Kanlaon (Philippines): Hausse de la sismicité // Increase in seismicity

Le PHILVOCS indique que la sismicité est en hausse sur le Kanlaon. Le réseau sismique a enregistré 1 217 événements le 14 décembre 2017 contre 578 le 13 décembre. De petits nuages de vapeur sortent du cratère. Les mesures GPS révèlent une légère inflation de l’édifice depuis décembre 2015. Les émissions de SO2 atteignaient en moyenne 687 tonnes / jour le 13 décembre 2017.
Le niveau d’alerte reste à 2, ce qui signifie que le volcan connaît un niveau d’activité modéré. Le PHILVOCS indique qu ‘ »il y a probablement une intrusion magmatique en profondeur qui peut – ou non – déboucher sur une éruption. Cependant, tant que l’on ne se trouve dans la zone de danger permanent (PDZ) de 4 km de rayon, il n’y a pas lieu de s’inquiéter. »
Il est rappelé au public que l’entrée dans la PDZ est strictement interdite en raison des risques d’éruptions phréatiques soudaines. Les pilotes doivent éviter de voler près du sommet du volcan.
La dernière éruption significative du Kanlaon s’est produite le 9 décembre 2017 et a duré une dizaine de minutes, avec des émissions de vapeur et de cendres.
Source: PHILVOCS.

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PHILVOCS indicates that seismicity is increasing on Kanlaon Volcano. The seismic network recorded 1,217 events on December 14th, 2017, versus 578 on December 13th. Light steam emissions are coming out of the summit crater. GPS measurements reveal a slight inflation of the edifice since December 2015. SO2 emissions reached an average of  687 tonnes/day on December 13th, 2017.

The alert level remains at 2, which means that the volcano is undergoing a moderate level of unrest. PHILVOCS says that “there is a probable intrusion of magma at depth which may or may not lead to a magmatic eruption. However, as long as you are not in the 4-km Permanent Danger Zone (PDZ), there is nothing to worry about.”

The public is reminded that entrance into the PDZ is strictly prohibited due to the further possibilities of sudden and hazardous steam-driven or phreatic eruptions. Pilots should avoid flying close to the volcano’s summit.

Kanlaon’s last notable eruption occurred on December 9th, 2017 and lasted approximately 10 minutes, with steam and ash emissions.

Source: PHILVOCS.

Crédit photo: Wikipedia

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Le satellite Sentinel-5P, la pollution et les gaz volcaniques // The Sentinel-5P satellite, pollution and volcanic gases

Lancé le 13 octobre 2017, le satellite Sentinel-5P de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) a livré ses premières images de la pollution de l’air. Le but de cette nouvelle mission est de montrer en détail les polluants de l’air comme cela n’a encore jamais été fait. Alors que les premiers résultats confirment le haut degré de technologie du capteur à bord du satellite, ils mettent fortement en évidence la question de la pollution de l’air.
L’une des premières images montre le dioxyde d’azote sur l’Europe. Causées en grande partie par le trafic et la combustion de combustibles fossiles dans les processus industriels, les concentrations élevées de ce polluant atmosphérique sont parfaitement visibles dans certaines régions des Pays-Bas, dans la Ruhr en Allemagne occidentale, dans la vallée du Pô en Italie et dans certaines régions d’Espagne.

Source: ESA

Certaines des premières données ont été utilisées pour établir une carte mondiale du monoxyde de carbone. L’animation (lien ci-dessous) montre les niveaux élevés de ce polluant dans certaines régions de l’Asie, de l’Afrique et de l’Amérique du Sud. Sentinel-5P révèle également des niveaux élevés de pollution en provenance des centrales électriques en Inde.
http://www.esa.int/spaceinvideos/Videos/2017/12/Global_carbon_monoxide_measured_by_Sentinel-5P

La capteur à bord de Sentinel-5P peut cartographier les polluants tels que le dioxyde d’azote, le méthane, le monoxyde de carbone et les aérosols. Ainsi, le satellite a également pu discerner les panaches de SO2 émis par le Mt Aging, sur l’île de Bali.

Source: ESA.

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Launched on 13 October, 2017, ESA’s Sentinel-5P satellite has delivered its first images of air pollution. This new mission promises to image air pollutants in more detail than ever before. While the first results demonstrate the sophistication of the satellite’s sensor, they bring the issue of air pollution sharply into focus.

One of the first images shows nitrogen dioxide over Europe. Caused largely by traffic and the combustion of fossil fuel in industrial processes, the high concentrations of this air pollutant can be seen over parts of the Netherlands, the Ruhr area in western Germany, the Po Valley in Italy and over parts of Spain. (see image above)

Some of the first data have been used to create a global map of carbon monoxide. The animation below shows high levels of this air pollutant over parts of Asia, Africa and South America. Sentinel-5P also reveals high levels of pollution from power plants in India.

http://www.esa.int/spaceinvideos/Videos/2017/12/Global_carbon_monoxide_measured_by_Sentinel-5P

Sentinel-5P carries the most advanced sensor of its type to date. It can map pollutants such as nitrogen dioxide, methane, carbon monoxide and aerosols. Thus, the satellite was also able to discern the SO2 plumes emitted by Mt Aging, on the island of Bali. (see image above)

Source: ESA.

Peut-on vraiment trafiquer le climat? // Can we really tamper with the climate ?

Au cours de la COP 21 de 2015, les pays du monde entier se sont mis d’accord pour limiter le réchauffement climatique d’ici la fin du siècle à 1,5°C au-dessus des niveaux préindustriels. Cependant, cette cible semble de plus en plus difficile à atteindre. Au cours des derniers jours, les scientifiques ont annoncé que les émissions de dioxyde de carbone étaient à nouveau en hausse au moment où le président américain Donald Trump vantait les avantages du charbon lors d’une conférence sur le changement climatique.
Comme l’objectif de la COP 21 semble voué à l’échec, certains scientifiques mettent sur le tapis une idée qui n’est pas vraiment nouvelle (voir ma note du 21 juillet 2012). Ils pensent pouvoir inverser le réchauffement climatique en imitant les éruptions volcaniques, mais une nouvelle étude explique que de telles interventions sur le climat doivent être abordées avec grande prudence.
Quand les volcans entrent en éruption, ils envoient des aérosols d’acide sulfurique, ce qui refroidit la Terre en créant un bouclier qui réfléchit la lumière du soleil. En expédiant des particules similaires dans la stratosphère, certains scientifiques pensent que nous pourrions imiter ce processus et inverser le changement climatique. Cette nouvelle technologie a été baptisée « géoingénierie solaire ». Elle consiste à injecter des aérosols dans l’atmosphère et, au moment où le gaz se mêle à l’oxygène, des gouttelettes d’acide sulfurique se forment ; elles renvoient la lumière du soleil, processus chimique qui refroidirait la planète.
Cependant, imiter les éruptions volcaniques de cette manière pourrait être dangereux. Une nouvelle étude publiée dans Nature Communications explique que si la géoingénierie solaire peut effectivement avoir des impacts positifs, elle peut aussi avoir des effets désastreux dans des régions du monde déjà touchées par des catastrophes naturelles.
Les chercheurs ont utilisé des simulations pour examiner les effets de la géoingénierie solaire sur la fréquence des cyclones tropicaux dans l’Atlantique Nord. Alors que les injections d’aérosols dans l’hémisphère nord réduiraient la fréquence des cyclones, elles pourraient en réalité augmenter le risque de cyclone lorsqu’elles sont appliquées dans l’hémisphère sud. Pour aggraver les choses, les simulations ont montré que les effets positifs dans l’hémisphère nord seraient compensés par une augmentation des sécheresses dans la région du Sahel en Afrique sub-saharienne, une région déjà ravagée par la désertification. Il convient de noter que trois des quatre années de pire sécheresse en Afrique ont été immédiatement précédées d’éruptions volcaniques dans l’hémisphère Nord.
La perspective de climats modifiés par la géoingénierie solaire peut sembler lointaine, mais les scientifiques se sont déjà lancés dans des projets à grande échelle pour étudier sa faisabilité.
La dernière étude met également en évidence un gros problème lié à la géoingénierie solaire ; il s’agit de l’absence totale de réglementation. En effet, rien ne peut empêcher des pays, des organismes ou des entreprises privées de mettre en application cette technologie relativement bon marché. Il faudrait seulement une centaine d’avions à raison de trois vols quotidiens pour la déployer. Cela coûterait entre un milliard et dix milliards de dollars par an.
Source: Presse scientifique internationale.

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In the 2015 Paris Agreement, nations from across the globe agreed to limit global warming by the end of the century to 1.5°C above pre-industrial levels. This target, however, is looking further and further out of reach. In the last few days, scientists announced carbon dioxide emissions are rising again, while President Donald Trump took to promoting coal at a climate change conference.

As the COP 21 target seems to be doomed to failure, efforts are underway to reverse global warming by mimicking volcanic eruptions. The idea is note really new (see my post of 21 July 2012) but a new study explains that such dramatic interventions should be approached with caution.

When volcanoes erupt, they spew sulphate particles into the air, cooling the Earth by creating a shield that reflects sunlight away from its surface. By emitting similar particles into the stratosphere, some scientists have suggested we could imitate this process and reverse climate change in a technology termed “solar geoengineering”. It involves injecting aerosols into the atmosphere. As the gas combines with oxygen, droplets of sulphuric acid form. These droplets reflect sunlight away, cooling the planet in the process.

However, creating artificial volcanic eruptions in this way might be dangerous. New research published in Nature Communications suggests that while geoengineering may indeed have positive impacts, it could also have catastrophic effects in parts of the world already battered by natural disasters.

The researchers used simulations to examine the effect that geoengineering would have on tropical cyclone frequency in the North Atlantic. While aerosol injections in the northern hemisphere decreased projected cyclone frequency, when applied in the southern hemisphere they could actually enhance cyclone risk. To make matters worse, the team’s simulation suggested that the positive effects in the northern hemisphere would be offset by an increase in droughts in the Sahel region of sub-Saharan Africa, an area already ravaged by desertification. It should be noted that three of the four years with the worst drought in Africa were immediately preceded by volcanic eruptions in the Northern Hemisphere.

The prospect of geoengineering climates may seem remote, but scientists are already engaged in large-scale projects to investigate its feasibility.

However, the study also highlights a big problem with solar geoengineering and its complete lack of regulation. Indeed, there is nothing that could stop countries, organizations or private companies from deploying the technology which is relatively cheap. It could be done on a large scale as it only needs about 100 aircraft with three flights per day. It would cost one billion to ten billion dollars per year.

Source: International scientific press.

En 1991, l’éruption du Pinatubo (Philippines) a abaissé la température de la planète de quelques dixièmes de degrés. Sommes-nous autorisés à imiter la Nature? (Crédit photo: Wikipedia)

El Niño et les éruptions tropicales // El Niño and tropical eruptions

Un article récent publié sur le site EarthSky suggère que les volcans des zones tropicales pourraient déclencher le phénomène El Niño et donc que des éruptions explosives sous les tropiques peuvent conduire à des périodes de réchauffement de l’Océan Pacifique, avec des impacts spectaculaires sur le climat de la planète. C’est ce qu’indique une nouvelle étude publiée le 3 octobre 2017 dans Nature Communications.
L’étude a utilisé des simulations de modèles climatiques pour montrer qu’El Niño a tendance à s’intensifier après de grandes éruptions volcaniques, comme celle du Mont Pinatubo aux Philippines en 1991.
El Niño apparaît périodiquement lorsque la température de surface de l’Océan Pacifique équatorial se réchauffe. L’augmentation de la température de surface de l’océan influence les mouvements de l’air et de l’humidité dans le monde entier, ce qui a des répercussions sur le climat de la planète.
Les chercheurs pensent que d’énormes éruptions volcaniques sont susceptibles de déclencher El Niño en diffusant des millions de tonnes de dioxyde de soufre dans la stratosphère. Cela contribue à former un nuage d’acide sulfurique qui renvoie le rayonnement solaire et réduit la température moyenne à la surface de la Terre.
Selon l’étude, les données concernant la température de la surface de la mer depuis 1882 laissent apparaître des phénomènes El Niño de grande ampleur après quatre des cinq grandes éruptions: Santa María (Guatemala) en octobre 1902, Mont Agung (Indonésie) en mars 1963, El Chichón Avril 1982 et Pinatubo en juin 1991. La dernière étude a porté sur l’éruption du Pinatubo car c’est la plus importante et la mieux documentée des régions tropicales au cours de la période moderne. Le volcan a envoyé environ 20 millions de tonnes de dioxyde de soufre dans l’atmosphère.
L’étude indique que le refroidissement en Afrique tropicale après les éruptions volcaniques affaiblit la mousson d’Afrique de l’Ouest et entraîne des anomalies de vent d’ouest près de l’équateur sur le Pacifique occidental. Ces anomalies sont amplifiées par les interactions air-mer dans le Pacifique, ce qui favorise une réaction de type El Niño. Les simulations de modèles climatiques montrent que les éruptions du type Pinatubo ont tendance à raccourcir les phénomènes La Niña (périodes où la température de surface est inférieure à la moyenne dans la partie centre-est du Pacifique équatorial, et qui ont tendance à avoir des effets opposés à El Niño), allonger les périodes El Niño et provoquer un réchauffement inhabituel durant les périodes neutres intermédiaires.
Source: EarthSky.
http://earthsky.org/earth/tropical-volcanoes-trigger-el-ninos

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A recent article released on the EarthSky website suggests that tropical volcanoes might trigger El Niño and that explosive eruptions in the tropics can lead to El Niño events, the warming periods in the Pacific Ocean that have dramatic impacts on global climate. The suggestion comes from a new study published on October 3rd, 2017 in Nature Communications.

The study used climate model simulations to show that El Niño tends to peak during the year after large volcanic eruptions, such as the one at Mount Pinatubo in the Philippines in 1991.

An El Niño event happens on a periodic scale when sea surface temperatures in the equatorial Pacific Ocean warm up. The increased ocean surface temperatures influence air and moisture movement around the globe, causing worldwide impacts on the climate.

The researchers think that enormous volcanic eruptions trigger El Niño events by pumping millions of tons of sulfur dioxide into the stratosphere, which then forms a sulfuric acid cloud, reflecting solar radiation and reducing the average global surface temperature,

According to the study, sea surface temperature data since 1882 document large El Niño-like patterns following four out of five big eruptions: Santa María (Guatemala) in October 1902, Mount Agung (Indonesia) in March 1963, El Chichón (Mexico) in April 1982 and Pinatubo in June 1991. The latest study focused on the Mount Pinatubo eruption because it’s the largest and best-documented tropical one in the modern technology period. It ejected about 20 million tons of sulfur dioxide.

The research indicates that cooling in tropical Africa after volcanic eruptions weakens the West African monsoon, and drives westerly wind anomalies near the equator over the western Pacific. The anomalies are amplified by air-sea interactions in the Pacific, favoring an El Niño-like response. Climate model simulations show that Pinatubo-like eruptions tend to shorten La Niñas (periods of below-average sea surface temperatures across the east-central Equatorial Pacific that tend to have opposite impacts of El Niño), lengthen El Niños and lead to unusual warming during neutral periods.

Source : EarthSky.

http://earthsky.org/earth/tropical-volcanoes-trigger-el-ninos

Vue de l’éruption du Pinatubo en 1991 (Source: Wikipedia)

Nouvelle étude sur l’impact sanitaire de l’éruption dans l’Holuhraun (Islande) //A new study of the health impact of the Holuhraun eruption (Iceland)

Une nouvelle étude de l’éruption dans l’Holuhraun (Islande) a révélé un risque sanitaire non détecté à l’époque, dû à la forte concentration de particules fines découvertes dans un deuxième panache volcanique.
Une équipe de scientifiques de l’Université de Leeds a étudié l’évolution de la chimie du panache émis lors de l’éruption de l’Holuhraun (Islande) en 2014-2015 et a découvert l’existence d’un deuxième type de panache qui a eu une incidence sur la qualité de l’air.
Ce deuxième panache a atteint les villes islandaises bien après que l’alerte sanitaire provoquée par le panache initial ait été levée. L’analyse de ce deuxième panache, baptisé ‘plumerang’, a révélé que le soufre émis par le volcan avait évolué de l’état de gaz à celui de particule lors de son séjour dans l’atmosphère. Cette évolution signifie que les niveaux de dioxyde de soufre (SO2) à l’intérieur du ‘plumerang’ étaient faibles et entraient dans les normes de qualité de l’air définies par la Commission Européenne ; il n’y avait donc pas lieu d’émettre un message d’alerte sanitaire. Cependant, les échantillons examinés par les scientifiques de l’Université de Leeds montrent que ce deuxième panache était relativement riche en particules fines contenant de fortes concentrations d’acide sulfurique et d’éléments traces métalliques. Les concentrations de ces derniers ne se sont pas réduites au cours de l’évolution du panache et on y relève des métaux lourds que l’on trouve habituellement dans la pollution de l’air d’origine anthropique. Ils provoquent des effets néfastes sur la santé. Pendant au moins 18 jours pendant l’éruption de 6 mois, le ‘plumerang’ a envahi Reykjavík, alors que les bulletins officiels ne faisaient état d’aucun panache.

Les particules fines détectées dans le ‘plumerang’ sont de si petite taille qu’elles peuvent pénétrer profondément dans les poumons et causer de graves problèmes de santé, comme l’intensification des crises d’asthme. On estime que l’exposition à court et à long terme à ce type de particules fines provenant aussi bien de sources humaines que naturelles, provoque plus de trois millions de décès prématurés par an et reste le risque sanitaire environnemental le plus important en Europe. Les personnes vivant à Reykjavik ont ​​fait état d’une sensation de brûlure dans la gorge et les yeux alors que les niveaux de SO2 étaient officiellement dans les limites acceptables de qualité de l’air, mais également au moment où le ‘plumerang’ riche en particules se trouvait sur la ville.
Au cours de l’éruption qui a duré de six mois, les prévisions quotidiennes du Met Office islandais sur la dispersion du panache éruptif ne prenaient en compte que les concentrations de SO2 dans le panache initial. Le ‘plumerang’ n’entrait pas dans le cadre de la surveillance de la pollution atmosphérique volcanique.
L’étude, publiée dans Earth and Planetary Science Letters, recommande que, lors de futures éruptions riches en gaz, les panaches initiaux et les ‘plumerangs ‘ soient pris en compte lors de la prévision de la pollution atmosphérique, de la dispersion et de la trajectoire du panache. L’éruption dans Holuhraun a provoqué l’un des événements de pollution volcanique les plus intenses et les plus étendus depuis des siècles. On estime que la quantité de dioxyde de soufre rejetée dans l’atmosphère était environ deux fois supérieure à celle de l’ensemble des émissions de SO2 générées par l’espace économique européen pendant un an.
Source: Université de Leeds et presse scientifique.

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A new study of the Holuhraun eruption (Iceland) has found a previously undetected potential health risk from the high concentration of small particles found in a boomerang-like return of a volcanic plume.

A team of scientists at the University of Leeds traced the evolution of the plume chemistry from the 2014-2015 Icelandic Holuhraun eruption and found a second type of plume that impacts air quality.

This second plume had circled back to Icelandic towns long after the health warning about the initial plume had been lifted. The return of this second, mature, plume, which was referred to as a ‘plumerang’, showed that the volcanic sulphur had undergone a gas-to-particle conversion by spending time in the atmosphere. This conversion meant that the sulphur dioxide (SO2) levels of the ‘plumerang’ were reduced and within the European Commission air quality standards and therefore there were no health advisory messages in place. However, samples showed that the mature plume was instead very rich in fine particles which contained high concentrations of sulphuric acid and trace metals. The concentrations of these trace metals did not reduce as the plume matured and included heavy metals found in human-made air pollution that are linked to negative health effects. On at least 18 days during the 6-month long eruption the ‘plumerang’ was in the capital city of Reykjavík, while the official forecast showed ‘no plume’.

The fine particles found in the ‘plumerang’ are so small they can penetrate deep into the lungs, potentially causing serious health problems such as exacerbating asthma attacks. It is estimated that short and long-term exposure to this type of fine particles, from both human-made and natural sources, cause over three million premature deaths globally per year and remains the single largest environmental health risk in Europe. People living in Reykjavik described a burning sensation in the throat and eyes when the SO2 levels would have been well within air quality standards but the particle-rich ‘plumerang’ would have been over the city.

During the six-month-long eruption, the Icelandic Meteorological Office’s daily forecasts of the plume dispersion accounted only for SO2 concentrations in the young plume. The mature plume was not forecast as part of volcanic air pollution monitoring.

The study, published in Earth and Planetary Science Letters, recommends that in future gas-rich eruptions both the young and mature plumes should be considered when forecasting air pollution and the dispersion and transport pattern of the plume. The Holuhraun eruption caused one of the most intense and widespread volcanogenic air pollution events in centuries. It is estimated that the amount of sulphur dioxide released into the atmosphere was roughly two times that of a yearly total of SO2 emissions generated by the European Economic area.

Source: University of Leeds and scientific press.

Source: Met Office islandais

 

La glace et le feu de la Terre // Ice and fire on Earth

Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Geophysical Research Letters, des chercheurs de l’Université d’Harvard ont émis une nouvelle hypothèse sur ce qui a causé la plus grande glaciation de l’histoire de la Terre, connue sous le nom de «Terre boule de neige», en sachant que notre planète ressemblait davantage à une boule de glace. Les géologues et les climatologues essayent depuis longtemps de trouver une explication à ce phénomène, sans apporter de réponse vraiment convaincante.

Les chercheurs d’Harvard ont focalisé leur étude sur le début du Sturtien, période où la Terre était recouverte de glace, il y a environ 717 millions d’années. À cette époque, un énorme événement volcanique a secoué la région qui se trouve aujourd’hui entre l’Alaska et le Groenland. Ce n’est peut-être pas une coïncidence. En effet, on sait que l’activité volcanique peut avoir un effet majeur sur l’environnement. La question est donc de savoir comment ces deux événements peuvent être liés.
Au début, l’équipe de chercheurs a pensé c’était l’interaction du basalte avec le CO2 dans l’atmosphère qui avait provoqué le refroidissement. Cependant, si tel était le cas, le refroidissement se serait produit sur une période couvrant des millions d’années alors que la datation radio isotopique des roches volcaniques de l’Arctique canadien révèle une coïncidence beaucoup plus ciblée avec le refroidissement.
Les chercheurs se sont demandés si les aérosols émis par ces volcans auraient pu refroidir rapidement la Terre. Les études géologiques et chimiques de cette région, connue sous le nom de Grande Province Ignée (LIP) de Franklin, ont montré que les roches volcaniques ont émergé à travers des sédiments riches en soufre qui auraient été envoyées dans l’atmosphère pendant l’éruption sous forme de dioxyde de soufre (SO2). Lorsque le SO2 pénètre dans les couches supérieures de l’atmosphère, il est capable de bloquer le rayonnement solaire. En outre, le SO2 bloque encore davantage le rayonnement solaire s’il dépasse la tropopause, la limite entre la troposphère et la stratosphère. S’il atteint cette hauteur, il est moins susceptible d’être renvoyé vers la Terre lors des précipitations ou en étant mélangé à d’autres particules. Cette situation prolonge sa présence dans l’atmosphère ; elle passe d’environ une semaine à environ un an. La hauteur de la tropopause dépend du climat global de la planète; plus la planète est froide, plus la tropopause est basse. Au cours de l’histoire de la Terre, pendant les périodes très chaudes, le refroidissement lié à l’activité volcanique n’a pas pu être très important parce que la Terre était protégée par une tropopause chaude et élevée. Dans des conditions plus fraîches, le climat de la Terre devient particulièrement vulnérable à ces types de perturbations volcaniques.
Un autre aspect important est l’endroit où les panaches SO2 ont atteint la stratosphère. En raison de la dérive continentale, il y a 717 millions d’années, la Grande Province Ignée de Franklin où ces éruptions ont eu lieu se trouvait à proximité de l’équateur, point d’entrée de la majeure partie du rayonnement solaire qui assure la chaleur de la Terre. Ainsi, un gaz capable de réfléchir efficacement la lumière est entré dans l’atmosphère au bon endroit et à la bonne hauteur pour provoquer le refroidissement. Mais un autre élément était nécessaire pour donner naissance à un tel scénario.
Les éruptions qui rejetaient du soufre il y a 717 millions d’années ont été produites par des volcans qui s’étiraient sur une distance de 3000 kilomètres à travers le Canada et le Groenland. Au lieu de présenter des éruptions explosives ponctuelles, ces volcans ont probablement eu des éruptions de longue durée comme ceux d’Hawaï et d’Islande de nos jours. Les chercheurs ont démontré qu’une dizaine d’années d’éruptions continues de ce type de volcans avaient pu envoyer suffisamment d’aérosols dans l’atmosphère pour déstabiliser rapidement le climat. Plus il y a de glace, plus la lumière du soleil est réfléchie et plus la planète se refroidit. Une fois que la glace a atteint une latitude correspondant à la Californie actuelle, la boucle de rétroaction positive prend le dessus et l’effet de ‘boule de neige’ devient quasiment inarrêtable.

On a tendance à penser que le climat consiste en un immense système qui se modifie très difficilement. Toutefois, on a assisté à des changements spectaculaires dans le passé et il y a de fortes chances qu’un nouveau changement soudain se produise à l’avenir. Comprendre comment de tels changements peuvent se produire permettra aux chercheurs de mieux comprendre comment les grandes extinctions ont eu lieu, quel impact les approches proposées de géo-ingénierie pourraient avoir sur le climat et comment les climats changent sur d’autres planètes. Cette étude par les chercheurs d’Harvard montre que la Terre est une planète dynamique qui a connu de brusques transitions. Il y a tout lieu de croire que les transitions climatiques rapides de ce type sont la norme, et sont loin d’être exceptionnelles

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In a new study published in Geophysical Research Letters, Harvard University researchers have emitted a new hypothesis about what caused the largest glaciation event in Earth’s history, known as ‘snowball Earth’. Geologists and climate scientists have been searching for the answer for years but the root cause of the phenomenon has remained elusive.

Researchers have pinpointed the start of what’s known as the Sturtian ‘snowball Earth’ event to about 717 million years ago. At around that time, a huge volcanic event devastated an area from present-day Alaska to Greenland. This might not be a coincidence. Indeed, we know that volcanic activity can have a major effect on the environment, so the big question was to know how these two events could be related.

At first, the research team thought basaltic rock interacted with CO2 in the atmosphere and caused cooling. However, if that were the case, cooling would have happened over millions of years and radio-isotopic dating from volcanic rocks in Arctic Canada suggest a far more precise coincidence with cooling.

Researchers in the team wondered whether aerosols emitted from these volcanoes could have rapidly cooled Earth. Geological and chemical studies of this region, known as the Franklin large igneous province, showed that volcanic rocks erupted through sulphur-rich sediments, which would have been pushed into the atmosphere during eruption as sulphur dioxide (SO2). When SO2 gets into the upper layers of the atmosphere, it is very good at blocking solar radiation. Besides, SO2 is most effective at blocking solar radiation if it gets past the tropopause, the boundary separating the troposphere and stratosphere. If it reaches this height, it is less likely to be brought back down to earth in precipitation or mixed with other particles, extending its presence in the atmosphere from about a week to about a year. The height of the tropopause barrier all depends on the background climate of the planet; the cooler the planet, the lower the tropopause. In periods of Earth’s history when it was very warm, volcanic cooling would not have been very important because the Earth would have been shielded by this warm, high tropopause. In cooler conditions, Earth becomes uniquely vulnerable to having these kinds of volcanic perturbations to climate.

Another important aspect is where the SO2 plumes reach the stratosphere. Due to continental drift, 717 million years ago, the Franklin large igneous province where these eruptions took place was situated near the equator, the entry point for most of the solar radiation that keeps the Earth warm. So, an effective light-reflecting gas entered the atmosphere at just the right location and height to cause cooling. But another element was needed to form the perfect storm scenario.

The eruptions throwing sulphur into the air 717 million years ago were produced by volcanoes that spanned 3,000 kilometres across Canada and Greenland. Instead of singularly explosive eruptions, these volcanoes can erupt more continuously like those in Hawaii and Iceland today. The researchers demonstrated that a decade or so of continual eruptions from this type of volcanoes could have poured enough aerosols into the atmosphere to rapidly destabilize the climate. The more ice, the more sunlight is reflected and the cooler the planet becomes. Once the ice reaches latitudes around present-day California, the positive feedback loop takes over and the runaway snowball effect is pretty much unstoppable.

It is easy to think of climate as this immense system that is very difficult to change, but there have been very dramatic changes in the past and there is every possibility that as sudden of a change could happen in the future as well. Understanding how these dramatic changes occur could help researchers better understand how extinctions occurred, how proposed geoengineering approaches may impact climate and how climates change on other planets. This research shows that Earth is a dynamic and active place that has had sharp transitions. There is every reason to believe that rapid climate transitions of this type are the norm on planets, rather than the exception.

Il fut une époque où la Terre était recouverte de glace.

(Photo: C. Grandpey)

 

Nouvelles mesures des émissions de SO2 // New measurements of SO2 emissions

Même s’ils ne sont pas en éruption, la plupart des volcans actifs continuent à émettre des gaz. Ces émissions se présentent en général sous forme de vapeur d’eau à laquelle se mêlent du dioxyde de carbone (CO2), de l’hydrogène sulfuré (H2S), du dioxyde de soufre (SO2) et de nombreux autres gaz. Parmi ces gaz, le SO2 est le plus facile à détecter à partir de l’espace.
Dans une nouvelle étude publiée dans Scientific Reports, une équipe de chercheurs de l’Université Technologique du Michigan a mis au point le premier inventaire mondial d’émissions de SO2 d’origine volcanique en utilisant les données fournies par le mesureur d’ozone embarqué sur le satellite Aura de la NASA. Les chercheurs ont compilé des données entre 2005 et 2015 afin d’obtenir des estimations annuelles d’émissions gazeuses pour chacun des 91 volcans actifs dans le monde. L’ensemble de ces données permettra d’affiner les modèles climatiques et de chimie atmosphérique et permettra de mieux comprendre les risques pour la santé humaine et l’environnement.

Dans la mesure où les émissions quotidiennes sont beaucoup plus faibles que pendant une éruption majeure, les effets des panaches de gaz sont moins évidents, mais l’effet cumulatif est loin d’être négligeable. En fait, la plupart des volcans émettent la majorité de leurs gaz lorsqu’ils ne sont pas en éruption.
L’équipe scientifique a constaté que chaque année, l’ensemble des volcans émet de 20 à 25 millions de tonnes de SO2 dans l’atmosphère. Ce chiffre est plus élevé que l’estimation précédente qui remonte à la fin des années 1990 et qui s’appuyait sur des mesures au sol, mais il inclut davantage de volcans parmi lesquels certains n’ont jamais été visités par les scientifiques. Ce chiffre est encore inférieur aux émissions de SO2 produites par les activités humaines. Selon l’Environment and Climate Change Canada à Toronto, ces dernières envoient environ deux fois plus de dioxyde de soufre dans l’atmosphère. Les émissions anthropiques sont toutefois en baisse dans de nombreux pays en raison de contrôles de pollution plus stricts sur les centrales électriques, l’utilisation de combustibles à faible teneur en soufre, et les progrès technologiques pour le réduire pendant et après la combustion.
Les processus atmosphériques convertissent le dioxyde de soufre en aérosols sulfatés qui renvoient la lumière du soleil dans l’espace en provoquant un effet de refroidissement sur le climat. Les aérosols sulfatés situés à la surface de la Terre présentent un risque pour la santé. De plus, le SO2 est la principale source de pluie acide et constitue un irritant pour la peau et les poumons. Les problèmes de santé provoqués par les panaches SO2 sont présents dans les zones habitées sur les pentes de volcans à dégazage persistant comme le Kilauea à Hawaï et le Popocatepetl au Mexique.
Avec des observations quotidiennes, le suivi des émissions de SO2 par satellite peut également aider à prévoir les éruptions. Outre la mesure de l’activité sismique et la déformation du sol, les scientifiques qui contrôlent les données satellitaires peuvent détecter l’accroissement des émissions de gaz qui précédent les éruptions.
Les données au sol sont plus détaillées et, dans des régions comme l’Amérique Centrale où les volcans qui émettent du SO2 sont proches les uns des autres, elles permettent de mieux analyser les panaches de gaz volcaniques spécifiques. Cependant, lorsque les émissions de SO2 augmentent, les mesures effectuées sur le terrain demeurent trop éparses pour obtenir une image globale cohérente. Le nouvel inventaire mis au point par les chercheurs du Michigan fournit des données sur les volcans isolés comme ceux des îles Aléoutiennes et il fournit des mesures cohérentes à long terme sur les volcans qui émettent le plus de gaz comme Ambrym au Vanuatu et le Kilauea à Hawaï.
Le travail effectué par les chercheurs de l’Université Technologique du Michigan souligne la nécessité de ces données cohérentes sur le long terme. Si l’on veut obtenir des tendances ou effectuer un autre travail scientifique, les séries chronologiques plus longues sont vraiment indispensables. La valeur des données augmente avec sa durée.

Les nouvelles informations sur les émissions volcaniques permettront d’améliorer la surveillance des risques naturels, des risques pour la santé humaine et des processus climatiques.
Source: www.nature.com/scientificreports

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Although they are not erupting, most active volcanoes keep emitting gases. These emissions may include water vapour laced with carbon dioxide (CO2), hydrogen sulphide (H2S), sulphur dioxide (SO2), and many other gases. Of these, SO2 is the easiest to detect from space.

In a new study published in Scientific Reports, a team led by researchers from Michigan Technological University created the first global inventory for volcanic SO2 emissions, using data from the Ozone Monitoring Instrument on NASA’s Earth Observing System Aura satellite launched in 2004. They compiled emissions data from 2005 to 2015 to produce annual estimates for each of 91 currently emitting volcanoes around the world. The data set will help refine climate and atmospheric chemistry models and provide more insight into human and environmental health risks.

Because the daily emissions are smaller than a big eruption, the effect of a single plume may not seem noticeable, but the cumulative effect of all volcanoes can be significant. In fact, on average, volcanoes release most of their gas when they are not erupting.

The scientific team found that each year volcanoes collectively emit 20 to 25 million tons of SO2 into the atmosphere. This number is higher than the previous estimate made in the late 1990s based on ground measurements, but it includes data on more volcanoes, including some that scientists have never visited, and it is still lower than human emissions of SO2 pollution levels. Indeed, human activities emit about twice as much sulphur dioxide into the atmosphere, according to the Environment and Climate Change Canada in Toronto. Human emissions however are on the decline in many countries due to more strict pollution controls on power plants like burning low-sulphur fuel and technological advances to remove it during and after combustion.

Atmospheric processes convert sulphur dioxide into sulfate aerosols that reflect sunlight back into space, causing a cooling effect on climate. Sulfate aerosols near the land surface are a health risk. In addition, SO2 is the primary source of acid rain and is a skin and lung irritant. Health concerns with SO2 plumes are present in communities on the slopes of persistently degassing volcanoes like Kilauea in Hawaii and Popocatepetl in Mexico.

With daily observations, tracking SO2 emissions via satellite can also help with eruption forecasting. Along with measuring seismic activity and ground deformation, scientists monitoring satellite data can potentially pick up noticeable increases in gas emissions that may precede eruptions.

Ground-based data are more detailed, and in areas like Central America where large SO2-emitting volcanoes are close together, they better distinguish which specific volcano gas plumes come from. However, while field measurements of SO2 emissions are increasing, they still remain too sparse to piece together a cohesive global picture. The new inventory also reaches as far as the remote volcanoes of the Aleutian Islands and provides consistent measurements over time from the world’s biggest emitters, including Ambrym in Vanuatu and Kilauea in Hawaii.

The work performed by the researchers from Michigan Technological University highlights the necessity of consistent long-term data. If they want to look at trends or do other science, the longer time-series is really critical. The value of the data increases with its duration. The new volcanic emissions information pulls together opportunities to improve monitoring of natural hazards, human health risks and climate processes.

Source: www.nature.com/scientificreports.

Aperçu des émissions de SO2 au niveau des Iles Aléoutiennes et de l’Indonésie