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Le Parc National du Denali (Alaska) et le réchauffement climatique // Denali National Park (Alaska) and global warming

Selon un nouveau rapport publié par le Service des Parcs Nationaux, les visiteurs qui voyagent dans le Parc National du Denali doivent s’attendre à être confrontés à des problèmes causés par le réchauffement climatique : glissements de terrain déclenchés par le dégel du permafrost, gonflement des torrents provoqué par la fonte des glaciers et fumée générée par les incendies de forêts de plus en plus importants et de plus en plus fréquents
Le rapport considère que le changement climatique représente l’un des nombreux défis pour les services de transport du Parc du Denali, site de la plus haute montagne d’Amérique du Nord et l’une des principales destinations touristiques en Alaska. Le plan décrit les facteurs qui devraient guider la gestion future du Parc au cours des 20 prochaines années.
Le Parc National du Denali est déjà connu pour ses règles de transport très strictes. Une seule route de 148 kilomètres pénètre à l’intérieur du Parc, et très peu de véhicules privés sont autorisés à circuler sur les 25 premiers kilomètres. La plupart des visiteurs utilisent les navettes du Parc pour des visites guidées ou pour atteindre les terrains de camping et les sentiers de randonnée. Le Parc est également une destination privilégiée pour les pilotes de petits avions qui déposent les alpinistes sur les camps de base permettant d’accéder aux glaciers, et qui proposent aux touristes des survols du Denali et d’autres sommets de la Chaîne de l’Alaska.

Comme c’est le cas pour les autres contrées du Grand Nord, le Denali devrait connaître les effets du réchauffement climatique au cours des prochaines décennies. On s’attend à ce que les températures annuelles moyennes subissent une hausse de 2,5°C d’ici 2040 et de 4°C d’ici 2080. Les changements les plus significatifs seront probablement observés en hiver.
Le Parc du Denali montre déjà les effets du changement climatique, avec des phénomènes comme l’accélération de la fonte des glaciers, l’expansion de la végétation arbustive à des altitudes et des latitudes plus hautes, et l’apparition d’affaissements dans le paysage provoqués par le dégel du permafrost. Ces changements peuvent avoir un effet sur les personnes qui se déplacent à pied, en véhicule, ou en avion. Les eaux de fonte des glaciers peuvent inonder la route, les sentiers ou les pistes d’atterrissage, tandis que la fumée des incendies de forêts peut représenter un danger pour le transport aérien.
La fréquentation touristique du Parc peut être également affectée. Les périodes d’ouverture du Parc au printemps et à l’automne vont probablement s’allonger, alors qu’elle font actuellement partie de la période hors saison. Cela entraînera une demande accrue de moyens de transport et plus de services pour les visiteurs. La route du Parc est particulièrement vulnérable aux conditions changeantes, notamment au dégel du permafrost. Le Denali se trouve à la limite entre la zone de permafrost permanent et la zone de permafrost discontinu. Avec l’augmentation des températures, la limite entre ces deux zones devrait migrer vers le nord. Cela exposera la route du Parc à de plus en plus de dégâts liés à des affaissements, ce qui exigera une maintenance accrue.
Certains problèmes liés au climat sont déjà apparus le long de la route du Parc. En octobre 2013, une masse de matériaux de 18 mètres de long et de 33 mètres de large, libérée par la fonte du permafrost, a glissé sur la route du Parc et entravé le passage des véhicules. D’autres glissements se sont produits pendant l’été 2016; l’un d’eux a temporairement fermé la route au niveau de la borne 67 et bloqué plusieurs visiteurs.
Source: Alaska Dispatch News.

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According to a new report released by the National Park Service, visitors travelling in Denali National Park and Preserve should expect to observe problems caused by global warming. Among them are landslides triggered by permafrost thaw, floodwaters gushing from melting glaciers and smokier air from bigger and more frequent wildfires

The report identifies climate change as one of several challenges looming for transportation in the park, site of North America’s tallest mountain and one of the top visitor destinations in Alaska. The plan outlines factors that should guide future management over the next 20 years.

The park is already known for its strict transportation rules. A single 148-kilometre road goes into its heart, and very few private vehicles are allowed past the first 25 kilometres. Most visitors use park shuttle buses for day sightseeing trips or to reach campgrounds and hiking destinations. The park is also an important destination for pilots flying small planes; ski-equipped aircraft ferry mountain climbers to remote glacial base camps and carry sightseers who want to view Denali and other Alaska Range peaks from the air.

As is the case for the rest of the far North, Denali is expected to get warmer in coming decades. Average annual temperatures are expected to be 2.5°C higher by 2040 and 4 degrees warmer by 2080, with the biggest changes likely to come in winter.

Denali is already showing effects of climate change, including accelerating glacial melt, expansion of woody plants to higher elevations and latitudes, and slumps in the landscape caused by permafrost thaw. Those changes in the natural world can affect people travelling by foot, vehicle, boat or airplane. Floods from glacial melt could swamp road, trail or airstrip sections, for example, and increased wildfire smoke can create hazards for air travel.

Even the distribution of visitor crowds is potentially affected. Milder spring and autumn weather is likely to increase what is now considered the offseason for the park, and thus increase demand for transportation and visitor services. The park road is particularly vulnerable to changing conditions, notably permafrost thaw. Denali sits atop the boundary between continuous permafrost, in which is the area fully underlain by frozen soil, and discontinuous permafrost, which is the area where permanently frozen soil exists in patches. As temperatures rise, the boundary between continuous and discontinuous permafrost is expected to migrate north. This will expose the Park Road to an increasing change of subsidence-related damage, resulting in more maintenance.

Some climate-related problems along the park road have already emerged. In October 2013, an 18-metre-long, 33-metre-wide mass of partially thawed permafrost chunks slid onto the park road and blocked passage. Some smaller slides occurred in the summer of 2016; one temporarily closed the road at Mile 67 and stranded some visitors.

Source : Alaska Dispatch News.

Photos: C. Grandpey

Fonte du permafrost dans les Alpes // Permafrost melting in the Alps

Quand je parle de la fonte du permafrost sous l’effet du réchauffement climatique, je fais en général référence aux terres arctiques d’Alaska ou de Sibérie. Il ne faudrait pas pour autant oublier que le permafrost existe également sur nos montagnes à très haute altitude. Certes, ce n’est pas la terre qui gèle, mais les roches des sommets des Alpes ou des Pyrénées sont très sensibles aux variations de température et à leur réchauffement.

Nous venons d’en avoir la triste preuve le 24 août 2017 en Suisse où une masse rocheuse de quatre millions de mètres cubes s’est détachée de la paroi du Piz Cengalo et s’est déversée dans une vallée en direction du petit village de Bondo. Huit randonneurs sont portés disparus et la centaine d’habitants a dû évacuer en urgence. Selon le service sismologique suisse, les vibrations causées par cet effondrement équivalaient à un séisme de magnitude 3.

Cet événement n’est pas vraiment une surprise car des chutes de pierre avaient été enregistrées depuis plusieurs années dans la zone en 2011, 2012, 2016 et le 21 août 2017. Un gros éboulement s’était déjà produit fin 2011 au Piz Cengalo. Environ 1,5 million de mètres cubes de roches étaient tombées dans une vallée inhabitée.

Les effondrements au Piz Cengalo confirment qu’avec la fonte du permafrost dans les Alpes, de nombreux sommets sont en train de partir en miettes et vont continuer à le faire dans les prochaines années. Il ne fait guère de doute que l’éboulement à Bondo a été causé par les fortes chaleurs qui ont fait fondre la glace assez fracturée en altitude. On peut imaginer qu’il y avait du permafrost, avec de la glace qui maintenait les éléments. Avec les grandes chaleurs qu’on a connues récemment, il y a eu fonte de cette glace qui s’est détachée en bloc et est arrivée sur le cours d’eau en dessous. Ce dernier, à son tour, a emporté les matériaux de la chute.

Source : Presse suisse.

Voici des images de l’avalanche de roches à Bondo:

https://youtu.be/Fjfn4bWKABA

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When I write about the melting of the permafrost as a result of global warming, I usually refer to the Arctic territories of Alaska or Siberia. It should not be forgotten that the permafrost also exists on our mountains at very high altitude. Of course, it is not the earth that freezes, but the rocks of the summits of the Alps or the Pyrenees are very sensitive to the variations of temperature and their increase.
We have had the sad proof of this on August 24th, 2017 in Switzerland where a rock mass of four million cubic metres broke off the wall of Piz Cengalo and rushed into a valley in the direction of the small village of Bondo. Eight hikers were reported missing and the hundred or so inhabitants had to evacuate in urgency. According to the Swiss seismological service, the vibrations caused by this collapse amounted to an M 3 earthquake.
This event is not really a surprise as stonefalls had been recorded for several years in the area in 2011, 2012, 2016 and on 21 August 2017. A major rockslide had already occurred at the end of 2011 at Piz Cengalo. About 1.5 million cubic metres of rocks had fallen into an uninhabited valley.
The collapse at Piz Cengalo confirms that with the melting of permafrost in the Alps, many peaks are crumbling and will continue to do so in the coming years. There is little doubt that the landslide at Bondo was caused by the latest heatwaves that melted the ice which is fractured at high altitude. One can imagine that behind, there was permafrost, ice that held the elements. With the recent hot weather, this ice melted and broke away as a whole, and then fell in the river underneath, which in turn carried away the materials of the fall.
Source: Swiss Press.

Here are images of the rock avalanche in Bondo:

https://youtu.be/Fjfn4bWKABA

Image extraite du document diffusé sur YouTube

Le Groenland brûle // Greenland is burning

Le Groenland est en train de brûler. Pas dans sa totalité, mais plusieurs incendies de forêt de grande ampleur affectent actuellement l’ouest du pays, près de la ville de Kangerlussuaq, camp de base pour les chercheurs qui étudient la calotte glaciaire de l’île. Ces incendies ont surpris les chercheurs qui ne sont habitués à voir des feux d’une telle ampleur dans la région.
Au début, les scientifiques ont pensé que des traces de fumée visibles dans les données satellitaires étaient des anomalies dans les données, mais en y regardant mieux, ils ont réalisé que la région était en train de brûler.
Les incendies ont commencé le 31 juillet 2017 et restent virulents. Les chercheurs pensent que le feu est alimenté par la tourbe, un sol riche en matière organique que l’on rencontre dans les latitudes septentrionales et qui peut brûler très longtemps en s’autoalimentant.. Outre la tourbe, seules les graminées et les roches constituent le paysage dans cette région. Le plus vaste des incendies couvre une superficie de 1 300 hectares, le plus important jamais observé sur l’île.
Il ne fait guère de doute que le changement climatique a contribué à déclencher ces incendies. Les recherches montrent que la hausse des températures provoquée par les activités humaines a déjà entraîné la fonte du pergélisol dans le Groenland occidental. La pluie s’est faite rare cet été et les températures ont été plus chaudes que la moyenne (atteignant parfois 20°C) , ce qui a asséché le sol et l’herbe et préparé un terrain favorable aux incendies.
On ne sait pas vraiment comment le feu a commencé. Il a pu être déclenché par des personnes qui campaient ou conduisaient des véhicules tout terrain dans la région. L’étincelle initiale peut également avoir au la foudre comme origine. En effet, la hausse des températures dans l’Arctique génère aujourd’hui plus d’éclairs dans les forêts boréales du Canada et de l’Alaska. Bien que la zone concernée soit beaucoup plus au nord, elle se compose de toundra plus que de forêts au fur et à mesure que le climat se réchauffe et le Groenland connaîtra davantage d’orages et d’éclairs dans les années à venir.
Les chercheurs n’ont jamais vraiment étudié les éclairs ou les feux de forêt au Groenland car ils n’étaient pas fréquents. Cela va maintenant changer et les climatologues vont commencer à surveiller les incendies de forêts au Groenland.
Les archives scientifiques contiennent des études sur les feux de forêt au Groenland, mais ces événements n’avaient rien à voir avec l’ampleur des incendies actuels. Les rapports du passé détaillent les dépôts sur la calotte glaciaire de cendre en provenance de feux de forêts observés loin du Groenland. Les incendies comme ceux qui font rage en ce moment peuvent accélérer le réchauffement climatique de deux façons. D’une part, ils peuvent déposer une couche noire de suie à la surface de la glace du Groenland qui absorbera plus de chaleur et entraînera plus de fonte. Il ne faudrait pas oublier que la fonte du Groenland contribue et contribuera largement à la hausse du niveau des océans. D’autre part, les feux accéléreront les émissions de méthane, un puissant gaz à effet de serre normalement enfermé dans le permafrost.
Source: Presse américaine.

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Greenland is burning. Not all of it, but a cluster of large wildfires is currently spreading through western Greenland, near the town of Kangerlussuaq, a base camp for researchers studying the island’s ice sheets. The strange event has surprised researchers, who are unaccustomed to blazes of this size in the area.

At first, scientists thought traces of smoke in the satellite data from this region were anomalies in the data, but a closer look revealed that the area was burning.

The fires started on July 31st and are still going strong. Researchers suspect that the fire is fueled by peat, a dark soil rich in organic material found throughout the northern latitudes. Besides peat, only grasses and rocks make up the landscape in this region. The largest of these fires covers an area that is 1,300 hectares in size, and the blaze is likely the largest ever observed on the island.

Climate change has almost certainly contributed to this fire. Research shows that warming temperatures associated with human activities have already led to the melting and degradation of west Greenland’s permafrost. Rain has been sparse this summer, and temperatures have been warmer than average, drying out the soil and grass and setting the stage for the fire.

It’s unclear how the fire started. It may have been ignited by people camping or driving All Terrain Vehicles (ATVs) in this area. The initial spark may also have come from lightning. Indeed, warming temperatures in the Arctic are leading to more lightning strikes in the boreal forests of Canada and Alaska. Although this area is much farther north, and consists of tundra rather than forests, as the climate warms, Greenland will also experience more lightning strikes.

Researchers have never carefully tracked lightning strikes or wildfires in Greenland because neither occurrence was common. That will now chang and climatologists are going to start monitoring Greenland for wildfires.

The scientific record contains many studies involving wildfires in Greenland, but very few involve current conflagrations. Rather, they detail the deposition of char from forest fires far afield in the old layers of ice. Fires like the ones now raging may accelerate warming in two ways. They could deposit more dark soot on the surface of Greenland’s abundant ice, which will then absorb more heat, leading to more melting. The fires will also increase the release of methane, a potent greenhouse gas normally locked up in the permafrost.

Source : American newspapers.

Les incendies au Groenland au début du mois d’août.

Crédit photo: Agence Spatiale Européenne (ESA)

Tourbe arctique (Photo: C. Grandpey)

La fonte du permafrost (suite) // The thawing of permafrost (continued)

Sur plusieurs routes de l’Alaska, il faut rouler prudemment et être prêt à freiner car le goudron est déformé. Les maisons ont tendance à s’enfoncer dans le sol ; des fissures apparaissent sur les murs et les portes ferment mal. Le long des routes, les poteaux électriques s’inclinent, parfois dangereusement. Il y a de plus en plus de «forêts ivres» car les racines des arbres ne sont plus maintenues en place par le sol gelé. Le pergélisol dans la région de Bethel, le long de la côte sud-ouest de l’Alaska, fond et disparaît encore plus rapidement que dans la plupart des autres région de cet Etat. Les ingénieurs qui conçoivent de nouveaux bâtiments et des routes doivent se battre avec le dégel du pergélisol.
Le permafrost dans la région de Bethel est considéré comme «chaud», avec une température à peine inférieure à zéro ; il est donc sensible au moindre réchauffement de l’air ambiant. Au-dessus du pergélisol dans le sud-ouest de l’Alaska, on trouve une couche active de sol, souvent de la tourbe, qui gèle et dégèle chaque année. Avec le réchauffement de l’air, cette couche active devient plus importante, empiétant sur ce qui était considéré comme un sol gelé en permanence. Il y a trente ans, les ouvriers rencontraient le pergélisol à un ou deux mètres de profondeur. Aujourd’hui, ils le trouvent généralement à 2,50 mètres ou 3,50 mètres. Pour enfoncer des pieux capables de supporter une maison, ils devaient creuser jusqu’à environ 6 mètres de profondeur. Aujourd’hui, ils atteignent des profondeurs de 10 mètres.
La fonte du pergélisol devient un véritable problème pour les maisons. Une maison s’enfonce parfois tellement dans le sol que la pente n’est plus suffisante pour l’écoulement des eaux usées. Les baignoires se vident mal. Dans les toilettes, il faut tirer la chasse à plusieurs reprises dans une ville comme Bethel où beaucoup de gens s’auto rationnent en eau. Les points bas dans les canalisations deviennent des pièges à eau ; cette dernière gèle en hiver et la canalisation éclate. Beaucoup de maisons sont construites sur des poteaux placés sur des assises en bois qui agissent comme des raquettes ; cela empêche la structure de s’enfoncer dans le sable ou les graviers. Afin de réduire l’affaissement des maisons, on a recours à des matériaux de meilleure qualité, ainsi que des éléments qui, théoriquement, sont plus faciles à gérer lorsqu’une partie d’un bâtiment s’enfonce. Mais tout cela à un coût dans une région où les matériaux de construction sont déjà coûteux.
Les ingénieurs et les constructeurs adaptent les techniques à cette nouvelle situation. Le plus grand projet de construction à Bethel est l’extension de l’hôpital, pour un coût de 300 millions de dollars. Sous l’hôpital actuel, le pergélisol reste gelé dans certaines zones, mais il a tendance à fondre à la périphérie. Pour l’extension du bâtiment, les ingénieurs envisagent d’installer des sondes thermiques afin d’extraire la chaleur et maintenir le sol gelé pour assurer sa stabilité. Une autre solution serait de forer à 30 mètres de profondeur pour installer des supports en acier, capables de supporter les trois étages supplémentaires prévus dans la construction. En outre, le projet comprend une isolation de la base des bâtiments et, comme avec la toundra, une isolation à la surface du sol. Comme précaution supplémentaire, un système de refroidissement du sol est prévu sous le bâtiment afin de maintenir le sol gelé si les hivers deviennent trop chauds. Les ouvriers ont installé des capteurs de température dans le sol sur le site du projet et ils savent déjà que le sol se réchauffe.
Le signe le plus évident des effets de la fonte du permafrost à Bethel se trouve sur la route la plus fréquentée de la ville. Des panneaux ont été installés pour alerter les conducteurs. L’un des panneaux près de l’aéroport annonce des dénivelés sur les 6 prochains kilomètres. Les autorités locales prévoient des travaux dont le coût est estimé à près de 9 millions de dollars, mais il faudra d’abord mieux identifier les causes de ces déformations de la chaussée. On pense que la fonte du pergélisol est responsable. Il se pourrait aussi que le problème soit dû à des ponceaux qui piègent l’air sous la chaussée et accélèrent le dégel. En 1989, un projet avait ajouté des siphons à extraction de chaleur, mais il semble avoir été abandonné.

La route a été refaite pour la dernière fois en 2006 et les travaux comprenaient une assise de 15 centimètres de matériau d’asphalte en mousse isolante qui a permis de maintenir la route en état convenable jusqu’à maintenant. Certains habitants se souviennent de l’époque où la route était faite en gravier et ils affirment que c’était mieux ainsi. Il est vrai qu’une route de gravier peut être plus facilement nivelée, mais elle nécessite également une maintenance plus fréquente.

Source: Alaska Dispatch News.

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Along many roads of Alaska, drivers need to brake for warped asphalt. Houses sink unevenly into the ground. Walls crack and doors stick. Utility poles tilt, sometimes at alarming angles. There are more and more « drunken forests » as the roots of the trees are no longer held in place by the frozen ground. Permafrost in and around Bethel, along the south-western coast, is deteriorating and shrinking even more quickly than most places in Alaska. Engineers designing new buildings and roads have to battle with permafrost thaw.

Permafrost in the Bethel area is considered « warm, » maybe a fraction of a degree below freezing, so it is sensitive to just a slight warming of the air. Above the permafrost in Southwest Alaska, an active layer of soil, often peat, freezes and thaws each year. With air temperatures warming too, the active layer is growing bigger, consuming what had been thought of as permanently frozen. Thirty years ago, crews would hit permafrost within one or two metres of the surface.. Now they typically find it 2.50 to 3.50 metres down. To install piling deep enough into permafrost to support a house, they used to drill down about 6 metres. Now they are going to depths of 10 metres.

The melting of permafrost becomes a real problem for houses. The whole house might sink so much that a wastewater line no longer has enough slope. Tubs won’t drain well. Toilets need repeat flushes in a town where many people ration their home-delivered water. Low spots in pipes become bellies that trap wastewater, then freeze and burst in wintertime. Many homes are built on posts set on wooden pads that act like snowshoes, preventing the structure from sinking into sand or gravel fill. Some of the problems are being addressed with better materials, along with designs that theoretically are easier to adjust when part of a building sinks. But that adds costs in a place where building materials already are expensive.

Engineers and builders are adjusting techniques and designs. The biggest construction project is the $300 million expansion and remake of the hospital in Bethel. Under the existing hospital, the permafrost stays frozen in some areas but has thawed near the perimeter. For the building expansion, engineers evaluated whether to add thermal probes, which extract heat and keep the ground frozen for stability. Or they could drill down 30 metres for steel supports, deep enough that the ground didn’t have to remain frozen for the three-story addition to be stable. In addition, the project includes insulation on the bottom of the buildings and, like the tundra, insulation on top of the ground. As further insurance, a ground loop cooling system is being installed under the building that can be powered up to keep the ground frozen if winters become too warm. Crews put temperature sensors into the ground at the project site and already know the soils are warming.

The most visible sign of disrupted infrastructure in Bethel is the roller coaster of a ride along the busiest road in town. Warning signs have been installed. One near the airport alerts drivers to dips for the next 6 kilometres. Local authorities are planning extensive repairs estimated to cost almost $9 million but first must better identify what is causing the heaves. Officials suspect thawing permafrost. Some of the problem might also stem from culverts that trap air under the roadway and hasten thaw. A project in 1989 added heat-extracting siphons but they no longer appear to be in place. Whether that would be a good solution now is something to investigate further.

The highway was last repaved in a project that began in 2006 and included a 15-centimetre base of insulating foam asphalt material that helped the pavement hold up this long. Some locals remember when the road was gravel and said it was better then. It’s true that a gravel road can be more easily evened out but it also requires more day-to-day maintenance.

Source: Alaska Dispatch News.

Carte montrant les régions de l’Alaska et du Canada où le thermokarst (ou cryokarst) est le plus susceptible d’apparaître avec le réchauffement climatique. (Source: University of Alaska Fairbanks)

Exemple des effets de la fonte du permafrost sur le réseau routier en Alaska (Photo: C. Grandpey)