Nouveau cratère en Sibérie // New crater in Siberia

Un article du Siberian Times informe ses lecteurs qu’un nouveau cratère s’est ouvert la semaine dernière dans la péninsule russe de Yamal, avec des blocs de terre et de glace qui ont été projetés à des centaines de mètres de distance.
Le nouveau gouffre récemment formé est le 17ème du genre – et considéré comme le plus grand –  à s’être formé dans la Péninsule de Yamal depuis que le phénomène a été observé pour la première fois en 2014. Le nouveau cratère été découvert par hasard depuis un hélicoptère par une équipe de la télévision de Vesti Yamal qui passait par là
https://youtu.be/q3fQok8iQ94

Un groupe de scientifiques s’est ensuite rendu sur place pour examiner le grand cratère cylindrique qui présente une profondeur d’une cinquantaine de mètres. On pense que ces cratères parfois en forme d’entonnoir se forment par accumulation de méthane dans les poches de dégel du pergélisol.
Ces phénomènes géologiques ont été baptisés hydrolaccolithes ou bulgunnyakhs par les scientifiques car avant d’exploser, ils présentent un type de relief basé sur des buttes, elles-mêmes baptisées pingos. Ce sont des collines de glace recouvertes de terre et qui se rencontre dans les régions arctiques, subarctiques et antarctiques. Ces pingos explosent lorsque le méthane s’accumule sous une épaisse calotte de glace.
Des scientifiques russes ont affirmé que les activités humaines, comme les forages de gaz dans la Péninsule de Yamal, pourraient être un facteur déclencheur des explosions. Ces mêmes scientifiques sont préoccupés par le risque de catastrophes écologiques si des pingos se forment à proximité d’un gazoduc, d’une installation de production gazière ou de zones habitées. Dans un certain nombre d’endroits, les pingos – comme on le peut le voir sur les images satellites et sur le terrain – supportent littéralement des conduites de gaz.
Vous verrez d’autres cratères sur cette page du Siberian Times.
https://siberiantimes.com/other/others/news/giant-new-50-metre-deep-crater-opens-up-in-arctic-tundra/

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An article in The Siberian Times informs its readers that a new massive sinkhole opened up last week in the Russian Yamal Peninsula, with blocks of soil and ice thrown hundreds of metres from the hole.

The recently-formed new sinkhole is the 17th – and considered the largest – such hole to form in the Yamal Peninsula since the phenomenon was first observed in 2014. It was initially spotted by chance from the air by a Vesti Yamal TV crew.

https://youtu.be/q3fQok8iQ94

A group of scientists then made an expedition to examine the large cylindrical crater which has a depth of up to 50 metres. Such funnels are believed to be caused by the build up of methane gas in pockets of thawing permafrost under the surface.

These holes are called hydrolaccoliths or bulgunnyakhs by scientists because before exploding they form small hills also called pingos. Explosions have happened in swelling pingos which erupt when the gas builds up under a thick cap of ice.

Russian scientists previously claimed that human activities, like drilling for gas from the vast Yamal reserves could be a factor in the eruptions. They are concerned at the risk of ecological disasters if pingos build up close to a gas pipelines, production facilities or residential areas.  In a number of placess, pingos – as seen both from satellite data and on the field – literally prop up gas pipes.

More craters can be seen on this page of The Siberian Times.

https://siberiantimes.com/other/others/news/giant-new-50-metre-deep-crater-opens-up-in-arctic-tundra/

Vue du nouveau ‘cratère’ tel qu’il a été filmé par l’équipe de télévision Vesti Yamal au mois de juillet 2020.

Le dégel du pergélisol de la Sibérie à l’Alaska // Permafrost thawing from Siberia to Alaska

L’écroulement d’un  réservoir de mazout à Norilsk (Sibérie) à la fin du mois de mai 2020, et la pollution que l’accident a occasionnée, ont quelque peu réveillé les médias qui ont daigné consacrer quelques reportages à cette catastrophe environnementale. Il est à noter que les autorités russes ont été assez longues à admettre que l’écroulement de la citerne de carburant était dû au dégel du pergélisol. A cause du réchauffement climatique, le sol normalement gelé s’est affaissé sous le poids de la citerne, envoyant quelque 21 000 tonnes de mazout dans la nature. Par comparaison, le naufrage de l’Exxon Valdez avait libéré 37 000 tonnes de pétrole en Alaska en 1989.

Norilsk n’est pas un cas isolé et ce genre d’accident est appelé à se multiplier. On estime que la limite du pergélisol s’est déplacée de 130 km vers le nord au Québec entre 1960 et 2010. J’ai expliqué comment les installations gazières devaient être contrôlées et réajustées régulièrement dans la Péninsule de Yamal en Sibérie. Les fondations de l’usine Yamal LNG font appel à une ingénierie unique expliquée à cette adresse : https://www.ep.total.com/fr/domaines/gaz-naturel-liquefie/yamal-lng-decouvrir-notre-projet-en-russie/fondations-sur-permafrost

Le pergélisol recouvre la plus grande partie de l’Arctique, mais les infrastructures pétrolières ou gazières ne sont pas présentes partout. En Alaska, c’est le terminal pétrolier de Prudhoe Bay qui est le plus menacé. En 1978, le pergélisol à 20 mètres de profondeur à Prudhoe Bay avait une température de -8,7°C. En 2018, le température était montée à -5,2°C.
Les entreprises alaskiennes ont mis en place des stratégies pour faire face aux variations des températures saisonnières avec des unités de réfrigération souterraines pour maintenir la stabilité du sol. Mais l’impact du réchauffement se fera aussi sur les infrastructures environnantes, y compris la Dalton Highway, route non goudronnée (NDLR : aux multiples ornières ! Prudence si vous l’empruntez !) reliant les champs pétrolifères à l’intérieur de l’Alaska.

Les géologues expliquent que les risques de déversements d’hydrocarbures au Canada ne sont pas liés au dégel du pergélisol car il n’y a pas d’énormes réservoirs comme à Norilsk. En revanche, on parle de problèmes liés au trafic maritime qui va forcément augmenter dans l’Arctique avec la fonte de la glace de mer prévue pendant l’été à partir de 2040.

Quand on avance le risque de marée noire qui ne manquera pas d’apparaître avec l’intensification du trafic maritime dans l’Océan Arctique, certains font remarquer que les microbes ont une capacité étonnante de dégradation des hydrocarbures, malgré le froid. La grande inconnue sera toutefois la glace car on ne sait pas si les microbes seront aussi efficaces pour dégrader les couches d’hydrocarbures sur la glace.

Pour essayer de contrer le réchauffement climatique et le dégel du pergélisol, différentes techniques sont déjà mises en œuvre dans les villes avec la construction d’immeubles sur pilotis pour permettre la circulation de l’air. Une solution souvent envisagée est de pomper de l’air froid dans le sol durant l’hiver, pour accélérer le refroidissement saisonnier sous les infrastructures menacées.

L’un des points peu étudiés à propos du dégel du pergélisol est la formation de nappes d’eau souterraine, un phénomène inquiétant car la circulation souterraine de l’eau pourrait accélérer le dégel du pergélisol et créer des affaissements importants. On a vu apparaître brutalement des thermokarsts, affaissements de sols localisés, très spectaculaires, faisant souvent des dizaines de mètres de large et plusieurs mètres de profondeur, au milieu des terres arctiques.

Source : Presse canadienne.

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The collapse of an oil tank in Norilsk (Siberia) at the end of May 2020, and the pollution the accident caused, have somewhat woken up the media, that have accepted to devote a few reports to this environmental disaster. It should be noted that the Russian authorities took quite a while to admit that the collapse of the fuel tank was due to the thawing of permafrost. Due to global warming, the normally frozen ground sank under the weight of the tank, sending some 21,000 tonnes of fuel oil into the wild. By comparison, the sinking of  Exxon Valdez released 37,000 tonnes of oil in Alaska in 1989.
Norilsk is not an isolated case and such accidents are set to multiply. It is estimated that the permafrost limit shifted 130 km northward in Quebec between 1960 and 2010. I explained how gas installations have to be checked and readjusted regularly in the Yamal Peninsula in Siberia. The foundations of the Yamal LNG factory use unique engineering explained at this address: https://www.ep.total.com/fr/domaines/gaz-naturel-liquefie/yamal-lng-decouvrir-notre-projet-en-russie/fondations-sur-permafrost

Permafrost covers most of the Arctic, but oil and gas infrastructure is not everywhere. In Alaska, the Prudhoe Bay oil terminal is the most threatened. In 1978, the permafrost 20 meters deep at Prudhoe Bay had a temperature of -8.7°C. In 2018, the temperature rose to -5.2°C.
Alaskan companies have strategies in place to deal with seasonal temperature variations with underground refrigeration units to maintain soil stability. But the impact of global warming will also be on the surrounding infrastructures, including the Dalton Highway, a gravel road (Editor’s note: with multiple potholes! Be careful if you drive on it!) connecting the oil fields to the interior of Alaska .
Geologists explain that the risk of oil spills in Canada is unrelated to thawing permafrost because there are no huge tanks like in Norilsk. The problems will rather be related to maritime traffic which will inevitably increase in the Arctic with the melting of sea ice expected during the summer from 2040.
When one puts forward the risk of an oil spill which will inevitably appear with the intensification of maritime traffic in the Arctic Ocean, some point out that microbes have an astonishing capacity for degrading oil, despite the cold. The big unknown, however, will be the ice because it is not known whether the microbes will be as effective in breaking down the oil layers on the ice.
To try to face global warming and the thawing of permafrost, different techniques are already implemented in cities with the construction of buildings on stilts to allow air circulation. A solution often considered is to pump cold air into the ground during winter, to speed up seasonal cooling under threatened infrastructure.
One of the little-studied points about thawing permafrost is the formation of underground water pockets, a disturbing phenomenon because the underground circulation of water could accelerate the thawing of permafrost and create significant subsidence. We have seen the sudden appearance of thermokarsts, localized, dut very spectacular subsidence of soil, often tens of meters wide and several meters deep, in the middle of the Arctic tundra.
Source: Canadian Press.

Hausse de température du pergélisol à 20 m de profondeur à Prudhoe Bay (Alaska) entre 1979 et 2019 (Source : Université de Fairbanks)

Oléoduc transalaskien entre Prudhoe Bay au nord et Valdez au sud (Photo : C. Grandpey)

Thermokarst en Sibérie (Crédit photo : Wikipedia)

Le diesel de Norilsk (Sibérie) : une pollution à très long terme // Norilsk’s diesel (Siberia) : a long term pollution

Fin mai 2020, un réservoir de stockage de diesel s’est renversé à Norilsk (Sibérie) en raison du dégel du pergélisol. L’accident a répandu dans la nature 20 000 tonnes de mazout. Les vents violents qui soufflaient à ce moment-là ont favorisé sa propagation jusqu’à plus de 20 kilomètres de la source, contaminant au passage les rivières, les lacs et le sol à proximité. Il s’agit d’une catastrophe environnementale majeure aux conséquences graves et difficiles à évaluer.
Les biologistes qui étudient les écosystèmes arctiques s’inquiètent de l’impact à long terme de tout ce mazout sur un environnement où la vie a du mal à s’installer. Alors que les bactéries sont bien connues pour leur capacité à nettoyer les nappes d’hydrocarbures ailleurs dans le monde, dans l’Arctique c’est différent ; elles sont beaucoup moins nombreuses et leur activité est beaucoup plus lente, ce qui signifie que le diesel qui s’est répandu à Norilsk restera présent pendant des années, voire des décennies.
Le problème, c’est que le diesel de Norilsk est différent des autres, par exemple celui qui s’est échappé de l’Exxon Valdez à Valdez (Alaska) en 1989. A Valdez, il s’agissait de pétrole brut épais qui reste à la surface de l’eau de mer. Pour ce type de marée noire, les solutions de nettoyage sont bien connues. En revanche, à Norilsk, on a affaire à du gasoil plus fin et moins visqueux dans l’eau douce, ce qui rend le nettoyage plus difficile.
Le diesel contient entre 2 000 et 4 000 types d’hydrocarbures qui se décomposent de façon différente dans l’environnement. En règle générale, la moitié ou un peu plus peut s’évaporer en quelques heures ou quelques jours, ce qui peut causer des problèmes respiratoires à la population que se trouve à proximité.
D’autres éléments chimiques plus résistants peuvent adhérer aux algues et aux micro-organismes dans l’eau et couler en créant une boue toxique qui se dépose sur le lit d’une rivière ou d’un lac. On a l’impression que la contamination a disparu et qu’elle n’est plus une menace, mais ces boues peuvent persister pendant des mois ou des années.
Au bas de la chaîne alimentaire dans les rivières et les lacs, il y a des plantes microscopiques et des algues qui ont besoin de la lumière du soleil pour créer de l’énergie par la photosynthèse. Lorsque le pétrole pénètre dans l’eau pendant un accident comme celui de Norilsk, il reste à la surface et forme un écran qui bloque les rayons du soleil, de sorte que ces organismes diminuent rapidement en nombre. Le zooplancton qui s’en nourrit finit également par mourir.
Au départ, le pétrole recouvre les particules du sol, réduisant leur capacité à absorber l’eau et les nutriments ; cela affecte négativement les organismes dans le sol car ils sont incapables d’accéder à la nourriture et à l’eau essentielles à leur survie. Cette couverture huileuse peut rester des années car il est très difficile de s’en débarrasser. La seule solution est souvent de l’évacuer physiquement à l’aide de pelleteuses et bulldozers.
Dans les premiers jours de juillet, Nornickel, la société minière propriétaire du réservoir de diesel, a déclaré avoir retiré 185 000 tonnes de sol pollué qui ont été stockées sur place pour être décontaminées début septembre. Une fois « nettoyé », ce sol retrouvera probablement son emplacement d’origine. L’équivalent de 13 piscines olympiques d’eau contaminée par le diesel a été pompé de la rivière et acheminé vers un site industriel voisin où les produits chimiques nocifs seront mis à l’écart. L’eau «propre» sera probablement déversée dans la rivière.
De telles mesures ont le mérite d’avoir été prises, même si des toxines resteront probablement dans l’eau et le sol. Au fil des mois et des années, ces toxines s’accumuleront dans la chaîne alimentaire, à commencer par les organismes microscopiques, et finiront par causer des problèmes de santé à des organismes plus gros comme les poissons et les oiseaux.
Normalement, les conditions froides de l’Arctique font obstacle à l’activité microbienne et à la biodégradation. Cependant, la vague de chaleur récemment observée dans la région pourrait accélérer ce processus. Cela permettrait aux micro-organismes qui attaquent le pétrole de se développer, de se reproduire et de consommer ces contaminants plus rapidement qu’habituellement.

Le réservoir de stockage de diesel de Norilsk s’est renversé en raison du dégel rapide du pergélisol. Comme le pergélisol constitue la majeure partie du sol de cette partie de la Russie, la région est très sensible au réchauffement climatique. Comme je l’ai déjà écrit, la plupart des gisements de pétrole et de gaz dans l’Arctique russe sont menacés par l’instabilité des infrastructures. Sans réglementation plus stricte pour améliorer les infrastructures existantes, de nouveaux accidents sont susceptibles de se produire, avec d’importants phénomènes de pollution..
Source: The Conversation.

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In late May 2020, a diesel storage tank in Norilsk, Siberia, collapsed because of the thawing of permafrost and released 20,000 tonnes of diesel fuel into the environment. Strong winds caused the oil to spread more than 20 kilometres from the source, contaminating nearby rivers, lakes and the surrounding soil. This spill was a major disaster with serious implications.

Biologists who study Arctic ecosystems are worried about the long-term impacts of this diesel spill in an environment where life is limited. While bacteria are known to help clean up oil spills elsewhere in the world, in the Arctic, their numbers are low and their rate of activity is slow, which means that the Norilsk diesel will linger for years, if not decades.

The problem is that the Norilsk diesel is different from others like the one that came out of the Exxon Valdez in Valdez (Alaska) in 1989. The Valdez diesel involved thick crude oil that sits on the surface of seawater. For this sort of spills, clean-up practices are well known. On the contrary, the recent Norilsk spill involved thinner, less gloopy diesel oil in freshwater, making clean-up more difficult.

Diesel oil contains between 2,000 and 4,000 types of hydrocarbon which break down differently in the environment. Typically, 50% or more can evaporate within hours and days, possibly causing respiratory problems for people nearby.

Other, more resistant chemicals can bind with algae and microorganisms in the water and sink, creating a toxic sludge on the bed of the river or lake. This gives the impression that the contamination has been removed and is no longer a threat. However, this sludge can persist for months or years.

At the bottom of the food chain in rivers and lakes, there are microscopic plants and algae that need sunlight to create energy through photosynthesis. When oil enters the water during a spill, it sits on the surface and forms a screen that blocks the sunrays, so that these organisms rapidly decrease in number. Zooplankton  that feeds on them also eventually dies off.

Initially, oil coats soil particles, reducing their ability to absorb water and nutrients, negatively affecting soil organisms as they are unable to access food and water essential for survival. This oily coat can last for years as it is very hard to wash off, so often the soil has to be physically removed.

In the first days of July, Nornickel, the mining company that owned the storage tank, said it had removed 185,000 tonnes of contaminated soil. The polluted soil is being stored on site to be treated by early September. The “cleaned” soil will then likely be returned to its original site. The equivalent of 13 Olympic swimming pools of fuel-contaminated water has been pumped from the river to a nearby industrial site where harmful chemicals will be separated and the “clean” water will likely by returned to the river.

This is better than nothing, although toxins will likely remain in both the water and soil. Over months and years, these toxins will build up within the food chain, starting with the microscopic organisms and eventually causing health problems in larger organisms such as fish and birds.

Normally, cold Arctic conditions are an obstacle to microbial activity and biodegradation. However, the recently observed Arctic heatwave might speed up this process, enabling oil-degrading microorganisms to grow, reproduce and consume these contaminants more rapidly than normal.

The fuel tank in Norilsk collapsed due to rapidly thawing permafrost. With permafrost underlying most of Russia, the region is highly vulnerable to climate warming. As I put it before, most oil and gas extraction fields in the Russian Arctic are at risk of infrastructure instability. Without more stringent regulations to improve existing infrastructure, more spills are likely to occur, with more pollution.

Source : The Conversation.

Sur cette image satellite, on peut voir le mazout (en rouge foncé) se répandre dans la rivière Ambarnaya près de Norilsk (Source: European Space Agency)

Le dégel du pergélisol, une catastrophe annoncée

Je n’insisterai jamais assez sur les conséquences désastreuses du dégel du pergélisol, le sol gelé en permanence qui recouvrait jusqu’à ces dernières années les terres arctiques. J’ai en mémoire les récits des chercheurs d’or du Yukon canadien qui devaient briser le sol dur comme du béton pour essayer d’atteindre le minerai tant convoité. Aujourd’hui, leur tâche serait plus aisée car le permafrost – comme l’appelle les Anglo-saxons – est en en train de devenir une espèce en voie de disparition.

Chercheurs d’or dans le Klondike

Les vagues de chaleur à répétition qui affectent la Sibérie, avec des pointes à 38°C au cours du mois de juin 2020, devraient alerter l’opinion, mais elles restent au rang de faits divers dans les bulletins d’information. On parle beaucoup d’écologie, mais pas assez – à mon goût – du réchauffement climatique. Quand on en parlera vraiment, il sera trop tard !

En Sibérie orientale, la république de Yakoutie est le parfait exemple pour illustrer la catastrophe en cours et à venir. La totalité de ce territoire repose sur le pergélisol. La couche de sol gelé dépasse – ou plutôt dépassait – parfois 1000 mètres d’épaisseur. Aujourd’hui, la couche « active » du sol, celle qui est dégelée, atteint 3 mètres de profondeur. Cela pose un réel problème dans la vie quotidienne des Yakoutes, ne serait-ce que lors des enterrements. Les morts sont enterrés traditionnellement en été à 2 mètres sous terre, ce qui supposait, il n’y a pas si longtemps, de verser de l’eau bouillante pour dégeler les 50 derniers centimètres. Aujourd’hui, plus besoin de faire fondre la glace car la terre est déjà molle !

Yakoutie, ou République de Sakha (Source : Wikipedia)

Dans les zones non habitées, les effets du dégel du pergélisol sont parfaitement visibles. J’ai vu des portions de rivage de l’Océan Arctique qui s’étaient effondrées. En Alaska, ces glissements de terrain littoraux ont emporté des maisons. J’ai vu aussi des « forêts ivres » avec les troncs d’arbres inclinés en tous sens car le gel ne maintient plus les racines. Comme je l’ai indiqué à plusieurs reprises, ce dégel du pergélisol risque fort de libérer des microbes et des virus. Nous aurons tout intérêt à avoir de bonne s réserves de masques !!

 Forêt ivre dans le Yukon (Photo : C. Grandpey)

En milieu urbain, le dégel du permafrost est en train de poser des problèmes aux fondations des structures édifiées au cours des dernières décennies. A Yakoutsk, la capitale de la région, le sol gelé offrait un support de construction d’une dureté parfaite. Comme je l’ai expliqué précédemment, les constructions sont perchées sur des pilotis enfoncés dans le pergélisol. Sur la photo ci-dessous, on peut voir qu’un espace de 1 à 2 mètres est laissé vide entre le rez-de-chaussée et le sol 1) pour que la chaleur des habitations ne fasse pas fondre le sol en dessous, et 2) afin que l’air ambiant refroidisse la couche active de pergélisol. Jusqu’en l’an 2000, la loi obligeait les constructeurs à planter des pilotis de 8 mètres pour soutenir les immeubles. Avec le réchauffement climatique, ces immeubles, parfois de cinq étages, ne sont plus maintenus que sur les 5 derniers mètres et des fissures apparaissent dans les murs. Certains bâtiments se sont même effondrés. Plusieurs centaines de constructions ont été jugées «inhabitables» par les autorités et plusieurs dizaines d’entre elles doivent être détruites.

 Immeuble sur pilotis en Yakoutie (Crédit photo : Wikipedia)

L’enfoncement des pilotis dans le sol dégelé, c’est ce qui s’est passé à Norisk, au nord du Cercle polaire arctique. Une cuve de diesel qui n’était plus soutenue s’est déséquilibrée et a déversé son contenu dans une rivière en provoquant la pollution que l’on sait.

Le dégel du pergélisol affecte également les pistes des aéroports et le réseau routier qui doit être remis en état en permanence. Ainsi, la circulation est retardée par de très nombreux chantiers sur les routes d’Alaska.

 Effet du dégel du pergélisol sur les routes de l’Arctique. Etudes pour essayer d’y remédier (Photos : C. Grandpey)

Les structures industrielles sont elles aussi confrontées à de sérieux problèmes. Dans la péninsule de Yamal, il faut contrôler et corriger en permanence les déformations des gazoducs. Il ne faudrait pas oublier que les réserves de gaz naturel les plus importantes de Russie ont été découvertes dans cette péninsule. Elles sont actuellement exploitées par le géant gazier russe Gazprom. La péninsule est reliée à l’Europe par plusieurs gazoducs, dont le Yamal-Europe.

 Infrastructures gazières de Yamal (Crédit photo : Groupe Total)

Les autorités russes essayer de résoudre en urgence les problèmes provoqués par le dégel du pergélisol. Dans les zones habitées, des rangées de «thermosiphons» sont installées le long des immeubles les plus menacés (voir image ci-dessous). Ils ressemblent à des radiateurs inversés dont le pied est planté dans le sol. Ces appareils captent l’air froid ambiant et, grâce à un liquide de refroidissement, injectent du froid dans la couche active du pergélisol pour qu’elle regèle plus rapidement. Sans ces mesures, il y aurait un fort risque d’affaissements de terrain et d’effondrements de bâtiments.

 Fondations à thermosiphons verticaux à Inuvik (Canada) [Source  Wikimedia]

Avec la hausse des températures et la modification du climat, la Sibérie connaît des précipitations plus intenses qui provoquent des inondations. Les pluies anormalement importantes viennent de la fonte accélérée de la calotte glaciaire arctique qui ne recouvre plus l’océan. Les masses d’air humides venues du nord dérèglent le climat et décuplent les précipitations. Les habitations qui ont été envahies par l’eau pendant l’été n’ont pas le temps de sécher avant le retour du froid hivernal et tout doit être abandonné. Il n’y a pas de budget pour aider la population et le gouvernement de la république de Yakoutie n’est pas préparé pour faire face à ce genre de catastrophe.

A côté de ces inondations, on vient de voir que la chaleur qui dégèle le permafrost met également le feu à la végétation, avec des incendies qui couvent parfois tout l’hiver dans la tourbe de la toundra avant de se régénérer au printemps.

 Incendies en Sibérie (Satellite Copernicus Sentinel-2)

J’aimerais que ces quelques lignes attirent l’attention du public sur une catastrophe annoncée. Ce qui se passe en Sibérie et dans l’Arctique en général en ce moment aura forcément des répercussions sur nos latitudes. Il faudrait que nos gouvernants cessent de pratiquer la politique de l’autruche et voient un peu plus loin que le bout de leur nez…

On attend toujours que les COP ne se limitent pas seulement à des échanges de belles paroles et que des mesures concrètes et efficaces soient prises à l’échelle de la planète et non pas seulement à celle de la France où elles restent d’ailleurs quasiment inefficaces. Quid de la réduction du transport routier et du développement du ferroutage ? Quid des mesures incitatives pour utiliser des énergies alternatives ? En refusant trois des mesures proposées par la Convention citoyenne pour le climat, le Président Macron a montré clairement le poids des lobbies dans la politique climatique qu’il prétend entreprendre.

Exemple de ferroutage entre l’Allemagne et l’Italie (Crédit photo : Wikipedia)

Sources: Organes de presse nationale et internationale et observations personnelles dans l’Arctique.

Le pergélisol

Avec le réchauffement climatique, je fais souvent référence à la fonte du pergélisol – en anglais permafrost – et à ses conséquences pour la planète. Voici quelques informations sur ce sol gelé qui risque de donner naissance à bien des problèmes dans les prochaines années.

Qu’est-ce que le pergélisol ?

Le pergélisol désigne la partie du sol gelée en permanence au moins pendant deux ans, et de ce fait, imperméable. Il existe dans les hautes latitudes mais aussi dans les hautes altitudes où je le désigne sous l’appellation ‘permafrost de roche’. Le gel assure la stabilité des parois rocheuses et empêche leur effondrement.

Le pergélisol couvre officiellement 23,9% de la surface terrestre soit 22 790 000 km2 ou un quart des terres émergées de l’hémisphère Nord. Il occupe 90 % du Groenland, 80 % de l’Alaska, 50 % du Canada et de la Russie, plus particulièrement la Sibérie. Il est généralement permanent au-delà du 60ème degré de latitude, tandis que le pergélisol alpin est plus sporadique.

 Source : NASA

Structure du pergélisol :

Le pergélisol est constitué thermiquement de trois couches : la première dite « active » dégèle en été et peut atteindre jusqu’à deux ou trois mètres d’épaisseur ; la seconde, soumise à des fluctuations saisonnières mais constamment sous le point de congélation, constitue la partie du pergélisol stricto sensu et s’étend jusqu’à une profondeur de 10 à 15 mètres ; la troisième peut atteindre plusieurs centaines de mètres, voire dépasser le millier de mètres ; elle ne connaît pas de variation saisonnière de température et est constamment congelée. La température s’y élève en allant vers le bas sous l’influence des flux géothermique et atteint 0 °C à la limite basse du pergélisol.

 (Source : Geological Socoety London)

 Hausse des températures et effets sur le pergélisol :

Dans sa partie la plus méridionale, le pergélisol atteint une température proche de zéro en été et il pourrait rapidement dégeler. Les climatologues canadiens pensent que sa limite sud pourrait remonter de 500 km vers le nord en un siècle. Un peu plus vers le nord, seule la «couche active» gagnera de l’épaisseur en été, induisant une pousse de la végétation mais aussi des mouvements de terrain déterminant des phénomènes de « forêts ivres » où les racines des arbres ne sont plus maintenues par le gel. On observera des modifications hydrologiques et hydrographiques. Les tourbières boréales seront transformées en zones humides gorgées d’eau qui feront le bonheur des moustiques.

 Tourbière humide suite au dégel du permafrost en Alaska

(Photo : C. Grandpey)

C’est bien sûr la zone active, la plus superficielle qui est la plus sous la menace du réchauffement climatique. Elle varie selon l’altitude et la latitude, mais aussi dans l’espace et dans le temps au rythme des glaciations et réchauffements, parfois brutalement dès que l’enneigement recule et laisse apparaître un sol foncé qui capte la chaleur que l’albédo des glaces et neige renvoyaient vers le ciel. Cette zone est aujourd’hui généralement profonde de quelques centimètres à quelques décimètres. Dans les zones nordiques les constructions reposent aujourd’hui sur des pieux enfoncés à plusieurs mètres de profondeur, et il est recommandé de conserver un vide sous les maisons.

Exemple d’immeuble construit sur pilotis à cause du permafrost en Yakoutie

(Crédit photo: Wikipedia)

Effets du dégel du pergélisol sur les sols :

Dans les Alpes, le pergélisol se retrouve au-dessus de 2 500 mètres sur les ubacs, autrement dit sur les versants à l’ombre, par opposition aux adrets qui désignent les versants au soleil. Un dégel de ces zones de haute montagne peut provoquer des éboulements importants.

L’Office fédéral suisse de l’environnement a publié une carte et une liste actualisée des zones habitées particulièrement menacées. Les dangers d’éboulements existent surtout pour les localités – comme Zermatt – qui se situent au fond des vallées. Les effondrements peuvent être d’autant plus meurtriers que les dépôts de matériaux laissés par les effondrements peuvent être remobilisés par les fortes pluies et provoquer de très dangereuses laves torrentielles. Les villages suisses de Bondo et Chamoson ont été victimes de ce phénomène.

La fonte de la glace du pergélisol est également susceptible de créer des mouvements importants des sols. Cela risque de poser des problèmes à certaines infrastructures comme les oléoducs posés sans fondations sur ces sols. Des travaux de consolidation sont ainsi régulièrement effectués sur les installations gazières de la péninsule de Yamal en Sibérie.

Conséquences d’une lave torrentielle à Chamoson (Photo : C. Grandpey)

Le pergélisol : une bombe à retardement :

Le pergélisol arctique, qui renferme 1500 milliards de tonnes de gaz à effet de serre, soit environ deux fois plus que dans l’atmosphère, est considéré comme une bombe à retardement. Selon les indices publiés en 2019 dans la revue Nature, le pergélisol canadien fond avec une intensité qui n’était attendue dans certaines régions que vers 2090 ; à l’échelle mondiale sa vitesse de fonte implique un risque « imminent » d’emballement.

Le dégel du pergélisol permet aux bactéries de se développer, et avec la fonte du pergélisol les déchets organiques deviennent accessibles aux microbes qui produisent du CO2 et du méthane. Ainsi, il pourrait émettre à l’avenir environ 1,5 milliard de tonnes de gaz à effet de serre chaque année. On assiste à une boucle de rétroaction car les gaz à effet de serre accélèrent le réchauffement de la planète et le réchauffement de la planète augmente la fonte du pergélisol.

Dégel du pergélisol : la peur des virus :

Comme je l’ai indiqué à plusieurs reprises, le dégel du pergélisol est susceptible de libérer des virus, connus ou inconnus. En 2014, des scientifiques ont découvert dans le pergélisol deux virus géants, inoffensifs pour l’Homme, qu’ils ont réussi à réactiver. Cela prouve que si on est capable de ressusciter des virus âgés de 30 000 ans, il n’y a aucune raison pour que certains virus beaucoup plus embêtants pour les êtres vivants ne survivent pas également plus de 30 000 ans. En 2016, en Sibérie, un cadavre décongelé de renne a déclenché une épidémie d’anthrax qui a tué un enfant et décimé de nombreux troupeaux de rennes. Pour l’instant, la résurgence des virus se fait de manière locale, mais elle pourrait se répandre à l’ensemble de la planète. On vient de voir la catastrophe humaine, économique et sociale générée par le coronavirus.

Les rennes sont particulièrement exposés aux virus, mais aussi aux moustiques (Photo : C. Grandpey)

Le dégel du pergélisol et l’exploitation minière :

Des régions de Sibérie, auparavant désertiques et accessibles, recèlent d’importants gisements de gaz et de pétrole, ainsi que des métaux précieux comme l’or ou les diamants. Leur exploitation est en passe de devenir possible avec le réchauffement climatique. Des mines à ciel ouvert, d’une taille de 3 à 4 kilomètres de diamètre et jusqu’à un kilomètre de profondeur, ont été ouvertes pour exploiter ces gisements en retirant le pergélisol. Les bactériologistes mettent en garde sur ces exploitations à ciel ouvert où aucune précaution bactériologique n’est prise.

  Mine de diamant de Mirny en Sibérie (Crédit photo : Wikipedia)

 

Le permafrost est un puissant émetteur de carbone // Permafrost is a powerful carbon emitter

Quand je lis le titre d’un article publié sur le site web de la revue GEO, je me dis qu’il reste beaucoup à faire pour faire prendre conscience des effets du réchauffement climatique.

L’article est intitulé : « A cause du changement climatique, le sol gelé de l’Arctique serait devenu un émetteur de carbone. » Je suis désolé, mais l’utilisation du conditionnel est une grave erreur. Cela fait longtemps que j’attire l’attention sur les émissions de gaz à effet de serre (gaz carbonique et méthane) par le sol de la toundra, que ce soit en Sibérie, au Canada ou en Alaska.

L’auteur de l’article prend des précautions bien inutiles. Il écrit qu’« une nouvelle étude suggère qu’à cause de la hausse de températures, le sol gelé de l’Arctique serait devenu un émetteur de dioxyde de carbone. En hiver, il libèrerait désormais plus de gaz que les plantes de la région ne peuvent en absorber durant l’été. » Pas de doute possible, GEO est très en retard sur la réalité !

En lisant l’article, j’ai l’impression de lire un condensé des notes diffusées de puis des mois sur mon blog à propos de la fonte du permafrost, ou pergélisol. On nous rappelle que le sol arctique gelé en permanence constitue 24% des terres émergées de l’hémisphère nord et recouvre plus de 20 millions de kilomètres carrés. Depuis des dizaines de milliers d’années, les régions arctiques capturent le gaz carbonique pour le piéger en profondeur. D’après une étude parue en 2015, le pergélisol recèle quelque 1.700 milliards de tonnes de CO2, soit deux fois plus que la quantité présente dans l’atmosphère. A cause du changement climatique et de l’augmentation des températures, le pergélisol est maintenant devenu un émetteur de carbone. Il libère plus de CO2 en hiver que les plantes de la région ne peuvent en absorber durant l’été.

Jusqu’à ces dernières années, on pensait que la libération de carbone s’interrompait en hiver parce que les sols restaient gelés et que les bactéries n’étaient pas actives, mais des études récentes ont prouvé le contraire.

Comme je l’ai indiqué dans une note précédente, les scientifiques ont placé des capteurs de dioxyde de carbone au niveau de plus de 100 sites répartis à travers l’Arctique. D’octobre à avril, ces dispositifs ont collecté plus de 1.000 mesures qui ont permis d’évaluer les émissions de CO2 au niveau du pergélisol et d’établir des modèles. Les chercheurs ont constaté que la libération de CO2 varie selon le type de végétation mais est deux fois plus importante qu’évaluée par de précédentes études.

Pour calculer l’évolution du phénomène au fil des décennies, les scientifiques ont étendu les prédictions de leur modèle en considérant les conditions plus chaudes établies pour 2100 par différents scénarios du GIEC. Dans un scénario modéré où des efforts seraient mis en place, les émissions du pergélisol pourraient augmenter de 17%. En revanche, si aucun effort n’est mené, le phénomène pourrait croître de 41%.

L’article de GEO fait toutefois remarquer que cette étude n’est pas la première à dénoncer les conséquences de la fonte du pergélisol pour le climat. Les sols gelés de l’Arctique sont déjà qualifiés par certains de « bombe à retardement climatique », en raison de la quantité de méthane (CH4) qu’ils recèlent et peuvent libérer. Les cratères creusés dans la toundra sibérienne par les explosions de méthane sont la preuve de la puissance explosive de ce gaz dont le potentiel de réchauffement est environ 30 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone.

Pour terminer, l’article oublie de mentionner les conséquences que la fonte du permafrost pourrait avoir pour la santé. En fondant, le sol gelé risque de libérer des bactéries restées prisonnières pendant des décennies, voire des siècles. L’épidémie d’anthrax qui a touché des éleveurs de rennes en Sibérie il y a quelque mois n’est peut-être pas étrangère à ce phénomène.

Source : GEO.

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When I read the title of an article published on the website of the GEO magazine, I tell myself that much remains to be done to raise awareness of the effects of global warming.
The article is entitled: “Because of climate change, frozen ground in the Arctic may have become a carbon emitter.” I’m sorry, but using “may” is a big mistake. It has been a long time since I brought attention to greenhouse gas (carbon dioxide and methane) emissions from tundra soils, whether in Siberia, Canada or Alaska.
The author of the article takes useless precautions. He writes that « a new study suggests that because of rising temperatures, the frozen ground of the Arctic may have become a carbon dioxide emitter. In winter, it is likely to release more gas than plants in the region can absorb during the summer. No doubt, GEO is way behind reality!
While reading the article, I have the impression to read a summary of the posts released for months on my blog about the melting of permafrost. We are reminded that the permanently frozen Arctic soil constitutes 24% of the northern hemisphere’s land surface and covers more than 20 million square kilometres. For tens of thousands of years, Arctic regions have captured carbon dioxide to trap it at depth. According to a study published in 2015, permafrost contains some 1,700 billion tonnes of CO2, twice as much as the amount in the atmosphere. Due to climate change and increasing temperatures, permafrost has now become a carbon emitter. It releases more CO2 in winter than plants in the region can absorb during the summer.
Until recently, it was thought that carbon release stopped in the winter because soils remained frozen and bacteria were not active, but recent studies have shown the opposite.
As I mentioned in a previous posts, scientists have placed carbon dioxide sensors at more than 100 sites across the Arctic. From October to April, these devices collected more than 1,000 measurements that made it possible to evaluate CO2 emissions at the level of permafrost and to establish models. The researchers found that CO2 release varies by vegetation type, but is twice as large as assessed by previous studies.
To calculate the evolution of the phenomenon over decades, scientists have extended the predictions of their model by considering the warmer conditions set for 2100 by different IPCC scenarios. In a moderate scenario where efforts would be put in place, permafrost emissions could increase by 17%. On the other hand, if no effort is made, the phenomenon could grow by 41%.
However, the GEO article notes that this study is not the first to denounce the consequences of melting permafrost for the climate. The frozen soils of the Arctic are already qualified by some of the « climate time bomb » because of the amount of methane (CH4) they contain and can release. The craters dug in the Siberian tundra by methane explosions are proof of the explosive power of this gas whose potential for warming is about 30 times higher than that of carbon dioxide.
Finally, the article fails to mention the consequences that the melting of permafrost could have for health. By melting, frozen soil may release bacteria that have been trapped for decades or even centuries. The anthrax epidemic that affected reindeer herders in Siberia a few months ago may be linked to this phenomenon.
Source: GEO.

Photo: C. Grandpey

Source: The Siberian Times

Sibérie : Accélération de la fonte du permafrost // Siberia : Permafrost melting is accelerating

Pendant les cours de géographie de mon adolescence, les professeurs m’ont toujours appris que la Sibérie est la région du monde où le sol est gelé en permanence. Aujourd’hui, les informations en provenance de Russie nous indiquent que ce permafrost – ou pergélisol – est en train de fondre à une vitesse incroyable, avec des conséquences désastreuses pour l’environnement.

En République de Sakha, également appelée Yakoutie, dans le nord-est de la Sibérie, le réchauffement climatique provoque la fonte de sols jusqu’ici gelés toute l’année. La totalité de cette république grande comme 72 fois la Suisse, repose sur un permafrost d’une épaisseur dépassant parfois 1000 mètres. Où que l’on creuse le sol, même pendant le bref été sibérien, on atteint – ou plutôt on atteignait – une terre dure comme du béton. Aujourd’hui, la couche active, autrement dit celle qui est dégelée, descend jusqu’à 3 mètres de profondeur.

Les conséquences de ce dégel accéléré sont très spectaculaires: déformation du sol, érosion ultra rapide des berges de l’Océan Arctique, inondations, apparition de marais et de lacs engloutissant les pâturages, «forêts ivres» où les arbres s’inclinent de manière chaotique, réveil de microbes et bactéries centenaires capables de déclencher des épidémies .

La fonte du permafrost est visible jusqu’en milieu urbain. A Yakoutsk, la capitale de la région, le pergélisol offrait une fondation parfaite aux bâtiments. Toutes les constructions sont édifiées sur des pilotis plantés dans le pergélisol. Un espace de 1 à 2 mètres est laissé vide entre le rez-de-chaussée et le sol pour que la chaleur des habitations ne fasse pas fondre le sol qui les supporte, et afin que l’air glacial refroidisse la couche active. Jusqu’en 2000, la norme obligeait les constructeurs à planter des pilotis de 8 mètres pour les immeubles. Cela signifie qu’aujourd’hui, pendant plusieurs mois, ces constructions ne sont plus maintenues que sur les 5 derniers mètres. Les conséquences sont faciles à imaginer: des fissures lézardent des dizaines de bâtiments construits à l’époque soviétique et certains bâtiments se sont déjà effondrés. Officiellement, 331 constructions ont été déclarées «inutilisables» par les autorités. Seules 165 seront effectivement détruites, faute de financement. La presse locale a également signalé des affaissements de terrain durant l’été dernier.

Pour pallier le plus urgent, un système de thermosiphons en forme de Y a été installé le long des immeubles les plus menacés. Un thermosiphon est un dispositif de refroidissement qui abaisse la température du sol en faisant circuler un fluide caloporteur contenu dans une canalisation insérée dans le sol. Les thermosiphons ressemblent à des radiateurs inversés dont le pied est planté dans le sol.

Les maisons et les immeubles ne sont pas les seuls à souffrir de la fonte du permafrost. En devenant instable et mouvante, la couche active fait aussi se gondoler les voies de chemin de fer et les routes, phénomène que j’ai signalé à propos de la ville de Bethel, dans le nord de l’Alaska. Plus grave, les déformations subies par les gazoducs et les oléoducs occasionnent des fuites et donc une pollution  Cette situation a été observée dans la Péninsule de Yamal où des techniques innovantes sont constamment mises en oeuvre pour faire face à ce problème.

Le réchauffement climatique est très marqué dans le Grand Nord où la température actuelle dépasse de 3°C celle d’il y a trente ans. Cette hausse du mercure engendre des cercles vicieux dans un milieu très fragile. Le climat n’est plus aussi sec qu’autrefois. Au lieu de 40 mm de précipitations par an, on enregistre de nos jours une pluviométrie pouvant atteindre 80 mm en une seule journée. En conséquence, l’intensité des inondations est décuplée. Celles qui accompagnent habituellement la fonte des neiges à la fin du mois de mai, accélèrent l’érosion des bords de rivière. Une seconde vague d’inondations survient fin juillet à cause des pluies anormales. Le troisième épisode à la fin août est le plus sévère. Il est provoqué par les lacs qui débordent, avec des eaux noires résultant de la fonte du pergélisol, juste avant le retour de l’hiver. Les habitations n’ont pas le temps de sécher que le gel survient et tout doit être abandonné. Il n’y a pas de budget pour aider la population et le gouvernement de la République de Sakha n’est pas préparé pour ce genre de catastrophe.

Comme je l’ai indiqué à propos de l’Alaska, la fonte du permafrost affecte particulièrement la toundra qui couvre le nord de la Yakoutie. Dans le sud, la taïga résiste mieux au changement climatique mais, comme dans le Yukon canadien, on rencontre des « forêts ivres », avec des arbres qui s’inclinent dans tous les sens car leurs racines ne sont plus maintenues en place par le sol gelé. La taïga est également menacée par les incendies et par les coupes de bois excessives à des fins commerciales.

Avec la fonte du permafrost, on redoute le retour de microbes et de bactéries centenaires, voire millénaires. Toutefois, à part une épidémie d’anthrax signalée dans le nord de la Sibérie, le phénomène ne s’est pas vérifié.

Source : The Siberian Times.

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During the geography classes of my adolescence, teachers always taught me that Siberia was the region of the world where the ground was frozen permanently. Today, news reports from Russia tell us that the is melting at an incredible rate, with disastrous consequences for the environment.
In the Sakha Republic, also known as Yakutia, in north-eastern Siberia, global warming is causing the melting of soils that used to be frozen all year round. The totality of this republic, which is 72 times as large as Switzerland, rests on a permafrost of a thickness sometimes exceeding 1000 metres. Wherever one digs the ground, even during the brief Siberian summer, one reaches – or rather used to reach – a ground as hard as concrete. Today, the active layer, the one that is thawed, goes down to 3 metres deep.
The consequences of this accelerated thaw are very dramatic: deformation of the soil, ultra rapid erosion of the shores of the Arctic Ocean, floods, appearance of marshes and lakes engulfing pastures, « drunken forests » where the trees are bowing in a chaotic manner, awakening of century-old microbes and bacteria capable of triggering epidemics.
The melting of permafrost can be seen in urban areas. In Yakutsk, the capital of the region, the permafrost provided a perfect foundation for the buildings. All constructions are built on stilts planted in permafrost. A space of 1 to 2 metres is left empty between the groundfloor and the ground so that the heat of the houses does not melt the soil which supports them, and so that the icy air may cool the active layer. Until 2000, builders were required to plant 8-metre piles for the buildings. This means that today, for several months, these constructions are only maintained on the last 5 metres. The consequences are easy to imagine: fissures crack dozens of buildings built during the Soviet era and some buildings have already collapsed. Officially, 331 buildings were declared « unusable » by the authorities. Only 165 will actually be destroyed, for lack of funding. The local press also reported land subsidence last summer.
To overcome the most urgent situations, a Y-shaped thermosyphon system has been installed along the most endangered buildings. A thermosyphon is a cooling device that lowers the temperature of the soil by circulating a heat transfer fluid contained in a pipeline inserted in the ground. Thermosyphons look like inverted radiators whose feet are planted in the ground.
Houses and buildings are not the only ones to suffer from the melting of permafrost. As it is becoming unstable, the active layer is also distorting railroads and roads, a phenomenon I reported about the city of Bethel in northern Alaska. More serious, the deformations suffered by pipelines cause leaks and therefore pollution This situation was observed in the Yamal Peninsula where innovative techniques are constantly implemented to deal with this problem.
Global warming is very pronounced in the Far North, where the current temperature is 3 ° C higher than thirty years ago. This rise in temperatures creates vicious circles in a very fragile environment. The climate is not as dry as before. Instead of 40 mm of rainfall per year, rainfall today can reach up to 80 mm in one day. As a result, flood intensity is increased tenfold. The floods that usually accompany the melting of snow at the end of May, accelerate the erosion of river banks. A second wave of flooding occurs at the end of July due to abnormal rains. The third episode in late August is the most severe. It is caused by lakes that overflow, with black water resulting from melting permafrost, just before the return of winter. Houses did not have time to dry when the frost occurs and everything has to be abandoned. There is no budget to help the people and the government of the Republic of Sakha is not prepared for this kind of disaster.

As I put it about Alaska, permafrost melting affects the tundra that covers northern Yakutia. In the south, the taiga is more resilient to climate change but, as in the Canadian Yukon, there are « drunken forests », with trees bowing in all directions because their roots are no longer held in place by the frozen soil. The taiga is also threatened by fires and excessive logging for commercial purposes.
With the melting of permafrost, scientists fear the return of century-, or even millennium-old microbes and bacteria. However, apart from an outbreak of anthrax reported in northern Siberia, the phenomenon has not been confirmed.
Source: The Siberian Times.

Exemple d’immeuble construit sur pilotis à cause du permafrost (Crédit photo: Wikipedia)