L’Everest et le réchauffement climatique // Mt Everest and global warming

Comme je l’ai écrit dans des notes précédentes, bien qu’étant la plus haute montagne du monde, l’Everest (8 848,86 m) subit lui aussi les effets du changement climatique. Les glaciers fondent et rendent les cadavres d’alpinistes qui ont été pris dans des avalanches ou sont tombés dans de profondes crevasses. Une récente mission scientifique a révélé que la situation est encore plus inquiétante que prévu.

Selon deux nouvelles études publiées en novembre 2020 dans iScience et One Earth, la pression atmosphérique près du sommet de l’Everest tend à augmenter, avec plus d’oxygène pour pouvoir respirer, tandis les glaciers fondent à une vitesse encore jamais observée et laissent échapper de plus en plus d’eau de fonte. En conséquence, ces changements auront un impact sur les alpinistes qui escaladent la montagne et les populations locales dans les vallées himalayennes.

Pour obtenir plus d’informations sur l’Everest, une expédition a été organisée en 2019. Elle regroupait 34 scientifiques dont la mission était de collecter des données glaciologiques et météorologiques en installant les stations météorologiques les plus hautes du monde.

Dans une étude publiée dans iScience, l’équipe scientifique explique que la pression atmosphérique sur l’Everest fluctue depuis les années 1970. Jusqu’à présent, seule une poignée d’alpinistes a réussi à gravir l’Everest sans avoir recours à des bouteilles d’oxygène. Mais cela pourrait changer dans les prochaines années car le changement climatique provoque une plus grande densité de l’air, avec davantage d’oxygène disponible à très haute altitude. Les scientifiques expliquent que lorsque la température augmente, les molécules se déplacent plus rapidement. Lorsqu’elles commencent à entrer en collision, la pression augmente. Une hausse de la pression signifie plus de molécules, avec davantage d’oxygène disponible pour pouvoir respirer.

Pour analyser les changements atmosphériques, les chercheurs ont collecté des données fournies par les stations météorologiques qu’ils ont installées lors de l’expédition sur l’Everest en 2019. Ils ont couplé les dernières données fournies par les stations aux analyses fournies par le Centre européen de prévisions météorologiques à moyen terme. Ainsi, ils ont pu reconstituer le climat de l’Everest de 1979 à 2020. Les scientifiques ont ensuite utilisé les données climatiques pour modéliser l’évolution de l’atmosphère autour de l’Everest au fil du temps et voir comment elle continuera à changer avec le réchauffement de la planète. Les modèles montrent que si les températures globales augmentent de 2 degrés Celsius au-dessus des niveaux préindustriels – une situation probable dès 2050 – la disponibilité en oxygène sur l’Everest augmentera de 5%. Cela suffit à faire la différence entre la vie et la mort pour un alpiniste qui escalade les dernières pentes de la montagne.

L’équipe scientifique a été surprise de constater avec quelle vitesse la pression atmosphérique pouvait varier sur l’Everest. Un jour, l’air au sommet peut être respirable sans apport d’oxygène supplémentaire; quelques jours plus tard, la pression atmosphérique peut plonger de façon spectaculaire, rendant la montagne impossible à gravir.

Si les changements atmosphériques sur l’Everest ne sont pas visibles à l’œil nu, l’impact du changement climatique sur les glaciers est impressionnant. Les sommets qui montraient une belle blancheur avec la neige et la glace sont maintenant tous noirs. En outre, les inondations causées par la fonte des glaciers – rares dans le passé – se produisent désormais plus fréquemment et sont imprévisibles.

L’étude publiée en novembre 2020 dans One Earth explique que les glaciers ont beaucoup reculé depuis les années 1960, parfois de 150 mètres dans certaines régions. Les scientifiques de la dernière expédition ont étudié 79 glaciers, dont le glacier de Khumbu, le plus haut glacier du monde. Ils ont constaté qu’entre 2009 et 2018, les glaciers ont reculé presque deux fois plus vite que dans les années 1960. Certaines observations révèlent qu’ils ont parfois perdu la moitié de leur épaisseur depuis les années 1960.

La fonte des glaciers himalayens est provoquée par une augmentation d’un degré Celsius de la température moyenne de 2000 à 2016, par rapport à la moyenne entre 1975 et 2000. Bien que la hausse des températures soit la principale cause du recul et de l’amincissement des glaciers himalayens, d’autres facteurs majeurs doivent être pris en compte. Au fur et à mesure que les glaciers reculent, ils laissent souvent derrière eux des débris rocheux et mettent à nu leur encaissant. Les roches ainsi exposées absorbent plus de rayonnement solaire, ce qui fait fondre la glace à proximité. L’eau de fonte s’infiltre ensuite dans les orifices creusés par le recul des glaciers, ce qui donne naissance à de petits étangs En fin de compte, ces petits étangs se regroupent et forment de vastes lacs glaciaires. C’est ainsi que plus de 400 nouveaux lacs se sont formés entre 1990 et 2015. Comme je l’ai déjà écrit, ces lacs sont parfois maintenus en place par des moraines fragiles qui peuvent s’éventrer et déclencher des inondations dévastatrices.

En plus des 18 communautés qui vivent au pied de l’Everest, près de deux milliards de personnes dépendent de la chaîne himalayenne pour leur approvisionnement en eau. La fonte accélérée des glaciers met en péril cette source en eau et menace la vie et les moyens de subsistance de près d’un cinquième de la population mondiale. Bien qu’une fonte plus rapide des glaciers puisse signifier plus d’eau, cela ne sera que temporaire.

Source: Smithsonian Magazine.

L’étude n’en parle pas, mais il est bien évident que si le sommet de l’Everest est accessible sans apport d’oxygène supplémentaire dans les prochaines années, de plus en plus d’expéditions auront envie d’atteindre le toit du monde, avec la pollution que cela suppose. J’ai déjà attiré l’attention sur les tonnes de détritus que les sherpas redescendent dans les vallées chaque année…

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As I put it in previous posts, although being the highest mountain in the world, Mt Everest (8,848.86 m) undergoes the effects of climate change. The glaciers are melting and giving back the corpses of climbers who were caught in avalanches or fell into deep crevices. However, a recent scientific mission has revealed that the situation is more worrisome than predicted.

According to two new studies published in November 2020 in iScience and One Earth, the air pressure near Everest’s summit is rising, making more oxygen available to breathe, and glaciers are melting at unprecedented rates, leading to more meltwater. As a consequence, the changes will impact climbers scaling the mountain and local people who live in the Himalayan valleys.

To learn more about Mt Everest, an expedition was set up in 2019. It included 34 scientists whose mission was to collect glaciological and meteorological data by installing the highest weather stations in the world.

In a study published in iScience, the scientific team documented how the atmospheric pressure on Everest has fluctuated since the 1970s. Up to now, only a handful of mountaineers managed to climb the mountain without supplemental oxygen. But that may get easier in the future as climate change is causing the air to slowly thicken, which means more oxygen is available at higher altitudes. The scientists explain that when temperature rises, molecules move faster. When they start to collide with each other, pressure increases. More pressure means more molecules, making more oxygen available to breathe.

To analyze the changes in the atmosphere, the researchers collected data provided by the weather stations they installed on the Everest expedition in 2019. They coupled their latest data with analyses provided by the European Centre for Medium Range Weather Forecasting. Thus, they were able to reconstruct what the climate was like on Everest from 1979 to 2020.

The scientists then used the climate data to model how the atmosphere around Everest has changed over time and how it will continue to change as the planet warms. Their models suggest that if global temperatures increase by 2 degrees Celsius above pre-industrial levels – a situation likely as early as 2050 – the maximum rate of oxygen consumption on Everest will increase by 5 percent. This is enough to make a difference between life and death for a mountaineer climbing Mt Everest’s last hundreds of metres.

The scientific team was surprised when they saw haw fast the atmospheric pressure can vary on Everest. In the same way, the climate can vary remarkably within a span of a few days. On one day, the air at the summit can feel breathable without supplemental oxygen; a few days later, the atmospheric pressure can plunge dramatically, making the mountain impossible to climb.

If atmospheric changes on Everest are not visible to the naked eye, the impact of climate change on glaciers is impressive. Summits that used to look white with the snow and the ice are now all black. Besides, the floods caused by melting glaciers – which were rare in the past – are now happening more frequent and are unpredictable.

The study published in November 2020 in One Earth explains that glaciers have thinned dramatically since the 1960s, in some areas by as much as 150 metres. The scientists in the last expedition studied 79 glaciers, including the Khumbu Glacier, the highest glacier in the world. They found that between 2009 and 2018, glaciers thinned at nearly twice the rate that they did in the 1960s. Some estimates suggest that a few glaciers have areas that have lost half of their thickness since the 1960s.

The melting of Himalayan glaciers is caused by a one degree Celsius increase in average temperature from 2000 to 2016, compared with the average between 1975 and 2000.

Although rising temperatures are the primary drivers of glacier thinning, other major factors are at play. As the glaciers retreat, they often leave behind them rocky debris and expose bare cliffs on the mountainsides. The exposed rocks absorb more radiation from the sun, melting the adjacent ice. The melted water then seeps into the troughs created by the retreating glaciers, creating small ponds. The ponds melt the surrounding ice, and more water fills the ponds. Ultimately, clusters of ponds join up and form huge glacial lakes. As a result, more than 400 new lakes formed between 1990 and 2015. As I put it before, these lakes are sometimes kept in place by fragile moraines that can break open and trigger devastating floods.

In addition to the 18 local communities residing in the Himalayas, nearly two billion people depend on the mountain range for a source of freshwater. As melting accelerates, it puts that once-steady source of water in jeopardy, threatening the lives and livelihoods of nearly a fifth of the world’s population. Although faster melting might mean more water, this will only be temporary.  .

Source : Smithsonian Magazine.

The study does not mention it, but it is quite obvious that if the summit of Everest is accessible without an additional oxygen supply in the coming years, more and more expeditions will want to reach the roof of the world, with the pollution that this implies. I have already drawn attention to the tons of rubbish that Sherpas bring down into the valleys every year …

Vue du sommet de l’Everest (Crédit photo : Wikipedia)

Glaciers himalayens vus depuis l’espace (Source : NASA)

Volcanisme stratosphérique et isotopes du sulfate // Stratospheric volcanism and sulphate isotopes

Dans les archives glaciaires, les éruptions volcaniques du passé sont associées à des pics de concentration de sulfate. Pour estimer la contribution volcanique aux variations climatiques passées, il est nécessaire de pouvoir faire la différence, dans ces enregistrements, entre les éruptions stratosphériques, à fort impact climatique, et les éruptions troposphériques, d’impact faible et local. L’étude des isotopes du sulfate (soufre et oxygène), permet de faire cette distinction et d’établir un inventaire des éruptions stratosphériques enregistrées à Dôme C, Antarctique, sur les 2600 dernières années. Cette étude a été réalisée par l’Institut des géosciences de l’environnement de l’Université de Grenoble et le Laboratoire de géologie de Lyon.

La glace polaire est la meilleure archive en terme de paléovolcanisme. Les reconstructions du volcanisme passé se basant sur l’analyse des carottes de glace sont nombreuses. Elles permettent d’estimer l’effet refroidissant du volcanisme et ses conséquences climatiques, dû aux interactions entre aérosols d’acide sulfurique d’origine volcanique, et le rayonnement solaire incident.

Différencier, dans les enregistrements volcaniques polaires, les éruptions troposphériques des éruptions stratosphériques (à forte conséquence climatique) est crucial pour estimer l’impact climatique naturel exercé par le volcanisme dans le passé. La découverte d’une signature isotopique particulière sur le sulfate volcanique formé dans la stratosphère a permis d’établir une reconstruction des éruptions stratosphériques enregistrées à Dôme C, Antarctique, sur les 2600 dernières années.

Jusqu’alors, les reconstructions volcaniques ont été faites à partir d’enregistrements volcaniques bipolaires (carottes de glace issues d’Antarctique et du Groenland), et reposent sur le principe qu’une éruption stratosphérique, à fort impact climatique, entraîne un dépôt global de sulfate, mis en évidence par comparaison de carottes de glace de pôles opposés. Les émissions soufrées issues d’une éruption dite troposphérique ont, quant à elles, une faible durée de vie dans cette basse couche de l’atmosphère, et leur incidence climatique reste négligeable. Cette approche, dite bipolaire, nécessite une excellente synchronisation et datation des carottes de glace entre elles.

En 2010-2011, 5 carottes de glace de 100 mètres de long ont été collectées à Dôme C en Antarctique et ensuite rapatriées à Grenoble. Ces carottes ont été analysées et échantillonnées dans le but de reconstruire une histoire du volcanisme stratosphérique des 2600 dernières années, par la méthode isotopique.

Cette première reconstruction des éruptions stratosphériques par la méthode isotopique fournit une validation indépendante des reconstructions antérieures. Elle met en évidence des évènements stratosphériques de hautes latitudes, non bipolaires mais néanmoins significatifs d’un point de vue climatique. Il arrive en effet que les aérosols issus d’une éruption stratosphérique localisée dans les hautes latitudes se cantonnent à un seul hémisphère. L’analyse isotopique révèle également, en profondeur, des signaux troposphériques jusqu’alors considérés comme bipolaires. Elle permet donc d’affiner les précédentes reconstructions.

Tandis que l’analyse isotopique du soufre renseigne sur la nature de l’éruption, l’analyse isotopique de l’oxygène révèle un effondrement du traceur suite à deux éruptions majeures. Cette évolution du signal isotopique reflète soit une altitude d’injection particulièrement importante, soit un épuisement de l’ozone atmosphérique, provoqué par une large injection de composés halogénés.

Etendue à d’autres régions et d’autres types de sites, cette approche isotopique constitue un outil intéressant pour affiner et compléter les reconstructions du volcanisme passé, et à terme, pour mieux quantifier l’impact du volcanisme sur le climat.

Source : Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble (OSUG).

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In glacial records, volcanic eruptions of the past are associated with peaks of sulphate concentration. To estimate the volcanic contribution to past climatic variations, it is necessary to be able to make a diffrence, in these recordings, between stratospheric eruptions, with high climatic impact, and tropospheric eruptions, of weak and local impact. The study of sulphate isotopes (sulphur and oxygen) makes it possible to make this distinction and to establish an inventory of the stratospheric eruptions recorded at Dome C, Antarctica, over the last 2600 years. This study was carried out by the Institute of Environmental Geosciences of Grenoble University and the Geology Laboratory of Lyon.
Polar ice is the best archive in terms of paleovolcanism. The reconstructions of past volcanism based on the analysis of ice cores are numerous. They make it possible to estimate the cooling effect of volcanism and its climatic consequences, due to the interactions between sulphuric acid aerosols of volcanic origin, and the incident solar radiation.
Differentiating in polar volcanic recordings tropospheric eruptions from stratospheric (high climatic) eruptions is crucial for estimating the natural climatic impact of volcanism in the past. The discovery of a particular isotopic signature on the volcanic sulphate formed in the stratosphere has made it possible to establish a reconstruction of the stratospheric eruptions recorded at Dome C, Antarctic, over the last 2600 years.
Up to now, volcanic reconstructions have been made from bipolar volcanic records (ice cores from Antarctica and Greenland), and are based on the premise that a stratospheric, climate-impacting eruption results in a global sulphate deposition, highlighted by comparison of ice cores from opposite poles. The sulphur emissions resulting from a so-called tropospheric eruption have, for their part, a short life in this low layer of the atmosphere, and their climatic incidence remains negligible. This so-called bipolar approach requires excellent synchronization and dating of the ice cores.
In 2010-2011, five 100-meter-long ice cores were collected at Dome C in Antarctica and then repatriated to Grenoble. These cores were analyzed and sampled with the aim of reconstructing a history of stratospheric volcanism of the last 2600 years by the isotopic method.
This first reconstruction of stratospheric eruptions by the isotopic method provides an independent validation of previous reconstructions. It highlights stratospheric events of high latitudes, non-bipolar but nevertheless significant from a climatic point of view. Aerosols from a stratospheric eruption located in high latitudes may be confined to a single hemisphere. Isotopic analysis also reveals, in depth, tropospheric signals previously considered as bipolar. It allows to refine previous reconstructions.
While isotopic analysis of sulphur provides information on the nature of the eruption, isotopic analysis of oxygen reveals a collapse of the tracer after two major eruptions. This evolution of the isotopic signal reflects either a particularly high injection altitude, or a depletion of atmospheric ozone, caused by a large injection of halogenated compounds.
Extended to other regions and other types of sites, this isotopic approach is an interesting tool to refine and complete reconstructions of past volcanism, and ultimately to better quantify the impact of volcanism on the climate.
Source: Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble (OSUG).

L’analyse isotopique des sulfates volcaniques permet de différencier les éruptions stratosphériques (en rouge), à fort impact climatique, des éruptions troposphériques (en bleu), d’incidence climatique négligeable et locale. Les éruptions enregistrées à Dôme C (Antarctique) sur les 2600 dernières années sont majoritairement d’origine stratosphérique.