Ile de Baffin (Canada) : La fonte de la calotte glaciaire révèle de nouveaux paysages // Baffin Island (Canada) : The melting of the ice cap uncovers new landscapes

En faisant référence à une étude parue dans Nature communications, le site Futura Sciences nous apprend que le réchauffement climatique a fait fondre la glace dans l’archipel arctique canadien et mis à jour des paysages qui étaient restés enfouis pendant au moins 40 000 ans, voire jusqu’à 115 000 ans, sous plusieurs mètres de glace. Au train où vont les choses, la totalité des glaciers de l’île de Baffin, où ces anciens paysages ont été libérés, pourrait disparaître dans les prochains siècles car l’Arctique continue de se réchauffer deux fois plus rapidement que le reste du globe.

Les chercheurs ont daté 124 échantillons de toundra et de roches, prélevés sur 30 sites en bordure de calotte glaciaire de Penny, dans l’est de l’île de Baffin, et répartis sur une superficie de 170 x 70 km. Comme elle est immobile – à l’inverse des glaciers – et repose sur des terrains plats, la calotte glaciaire préserve les décors qu’elle recouvre sans les éroder. La datation au carbone 14 montre que cela fait plus de 40 000 ans (limite haute de cette méthode) que cette végétation et ces rochers n’ont pas vu la lumière du jour. Une reconstitution du paléoclimat de l’île de Baffin indique par ailleurs que la région subit actuellement son siècle le plus chaud depuis 115 000 ans. Cela montre que les paysages révélés aujourd’hui par des températures similaires à cette lointaine époque étaient cachés depuis aussi longtemps.

Un descriptif de l’étude peut être lu sur le site Nature Communications.

Source : Futura Sciences, Nature Communications.

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Referring to a study published in Nature Communications, the Futura Sciences website informs us that global warming has melted ice in the Canadian Arctic Archipelago and uncovered landscapes that have been buried for at least 40,000 years, or even to 115,000 years, under several metres of ice. As things go, all the glaciers on Baffin Island, where these ancient landscapes were liberated, could disappear in the next few centuries as the Arctic continues to warm up twice as fast as the rest of the globe.
The researchers dated 124 tundra and rock samples from 30 sites along the Penny Ice Cap in eastern Baffin Island over an area of ​​170 x 70 km. As it is motionless – unlike glaciers – and based on flat terrain, the ice cap preserves the scenery it covers without eroding it. 14C dating shows that this vegetation and these rocks have not seen the light of day for more than 40,000 years (upper limit of this method). A reconstruction of the Baffin Island paleoclimate also indicates that the region is currently experiencing its warmest century in 115,000 years. This shows that the landscapes revealed today by temperatures similar to this distant era were hidden for a simar period.
A description of the study can be read on the Nature Communications website.
Source: Futura Sciences, Nature Communications.

On peut voir l’île de Baffin en gris sur la petite carte en bas à gauche. Les échantillons récemment mis au jour par le recul de la calotte glaciaire proviennent de 30 sites dans l’est de l’île. Les cercles montrent les sites où seules des plantes ont été prélevées. Les carrés indiquent que des plantes et des roches ont été prélevées. Le site a est un sommet pentu, dépourvu de glace, où seules les roches ont été prélevées. (Source : Nature Communications)

You can see Baffin Island in gray on the small map at the bottom left. Samples recently discovered by the retreat of the ice cap come from 30 sites in the eastern part of the island. The circles show the sites where only plants were collected. The squares indicate that plants and rocks have been sampled. Site a is a steep-sided, unglaciated summit where only rocks have been sampled. (Source: Nature Communications)

La fonte du permafrost (2ème partie) // Permafrost thawing (Part two)

Voici ce qui se passe lors de la fonte du permafrost: La ‘couche active’ du sol qui se trouve au-dessus du permafrost dégèle chaque été et entretient la végétation. Cette couche libère du carbone à partir des racines des plantes qui émettent du CO2 et à partir des microbes dans le sol. Certains microbes décomposent les matières organiques en CO2. D’autres produisent du méthane lorsque les conditions sont anaérobies, autrement dit lorsque le sol est saturé d’eau ou qu’il n’y a pas d’oxygène. Le méthane est 20 à 30 fois plus puissant que le dioxyde de carbone pour exacerber le réchauffement climatique, mais il reste dans l’atmosphère moins longtemps.
À mesure que le permafrost fond, la couche active du sol s’épaissit. Les microbes deviennent actifs et les racines des plantes peuvent s’enfoncer davantage, entraînant la production de plus de CO2. La quantité de méthane générée dépend de la saturation du sol.
Les scientifiques ignorent quelles sont les proportions relatives de dioxyde de carbone et de méthane pouvant découler du dégel à grande échelle du permafrost, car cela ne s’est jamais produit de toute l’histoire de l’humanité. Cependant, les recherches sur la couche supérieure de la toundra suggèrent que les émissions moyennes de CO2 sont environ 50 fois plus élevées que celles de méthane. En outre, nous savons que, chaque fois que le sol se réchauffe de 10 degrés Celsius, les émissions de CO2 doublent.
Une étude effectuée en 2017 a estimé que si la température de notre planète dépassait de 1,5°C le niveau de 1861, la fonte du permafrost pourrait libérer de 68 à 508 gigatonnes de carbone. Ce carbone augmenterait à lui seul les températures globales de 0,13 à 1,69°C d’ici 2300. Comme la hausse des températures se situe déjà à 1,5°C au-dessus du niveau préindustriel, ce réchauffement supplémentaire pourrait avoir des effets catastrophiques sur le changement climatique.
Bien qu’un Arctique plus chaud puisse supporter plus de plantes et que les plantes absorbent le dioxyde de carbone par la photosynthèse, ces nouvelles plantes ne devraient compenser que 20% environ des émissions de carbone du permafrost.
De nombreux scientifiques craignent que le dégel du permafrost soit un point critique qui déclenche un cycle irréversible: lorsque le pergélisol libère le carbone sous forme de CO2 ou de méthane, il accélère le réchauffement, ce qui accélère le dégel du permafrost et ainsi de suite. Les hommes ne pourront rien faire pour arrêter ce cycle infernal. Les régions où le permafrost est gelé toute l’année se déplacent déjà vers le nord; et dans certaines régions, la toundra gèle plus tard à l’automne, ce qui laisse plus de temps aux microbes pour décomposer la matière organique et aux plantes pour respirer.

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Here is what happens when permafrost is thawing:  The ‘active layer’ of soil on top of the permafrost thaws each summer and can sustain plant life. This layer releases carbon from the roots of plants that respire out CO2, and from microbes in the soil. Some microbes break down the organic matter into CO2. Others produce methane instead, when conditions are anaerobic, on other words when the soil is saturated with water or no oxygen is available. Methane is 20 to 30 times more potent than carbon dioxide at exacerbating global warming, but it remains in the atmosphere for less time.

As permafrost thaws, the active layer deepens. The microbes become active and plant roots can penetrate further down, resulting in the production of more CO2. The amount of methane generated depends on how saturated the ground is.

Scientists don’t know the relative proportions of carbon dioxide and methane emissions that might result from largescale thawing permafrost because this has never happened in human history. However, research on the upper layer of the tundra suggests that the average CO2 emissions are about 50 times higher than those of methane. Besides, we know that for every 10 degrees Celsius that the soil warms up, the emission of CO2 will double.

A 2017 study estimated that if global temperatures rise 1.5˚C above 1861 levels, thawing permafrost could release 68 to 508 gigatons of carbon. This carbon alone would increase global temperatures 0.13 to1.69˚C by 2300. Since we may have already locked in 1.5˚C of warming above pre-industrial levels, this amount of additional warming could result in catastrophic impacts of climate change.

Although a warmer Arctic could support more plants, and plants absorb carbon dioxide through photosynthesis, the new growth is projected to offset only about 20 percent of the permafrost’s carbon release.

Many scientists are concerned that thawing permafrost could be a tipping point that triggers an irreversible cycle: When permafrost releases its carbon as CO2 or methane, it will accelerate warming, which will then precipitate more permafrost thaw, and so on. There will be nothing humans can do to stop it. The regions where permafrost is frozen year-round are already shifting northwards; and in some areas, the tundra now freezes later in the fall, allowing more time for microbes to decompose organic matter and for plants to breathe.

Photos: C. Grandpey

Le changement climatique modifie la flore en altitude // Climate change alters flora at high altitudes

Selon une étude parue dans la revue Nature, la « grande accélération » touche désormais les cimes. Sous l’effet du réchauffement climatique, les sommets des montagnes européennes accueillent des plantes inédites. Avec une certaine logique du fait de la hausse des températures, les plantes remontent de plus en plus rapidement des niveaux inférieurs, avec des sommets cinq fois plus « colonisés » de nouvelles espèces ces dix dernières années qu’au cours de la décennie 1957-1966. L’étude a analysé 302 sites dans les Alpes, les Pyrénées, les Carpates, au Svalbard (Norvège), en Écosse ou en Scandinavie.

Le CNRS souligne que la « grande accélération » biologique, météorologique ou chimique, observée depuis les années 1950 par la communauté scientifique sous l’effet des activités humaines, est « aujourd’hui perceptible dans les sites les plus reculés de la planète comme les sommets des montagnes. »

Selon cette étude, basée sur 145 ans de relevés botaniques, le nombre d’espèces s’est enrichi sur 87% des sites. Au cours de la période 1957-66, un sommet a accueilli en moyenne 1,1 espèce nouvelle; en 2007-2016, il en a accueilli 5,4. Cette migration concerne même des plantes réputées pour se déplacer lentement.

L’équipe de 53 chercheurs issus de 11 pays indique que cette tendance concorde avec l’augmentation des températures et rappelle que les montagnes subissent un réchauffement particulièrement rapide. L’étude écarte en revanche le rôle d’autres facteurs comme les retombées azotées des polluants, les changements de précipitations ou la fréquentation humaine, très différents d’une région à l’autre.

Ces écosystèmes montagnards pourraient en outre être « fortement perturbés à l’avenir » ; en effet, si dans un premier temps la biodiversité croît, sans extinction observée dans l’immédiat, cela pourrait ne pas durer. Les chercheurs mettent en garde contre la disparition de certaines plantes des sommets, incapables de rivaliser avec les espèces généralistes plus compétitives venues des niveaux inférieurs. Les plantes des sommets pourront éventuellement supporter des variations de températures, mais pas forcément la compétition, avec le risque de voir des espèces généralistes supplanter des espèces emblématiques, et souvent endémiques, qu’on ne trouve qu’à ces altitudes.

La Plateforme intergouvernementale sur la biodiversité (IPBES) vient de produire un nouveau bilan alarmant de l’état de la biodiversité dans le monde. En Europe, 42% des espèces d’animaux et de plantes terrestres ont vu leur population décliner ces dix dernières années.

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According to a study published in the journal Nature, the « great acceleration » now affects the mountain peaks. Under the effect of global warming, the peaks of European mountains welcome new plants. With a certain logic because of the rise in temperatures, plants are climbing faster from lower levels, with peaks five times more « colonized » with new species in the last ten years than in the decade 1957-1966 . The study analyzed 302 sites in the Alps, Pyrenees, Carpathians, Svalbard (Norway), Scotland or Scandinavia.
The CNRS stresses that the great biological, meteorological or chemical acceleration observed since the 1950s by the scientific community as a result of human activities, is « now perceptible in the most remote sites of the planet such as the mountain peaks. »
According to this study, based on 145 years of botanical surveys, the number of species was enriched on 87% of the sites. During the period 1957-66, a summit hosted an average of 1.1 new species; in 2007-2016, it hosted 5.4. This migration even concerns plants that are known to move slowly.
The team of 53 researchers from 11 countries indicates that this trend is consistent with the increase in temperatures and recalls that mountains undergo a particularly rapid warming. On the other hand, the study rules out the role of other factors such as nitrogen fallout from pollutants, changes in precipitation or human use, which are very different from one region to another.
These mountain ecosystems could also be « strongly disturbed in the future »; indeed, if initially biodiversity grows, without any extinction observed in the immediate future, it could not last. The researchers warn against the disappearance of certain summit plants, unable to compete with more competitive generalists from lower levels. Summit plants may be able to withstand variations in temperature, but not necessarily competition, with the risk of seeing generalist species supplanting emblematic, and often endemic, species found only at these altitudes.
The Intergovernmental Platform on Biodiversity (IPBES) has just produced a new alarming assessment of the state of biodiversity in the world. In Europe, 42% of terrestrial animal and plant species have declined in population over the past decade.

Photos: C. Grandpey

Volcans et périodes glaciaires // Volcanoes and ice ages

drapeau francaisUne étude récente effectuée par deux chercheurs australiens confirme l’idée que les volcans, en dépit de leur puissance destructrice, peuvent aussi être des refuges pour la vie. Ils ont probablement protégé les plantes et les animaux pendant les périodes glaciaires.
Les deux chercheurs ont examiné les données recueillies auparavant sur ​​les lieux où vivent les plantes, les champignons et les invertébrés en Antarctique. Ils ont ensuite cartographié et mis en correspondance le nombre d’organismes avec les zones géothermales et volcaniques connues pour avoir été actives depuis le dernier âge de glace. Ils ont découvert que le nombre d’espèces était plus grand sur ces sites ou à proximité, ce qui montre bien le rôle de refuge joué par les volcans pendant la période glaciaire. En effet, pour les plantes comme pour les mousses, le nombre d’espèces diminue de façon régulière au fur et à mesure que l’on s’éloigne des zones géothermales.
Cette étude est la première à s’attaquer à l’hypothèse selon laquelle les volcans auraient servi de refuge aux  animaux. Les chercheurs ont étudié de grands volumes de données concernant plusieurs espèces à l’échelle continentale et ils ont conclu que l’hypothèse pourrait bien s’étendre à d’autres parties du monde et à d’autres périodes glaciaires traversées par notre planète.
Il est tentant de percevoir l’Antarctique comme une vaste étendue de glace stérile, mais en réalité ce continent héberge des centaines, voire des milliers d’espèces, y compris 300 types de lichens dont beaucoup exigent des terres libres de toute glace pour pouvoir survivre.
Contrairement aux oiseaux et à la vie marine qui peuvent se déplacer vers des régions plus chaudes pendant les périodes glaciaires, les plantes, les champignons et les invertébrés sont en grande partie immobiles, de sorte que leur sort est plus étroitement liée à leur environnement immédiat.
La nouvelle cartographie réalisée par les chercheurs australiens suggère que certaines espèces seraient restées concentrées autour des zones géothermales pendant les périodes glaciaires et auraient recolonisé d’autres territoires pendant les épisodes de réchauffement.
L’Antarctique abrite plusieurs volcans comme le Mont Erebus. Leurs chambres magmatiques souterraines font augmenter la température de surface dans les zones proches du cratère. Ces volcans émettent aussi fréquemment de la vapeur, à la fois au niveau de leurs cratères et des fumerolles, un univers qui crée des zones dépourvues de glace ainsi que de grandes grottes où la température peut être de plusieurs de dizaines de degrés Celsius supérieure à la température extérieure. Ces zones de vapeur sont parfaites pour la croissance des mousses et autres espèces.
L’Antarctique est un terrain idéal pour la recherche en milieu géothermal parce que son isolement et la couverture de glace le rendent biologiquement moins «contaminé» par d’autres espèces.
Source: National Geographic.

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drapeau anglais A new study by two Australian researchers confirms the idea that volcanoes, despite their destructive power, can also be havens for life. They might have been refuges for plants and animals during ice ages.

The two researchers examined previously collected data on where plants, fungi, and invertebrates live in Antarctica. They then mapped the numbers of organisms in relation to geothermal and volcanic areas known to have been active since the last ice age. They found the number of species was greatest at or around such sites, which the scientists said reflected volcanoes’ role as ice age refuges. Indeed, for plants such as mosses, the number of species steadily declined the farther away one got from geothermal areas.

The new study is the first to tackle the hypothesis that volcanoes provided safe havens for animals. The researchers looked at large sets of data for several species on a continental scale and concluded that the hypothesis could well extend to other parts of the world and other glacial periods the planet has experienced.

It’s tempting to perceive Antarctica as a barren ice sheet, but in fact it is home to hundreds if not thousands of individual species, including 300 kinds of lichen, many of which require ice-free land to survive.

Unlike birds and marine life, which can move to warmer regions during glacial periods, plants, fungi, and invertebrates are largely immobile, so their fate is more closely linked with their immediate environment.

The new mapping data suggest that species would have been concentrated around geothermal areas during glacial periods and then recolonised other territory during warming episodes.

Antarctica houses several volcanoes like Mount Erebus. Their underground magma chambers can raise surface temperatures in areas near the crater. They also frequently emit steam, both from their craters and from fumaroles, a universe which can create ice-free areas and large ice caves where temperatures can be tens of degrees Celsius higher than the outside temperature. Such steam fields are great for mosses and other species to thrive.

Antarctica was an ideal test case for the geothermal research because its isolation and ice cover make it less biologically « contaminated » by other species.

Source : The National Geographic.

Erebus-blog

Vue aérienne de l’Erebus (1er plan) et du Mont Terror (arrière-plan) sur l’Ile de Ross.

[ Crédit photo: National Science Foundation ]