Étiquette : pergélisol

Le dégel du permafrost bouleverse l’Arctique (1ère partie)// Thawing permafrost disturbs Arctic (part one)

Au cours de ma conférence « Glaciers en péril », j’insiste sur l’impact du réchauffement climatique sur le pergélisol de l’Arctique dont le dégel bouleverse les paysages et la vie des habitants de cette partie du monde. Un article paru dans The Conversation développe tous ces aspects et résume bien la situation.

 

Terres recouvertes par le permafrost (Source: NASA)

Lors de mes voyages en Alaska, j’ai pu observer plusieurs éléments révélateurs du dégel du pergélisol. De nombreuses routes sont en mauvais état et certaines d’entre elles sont même gondolées. Certains bâtiments ont été construits sur pilotis pour permettre une meilleure circulation de l’air et ralentir le dégel du sol. Dans la nature, on voit parfois des « forêts ivres » car les racines des arbres ne sont plus maintenues par le sol gelé. Partout dans l’Arctique, de grands lacs, de plusieurs kilomètres carrés, ont également disparu en l’espace de quelques jours.

Photos: C. Grandpey

Photo: The Siberian Times

À mesure que les sols gelés se réchauffent, ils se déstabilisent, défaisant et révélant un tissu qui a façonné ces écosystèmes dynamiques au fil des millénaires. Sous la surface, lorsque le sol dégèle, les microbes commencent à se nourrir de matière organique qui a séjourné dans les sols gelés pendant des millénaires. Ces microbes libèrent du dioxyde de carbone et du méthane, de puissants gaz à effet de serre. Lorsque ces gaz s’échappent dans l’atmosphère, ils réchauffent encore plus le climat, créant une boucle de rétroaction.

La disparition de grands lacs, d’une superficie de plusieurs kilomètres carrés, est l’un des exemples les plus frappants de la transition subie ces dernières années par les paysages arctiques. Les lacs se vident latéralement à mesure que se développent des canaux de drainage plus larges et plus profonds, ou verticalement par l’intermédiaire de taliks, couches de sol dégelé durant toute l’année, qui se trouvent au milieu d’une zone de pergélisol, et qui favorisent l’évacuation de l’eau de ces lacs. On a maintenant la preuve que les eaux de surface dans les régions de pergélisol sont en train de se réduire. Le phénomène s’accentue avec les saisons estivales plus chaudes et plus longues. Les drainages de lacs les plus catastrophiques ont été observés au cours des cinq dernières années dans le nord-ouest de l’Alaska. La disparition des lacs dans toutes les zones de pergélisol est susceptible d’affecter les moyens de subsistance des communautés autochtones.

Le dégel et la disparition du pergélisol provoquent également des affaissements de pans de montagnes et des glissements de terrain à un rythme croissant dans l’Arctique russe et nord-américain, avec des glissements de sol, de plantes et de débris.
Une nouvelle étude réalisée dans le nord de la Sibérie a révélé que les surfaces terrestres ainsi déstabilisées ont augmenté de plus de 300 % au cours des deux dernières décennies. D’autres études sont arrivées à des conclusions similaires dans le nord et le nord-ouest du Canada.

Glissement de terrain dans le sol arctique (Crédit photo: CNRS)

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

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During my conference « Glaciers at risk », I insist on the impact of global warming on the permafrost in the Arctic whose thawing is upsetting the landscapes and the lives of people in that part of the world. An article released in The Conversation develops all these aspects and gives a good summary of the situation.

When I travelled in Alaska, I could observe several features revealing the thawing of the permafrost. Many roads are in bad repair and some of them are even undulating. Some buildings have been built on stilts to allow a better circulation of the air beneath them and slow down the thawing of the frozn ground. In nature, one sometimes sees ‘drunken forests’ as the roots of the trees are no longer mainteined by the frozen ground. Across the Arctic, massive lakes, several square miles in size, have also disappeared in the span of a few days.

As the frozen soils warm, the ground destabilizes, unraveling the fabric that has shaped these dynamic ecosystems over millennia. Under the surface, when the ground thaws, microbes begin feasting on organic matter in soils that have been frozen for millennia. These microbes release carbon dioxide and methane, potent greenhouse gases. As those gases escape into the atmosphere, they further warm the climate, creating a feedback loop.

The disappearance of large lakes, multiple square kilometers in size, is one of the most striking examples of recent patterns of northern landscape transitions. The lakes are draining laterally as wider and deeper drainage channels develop, or vertically through taliks, where unfrozen soil under the lake gradually deepens until the permafrost is penetrated and the water drains away. There is now overwhelming evidence indicating that surface water across permafrost regions is declining. The phenomenon increases with warmer and longer summer seasons. The highest rates of catastrophic lake drainage were observed over the past five years in northwestern Alaska. The disappearance of lakes across the permafrost extent is likely to affect the livelihoods of Indigenous communities.

The thaw and collapse of buried glacial ice is also causing hillsides to slump, with landslides at increasing rates across the Russian and North American Arctic, sending soil, plants and debris downslope.

One new study in northern Siberia found that the disturbed land surfaces increased over 300% over the past two decades. Other studies reached similar conclusions in northern and northwestern Canada.

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

Les refuges de haute montagne en danger // High altitude refuges in danger

Dans une note publiée le 10 août 2021, j’expliquais que la fonte des glaciers et le dégel du permafrost de roche dans nos Alpes ont commencé à poser de gros problèmes, avec des effondrements spectaculaires de parois et une menace grandissante pour certaines infrastructures. J’ai expliqué comment, en Suisse, plusieurs supports de téléphériques ont dû être modifiés pour assurer une meilleure stabilité car le sol dégelé se dérobait sous les assises des pylônes. Je donnais l’exemple du refuge de la Pilatte, dans le massif des Ecrins (Alpes françaises) qui a été déstabilisé par la fonte d’un glacier. Il s’est fissuré au point de ne plus pouvoir recevoir randonneurs et alpinistes. Ce refuge n’est pas une exception et d’autres camps de base connaissent le même sort.

Vue du refuge de la Pilatte (Crédit photo: Oisans Tourisme)

Ce fut le cas du refuge des Cosmiques en 1998 quand une dalle de 600 mètres cubes a lâché prise, déstabilisant le bâtiment et nécessitant d’importants travaux de consolidation.

Vue du refuge des Cosmiques (Crédit photo : Wikipedia)

Même punition pour le bivouac des Périades dans le massif du Mont-Blanc. Il a bien failli basculer dans le vide, lui aussi, pour la même raison. Il s’est mis à pencher dangereusement quand quelques dizaines de mètres cubes de blocs ont bougé en aval en raison du réchauffement du permafrost. Pour ne pas le voir disparaître, un élan de solidarité a permis d’édifier un nouveau bivouac, identique mais mieux aménagé, à une quinzaine de mètres de là, sur une terrasse stable. Certains montagnards se demandent s’il faut accuser le réchauffement climatique. La réponse ne fait guère de doute lorsque l’on observe ce qui se passe ailleurs dans les Alpes dans des conditions identiques.

Aujourd’hui, c’est l’Autriche qui s’inquiète pour ses refuges de haute altitude. Le pays compte 272 refuges de ce type. Ils se retrouvent aujourd’hui en difficulté à cause du manque de personnel et, surtout, du réchauffement climatique. Les clubs alpins autrichiens, qui gèrent ces refuges, appellent les autorités à l’aide. Le refuge Seethaler est un bon exemple des difficultés des refuges face au réchauffement climatique. Il a en effet dû être entièrement reconstruit il y a cinq ans. Il y avait une gigantesque doline qui était gelée au moment de sa construction. Le réchauffement climatique a fait dégeler le pergélisol qui maintenait la structure en place. Le refuge s’est affaissé tout d’un coup de plusieurs mètres, il a donc fallu immédiatement y remédier.

Vue de la Seethalerhütte (Crédit photo : PREFA)

En Autriche comme ailleurs dans les Alpes, la hausse des températures va inciter les gens à grimper plus haut, dans l’espoir de trouver un peu de fraîcheur. Il faudra donc trouver des candidats pour les missions liées aux refuges. Ce sont des contraintes bien particulières et aujourd’hui, de moins en moins de jeunes veulent s’y confronter.

Ayant pu me rendre compte, au cours de mes pérégrinations, du drame qui se prépare, je lance régulièrement des alertes à mon petit niveau, bien conscient qu’elle tombent dans un océan de j’menfoutisme….

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In a post published on August 10th, 2021, I explained that the melting of glaciers and the thawing of rock permafrost in our Alps have started to pose major problems, with spectacular collapses of walls and a growing threat to certain infrastructures. I explained how, in Switzerland, several cable car supports had to be modified to ensure better stability because the thawed ground was giving way under the bases of the pylons. I gave the example of the Pilatte refuge, in the Ecrins massif (French Alps) which was destabilized by the melting of a glacier. It cracked to the point of no longer being able to accommodate hikers and mountaineers. This refuge is not an exception and other base camps are suffering the same fate. This was the case for the Cosmiques refuge in 1998 when a 600 cubic meter slab gave way, destabilizing the building and requiring major consolidation work. The same punishment was meted out to the Périades bivouac in the Mont Blanc massif. It almost fell into the void, too, for the same reason. It began to lean dangerously when a few dozen cubic meters of blocks moved downslope due to the warming of the permafrost. To prevent it from disappearing, a wave of solidarity made it possible to build a new bivouac, identical but better equipped, about fifteen meters away, on a stable terrace. Some mountaineers wonder whether global warming should be blamed. The answer is hardly in doubt when we look at what is happening elsewhere in the Alps under identical conditions.
Today, Austria is worrying about its high-altitude refuges. There are 272 such shelters in the country. They are now in difficulty due to a lack of staff and, above all, global warming. The Austrian Alpine Clubs, which manage these shelters, are calling on the authorities for help. The Seethaler shelter is a good example of the difficulties shelters are confronted with in the face of global warming. It had to be completely rebuilt five years ago. There was a gigantic sinkhole that was frozen when it was built. Global warming thawed the permafrost that held the structure in place. The shelter suddenly subsided by several meters ; this had to be remedied immediately.
In Austria, as elsewhere in the Alps, rising temperatures will encourage people to climb higher, in the hope of finding a bit of coolness. It will therefore be necessary to find candidates for the missions linked to the shelters. These are very specific constraints and today, fewer and fewer young people want to confront them.

Having been able to see, during my travels, the drama that is brewing, I regularly launch alerts at my own small level, well aware that they fall into an ocean of indifference…

Le mystère des cratères d’explosion en Sibérie peut-être résolu // The mystery of Siberia’s exploding craters may have been solved

Dans une note publiée le 3 juillet 2017, j’expliquais que deux nouveaux cratères étaient apparus en Sibérie sur la péninsule de Yamal, le dernier en date ayant explosé le 28 juin 2017. Ces nouveaux cratères venaient s’ajouter à quatre autres grandes cavités découvertes les années précédentes, ainsi qu’à des dizaines d’autres, plus petites, repérées par satellite. La formation des deux cratères avait entraîné une explosion suivie d’un incendie de végétation, signes évidents de l’éruption de poches de méthane sous la surface de la péninsule de Yamal.

En 2024, les scientifiques avancent une nouvelle explication aux explosions de cratères géants qui apparaissent de manière aléatoire dans le pergélisol sibérien. Ces cratères, qui atteignent 50 mètres de profondeur et 20 mètres de diamètre, qui ont été repérés pour la première fois en 2012, intriguent les scientifiques. Certains témoins expliquent que les explosions de ces cratères peuvent être entendues à 90 km de distance.
Dans une nouvelle étude, des scientifiques norvégiens expliquent que le gaz naturel chaud s’échappant de poches souterraines pourrait être à l’origine des explosions. Cela pourrait expliquer pourquoi les cratères n’apparaissent que dans des zones spécifiques de Sibérie.
Le pergélisol emprisonne beaucoup de matières organiques. À mesure que les températures augmentent, il dégèle, ce qui permet aux matériaux de se décomposer. Ce processus libère du méthane. C’est pourquoi les scientifiques ont tout d’abord pensé que le méthane percolant à travers le permafrost proprement dit était à l’origine des cratères. Cependant, cette théorie n’explique pas pourquoi ces cratères explosifs se trouvent dans des endroits bien précis.
Seuls huit de ces cratères ont été identifiés jusqu’à présent, tous dans une zone bien précise : les péninsules de Yamal et de Gydan en Sibérie occidentale, dans le nord de la Russie.

Les auteurs de l’étude pensent que la formation de cratères repose sur un mécanisme bien précis : le gaz naturel chaud, qui s’infiltre à travers une sorte de faille géologique, s’accumule sous la couche de sol gelé et réchauffe le pergélisol par en dessous. Ce panache de gaz chaud fait fondre le pergélisol par le bas, ce qui le fragilise et le rend plus susceptible de s’effondrer. Une explosion ne peut se produire que si le pergélisol est suffisamment mince et faible pour lâcher prise. Par ailleurs, à la surface, la hausse des températures fait fondre la couche supérieure du pergélisol. Ce double ensemble de facteurs crée les conditions idéales pour que le gaz soit libéré soudainement, déclenchant soit une explosion, soit un « effondrement mécanique » provoqué par le gaz sous pression. C’est ce processus qui crée le cratère. La région regorge de réserves de gaz naturel, ce qui conforte la théorie décrite dans l’étude.

Source: The Siberian Times

D’autres cratères ont pu se former et disparaître avec le temps lorsque l’eau et le sol à proximité se sont effondrés pour combler le vide laissé par les cavités. L’image satellite de la péninsule de Yamal montre qu’il existe des milliers de dépressions en forme de plaques rondes. La plupart d’entre elles, voire la totalité, sont peut-être des thermokarsts (dépressions et affaissements du sol dus au dégel du pergélisol), mais il pourrait également s’agir de cratères antérieurs.
Même si l’idée est intéressante, il faudra davantage de preuves pour démontrer que ces réserves de gaz s’accumulent sous le pergélisol. Si l’hypothèse s’avère correcte, elle pourrait entraîner une révision des modèles climatiques. Le méthane est un puissant gaz à effet de serre. Cela pourrait signifier que les cratères agissent comme d’immenses cheminées par lesquelles le gaz nocif serait soudainement libéré dans l’atmosphère.
Cependant, si ce phénomène n’existe que dans une zone très limitée, il se peut que son impact soit infime à l’échelle mondiale. Même s’il est probable qu’un énorme volume de méthane est stocké dans le sous-sol, on ne sait pas exactement quelle quantité pourrait en être évacuée en surface. La priorité est de comprendre quelle quantité de méthane s’échappe naturellement au travers de ces cratères, puis de comparer cette quantité. à celle réellement présente dans le pergélisol. Les scientifiques auront alors une idée plus réaliste du volume susceptible d’être rejeté dans l’atmosphère en raison du réchauffement climatique.

Source : Yahoo Actualités, Business Insider.

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In a post published on July 3rd, 2017, I explained that two new craters had appeared in Siberia on the Yamal peninsula, with the latest exploding on June 28th. These new craters added to four other big holes found in recent years, plus dozens of tiny ones spotted by satellite. The formation of both craters involved an explosion followed by fire, obvious signs of the eruption of methane gas pockets under the Yamal surface.

In 2024, scientists are putting forward a new explanation for the giant exploding craters that have been randomly appearing in the Siberian permafrost. These craters, reaching 50 meters in depth and 20 meters in width, were first spotted in 2012 and have been puzzling scientists since that time. Some reports have suggested the explosions of these craters can be heard 90 km away.

In a new study, Norwegian scientists are proposing that hot natural gas seeping from underground reserves might be behind the explosions. This could explain why the craters are only appearing in specific areas in Siberia.

Permafrost traps a lot of organic material. As temperatures rise, it thaws, allowing that mulch to decompose. That process releases methane. This is why scientists had naturally proposed the methane seeping from the permafrost itself was behind the craters. However, this theory does not explain why the so-called exploding craters are so localized.

Only eight of these craters have been identified so far, all within a very specific area: the Western Siberian Yamal and Gydan peninsulas in Northern Russia. The authors of the study suggest there is a mechanism at play : hot natural gas, seeping up through some kind of geological fault, is building up under the frozen layer of soil and heating the permafrost from below. Those hot gas plumes help thaw the permafrost from the bottom, making it weaker and more likely to collapse. This explosion can only happen if the permafrost is thin and weak enough to break. Rising temperatures melt the upper layer of the permafrost at the same time. This creates the perfect conditions for the gas to be freed suddenly, triggering either an explosion or a « mechanical collapse » caused by the gas, which is under pressure. That creates the crater. The area is rife with natural gas reserves, which lines up with the study’ theory.

According to the scientist’s model, more of these craters could have been created and have since disappeared as nearby water and soil fell in to fill the gap. The satellite image of the Yamal Peninsula shows that there are thousands of these round plate-like depressions. Most or all of them could have been thermokarsts, but potentially they could also be earlier craters that have formed.

While the idea has merit, more evidence will be needed to show these reserves of gas are building under the permafrost. If the hypothesis is found to be correct, this could spell trouble for climate models. Methane is a potent greenhouse gas. This could mean the craters are acting like huge chimneys through which the damaging chemical could be freed suddenly into the atmosphere,

However, if this phenomenon only exists in this very limited area, it may be that the impact is minute on a global scale. While there is likely a large amount of methane stored in underground reserves, it is not clear how much of that could get out.A priority is to understand first and foremost how much methane is naturally leaking from these kind of systems, and then compare that to how much methane is actually within the permafrost for organic matter. Then, scientists will have a more realistic idea of how much can be released because of global warming.

Source : Yahoo News, Business Insider.

Le méthane du Svalbard, un autre danger pour la planète // Svalbard methane, another danger for the planet

On sait depuis longtemps que le pergélisol arctique, c’est-à-dire le sol gelé pendant au moins deux ans, cache d’énormes quantités de méthane. Si le sol gelé fondait, cela libérerait d’énormes quantités de ce puissant gaz à effet de serre dans l’atmosphère.
Parmi les régions arctiques, le Svalbard est un archipel norvégien situé au plus profond du cercle polaire et à seulement 800 kilomètres du pôle Nord. Les missions qui impliquent de forer dans le sol gelé à la recherche de combustibles fossiles ont souvent touché des poches de gaz naturel par accident, mais l’étendue de ces réserves était inconnue.

Les auteurs d’une étude publiée en décembre 2023 dans la revue Frontiers in Earth Science ont utilisé des données historiques provenant de forages commerciaux et scientifiques pour cartographier le pergélisol dans tout le Svalbard et localiser ces réserves de gaz naturel. Les chercheurs ont découvert que les gisements riches en méthane sont beaucoup plus répandus qu’on ne le pense dans l’archipel. Étant donné que des îles ont une histoire géologique et glaciaire similaire à celle du reste de la région arctique, il pourrait en être de même pour d’autres endroits couverts de pergélisol près du pôle Nord.
L’empreinte du pergélisol au Svalbard n’est pas uniforme et son imperméabilité au méthane n’est pas la même partout. Les zones côtières ont une croûte de sol gelé plus fine en raison de la chaleur apportée par les courants océaniques, tandis que le pergélisol des basses terres est épais et saturé de glace, ce qui signifie qu’il possède de très bonnes propriétés d’étanchéité et peut retenir le gaz sous terre. Dans les hautes terres, le pergélisol est plus floconneux et plus perméable en raison des conditions sèches.
De plus, les chercheurs ont découvert que la base du pergélisol est irrégulière et ondulée, ce qui crée des poches entre le pergélisol et la géologie sous-jacente où les gaz provenant de sources biologiques et non biologiques peuvent s’accumuler et être piégés. Si ce sceau de pergélisol – appelé « capuchon cryogénique » dans l’étude – se  désintégrait, cela pourrait déclencher une réaction en chaîne dans laquelle le fort effet de réchauffement du méthane ferait fondre davantage de pergélisol et libérerait encore plus de gaz. Cette boucle de rétroaction accélérerait encore davantage le réchauffement, la fonte et les émissions de méthane.

À l’heure actuelle, les fuites sous le pergélisol sont très faibles, mais des facteurs tels que le retrait des glaciers et le dégel du pergélisol pourraient faire apparaître ce problème à l’avenir.

On sait que sous ces sols gelés se trouvent au moins de 1 700 milliards de tonnes de méthane. Un chiffre qui a de quoi effrayer. Car si le méthane reste bien moins longtemps dans l’atmosphère que le CO2 (une dizaine d’années contre une centaine d’années pour le dioxyde de carbone), il est 84 fois plus puissant les premières années ou il se libère dans l’atmosphère.

Source  : Médias d’information internationaux.

A noter dans l’émission « Les trains pas comme les autres » sur la chaîne France 5 une très bonne séquence, assez surprenante, consacrée au Svalbard.

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Peu de gens le savent, mais il existe au Svalbard une Réserve mondiale de semences – the Svalbard Global Seed Vault. C’est une chambre forte souterraine destinée à conserver dans un lieu sécurisé des graines de toutes les cultures vivrières de la planète et ainsi de préserver la diversité génétique. Abritant près d’un million de variétés, cette Réserve offre un filet de sécurité face aux catastrophes naturelles, aux guerres, au changement climatique, ou encore aux maladies.

Source: Wikipedia

Ce site a été choisi parce que le climat et la géologie du Spitzberg représentent un environnement idéal pour un tel projet de conservation. Le problème, c’est qu’aujourd’hui, avec la hausse globale des températures, la Réserve a chaud, trop chaud. En 2016, une poussée du mercure a bouleversé l’environnement autour de l’ancienne mine de charbon en faisant fondre le pergélisol. Or ce sol, normalement gelé en permanence, est censé contribuer à maintenir à la température idéale de -18°C à l’intérieur de la chambre forte.

En réaction à cette situation inquiétante, la Norvège a débloqué une dizaine de millions d’euros pour améliorer les conditions de conservation des précieuses graines. Le tunnel d’accès a été renforcé et un local a été érigé à proximité du site pour abriter le matériel technique et éloigner toute source de chaleur susceptible de contribuer à une nouvelle fonte du pergélisol.

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It has been known for a log time that the Artic permafrost, or ground that remains frozen for at least two years, is hiding huge quantities of methane. Should the frozen ground thaw, it would release huge quantities of this powerful greenhouse gas into the atmosphere.

Among the Arctic regions, Svalbard is a Norwegian archipelago located deep inside the Arctic Circle and just 800 kilometers from the North Pole. Missions that involve drilling into the frozen soil in search of fossil fuels often hit pockets of natural gas by accident, but the extent of these reserves was unknown.

The authors of a study published in December 2023 in the journal Frontiers in Earth Science used historical data from commercial and scientific boreholes to map the permafrost throughout Svalbard and pinpoint these stores of natural gas. The researchers found deposits rich in methane are much more common than thought on the islands. Given that the archipelago has a similar geological and glacial history to the rest of the Arctic region, the same could be true of other permafrost-covered locations near the North Pole.

The permafrost seal on Svalbard is not uniform. Coastal areas have a thinner crust of frozen soil due to the warmth brought by ocean currents, whereas permafrost in the lowlands is thick and saturated with ice, meaning it has extremely good sealing properties and can keep the gas underground. In the highlands, the permafrost is flakier and more permeable due to dry conditions.

Theresearchers found that the base of permafrost is undulating, which creates pockets between the permafrost and the underlying geology where gas from biological and non-biological sources can accumulate and become trapped. Should this permafrost seal disintegrate, it could set off a chain reaction in which the methane’s strong warming effect would thaw more permafrost and release even more gas. This feedback loop would further accelerate warming, melting and methane emissions.

At present, the leakage from below permafrost is very low, but factors such as glacial retreat and permafrost thawing may ‘lift the lid’ on this in the future.

It is known that beneath these frozen soils are at least 1.7 trillion tons of methane. A frightening figure. Because if methane stays in the atmosphere much shorter than CO2 (around ten years compared to around a hundred years for carbon dioxide), it is 84 times more powerful in the first years when it is released into the atmosphere.

Source : International news media.

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Few people know it, but there is in Svalbard the Svalbard Global Seed Vault. It is an underground vault intended to store the seeds of all the planet’s food crops in a secure location and thus preserve genetic diversity. Home to nearly a million species, this Reserve offers a safety net against natural disasters, wars, climate change and even disease.
This site was chosen because the climate and geology of Spitsbergen represent an ideal environment for such a conservation project. The problem is that today, with the global rise in temperatures, the Reserve is hot, too hot. In 2016, a temperature rise disrupted the environment around the former coal mine by melting the permafrost. This ground, normally permanently frozen, is supposed to help maintain the ideal temperature of -18°C inside the vault.
In response to this worrying situation, Norway has released around ten million euros to improve the conservation conditions of the precious seeds. The access tunnel was reinforced and a room was erected near the site to house the technical equipment and keep away any heat source likely to contribute to further melting of the permafrost.