Étiquette : permafrost

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)

 

De nouveaux cratères d’explosion en Sibérie // New explosion craters in Siberia

Deux nouveaux cratères sont apparus en Sibérie sur la Péninsule de Yamal cette année, avec le dernier façonné par une explosion le 28 juin. On peut voir les premières images de ces cratères impressionnants dans le Siberian Times (voir le lien ci-dessous). Ils viennent s’ajouter à quatre autres cavités découvertes ces dernières années et examinés par des scientifiques, plus des dizaines de minuscules autres cratères repérés par satellite.
La formation des deux derniers cratères s’est accompagnée une explosion suivie de flammes, ce qui confirme la libération de poches de méthane sous la surface de la Péninsule de Yamal.
Selon les villageois, l’explosion s’est produite sur une colline, ce qui confirme la théorie scientifique selon laquelle les cratères se forment principalement par l’explosion de pingos, monticules en forme de dôme au-dessus d’un noyau de glace.
On pense que les cratères se forment lorsque le méthane du sous-sol, piégé par le permafrost pendant des milliers d’années, est libéré en raison du réchauffement climatique dans cette région de l’Arctique et explose à l’intérieur des pingos. Les scientifiques disent que plusieurs milliers de pingos, dont beaucoup avec du gaz à l’intérieur, sont susceptibles d’exploser et de former des cratères géants dans cette région.
On a recensé au moins dix explosions de pingos en Sibérie ces dernières années, avec la formation de profonds cratères. Le plus grand présente une profondeur de 35 mètres et un diamètre de 40 mètres.
Source: The Siberian Times

Vous trouverez plusieurs articles sur ce sujet dans les pages de ce blog rédigées le 22 avril et le 15 juin 2017.

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Two new craters have appeared in Siberia on the Yamal peninsula this year, with the latest exploding on June 28th. First pictures of the large craters can be seen in the Siberian Times (see link below). They add to four other big holes found in recent years and examined by experts, 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.

According to local villagers, the explosion occurred on a hill, which is consistent with the scientific theory that the craters as mainly formed by exploding pingos, dome-shaped mounds over a core of ice.

The craters are believed to form when underground methane gas, trapped by permafrost for thousands of years, is released due to the warming climate in this Arctic region and erupts inside pingo mounds. Scientists say several thousand pingos, many filled with gas,  could ‘explode’ forming giant craters in this region.

At least ten pingos are known to have exploded in Siberia in recent years forming large craters, of which four have been closely examined by scientists. The largest one is 35 metres deep and 40 metres in diametert.

Source : The Siberian Times 

You will find several posts about this topic on pages of this blog written on April 22nd and June 15th 2017.

Cratère d’explosion en Sibérie (Crédit photo: The Siberian Times)