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Le dégel du permafrost bouleverse l’Arctique (2ème partie) // Thawing permafrost disturbs Arctic (part two)

Au fil des décennies, voire des siècles, la neige en train de fondre s’infiltre dans les fissures du sol en formant des coins de glace.

Photo: C. Grandpey

Ces coins forment des creux dans le sol qui les surmonte. En effet, lorsqu’ils fondent, le sol au-dessus s’effondre. Le dégel des coins de glace a augmenté en raison du réchauffement climatique.

Dans de nombreuses régions arctiques, le dégel du pergélisol a également été accéléré par les incendies de forêt. Dans les régions arctiques de pergélisol, ils ont accéléré le dégel et l’effondrement vertical du sol gelé jusqu’à 80 ans après l’incendie. Étant donné que le réchauffement climatique et les perturbations causées par les incendies de forêt devraient augmenter à l’avenir, ils ne feront qu’accélérer le rythme de changement dans les paysages nordiques. [NDLR : À ces incendies de forêts,il faudrait ajouter les feux zombies qui continuent à se consumer insidieusement dans le sous-sol, même pendant la période hivernale.]
Les températures froides et les courtes saisons de croissance ont longtemps limité la décomposition des plantes mortes et de la matière organique dans les écosystèmes nordiques. De ce fait, près de 50 % du carbone organique mondial du sol était stocké dans ces sols gelés. Aujourd’hui, le dégel du pergélisol lui permet de se libérer.

Incendie zombie dans l’Arctique (Presse canadienne)

Les transitions abruptes que nous observons aujourd’hui – lacs devenant des bassins asséchés, toundra arbustive se transformant en étangs, forêts boréales de plaine devenant des zones humides – accéléreront non seulement la décomposition du carbone enfoui dans le pergélisol, mais aussi la décomposition de la végétation de surface qui disparaîtra dans des environnements saturés en eau.
Les modèles climatiques montrent que les impacts de telles transitions pourraient être désastreux. Par exemple, une modélisation récente publiée dans Nature Communications révèle que la dégradation du pergélisol et les bouleversements du paysage qui en découlent pourraient entraîner une multiplication par 12 des émissions de carbone dans un scénario de fort réchauffement d’ici la fin du siècle.
Cela est particulièrement important car on estime que le pergélisol contient deux fois plus de carbone que l’atmosphère à l’heure actuelle. La profondeur du pergélisol varie considérablement ; elle dépasse 900 mètres dans certaines parties de la Sibérie et 600 mètres dans le nord de l’Alaska, et diminue rapidement en se déplaçant vers le sud. Des études ont montré qu’une grande partie du pergélisol peu profond, de 3 mètres de profondeur ou moins, dégèlerait probablement dans sa totalité si le monde continuait sur sa trajectoire de réchauffement actuelle.

De plus, dans les environnements gorgés d’eau et dépourvus d’oxygène, les microbes produisent du méthane, un gaz à effet de serre puissant, 30 fois plus efficace pour réchauffer la planète que le dioxyde de carbone, bien qu’il ne reste pas aussi longtemps dans l’atmosphère.

L’ampleur du problème que le dégel du pergélisol est susceptible de poser pour le climat reste une question ouverte. Nous savons déjà qu’il libère des gaz à effet de serre. Les causes et les conséquences du dégel du pergélisol et des transitions paysagères associées sont des domaines de recherche actifs. Pour les personnes qui habitent dans ces régions, la disparitions des terres (utilisées pour l’élevage des rennes par exemple) et la déstabilisation des sols signifient qu’elle devront faire face à des risques et des coûts, notamment avec les dégâts causés aux routes et l’affaissement des bâtiments.

Source : Adapté d’un article paru dans The Conversation et relayé par Yahoo Actualités.

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Over decades to centuries, melting snow seeps into cracks in the soil, building up wedges of ice. These wedges cause troughs in the ground above them, creating the edges of polygons. As ice wedges melt, the ground above collapses. Overall rates of ice wedge thawing have increased in response to climate warming.

Across many Arctic regions, the thawing of permafrost has also been hastened by wildfire. Wildfires in Arctic permafrost regions increased the rate of thaw and vertical collapse of the frozen terrain for up to eight decades after fire. Because both climate warming and wildfire disturbance are projected to increase in the future, they may increase the rate of change in northern landscapes.

Cold temperatures and short growing seasons have long limited the decomposition of dead plants and organic matter in northern ecosystems. Because of this, nearly 50% of global soil organic carbon is stored in these frozen soils. [Editor’s note] In addition to these forest fires, we should add zombie fires which continue to burn insidiously underground, even during the winter period. Today, the thawing of the permafrost is allowing it to get free.

The abrupt transitions we are seeing today – lakes becoming drained basins, shrub tundra turning into ponds, lowland boreal forests becoming wetlands – will not only hasten the decomposition of buried permafrost carbon, but also the decomposition of above-ground vegetation as it collapses into water-saturated environments.

Climate models suggest the impacts of such transitions could be dire. For example, a recent modeling study published in Nature Communications suggested permafrost degradation and associated landscape collapse could result in a 12-fold increase in carbon losses in a scenario of strong warming by the end of the century.

This is particularly important because permafrost is estimated to hold twice as much carbon as the atmosphere today. Permafrost depths vary widely, exceeding 900 meters in parts of Siberia and 600 meters in northern Alaska, and rapidly decrease moving south. Studies have suggested that much of the shallow permafrost, 3 meters deep or less, would likely thaw if the world remains on its current warming trajectory.

What is more, in water-logged environments lacking oxygen, microbes produce methane, a potent greenhouse gas 30 times more effective at warming the planet than carbon dioxide, though it doesn’t stay in the atmosphere as long.

How big of a problem thawing permafrost is likely to become for the climate is an open question. We know it is releasing greenhouse gases now. But the causes and consequences of permafrost thaw and associated landscape transitions are active research frontiers. For people living in these areas, slumping land and destabilizing soil will mean living with the risks and costs, including buckling roads and sinking buildings.

Source : Adapted from an article in The Conversation via Yahoo News.

Le dégel inquiétant de la toundra // The worrying thaw of the tundra

Après avoir emprisonné du dioxyde de carbone (CO2) dans son sol gelé pendant des millénaires, la toundra arctique est en train de connaître une transformation spectaculaire, accélérée par de fréquents incendies de végétation qui la transforment en une source d’émissions de CO2. Elle émet désormais plus de carbone qu’elle n’en stocke, ce qui aggravera les effets du réchauffement climatique. C’est la conclusion du rapport 2024 sur l’Arctique de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Le rapport révèle que la température annuelle de l’air à la surface de l’Arctique en 2024 a été la deuxième plus chaude jamais enregistrée depuis 1900.
Le rapport se base sur la moyenne des observations effectuées et consignées entre 2001 et 2020. Ses auteurs expliquent que le réchauffement climatique exerce un double effet sur l’Arctique. S’il stimule la productivité et la croissance des plantes, ce qui élimine le dioxyde de carbone de l’atmosphère, il entraîne également une augmentation de la température de l’air à la surface qui provoque le dégel du pergélisol. Le dégel du permafrost libère du carbone auparavant piégé dans le sol gelé sous forme de dioxyde de carbone et de méthane – deux puissants gaz à effet de serre – par décomposition microbienne.

Photo: C. Grandpey

En 2024, l’Alaska a enregistré la deuxième plus chaude température du pergélisol jamais enregistrée. Le réchauffement climatique d’origine anthropique intensifie également les feux de de végétation dans les hautes latitudes ; ils ont augmenté en superficie brûlée, en intensité et en émissions de carbone associées. Ces incendies brûlent non seulement la végétation et la matière organique du sol, tout en libérant du carbone dans l’atmosphère, mais ils font disparaître également les couches isolantes du sol, ce qui accélère le dégel du pergélisol à long terme et les émissions de carbone qui y sont associées. Le rapport précise que depuis 2003, les émissions des feux de forêt dans l’Arctique ont atteint en moyenne 207 millions de tonnes de carbone par an. 2023 a été l’année où on a observé les feux de forêt les plus importantes jamais enregistrées.C’est en raison de ceux du Canada qui ont brûlé plus de deux fois plus de végétation que pendant toute autre année. Les incendies ont émis au Canada près de 400 millions de tonnes de carbone, soit plus de deux fois et demie les émissions en provenance de tous les autres secteurs.

Les feux ‘zombies’ viennent s’ajouter aux incendies de végétation traditionnels (Crédit photo: The Siberian Times)

Les températures plus chaudes ont également un impact sur la faune sauvage. Le rapport révèle que le nombre de caribous a diminué de 65 % dans la toundra au cours des deux à trois dernières décennies. La chaleur estivale perturbe leurs déplacements et leurs conditions de vie, tout comme les changements dans les conditions de neige et de glace en hiver.

Rennes dans la toundra (Photo: C. Grandpey)

À côté de cela, les populations de phoques en Alaska restent en bonne santé. Le rapport n’a constaté aucun impact négatif à long terme sur la condition physique, l’âge de maturité, le nombre de grossesses ou la survie des petits parmi les quatre espèces de phoques vivant sur la banquise dans les mers de Béring, des Tchouktches et de Beaufort.
Source : NOAA, AFP.

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After locking carbon dioxide CO2) in its frozen soil for millennia, the Arctic tundra is undergoing a dramatic transformation, driven by frequent wildfires that are turning it into a net source of CO2 emissions. It is now emitting more carbon than it stores, which will worsen global warming impacts,This is the conclusion of the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)’s 2024 Arctic Report Card, which reveals that annual surface air temperatures in the Arctic in 2024 were the second-warmest on record since 1900.

The report is based on an average of observations recorded from 2001-2020. Its authors say that climate warming exerts dual effects on the Arctic. While it stimulates plant productivity and growth, which removes carbon dioxide from the atmosphere, it also leads to increased surface air temperatures that cause permafrost to thaw. Thawing permafrost releases carbon previously trapped in frozen soil as carbon dioxide and methane — two potent greenhouse gases — through microbial decomposition.

In 2024, Alaska recorded its second-warmest permafrost temperatures on record. Human-caused global warming is also intensifying high-latitude wildfires, which have increased in burned area, intensity, and associated carbon emissions. Wildfires not only combust vegetation and soil organic matter, releasing carbon into the atmosphere, but they also strip away insulating soil layers, accelerating long-term permafrost thaw and its associated carbon emissions. The report specifies that since 2003, circumpolar wildfire emissions have averaged 207 million tons of carbon annually. 2023, was the largest fire year on record due to Canadian wildfires, which burned more than twice any other year on record in Canada. The fires emitted nearly 400 million tons of carbon, more than two-and-a-half times the emissions from all other sectors in Canada combined.

Warmer temperatures are impacting wildlife too, with the report finding tundra caribou numbers have decreased by 65 percent over the past two to three decades. The summer heat is disrupting their movements and survival, alongside changes to winter snow and ice conditions.

Surprisingly, however, Alaska’s ice seal populations remain healthy. The report found no long-term negative impacts on body condition, age of maturity, pregnancy rates, or pup survival for the four species of ice seals inhabiting the Bering, Chukchi, and Beaufort seas.

Source : NOAA, AFP.

Chasse aux fuites de méthane dans le monde // Chasing methane leaks around the world

C’est bien connu : le méthane (CH4) est l’un des gaz à effet de serre les plus agressifs. Il ne reste dans l’atmosphère que pendant environ une décennie, mais il a un effet destructeur intense pendant cette période. Il est donc évident que le colmatage des fuites de méthane, en grand nombre sur Terre, aurait un effet immédiat. J’ai consacré plusieurs articles sur ce blog (juillet – août 2020) aux fuites de méthane au Canada, en Antarctique et en mer du Nord.
Grâce à de nouveaux moyens de surveillance depuis l’espace, les 1 300 sites les plus polluants ont été identifiés sur notre planète. Grâce aux instruments de surveillance satellitaire fournis par la société Kayrros, l’emplacement des sources exactes de pollution par le méthane,qui contribuent au réchauffement de la planète, a pu être enfin identifié. Jusqu’à présent, on savait mesurer la quantité de méthane dans l’atmosphère, mais on peut désormais savoir exactement d’où vient ce gaz et par qui il est émis.
La surveillance de ces fuites polluantes a conduit Kayrros à contrôler des forages de gaz, des pipelines, des mines de charbon et des décharges dans des pays comme le Turkménistan, l’Inde, la Russie, l’Australie et les États-Unis.
Le colmatage de toutes ces fuites pourrait ralentir considérablement et rapidement la hausse des températures, tout en améliorant la qualité de l’air et la santé de la population. Les chercheurs issus d’universités comme le MIT font de gros efforts pour développer des moyens de capturer le méthane qui s’échappe de l’atmosphère.
Les États-Unis ont récemment mis en œuvre des politiques de surveillance et de réparation destinées à réduire les fuites de méthane. Elles devraient permettre d’éliminer 58 millions de tonnes de gaz toxiques sur 15 ans. En outre, plus de 150 gouvernements ont rejoint le Global Methane Pledge dont le but est de réduire la production de méthane de 30 % d’ici 2030. En cas de succès, cette initiative pourrait rapidement freiner la hausse des températures et éviter plus de 250 000 décès liés aux vagues de chaleur chaque année, comme le prévoit l’Organisation mondiale de la santé (OMS).
Avec une meilleure connaissance, grâce aux satellites, des emplacements exacts des fuites de méthane, les prochaines années pourraient permettre d’avoir une atmosphère moins polluée. Kayrros a l’intention de développer l’accès aux données climatiques et d’obtenir une meilleure connaissance des dégâts causés par le méthane. Cela permettra aussi de repérer les nombreux gouvernements et organisations qui sont dans l’incapacité de déclarer avec précision leurs émissions polluantes.
C’est une bonne nouvelle, mais d’autres efforts devront être déployés pour réduire les émissions – et donc les concentrations – de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère.

Exemple flagrant de fuite de méthane :

https://us.yahoo.com/news/methane-well-leaked-6-months-054744086.html

Source  : Yahoo Actualités.

 

Puits de gaz et de pétrole en Colombie Britannique, là où se concentrent les principales fuites de méthane au Canada (Source: The Conversation)

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It is well known that methane CH4) is one of the most aggressive greenhouse gases. It only lingers in the atmosphere for about a decade, but it has an intense effect during that time, so fixing methane leaks is immediately impactful. I have devoted several posts on this blog (July – August 2020) to methane leaks in Canada, Antarctica and the North sea

Thanks to new means of surveillance from space, the world’s 1,300 largest methane-polluting sites have been identified. The instruments were provided by the environmental intelligence company Kayrros.

Thanks to Kayrros’ satellite surveillance, the exact sources of potent planet-warming pollution are finally exposed. Previously, one could measure the amount of methane in the atmosphere, but now one can really know exactly where the gas is coming from.

The surveillance of these polluting leaks has led Kayrros to gas wells, pipelines, coal mines, and waste sites in countries like Turkmenistan, India, Russia, Australia, and the United States.

Simultaneously, plugged leaks can significantly slow near-term temperature rises while improving air quality and public health. Researchers at universities like MIT are also hard at work developing ways to capture escaped methane from the atmosphere.

The U.S. recently implemented national methane monitoring and repair policies, which are expected to eliminate 58 million tons of toxic gas over 15 years. Additionally, over 150 world governments have joined the Global Methane Pledge to cut methane output by 30% by 2030. If successful, the Pledge could quickly curb rising temperatures and prevent over 250,000 heat-related deaths annually, as projected by the World Health Organization.

With exact methane leak sources now in plain view from space, the path to a cooler future is getting brighter.

Kayrros intends to increase access to climate data and increase the basic knowledge and understanding of the harm methane does and of the failure of many governments and organizations to report their emissions of it accurately.

This is good news, but other efforts should be made to reduce emissions – and as such, concentrations – of carbon dioxyde (CO2) in the atmosphere.

A perfect example of methane leak :

https://us.yahoo.com/news/methane-well-leaked-6-months-054744086.html

Source : Yahoo News.

Le rebond isostatique au Groenland // Isostatic rebound in Greenland

Quand je lis des articles de la presse grand public à propos du réchauffement climatique et de ses conséquences, j’ai l’impression que cette situation est une découverte pour les journalistes, alors que je lance des messages d’alerte depuis longtemps sur ce blog. Le public met vraiment du temps à assimiler les conséquences de la hausse des températures !

Un article paru sur le site de France Info nous explique que « des petites îles apparaissent au Groenland à cause du changement climatique et de la fonte des calottes glacières. Alors que, dans de nombreux endroits du globe, la fonte des glaces contribue à faire monter le niveau de la mer et à submerger certaines zones, au Groenland : c’est l’inverse qui se produit. En fondant, la glace allège le poids qui repose sur le socle de ce territoire de 2, 2 millions de kilomètres carrés, et contribue à l’élévation du niveau du sol. »

Photo: C. Grandpey

Ce n’est pas nouveau. Il s’agit d’un phénomène appelé « rebond isostatique » que l’on observe également en Islande (voir, par exemple, ma note du 17 mai 2022). Dans ce pays, certains scientifiques se demandent même si l’allègement de la masse glaciaire au-dessus des volcans ne pourrait pas favoriser la remontée du magma. La fonte des glaciers étant un phénomène relativement récent, nous n’avons pas suffisamment de recul pour tirer des conclusions. Pour le moment, aucun événement éruptif significatif n’est venu corroborer cette hypothèse.

S’agissant du Groenland, des chercheurs de l’Institut de l’université technique du Danemark ont réussi à mesurer très précisément ce phénomène sur une période récente. En analysant les données d’un réseau d’une soixantaine de stations GPS situées le long des côtes groenlandaises, les scientifiques ont constaté que le socle rocheux s’est élevé de 20 cm en l’espace de 10 ans, entre 2013 et 2023. Cela fait donc deux mètres d’élévation en un siècle. (NDLR : cela suppose que le rebond isostatique a commencé dans les décennies de début du 20ème siècle). Ce phénomène entraîne l’apparition de nouveaux îlots. Ce ne sont que des cailloux pour l’instant mais à terme, les chercheurs pensent que « la superficie totale du Groenland va augmenter, et ce phénomène est à mettre en lien avec le changement climatique dû aux activités humaines. »

Schéma illustrant le rebond isostatique (Source: https://profsvt.site)

Une autre découverte faite au Groenland révèle que, grâce à la présence d’une catégorie spécifique bactéries dans le sol, certaines zones sèches du Groenland absorbent du méthane. En moyenne depuis 20 ans, les zones sèches et non glacées du Groenland auraient absorbé sept fois plus de méthane que n’en ont rejeté les zones humides. L’île arctique est donc un puits pour le méthane, ce qui est plutôt une bonne nouvelle, même si cela est loin de compenser les émissions de méthane de la Sibérie, qui subit de son côté le dégel du permafrost, un sujet que j’ai abordé dans plusieurs notes sur ce blog.

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When I read articles from the general press about global warming and its consequences, I have the feeling that this situation is a discovery for journalists, even though I have been warning for a long time on this blog. The population is really taking time to assimilate the consequences of rising temperatures!
An article published on the France Info website explains that “small islands are appearing in Greenland because of climate change and the melting of the ice caps. While in many places around the world melting ice contributes to rising sea levels and submerging certain areas, in Greenland the opposite is happening. By melting, the ice lightens the weight resting on the bedrock of this territory of 2.2 million square kilometers, and contributes to the rise in ground level. »
This is not new. This is a phenomenon called “isostatic rebound” which is also observed in Iceland (see, for example, my post of May 17th, 2022). In this country, some scientists even wonder if the reduction of the glacial mass above volcanoes could not favour the ascent of magma. The melting of glaciers being a relatively recent phenomenon, we do not have enough hindsight to draw conclusions. For the moment, no significant eruptive event has corroborated this hypothesis.
Regarding Greenland, researchers from the Institute of the Technical University of Denmark have succeeded in measuring this phenomenon very precisely over a recent period. By analyzing data from a network of around sixty GPS stations located along the Greenlandic coast, scientists found that the bedrock has risen by 20 cm in the space of 10 years, between 2013 and 2023. That’s two meters of elevation in a century. (Editor’s note: This assumes that the isostatic rebound began in the early decades of the 20th century). This phenomenon has led to the appearance of new islets. These are only pebbles for the moment, but in the long term, the researchers believe that « the total surface area of Greenland will increase, and this phenomenon is linked to climate change caused by human activities. »

Another discovery made in Greenland reveals that, thanks to the presence of a specific category of bacteria in the soil, certain dry areas of Greenland absorb methane. On average over the past 20 years, dry, ice-free areas of Greenland have absorbed seven times more methane than wet areas have released. The Arctic island is therefore a sink for methane, which is rather good news, even if it is far from compensating the methane emissions from Siberia, which is undergoing the thaw of permafrost, a subject that I I have discussed in several posts on this blog.