Étiquette : pergélisol

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

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

Photo: C. Grandpey

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

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

Incendie zombie dans l’Arctique (Presse canadienne)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Le dégel 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.