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Acidification de l’Océan Arctique sibérien // Acidification of the Siberian Arctic Ocean

drapeau francaisJ’ai souvent insisté dans ce blog sur le rôle joué par la fonte du pergélisol dans le réchauffement climatique en raison des énormes quantités de méthane envoyées dans l’atmosphère.
Selon une nouvelle étude effectuée par une équipe scientifique de l’Université de l’Alaska à Fairbanks, l’Académie des Sciences de Russie et d’autres organismes en Russie et en Suède, la fonte du permafrost en Sibérie, conjuguée à l’effritement des côtes russes et l’effet érosif de grandes rivières – comme la Léna – qui se jettent dans l’Arctique, déverse de vastes quantités de carbone organique dans les eaux océaniques, accélérant leur acidification et mettant en danger dans un avenir proche l’ensemble de l’Océan Arctique.
Les scientifiques ont étudié pendant des années le plateau arctique de Sibérie orientale, une zone maritime qui représente environ le quart des eaux de l’Océan Arctique. Les observations faites depuis 1999 montrent que, dans certains secteurs, l’acidité a atteint des niveaux que les chercheurs ne pensaient pas observer avant l’année 2100, en partie à cause d’une très forte sous-saturation en aragonite.
L’aragonite est une forme de carbonate de calcium qui est omniprésente dans les eaux océaniques et qui contribue à maintenir leur pH à son niveau de base. Le carbone présent dans l’eau acidifie cette dernière et fait donc baisser le pH. La mesure de la saturation en aragonite donne une indication sur la teneur générale en calcium et, par voie de conséquence, sur l’augmentation de carbone dans l’eau. Lorsqu’il y a plus d’aragonite que l’eau peut en absorber, ont dit qu’elle est sursaturée ; l’excès de calcium est alors utilisé par les organismes marins pourvus de coquilles. Inversement, quand il y a moins d’aragonite que l’eau pourrait normalement absorber, elle est considérée comme sous-saturée. Comme le plateau arctique de Sibérie orientale joue un rôle important pour l’ensemble des eaux de l’Océan Arctique, les modifications chimiques pourraient avoir des effets profonds sur les écosystèmes marins de toute la région.
Les eaux de la Mer de Beaufort, la Mer des Tchouktches et la Mer de Béring sont déjà connues pour être vulnérables à l’acidification en raison de leurs températures froides qui gardent le carbone et d’autres composants. Les dernières recherches effectuées sur le plateau arctique de Sibérie orientale confirment l’accélération de l’acidification de l’Océan Arctique.
À l’échelle mondiale, on considère généralement que l’acidification des océans est un sous-produit des émissions de carbone dans l’atmosphère. Comme environ un quart du carbone est absorbé par les océans, les émissions anthropiques de dioxyde de carbone sont considérées comme la principale source d’acidification des océans dans le monde entier. Cependant, sur le plateau arctique de Sibérie orientale, le carbone déversé dans la mer par l’érosion du pergélisol et par les rivières qui y débouchent dépasse largement le carbone en provenance de l’atmosphère et peut à lui seul provoquer l’acidification.
Source: Alaska Dispatch Nouvelles: http://www.adn.com/

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drapeau-anglaisI have often insisted on the contribution of the thawing of the Arctic permafrost to the current global warming because of the huge quantities of methane it sends into the atmosphere.

According to a new study by a team of scientists from the University of Alaska Fairbanks, the Russian Academy of Sciences and other institutions in Russia and Sweden, as Siberian permafrost thaws, crumbling Russian coastlines and big rivers flowing north along eroding banks are dumping vast loads of organic carbon into marine waters, accelerating their acidification and signalling future danger for the entire Arctic Ocean.

The scientists have been studying for years the East Siberian Arctic Shelf, a marine area that accounts for about a quarter of the Arctic Ocean’s open waters. Observations made since 1999 showed signs that in some locations acidity has reached levels researchers didn’t expect to emerge until the year 2100, due in part to « extreme aragonite undersaturation. »

Aragonite is a form of calcium carbonate that is pervasive in the ocean and tilts the chemistry toward the base level of the pH scale. Carbon in the water tilts the pH scale toward the acid level. The degree to which the water is saturated with aragonite is a marker of overall calcium levels, and a marker of acidification caused by increasing loads of carbon in the water. When there is more aragonite than can be absorbed by the water, it is considered to be supersaturated, leaving excess amounts to be used by shell-bearing marine organisms. But when there is less aragonite than the water could normally absorb, it is considered undersaturated. Since the East Siberian Arctic Shelf is so important to the Arctic Ocean’s open water, the chemistry changes could have wide-ranging effects on marine ecosystems in the entire Arctic Ocean.

Marine waters in the far north – in areas like the Beaufort, Chukchi and Bering seas – are already known to be vulnerable to acidification because of their cold temperatures that hold carbon and other attributes. The research from the East Siberian Arctic Shelf now adds to evidence pointing to a faster-acidifying Arctic Ocean.

Globally, ocean acidification is generally considered a byproduct of carbon emissions into the atmosphere. Since about a quarter of that atmospheric carbon winds up absorbed by the ocean, human-caused carbon dioxide emissions are considered the major source of ocean acidification worldwide. However, on the East Siberian Arctic Shelf, the carbon washed into the sea by eroding permafrost and river outwash far outpaces the carbon coming from the atmosphere and is enough to cause acidification on its own.

Source: Alaska Dispatch News: http://www.adn.com/

Sibérie-arctique

Source: Climats et Voyages

La fonte du pergélisol en Alaska et en Russie // The melting of permafrost in Alaska and Russia

drapeau francaisL’une des principales craintes liées au réchauffement climatique actuel est le dégel du pergélisol (aussi appelé permafrost) dans les contrées nordiques. Jusqu’à récemment, les modèles climatiques ont largement ignoré le permafrost, même s’il représente l’une des plus importantes zones de stockage de carbone de la planète. La raison est que les données sur la température du pergélisol et l’épaisseur de la couche active du sol qui se trouve au-dessus du sol gelé n’étaient ni centralisées ni disponibles dans le format généralement utilisé pour les modélisations. La situation est en train de changer. La semaine dernière en Alaska, une équipe internationale de chercheurs sur le pergélisol a annoncé la naissance d’une nouvelle base de données exhaustive sur la température du sol et son dégel.
Dans le même temps, en Russie, les scientifiques mettent en garde contre la menace d’explosions de méthane, aussi soudaines que spectaculaires, qui pourraient créer de nouveaux cratères géants dans le nord de la Sibérie. Ils utilisent les satellites pour surveiller au moins un monticule fait de glace et de terre – connu sous le nom de pingo – qui pourrait exploser dans un avenir très proche. Un pingo est un monticule de glace recouvert de terre dont la hauteur peut atteindre 70 mètres et le diamètre 600 mètres.
Selon les scientifiques de l’Institut Trofimuk de géologie et de géophysique pétrolière de Novossibirsk, le risque est particulièrement élevé dans la péninsule de Yamal, là où se trouvent les plus grandes réserves de gaz naturel du monde.
Cette mise en garde fait suite à une étude détaillée de l’un parmi des dizaines de nouveaux cratères repérés dans les régions reculées de la Sibérie au cours des 18 derniers mois. Le plus célèbre – connu sous le nom B-1 – se trouve à 29 km de champ gazier de Bovanenkovo. Il a provoqué une vague d’intérêt dans le monde entier et des spéculations sur la cause de son apparition, depuis les météorites jusqu’aux OVNI, en passant par les missiles.
Les scientifiques pensent que ces cratères se sont formés à la suite de la fonte de la glace sous la surface et la libération des gaz dans le vide laissé derrière. Au fur et à mesure de l’augmentation de la température et de la quantité de gaz, le gaz naturel s’est échappé violemment à la surface.
Selon les scientifiques, si le réchauffement se poursuit au même rythme, les villes situées dans la région de Yamal seront en réel danger.
Sources: Alaska Dispatch News and The Voice of Russia.

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drapeau anglaisOne of the main fears related to the current global warming is the thawing of the permafrost in the northern countries. Until recently, climate models have largely ignored it, although it is one of the largest stores of carbon on the planet. That’s because data on the temperature of permafrost and the thickness of the active layer of soil that lies above the frozen ground were neither centralized nor available in a format modelers use.
The situation is about to change. Last week in Alaska, a global team of permafrost researchers announced a new comprehensive database on ground temperatures and thawing.
Meantime, in Russia, scientists are warning of the threat of sudden and dramatic methane explosions creating new giant craters in northern Siberia. They are using satellites to monitor at least one ice and soil hump – known as a pingo – which they fear can soon erupt. A pingo is a mound of earth-covered ice that be as high as 70 metres and up to 600metres in diameter.
According to scientists from the Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics in Novosibirsk, at special risk is the Yamal Peninsula, the location of the world’s largest natural gas reserves.
The warning follows detailed study of one of dozens of new craters spotted in remote regions of Siberia in the past year and a half. The most famous – known as B-1 – is 29 km from Bovanenkovo gas field. It caused a flurry of interest around the world and speculation on how this phenomenon was caused, ranging from meteorites, to stray missiles, to UFOs from outer space.
Scientists believe these craters formed as a result of ice beneath the surface melting and releasing gas into the void left behind. As temperatures have warmed and gas levels have increased, the natural gas erupted out of the ground with violent results.
According to the experts, if the warming continues at the same pace, northern cities located close to the Yamal region are in real danger.
Sources: Alaska Dispatch News and The Voice of Russia.

B1

Photo du célèbre cratère B1  (Crédit photo: The Siberian Times)

Drunken-forest

« Forêt ivre » en Alaska. Les racines des arbres ne sont plus maintenues par le pergélisol.

(Photo: C. Grandpey)

Le réchauffement climatique de l’Islande à la Sibérie // Global warming from Iceland to Siberia

drapeau francais Certes, les glaciers islandais fondent (voir ma dernière note à ce sujet), mais ce qui se passe en Islande peut être relié à ce qui a été observé récemment en Sibérie avec la découverte de sept trous géants dans le sol, d’un diamètre moyen de 75 mètres pour une profondeur de plus de 45 mètres (voir photo ci-dessous). L’un de ces orifices avait plus de 800 mètres de diamètre. Il en existe probablement beaucoup d’autres dans toute l’immensité de la Sibérie.
Différentes théories ont attribué l’existence de ces mystérieux cratères à des impacts de météorites, à des frappes de missiles ou bien à des explosions de gisements de gaz à proximité. Cependant, l’explication la plus probable de ce phénomène semble être le changement climatique. Les températures du sous-sol dans certaines parties de la Sibérie ont augmenté de près de quatre degrés au cours des quinze dernières années. Au fur et à mesure que le pergélisol se réchauffe, il libère du méthane. Le méthane s’accumule puis explose, laissant derrière lui un trou béant.
Ces libérations de poches de méthane sont inquiétantes, qu’elles se soldent ou non par des explosions. Le méthane est un gaz à effet de serre, et sur une base moléculaire, c’est un agent de réchauffement beaucoup plus puissant que le dioxyde de carbone, même s’il ne reste pas très longtemps dans l’atmosphère. Si le pergélisol libère le méthane en raison de la hausse des températures, il pourrait entraîner un effet domino: plus de méthane conduit à plus de réchauffement qui, à son tour, conduit à plus de fonte du sol, et ainsi de suite.
Les trous observés en Sibérie doivent attirer notre attention sur un autre phénomène dans lequel le réchauffement climatique et la géologie peuvent se retrouver liés l’un à l’autre de manière fortuite: Il s’agit des séismes. Ils se produisent généralement le long des limites entre les plaques tectoniques. Toutefois, on a récemment enregistré un nombre anormal de séismes au Groenland. Une théorie largement débattue a attribué ce phénomène à la diminution de la calotte glaciaire du Groenland. Tandis que la calotte glaciaire fond, son poids diminue, permettant le soulèvement du sol qui se trouve en dessous. Le processus, connu sous le nom de soulèvement (ou rebond) isostatique, pourrait bien être responsable de  cette augmentation de l’activité sismique.
Cela nous ramène au début de l’article avec ce qui a été observé en Islande. La boucle est bouclée !

Adapté d’un article paru dans The New Yorker.

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drapeau anglais Icelandic volcanoes are melting (see my latest note about this topic) but what is happening in Iceland can be connected to what has recently been observed in Siberia with seven giant holes in the ground, about 75 metres across and more than 45 metres deep (see photo below), including one that is more than 800 metres across. There are probably plenty more in all Siberia.

Theories about the mystery craters have variously attributed them to meteorite impacts, missile strikes or explosions from nearby gas fields. However, the most likely explanation for the phenomenon seems to be climate change. Underground temperatures in parts of Siberia have risen by nearly four degrees in the past fifteen years. As the permafrost warms, it releases methane. The methane builds up until there’s an explosion, which leaves behind a hole.

Whether or not they end in explosions, these methane releases are a serious concern. Methane is a greenhouse gas, and on a molecule-by-molecule basis it is a far more potent warming agent than carbon dioxide, although it doesn’t last as long in the atmosphere. If the permafrost is leaking methane because of rising temperatures, a positive-feedback loop could be taking effect: more methane leads to further warming, which leads to further thawing, and so on.

But the holes in Siberia also point to another, stranger phenomenon. Global warming and geology turn out to be connected in unexpected ways. Concerning earthquakes, they usually occur along tectonic plate boundaries. But recently Greenland has been experiencing an unusually large number of earthquakes. One widely discussed theory attributes this to the shrinking of the Greenland ice sheet. As the ice sheet melts, its weight declines, allowing the land underneath it to rise. The process, which is known as isostatic rebound, may well be responsible for the increase in seismic activity.

This leads us to the beginning of the article with what has been observed in Iceland. We’ve come full circle!

Adapted from an article in The New Yorker.

Siberian-hole

Crédit photo : Service de presse du gouverneur YaNAO / Marya Zulinova

Les trapps de Sibérie responsables de l’extinction permienne? // Did the Siberian trapps cause the Great Dying?

drapeau francaisUne équipe de scientifiques américains du Massachusetts Institute of Technology (MIT) a simulé la Grande Extinction qui a eu lieu il y a environ 252 millions d’années, avec la disparition d’une grande majorité des espèces.
Alors que  cette extinction massive a toujours été un sujet de débat scientifique, les chercheurs ont constaté que les émissions de soufre produites par de gigantesques éruptions volcaniques étaient largement suffisantes pour créer des pluies très acides qui pouvaient affecter la croissance des plantes.
Les scientifiques ont étudié attentivement la théorie qui prétend la Grande Extinction a été causée par des éruptions volcaniques dans les Trapps de Sibérie, avec une cascade d’événements environnementaux. Ils ont découvert que les émissions de soufre produites par ces éruptions étaient suffisamment importantes pour provoquer des pluies acides dans tout l’hémisphère nord, avec des niveaux de pH pouvant atteindre 2, ce qui est plus acide que du jus de citron pur. Cette acidité peut avoir été suffisante pour arrêter la croissance des plantes et contribué à leur extinction.
Les géologues qui ont étudié l’histoire des roches volcaniques en Sibérie ont trouvé la preuve d’une impressionnante suite d’éruptions qui se sont produites avec des épisodes courts à partir de la fin du Permien et ont continué pendant des millions d’années. Le volume de magma produit a été évalué à plusieurs millions de kilomètres cubes, ce qui est suffisant pour couvrir complètement les Etats-Unis. Ce magma a probablement libéré du dioxyde de carbone et d’autres gaz dans l’atmosphère, ce qui a conduit à un important réchauffement climatique. Les éruptions ont probablement généré de gigantesques nuages ​​de soufre qui est finalement retombé à la surface de la Terre sous forme de pluies acides.
Par ailleurs, les chercheurs ont inclus une vaste gamme de gaz dans leurs simulations, en se basant sur des estimations fournies par des analyses chimiques et des modélisations thermiques. Ils ont ensuite suivi le comportement de l’eau dans l’atmosphère, en même temps que les interactions entre les différents gaz et aérosols, afin de calculer l’acidité de la pluie à  cette époque. Les résultats ont montré que les émissions de dioxyde de soufre d’origine volcanique étaient susceptibles d’affecter considérablement l’acidité des pluies à la fin du Permien, ce qui aurait conduit à la Grande Extinction.
Une fois les éruptions terminées, les chercheurs pensent que le niveau de pH dans la pluie est redevenu quasi normal en moins d’un an.
Ils ont également modélisé la perte d’ozone résultant de l’activité volcanique. Leurs résultats suggèrent que d’un mélange de gaz libérés dans l’atmosphère peut avoir détruit entre cinq et 65 pour cent de la couche d’ozone, ce qui a augmenté sensiblement l’exposition des espèces au rayonnement ultraviolet.

Source : Presse scientifique américaine.

 

drapeau anglaisA team of U.S. scientists at the Massachusetts of Technology (MIT) have simulated the Great Dying, which occurred around 252 million years ago, when the vast majority of species became extinct.

While the massive extinction is a matter of scientific debate, the researchers found that sulphur emissions from massive volcanic eruptions were significant enough to create extremely acidic rain which could have affected plant growth.

The researchers investigated the theory that pretends the Great Dying was caused by volcanic eruptions in the Siberian Trapps which triggered a cascade of environmental events.

They discovered that sulphur emissions were significant enough to create widespread acid rain throughout the Northern Hemisphere, with pH levels reaching 2, as acidic as pure lemon juice. Such acidity may have been sufficient to stop plant growth, contributing to their ultimate extinction.

Geologists who have examined the rock record in Siberia have observed evidence of a huge chain of volcanic eruptions that came in short episodes beginning near the end of the Permian period and continued for another million years. The volume of magma produced was several million cubic kilometres, which is enough to completely cover the U.S.

This magma probably released carbon dioxide and other gases into the atmosphere, leading to powerful global warming. The eruptions may also have released large clouds of sulphur which ultimately returned to Earth’s surface as acid rain.

The researchers also included a wide range of gases in their simulations, based on estimates from chemical analyses and thermal modelling. They then tracked water in the atmosphere and the interactions among various gases and aerosols, to calculate the pH acidity of rain at the time. The results showed that both carbon dioxide and volcanic sulphur could have significantly affected the acidity of rain at the end of the Permian, which led to the Great Dying.

After the eruptions ended, the researchers believe pH levels in rain became lower within one year.

The researchers also modelled ozone depletion resulting from volcanic activity. Their results suggested that a mix of gases released into the atmosphere may have destroyed between five and 65 per cent of the ozone layer, substantially increasing species’ exposure to ultraviolet radiation.

Source: U.S. scientific press.