arctic last month moved part of the icy air mass south. Some climatologists suspect that global warming is actually contributing to instability in the jet stream, which has brought extreme winter weather to the continental United States in the last decade.

It seems Donald Trump cannot – or does not want – to understand this. The ovly thing he can understand is that on January 29th, 2019, temperatures from the Dakotas to Minnesota dropped as low as -32°C, with wind chills as cold as -50°C. On January 30th, the high temperature in Chicago is predicted to be -24°C.

However, Trump should notice that, in the meantime, the Arctic is much warmer than the Lower 48. For instance, the forecast for Fairbanks, Alaska, is for a high of -11°C and temperatures are oscillating around 0°C in Anchorage. .

While Trump may not understand how global warming can lead to extreme cold, members of his own government made a point of reminding Americans the link does exist. In testimony before the Senate Intelligence Committee, the Director of National Intelligence warned that climate change remains a national security threat. “Global environmental and ecological degradation, as well as climate change, are likely to fuel competition for resources, economic distress, and social discontent. Climate hazards such as extreme weather, higher temperatures, droughts, floods, wildfires, storms, sea level rise, soil degradation, and acidifying oceans are intensifying, threatening infrastructure, health, and water and food security. Extreme weather events, many worsened by accelerating sea level rise, will particularly affect urban coastal areas in South Asia, Southeast Asia, and the Western Hemisphere. Damage to communication, energy, and transportation infrastructure could affect low-lying military bases, inflict economic costs, and cause human displacement and loss of life.”

Source : American newspapers.

L’inquiétant réchauffement des océans // Oceans are warming faster than previously thought

Selon une nouvelle étude récemment publiée dans la revue Science, la chaleur piégée par les gaz à effet de serre fait s’élever la température des océans plus rapidement que prévu. Les résultats de l’étude prouvent que les affirmations antérieures d’un ralentissement du réchauffement de la planète au cours des 15 dernières années étaient sans fondement.
La nouvelle étude repose sur le réseau Argo, une flotte de près de 4 000 robots flottants dispersés sur les océans de la planète. Ils plongent à quelques jours d’intervalle à une profondeur de 2 000 mètres et mesurent la température, le pH, la salinité, et envoient d’autres informations sur nos océans. Depuis le milieu des années 2000, le réseau Argo fournit des données cohérentes et à grande échelle sur les variations de température des océans. Avant Argo, les données dans ce domaine étaient rares et peu fiables.
Le réchauffement des océans constitue un marqueur essentiel du changement climatique car environ 93% de l’énergie solaire excédentaire piégée par les gaz à effet de serre s’accumule dans les océans. De plus, contrairement à la température de surface de la Terre, celle des océans n’est pas affectée par les variations d’une année à l’autre causées par des événements climatiques tels que El Nino ou des éruptions volcaniques.
La nouvelle analyse montre que les tendances en matière d’évolution thermique des océans correspondent à celles prédites par les principaux modèles de changement climatique et que le réchauffement mondial des océans s’accélère.
En se référant à un scénario dans lequel aucun effort n’a été fait pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, les modèles CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project 5) prévoient que la température de l’eau des océans jusqu’à 2 000 mètres de profondeur augmentera de 0,78°C d’ici la fin de ce siècle. La dilatation thermique provoquée par cette hausse de température ferait monter le niveau de la mer de 30 centimètres, ce qui vient s’ajouter à l’élévation déjà importante du niveau de la mer causée par la fonte des glaciers et de la banquise. Le réchauffement des océans contribue également à renforcer les tempêtes, les ouragans et les précipitations extrêmes. 2018 a été la quatrième année la plus chaude jamais enregistrée sur Terre; elle a été aussi l’année la plus chaude jamais enregistrée dans les océans, tout comme 2017 et 2016 auparavant.
Source: Science et UC Berkeley. .

—————————————————-

According to a new study recently published in the journal Science, the heat trapped by greenhouse gases is raising ocean temperatures faster than previously thought. The results provide further evidence that earlier claims of a slowdown in global warming over the past 15 years were unfounded.

The new study relies on the Argo network, a fleet of nearly 4,000 floating robots that drift throughout the world’s oceans, every few days diving to a depth of 2000 metres and measuring the ocean’s temperature, pH, salinity and other pieces information. Argo has provided consistent and widespread data on ocean heat content since the mid-2000s. Prior to Argo, ocean temperature data was sparse and not fully reliable.

Ocean heating is a critical marker of climate change because an estimated 93 percent of the excess solar energy trapped by greenhouse gases accumulates in the world’s oceans. What’s more, unlike surface temperatures, ocean temperatures are not affected by year-to-year variations caused by climate events like El Nino or volcanic eruptions.

The new analysis shows that trends in ocean heat content match those predicted by leading climate change models, and that global ocean warming is accelerating.

Taking into account a scenario in which no effort has been made to reduce greenhouse gas emissions, the Coupled Model Intercomparison Project 5 (CMIP5) models predict that the temperature of the top 2,000 metres of the world’s oceans will rise 0.78°C by the end of the century. The thermal expansion caused by this bump in temperature would raise sea levels 30 centimetres, on top of the already significant sea level rise caused by melting glaciers and ice sheets. Warmer oceans also contribute to stronger storms, hurricanes and extreme precipitation. 2018  was the fourth warmest year on record on the surface; it was also the warmest year on record in the oceans, as was 2017 and 2016 before that.

Source : Science & UC Berkeley. .

Ces courbes montrent que les océans se réchauffent plus vite en surface, entre 0 et 700 mètres de profondeur (courbe violette), qu’en profondeur, entre 700 et 2000 mètres (courbe grise). [Source : Institute of Atmospheric Physics, Beijing]

Vers une désintégration de l’Antarctique occidental ? // Toward a disintegration of West Antarctica ?

De nos jours, avec le réchauffement climatique, on craint de plus en plus que l’Antarctique occidental s’effondre et disparaisse dans l’océan. Cela déclencherait inévitablement une augmentation rapide du niveau des mers. Ce ne serait pas la première fois qu’une telle situation se produirait. Il y a 125 000 ans, au cours de la dernière brève période chaude – baptisée Eémien – entre les périodes glaciaires, les températures étaient à peine plus élevées qu’aujourd’hui et le niveau de la mer était de 6 à 9 mètres plus élevé que de nos jours, recouvrant d’immenses étendues de terres sèches aujourd’hui.
Les scientifiques ont révélé que la source de toute cette eau était un effondrement de l’inlandsis antarctique occidental et les glaciologues s’inquiètent de la stabilité fragile de cette énorme masse de glace. Sa base, située au-dessous du niveau de la mer, risque d’être minée par le réchauffement des océans. Les glaciers qui se trouvent en amont et qui sont retenus par cette masse de glace, accéléreraient leur course vers l’océan si la plateforme ouest antarctique disparaissait. J’ai décrit ce phénomène dans les notes précédentes. Lors d’une réunion de l’American Geophysical Union à Washington, D.C., des scientifiques de l’Oregon State University ont prouvé, au moyen de carottes de sédiments, que la calotte glaciaire avait disparu dans un passé géologique récent et dans des conditions climatiques analogues à celles d’aujourd’hui.
La forte perte de masse observée en Antarctique occidental au cours des deux ou trois dernières décennies pourrait marquer le début d’une nouvelle désintégration de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental. Si tel est le cas, le monde devra se préparer à une hausse du niveau des mers plus importante et plus rapide que prévu. En effet, après l’effondrement de l’ancienne calotte glaciaire de l’Ouest Antarctique, certains relevés sur le terrain montrent que la hausse de la mer atteignait 2,5 mètres par siècle.
Au cours de l’Eémien, les températures globales étaient supérieures de 2°C à celles observées avant l’ère industrielle (contre 1°C aujourd’hui). Cependant, le réchauffement n’était pas dû aux gaz à effet de serre, mais à de légers changements dans l’orbite et l’axe de rotation de la Terre. L’Antarctique était probablement plus froid qu’aujourd’hui. La cause de la montée du niveau de la mer, enregistrée par les coraux fossiles situés aujourd’hui bien au-dessus de la marée haute, est longtemps restée un mystère.
Les scientifiques ont commencé par accuser la fonte de la calotte glaciaire du Groenland. Cependant, en 2011, des chercheurs ont disculpé le Groenland après avoir identifié des empreintes isotopiques de son substrat rocheux dans des sédiments provenant d’une carotte océanique forée au large de son extrémité sud. Les isotopes ont montré que la glace continuait à éroder le substrat rocheux au cours de l’Eémien. Si la calotte glaciaire du Groenland n’avait pas disparu et ne contribuait donc pas à la hausse du niveau de la mer, la suspicion se dirigeait vers calotte glaciaire de l’Antarctique occidental.
Les chercheurs de l’Université de l’Oregon ont décidé d’appliquer leur technique isotopique à l’Antarctique. Ils ont d’abord analysé les carottes de sédiments marins extraites le long de la partie occidentale de la banquise. Ils ont examiné 29 carottes et identifié des signatures géochimiques pour trois régions sources différentes du substrat rocheux: la partie montagneuse de la Péninsule Antarctique; la province d’Amundsen, près de la mer de Ross; et la zone intermédiaire, autour du glacier Pine Island, particulièrement vulnérable.
Avec ces empreintes à leur disposition, ils ont ensuite analysé les sédiments marins contenus dans une carotte prélevée au large dans la mer de Bellingshausen, à l’ouest de la Péninsule Antarctique. Un courant marin continu longe la plateforme continentale de l’Ouest Antarctique et transporte les sédiments provenant de l’érosion glaciaire en cours de route. Le courant fait s’accumuler une grande partie de ces sédiments près du site où la carotte a été prélevée. Ces sédiments s’accumulent rapidement et piègent des microorganismes à coquilles appelées foraminifères, protozoaires unicellulaires qui peuvent être datés en comparant leurs rapports isotopes d’oxygène à ceux des carottes avec des dates connues. Sur une longueur de 10 mètres, la carotte contient 140 000 ans d’accumulation de sédiments. Pendant la majeure partie de cette période, les sédiments contiennent les signatures géochimiques des trois régions du socle rocheux de l’Antarctique occidental, ce qui révèle une érosion continue provoquée par la glace. Toutefois, dans une section datant du début de l’Eémien, les empreintes disparaissent en deux endroits  tout d’abord au niveau du glacier de Pine Island, puis de la province d’Amundsen. Il ne subsiste que des sédiments de la partie montagneuse de la péninsule où les glaciers ont peut-être persisté. La datation de la carotte n’est pas très précise, ce qui signifie que la pause dans l’érosion glaciaire n’a peut-être pas eu lieu pendant l’Eémien. Il se peut aussi que la pause proprement dite soit illusoire, ou que les courants marins se soient temporairement déplacés, avec un transfert des sédiments vers un autre site.
D’autres recherches sont en cours. Le mois prochain, un navire de recherche entamera une mission de trois mois avec comme but l’extraction d’au moins cinq carottes au large de l’Antarctique occidental. Dans le même temps, le chercheur responsable de l’étude mentionnée dans cet article espère la faire publier à temps pour qu’elle fasse partie du prochain rapport des Nations Unies sur le climat. Dans les rapports de 2001 et 2007, le risque de désintégration de l’Antarctique occidental n’a pas été pris en compte dans le cadre des estimations de hausse du niveau de la mer dans les prochaines années. Ce n’est qu’en 2013 que les auteurs du rapport ont commencé à mentionner l’Antarctique.
Source: Science.

————————————————————–

Today, with global warming, there are increasing fears that West Antarctica might collapse and disappear in the ocean. This would inevitably trigger a rapid increase of ocean levels. This would not be the first time such a situation happened. Some 125,000 years ago, during the last brief warm period between ice ages – it was called the Eemian – ttemperatures were barely higher than in today’s and sea levels were 6 to 9 metres higher than they are today, drowning huge areas of land that is dry today.

Scientists have revealed that the source of all that water was a collapse of the West Antarctic Ice Sheet and glaciologists worry about the present-day stability of this formidable ice mass. Its base lies below sea level, at risk of being undermined by warming ocean waters, and the glaciers behind it would accelerate their forward movement of this mass of ice disappeared. I described this phenomenon in previous notes. Scientists from Oregon State University at a meeting of the American Geophysical Union in Washington, D.C., have provided evidence, by means of a sediment core, that the ice sheet disappeared in the recent geological past under climate conditions similar to today’s.

The big increase in mass loss observed in West Antarctica in the past decade or two might be the start of a new collapse of the West Antarctic Ice Sheet. If so, the world may need to prepare for sea level to rise farther and faster than expected: Once the ancient ice sheet collapse got going, some records show that ocean waters rose as fast as some 2.5 metres per century.

During the Eemian, global temperatures were some 2°C above preindustrial levels (compared with 1°C today). But the cause of the warming was not greenhouse gases, but slight changes in Earth’s orbit and spin axis, and Antarctica was probably cooler than today. What drove the sea level rise, recorded by fossil corals now marooned well above high tide, was a mystery.

Scientists once blamed the melting of Greenland’s ice sheet. But in 2011, researchers exonerated Greenland after identifying isotopic fingerprints of its bedrock in sediment from an ocean core drilled off its southern tip. The isotopes showed ice continued to grind away at the bedrock through the Eemian. If the Greenland Ice Sheet didn’t vanish and push up sea level, the vulnerable West Antarctic Ice Sheet was the obvious suspect.

The Oregon University researchers set out to apply their isotope technique to Antarctica. First, they analysed archived marine sediment cores drilled from along the edge of the western ice sheet. Studying 29 cores, they identified geochemical signatures for three different bedrock source regions: the mountainous Antarctic Peninsula; the Amundsen province, close to the Ross Sea; and the area in between, around the particularly vulnerable Pine Island Glacier.

Armed with these fingerprints, they then analyzed marine sediments from a core drilled farther offshore in the Bellingshausen Sea, west of the Antarctic Peninsula. A stable current runs along the West Antarctic continental shelf, picking up ice-eroded silt along the way. The current dumps much of this silt near the core’s site, where it builds up fast and traps shelled microorganisms called foraminifera, which can be dated by comparing their oxygen isotope ratios to those in cores with known dates. Over a stretch of 10 metres, the core contained 140,000 years of built-up silt. For most of that period, the silt contained geochemical signatures from all three of the West Antarctic bedrock regions, suggesting continuous ice-driven erosion. But in a section dated to the early Eemian, the fingerprints winked out: first from the Pine Island Glacier, then from the Amundsen province. That left only silt from the mountainous peninsula, where glaciers may have persisted. The dating of the core is not precise, which means the pause in erosion may not have taken place during the Eemian. It is also possible that the pause itself is illusory, that ocean currents temporarily shifted, sweeping silt to another site.

More research is on the way. Next month, a research ship will begin a 3-month voyage to drill at least five marine cores off West Antarctica. Meanwhile, the head of the research hopes to get his own study published in time to be included in the next United Nations climate report. In the 2001 and 2007 reports, West Antarctic collapse was not even considered in estimates of future sea level; only in 2013 did authors start mentioning Antarctica.

Source: Science.

La fonte du permafrost (2ème partie) // Permafrost thawing (Part two)

Voici ce qui se passe lors de la fonte du permafrost: La ‘couche active’ du sol qui se trouve au-dessus du permafrost dégèle chaque été et entretient la végétation. Cette couche libère du carbone à partir des racines des plantes qui émettent du CO2 et à partir des microbes dans le sol. Certains microbes décomposent les matières organiques en CO2. D’autres produisent du méthane lorsque les conditions sont anaérobies, autrement dit lorsque le sol est saturé d’eau ou qu’il n’y a pas d’oxygène. Le méthane est 20 à 30 fois plus puissant que le dioxyde de carbone pour exacerber le réchauffement climatique, mais il reste dans l’atmosphère moins longtemps.
À mesure que le permafrost fond, la couche active du sol s’épaissit. Les microbes deviennent actifs et les racines des plantes peuvent s’enfoncer davantage, entraînant la production de plus de CO2. La quantité de méthane générée dépend de la saturation du sol.
Les scientifiques ignorent quelles sont les proportions relatives de dioxyde de carbone et de méthane pouvant découler du dégel à grande échelle du permafrost, car cela ne s’est jamais produit de toute l’histoire de l’humanité. Cependant, les recherches sur la couche supérieure de la toundra suggèrent que les émissions moyennes de CO2 sont environ 50 fois plus élevées que celles de méthane. En outre, nous savons que, chaque fois que le sol se réchauffe de 10 degrés Celsius, les émissions de CO2 doublent.
Une étude effectuée en 2017 a estimé que si la température de notre planète dépassait de 1,5°C le niveau de 1861, la fonte du permafrost pourrait libérer de 68 à 508 gigatonnes de carbone. Ce carbone augmenterait à lui seul les températures globales de 0,13 à 1,69°C d’ici 2300. Comme la hausse des températures se situe déjà à 1,5°C au-dessus du niveau préindustriel, ce réchauffement supplémentaire pourrait avoir des effets catastrophiques sur le changement climatique.
Bien qu’un Arctique plus chaud puisse supporter plus de plantes et que les plantes absorbent le dioxyde de carbone par la photosynthèse, ces nouvelles plantes ne devraient compenser que 20% environ des émissions de carbone du permafrost.
De nombreux scientifiques craignent que le dégel du permafrost soit un point critique qui déclenche un cycle irréversible: lorsque le pergélisol libère le carbone sous forme de CO2 ou de méthane, il accélère le réchauffement, ce qui accélère le dégel du permafrost et ainsi de suite. Les hommes ne pourront rien faire pour arrêter ce cycle infernal. Les régions où le permafrost est gelé toute l’année se déplacent déjà vers le nord; et dans certaines régions, la toundra gèle plus tard à l’automne, ce qui laisse plus de temps aux microbes pour décomposer la matière organique et aux plantes pour respirer.

————————————————–

Here is what happens when permafrost is thawing:  The ‘active layer’ of soil on top of the permafrost thaws each summer and can sustain plant life. This layer releases carbon from the roots of plants that respire out CO2, and from microbes in the soil. Some microbes break down the organic matter into CO2. Others produce methane instead, when conditions are anaerobic, on other words when the soil is saturated with water or no oxygen is available. Methane is 20 to 30 times more potent than carbon dioxide at exacerbating global warming, but it remains in the atmosphere for less time.

As permafrost thaws, the active layer deepens. The microbes become active and plant roots can penetrate further down, resulting in the production of more CO2. The amount of methane generated depends on how saturated the ground is.

Scientists don’t know the relative proportions of carbon dioxide and methane emissions that might result from largescale thawing permafrost because this has never happened in human history. However, research on the upper layer of the tundra suggests that the average CO2 emissions are about 50 times higher than those of methane. Besides, we know that for every 10 degrees Celsius that the soil warms up, the emission of CO2 will double.

A 2017 study estimated that if global temperatures rise 1.5˚C above 1861 levels, thawing permafrost could release 68 to 508 gigatons of carbon. This carbon alone would increase global temperatures 0.13 to1.69˚C by 2300. Since we may have already locked in 1.5˚C of warming above pre-industrial levels, this amount of additional warming could result in catastrophic impacts of climate change.

Although a warmer Arctic could support more plants, and plants absorb carbon dioxide through photosynthesis, the new growth is projected to offset only about 20 percent of the permafrost’s carbon release.

Many scientists are concerned that thawing permafrost could be a tipping point that triggers an irreversible cycle: When permafrost releases its carbon as CO2 or methane, it will accelerate warming, which will then precipitate more permafrost thaw, and so on. There will be nothing humans can do to stop it. The regions where permafrost is frozen year-round are already shifting northwards; and in some areas, the tundra now freezes later in the fall, allowing more time for microbes to decompose organic matter and for plants to breathe.

Photos: C. Grandpey