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Tourbières, permafrost et gaz à effet de serre // Peatlands, permafrost and greenhouse gases

Le nombre et l’intensité des incendies de forêt ont augmenté, notamment dans l’Arctique, en raison du réchauffement climatique et devraient s’aggraver avec le temps. En plus de détériorer la qualité de l’air et de détruire des régions entières, ces incendies contribuent également à l’accélération du réchauffement climatique sur Terre. En effet, le feu s’attaque aux tourbières et aux zones de pergélisol, ce qui peut avoir des conséquences catastrophiques.
Les tourbières sont des écosystèmes de zones humides dans lesquels la terre gorgées d’eau empêche la décomposition complète des matières végétales. On les rencontre sur tous les continents et sous tous les climats et, parce qu’elles sont constituées de matière organique, elles ont piégé de grandes quantités de dioxyde de carbone. De nombreuses tourbières sont restées gelées pendant des milliers d’années dans le permafrost. On estime que près de 20 % des zones de pergélisol stockent près de 50 % du carbone du sol dans cet écosystème, ce qui correspond à près de 10 % du stockage de carbone dans le sol à l’échelle de la planète
Les tourbières sont d’énormes puits de carbone sur Terre car elles absorbent et stockent du carbone depuis des dizaines de milliers d’années. Les tourbières gelées, en particulier, retiennent près de 40 milliards de tonnes de carbone. Elles constituent une bombe à retardement à cause du réchauffement climatique et des incendies de végétation qui sont devenus de plus en plus fréquents. Les humains sont également responsables car ils ont drainé et asséché les tourbières à des fins agricoles ou forestières. En plus de cela, El Niño apporte un temps encore plus chaud et sec de sorte que les incendies peuvent devenir incontrôlables, alimentés par la tourbe, pendant des semaines ou plus.
Dans plusieurs notes sur la Sibérie, j’ai expliqué que les températures plus chaudes ont provoqué des « incendies zombies », autrement dit des incendies qui se propagent sous terre et qui peuvent brûler pendant des mois. Ces incendies brûlent plus lentement que les incendies de forêt classiques et ont tendance à se propager en profondeur et latéralement dans le sol.
A mesure que les incendies se déplacent vers le nord, les sols tourbeux brûlent à un rythme accéléré. Dans le même temps, la tourbe en brûlant fait disparaître la couche isolante du pergélisol.
La destruction des tourbières peut entraîner le rejet de milliards de tonnes de carbone dans l’atmosphère, aggravant ainsi la crise climatique. De plus, les incendies peuvent faire dégeler le pergélisol et déclencher une cascade de processus microbiens qui peuvent également générer des gaz à effet de serre. Le problème le plus inquiétant est que le carbone mettra encore au moins 1 000 ans pour revenir dans la tourbe.
En fin de compte, on assiste à la perte de carbone due au feu et au dégel du permafrost, ce qui aboutit à un changement rapide de la couverture terrestre par la végétation. Les scientifiques expliquent que si nous ne rétablissons pas cet écosystème afin de le rendre au moins neutre en carbone et éventuellement le faire redevenir un puits de carbone, les tourbières et les zones de pergélisol deviendront de puissantes sources d’émissions de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.
Source : Yahoo Actualités.

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The number and intensity of wildfires have increased, especially in the Arctic, due to global warming and are expected to worsen over time. Along with ruining air quality and causing destruction, wildfires also play a part in worsening global warming in general. Indeed, the burning damages peatlands and permafrost peatlands, which could have catastrophic outcomes.

Peatlands are terrestrial wetland ecosystems in which waterlogged conditions prevent plant material from fully decomposing. They are located on every continent and climate and because they are made up of organic matter have trapped lots of carbon dioxide. Many peatlands have been frozen over thousands of years in permafrost . Nearly 20% of the permafrost areas store nearly 50% of soil carbon of the permafrost ecosystem, which corresponds to nearly 10% of the global terrestrial soil carbon pool.

Peatlands are huge terrestrial carbon stores because they have been taking in and storing carbon for tens of thousands of years. Frozen peatlands in particular are holding on to almost 40 billion tons of carbon within them. They are a ticking time bomb of emissions due to global warming. This is due to temperature rises because of climate change and to wildfires which have become more prevalent. Humans have also been draining peatland to convert for agricultural or forestry purposes. On top of that, El Niño brings dry weather to the region, fires in the region can go out of control for several weeks or more, with lots of peat burning.

In several posts about Siberia, I have explained that the warmer temperatures have caused « zombie fires, » which are underground fires that may burn for months. These fires burn more slowly than typical wildfires and have the tendency to spread deep into the ground and spread laterally.

As the fires move northward, peat soils burn at an accelerated rate. The burning peat also removes the layer insulating permafrost.

The destruction of peatlands can cause billions of tons of carbon to be released into the atmosphere, worsening the already intensifying climate crisis. Moreover, fires can thaw permafrost and begin a cascade of microbial processes that may also generate greenhouse gases. The biggest problem is that carbon will take at least another 1,000 years to go back into the peat.

In the end, there is the carbon loss from the fire and the carbon loss from the permafrost thaw and then a more rapid change in the land cover. Scientists explain that if we don’t restore that ecosystem to make it at least carbon neutral and ipossibly a carbon sink again, peatlands and permafrost peatlands will become powerful sources of greenhouse gas emissions to the atmosphere.

Source : Yahoo News.

Photo: C. Grandpey

 

Image satellite montrant le réveil d’un incendie qui avait couvé dans le sous-sol arctique pendant tout l’hiver (Source : Copernicus)

Des vers vieux de 46 000 ans reprennent vie après avoir été dégelés // 46,000-year-old worms brought to life after being thawed

Des vers vieux de 46 000 ans extraits du pergélisol sibérien ont été ramenés à la vie par l’Institut Max Planck de biologie cellulaire moléculaire (MPI-CBG) à Dresde (Allemagne) et deviennent les plus anciennes créatures connues à avoir existé. Les vers ont été découverts par des scientifiques russes à l’intérieur d’un dépôt glaciaire profond près de la rivière Kolyma en 2018, mais on ne savait pas de quelle espèce il s’agissait, ni depuis combien de temps ils étaient piégés dans la glace.
Aujourd’hui, le séquençage génétique montre qu’il s’agit d’une toute nouvelle espèce de ver nématode qui était en sommeil depuis la dernière période glaciaire. La datation au radiocarbone des végétaux trouvés au même niveau que les vers montre que les dépôts de permafrost n’avaient pas dégelé depuis le Pléistocène supérieur. Cela signifie qu’ils existaient déjà lorsque les Néandertaliens, les mammouths laineux et les tigres à dents de sabre parcouraient la région.
Les minuscules vers, qui mesurent moins d’un millimètre de long, ont été décongelés et ramenés à la vie dans une boîte de Pétri remplie d’une soupe nutritive conçue pour favoriser leur croissance. Après quelques semaines dans la boîte, les vers ont commencé à bouger et à manger. Ils sont morts en quelques mois, mais l’espèce s’est reproduite et est actuellement l’objet d’expériences en laboratoire. L’étude sur les nématodes a été publiée dans la revue Plos Genetics.
Les vers nématodes sont l’une des nombreuses créatures connues pour être capables de survivre dans des conditions difficiles en entrant dans un état semblable à l’hibernation, la cryptobiose. En 2021, des rotifères bdelloïdes, une classe d’invertébrés microscopiques, ont été découverts dans l’Arctique et ramenés à la vie après 24 000 ans.
Bien que les scientifiques aient déjà fait revivre des microbes et des bactéries unicellulaires datant de 250 millions d’années, on pense qu’avec les vers découverts dans le permafrost sibérien, il s’agit de la plus ancienne créature multicellulaire jamais ramenée à la vie. Auparavant, le record était de 25,5 ans dans l’Arctique. L’analyse génétique montre que ces vers appartiennent à une espèce jusque-là inconnue, et qui a été baptisée Panagrolaimus kolymaensis.
Selon les scientifiques, l’étude prouve que les vers peuvent rester en sommeil non seulement pendant des décennies, voire des centaines d’années, mais des ères géologiques entières, en attendant que les conditions s’améliorent. L’étude démontre aussi que les nématodes ont développé des mécanismes qui leur permettent de préserver la vie pendant des périodes géologiques.
Plusieurs espèces anciennes ont été ramenées à la vie ces dernières années. En 2020, des scientifiques japonais et américains ont réanimé des microbes vieux de 200 millions d’années trouvés dans des sédiments à 100 mètres sous le fond de l’océan dans le gyre – un courant océanique.- du Pacifique Sud.
Les résultats de l’étude ne montrent pas seulement que la vie peut attendre dans les environnements les plus extrêmes sur Terre, mais laisse aussi supposer qu’on peut la trouver sur des planètes inhospitalières, telles que Mars et d’autres parties du système solaire.
Certains scientifiques ont toutefois mis en garde contre la réanimation d’espèces « voyageuses dans le temps », car cela pourrait libérer d’anciens virus susceptibles de menacer la santé humaine et l’environnement. De la même façon, le réchauffement climatique, en provoquant la fonte des glaciers et du pergélisol, pourrait permettre la réémergence de microbes en sommeil depuis très longtemps.
Une nouvelle étude publiée dans Plos Genetics par le Centre commun de recherche de la Commission européenne a utilisé l’intelligence artificielle pour simuler ce qui se passerait si d’anciens virus contaminaient des environnements modernes. Ils ont découvert que de nombreux anciens agents pathogènes pourraient survivre et évoluer dans de tels environnements ; 1% d’ entre eux seraient capables d’éliminer un tiers des espèces.
Source : The Telegraph.

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46,000-year-old worms dug up from the Siberian permafrost were brought back to life by scientists of the Max Planck Institute of Molecular Cell Biology (MPI-CBG) in Dresden (Germany) and are becoming the oldest-known creatures to have existed. The roundworms were discovered by Russian scientists inside a deep glacial deposit near the Kolyma River in 2018, but it was unclear what they were, or how long they had been trapped in the ice.

Now genetic sequencing has shown they are an entirely new species of nematode worm which has lain dormant since the last Ice Age. Radiocarbon dating of plant material found on the same level of the worms has shown that the frozen deposits had not thawed since the late Pleistocene. It means they existed when Neanderthals, woolly mammoths and saber-toothed tigers still roamed the region.

The tiny worms, which are less than a millimetre in length, were thawed out and coaxed back to life in a petri dish filled with a nutritious soup designed to encourage their growth. After a few weeks in the dish, they began moving and eating. The worms died within a few months, however scientists said the species has reproduced and is now undergoing lab experiments. The nematode study was published in the journal Plos Genetics.

Nematode worms are one of several creatures known to be able to survive harsh conditions by entering a hibernation-like state called cryptobiosis. In 2021, Bdelloid rotifers, a class of microscopic invertebrates, were found in the Arctic and brought back after 24,000 years.

Although scientists have revived single cell microbes and bacteria dating back 250 million years, it is thought to be the oldest multicellular creature ever reanimated. Previously the longest known record for nematode worms staying in cryptobiosis was 25.5 years in the Arctic.

Genetic analysis shows the ancient worms belong to a previously unknown species, which has been named Panagrolaimus kolymaensis.

Experts say that the study proves that the worms can lie dormant not just for decades, or hundreds of years, but entire geological eras, waiting for conditions to improve. The research demonstrates that nematodes have developed mechanisms that allow them to preserve life for geological time periods.

Several ancient species have been revived in recent years. In 2020, Japanese and US scientists reanimated 200-million-year-old microbes found in sediments 100 meters beneath the ocean floor within the South Pacific Gyre, an ocean current.

The findings do not show that life can lie waiting in the most extreme environments on Earth but gives new hope that it could be found on inhospitable planets, such as Mars and other parts of the solar system.

However, some scientists have cautioned against reanimating “time-travelling” species, warning that it could unleash ancient viruses that could threaten human health and the environment.

There are fears that global warming may cause glaciers and permafrost to melt, allowing long dormant microbes to re-emerge.

A new study published in Plos Genetics by the European Commission Joint Research Centre used artificial intelligence to simulate what would happen if ancient viruses were unleashed onto modern communities. They found that ancient invading pathogens could often survive and evolve in the modern community with 1 per cent capable of wiping out one third of the species.

Source : The Telegraph.

Source : Institut Max Planck de biologie cellulaire de Dresde

L’effondrement des Alpes (suite, mais pas fin)

Comme je l’ai indiqué le 24 août 2023 à propos des Alpes suisses, la vague de chaleur que nous venons de connaître provoque le dégel du permafrost de roche.Il s’agit de l’eau gelée qui joue le rôle de ciment et assure la cohésion des parois rocheuses à haute altitude. Son dégel provoque des éboulements, parfois très spectaculaires, qui peuvent devenir une menace pour les alpinistes et les randonneurs.

Les Alpes françaises sont, elles aussi, victimes de ce phénomène. C’est ainsi que 20 000 mètres cubes de pierre se sont déversés dans la vallée de Chamonix, avec un énorme nuage de poussière visible des kilomètres à la ronde. L’éboulement s’est produit en fin de matinée le 23 août sur la face nord de l’Aiguille du Midi, entre l’éperon Frendo et la voie Mallory. Par chance, aucune personne n’était sur la trajectoire de cet effondrement. A noter que ce même jour le PGHM de Chamonix s’est rendu dans l’après-midi sur une autre face nord mythique, celle des Grandes Jorasses, où des alpinistes ont vu leur corde sectionnée par une chute de pierres.

Des chaleurs record ont été enregistrées ces derniers jours sur tout le massif du Mont Blanc, provoquant la fonte de morceaux de calotte glaciaire et d’importants éboulements de pierres. Celui du 23 août, aussi spectaculaire soit-il, n’est que la continuité d’une série d’événements qui dure depuis plus d’une semaine. Deux jours avant l’éboulement à l’Aiguille du Midi, des randonneurs avaient filmé d’importantes chutes de pierres dans le «Couloir du goûter», le principal accès au toit de l’Europe. Comme je l’ai indiqué précédemment, le 21 août, la préfecture de Haute-Savoie a appelé à une « grande prudence » pour les usagers de la montagne.

Les scientifiques expliquent que ces affaissements sont une cause directe du réchauffement climatique. Si le dégel du permafrost venait à s’accélérer, il pourrait rendre certains pans du Mont Blanc impraticables. Ce n’est pas la première fois que des éboulements se produisent dans le secteur de l’Aiguille du Midi. Un effondrement semblable a déjà eu lieu le 21 août 2022. Le 22 août 2018, toute une section de l’Arête des Cosmiques s’est effondrée, elle aussi. Sans oublier l’effondrement au pied de l’éperon Tournier en septembre 2017. J’ai attiré l’attention sur ces événements dans une note rédigée le 24 août 2022.

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2022/08/24/leffondrement-des-alpes-suite/

Quand on évoque l’Aiguille du Midi, on pense au téléphérique extraordinaire qui permet de hisser les touristes à 3842 mètres d’altitude. Au moment où je me trouvais à l’intérieur de la cabine, je me disais que l’arrêt de ce téléphérique pour des raisons de sécurité serait une catastrophe financière pour la ville de Chamonix. Les touristes qui l’empruntent ne doivent toutefois pas s’inquiéter. La roche qui supporte les pylônes est contrôlée en permanence par des capteurs qui mesurent en continu la température à l’intérieur des soubassements. A la moindre alerte, le téléphérique serait arrêté, mais nous n’en sommes pas là.

Photos: C. Grandpey

Fonte des glaciers et émissions de méthane au Svalbard // Glacier melting and methane emissions in Svalbard

Des scientifiques en mission au Svalbard (Norvège) ont découvert que le recul rapide des glaciers provoque la libération dans l’atmosphère de méthane (CH4), bien connu pour être un puissant gaz à effet de serre. Les émissions de ce gaz se produisent lorsque les glaciers laissent derrière eux le sol à découvert. Le phénomène s’avère plus répandu dans l’Arctique, où les températures augmentent rapidement et où les glaciers fondent, mais les émissions de méthane pourraient être d’une autre ampleur à l’échelle mondiale. L’étude a été publiée début juillet 2023 dans Nature Geoscience par des chercheurs d’universités de Norvège, du Canada et du Royaume-Uni. Les scientifiques ont étudié 78 glaciers du Svalbard. Certains étaient sur la terre ferme tandis que d’autres finissaient leur course dans la mer.
Au fur et à mesure que les glaciers du Svalbard reculent, les eaux souterraines remontent et forment des sources. Dans 122 cas sur 123, les scientifiques ont découvert que l’eau qui sort en bouillonnant contient du méthane à des concentrations très élevées. La quantité de CH4 émise par ces sources n’a pas été quantifiée avec précision, mais elle est importante.
Le plus préoccupant est l’âge du méthane émis. Le fait qu’il soit ancien laisse supposer qu’il provient de très grands réservoirs souterrains qui ont le potentiel de libérer beaucoup de gaz. Les chercheurs ont découvert que les émissions de gaz les plus intenses se produisaient dans des régions possédant des couches de schiste vieilles de millions d’années. Le méthane analysé au Svalbard n’est pas produit par des microbes, mais lors de la formation des roches. Cela signifie que le gaz est resté séquestré pendant de longues périodes dans d’anciens gisements de combustibles fossiles, principalement du gaz naturel et du charbon, mais que quelque chose – en l’occurrence la hausse des températures – a récemment fait disparaître le «capuchon cryosphérique», autrefois fourni par les glaciers ou le pergélisol. Ce couvercle retenait le méthane et son élimination a permis au gaz autrefois stable de s’échapper dans l’atmosphère.
Les scientifiques ont déclaré que le phénomène actuel se produit certainement dans de nombreux endroits autres que Svalbard ; il accélère potentiellement le réchauffement climatique dans l’Arctique. Le Svalbard est particulièrement concerné car le chapelet d’îles a connu un réchauffement impressionnant qui a provoqué le fort recul des glaciers. La région s’est considérablement réchauffée depuis 1976.
Comme je l’ai écrit plus haut, il n’existe pas de quantification officielle de l’ampleur des émissions de méthane provenant du recul des glaciers dans le monde. La fonte du pergélisol ajoute une source supplémentaire d’émissions de ce gaz dans l’Arctique. Les auteurs de l’étude estiment que 2 310 tonnes de méthane pourraient être émises au Svalbard chaque année. À titre de comparaison, la Norvège a déclaré que son secteur agricole a émis 105 940 tonnes de méthane en 2021. L’agriculture représente la plus grande source d’émission de ce gaz dans le pays. Dans l’ensemble, les émissions causées par le retrait des glaciers au Svalbard constitueraient un peu plus de 1 % de toutes les émissions de méthane en Norvège pour l’année 2021.
La vraie crainte des scientifiques n’est pas ce qui se passe au Svalbard, mais plutôt ce que cela entraînerait si le phénomène était plus répandu et s’il s’aggravait en raison de la poursuite du recul des glaciers. L’un des auteurs de l’étude a travaillé sur un lac qui émet du méthane en Alaska. Ce gaz d’origine géologique ancienne était émis au rythme alarmant de près de 11 tonnes par jour.
La dernière étude de juillet 2023 est importante car elle montre à quel point les émissions de méthane d’origines diverses sont omniprésentes dans l’environnement des glaciers en recul. Des émissions semblables, riches en méthane, ont été observées en Alaska et au Groenland en bordure des glaciers et de la calotte glaciaire. Dans une étude publiée en 2012, des chercheurs ont estimé que 2 millions de tonnes par an de méthane ancien, stocké profondément sous la terre, pourraient pénétrer dans l’atmosphère au niveau de l’Arctique. Avec le dégel du pergélisol, de nouveaux lacs se forment ; ils offrent au méthane de nouvelles voies pour atteindre l’atmosphère.
Source : The Washington Post.

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Scientists working in Svalbard (Norway) have found that rapidly retreating glaciers are triggering the release into the atmosphere of methane, a potent greenhouse gas. The releases are triggered as glaciers leave behind newly exposed land. If the phenomenon is found to be more widespread across the Arctic, where temperatures are quickly rising and glaciers melting,the emissions could have global implications. The study was published in early July 2023 in Nature Geoscience by researchers from universities in Norway, Canada and the United Kingdom. The scientists studied 78 Svalbard glaciers that are based on land and several additional glaciers that end up into the ocean.

As the Svalbard glaciers move and land is left behind, groundwater seeps upward and forms springs. In 122 out of 123 of them, the scientists found, the water is filled with methane gas at very high concentrations that bubble upward under pressure. The amount of emissions these springs are emitting is not well quantified, but it is significant.

Most concerning is the apparent age of the emitted methane. The fact that it appears to be ancient suggests it could be coming from very large underground reservoirs with the potential to unleash a lot of gas. The researchers found that the most intense gas flows occurred in regions with underground shale layers that are millions of years old. The methane is not being produced contemporarily by microbes ; it was created when the rocks were formed. This implies that the gas has been sequestered for long periods in ancient deposits of fossil fuels, principally natural gas and coal, but that something – rising temperatures – has recently removed a “cryospheric cap,” once provided by glaciers or permafrost. It kept a lid on the methane, and its removal allowed the once stable gas to escape upward.

Scientists said the current phenomenon could certainly be happening in many places other than Svalbard, potentially adding another accelerator of warming in the Arctic.

If the methane releases represent a new phenomenon tied to the warming of the planet, Svalbard is an appropriate place for it. The string of islands has seen extraordinary warming, causing the strong retreat of glaciers. Svalbard has warmed dramatically since 1976.

As I put it above, there is no official quantification of how large methane emissions from retreating glaciers around the world could be. Together with the thawing permafrost, the phenomenon will add an additional source of methane emissions in the Arctic. The authors of the study estimate that 2,310 tons of methane could be emitted in Svalbard each year. By comparison, Norway reported 105,940 tons of methane emissions from its agricultural sector in 2021, the largest source of emissions for this gas. Overall, the emissions caused by retreating glaciers in Svalbard would constitute a little over 1 percent of all of Norway’s methane emissions for 2021.

The real fear is not what is happening in Svalbard, but rather, what it would mean if the phenomenon were more widespread, and if it is poised to worsen due to further glacial retreat. One of the authoors of the study documented a bubbling lake in Alaska that was also emitting ancient, geologic methane at the alarming rate of nearly 11 tons of gas per day.

The latest study is important because it shows how ubiquitous methane seeps, of various origins, are in the environment of retreating glaciers. Similar methane rich seeps have been found in Alaska and Greenland along margins of glaciers and the ice sheet. In a 2012 study, researchers estimated that 2 million tons per year of ancient methane gas, stored deep beneath the earth, could be seeping into the air across the Arctic. As the permafrost thaws, new lakes form and other changes provide new paths for the gas to reach the atmosphere.

Source : The Washington Post.

Evolution des températures annuelles au Svalbard entre 1976 et 2022 (Source : NASA)