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Le réchauffement climatique à l’origine de la catastrophe glaciaire en Inde // Climate change caused the glacial disaster in India

Le bilan de la catastrophe qui vient de se produire dans l’état d’Uttarakhanda est terrible, avec 19 morts recensés à ce jour et plus de 200 disparus. La cause de ce désastre a été immédiatement montrée du doigt : le réchauffement climatique qui fait fondre et s’effondrer les glaciers dans la chaîne de l’Himalaya.

Dans une note publiée le  27 juin 2019, j’avais, une nouvelle fois, attiré l’attention sur l’inquiétante situation glaciaire dans cette région de l’Inde. A l’époque un rapport venait d’être publié dans la revue Science Advances. Il indiquait qu’en quarante ans, la chaîne de l’Himalaya avait perdu un quart de sa glace qui avait fondu deux fois plus vite que sur la période 1975-2000. Les auteurs du rapport adressaient une sérieuse mise en garde. Ils précisaient que ce phénomène alarmant lié au réchauffement climatique allait s’aggraver et avoir un impact direct et dangereux sur les populations vivant à proximité de la chaîne himalayenne.
En 40 ans, les températures dans l’Himalaya ont augmenté d’un degré Celsius par rapport à celles enregistrées entre 1975 et 2000. L’équipe de chercheurs qui a rédigé le rapport a analysé quarante années d’observations satellites de l’Inde, de la Chine et du Bouthan. Les scientifiques ont ensuite pu comparer les données de la première période avec les données plus récentes récoltées via les satellites de la NASA.
Cette fonte accélérée des glaciers himalayens n’est pas sans conséquences sur les populations locales, réparties de part et d’autre des 2000 kilomètres de la chaîne de montagnes. Quelque 800 millions de personnes dépendent directement des eaux de ruissellement pour l’irrigation, l’hydroélectricité ou l’eau potable. On se retrouve exactement dans la même situation qu’au Pérou où la population dépend directement de l’eau des glaciers.
Comme je le fais remarquer pendant ma conférence « Glaciers en péril », lorsque la glace fond, elle forme de grands lacs glaciaires retenus souvent par des moraines fragiles qui menacent de se rompre en provoquant d’énormes inondations.  C’est ce qui vient de se passer en Inde. Les journaux indiens expliquent l’effet domino – ou en cascade – suivi par les événements. 1) Un énorme volume de glace s’est détaché d’un glacier du massif de Nanda Devi et 2) a fini sa course dans un lac de fonte qui s’était formé à sa base, en raison du réchauffement climatique. 3) La moraine qui retenait ce lac s’est éventrée sous la pression de l’eau et 4) une déferlante s’est abattue dans le lit de la rivière Rishi Ganga.

Les spécialistes ont mis en garde à plusieurs reprises contre la construction de barrages, de tunnels et de routes mal planifiées dans le haut Himalaya. Un comité nommé par la Cour suprême indienne après la catastrophe de 2013 a recommandé qu’aucun barrage ne soit construit au-dessus d’une altitude de 2 000 mètres. En fondant et reculant, les glaciers laissent derrière eux un mélange instable de terre et de roches pouvant représenter un danger pour les barrages et les tunnels. Le comité a spécifiquement déconseillé la construction de six barrages sur la Rishi Ganga. Le deuxième et plus grand barrage noyé par la dernière crue glaciaire était en cours de construction malgré cette recommandation.

Source : Journaux indiens.

Affirmer, comme l’a fait un glaciologue grenoblois, que le réchauffement climatique ne serait pas la cause principale de cet effondrement glaciaire est assez surprenant et va à l’encontre des conclusions de ses collègues qui ont étudié cette région de l’Himalaya. D’une part, on sait que l’eau de fonte des glaciers joue un rôle de lubrifiant qui accélère leur glissement sur le substrat rocheux et favorise leur effondrement. D’autre part, la fonte du permafrost de roche favorise elle aussi les glissements de terrain. Il se peut que ce soit la conjugaison de ces deux phénomènes – résultat du réchauffement climatique – qui ait provoqué les événements en cascade mentionnés précédemment.

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The death toll of the disaster that has just occurred in the state of Uttarakhanda is terrible, with 19 dead to date and more than 200 missing. The cause of this disaster was immediately pointed out: global warming which is melting and collapsing glaciers in the Himalayan range.

In a post published on June 27th, 2019, I once again drew attention to the worrying ice situation in this region of India. At the time, a report had just been published in the journal Science Advances. It indicated that in forty years, the Himalayan range had lost a quarter of its ice which had melted twice as fast as in the period 1975-2000. The authors of the report sent a serious warning. They specified that this alarming phenomenon linked to global warming was going to worsen and have a direct and dangerous impact on the populations living near the Himalayan range.

In 40 years, temperatures in the Himalayas have risen by one degree Celsius from those recorded between 1975 and 2000. The team of researchers who wrote the report analyzed forty years of satellite observations of India, China and Bhutan. Scientists were then able to compare the data from the first period with the more recent data collected via NASA satellites.

This accelerated melting of the Himalayan glaciers is not without consequences for the local populations living along the 2,000 kilometres of the mountain range. Some 800 million people depend directly on runoff for irrigation, hydroelectricity or drinking water. It is exactly the same situation as in Peru where the population depends directly on the water from the glaciers. As I point out during my « Glaciers in Danger » lecture, when the ice melts it forms large glacial lakes often held back by fragile moraines that threaten to break open and cause massive flooding. This is what just happened in India. The Indian newspapers explain the domino – or cascade – effect of he events. 1) A massive chunk of ice and frozen mud broke away from a Nanda Devi glacier and 2) fell into a melt lake that had formed at its snout, due to climate change. 3) The moraine around the lake collapsed and 4) a flash flood came roaring down the Rishi Ganga river.

Experts have been repeatedly warning against building dams, tunnels and poorly-planned roads in the high Himalayas. A committee appointed by India’s Supreme Court after the 2013 disaster had recommended that no dam be built above an altitude of 2,000 metres. While retreating, the glaciers have left behind an unstable mix of earth and rocks unsuitable for dams and tunnels. The committee had specifically said that six dams proposed on the Rishi Ganga should not be built. The second and larger project inundated by the latest glacial flood was being built despite this recommendation.

Source : Indian newspapers.

Ces deux images satellites de la NASA montrent l’extension d’un lac de fonte glaciaire dans l’Himalaya entre 1990 et 2018

Un glacier s’effondre et provoque une catastrophe dans l’Himalaya // A glacier collapses and causes a disaster in the Himalayas

Le 7 février 2021, au moins 9 personnes ont été tuées et au moins 150 autres sont portées disparues après l’effondrement d’un glacier himalayen sur un barrage. Cet événement a provoqué une énorme inondation dans l’État de l’Uttarakhand, dans le nord de l’Inde. Les autorités ont également déclaré qu’au moins 16 autres personnes avaient été piégées é l’intérieur un tunnel. L’énorme déversement d’eau a endommagé deux barrages et plusieurs maisons. Des équipes de secours ont été envoyées sur place.

Il est à craindre que les ouvriers qui travaillaient sur un projet hydroélectrique voisin aient été emportés par l’énorme vague, ainsi que d’autres villageois qui se trouvaient près de la rivière au moment de la catastrophe. Les vidéos diffusées par les médias montrent que le barrage était dans l’incapacité de résister au poids de la déferlante :

https://actu.orange.fr/societe/videos/himalaya-la-rupture-d-un-glacier-provoque-de-fortes-crues-au-moins-trois-morts-et-150-disparus-CNT000001wYagt.html

Une vaste opération de secours est actuellement en cours dans la région pour tenter de retrouver des survivants. Des milliers d’habitants ont déjà été évacués, mais l’ampleur des dégâts ne pourra être évaluée qu’une fois que la crue aura pris fin.

La presse indienne a expliqué qu’une partie du glacier de Nanda Devi s’était tétachée dimanche matin, deux jours après qu’une avalanche se soit déclenchée sur le même glacier. Lorsque le glacier s’est effondré, il a libéré de l’eau, de la boue et d’autres débris qui étaient retenus en amont. Cette masse de matériaux s’est à son tour écrasée dans d’autres plans d’eau, provoquant un effet d’accumulation et une crue gigantesque de la rivière.

En raison du changement climatique et du réchauffement de la planète l’État d’Uttarakhand dans la région de l’Himalaya est sujet à de fortes inondations. En juin 2013, des précipitations record ont provoqué des inondations dévastatrices qui ont fait près de 6 000 morts.

Source: Indian Express.

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At least 9 people have been killed and at least 150 are missing after a Himalayan glacier crashed into a dam o February 7th, 2021 and triggered a huge flood in the northern state of Uttarakhand. Authorities also said that more than 16 people were trapped inside a tunnel.

Several rescue teams were sent in after the sudden barrage of water damaged two dams and several homes.

It is feared that workers from a nearby hydropower project were swept away by the flood as well as other villagers who were near the river at the time.

The videos shared on news media showed how the dam was unable to hold back the sheer weight of water.

https://actu.orange.fr/societe/videos/himalaya-la-rupture-d-un-glacier-provoque-de-fortes-crues-au-moins-trois-morts-et-150-disparus-CNT000001wYagt.html

A huge operation is now underway in the region to try to find those missing. Thousands of residents have already been evacuated but experts say it will only be clear how extensive the damage is once the floodwaters recede.

The Indian press said that part of the Nanda Devi glacier broke off on Sunday morning, two days after an avalanche was triggered on the same glacier. When the glacier broke off, it released water, mud and other debris that had been trapped behind it. These in turn crashed into other bodies of water causing a knock-on effect further down the river.

Due to climate change and global warming, the Uttarakhand state in the mountainous Himalayas region is prone to heavy flooding. In June 2013, record-breaking rainfall led to devastating floods that left almost 6,000 people dead.

Source : The Indian Express.

Glaciers himalayens vus depuis l’espace (Source : NASA)

L’Everest et le réchauffement climatique // Mt Everest and global warming

Comme je l’ai écrit dans des notes précédentes, bien qu’étant la plus haute montagne du monde, l’Everest (8 848,86 m) subit lui aussi les effets du changement climatique. Les glaciers fondent et rendent les cadavres d’alpinistes qui ont été pris dans des avalanches ou sont tombés dans de profondes crevasses. Une récente mission scientifique a révélé que la situation est encore plus inquiétante que prévu.

Selon deux nouvelles études publiées en novembre 2020 dans iScience et One Earth, la pression atmosphérique près du sommet de l’Everest tend à augmenter, avec plus d’oxygène pour pouvoir respirer, tandis les glaciers fondent à une vitesse encore jamais observée et laissent échapper de plus en plus d’eau de fonte. En conséquence, ces changements auront un impact sur les alpinistes qui escaladent la montagne et les populations locales dans les vallées himalayennes.

Pour obtenir plus d’informations sur l’Everest, une expédition a été organisée en 2019. Elle regroupait 34 scientifiques dont la mission était de collecter des données glaciologiques et météorologiques en installant les stations météorologiques les plus hautes du monde.

Dans une étude publiée dans iScience, l’équipe scientifique explique que la pression atmosphérique sur l’Everest fluctue depuis les années 1970. Jusqu’à présent, seule une poignée d’alpinistes a réussi à gravir l’Everest sans avoir recours à des bouteilles d’oxygène. Mais cela pourrait changer dans les prochaines années car le changement climatique provoque une plus grande densité de l’air, avec davantage d’oxygène disponible à très haute altitude. Les scientifiques expliquent que lorsque la température augmente, les molécules se déplacent plus rapidement. Lorsqu’elles commencent à entrer en collision, la pression augmente. Une hausse de la pression signifie plus de molécules, avec davantage d’oxygène disponible pour pouvoir respirer.

Pour analyser les changements atmosphériques, les chercheurs ont collecté des données fournies par les stations météorologiques qu’ils ont installées lors de l’expédition sur l’Everest en 2019. Ils ont couplé les dernières données fournies par les stations aux analyses fournies par le Centre européen de prévisions météorologiques à moyen terme. Ainsi, ils ont pu reconstituer le climat de l’Everest de 1979 à 2020. Les scientifiques ont ensuite utilisé les données climatiques pour modéliser l’évolution de l’atmosphère autour de l’Everest au fil du temps et voir comment elle continuera à changer avec le réchauffement de la planète. Les modèles montrent que si les températures globales augmentent de 2 degrés Celsius au-dessus des niveaux préindustriels – une situation probable dès 2050 – la disponibilité en oxygène sur l’Everest augmentera de 5%. Cela suffit à faire la différence entre la vie et la mort pour un alpiniste qui escalade les dernières pentes de la montagne.

L’équipe scientifique a été surprise de constater avec quelle vitesse la pression atmosphérique pouvait varier sur l’Everest. Un jour, l’air au sommet peut être respirable sans apport d’oxygène supplémentaire; quelques jours plus tard, la pression atmosphérique peut plonger de façon spectaculaire, rendant la montagne impossible à gravir.

Si les changements atmosphériques sur l’Everest ne sont pas visibles à l’œil nu, l’impact du changement climatique sur les glaciers est impressionnant. Les sommets qui montraient une belle blancheur avec la neige et la glace sont maintenant tous noirs. En outre, les inondations causées par la fonte des glaciers – rares dans le passé – se produisent désormais plus fréquemment et sont imprévisibles.

L’étude publiée en novembre 2020 dans One Earth explique que les glaciers ont beaucoup reculé depuis les années 1960, parfois de 150 mètres dans certaines régions. Les scientifiques de la dernière expédition ont étudié 79 glaciers, dont le glacier de Khumbu, le plus haut glacier du monde. Ils ont constaté qu’entre 2009 et 2018, les glaciers ont reculé presque deux fois plus vite que dans les années 1960. Certaines observations révèlent qu’ils ont parfois perdu la moitié de leur épaisseur depuis les années 1960.

La fonte des glaciers himalayens est provoquée par une augmentation d’un degré Celsius de la température moyenne de 2000 à 2016, par rapport à la moyenne entre 1975 et 2000. Bien que la hausse des températures soit la principale cause du recul et de l’amincissement des glaciers himalayens, d’autres facteurs majeurs doivent être pris en compte. Au fur et à mesure que les glaciers reculent, ils laissent souvent derrière eux des débris rocheux et mettent à nu leur encaissant. Les roches ainsi exposées absorbent plus de rayonnement solaire, ce qui fait fondre la glace à proximité. L’eau de fonte s’infiltre ensuite dans les orifices creusés par le recul des glaciers, ce qui donne naissance à de petits étangs En fin de compte, ces petits étangs se regroupent et forment de vastes lacs glaciaires. C’est ainsi que plus de 400 nouveaux lacs se sont formés entre 1990 et 2015. Comme je l’ai déjà écrit, ces lacs sont parfois maintenus en place par des moraines fragiles qui peuvent s’éventrer et déclencher des inondations dévastatrices.

En plus des 18 communautés qui vivent au pied de l’Everest, près de deux milliards de personnes dépendent de la chaîne himalayenne pour leur approvisionnement en eau. La fonte accélérée des glaciers met en péril cette source en eau et menace la vie et les moyens de subsistance de près d’un cinquième de la population mondiale. Bien qu’une fonte plus rapide des glaciers puisse signifier plus d’eau, cela ne sera que temporaire.

Source: Smithsonian Magazine.

L’étude n’en parle pas, mais il est bien évident que si le sommet de l’Everest est accessible sans apport d’oxygène supplémentaire dans les prochaines années, de plus en plus d’expéditions auront envie d’atteindre le toit du monde, avec la pollution que cela suppose. J’ai déjà attiré l’attention sur les tonnes de détritus que les sherpas redescendent dans les vallées chaque année…

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As I put it in previous posts, although being the highest mountain in the world, Mt Everest (8,848.86 m) undergoes the effects of climate change. The glaciers are melting and giving back the corpses of climbers who were caught in avalanches or fell into deep crevices. However, a recent scientific mission has revealed that the situation is more worrisome than predicted.

According to two new studies published in November 2020 in iScience and One Earth, the air pressure near Everest’s summit is rising, making more oxygen available to breathe, and glaciers are melting at unprecedented rates, leading to more meltwater. As a consequence, the changes will impact climbers scaling the mountain and local people who live in the Himalayan valleys.

To learn more about Mt Everest, an expedition was set up in 2019. It included 34 scientists whose mission was to collect glaciological and meteorological data by installing the highest weather stations in the world.

In a study published in iScience, the scientific team documented how the atmospheric pressure on Everest has fluctuated since the 1970s. Up to now, only a handful of mountaineers managed to climb the mountain without supplemental oxygen. But that may get easier in the future as climate change is causing the air to slowly thicken, which means more oxygen is available at higher altitudes. The scientists explain that when temperature rises, molecules move faster. When they start to collide with each other, pressure increases. More pressure means more molecules, making more oxygen available to breathe.

To analyze the changes in the atmosphere, the researchers collected data provided by the weather stations they installed on the Everest expedition in 2019. They coupled their latest data with analyses provided by the European Centre for Medium Range Weather Forecasting. Thus, they were able to reconstruct what the climate was like on Everest from 1979 to 2020.

The scientists then used the climate data to model how the atmosphere around Everest has changed over time and how it will continue to change as the planet warms. Their models suggest that if global temperatures increase by 2 degrees Celsius above pre-industrial levels – a situation likely as early as 2050 – the maximum rate of oxygen consumption on Everest will increase by 5 percent. This is enough to make a difference between life and death for a mountaineer climbing Mt Everest’s last hundreds of metres.

The scientific team was surprised when they saw haw fast the atmospheric pressure can vary on Everest. In the same way, the climate can vary remarkably within a span of a few days. On one day, the air at the summit can feel breathable without supplemental oxygen; a few days later, the atmospheric pressure can plunge dramatically, making the mountain impossible to climb.

If atmospheric changes on Everest are not visible to the naked eye, the impact of climate change on glaciers is impressive. Summits that used to look white with the snow and the ice are now all black. Besides, the floods caused by melting glaciers – which were rare in the past – are now happening more frequent and are unpredictable.

The study published in November 2020 in One Earth explains that glaciers have thinned dramatically since the 1960s, in some areas by as much as 150 metres. The scientists in the last expedition studied 79 glaciers, including the Khumbu Glacier, the highest glacier in the world. They found that between 2009 and 2018, glaciers thinned at nearly twice the rate that they did in the 1960s. Some estimates suggest that a few glaciers have areas that have lost half of their thickness since the 1960s.

The melting of Himalayan glaciers is caused by a one degree Celsius increase in average temperature from 2000 to 2016, compared with the average between 1975 and 2000.

Although rising temperatures are the primary drivers of glacier thinning, other major factors are at play. As the glaciers retreat, they often leave behind them rocky debris and expose bare cliffs on the mountainsides. The exposed rocks absorb more radiation from the sun, melting the adjacent ice. The melted water then seeps into the troughs created by the retreating glaciers, creating small ponds. The ponds melt the surrounding ice, and more water fills the ponds. Ultimately, clusters of ponds join up and form huge glacial lakes. As a result, more than 400 new lakes formed between 1990 and 2015. As I put it before, these lakes are sometimes kept in place by fragile moraines that can break open and trigger devastating floods.

In addition to the 18 local communities residing in the Himalayas, nearly two billion people depend on the mountain range for a source of freshwater. As melting accelerates, it puts that once-steady source of water in jeopardy, threatening the lives and livelihoods of nearly a fifth of the world’s population. Although faster melting might mean more water, this will only be temporary.  .

Source : Smithsonian Magazine.

The study does not mention it, but it is quite obvious that if the summit of Everest is accessible without an additional oxygen supply in the coming years, more and more expeditions will want to reach the roof of the world, with the pollution that this implies. I have already drawn attention to the tons of rubbish that Sherpas bring down into the valleys every year …

Vue du sommet de l’Everest (Crédit photo : Wikipedia)

Glaciers himalayens vus depuis l’espace (Source : NASA)

Nouvelle lumière sur la collision tectonique au Tibet // New light on tectonic collision in Tibet

De nouvelles données sismiques recueillies par des scientifiques de l’Université de Stanford et de l’Académie Chinoise des Sciences Géologiques montrent que deux processus entrent en action simultanément sous la zone de collision tibétaine. C’est la première fois que des scientifiques disposent d’images fiables des variations longitudinales dans la zone de collision de l’Himalaya. L’étude a été publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences en septembre 2020.

En plus d’être un lieu idéal pour les aventuriers et les personnes à la recherche d’une retraite spirituelle, la région de l’Himalaya est un endroit extraordinaire pour comprendre les processus géologiques. Elle abrite des gisements de cuivre, de plomb, de zinc, d’or et d’argent, ainsi que des éléments plus rares comme le lithium, l’antimoine et le chrome. Le soulèvement du plateau tibétain affecte même le climat car il influence la circulation atmosphérique et le développement des moussons.
Cependant, les scientifiques ne maîtrisent pas totalement les processus géologiques qui contribuent à la formation de la région. L’étude de l’Himalaya est rendue difficile par les problèmes d’accès physique et politique au Tibet. En conséquence, la plupart des missions sur le terrain ont été trop limitées dans l’espace pour comprendre la situation dans son ensemble, ou bien elles n’ont pas eu suffisamment de résolution en profondeur pour bien comprendre les processus en jeu.
Aujourd’hui, les nouvelles données sismiques collectées par des géophysiciens de la School of Earth, Energy & Environmental Sciences de Stanford offrent la première vue ouest-est du sous-sol de la région où s’affrontent l’Inde et l’Asie. L’étude participe au débat en cours sur la structure de la zone de collision himalayenne, source de catastrophes comme le séisme de Gorkha en 2015 qui a tué environ 9 000 personnes et en a blessé des milliers d’autres.
Les nouvelles données sismiques montrent que deux processus concurrents entrent probablement en action simultanément sous la zone de collision: 1) le mouvement d’une plaque tectonique sous une autre, ainsi que 2) l’amincissement et l’effondrement de la croûte.
C’est la première fois que des scientifiques recueillent des images vraiment fiables de la variation longitudinale de la zone de collision de l’Himalaya. Lorsque la plaque indienne entre en collision avec l’Asie, elle forme le Tibet, le plus haut et le plus vaste plateau de haute montagne de la planète. Ce processus a commencé très récemment dans l’histoire géologique, il y a environ 57 millions d’années. Les chercheurs ont proposé diverses explications pour sa formation, comme un épaississement de la croûte terrestre qui serait causé par la plaque indienne en se frayant un chemin sous le plateau tibétain.
Pour vérifier ces hypothèses, les chercheurs ont installé de nouveaux sismomètres en 2011 afin de rechercher des détails qui auraient pu passer inaperçus auparavant. Surtout, les nouveaux sismos ont été installés d’est en ouest à travers le Tibet. Auparavant, ils n’avaient été déployés que du nord au sud parce que c’est dans cette direction que les vallées du pays sont orientées et c’est aussi la direction dans laquelle les routes ont été historiquement construites.
Au final, les images reconstituées à partir d’enregistrements par 159 nouveaux sismomètres étroitement espacés le long de deux profils d’un millier de kilomètres de long, révèlent les endroits où la croûte indienne présente des déchirures profondes provoquées par la courbure de l’arc himalayen.
Tandis que la plaque tectonique indienne se déplace à partir du sud, le manteau, qui constitue la partie la plus épaisse et la plus solide de la plaque, plonge sous le plateau tibétain. Les dernières analyses révèlent que ce processus provoque la rupture de petites parties de la plaque indienne sous deux des rifts de surface, ce qui crée probablement des déchirures dans la plaque, de la même manière qu’un camion traversant un espace étroit entre deux arbres arrache des morceaux d’écorce. L’emplacement de ces déchirures semble essentiel pour comprendre jusqu’à quelle distance un séisme majeur comme celui Gorkha va se propager.
La survenue de séismes très profonds, à plus de 60 kilomètres sous la surface, est un aspect surprenant du Tibet. En utilisant leurs données sismiques, les chercheurs ont détecté des relations entre les déchirures de la plaque et la survenue de ces séismes profonds.
La dernière étude explique également pourquoi la force de la gravité varie dans différentes parties de la zone de collision. Les co-auteurs ont émis l’hypothèse qu’après que les petits morceaux se soient détachés de la plaque indienne, un matériau plus tendre car plus chaud est remonté des profondeurs, créant des déséquilibres de masse dans la zone de collision Inde-Tibet.
Source: Université de Stanford.
Référence: « Localized foundering of Indian lower crust in the India–Tibet collision zone » – Shi, D. et al. – Proceedings of the National Academy of Sciences – https://doi.org/10.1073/pnas.2000015117

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New seismic data collected by scientists at Stanford University and the Chinese Academy of Geological Sciences suggests that two competing processes are simultaneously operating beneath a collision zone in Tibet. The research marks the first time scientists have gathered credible images of along-strike or longitudinal variation in the Himalaya collision zone. Itwas published in the Proceedings of the National Academy of Sciences in September 2020..

In addition to being the place to be for adventurers and spiritual seekers, the Himalaya region is a wonderful place for understanding geological processes. It hosts mineral deposits of copper, lead, zinc, gold and silver, as well as rarer elements like lithium, antimony and chrome. The uplift of the Tibetan plateau even affects global climate by influencing atmospheric circulation and the development of seasonal monsoons.

However, scientists still don’t fully understand the geological processes contributing to the region’s formation. The study of the Himalayas is made difficult by the physical and political inaccessibility of Tibet. As a consequence, most field experiments have either been too localized to understand the big picture or they have lacked sufficient resolution at depths to properly understand the processes.

Now, new seismic data gathered by geophysicists at Stanford’s School of Earth, Energy & Environmental Sciences provides the first west-to-east view of the subsurface where India and Asia collide. The research contributes to an ongoing debate over the structure of the Himalaya collision zone, the source of catastrophes like the 2015 Gorkha earthquake that killed about 9,000 people and injured thousands more.

The new seismic images suggest that two competing processes are simultaneously operating beneath the collision zone: 1) movement of one tectonic plate under another, as well as 2) thinning and collapse of the crust.

The study marks the first time that scientists have collected truly credible images of an along-strike, or longitudinal, variation in the Himalaya collision zone. As the Indian plate collides with Asia it forms Tibet, the highest and largest mountain plateau on the planet. This process started very recently in geological history, about 57 million years ago. Researchers have proposed various explanations for its formation, such as a thickening of the Earth’s crust caused by the Indian plate forcing its way beneath the Tibetan Plateau.

To test these hypotheses, researchers installed new seismic recorders in 2011 in order to resolve details that might have been previously overlooked. Importantly, the new recorders were installed from east to west across Tibet; traditionally, they had only been deployed from north to south because that is the direction the country’s valleys are oriented and thus the direction that roads have historically been built.

The final images, pieced together from recordings by 159 new seismometers closely spaced along two 1,000-kilometre long profiles, reveal where the Indian crust has deep tears associated with the curvature of the Himalayan arc.

As the Indian tectonic plate moves from the south, the mantle, the thickest and strongest part of the plate, is dipping beneath the Tibetan plateau. The new analyses reveal that this process is causing small parts of the Indian plate to break off beneath two of the surface rifts, likely creating tears in the plate, similar to how a truck barreling through a narrow gap between two trees might chip off pieces of tree trunk. The location of such tears can be critical for understanding how far a major earthquake like Gorkha will spread.

The occurrence of very deep earthquakes, more than 60 kilometres below the surface, is an unusual aspect of Tibet. Using their seismic data, the researchers found associations between the plate tears and the occurrence of those deep quakes.

The research also explains why the strength of gravity varies in different parts of the collision zone. The co-authors hypothesized that after the small pieces dropped off from the Indian plate, softer material from underneath bubbled up, creating mass imbalances in the India-Tibet collision zone.

Source: Stanford University.

Reference: « Localized foundering of Indian lower crust in the India–Tibet collision zone » – Shi, D. et al. – Proceedings of the National Academy of Sciences – https://doi.org/10.1073/pnas.2000015117

Environnement tectonique du Népal avec le séisme de Gorkha (Source : IPG, USGS)