Dégel du pergélisol : des cratères d’effondrement dans le plancher océanique canadien // Permafrost thawing : sinkholes on Canadian seafloor

Une équipe internationale de chercheurs affiliée au Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) a découvert au Canada des « cratères d’effondrement de la taille d’un pâté d’immeubles de six étages. » La découverte n’annonce rien de bon pour le climat de notre planète.
Les scientifiques recueillent des données sur la Mer de Beaufort depuis 2003 afin d’avoir plus d’informations sur cette région qui se trouve loin de tout. Les cratères d’effondrement découverts par des robots sous-marins se trouvent dans des secteurs affectés par le dégel du pergélisol.
Le pergélisol fait référence à tout type de sol gelé en permanence pendant au moins deux ans. Son dégel a fait l’objet de nombreuses études dans l’Arctique ces dernières années, mais c’est la première fois que le phénomène est observé sur le plancher océanique.
Les données recueillies de 2010 à 2019 montrent que des changements « extraordinairement rapides » du plancher océanique ont eu lieu dans une zone de pergélisol qui s’est formée il y a entre 2 580 000 et 11 700 ans. Le plus grand cratère d’effondrement présente une forme ovale; il mesure 28 mètres de profondeur, 225 mètres de long et 95 mètres de large.
La formation de ces cratères d’effondrement en Mer de Beaufort canadienne est attribuée au réchauffement progressif des sédiments contenus dans le pergélisol depuis la dernière période glaciaire. Ce réchauffement a été provoqué par l’écoulement d’eaux souterraines saumâtres dans les régions de pergélisol ancien, avec un effet de réchauffement sur la glace qui a fini par provoquer des effondrements du plancher océanique.
Les chercheurs notent que ces cratères d’effondrement ont commencé à se former avant que l’Homme réchauffe la planète avec des émissions de gaz à effet de serre. Ils font également remarquer que l’accélération du réchauffement de l’Arctique à cause de ces émissions peut entraver leur capacité à comprendre comment se comporterait cet environnement sans l’influence des activités humaines. Les scientifiques doivent maintenant comprendre comment la décomposition du très vieux pergélisol sous-marin affectera les vastes zones situées sous les plates-formes continentales de l’Arctique.
La formation de cratères d’effondrement est également observée sur la terre ferme où le phénomène donne aux scientifiques des indications sur le comportement du pergélisol dans le cadre du réchauffement climatique. Un certain nombre de cratères, dont un qui mesurait 20 mètres de diamètre, sont apparus en Sibérie et sont liés à des éruptions de méthane, gaz qui s’est accumulé sous la surface de la Terre (voir mes notes à ce sujet).
Le dégel du pergélisol sur terre dans l’Arctique a été corrélée à l’augmentation globale des températures. On peut maintenant se demander jusqu’à quel point le réchauffement climatique induit par l’homme affectera le pergélisol sous l’océan. Les chercheurs expliquent qu’il y a beaucoup à apprendre sur la façon dont le dégel du pergélisol peut restructurer le plancher océanique dans l’Arctique et leur récente découverte contribuera à établir des bases de référence pour l’analyse des données futures.
Source : The Weather Network, Yahoo Actualités. .

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A team of international researchers affiliated with the Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) has discovered in Canada “sinkhole-like depressions” the size of an entire city block of six-story buildings. The discovery could have serious implications for the global climate.

The scientists have been collecting data from the Canadian Beaufort Sea since 2003 to learn more about this extremely remote region. The “sinkholes” that the researchers’ robots discovered were actually regions of thawing permafrost.

Permafrost is defined as any type of ground that stays continuously frozen for at least two years. Thawing permafrost has been widely documented across many parts of the Arctic in recent years, but the researchers’ study states this is the first time that permafrost thawing on the seafloor has been observed.

Data collected from 2010 to 2019 revealed that there were “extraordinarily rapid” changes to the seafloor along an area of permafrost that formed between 2,580,000 to 11,700 years ago. The largest sinkhole had an oval shape and was 28 meters deep, 225 meters long, and 95 meters wide.

The driving force behind the formation of the sinkholes in the Canadian Beaufort Sea is attributed to permafrost sediment gradually warming up since the last Ice Age due to brackish groundwater flowing across regions of ancient permafrost, which has a warming effect on the ice and eventually causes a collapse.

The researchers note these sinkholes started forming before humans began warming the planet with greenhouse gas emissions, but note that the accelerated warm-up the Arctic is experiencing due to these emissions can hinder their ability to understand how this frozen environment functions without the influence on human activity. Scientists need to understand how the decay of relict submarine permafrost will impact the vast areas underlying the Arctic continental shelves.

Crater formations found on land have also given scientists clues about the changing nature of permafrost in a warming world. A number of enormous sinkholes, including one that measured 20 metres in length, have appeared in Siberia and are linked to eruptions of methane gas that built up underneath the Earth’s surface (see my posts about this topic).

Melting permafrost on land in the Arctic has been correlated with increasing global temperatures, which raises questions about how human-induced climate change could affect permafrost underneath the ocean. The researchers say there is much to be learned about how thawing permafrost can restructure the Arctic seafloor and that their discovery can help set baselines that will help the monitoring and analysis of future data.

Source: The Weather Network, Yahoo News.

Cratères d’effondrement en Mer de Beaufort (Source : MBARI)

Cratère d’effondrement en Sibérie (Source : The Siberian Times)

Quand grizzlis et ours polaires se rencontrent… // When grizzlies and polar bears go together…

Comme je l’ai écrit dans des notes précédentes, à cause du réchauffement climatique et de la fonte de la glace de mer, les ours polaires passent maintenant plus de temps sur terre dans l’Arctique. Dans la partie méridionale de la Mer de Beaufort ils sont maintenant beaucoup plus susceptibles de venir vivre sur la terre ferme en été et à l’automne qu’au milieu des années 1980. L’évolution a surtout eu lieu au cours des quinze dernières années, période au cours de laquelle on a observé un important déclin de la glace de mer pendant cette période de l’année.

Depuis la fin des années 1990, la période pendant laquelle la mer n’est pas recouverte de glace dans le sud de la Mer de Beaufort a augmenté en moyenne de 36 jours. Depuis cette époque, les ours polaires qui nagent vers le rivage y passent 31 jours de plus.

Pour le moment, les ours qui viennent à terre ne représentent qu’une minorité de la population. Ils semblent être attirés par les accumulations d’os chargés des viande et de graisse laissés sur le rivage par les chasseurs de baleines Inupiat à la fin de la saison de chasse. Les os de baleines boréales près du village de Kaktovik sont devenus en automne des lieux de rencontre pour les ours polaires ainsi que pour quelques grizzlis en provenance de North Slope. Les os de baleines et la viande qui y subsiste constituent pour les ours une source de nourriture riche en graisse qui fait défaut sur la banquise.

Un résultat inattendu de cette cohabitation entre ours polaires et grizzlis est l’apparition d’une nouvelle espèce d’ours née de l’accouplement entre deux espèces pourtant séparées par 500000 ans d’évolution. Son nom est encore incertain car cet animal reste extrêmement rare : pizzly, grolar, nanulak [ours polaire (nanuk) et grizzly (aklak)]. Cela fait longtemps que l’on sait que le grizzly et l’ours polaire sont biologiquement et génétiquement compatibles, cette hybridation s’étant déjà produite dans des zoos. En 2009, on comptait 17 individus connus, dont un frère et une sœur au zoo allemand de Osnabrück.

Pour certains scientifiques, cet hybride plus adapté au mode de vie terrestre pourrait remplacer l’ours polaire alors que l’Arctique se réchauffe deux fois plus rapidement que le reste de la planète. Cependant, cette évolution ne se fera pas en quelques années. Selon les chercheurs, il faudra des centaines de générations pour que nous observions un authentique nouveau type d’ours.

Source : Alaska Dispatch News, France Info.

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As I put it in previous posts, because of global warming and the melting of sea ice, polar bears are spending more time on land in the Arctic. Polar bears in the southern Beaufort Sea are now three times as likely to come ashore in summer and fall as they were in the mid-1980s. The big changes have happened over the past decade and a half, which corresponds to big reductions in summer and fall sea ice.

Since the late 1990s, the open-water season in the southern Beaufort Sea has expanded by 36 days on average. Since that time, the polar bears that swim to shore are spending 31 more days a year there.

The bears that come ashore still make up only a minority of the population, but they may be making the better choice. They seem to be attrracted by piles of meat- and blubber-laden bones left after local Inupiat hunters butcher bowhead whales on the beaches. As I put it in a previous note, the bowhead bone piles near the village of Kaktovik have become autumn gathering spots for polar bears and even some North Slope grizzlies. The piles give the bears a source of high-fat food that the bears on the ice are lacking.

An unexpected result of this cohabitation between polar bears and grizzlies is the appearance of a new species of bear born from the mating between two species separated by 500,000 years of evolution. Its name is still uncertain because this animal remains extremely rare: pizzly, grolar, nanulak [polar bear (nanuk) and grizzly bear (aklak)] … It has been known for a long time that grizzly and polar bears are biologically and genetically compatible as this hybridization already occurred in zoos. In 2009, there were 17 known individuals, including a brother and a sister in the German zoo of Osnabrück.
For some scientists, this more earth-friendly hybrid could replace the polar bear, while the Arctic is warming twice as fast as the rest of the planet. However, this evolution will not happen in a few years. Researchers say it will take hundreds of generations to see an authentic new type of bear.
Source: Alaska Dispatch News, France Info.

Ours polaire (Photo: C. Grandpey)

Grizzly (Photo: C. Grandpey)

Nanulak (Crédit photo: France Info)

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Histoire de mercure et d’ours polaires // A story of mercury and polar bears

Comme je l’ai déjà écrit à plusieurs reprises, en raison du changement climatique, les ours polaires sont obligés de passer plus de temps sur terre. Pour les plantigrades contraints à cette nouvelle situation par la disparition de la glace de mer pendant l’été, il semble y avoir un avantage: le niveau de mercure diminue dans le corps des animaux qui adoptent des sources alimentaires terrestres.
Une étude publiée dans la revue Environmental Science & Technology a analysé les poils des ours polaires qui vivent dans la Mer de Beaufort méridionale, une population touchée de plein fouet par la fonte de la glace de mer. Les poils d’ours peuvent fournir un historique des contaminants comme le mercure. Les conclusions de l’étude révèlent une chute brutale des concentrations de mercure.

Selon l’étude, la baisse moyenne de la concentration de mercure pour les ours polaires adultes échantillonnés de 2004 à 2011 est de 13% par an. Cette baisse concerne principalement les mâles adultes; Les concentrations de mercure ont diminué d’environ 15% par an chez eux, contre 4,4% par an pour les femelles adultes.
L’explication logique du déclin du mercure est le changement de nourriture de nombreux ours qui ont abandonné les phoques annelés au profit d’autres aliments comme les carcasses de baleines boréales abandonnées le long des côtes par les chasseurs Inupiat. Voir ma note du 3 septembre 2016 sur ce sujet:
https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2016/09/03/le-nouveau-mode-de-vie-des-ours-polaires-polar-bears-new-way-of-life/

Rien n’indique que le mercure diminue dans la Mer de Beaufort ou chez les phoques annelés qui sont la proie traditionnelle des ours polaires. Les phoques annelés, en tant que mangeurs de poissons se situent assez haut sur la chaîne alimentaire et ils ont tendance à accumuler des concentrations plus élevées de mercure que les autres espèces. Les baleines boréales, en revanche, ont tendance à accumuler des concentrations de mercure beaucoup plus faibles. Les concentrations inférieures de mercure des baleines boréales expliquent probablement la différence entre les mâles et les femelles observée dans les échantillons de poils d’ours polaires, dans la mesure où les mâles ont tendance à passer beaucoup de temps sur les carcasses de baleines et ont donc une quantité plus importante de viande de baleine boréale dans leur alimentation.
Les amoncellements de carcasses de baleines qui s’accumulent sur la côte après les chasses d’automne et coïncident avec la fonte maximale de la glace de mer, sont devenus des sources de nourriture importantes pour de nombreux ours polaires. Depuis les années 1990, l’ouverture de la Mer de Beaufort méridionale à la navigation a avancé de 36 jours par an et les ours polaires passent 31 jours de plus à terre, principalement attirés par les amoncellements d’os de baleines.

Une autre source de nourriture relativement nouvelle pour les ours polaires est la viande de phoques barbus qui constitue une nourriture à plus faible teneur en mercure que la viande des phoques annelés. Le régime des phoques barbus est différent de celui des phoques annelés ; les palourdes et les autres coquillages constituent en effet une partie importante de leur nourriture, ce qui entraîne une baisse des concentrations de mercure.

Les concentrations de mercure dans l’Arctique sont depuis longtemps un sujet de préoccupation. Les courants atmosphériques et océaniques transportent la pollution par le mercure, comme celle produite par la combustion du charbon, sur de vastes distances dans le Grand Nord. La fonte du pergélisol libère également du mercure dans l’environnement. Les incendies de forêt et les éruptions volcaniques sont d’autres sources naturelles de mercure. Le changement climatique et les activités humaines envoient du mercure dans l’environnement arctique, mais en même temps, les gouvernements prennent des mesures pour réduire les émissions grâce à la Convention de Minamata sur le Mercure.
Les moindres concentrations de mercure chez l’ours blanc dans la dernière étude vont de pair avec un indice de masse corporelle plus élevé, ce qui un autre signe inquiétant pour les ours polaires qui ne viennent pas à terre pour se nourrir des carcasses de baleines. La majorité des ours polaires restent en mer, en utilisant n’importe quel type de glace, et ils passent beaucoup de temps à jeûner. Cela fait brûler graisses et masse musculaire, mais libère aussi le mercure stocké dans l’organisme et le remet dans le système circulatoire. Pour les ours femelles, il y a d’autres observations alimentaires inquiétantes. La glace de plus en plus fragile et mobile les oblige à passer plus de temps à marcher, ce qui entraîne un besoin accru de nourriture qui devient de plus en plus difficile à trouver.
L’étude a suivi les mouvements de la glace et des ours, en comparant les données de 1987 à 2013. On a constaté que la glace dérivait plus rapidement et se déplaçait vers l’ouest et le nord. Pour compenser ce phénomène, les ours polaires équipés de balises ont passé plus de temps à se déplacer ou à augmenter leur vitesse de déplacement. Cette augmentation d’activité entraîne une dépense d’énergie supplémentaire de 1,8% à 3,6% par an, soit l’équivalent d’un à trois autres phoques par an.
Adapté d’un article dans Alaska Dispatch News.

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As I put it before, because of climate change, polar bears are forced to spend more time on land. For the plantigrades pushed to shore as summer sea ice vanishes, there appears to be a side benefit: mercury levels are dropping as the animals switch to land-based food sources.

A study published in the journal Environmental Science & Technology analyzed hairs of Southern Beaufort Sea polar bears, a population group hard hit by sea-ice melt, found steep declines in mercury, a metal contaminant that in the past was found in high concentrations in that population. Hair can provide a historical record of contaminants like mercury.

According to the study, the average decline in mercury concentration for adult polar bears sampled from 2004 to 2011 was 13 percent a year. That decline was mostly among adult males; mercury concentrations fell by an average rate of 15 percent a year for them, compared to 4.4 percent a year for adult females.

The logical explanation for the mercury decline is the switch in many bears’ diets from ringed seals to other foods, mostly scraps salvaged from bowhead whale bone piles left on beaches by local Inupiat hunters. See my note of 3 September 2016 on this topic:

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2016/09/03/le-nouveau-mode-de-vie-des-ours-polaires-polar-bears-new-way-of-life/

There is no evidence that mercury is declining in the Beaufort Sea environment or in the region’s ringed seals, the traditional prey for polar bears. Ringed seals, as fish eaters fairly high on the food chain, tend to accumulate higher mercury concentrations than do other species. Bowhead whales, in contrast, tend to accumulate much lower mercury concentrations. The lower mercury concentrations in bowheads probably explain the male-female split found in the polar bear hair samples as males tend to monopolize a lot of the time at the bone pile and have a larger percentage of bowhead whale in their diet.

The bone piles, which accumulate after the autumn hunts and coincide with the maximum sea-ice melt, have become important and dependable food sources for many polar bears. Since the 1990s, the open-water season in the Southern Beaufort Sea has expanded by 36 days a year and polar bears there have been spending 31 more days on shore, mostly attracted to the bone pile, according to a previous study.

Another relatively new food source for polar bears is bearded-seal meat, and it is also a lower-mercury food than ringed-seal meat. Bearded seals’ diet is different from that of ringed seals, with clams and other shellfish making up an important part, resulting in lower mercury concentrations.

Mercury is an issue of longstanding concern in the Arctic. Atmospheric and ocean currents carry mercury pollution, such as that produced by coal burning, over vast distances into the far north. Thawing permafrost also releases mercury into the environment. Wildfires and volcanic eruptions are natural sources of mercury. Climate change and human activities put mercury into the Arctic environment, but at the same time governments are taking steps to reduce emissions through the Minamata Convention on Mercury.

The reduced polar bear mercury concentrations found in the new study are associated with higher body-mass index, and that is another trouble sign for polar bears that are not coming to shore to eat at the bowhead bone pile. The majority of polar bears stay out at sea, using whatever ice is there, and they spend a lot of time fasting. That causes them to burn body fat and muscle, releasing stored mercury and putting it back into the circulatory system. For female polar bears, there is other ominous dietary news. Increasingly fragile and mobile ice has forced them to spend more time and energy walking, resulting in greater need for food that is becoming more difficult to find.

The study tracked ice and bear movements, comparing data from 1987 to 2013. It found that ice is drifting faster and moving west and north. To compensate, the radio-collared polar bears have been spending more time active or increasing their travel speed. That boost in activity uses up 1.8 percent to 3.6 percent more energy each year, the equivalent of one to three more seals a year.

Adapted from an article in Alaska Dispatch News.

Ours blancs dans le Manitoba (Canada)  [Photo: C. Grandpey]

 

Modification du comportement des ours polaires dans la Mer de Beaufort // Changes in the behaviour of polar bears in the Beaufort Sea

drapeau-francaisSelon une nouvelle étude effectuée sur le long terme par des scientifiques de l’USGS, du Fish and Wildlife Service et de deux universités, les ours polaires passent maintenant plus de temps sur terre dans l’Arctique à cause de la fonte de la glace. Dans la partie méridionale de la Mer de Beaufort ils sont maintenant beaucoup plus susceptibles de venir vivre sur la terre ferme en été et à l’automne qu’au milieu des années 1980. L’évolution a surtout eu lieu au cours des quinze dernières années, période au cours de laquelle on a observé un important déclin de la glace au cours de cette période de l’année.

Depuis la fin des années 1990, la période pendant laquelle la mer n’est pas recouverte de glace dans le sud de la Mer de Beaufort a augmenté en moyenne de 36 jours. Depuis cette époque, les ours polaires qui nagent vers le rivage y passent 31 jours de plus. L’étude s’appuie sur les déplacements de 228 femelles adultes qui, entre 1986 et 2014, ont été équipées de colliers émetteurs. Seules les femelles adultes peuvent porter les colliers car le cou des mâles est trop volumineux pour que ces colliers restent en place. L’étude utilise également les données provenant de relevés aériens effectués entre 2010 et 2013. Ces observations concernent tous les ours polaires, mâles ou femelles, adultes ou jeunes.
Pour le moment, les ours qui viennent à terre ne représentent qu’une minorité de la population. Ils semblent être attirés par les accumulations d’os chargés des viande et de graisse laissés sur le rivage par les chasseurs de baleines Inupiat à la fin de la saison de chasse. Comme je l’ai écrit dans une note précédente, les os de baleines boréales près du village de Kaktovik sont devenus en automne des lieux de rencontre pour les ours polaires ainsi que pour quelques grizzlis en provenance de North Slope. Les os de baleines et la viande qui y subsiste constituent pour les ours une source de nourriture riche en graisse qui fait défaut sur la banquise. Toutefois, les chercheurs ne savent pas quels seront les effets à long terme de cette dépendance des os de baleines boréales. Qu’arrivera-t-il si ces restes de baleines ne sont plus suffisants pour nourrir tous les ours ? Cela pourrait mettre la population locale en danger. Déjà, les habitants de Kaktovik organisent des patrouilles pendant la période où les ours polaires se rassemblent autour des tas d’os.
En dépit de leur accès aux restes de baleines boréales chaque automne, les ours polaires du sud de la Mer de Beaufort montrent davantage de problèmes que d’autres populations. Leur nombre a chuté de 40 pour cent au cours de la première décennie du 21ème siècle, avec peu de survie chez les oursons. Les ours polaires du sud de la Mer de Beaufort présentent un déficit de poids et un état corporel moins satisfaisant que leurs homologues de la Mer des Tchouktches. De plus, ils souffrent d’un mal récurrent qui leur fait perdre la couche de poils assurant leur isolation thermique.
Source: Alaska Dispatch News.

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drapeau-anglaisAccording to a new long-term study by scientists from the U.S. Geological Survey, the U.S. Fish and Wildlife Service and two universities, polar bears are spending more time on land because of the dwindling ice in the Arctic. Polar bears in the southern Beaufort Sea are now three times as likely to come ashore in summer and fall as they were in the mid-1980s. The big changes have happened over the past decade and a half, which corresponds to big reductions in summer and fall sea ice.

Since the late 1990s, the open-water season in the southern Beaufort Sea has expanded by 36 days on average. Since that time, the polar bears that swim to shore are spending 31 more days a year there. The study uses data from movements of 228 adult female polar bears that, over the period from 1986 to 2014, were fitted with radio collars. Only adult females can wear the tracking collars; males’ necks are too wide to allow collars to stay in place. The study also uses data from aerial surveys conducted from 2010 to 2013. Those surveys tracked all polar bears ; whether male or female, adult or subadult.

The bears that come ashore still make up only a minority of the population, but they may be making the better choice. They seem to be attrracted by piles of meat- and blubber-laden bones left after local Inupiat hunters butcher bowhead whales on the beaches. As I put it in a previous note, the bowhead bone piles near the village of Kaktovik have become autumn gathering spots for polar bears and even some North Slope grizzlies. The piles give the bears a source of high-fat food that the bears on the ice are lacking. However, researchers do not know the long-term effects of the bears’ reliance on the bowhead bone piles. There are some worrisome possibilities, especially if it happens that there are not enough bowhead scraps to go around. This might put local residents at risk. Already, locals in Kaktovik have organized bear patrols to protect villagers in the season when polar bears gather at the bone pile.

Despite their access to bowhead whale scraps each autumn, the southern Beaufort Sea polar bears are showing more trouble signs than several other populations. Numbers dropped by 40 percent in the first decade of the 21st century, with few cubs surviving in many of those years. The southern Beaufort Sea polar bears have lower weight and worse body condition than their Chukchi counterparts, and they have been hit by a recurring disorder that causes them to lose their heat-insulating hair.

Source: Alaska Dispatch News.

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Photo: C. Grandpey