1783 : une année sans été en Alaska // 1783 : a year without a summer in Alaska

L’une des éruptions les plus dévastatrices de l’histoire a été celle du Laki, dans le sud-est de l’Islande. Pendant huit mois en 1783, cette éruption fissurale a émis des coulées de lave et vomi des gaz nocifs dans l’atmosphère. Un quart de la population islandaise a péri. Les gaz riches en soufre qui se sont répandus à la surface de la Terre ont réfléchi les rayons du soleil, provoquant une baisse des températures dans de nombreux endroits.

Vue de Lakagigar, la fissure éruptive du Laki (Photo: C. Grandpey)

Des chercheurs ont analysé les cernes de troncs d’épinettes blanches en Alaska et ont conclu que l’éruption du Laki avait aussi été une catastrophe pour les habitants du nord-ouest de cet Etat. Ces gens ne savaient pas pourquoi juillet avait pris des allures de novembre cette année-là.
Une scientifique du laboratoire d’analyse des cernes des arbres de l’Observatoire Lamont-Doherty à New York a raconté l’histoire de l’année sans été en Alaska. Elle a montré une photo des cernes sur le tronc d’une épinette blanche prélevée en Alaska. Au milieu d’une série de lignes sombres, on en distingue une plus claire qui correspond à l’année 1783.

Forêt d’épinettes (spruce trees), arbres emblématiques de l’Arctique (Photo: C. Grandpey)

En juin 1940, un archéologue et ingénieur des mines prit l’avion entre Fairbanks et Allakaket. Une fois arrivé dans ce petit village, il se dirigea vers le cours supérieur de la rivière Kobuk où il a confectionna un radeau en rondins. Il descendit la rivière, tout en prélevant des échantillons d’arbres en cours de route et en s’arrêtant sur des sites archéologiques.
À l’embouchure de la Kobuk, il tourna à droite et remonta la rivière Noatak. Il atteignit ensuite la péninsule de Seward et termina son expédition scientifique dans la ville de Haycock, non loin du village actuel de Koyuk. À l’automne 1940, l’archéologue rédigea sa thèse qui mettait en évidence ses remarquables travaux sur le terrain à partir des centaines d’échantillonsd’arbres qu’il avait collectés.
Un demi-siècle plus tard, les scientifiques de Lamont-Doherty ont utilisé certains de ses échantillons. Avec d’autres enregistrements de cernes d’arbres recueillis en Alaska et les données fournies par des stations météorologiques archivées à l’Université d’Alaska et ailleurs, les chercheurs ont reconstitué les températures estivales de l’Alaska de la fin des années 1600 à nos jours. Ils ont estimé que la moyenne des températures en Alaska de mai à août était normalement d’environ 11,6°C pendant la majeure partie de cette période. En 1783, la température moyenne de mai à août était d’environ 6,6°C.
Pour montrer l’aspect exceptionnel de l’année 1783, les scientifiques de Lamont-Doherty ont également cité un livre dans lequel sont répertoriées des traditions orales de peuples autochtones du nord-ouest de l’Alaska. L’ouvrage raconte quatre vieilles légendes, chacune liée à la quasi-extinction de tous les êtres vivants dans le nord-ouest de l’Alaska. Les deux premiers événements décrits dans le livre étaient trop anciens pour que les chercheurs puissent en tenir compte. Le quatrième événement était l’épidémie de grippe espagnole qui, en 1918, frappa durement l’Alaska et le reste du monde. La troisième calamité dans le nord-ouest de l’Alaska était liée à l’éruption islandaise. Cette année-là (probablement 1783), au printemps, les oiseaux migrateurs étaient revenus en Alaska et tout semblait normal… jusqu’à la fin du mois de juin. On peut lire que  » tout d’un coup, le temps est devenu froid… et les gens ne pouvaient plus aller chasser ni pêcher. » En quelques jours, les lacs et rivières, récemment dégelés, ont gelé de nouveau. Le temps chaud n’est revenu qu’au printemps (début avril) de l’année suivante.
Source : Anchorage Daily News.

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One of the most devastating eruption in history was that of Laki Volcano in south-east Iceland. For eight months in 1783, a fissure eruption spewed lava and belched noxious fumes into the atmosphere. One-quarter of the Icelandic population died. The sulfur-rich gases that spread worldwide reflected the sun’s rays, causing temperatures to drop and making many places on Earth cooler.

Using evidence held in white spruce trees, researchers think the Laki eruption was a catastrophe for northwest Alaska residents who had no idea why July turned into November that year.

A scientist from the tree-ring lab at Lamont-Doherty Earth Observatory in New York told the story of Alaska’s year without a summer. She displayed a photo of tree rings from a white spruce tree from Alaska. Amid a series of dark lines is a faint one that lines up with the year 1783.

In June of 1940, an archaeologist and mining engineer, flew from Fairbanks to Allakaket. Once in that small village, he travelled to the headwaters of the Kobuk River where he lashed together a log raft. He floated it down the river, taking tree cores along the way and stopping at known and possible archaeological sites.

At the mouth of the Kobuk, he turned right and traveled up the Noatak River. Then, he went on to the Seward Peninsula and finished his scientific journey in the town of Haycock, not far from today’s village of Koyuk. In the autumn of 1940, the archaeologist wrote his master’s thesis, detailing his remarkable season of fieldwork and the hundreds of tree cores he acquired.

Half a century later, scientists at Lamont-Doherty used some of his samples. With other tree-ring records gathered in Alaska and the real weather-station data gathered at the University of Alaska and other places, the researchers reconstructed Alaska summer temperatures from the late 1600s to the present. They figured average Alaska temperatures from May to August were about 11.6°C for most of that time. In 1783, the May to August average temperature was about 6.6°C.

To further show the weirdness of 1783, the Lamont-Doherty scientists also cited a book of oral traditions from Natives of northwest Alaska. It describes four ancient legends, each linked to the near-extinction of everyone living in northwest Alaska. The first two events were too far back for the researchers to imagine what they might have been. The fourth and most recent disaster was the influenza epidemic of 1918 that hit Alaska and the rest of the world so hard. In between, the third calamity in northwest Alaska was linked to the Iceland eruption. That year (perhaps 1783), in the springtime migratory birds had returned to Alaska and all seemed normal, until after June passed. Then, on can read in the book : “suddenly it turned into cold weather … and people could not go out hunting and fishing. In a few days, the lakes and rivers, recently thawed, froze over. Warm weather did not return until spring (early April) of the next year.”

Source : Anchorage Daily News.

Islande : Nouvelle approche des fontaines de lave // Iceland : New approach to lava fountains

À partir d’observations de l’éruption du Fagradalsfjall (Islande) en 2021, une équipe de spécialistes des Sciences de la Terre, de météorologues, de géologues et de volcanologues a proposé une nouvelle théorie expliquant la mécanique des fontaines de lave. Les résultats de leurs travaux ont été publiés dans la revue Nature Communications*.
Les fontaines de lave sont des phénomènes spectaculaires pendant lesquels la lave jaillit vers le ciel avant de retomber en cascade sur les flancs d’un volcan. Ces manifestations volcaniques ont longtemps intrigué les scientifiques. Les travaux de l’équipe de chercheurs se sont concentrés sur la compréhension des forces qui servent de moteur à ce phénomène. Contrairement à la plupart des  éruptions classiques, celle du Fagradalsfjall a présenté une série de fontaines de lave de différentes hauteurs offrant une opportunité unique de les approcher et de les examiner.
Pour analyser la dynamique de l’éruption, les chercheurs ont utilisé la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (OP-FTIR)*. Cette technique leur a permis d’analyser les émissions de gaz du volcan sur plusieurs cycles d’épisodes éruptifs entrecoupés de pauses. Leurs observations sur la composition du gaz a fourni des indications sur les processus qui sous-tendent les fontaines de lave.
Il ressort de ces observations que les volcans comme le Fagradalsfjall possèdent une cavité peu profonde remplie de magma sous leur caldeira. En remontant dans cette cavité, le magma génère une couche d’écume à son sommet. Les chercheurs pensent que l’effondrement de cette couche d’écume crée la pression nécessaire pour propulser la lave vers le haut, un peu comme l’éjection d’une boisson gazeuse quand on secoue la bouteille. Ce processus se produit de manière cyclique, conduisant aux éruptions sous forme de fontaines observées en Islande.
L’étude offre non seulement une explication des caractéristiques uniques de l’éruption du Fagradalsfjall, mais elle a également des implications plus larges. Les chercheurs pensent que leur étude pourrait s’appliquer à différents types de fontaines de lave observées dans le monde.
Des recherches supplémentaires seront nécessaires pour valider et élargir ces résultats. Cependant, ces travaux fournissent des informations significatives sur les processus complexes qui entourent les fontaines de lave.

* Near-surface magma flow instability drives cyclic lava fountaining at Fagradalsfjall, Iceland – Scott, S., Pfeffer, M., Oppenheimer, C. et al. – Nature Communications – November 7, 2023 – DOI https://doi.org/10.1038/s41467-023-42569-9 – OPEN ACCESS.

* La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier ou spectroscopie IRTF (ou encore FTIR, de l’anglais Fourier Transform InfraRed spectroscopy)1 est une technique utilisée pour obtenir le spectre d’absorption, d’émission, la photoconductivité ou la diffusion Raman dans l’infrarouge d’un échantillon solide, liquide ou gazeux.

Le résumé de l’étude a été publié sur le site web The Watchers avec une vidéo de drone de l’éruption de 2021 :
https://youtu.be/DQx96G4yHd8

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From the observations of the 2021 Fagradalsfjall eruption in Iceland, a team of Earth scientists, meteorologists, geologists, and volcanologists has formulated a new theory explaining the mechanics of volcanic fountaining. The research* was published in the journal Nature Communications.

Volcanic fountaining, characterized by explosive eruptions with lava shooting skywards and cascading down a volcano’s sides, has long puzzled scientists.The team’s research centered on understanding the driving forces behind this phenomenon. Unlike a single massive eruption, the Fagradalsfjall event presented a series of lava fountains of varying heights, providing a unique opportunity for close-up examination.

To probe the eruption’s dynamics, the researchers employed Fourier transform infrared (OP-FTIR) spectroscopy. This technique enabled them to analyze the gas emissions from the volcano across multiple eruption and pause cycles. Their investigation into the gas composition yielded clues about the processes underpinning volcanic fountaining.

The team’s emerging theory posits that volcanoes like Fagradalsfjall have a magma-filled shallow cavity beneath their calderas. Magma rising into this cavity generates a foam layer at the top. The researchers suggest that the collapse of this foam layer creates the pressure needed to propel magma upwards, akin to soda being ejected from a shaken can. This process occurs cyclically, leading to the observed fountain-like eruptions.

The study not only offers a compelling explanation for the Fagradalsfjall eruption’s unique characteristics but also has broader implications. The researchers believe that their theory could apply to various types of volcanic fountains observed worldwide.

Further research is needed to validate and expand upon these findings. However, the team’s work provides significant insights into the intricate processes of volcanic fountaining.

* Near-surface magma flow instability drives cyclic lava fountaining at Fagradalsfjall, Iceland – Scott, S., Pfeffer, M., Oppenheimer, C. et al. – Nature Communications – November 7, 2023 – DOI https://doi.org/10.1038/s41467-023-42569-9 – OPEN ACCESS.

* Fourier transform infrared spectroscopy or FTIR spectroscopy is a technique used to obtain the absorption spectrum, emission spectrum, photoconductivity or Raman scattering in the infrared of a solid, liquid or gas sample.

The abstract of the research was published on the The Watchers website together with a drone video of the 2021 eruption :

https://youtu.be/DQx96G4yHd8

Capture écran webcam de l’éruption et des fontaines de lave

Nouvelle alerte climatique // New climate alert

Une nouvelle étude publiée le 3 novembre 2023 dans la revue Oxford Open Climate Change affirme que notre planète atteindra le seuil de 1,5 degré Celsius de réchauffement d’ici la fin de la décennie.
Non seulement nous franchirons ce seuil fixé par l’Accord de Paris sur le climat d’ici 2030, mais la Terre atteindra 2 degrés de réchauffement d’ici 2050. Selon les projections antérieures, le monde devait atteindre ces seuils respectivement vers 2035 et 2055..
Les auteurs de l’étude pensent que les climatologues ont surestimé la résilience de la planète face à l’augmentation des concentrations de dioxyde de carbone. Bien que le GIEC ait prévu que le doublement des concentrations de CO2 dans l’atmosphère réchaufferait la planète d’environ 3 degrés, la hausse sera probablement plus proche de 4,8 degrés.
Selon la dernière étude, « on se dirige vers un changements climatique à grande échelle. […] Des actions extraordinaires seront nécessaires pour réduire le forçage climatique d’origine anthropique et éviter des conséquences hautement indésirables pour l’humanité et la nature. »
Les conclusions de l’étude ont suscité les remarques et critiques de certains climatologues. Selon ces scientifiques, il n’y a aucune raison de penser que nous ne pouvons pas empêcher le réchauffement climatique d’atteindre des niveaux dangereux grâce à des efforts concertés pour décarboner notre économie. « Les obstacles, du moins pour le moment, sont politiques, mais pas physiques ou même technologiques. » [NDLR : Concernant les solutions technologiques, il convient de rappeler que certains pays, la Chine par exemple, ont tenté d’influer la météo en ensemençant les nuages pour faire pleuvoir. Je ne suis pas sûr que jouer les apprentis sorciers soit la meilleure solution pour résoudre le réchauffement climatique actuel.]
Cette dernière étude intervient après un été qui a été le plus chaud jamais enregistré dans le monde, et une année qui sera probablement la plus chaude jamais vue. Elle intervient également quelques semaines avant le début de la COP 28 de Dubaï, au cœur des Émirats Arabes Unis, l’un des principaux producteurs de pétrole…. Le Pape, qui assistera à la Conférence, va devoir prier…
Source  : Yahoo Actualités.

 

En un an, les concentrations de CO2 dans l’atmosphère sont passées de 416 à plus de 419 ppm. Tout va bien. Les glaciers et la banquise n’ont qu’à bien se tenir…

Exemple de la pollution atmosphérique actuelle, New Delhi (Inde) et ses 30 millions d’habitants étouffe en ce moment sous un mélange de pollution et de fumées. Le niveau de microparticules PM2.5 atteint actuellement près de 40 fois le niveau maximum recommandé par l’OMS.

La pollution est telle que les écoles sont fermées et le resteront au moins jusqu’au 10 novembre. Chaque automne, la ville vit dans un air quasi irrespirable lorsque viennent s’ajouter à la pollution les fumées provenant des campagnes environnantes, où les agriculteurs brûlent les chaumes.

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A new study published on November 3rd, 2023 in the Oxford Open Climate Change journal suggests the world will reach the threshold of 1.5 degrees Celsius of warming by the end of the decade.

In addition to crossing the 1.5-degree limit set by the Paris Climate Agreement, by 2030, the study suggests the Earth will hit 2 degrees of warming by 2050. Earlier projections have suggested the world would reach these thresholds later, around 2035 and 2055, respectively.

Climatologists have overestimated the planet’s resilience to increased carbon dioxide levels. Although the IPCC has projected that doubling the carbon in the atmosphere would warm the planet around 3 degrees, they estimated it would be closer to 4.8 degrees.

According to the latest study’s authors“there is a great amount of climate change ‘in the pipeline. […] Extraordinary actions are needed to reduce the net human-made climate forcing, as is required to reduce global warming and avoid highly undesirable consequences for humanity and nature.”

The study’s conclusions have drawn the remarks and criticism from some climatologists. They said there was no reason to think that we can’t prevent dangerous levels of warming through concerted efforts to decarbonize the global economy. “The obstacles, at least at present, are political, not physical or even technological.” [Editor’s note : Concerning the technological obstacje, it is worth remembering that some countries, China for instance, have tried to tamper with the weather, by seeding the clouds to make them rain. I’m not sure this is the best idea to solve the current global warming.]

The research comes after a summer that was the hottest on record worldwide, and a year that will probably be the hottest ever see. Il also comes weeks before the beginning of the United Nations Climate Change Conference in Dubai, in the heart of the United Arab Emirates, one of the main oil producers…. The Pope, who will attend the Conference, will need to pray…

Source : Yahoo News.

An example of the current atmospheric pollution, New Delhi (India) and its 30 million inhabitants are currently suffocating under a mixture of pollution and smoke. The level of PM2.5 microparticles reaches almost 40 times the maximum level recommended by the WHO.
The pollution is such that schools are closed and will remain so at least until November 10. Every autumn, the city lives in almost unbreathable air when smoke coming from the surrounding countryside, where farmers burn the stubble, is added to the pollution.

Nouvelle approche des volcans basaltiques // New approach to basaltic volcanoes

Une nouvelle étude publiée le 7 août 2023 dans les Proceedings de l’Académie Nationale des Sciences (PNAS) apporte une nouvelle lumière sur l’éruption des volcans basaltiques comme le Kilauea et le Mauna Loa à Hawaii.
Selon les auteurs de l’étude, les volcans situés à l’intérieur des plaques tectoniques n’entrent pas en éruption comme les scientifiques le pensaient jusqu’à présent. Les chercheurs expliquent que le magma à l’intérieur de ces volcans est propulsé vers la surface par le dioxyde de carbone, et non par l’eau, comme on le pensait généralement. Ce magma provient également de réservoirs beaucoup plus profondes qu’on ne l’avait estimé; il prend naissance dans le manteau terrestre à des profondeurs de 20 à 30 kilomètres, et non dans la croûte externe, à 7 à 13 km de profondeur.
Selon l’un des auteurs de l’étude, « cela change complètement le paradigme de la façon dont ces éruptions se produisent. En effet, dans tous les modèles volcaniques c’est l’eau qui est considérée comme principal moteur des éruptions, mais l’eau n’a pas grand-chose à voir avec ces volcans. C’est le dioxyde de carbone qui fait remonter le magma des profondeurs. »
Les chercheurs avaient déjà imaginé que le CO2 pourrait alimenter ce type d’éruption, après avoir remarqué que les éruptions extrêmement explosives n’ont pas toujours les plus fortes concentrations d’eau dans la lave. La nouvelle étude confirme cette théorie.
Cette nouvelle approche concerne des volcans basaltiques qui se trouvent à l’intérieur, plutôt qu’en bordure, des plaques tectoniques. Les volcans basaltiques émettent une lave qui a une viscosité inférieure à celle des autres volcans; elles donc plus fluide et se déplace plus rapidement. Ces volcans peuvent être très explosifs lorsqu’ils entrent en éruption, surtout si la lave est relativement froide et remonte rapidement à la surface, entraînant la formation de cristaux qui sont ensuite projetés.
Parmi les volcans basaltiques, on peut citer le Kilauea et le Mauna Loa à Hawaï, ou encore le Pico do Fogo dans l’archipel du Cap Vert dans l’océan Atlantique. Ce volcan est au cœur de la dernière étude. Il est très actif, avec 30 éruptions connues depuis le 15ème siècle. La dernière éruption a commencé le 23 novembre 2014 et s’est terminée le 8 février 2015, avec des coulées de lave qui ont recouvert plus de 4 kilomètres carrés de terres, ainsi que deux villages. (voir la description de l’éruption sur ce blog)
Les chercheurs ont analysé la composition de minuscules poches de lave en fusion emprisonnées dans les coulées du Fogo et ont découvert qu’elles contenaient de grandes quantités de CO2 qui avait été cristallisé à une pression correspondant à une profondeur de 20 à 30 km. Cela signifie que le magma provenait de l’intérieur du manteau et non de la croûte. Les résultats des analyses indiquent que les bulles de CO2 font remonter le magma des profondeurs du manteau.
L’auteur principal de l’étude explique que « sur le Fogo, c’est très certainement le dioxyde de carbone qui fait remonter rapidement le magma, et cela joue probablement un rôle important dans son comportement explosif. Le magma a une viscosité extrêmement faible ».
La découverte mise en évidence par cette étude pourrait permettre de réduire les risques générés par ces éruptions.
Vous trouverez l’étude à cette adresse :
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2302093120

Source : Live Science via Yahoo Actualités.

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A new study published on August 7th, 2023 in the Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) brings a new approach to the eruption of basaltic volcanoes like Kilauea and Mauna Loa in Hawaii.

According to the authors oof the study, volcanoes that sit within tectonic plates don’t erupt how scientists thought they did. They explain that magma within these volcanoes is propelled up and out of the ground by carbon dioxide, not by water, as was previously thought. This magma also shoots up from much deeper reserves than previously estimated, originating in Earth’s mantle at depths of 20 to 30 kilometers, rather than in the outer crust, 7 to 13 km deep.

A co-author of the research says that « this completely changes the paradigm of how these eruptions happen, All volcanic models have been dominated by water as the main eruption driver, but water has little to do with these volcanoes. It’s carbon dioxide that brings this magma from the deep Earth. »

Researchers had already suggested that CO2 may fuel this type of eruption, tipped off by the finding that extremely explosive eruptions don’t always have the highest concentrations of water in the lava, but the new study finally confirms this theory.

The discovery relates to basaltic volcanoes that sit within tectonic plates rather than on their edges. Basaltic volcanoes spew lava that has a lower viscosity than other volcanoes, meaning it is more fluid and travels faster. These volcanoes can be highly explosive when they erupt, especially if the lava is relatively cool and whooshes up to the surface rapidly, leading to the formation of crystals that are then flung across the landscape.

Examples of basaltic volcanoes include Kilauea and Mauna Loa in Hawaii, as well as Pico do Fogo in the Cabo Verde archipelago in the Atlantic Ocean, which is at the heart of the latest study. Pico do Fogo is a very active volcano, with 30 known eruptions since records began in the 15th century. The last eruption began on November 23rd, 2014 and came to an end on February 8th, 2015, with lava flows covering more than 4 square kilometers of land and two villages. (see the description of the eruption on this blog)

The researchers analyzed the composition of tiny pockets of molten lava trapped in rocks on Fogo and found that they contained high amounts of CO2 that had been crystallized at a pressure consistent with a depth of 20 to 30 km. This implied that the magma had risen from within the mantle rather than from the crust. The results of the analyses indicate that CO2 bubbles drive magma up from deep within the mantle.

The lead author of the study explains that « at Fogo the magma must be driven up fast by the carbon dioxide and this likely plays a significant role in its explosive behaviour. The magma has extremely low viscosity. »

The discovery could help mitigate the danger posed by these eruptions.

You will find the study at this address :

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2302093120

Source : Live Science via Yahoo News.

Image satellite de l’éruption du Fogo en 2014 (Source : NASA)