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La rétraction de la banquise antarctique s’accélère // The retraction of Antarctica’s ice sheet is accelerating

Selon une étude réalisée par des scientifiques de l’Université de Leeds et publiée en avril 2018 dans la revue Nature Geoscience, les contours de l’Antarctique sont en recul. L’eau chaude qui circule au fond de l’océan vient ronger l’assise glaciaire sous-marine du continent. Les dernières observations révèlent que l’Océan Austral a ainsi fait fondre une surface de 1463 kilomètres carrés de glace entre 2010 et 2016.
Les glaciers de l’Antarctique ont reculé à un rythme moyen de 24 mètres par an. Toutefois, la vitesse de recul du front de huit des 65 plus grands glaciers de la calotte glaciaire est cinq fois plus importante et atteint environ 120 mètres par an. Sans surprise, les vitesses de recul  les plus spectaculaires ont été mesurées le long de la côte ouest de l’Antarctique.
L’étude fournit des preuves évidentes que la rétraction de la calotte glaciaire antarctique est provoquée par l’action de l’océan qui la fait fondre globalement à sa base, et pas seulement dans les quelques endroits qui ont été cartographiés jusqu’à présent. Ce recul a un impact énorme sur les glaciers de l’intérieur car leur perte de contact avec les fonds marins élimine tout frottement, les fait accélérer et contribue in fine à l’élévation globale du niveau des océans.
Les scientifiques britanniques se sont appuyés sur les données fournies par le satellite CryoSat-2 de l’Agence Spatiale Européenne pour mener leur étude. Le satellite mesure les variations de niveau de la calotte glaciaire. En prenant en compte la géométrie des glaciers et des fonds marins, les scientifiques peuvent utiliser ces données pour estimer les variations horizontales des contours de la calotte glaciaire. Le satellite a été très utile pour effectuer ce travail en Antarctique car ces endroits sont inaccessibles et généralement invisibles au sol. C’est une illustration parfaite de l’importance des mesures satellitaires pour identifier et comprendre les changements environnementaux.
A côté de la vitesse de rétraction impressionnante des contours de l’Antarctique occidental, les scientifiques ont découvert que le Pine Island Glacier avait cessé de perdre sa glace. Jusqu’à récemment, le glacier était l’un de ceux qui avançaient le plus vite. Ce recul est préoccupant car si l’un de ces glaciers commence à accélérer son glissement dans l’océan, tous les autres glaciers de la péninsule antarctique occidentale feront probablement de même car ils sont interconnectés.

Source : Université de Leeds.

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According to a study by scientists at the University of Leeds published in April 2018 in the journal Nature Geoscience, the grounding lines of Antarctica are on the retreat. The ocean floor warm ocean water is shrinking Antarctica’s underwater footprint. According to the new data, the Southern Ocean melted 1463 square kilometres of underwater ice between 2010 and 2016.

Antarctica’s glaciers have been retreating at an average rate of 24 metres per year. But the rate retreat of the grounding lines of eight of the ice sheet’s 65 largest glaciers is five times greater, roughly 120 metres per year. The most dramatic rates of grounding line retreat were measured along the coast of West Antarctica.

The study provides clear evidence that retreat is happening across the ice sheet due to ocean melting at its base, and not just at the few spots that have been mapped before now. This retreat has had a huge impact on inland glaciers, because releasing them from the sea bed removes friction, causing them to speed up and contribute to global sea level rise.

The British scientists relied on data collected by the European Space Agency’s CryoSat-2 to conduct their study. The satellite measures changes in ice sheet elevation. With knowledge of glacier and sea floor geometry, scientists can use the data to estimate the horizontal motion of the ice sheet’s grounding line. The satellite was very useful to detect the motion of Antarctica’s grounding lines as they are impossible places to access from below, and usually invisible on the ground. It is a fantastic illustration of the value of satellite measurements for identifying and understanding environmental changes.

Despite the alarming rates of grounding line retreat in West Antarctica, scientists found evidence that Pine Island Glacier’s groundling line has halted its losses. Until recently, the Pine Island Glacier was one of the ice sheet’s fastest retreating glaciers. This retreat is preoccupying because if one of these glaciers starts sliding into the ocean, all the other glaciers of the West Antarctic Peninsula are likely to do so as they are interconnected.

Source: University of Leeds.

Les flèches indiquent les secteurs où la rétraction de la banquise antarctique est la plus marquée (Source: Université de Leeds)

Le dégel du permafrost cause des dégâts en Alaska // Permafrost thawing causes damage to Alaska

Comme je l’ai écrit à plusieurs reprises, la hausse des températures et la fonte du permafrost qu’elle entraîne causent de graves dégâts  aux routes et aux infrastructures dans l’Arctique.

En Alaska, les ingénieurs des Ponts et Chaussées sont confrontés à une longue liste de projets de plus en plus urgents et de plus en plus coûteux tels que des pistes d’aéroports dégradées, des routes déformées et même une masse de matériaux de près de deux kilomètres de longueur qui glisse le long d’une pente et menace une route.
Une étude publiée par les Proceedings de l’Académie Nationale des Sciences en 2016 a estimé que les impacts climatiques sur les infrastructures publiques en Alaska s’élèveront à environ 5 milliards de dollars d’ici la fin du siècle.
Parmi les projets les plus urgents, il y a une piste d’aéroport en très mauvais état à Point Hope, dans le nord-ouest de l’Alaska. Au cours des cinq dernières années, l’Océan Arctique a rogné une quinzaine de mètres de la zone de sécurité – nécessaire en cas d’urgence – à l’extrémité de la piste. Les travaux de réparation devraient coûter 17 millions de dollars et se terminer d’ici 2020.
Un autre exemple d’érosion concerne la rivière Noatak qui menace la piste de la bourgade du même nom. L’érosion, due à la fonte du pergélisol, commence à ronger la route qui conduit à l’aéroport. Il est prévu de déplacer cet aéroport à environ 2,5 kilomètres d’ici 2020, pour un coût estimé à environ 25 millions de dollars.
Les températures plus chaudes ont accéléré le glissement d’une énorme masse de glace, d’eau, de rochers et d’arbres vers la Dalton Highway, une route de 666 kilomètres qui traverse le nord de l’Alaska. Elle a été construite pour servir de route d’approvisionnement pour l’oléoduc trans-Alaska en 1974 et est parallèle à ce dernier. La masse de matériaux de près de deux kilomètres de long glisse vers la route comme le ferait un glacier à raison d’environ 4,50 mètres par an. En 2017, cette masse se trouvait à moins de 30 mètres de la route. L’État a alors commencé à dévier une partie de la route et à la construire près de deux kilomètres de plus loin. Pendant la construction, les ouvriers ont installé une couche de matériau isolant, puis établi la route sur l’isolant afin de prévenir les impacts sur le permafrost et le garder à une température suffisamment basse pour qu’il ne fonde pas..
Source: Anchorage Daily News.

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As I put it many times before, the increase in temperatures and the ensuing melting of permafrost are causing heavy damage to roads and infrastructures in the Arctic, and more particularly in Alaska.

Alaska transportation engineers are facing a long list of increasingly urgent and costly public projects such as imperilled runways, warped roads and even a nearly two-kilometre-long mass of frozen debris sliding toward a highway.

A study published by the Proceedings of the National Academy of Sciences in 2016 estimated that climate impacts to public infrastructure in Alaska will total about $5 billion by century’s end.

Among the projects is an eroding runway in Point Hope in Northwest Alaska. The Arctic Ocean over the last five years has chewed off about 15 metres of safety area at one end, needed by planes for emergencies. The repair work is expected to cost $17 million and be done by 2020.

Another example of erosion is the Noatak River which is threatening the runway in Noatak. Erosion there, due to the thawing permafrost, is starting to eat away the road to the airport. The plan is to move that airport about 2.5 kilometres away, by 2020, at an estimated cost of about $25 million.

Warmer temperatures have accelerated the sliding of a giant mass of ice, water, rocks and trees toward the Dalton Highway. The nearly two-kilometre-long frozen debris lobe has been sliding toward the highway like a glacier at about 4.5 metres annually. In 2017, it was within 30 metres of the road. The State last year began moving a nearly 2-kilometre-long section of highway farther away from the debris lobe. During construction, workers put insulation down, then built the road on top of the insulation in order to prevent impacts to the permafrost, to help keep it colder.

Source: Anchorage Daily News.

Recherches sur l’impact du dégel du permafrost sur le réseau routier en Alaska (Photos: C. Grandpey)

Nouvelles images de la fonte de l’Antarctique // New images of the melting of Antarctica

Une nouvelle étude de la NASA basée sur une technique innovante d’analyse de données satellitaires vient de fournir une image encore plus révélatrice des changements intervenus dans la fonte de l’Antarctique et l’écoulement de la glace dans l’océan. Les résultats confirment l’accélération de la fonte en Antarctique de l’Ouest et révèlent des vitesses d’avancement des glaciers remarquablement stables en Antarctique de l’Est.
La nouvelle technique informatique a permis d’analyser des centaines de milliers d’images fournies par le satellite Landsat et de générer une image de haute précision des changements intervenus dans les mouvements de la calotte glaciaire. La nouvelle étude représente une base de référence pour les futures mesures des variations de la glace en Antarctique et pourra être utilisée pour valider les modèles informatiques nécessaires en matière de prévision du niveau des océans. Cette étude ouvre également la porte à un traitement plus rapide de quantités importantes de données. Désormais, les chercheurs pourront cartographier chaque année l’évolution de la glace sur presque tout le continent. Grâce à ces nouvelles données, ils pourront mieux interpréter les mécanismes qui déterminent l’accélération ou le ralentissement du déplacement de la glace vers l’océan en fonction des conditions environnementales.
Cette approche novatrice confirme en grande partie les résultats obtenus précédemment, mais avec quelques surprises. Parmi les faits les plus significatifs, on observe une accélération, non mesurée jusqu’à présent, de l’écoulement des glaciers de la Barrière de glace de Getz, dans la partie sud-ouest du continent, probablement en raison de l’amincissement de la glace dans la région.
L’étude, publiée dans la revue The Cryosphere, a également confirmé l’accélération ultra rapide des glaciers antarctiques au cours de la période d’étude de sept ans. Les glaciers alimentant la Baie Marguerite, dans l’ouest de la péninsule antarctique, ont reculé de 400 à 800 mètres par an, probablement à cause du réchauffement des océans.
Cependant, la découverte la plus significative a peut-être été la stabilité d’écoulement dans l’Antarctique de l’Est. Au cours de la période d’étude, entre 2008 et 2015, la calotte glaciaire n’a pratiquement pas connu d’évolution dans son écoulement vers l’océan. Alors que des recherches antérieures avaient conclu à une grande stabilité de la calotte glaciaire en se basant sur des mesures de volume et de changement gravitationnel, l’absence de tout changement significatif dans le déplacement de la glace n’avait encore jamais été mesurée directement.
L’étude a également confirmé que l’écoulement des glaciers Thwaites et Pine Island dans l’Océan Antarctique de l’Ouest continue de s’accélérer, même si cette accélération a tendance à ralentir.
D’une manière générale, l’étude a révélé une perte de glace de 1 929 gigatonnes par an pour l’ensemble du continent antarctique en 2015, avec une marge d’erreur de plus ou moins 40 gigatonnes. Cela représente une augmentation de 36 (+ ou – 15 gigatonnes par an depuis 2008. Une gigatonne équivaut à un milliard (109) de tonnes.
L’étude montre que la glace de l’Antarctique de l’Ouest – le secteur de la mer d’Amundsen, la Barrière de glace de Getz et la Baie Marguerite – représente 89% de l’augmentation de la perte de glace.
Source: Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA.

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A new NASA study based on an innovative technique for analysing satellite data provides the clearest picture yet of changes in Antarctic ice flow into the ocean. The findings confirm accelerating ice losses from the West Antarctic Ice Sheet and reveal surprisingly steady rates of flow from East Antarctica.

The computer-vision technique analysed data from hundreds of thousands of Landsat satellite images to produce a high-precision picture of changes in ice-sheet motion. The new work provides a baseline for future measurement of Antarctic ice changes and can be used to validate numerical ice sheet models that are necessary to make projections of sea level. It also opens the door to faster processing of massive amounts of data.  Now researchers can map ice flow over nearly the entire continent, every year. With these new data, they can begin to unravel the mechanisms by which the ice flow is speeding up or slowing down in response to changing environmental conditions.

This innovative approach largely confirms earlier findings, though with a few unexpected twists. Among the most significant: a previously unmeasured acceleration of glacier flow into Antarctica’s Getz Ice Shelf, on the southwestern part of the continent, likely a result of ice-shelf thinning.

The research, published in the journal The Cryosphere, also identified the fastest speed-up of Antarctic glaciers during the seven-year study period. The glaciers feeding Marguerite Bay, on the western Antarctic Peninsula, increased their rate of flow by 400 to 800 metres per year, probably in response to ocean warming.

Perhaps the research team’s biggest discovery, however, was the steady flow of the East Antarctic Ice Sheet. During the study period, from 2008 to 2015, the sheet had essentially no change in its rate of ice discharge, namely ice flow into the ocean. While previous research inferred a high level of stability for the ice sheet based on measurements of volume and gravitational change, the lack of any significant change in ice discharge had never been measured directly.

The study also confirmed that the flow of West Antarctica’s Thwaites and Pine Island glaciers into the ocean continues to accelerate, though the rate of acceleration is slowing.

In all, the study found an overall ice discharge for the Antarctic continent of 1,929 gigatons per year in 2015, with an uncertainty of plus or minus 40 gigatons. That represents an increase of 36 gigatons per year, plus or minus 15, since 2008. A gigaton is one billion tons.

The study found that ice flow from West Antarctica – the Amundsen Sea sector, the Getz Ice Shelf and Marguerite Bay on the western Antarctic Peninsula – accounted for 89 percent of the increase.

Source : NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL).

Vue de l’écoulement de l’Antarctique dans l’océan, d’après les images fournies par le satellite Landsat (Source : NASA Earth Observatory)

Vue de  l’Antarctique de l’Ouest (Source: USGS)

Le mercure du permafrost, une autre menace pour notre environnement // The mercury in permafrost, another threat to our environment

On savait déjà que la fonte du permafrost dans l’Arctique libère d’importantes quantités de gaz à effet de serre. Aujourd’hui, les scientifiques révèlent qu’il recèle aussi des quantités considérables de mercure, une neurotoxine agressive qui représente une menace sérieuse pour la santé humaine.
Selon une étude menée par des scientifiques du National Snow and Ice Data Center à Boulder (Colorado) et publiée dans la revue Geophysical Research Letters, il y aurait l’équivalent de cinquante piscines olympiques de mercure piégées dans le permafrost. C’est deux fois plus que ce que contient l’ensemble des sols, l’atmosphère et les océans ailleurs dans le monde. Selon l’étude, lorsque le pergélisol (autre nom du permafrost) dégèlera dans les prochaines années, une partie de ce mercure sera libérée dans l’environnement, avec un impact non encore estimé – mais considérable – sur les gens et sur nos ressources alimentaires. Les scientifiques ont effectué leurs recherches en prélevant des carottes de pergélisol à travers l’Alaska. Ils ont mesuré les niveaux de mercure et ensuite extrapolé pour calculer la quantité de mercure dans le permafrost ailleurs dans le monde, en particulier au Canada, en Russie et dans d’autres pays nordiques.
Le mercure, un élément naturel, se lie à la matière vivante à travers la planète, mais l’Arctique est particulier. Normalement, lorsque les plantes meurent et se décomposent, le mercure est libéré dans l’atmosphère. La différence dans l’Arctique, c’est que les plantes ne se décomposent pas complètement. Au lieu de cela, leurs racines sont gelées et ensuite enterrées sous plusieurs couches de sol. Cela retient le mercure qui se trouvera libéré si le permafrost vient à fondre.
La quantité de mercure libérée dépend du dégel du permafrost qui, à son tour, dépend du volume des émissions de gaz à effet de serre et du réchauffement de la planète. Le dégel du permafrost a commencé dans certaines régions et les scientifiques prévoient qu’il se poursuivra au cours du 21ème siècle. L’étude indique que si les niveaux d’émissions de gaz à effet de serre actuels se poursuivent jusqu’en 2100, le permafrost se sera réduit de 30 à 99%.
La question est de savoir où ira le mercure dans un tel contexte, et quels seront ses effets sur la Nature et sur l’Homme. Il pourrait contaminer les rivières qui se jettent dans l’océan Arctique. Il pourrait aussi se propager dans l’atmosphère, ou dans ces deux univers. Le problème est que le mercure, bien que naturel, représente un danger pour les humains et la faune, en particulier sous certaines formes. Nous rejetons déjà du mercure en faisant brûler du charbon. Il se répand alors dans l’atmosphère où il parcourt de longues distances. Quand il pleut sur l’océan ou sur les lacs, le mercure pénètre dans la chaîne alimentaire. Il s’accumule d’abord à l’intérieur des micro-organismes, puis en concentrations de plus en plus élevées dans l’organisme des prédateurs, tels les poissons, qui se nourrissent de ces petits organismes. Lorsque les humains consomment du poisson contenant du mercure en quantités trop importantes, cela peut être dangereux, surtout pour les femmes enceintes.
Dans l’Arctique, le mercure peut également s’accumuler dans les organismes de grands mammifères comme les ours polaires ou les narvals, phénomène qui a fait l’objet de plusieurs études. Si les concentrations de mercure dans l’Arctique continuaient à augmenter, ce serait une nouvelle preuve de l’impact du changement climatique sur les communautés autochtones qui y vivent.
Les résultats de l’étude sont inquiétants car elle nous apprend que le permafrost n’est pas seulement une colossale zone de stockage de carbone susceptible de modifier le climat de la planète ; c’est aussi une importante zone de stockage de mercure qui risque d’être rejeté dans notre environnement avec le dégel du pergélisol. Cela est particulièrement préoccupant au vu de la prédominance des écosystèmes de zones humides dans l’Arctique.
Source: The Washington Post.

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We already knew that thawing Arctic permafrost would release powerful greenhouse gases. Now, scientists reveal it could also release massive amounts of mercury which is a potent neurotoxin and serious threat to human health.

According to a study led by scientists with the National Snow and Ice Data Center in Boulder, Colorado and published in the journal Geophysical Research Letters, there is the equivalent of 50 Olympic swimming pools of mercury trapped in the permafrost. This is twice as much as the rest of all soils, the atmosphere, and ocean combined. According to the study, when permafrost thaws in the future, some portion of this mercury will get released into the environment, with unknown impact to people and our food supplies. The scientists performed the research by taking cores from permafrost across Alaska. They measured mercury levels and then extrapolated to calculate how much mercury there is in permafrost across the globe, where it covers large portions of Canada, Russia and other northern countries.

Mercury, a naturally occurring element, binds with living matter across the planet, but the Arctic is special. Normally, as plants die and decay, they decompose and mercury is released back to the atmosphere. But in the Arctic, plants often do not fully decompose. Instead, their roots are frozen and then become buried by layers of soil. This suspends mercury within the plants, where it can be remobilized again if permafrost thaws.

How much mercury would be released depends on how much the permafrost thaws, which in turn depends on the volume of greenhouse-gas emissions and subsequent warming of the planet. However, permafrost thaw has begun in some places and scientists project that it will continue over the course of the century. The study says that with current emissions levels through 2100, permafrost could shrink by between 30 and 99 percent.

The question is to know where this mercury will go, and what it will do. It could spread through rivers that into the Arctic Ocean. Or it could enter the atmosphere. Or both. The problem is that mercury, although naturally occurring, is damaging to humans and wildlife, especially in certain forms. We are already causing mercury to enter the atmosphere by burning coal, which lofts the element into the atmosphere where it travels long distances. When it rains out into the ocean or lakes, mercury enters the food chain, first accumulating in the bodies of microorganisms and then growing increasingly concentrated in predators – like fish – that feed off smaller organisms. When humans consume mercury-laden fish in quantities too large, it can be dangerous, especially for pregnant women.

In the Arctic, mercury can also accumulate in the bodies of major mammal predators, such as polar bears or narwhal, a phenomenon that has been documented. If the Arctic mercury burden further increases, it could be another way that climate change affects the native communities living there.

The results of the study are concerning because what we are learning is that not only is permafrost a massive storage for carbon that will feedback on global climate, but permafrost also stores a globally significant pool of mercury, which is at risk of being released into the environment when permafrost thaws. This is especially concerning, given the predominance of wetland ecosystems in the Arctic.

Source: The Washington Post.

Carte montrant l’étendue du permafrost dans l’Arctique (Source: National Snow and Ice Data Center)