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Toujours plus de CO2 dans l’atmosphère…et de moins an moins de glace de mer ! // More and more carbon dioxide in the atmosphere…and less and less sea ice !

drapeau-francaisL’Observatoire du Mauna Loa à Hawaii mesure le dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique depuis près de 60 ans. Les niveaux enregistrés complètent la célèbre courbe de Keeling (voir ci-dessous), du nom de Charles David Keeling, le scientifique qui a commencé les mesures en 1958.
La première mesure de dioxyde de carbone enregistrée par Keeling en 1958 révélait un niveau de seulement 316 ppm (parties par million). Depuis cette date, le CO2 a augmenté de façon spectaculaire. En 2013, la concentration dans l’atmosphère atteignait 400 ppm, un niveau symbolique, car c’est celui que les climatologues définissent comme «le début de la zone de danger ». La quantité de CO2 dans l’atmosphère a atteint un nouveau record en mai 2016. C’est également la plus forte augmentation annuelle depuis le début de son suivi à la fin des années 1950.

La concentration de CO2 moyenne en mai était de 407,7 ppm, ce qui correspond à une augmentation de 3,76 ppm par rapport à mai 2015, et la plus forte hausse sur une année. Le 9 avril, un niveau de 409,44 ppm a été atteint. Toutefois,  les scientifiques ont tendance à ne pas attacher trop d’importance aux moyennes quotidiennes car elles fluctuent souvent de manière trop forte pour être représentatives de l’atmosphère dans son ensemble.
L’augmentation de la concentration de CO2 est actuellement la plus rapide depuis des centaines de milliers d’années. Selon la NOAA, la dernière fois que notre planète a connu une telle augmentation continue du dioxyde de carbone, c’était il y a entre 17 000 et 11 000 ans. L’augmentation actuelle est 200 fois plus rapide que cela. Aujourd’hui, la concentration de CO2 est la plus élevée des 800 000 dernières années ; c’est ce que révèlent les carottes de glace qui ont piégé le dioxyde de carbone du passé.

L’augmentation provient principalement des combustibles fossiles, même si El Niño peut être tenu en partie pour responsable. En effet, l’air des tropiques a tendance à s’assécher pendant un épisode El Niño, ce qui affecte énormément la vie végétale. Les plantes absorbent le dioxyde de carbone atmosphérique qui est nécessaire à la photosynthèse. S’il y a moins de plantes, il y aura plus de CO2 dans l’atmosphère. El Niño augmente également le risque d’incendies qui injectent, eux aussi, de grandes quantités de CO2 dans l’air.
En cliquant sur ce lien, vous verrez une animation qui montre la variation des concentrations de CO2 dans l’atmosphère entre septembre 2014 et janvier 2016:
https://youtu.be/YFeaBDavzSY

Source: The Washington Post.

Dans le même temps – et ce n’est pas une surprise – les scientifiques enregistrent dans l’Arctique, pour le mois de mai, la plus faible étendue de glace de mer de tous les temps. Cette étendue (autrement dit la zone dans laquelle au moins 15% de la surface de la mer est gelée) a été la plus réduite pour ce mois depuis le début des mesures satellites en 1979. Le record du mois de mai fait suite à d’autres pour les mois de janvier, février et avril, sans oublier le record hivernal enregistré en mars. L’absence de glace de mer affecte l’ensemble de l’Arctique, aussi bien le côté Pacifique que la partie Atlantique.

La fonte de la glace de mer est actuellement en avance de deux à quatre semaines par rapport à 2012, année de référence pour le minimum. Ainsi, la débâcle a déjà commencé dans la Mer de Beaufort ; les zones dépourvues de glace ont tendance à s’agrandir, ce qui va contribuer à accélérer la fonte. En effet, ces zones libres de glace absorbent la chaleur pendant l’été et la glace fond encore plus vite.

Source : Alaska Dispatch News.

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drapeau-anglaisThe Mauna Loa Observatory in Hawaii has been measuring atmospheric carbon dioxide (CO2) for nearly 60 years. The resulting CO2 levels create the iconic Keeling Curve, shown below, named for Charles David Keeling, the scientist who began the measurements in 1958.

The first carbon dioxide measurement recorded by Keeling was just 316 ppm. Since then, it has increased dramatically. In 2013, the atmosphere’s carbon dioxide concentration hit 400 ppm — a significant milestone, because it’s the level at which climate scientists identify as “the beginning of the danger zone”. The amount of CO2 in the atmosphere reached a new record in May. It also increased more in a single year than it has since the beginning of its monitoring in the late 1950s.

The average CO2 concentration in May was 407.7 parts per million. This was a 3.76 ppm increase since May 2015, and the largest year over year increase on record. On April 9th, a daily record of 409.44 ppm was set, although scientists tend to not follow the daily averages too closely, since they often fluctuate too wildly to be representative of the atmosphere as a whole.

Carbon dioxide levels are increasing faster than they have in hundreds of thousands of years. According to NOAA, the last time our planet saw such a sustained increase in carbon dioxide was between 17,000 and 11,000 years ago. The current rate of increase is 200 times faster than that. Carbon dioxide in the atmosphere is higher now than it has been in more than 800,000 years, as can be concluded from ice samples that have trapped the carbon dioxide in ancient air.

The increase mostly comes the burning of fossil fuels, although a part of this year’s very large spike can be attributed to El Niño. Indeed, the tropics tend to dry out during an El Niño episode, which kills off a lot of plant life. Plants absorb atmospheric carbon dioxide, which is necessary for photosynthesis. Fewer plants means more CO2 in the atmosphere. El Niño also increases the likelihood of extreme wildfires, which also inject large amounts of CO2 into the air.

By clicking on this link, you will see an animation that shows the variation of CO2 concentrations in the atmosphere between September 2014 and January 2016:

https://youtu.be/YFeaBDavzSY

Source: The Washington Post.

Meantime, and this does not come as a surprise, scientists are announcing another monthly record low for Arctic sea ice. Its extent (namely the area where at least 15 percent of sea surface is frozen) in May was the lowest measured for that month since satellite recording began in 1979. The record-low in May follows record lows posted for January, February and April and a record-low winter maximum reached in March. The low-extent pattern is spread across the Arctic, both on the Pacific side and the Atlantic side.

The melt is now two to four weeks ahead of the pace set in 2012, the year when the record-low minimum was set. For instance, the ice in the Beaufort Sea is already broken up, and holes have become large and are expected to contribute to future melt. The holes are likely to absorb a lot of heat during the summer and accelerate the melt.

Source : Alaska Dispatch News.

Keeling 2016

Courbe de Keeling (Source: NOAA): Le CO2 atteint des sommets….

Groenland-blog

…et la glace de mer se réduit comme peau de chagrin! (Photo: C. Grandpey)

La surveillance du Mauna Loa (Hawaii / Etats Unis)

drapeau-francaisLa surveillance du Mauna Loa a été renforcée ces temps derniers car plusieurs paramètres tendent à montrer que la chambre magmatique est en phase de remplissage, avec le risque d’une éruption à plus ou moins long terme.

En septembre 2015, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) a fait passer le niveau d’alerte de « Normal » à « Vigilance » en raison d’un accroissement de l’activité sous la caldeira sommitale et le long de la SouthWest Rift Zone (SWRZ), zone de fractures sur le versant SO du volcan. Cela signifie que un ou plusieurs paramètres de surveillance ont enregistré une activité au-dessus de la normale. En même temps qu’une hausse de l’activité sismique, les capteurs GPS et l’interférométrie radar à bord des satellites (InSAR) ont enregistré un gonflement du sol, ce qui indiquait que le magma se déplaçait à faible profondeur sous le volcan.
Depuis la mi-2014, lorsque l’activité du Mauna Loa a commencé à augmenter, on a observé une évolution dans l’emplacement de la sismicité et la déformation de l’édifice. Ainsi, la sismicité a montré un déclin au niveau de la caldeira sommitale et une hausse parallèle dans la partie supérieure de la SWRZ. De son côté, l’inflation sous la caldeira a ralenti de manière significative, en même temps qu’elle reprenait dans la SWRZ.
Le Kilauea et le Mauna Loa ont montré aux scientifiques du HVO qu’il est important d’utiliser tous les moyens essentiels de surveillance mis à leur disposition (géophysiques, géologiques, géochimiques) pour comprendre les processus qui se déroulent en profondeur et qui font évoluer l’activité volcanique.
À cette fin, le réseau sismique du HVO a été considérablement élargi et renforcé pour faire face aux conditions hostiles en haute altitude sur le Mauna Loa. Les capteurs GPS et autres systèmes satellitaires donnent en permanence des informations sur la déformation de la surface du sol. De plus, des caméras infrarouge (thermiques) récemment installées contrôlent elles aussi 24 heures sur 24 les moindres variations de la surface du sol.
Un autre paramètre clé actuellement en amélioration est la géochimie des gaz. Au cours des deux prochains mois, le HVO prévoit de mettre en place un site supplémentaire de surveillance continue des gaz sur la SWRZ, non loin du site où l’on observe actuellement une hausse de l’activité sismique et un épisode d’inflation du volcan.
En ce qui concerne la géochimie des gaz, il y a une coopération étroite avec l’Observatoire du Mauna Loa (MLO) situé sur le flanc nord du volcan à 3380 mètres d’altitude. Il y a quelques années, les scientifiques du MLO ont remarqué que, en plus du suivi du CO2 atmosphérique, ils étaient, sous certaines conditions de vent, capables de mesurer les émissions de CO2 du volcan.
La population de la Grande Ile d’Hawaii est en hausse constante et de plus en plus de gens et d’infrastructures sont donc potentiellement exposés à des éruptions du Mauna Loa. Une localité comme Ocean View serait aux premières loges si une éruption se déclenchait dans la SWRZ avec, en prime, un risque de coupure de la Highway 11 par les coulées de lave. Une amélioration des connaissances et une meilleure surveillance du Mauna Loa permettront d’atteindre un meilleur niveau de sécurité en cas d’éruption.
Source: USGS / HVO.

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drapeau-anglaisMauna Loa is under closer control as several parameters tend to show that the magma chamber is refilling, with the risk of an eruption in the shorter or longer term.

In September 2015, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) raised the alert level from “normal” to “advisory” because of increased activity beneath the summit caldera and upper Southwest Rift Zone (SWRZ). This means that one or more monitoring parameters are recording activity significantly above background levels. At the same time that earthquake rates increased, GPS instruments and satellite radar systems (InSAR) recorded ground swelling, which indicated that magma was moving into shallow levels beneath the volcano.

Since mid-2014, when Mauna Loa activity first began to increase, not only have the rates of earthquake and surface deformation waxed and waned, but the locations of earthquakes and inflation have shifted as well. Far fewer earthquakes have been occurring beneath the summit caldera, while rates of earthquakes in the upper SWRZ have increased. Concurrently, inflation beneath the caldera has slowed significantly, but picked up in the upper SWRZ.

One of the many valuable lessons that Kilauea and Mauna Loa have taught HVO scientists is that it is important to use all available volcano monitoring “keys” (geophysical, geological, and geochemical) to help unlock the subsurface processes that cause changing activity.

For that purpose, HVO’s seismic network has been considerably expanded and made more robust to survive the harsh high altitude Mauna Loa environment. Continuously-recording GPS instruments and other satellite-based systems produce frequent measurements of ground surface movement. Besdes, newly-installed visible and infrared (thermal) webcams track surface changes around the clock.

Another key currently under enhancement is gas geochemistry. Over the next couple of months HVO expects to add another continuous gas monitoring site on Mauna Loa’s SWRZ, not far from where the earthquakes and inflation are currently concentrated.

As far as volcanic gas geochemistry is concerned, there is a close cooperation with scientists from the Mauna Loa Observatory (MLO), located on the volcano’s north flank at 3380 metres a.s.l. Some years ago, MLO scientists noted that, in addition to being able to track the steady rise in background atmospheric CO2, they were, under certain wind conditions, able to measure CO2 emissions from the volcano.

As Hawaii Island’s population grows, more people and infrastructure are potentially in harm’s way now than during past eruptions of Mauna Loa. Ocean View would be in danger if an eruption occurred in the SWRZ and Highway 11 might bec ut by the lava flows. Increased knowledge, plus advancements in the volcano monitoring, can help communities be safer during future eruptions.

Source: USGS / HVO.

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Vue de la caldeira sommitale du Mauna Loa (Photo: C. Grandpey)

Mauna Loa sismicité

Sismicité hebdomadaire du Mauna Loa (2010 – septembre 2015) et variations de la caldeira sommitale (Source: USGS)

L’éruption du Mauna Loa (Hawaii) en 1950 // The 1950 eruption of Mauna Loa (Hawaii)

drapeau-francaisDans un article récent, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii, le HVO, a décrit l’éruption du Mauna Loa en 1950, annoncée en mars de cette année-là par une inflation de la montagne. Ce gonflement était si important que le tilt été enregistré jusqu’au sommet du Kilauea. Deux mois plus tard, au mois de mai, la déformation continue de l’édifice s’est accompagnée d’une forte augmentation des petits séismes qui annonçaient l’imminence d’une éruption.
Le 29 mai, un séisme de M 6.4 a été enregistré sous le flanc ouest du Mauna Loa et a été ressenti dans toute l’île. A 21h04 (heure locale) le 1er juin, l’éruption a commencé, avec des l’ouverture de fractures au sommet et dans la partie haute de la Southwest Rift Zone.
L’éruption s’est ensuite propagée rapidement vers le bas du rift, entre 3845 et 3350 mètres d’altitude, avec des rivières de lave vers l’ouest et le sud-est. A 22h30, la fracture éruptive avait déchiré la Rift Zone sud-ouest jusqu’à 2380 m d’altitude, avec des fontaines de lave jaillissant sur 18 km et plusieurs rivières bien alimentées qui avançaient rapidement. Ces coulées ont atteint la côte sud de Kona en 3 heures, en détruisant des biens et en coupant la route principale ainsi que les lignes téléphoniques.
L’éruption a duré 23 jours et a produit 376 millions de mètres cubes de lave, avec plus de 90% de ce volume émis pendant les six premiers jours de l’éruption. Avec un volume de lave 200 fois supérieur à celui de l’éruption actuelle du Kilauea, le Mauna Loa en 1950 a émis plus de lave en six jours que le Pu’uO’o en émet en moyenne sur un laps de temps de 4 ans!
Des échantillons de lave prélevés sur l’ensemble des fractures ouvertes en 1950 ont permis d’étudier les changements intervenus dans la chimie et la minéralogie de la lave au cours de l’éruption.
Ainsi, à une altitude supérieure à 3350 m, les premières fractures ont émis un magma à relativement basse température qui s’était refroidi et partiellement cristallisé dans le réservoir sommital peu profond qui, vraisemblablement, avait également alimenté les éruptions antérieures.
Au fur et à mesure que l’éruption de 1950 a progressé, les fractures ouvertes à faible altitude ont émis des volumes de magma plus chaud et plus « primitif », avec une abondance de minéraux formés à des pressions et des températures élevées. Ces minéraux ont cristallisé dès le manteau (à environ 18 km de profondeur) ou bien ont été incorporés pendant l’ascension du magma à l’intérieur du volcan, signe que le magma est monté très rapidement depuis une grande profondeur.
Les cristaux émis à basse altitude indiquent que le magma a commencé à monter dans le manteau supérieur 8 mois avant l’éruption et que la quantité de magma, ainsi que sa vitesse d’ascension, ont augmenté dans les semaines précédant l’éruption.

Source: HVO.

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drapeau-anglaisIn a recent article, the Hawaiian Volcano Observatory described the 1950 Mauna Loa eruption which was announced in March by an inflation of the mountain. This inflation was so significant that tilt was recorded at the summit of Kilauea volcano. Two months later, continuing deformation was accompanied by a sharp increase in small earthquakes, signalling the probability of an eruption.

On May 29th, an M 6.4 earthquake occurred beneath Mauna Loa’s west flank and was felt on the whole island. At 9:04 p.m. (local time) on June 1st, the eruption began, with fissures opening at the summit and uppermost Southwest Rift Zone.

The fissure eruptions quickly spread down rift—from 3,845 to 3,350 metres a.s.l., sending floods of lava to the west and southeast. By 10:30 p.m., the eruptive fissure had slashed the Southwest Rift Zone down to 2380 m a.s.l., unleashing an 18-km-long trail of spectacular lava fountains that fed several well-fed and fast-moving lava flows. These flows reached the south Kona coast in about 3 hours, endangering lives, destroying property, and severing the main highway and telephone lines along the way.

The eruption lasted 23 days and produced 376 million cubic metres of lava, with over 90% of that volume issued during the first six days of the eruption. With an eruption rate 200 times greater than that of Kilauea’s current eruption, the 1950 Mauna Loa eruption produced more lava in six days than Pu’uO’o typically erupts in over 4 years!

Samples of lava collected from the entire extent of the 1950 fissures document changes in the lava chemistry and mineralogy over space and time during this event.

At elevations above 3,350 m, the earliest 1950 fissures erupted comparatively low-temperature magma, cooled and partly crystallized within a shallow summit reservoir that presumably also fed earlier eruptions.

As the 1950 eruption progressed, lower elevation fissures erupted increasing volumes of hotter and more “primitive” magma with an abundance of minerals formed at high pressures and temperatures. These minerals crystallized from their host magma within the mantle (around 18 km deep) or were incorporated as magma rose through the volcano, a sign that magma ascended quickly from great depths.

Crystals erupted from lower elevations indicate that magma began to ascend within the upper mantle up to 8 months before the eruption, and that the rate and amount of magma transport was increasing in the weeks prior to the eruption.

Source: HVO.

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Vue de la caldeira sommitale du Mauna Loa (Photo: C. Grandpey)

Le Tamu, un géant au fond de l’océan // Tamu Massif, a giant at the bottom of the ocean

drapeau francaisDans une note rédigée le 8 septembre 2013, j’indiquais que, selon une étude effectuée par des scientifiques de plusieurs universités américaines, le plus grand volcan du monde – le Massif Tamu – se trouvait sous l’Océan Pacifique.  Les chercheurs faisaient alors remarquer qu’il était beaucoup plus grand que le Mauna Loa à Hawaii et n’était que de 25% inférieur à Olympus Mons sur Mars, le plus grand volcan du système solaire. Le Tamu présentait une envergure de 650 kilomètres et une hauteur d’environ 4 km. Il est entré en éruption pendant quelques millions d’années pendant les premières années du Crétacé, il y a environ 144 millions d’années et il est resté inactif depuis cette époque.
Dans une autre note rédigée le 15 novembre 2015, j’indiquais qu’une équipe scientifique du Schmidt Ocean Institute venait de terminer la cartographie du Tamu. A bord du navire de recherches Falkor, les chercheurs ont réussi à réaliser une carte couvrant 98% de la zone tout en rassemblant 2 millions de mesures magnétiques qui devraient permettre d’en savoir plus sur la formation du volcan.

Une nouvelle étude menée par des chercheurs chinois et américains, publiée dans la revue Earth and Planetary Science Letters, nous apprend que le massif du Tamu est encore plus imposant que l’on pensait. Rappelons que le Tamu est un volcan bouclier sous-marin qui s’est formé il y a environ 145 millions d’années. Son sommet se trouve à 2 kilomètres en dessous du niveau de la mer entre le Japon et Hawaii dans l’Océan Pacifique.

Des fossiles de créatures marines collectés au niveau du dôme laissent supposer que son sommet a pu se trouver au-dessus de la surface de l’océan à une certaine époque. Si c’est le cas, les dinosaures auraient assisté à son éruption spectaculaire. Au 21ème siècle les scientifiques sont persuadés que le Tamu n’entrera plus jamais en éruption. En effet, le Moho, la limite entre la croûte terrestre et le manteau, descend à plus de 30 km  en dessous de la base du volcan, ce qui crée une barrière quasiment infranchissable entre le magma et le fond de l’océan.
Après avoir analysé les données sismiques et cartographié la structure du volcan, les scientifiques ont constaté qu’ils avaient sous-estimé sa taille réelle. Ils estiment que la superficie totale du Shatsky Rise, un plateau océanique qui s’est formé après l’éruption du Tamu, atteint 533 000 kilomètres carrés. Auparavant, on pensait que le volcan avait à peu près la même taille que le Japon en termes de masse terrestre. Compte tenu de la nouvelle estimation, il serait maintenant égal au Japon et à la Corée du Sud réunis. On pensait également que le Tamu était beaucoup plus petit qu’Olympus Mons sur Mars, considéré comme le plus grand volcan de notre système solaire. Le Tamu a une hauteur de 4 km, contre 22 km pour Olympus Mons. La nouvelle étude révèle que la superficie de l’ensemble du massif du Tamu serait 80 pour cent plus grande que celle de son homologue martien.
En comparaison, le plus grand volcan actif sur Terre aujourd’hui est le Mauna Loa à Hawaii, avec une base d’environ 5000 kilomètres carrés. C’est un centième de la taille du Tamu !
Source: South China Morning Post.

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drapeau anglaisIn a note written on September 8th 2013, I indicated that according to research by scientists from several U.S. universities, the world’s largest volcano lay beneath the Pacific Ocean. Called the Tamu Massif, it is much bigger than Hawaii’s Mauna Loa and is only 25 percent smaller than Olympus Mons on Mars which is the biggest volcano in Earth’s solar system.
Tamu is 650 kilometres wide and about 4 km tall. It erupted for a few million years during the early Cretaceous period, about 144 million years ago, and has been extinct since then.
In another note written on November 15th 2015, I indicated that a scientific team with the Schmidt Ocean Institute had just finished mapping the Tamu volcano. The researchers aboard the Falkor research vessel were able to map about 98% of the area – filling in gaps of information about the geography of the volcano while collecting almost 2 million magnetic measurements which help to better understand how the volcano was formed

A new study by researchers from China and the United States, published in the journal Earth and Planetary Science Letters, tells us that the Tamu Massif is larger than was previously thought.

Let’s bear in mind that Tamu Massif is an extinct submarine shield volcano formed about 145 million years ago. It is located 2 kilometres below sea level between Japan and Hawaii in the Pacific Ocean.

Fossils of marine creatures found in the underwater dome suggest its peak may, at the time, have been above the surface of the water. As such, dinosaurs could have witnessed its spectacular eruption. 21st century scientists believe there is no chance of the volcano coming back to life. Indeed, the Mohorovic Discontinuity (Moho), the boundary between the Earth’s crust and mantle, descended over 30km below the base of Tamu Massif. This would create an almost impenetrable barrier between deposits of magma and the ocean floor.

After analysing more seismic data and mapping the volcano’s underlying structure, the scientific team found they may have underestimated the volcano’s actual size. They put the total area of the Shatsky Rise, an elevated oceanic plateau created after the Tamu Massif erupted, at 533,000 square kilometres. Previously, the volcano was considered to be roughly the same size as Japan in terms of its land mass. Given the new estimate, it would now be equal to Japan and South Korea combined. It was also considered much smaller overall than Olympus Mons on Mars, considered as the largest volcano discovered in our solar system. Tamu Massif reaches a height of 4km while Olympus Mons is 22km. The new study claims that the surface area of Tamu Massif should now be 80 per cent larger than its Martian relative.

The largest active volcano today is Mauna Loa in Hawaii, which has a base measuring about 5,000 square kilometres. It is only one hundredth the size of Tamu Massif

Source: South China Morning Post.

Tamu 2

Dernière carte du massif du Tamu (Source: NOAA)