Étiquette : méthane

Volcan de boue au Guatemala // Mud volcano in Guatemala

On peut regarder sur YouTube un clip réalisé le 13 janvier 2019 à Santa Rosa, dans le sud du Guatemala. On y voit un cratère renfermant une mare de boue très active. Il est apparu dans un lagon très fréquenté par les touristes. La vidéo montre plusieurs personnes autour du cratère d’où s’échappe également du gaz. Les autorités étudient actuellement le cratère pour savoir s’il fait partie d’une nouvelle activité volcanique susceptible d’affecter le tourisme dans la région.
Les volcans de boue – parfois appelés marmites du diable – sont assez répandus dans les régions volcaniques. La boue se forme principalement lorsque l’eau, qui a été chauffée sous terre, commence à se mélanger avec des matériaux. Ces derniers sont ensuite poussés vers la surface par la pression de gaz en empruntant généralement une faille ou une fracture géologique. La température de la boue atteint généralement une centaine de degrés. C’est la température que j’avais mesurée dans des volcans de boue en aval de la Dragon’s Mouth à Yellowstone il y a quelques années. Le gaz émis est principalement du méthane, ce qui explique les explosions qui peuvent se produire sur les sites. De telles explosions ont été observées le 11 août 2008 dans les Maccalube di Aragona en Sicile. Elles ont tué deux enfants en septembre 2014.
Voici une vidéo du volcan de boue au Guatemala:

https://www.msn.com/en-au/video/lifestyle/guatemalan-authorities-investigate-new-volcanic-crater-in-tourist-hot-spot-lagoon/vp-BBSdrVk?fbclid=IwAR3ei6yX5dqcxEQToZ44Vm0Qb9SGVd36eJ9abbMlAFLOpk9VGMvQssvU3Ro

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One can watch on YouTube a clip that was captured on January 13th, 2019 in Santa Rosa, southern Guatemala. It shows a crater with a very active mud pool that has appeared in a lagoon popular for tourists. The footage shows a crowd watching the crater spewing mud and gas up into the air. Authorities are investigating if the crater could be part of a new volcano activity that could affect tourism in the area.

Mud volcanoes – sometimes called devil’s caldron – are fairly common in volcanic areas. The mud is mostly formed as hot water, which has been heated deep below the Earth’s surface, begins to mix and blend with subterranean mineral deposits. This material is then forced upwards under the pressure of gases through a geological fault or fissure. The temperature of the mud usually reaches about 100°C. This was the temperature I measured near Dragon’s Mouth at Yellowstone a few years ago. Most of the gas released from mud cauldrons is methane, which accounts for the explosions that may occur on the sites. Such explosions were observed on August 11th, 2008 at the Maccalube di Aragona in Sicily. They killed two children in September 2014.

Here is a video of the mud caldron in Guatemala:

https://www.msn.com/en-au/video/lifestyle/guatemalan-authorities-investigate-new-volcanic-crater-in-tourist-hot-spot-lagoon/vp-BBSdrVk?fbclid=IwAR3ei6yX5dqcxEQToZ44Vm0Qb9SGVd36eJ9abbMlAFLOpk9VGMvQssvU3Ro

Volcan de boue sur le site des Maccalube di Aragona (Sicile)

« Marmite du diable » à Namaskard (Islande)

[Photos: C. Grandpey]

Fonte du permafrost et son effet sur le budget carbone // Permafrost melting and its effect on the carbon budget

Une nouvelle étude publiée dans Nature Geoscience  a évalué l’impact de la fonte du permafrost sur les budgets d’émission de CO2 alors que le monde semble se rapprocher plus vite que prévu du dépassement des objectifs de l’Accord de Paris sur le climat.

Le pergélisol, ou permafrost, occupe une grande partie du Groenland, de l’Alaska, du Canada et de la Russie. Au total, il couvre un cinquième des terres émergées de la planète. Le permafrost contient du carbone qui s’est accumulé dans le sol pendant des dizaines, voire des centaines de milliers d’années. Jusqu’à présent, le sol gelé en permanence avait retenu ce carbone qui représente trois à sept fois la quantité de carbone retenue dans les forêts tropicales. Le problème à l’heure actuelle, c’est que la couche supérieure du pergélisol dégèle périodiquement en été, avec une accélération du phénomène liée à l’augmentation des températures.

La dernière étude montre comment le réchauffement climatique, en favorisant le dégagement de carbone du pergélisol, diminue  la quantité de CO2 que l’humanité peut se permettre d’émettre. Bien que le rapport le plus récent du GIEC ait reconnu que le pergélisol se réchauffait, les modèles climatiques n’ont pas pris en compte ces émissions lors des projections climatiques.

L’intérêt de la nouvelle étude est d’affirmer que le risque sera encore plus important si les objectifs d’émissions sont dépassés, même ponctuellement. L’Accord de Paris reconnaît explicitement une trajectoire de dépassement, culminant d’abord sous les 2°C, et avec des efforts par la suite pour revenir à 1,5°C. Le problème avec cette stratégie, c’est que, pendant la période de dépassement, la hausse des températures provoquera un dégel du pergélisol. Cela entraînera la libération d’un surplus de carbone qui devra être éliminé de l’atmosphère pour que la température mondiale diminue.

Les budgets d’émission sont définis comme la quantité cumulée d’émissions anthropiques de CO2 compatibles avec une cible de changement de température globale, en l’occurrence 1,5 et 2°C. Inclure les émissions du dioxyde de carbone (CO2) et de méthane (CH4) sur les budgets d’émission par dégel du pergélisol change la donne.

Il est difficile pour les scientifiques de déterminer les proportions relatives des émissions de dioxyde de carbone et de méthane qui pourraient résulter du dégel du pergélisol à grande échelle. La contribution spécifique des émissions de CH4 représente 5 à 35% de l’effet total du pergélisol en fonction de la température cible et du parcours pour atteindre l’objectif. Dans les scénarios de dépassement, le CH4 joue un rôle moins important, car la cible est atteinte plus tard et le CH4 est un gaz à effet de serre à durée de vie relativement courte.

Le rythme actuel d’émissions est de 10 GtC par an ou 40 GtC02. Une libération de 150 GtCO2 due au permafrost reviendrait à réduire le budget de 4 années. Le pergélisol dégèle déjà à certains endroits et si le problème se propage, les scientifiques craignent que le réchauffement climatique ne s’emballe, davantage de dégel favorisant encore plus de hausse des températures…

Il y a aussi de grandes incertitudes quand à l’effet à long terme du permafrost, c’est à dire pour les siècles à venir. Au final, le réchauffement de la planète dû au dégel du pergélisol dépendra de la quantité de carbone libérée, de sa rapidité et de sa forme sous forme de CO2 ou de méthane. L’impact pourrait être beaucoup plus important après 2100 en fonction des scénarios d’émissions.

Source : Nature Geoscience.

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A new study published in Nature Geoscience has assessed the impact of permafrost melting on CO2 emission budgets. The world seems to be moving faster than expected to exceed the objectives of the Paris Agreement on Climate Change.
Permafrost covers a large part of Greenland, Alaska, Canada and Russia. In total, it spreads over one-fifth of the earth’s land surface. The permafrost contains carbon that has accumulated in the soil for tens or even hundreds of thousands of years. So far, the permanently frozen ground has avoided the release of this carbon which is three to seven times the amount of carbon retained in tropical forests. The problem at present is that the upper permafrost layer thaws periodically in summer, with an acceleration of the phenomenon related to the increase in temperatures.
The latest study shows how global warming, by promoting the release of carbon from the permafrost, reduces the amount of CO2 that humans can afford to emit. Although the most recent IPCC report acknowledged that permafrost was melting, its climate models did not take these emissions into account in climate projections.
The interest of the new study is to show that the risk will be even greater if the emission targets are exceeded, even punctually. The Paris Agreement explicitly admitted an excess path, culminating first below 2°C and then continuing efforts to return to 1.5°C. The problem with this strategy is that, during the exceedance period, rising temperatures will cause the thawing of permafrost carbon. This will result in the release of a surplus of carbon that will have to be removed from the atmosphere in order to reduce the global temperature.
Emission budgets are defined as the cumulative amount of anthropogenic CO2 emissions that are compatible with an overall temperature change target of 1.5 and 2°C. Including emissions of carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) caused by the thawing of permafrost in emission budgets is a game changer.
It is difficult for scientists to determine the relative proportions of carbon dioxide and methane emissions that could result from large-scale permafrost thaw. The specific contribution of CH4 emissions accounts for 5 to 35% of the total effect of permafrost depending on the target temperature and route to achieve the goal. In exceedance scenarios, CH4 plays a less important role because the target is reached later and CH4 is a relatively short-lived greenhouse gas.
The current rate of emissions is 10 GtC per year, or 40 GtCO2. A release of 150 GtCO2 due to permafrost would reduce the budget by 4 years. Permafrost is already thawing in some places and if the problem is spreading, scientists are worried that global warming will get worse, with more thaw to further increase temperatures …
There is also a great uncertainty about the long-term effect of permafrost, ie for centuries to come. This is because in the end, global warming due to permafrost thaw will depend on the amount of carbon released, its speed and its form in the form of CO2 or methane. The impact could be much larger after 2100 depending on the emissions scenarios.
Source: Nature Geoscience.

Carte montrant l’étendue du permafrost dans l’Arctique

(Source: National Snow and Ice data Center)

 

J’ai attiré l’attention sur les conséquences de la fonte du permafrost dans un chapitre de mon dernier livre « Glaciers en péril » que l’on peut se procurer en me contactant directement par mail: grandpeyc@club-internet.fr

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

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

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

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

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

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

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

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

Photos: C. Grandpey

Du méthane sous le Katla (Islande) // Methane beneath Katla Volcano (Iceland)

Le méthane (CH4) est un gaz à effet de serre beaucoup plus puissant que le dioxyde de carbone (CO2). Il inquiète de plus en plus les environnementalistes car il contribue au changement climatique. Comme je l’ai expliqué dans plusieurs articles, dans les régions arctiques, le méthane est emprisonné dans le pergélisol. Avec la hausse globale des températures, le sol dégèle et libère ce gaz, ce qui contribue au réchauffement de la planète.
Une étude récente publiée dans la revue Scientific Reports a fait de nouvelles révélations inquiétantes. En effet, le Sólheimajökull, un glacier islandais connecté au volcan Katla, l’un des plus actifs du pays, rejette d’énormes quantités de méthane. Les chercheurs ont découvert que pendant les mois d’été il laisse échapper quotidiennement jusqu’à 41 tonnes de méthane par l’intermédiaire des eaux de fonte du glacier. L’étude est la première à montrer que le méthane est rejeté en aussi grande quantité par les glaciers.
L’identification et la compréhension des sources de méthane non reconnues jusqu’à maintenant, dans des secteurs comme les glaciers, sont très importantes pour la modélisation du changement climatique. Si le volcan et le glacier islandais sont représentatifs d’autres systèmes similaires, cela signifie que des volumes de méthane non encore comptabilisés s’échappent dans l’atmosphère. Il devient de plus en plus évident que de vastes zones d’activité géothermale sous les immenses calottes glaciaires de l’Antarctique et du Groenland produisent probablement de grandes quantités de méthane.
L’équipe scientifique a prélevé des échantillons d’eau accumulée devant le front du glacier pour mesurer les concentrations de méthane. Les chercheurs ont constaté que, par rapport aux autres rivières et sédiments de la région, les niveaux de ce gaz étaient beaucoup plus élevés sur le Sólheimajökull. Les plus fortes concentrations se trouvent au point où la rivière émerge sous le glacier. Une analyse plus poussée a permis aux chercheurs de trouver la source exacte du méthane: il provient de l’activité microbiologique sur le soubassement du glaciers. Lorsque le méthane entre en contact avec l’oxygène, il se combine normalement pour former du dioxyde de carbone. Cependant, s’agissant du Sólheimajökull, lorsque l’eau de fonte atteint le soubassement du glacier, elle entre en contact avec les gaz du volcan. Ces gaz réduisent la teneur en oxygène de l’eau, permettant ainsi au méthane produit d’être dissous et transporté à l’extérieur du glacier.
Les scientifiques estiment que le volcan fournit les conditions nécessaires au développement des microbes et à la libération du méthane dans l’eau de fonte. En d’autres termes, la chaleur géothermale transforme le volcan en un incubateur géant.
Les chercheurs ont conclu, suite aux observations sur le Sólheimajökull et le Katla, que de nombreux autres volcans actifs recouverts de glace produisaient probablement du méthane de la même manière. Ils espèrent maintenant conduire des recherches semblables au Groenland ou en Antarctique. Si de grandes zones géothermales situées sous ces inlandsis produisent du méthane comme en Islande, et si le réchauffement climatique se poursuit à son rythme actuel, les conséquences pourraient être préoccupantes. Des quantités d’eau de fonte de plus en plus importantes vont atteindre le soubassement des glaciers. Cela favorisera une plus grande connectivité avec les zones volcaniques et géothermales enfouies sous la glace. Si une zone géothermale est reliée à un système hydrologique, cela signifie que le méthane peut s’échapper dans l’atmosphère au lieu d’être piégé sous la glace.
Source: Newsweek.

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Methane (CH4) is a greenhouse gas far more potent than carbon dioxide (CO2). It is becoming of increasing concern because of its potential to contribute to climate change. As I explained in several posts, in Arctic regions, methane is locked up in permafrost. As global temperatures increase, the soil thaws and methane is released, contributing to further warming.

A recent study published in Scientific Reports has made more worrying revelations. Indeed, huge amounts of methane are being released from Sólheimajökull, an Icelandic glacier connected to Katla, one of the country’s most active volcanoes. Researchers found that up to 41 tonnes of methane are released through meltwater from the glacier every day over the summer months. The study is the first to show methane is released from glaciers on such a large scale.

Identifying and understanding previously unrecognized sources of methane, like on glaciers, is very important to climate change models. If this volcano and glacier are representative of other similar systems, it could mean masses of previously unaccounted methane are being released into the atmosphere. There is increasing evidence for large zones of geothermal activity beneath the world’s biggest ice sheets in Antarctica and Greenland, so there could be a large amount of methane being produced there.

The team took water samples from the edge of the lake in front of the glacier to measure the concentrations of methane. They found that compared to other nearby rivers and sediments, the levels were far higher. The highest concentrations of methane were at the point where the river emerges from beneath the glacier. Further analysis allowed the researchers to find the exact sources of the methane: it was produced by microbiological activity on the glacier bed. When methane comes into contact with oxygen it normally combines to form carbon dioxide. However, at Sólheimajökull, when the meltwater reaches the bed of the glacier it comes into contact with gasses from the volcano. These gases lower the oxygen content in the water, allowing the methane produced to be dissolved and transported out of the glacier.

The ssientists believe that the volcano provides the conditions necessary for microbes to thrive and release methane into the meltwater. In other words, the geothermal heat turns the volcano into a giant incubator.

Researchers say that while the study only focuses on Sólheimajökull and Katla, there are many other ice-covered active volcanoes that could produce methane in a similar way. The team now hopes to carry out similar research in Greenland or Antarctica. If large geothermal areas beneath these ice sheets produce methane like in Iceland, and if global warming continues at its current rate, the consequences could be concerning. The increased amount of meltwater produced in a warming world will access the bed of the glacier. This may encourage greater connectivity with volcanic and geothermal areas buried beneath the ice. A hydrologically connected geothermal area means the methane can escape to the atmosphere rather than being trapped beneath the ice.

Source : Newsweek.

Eau de fonte du Sólheimajökull (Photo: C. Grandpey)