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Réchauffement climatique : cratères d’explosion dans la toundra // Global warming : explosion craters in the tundra

Un chapitre de ma conférence « Glaciers en péril » est consacré au dégel du permafrost dans l’Arctique. J’explique que cette situation peut conduire à des phénomènes étranges comme les cratères découverts il y a une dizaine d’années en Sibérie. Au début, les gens se demandaient ce qui avait pu les provoquer. Toutes sortes d’hypothèses ont été émises, y compris des théories sur les extraterrestres. Certains cratères sont impressionnants et assez profonds pour contenir un immeuble de 15 étages. Les scientifiques ont observé le premier cratère en 2014 et en ont découvert une vingtaine d’autres dans les années qui ont suivi.
Il était évident, dès le début, que ces cratères étaient causés par des explosions dans le sous-sol. Leur cause est vite devenue un sujet de débat, mais tout le monde était d’accord pour dire que ce type de cratères d’explosion était rare et ne se formait que dans des conditions géologiques spécifiques. Il était également clair que ces puissantes explosions étaient liées au réchauffement climatique. Donc, comme la planète continue de se réchauffer, d’autres cratères allaient probablement apparaître. Lorsque les explosions se produisent, elles libèrent dans l’atmosphère du méthane, un gaz à effet de serre extrêmement puissant, qui contribue à son tour au réchauffement climatique.
On rencontre ces cratères dans des régions du monde recouvertes de pergélisol, comme la Sibérie et le nord du Canada, là où le sol est gelé en permanence depuis des millénaires. À mesure que la température de la planète augmente, des poches de pergélisol dégèlent partout dans le monde. Cela a permis la découvertes de mammouths et d’autres animaux préhistoriques.
Des concentrations de méthane sont piégées profondément sous terre dans le pergélisol dans des hydrates de méthane, c’est à dire des composés solides, résultat de la cristallisation d’un mélange d’eau et de méthane sous certaines conditions de température et de pression. Les chercheurs s’accordent largement à dire que lorsque ces hydrates sont endommagés, ils libèrent du méthane. C’est ce qui, très probablement, a déclenché les explosions en Sibérie.
Les scientifiques ne savent pas comment les hydrates peuvent être endommagés. Au début, ils pensaient que le réchauffement du pergélisol, résultant du réchauffement de l’Arctique, pouvait à terme déstabiliser la couche d’hydrates et libérer ainsi du méthane explosif, mais aucun modèle physique n’a été présenté pour expliquer cette hypothèse. De plus, les scientifiques ont découvert qu’il faudrait des siècles pour que ce processus déclenche une explosion, alors que l’Arctique ne s’est considérablement réchauffé que depuis quelques décennies.
Cela signifie que quelque chose d’autre s’est produit. Les scientifiques ont trouvé la pièce manquante de leur puzzle en passant au peigne fin les études géologiques du passé. Elles avaient identifié des cryopegs, juste au-dessus des hydrates de méthane en Sibérie. Un ‘cryopeg‘ est une couche de sol non gelé, mais faisant partie du pergélisol, dans laquelle la congélation est empêchée par une dépression du point de congélation due à la teneur en solides dissous de l’eau interstitielle. Normalement, les cryopegs sont stables, mais les chercheurs ont réalisé que la chaleur de l’été était susceptible de menacer cette stabilité. En été, le sol dégèle et, selon les scientifiques, cette eau de fonte serait ensuite attirée vers les cryopegs par osmose, autrement dit en suivant le même processus qui permet à l’eau de grimper, en faisant fi de la gravité, dans les plantes hautes.
Toujours selon les chercheurs, l’eau de fonte augmente la pression à l’intérieur des cryopegs. Cette pression fissure le sol vers la surface, ce qui déclenche une inversion drastique de pression. C’est ce changement de pression qui endommagerait les hydrates de méthane et déclencherait une explosion.
La Sibérie aura probablement davantage de cratères d’explosion dans les années à venir avec la hausse des températures dans le monde. C’est un problème car le méthane libéré par ces explosions est un gaz à effet de serre extrêmement puissant.
On ne sait pas exactement quelle quantité de méthane est libérée par ces explosions, mais si l’on se place dans le contexte global du réchauffement climatique, cette quantité est minime. Le dégel du pergélisol est un problème beaucoup plus important car il contient des concentrations non seulement de méthane mais aussi de dioxyde de carbone qui sont libérées dans l’atmosphère lorsqu’il dégèle.
Source : Business Insider via Yahoo News.

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

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A chapter of my conference « Glaciers at risk » is dedicated to the thawing of the permafrost in the Arctic. I explain that this situation may lead to strange phenomena like the craters that were discivered about ten years ago in Siberia. At the beginning, people wondred what could have caused them to happen. All sorts of hypotheses were released, including theories about aliens. Some of them are are giant craters, deep enough to fit a 15-story building. Scientists observed the first crater in 2014 and have found about 20 more in the years since.

It was clear from the beginning that the craters were caused by some type of explosion deep underground. What’s triggering the explosions became a topic of debate but it became obvious thzt these types of exploding craters were rare and only formed under specific geologic conditions. It was also clear that these massive eruptions were linked to global warming, and as the planet continues to warm, more craters will likely erupt. When the explosions happen, they release methane, a highly potent greenhouse gas into the atmosphere, which in turn contributes to global warming.

The craters are found in regions of the world covered with permafrost, like Siberia and northern Canada where the soil has been permanently frozen for millennia. As global temperatures climb, pockets of permafrost are thawing worldwide. This has led to some spectacular discoveries of mammoths and other prehistoric animals.

Concentrated amounts of the highly explosive greenhouse gas methane are trapped deep underground in the permafrost in ice-like solids called methane hydrates. Researchers widely agree that when these hydrates are damaged, they release methane gas, which is what is triggering the explosions in Siberia.

How the hydrates are damaged, though, is less clear. Initial theories suggested that warming permafrost, as a result of the warming Arctic, could ultimately destabilize the hydrate layer, releasing explosive methane gas. But no physical model was presented to explain this hypothesis. Scientists found that it would take centuries for the process to trigger an explosion, whereas the Arctic had only been significantly warming over decades.

This means something else was happening or magnifying this effect. Scientists found the missing piece to their puzzle when they scrutinized past geological surveys that had identified pools of liquid water, called cryopegs, just above the methane hydrates in Siberia. A cryopeg is a layer of unfrozen ground that is perennially cryotic (forming part of the permafrost), in which freezing is prevented by freezing-point depression due to the dissolved-solids content of the pore water. Normally, the cryopegs are stable, but the researchers realized that the summer would threaten this stability. In summer, frozen soil at the surface thaws. That meltwater is then pulled down toward the cryopegs via osmosis, the same process that helps water climb against gravity through tall plants.

The meltwater increases the pressure inside the cryopegs. That pressure cracks the soil leading to the surface, which triggers a drastic reverse in pressure. And that pressure change is what damages the methane hydrates, triggering an explosion.

Siberia will likely have more explosive craters in the coming years as global temperatures continue to warm. This a problem because the methane these explosions release is a highly potent greenhouse gas.

It’s unclear exactly how much methane these explosions release, but in the global climate change, they are a small matter. Thawing permafrost is a larger concern because it contains concentrations of not only methane but also carbon dioxide that is released into the atmosphere when it thaws.

Source : Business Insider via Yahoo News.

Le dégel inquiétant de la toundra // The worrying thaw of the tundra

Après avoir emprisonné du dioxyde de carbone (CO2) dans son sol gelé pendant des millénaires, la toundra arctique est en train de connaître une transformation spectaculaire, accélérée par de fréquents incendies de végétation qui la transforment en une source d’émissions de CO2. Elle émet désormais plus de carbone qu’elle n’en stocke, ce qui aggravera les effets du réchauffement climatique. C’est la conclusion du rapport 2024 sur l’Arctique de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Le rapport révèle que la température annuelle de l’air à la surface de l’Arctique en 2024 a été la deuxième plus chaude jamais enregistrée depuis 1900.
Le rapport se base sur la moyenne des observations effectuées et consignées entre 2001 et 2020. Ses auteurs expliquent que le réchauffement climatique exerce un double effet sur l’Arctique. S’il stimule la productivité et la croissance des plantes, ce qui élimine le dioxyde de carbone de l’atmosphère, il entraîne également une augmentation de la température de l’air à la surface qui provoque le dégel du pergélisol. Le dégel du permafrost libère du carbone auparavant piégé dans le sol gelé sous forme de dioxyde de carbone et de méthane – deux puissants gaz à effet de serre – par décomposition microbienne.

Photo: C. Grandpey

En 2024, l’Alaska a enregistré la deuxième plus chaude température du pergélisol jamais enregistrée. Le réchauffement climatique d’origine anthropique intensifie également les feux de de végétation dans les hautes latitudes ; ils ont augmenté en superficie brûlée, en intensité et en émissions de carbone associées. Ces incendies brûlent non seulement la végétation et la matière organique du sol, tout en libérant du carbone dans l’atmosphère, mais ils font disparaître également les couches isolantes du sol, ce qui accélère le dégel du pergélisol à long terme et les émissions de carbone qui y sont associées. Le rapport précise que depuis 2003, les émissions des feux de forêt dans l’Arctique ont atteint en moyenne 207 millions de tonnes de carbone par an. 2023 a été l’année où on a observé les feux de forêt les plus importantes jamais enregistrées.C’est en raison de ceux du Canada qui ont brûlé plus de deux fois plus de végétation que pendant toute autre année. Les incendies ont émis au Canada près de 400 millions de tonnes de carbone, soit plus de deux fois et demie les émissions en provenance de tous les autres secteurs.

Les feux ‘zombies’ viennent s’ajouter aux incendies de végétation traditionnels (Crédit photo: The Siberian Times)

Les températures plus chaudes ont également un impact sur la faune sauvage. Le rapport révèle que le nombre de caribous a diminué de 65 % dans la toundra au cours des deux à trois dernières décennies. La chaleur estivale perturbe leurs déplacements et leurs conditions de vie, tout comme les changements dans les conditions de neige et de glace en hiver.

Rennes dans la toundra (Photo: C. Grandpey)

À côté de cela, les populations de phoques en Alaska restent en bonne santé. Le rapport n’a constaté aucun impact négatif à long terme sur la condition physique, l’âge de maturité, le nombre de grossesses ou la survie des petits parmi les quatre espèces de phoques vivant sur la banquise dans les mers de Béring, des Tchouktches et de Beaufort.
Source : NOAA, AFP.

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After locking carbon dioxide CO2) in its frozen soil for millennia, the Arctic tundra is undergoing a dramatic transformation, driven by frequent wildfires that are turning it into a net source of CO2 emissions. It is now emitting more carbon than it stores, which will worsen global warming impacts,This is the conclusion of the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)’s 2024 Arctic Report Card, which reveals that annual surface air temperatures in the Arctic in 2024 were the second-warmest on record since 1900.

The report is based on an average of observations recorded from 2001-2020. Its authors say that climate warming exerts dual effects on the Arctic. While it stimulates plant productivity and growth, which removes carbon dioxide from the atmosphere, it also leads to increased surface air temperatures that cause permafrost to thaw. Thawing permafrost releases carbon previously trapped in frozen soil as carbon dioxide and methane — two potent greenhouse gases — through microbial decomposition.

In 2024, Alaska recorded its second-warmest permafrost temperatures on record. Human-caused global warming is also intensifying high-latitude wildfires, which have increased in burned area, intensity, and associated carbon emissions. Wildfires not only combust vegetation and soil organic matter, releasing carbon into the atmosphere, but they also strip away insulating soil layers, accelerating long-term permafrost thaw and its associated carbon emissions. The report specifies that since 2003, circumpolar wildfire emissions have averaged 207 million tons of carbon annually. 2023, was the largest fire year on record due to Canadian wildfires, which burned more than twice any other year on record in Canada. The fires emitted nearly 400 million tons of carbon, more than two-and-a-half times the emissions from all other sectors in Canada combined.

Warmer temperatures are impacting wildlife too, with the report finding tundra caribou numbers have decreased by 65 percent over the past two to three decades. The summer heat is disrupting their movements and survival, alongside changes to winter snow and ice conditions.

Surprisingly, however, Alaska’s ice seal populations remain healthy. The report found no long-term negative impacts on body condition, age of maturity, pregnancy rates, or pup survival for the four species of ice seals inhabiting the Bering, Chukchi, and Beaufort seas.

Source : NOAA, AFP.

Nouvel effondrement dans les Alpes

Le dimanche 17 novembre, en fin d’après-midi, un éboulement de grande intensité s’est produit sur le mont Pourri (3 779 mètres d’altitude), dans le massif de la Vanoise en Savoie. L’éboulement est survenu au col de la Gurraz, sous le glacier du Turia. Il a été filmé par de nombreux témoins.

Source : Météo-Alpes / Facebook

L’effondrement n’a fait aucune victime car il n’y a ni habitations ni refuges dans la zone concernée. La Préfecture de la Savoie a indiqué que les services de l’État vont réaliser une reconnaissance afin de pouvoir documenter l’événement. Un accompagnateur en montagne a déclaré n’avoir jamais assisté à un tel éboulement à cette période de l’année. « On est sur un versant nord, sans soleil et au-dessus des 3 000 mètres. Ça prouve que la montagne est instable, même dans ces périodes-là.« 

Il faudra attendre les conclusions des scientifiques pour voir si cet événement fait partie des effondrements naturels qui se produisent régulièrement dans les Alpes ou si la hausse des températures et le dégel du permafrost de roche en sont la cause.

Source : Presse régionale

Des vagues de chaleur toujours plus nordiques, mais tout le monde s’en fiche // Heatwaves going north, but nobody cares

Comme je l’ai écrit dans des articles précédents, le monde a connu son été le plus chaud de son histoire et les États-Unis ont connu cette année leur deuxième période janvier-juillet la plus chaude jamais enregistrée sur la partie continentale du pays. C’est ce que vient d’indiquer la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Le 1er septembre, plus de 21 000 records quotidiens de chaleur avaient été enregistrés à travers le pays depuis le début de l’année.
La hausse anormale des températures cet été s’est propagée bien au-delà du pays, jusqu’au nord du cercle polaire arctique. Au nord, les régions voisines des États-Unis ont également ressenti la chaleur. Norman Wells, au Canada, n’est qu’à 150 km du cercle arctique. La ville a frôlé les 37 °C en juillet, et la région a connu les températures les plus chaudes jamais enregistrées aussi loin au nord du Canada.
La chaleur favorise le développement des incendies de forêt au Canada, qui a dû faire face à une saison d’incendies battant tous les records. La fumée des quelque 5 000 foyers, comme celui qui a eu lieu près du Grand lac de l’Ours, aura probablement des effets considérables sur la santé des gens. De plus, la fumée des incendies freine les rayons du soleil, ce qui ralentit la fonte des glaces, mais lorsque les particules de fumée tombent sur la glace, elles font chuter l’albédo, ce qui augmente la quantité d’énergie absorbée à la surface et accélère la fonte.
Ce qui est encore plus inquiétant, c’est que la chaleur inhabituelle de cette année s’est propagée beaucoup plus au nord. Comme je l’ai déjà expliqué, au Svalbard, Longyearbyen (78 degrés de latitude nord) a connu une température maximale de plus de 20 °C le 11 août 2024, battant un record pour cette date. Le record a de nouveau été battu le lendemain. La ville se trouve à seulement 1 280 km du pôle Nord.
Une étude publiée dans la revue Nature nous rappelle que l’Arctique se réchauffe près de quatre fois plus vite que le reste de la Terre, un phénomène connu sous le nom d' »amplification arctique ». Les auteurs de l’étude ont analysé la période 1979-2021. Ils expliquent que le réchauffement de l’Arctique a entraîné une diminution significative de l’étendue de la banquise. Cet été, des modèles informatiques ont révélé des pertes historiques. La NASA affirme que l’étendue minimale de la banquise arctique a diminué d’environ 12 % par décennie.
Le réchauffement de l’Arctique a également contribué à l’élévation du niveau de la mer qui a inondé le pergélisol entourant l’océan Arctique. Les scientifiques tentent d’estimer la quantité de gaz à effet de serre que le permafrost pourrait libérer en dégelant.
Le National Snow and Ice Data Center (NSIDC) a publié quelques informations supplémentaires sur la banquise dans l’Arctique pendant l’été 2024. L’étendue de cette banquise au 18 août était de 5,20 millions de kilomètres carrés. Cela signifie qu’elle était de 1,98 million de kilomètres carrés inférieure à la moyenne de 1981 à 2010 et de 540 000 kilomètres carrés supérieure à celle de 2012, le record le plus bas pour cette période de l’année. Au cours de la première quinzaine d’août, la glace a principalement reculé dans le nord de la mer de Beaufort et dans la mer de Sibérie orientale. Elle a également en grande partie disparu dans le passage du Nord-Ouest, tandis qu’elle est restée dans la mer des Tchouktches, le long de la route maritime du Nord.
Source : NOAA, NSIDC.

Source: NSIDC

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As I put it in previous posts, the world experienced its hottest summer ever and the United States went through its second warmest January-July period on record this year, measured as the average contiguous U.S. temperature, according to the National Oceanic and Atmospheric Administration. As of September 1st, more than 21,000 daily record highs had been recorded across the country for the year to date

Anomalous summer warming has spread well beyond the country, nudging as far north as the Arctic Circle. Neighbours to the north of the U.S. have been feeling the heat, too. Norman Wells, Canada, is only 150 km from the Arctic Circle. The town approached 37°C in July, and the area had the hottest Canadian temperatures on record that far north in the country.

The heat is fueling wildfires in Canada, which had to face a record-breaking wildfire season. Smoke from the 5,000 or so fires, like the one near Great Bear Lake, will likely have far-reaching effects on people’s health. Moreover, smoke from the fires reduce the incoming solar energy, slowing ice melt, but when the smoke particles fall onto the ice, they lower the albedo, which increases the amount of energy absorbed at the surface and increases ice melt.

What is still more worrying is that this year’s unusual heat has spread even farther northward. As I put it before, in Svalbard, Longyearbyen (78 degrees latitude) hit a high of over 20°C on August 11th, 2024 to break a record for the date. The temperature record was again broken the next day. The town is only 1,280 km from the North Pole.

A study published in the journal Nature reminds us that the Arctic is warming nearly four times faster than Earth’s average, a phenomenon known as « Arctic amplification. » The authors of the study analyzed the period 1979 – 2021. They explain that the Arctic’s warming has caused significant declines in sea ice extent. This summer, computer models have revealed historic losses. NASA says the minimum extent of Arctic sea ice has dropped by about 12% per decade.

Arctic warming has also helped raise sea levels, which have inundated the permafrost surrounding the Arctic Ocean. Scientists are trying to estimate the amount of heat-trapping gases the permafrost could release as it thaws.

The National Snow ans Ice Data Center (NSIDC) has released some details about sea ice in the Arctic during the summmer 2024. Arctic sea ice extent as of August 18 was 5.20 million square kilometers. It was 1.98 million square kilometers below the 1981 to 2010 average and 540,000 square kilometers above 2012, the record low for this time of year. During the first half of August, the ice primarily retreated in the northern Beaufort Sea and in the East Siberian Sea. The ice also mostly cleared out of the Northwest Passage, whereas it remained in the Chukchi Sea, along the Northern Sea Route.

Source : NOAA, NSIDC.