Fonte des glaciers et nouveaux lacs glaciaires // Glacier melting and new glacial lakes

Ce n’est pas un scoop : sous l’effet du réchauffement climatique, les glaciers fondent dans les Alpes, qu’elles soient françaises, suisses, autrichiennes ou italiennes. Une conséquence de cette fonte rapide est l’apparition de très nombreux lacs. En moins de deux siècles, plus de 1 000 d’entre eux sont apparus dans les anciennes régions glaciaires des Alpes suisses. Depuis la fin du petit âge glaciaire vers 1850, ce sont près de 1 200 nouveaux lacs qui ont fait leur apparition dans les montagnes de ce pays.

Ces chiffres sont issus d’un nouvel inventaire exhaustif réalisé par l’Institut fédéral suisse des sciences et technologies de l’eau (Eawag), l’université de Zurich et l’Office fédéral de l’environnement.  La formation de ces lacs glaciaires est loin d’être inconnue. Lorsque les glaciers se retirent, ils laissent derrière eus des dépressions et des barrages naturels, des bassins qui, en se remplissant d’eau de fonte, forment de nouveaux lacs. Selon les glaciologues, ce nouvel inventaire constitue un excellent point de départ pour observer et analyser l’influence du changement climatique sur les lacs glaciaires.

Comme dans le reste des Alpes, les glaciers en Suisse fondent très vite. En 2020, ils ont perdu 2 % de leur volume, Les chercheurs expliquent que même si les promesses de l’Accord de Paris (COP 21) sont tenues, deux tiers des glaciers alpins disparaîtront. 

La rapidité de formation des nouveaux lacs est lune conséquence évidente du réchauffement climatique. Entre 2006 et 2016, en moyenne, 18 nouveaux lacs se sont formés chaque année et la zone aquatique a augmenté annuellement de plus de 400 mètres carrés. En 2016, le plus grand lac mesurait 40 hectares, même si l’essentiel des plans d’eau étaient inférieurs à 1 hectare. Cet inventaire complet des lacs glaciaires a pu être réalisé grâce à des données accumulées depuis le milieu du 19ème siècle.

Au-delà de l’étude des effets du changement climatique, l’inventaire est utile pour la sécurité civile. Pour chacun des 1 200 lacs, les scientifiques ont enregistré la localisation, l’altitude, les dimensions du lac aux divers instants donnés. Ils ont aussi déterminé le type et le matériau du barrage ainsi que le ruissellement, et documenté le développement du lac.  Il faut s’assurer que les barrages qui retiennent ces lacs sont suffisamment robustes et qu’il n’y aura pas de déversements soudains susceptibles de menacer les habitations en aval.

La formation de ces nouveaux lacs aura au moins un aspect positif . Selon les chercheurs, «les phénomènes naturels constituent de spectaculaires attractions touristiques et l’extension artificielle des lacs offre de nouvelles opportunités à l’énergie hydraulique.» 

Lorsqu’ils se rendent auprès de ces lacs glaciaires, les touristes ont-ils conscience que leur beauté est aussi un signe très inquiétant du réchauffement climatique ? Pas si sûr !

Source : Presse franco-suisse.

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This is not a scoop: under the effect of global warming, glaciers are melting in the Alps, whether they are French, Swiss, Austrian or Italian. A consequence of this rapid melting is the appearance of very many lakes. In less than two centuries, more than 1,000 of them appeared in the ancient glacial regions of the Swiss Alps. Since the end of the Little Ice Age around 1850, nearly 1,200 new lakes have appeared in the mountains of this country.
These figures come from a new comprehensive inventory carried out by the Swiss Federal Institute for Water Science and Technology (Eawag), the University of Zurich and the Federal Office for the Environment. The formation of these glacial lakes is far from unknown. When the glaciers retreat, they leave behind natural depressions and dams, basins which, filling with meltwater, form new lakes. According to glaciologists, this new inventory is an excellent starting point for observing and analyzing the influence of climate change on glacial lakes.
As in the rest of the Alps, glaciers in Switzerland are melting very quickly. In 2020, they lost 2% of their volume, The researchers explain that even if the promises of the Paris Agreement (COP 21) are kept, two thirds of alpine glaciers will disappear.
The rapid formation of new lakes is an obvious consequence of global warming. Between 2006 and 2016, on average, 18 new lakes formed each year and the aquatic area increased annually by more than 400 square meters. In 2016, the largest lake measured 40 hectares, although most of the water bodies were less than 1 hectare.This complete inventory of glacial lakes was made possible thanks to data accumulated since the middle of the 19th century.
Beyond studying the effects of climate change, the inventory is useful for civil security. For each of the 1,200 lakes, scientists recorded the location, altitude, and dimensions of the lake at various times. They also determined the type and material of the dam as well as the runoff, and documented the development of the lake. It is necessary to ensure that the dams that hold these lakes are sufficiently robust and that there will not be sudden spills that could threaten populated areas in the valleys.
The formation of these new lakes will have at least one positive aspect. According to the researchers, « natural phenomena are spectacular tourist attractions and the artificial expansion of lakes offers new opportunities for hydropower. »
When they visit these glacial lakes, do tourists realize that their beauty is also a very worrying sign of global warming? Not so sure !
Source: Franco-Swiss press.

Les glaciers d’Aletsch et du Rhône comptent parmi ceux qui fondent le plus vite en Suisse (Photos : C. Grandpey)

Réchauffement climatique et avalanches meurtrières en Suisse // Global warming and deadly avalanches in Switzerland

Plusieurs études ont montré que le réchauffement climatique accroît les risques d’avalanche. On observe de plus en plus de longues périodes sèches, froides et sans précipitations alternant avec des chutes de neige brèves mais abondantes. Les périodes sèches favorisent la formation de couches fragiles à la surface du manteau neigeux. Ces couches fragiles sont ensuite recouvertes par une nouvelle neige. Les conditions sont alors réunies pour un déclenchement d’avalanches de plaques. Les études montrent que 90% des accidents mortels sont causés par ce type se situation nivale. Très souvent, c’est le skieur qui déclenche l’avalanche qui va l’ensevelir.
De plus, avec la hausse en altitude de la limite pluie/neige, on observe une augmentation de la densité des couches supérieures du manteau neigeux par humidification. Cela signifie que les contraintes exercées sur les couches fragiles en dessous sont plus fortes et peuvent provoquer leur rupture.

Ces nouvelles conditions du manteau neigeux liées au réchauffement climatique expliquent en grande partie le bilan très lourd des avalanches en Suisse pendant l’hiver 2020-2021. 27 skieurs avaient perdu la vie le 31 mars 2021, date des dernières statistiques. C’est 50% de plus que la moyenne pendant cette la période hivernale. 296 personnes ont été surprises par des avalanches, soit une hausse de 67%. La moyenne était de 177 au cours des 20 dernières années.

Parmi toutes les avalanches, 215 ont été déclenchées par des skieurs ou des randonneurs, contre 113 au cours des 20 dernières années.  Au cours de cette même période, 18 skieurs avaient péri dans des avalanches. Au cours du seul hiver 2020-2021, 11 randonneurs a ski et 6 pratiquants du hors piste ont perdu la vie. L’accident le plus meurtrier a eu lieu dans la région de Verbier où 7 personnes – dont une championne olympique française de snowboard – ont été emportées à jamais par des avalanches.

Source : WSL Institut pour l’étude de la neige et des avalanches SLF.

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Several studies have shown that global warming increases the risk of avalanches. Long dry, cold and precipitation-free periods are increasingly observed, alternating with brief but heavy snowfalls. Dry periods favour the formation of fragile layers on the surface of the snowpack. These fragile layers are then covered with new snow. The conditions are then ripe for the triggering of plate avalanches. Studies show that 90% of fatal accidents are caused by this type of snow situation. Very often, the skier triggers the avalanche who will bury him.

In addition, with the increase in altitude of the rain / snow limit, one can observe an increase in the density of the upper layers of the snowpack by humidification. This means that the stresses exerted on the fragile layers below are greater and can cause them to break.

These new snowpack conditions linked to global warming largely explain the very heavy toll of avalanches in Switzerland during the winter of 2020-2021. 27 skiers had been killed on March 31st, 2021, the date of the latest statistics. This is 50% more than the average during this winter period. 296 people were surprised by avalanches, an increase of 67%. The average was 177 over the past 20 years.

Of all the avalanches, 215 were triggered by skiers or hikers, up from 113 in the past 20 years. During this same period, 18 skiers were killed in avalanches. During the winter of 2020-2021 alone, 11 ski tourers and 6 free-riders lost their lives. The deadliest accident took place in the Verbier region where 7 people – including a French Olympic snowboard champion – were swept away by avalanches forever.

Source: WSL Institute for Snow and Avalanche Research.

Photo: C. Grandpey

Du Ladakh à la Suisse, les stupas de glace // From Ladakh to Switzerland, ice stupas

Le 11 février 2021, on pouvait lire sur le site web Swiss Info qu’un projet pilote venait d’être lancé près de Pontresina (canton des Grisons) pour ralentir la fonte du glacier de Morteratsch, et qu’une technique venue de l’Himalya était notamment utilisée.

Baptisé « MortAlive », le projet a pour but de recycler les eaux de fonte du glacier. Il s’agit d’accumuler ces eaux de fonte en été pour en faire ensuite de la neige qui sera ensuite déposée sur le glacier en hiver.

Une glaciologue explique que tant qu’il y a de la neige sur la glace, le glacier est protégé. En effet, comme cela se passe sur la banquise, la neige reflète le rayonnement solaire et isole le glacier des températures élevées durant l’été.

Les systèmes d’enneigement conventionnels avec des canons à neige ne peuvent pas être utilisés en raison des mouvements des glaciers. C’est pourquoi des spécialistes ont mis au point une « corde à neige » équipée de cinq buses qui est actuellement testée.En plus de la « corde à neige », les techniciens utilisent aussi des « Ice stupa », des stupas de glace. Ces cônes de glace servent à stocker les eaux de fonte. Ils ont été inventés dans l’Himalaya où ils sont utilisés pour l’irrigation au printemps.

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Le 22 juillet 2017, j’écrivais sur ce blog une note à ce sujet. L’histoire des stupas de glace se passe au Ladakh – le « pays des hautes passes » – une région de l’Inde prise en sandwich entre deux des plus hautes chaînes de montagnes du monde, l’Himalaya et le Kunlun. Les précipitations sont rares dans cette région. L’eau, indispensable à l’irrigation des terres agricoles provient principalement de la fonte de la neige et de la glace. Cependant, le changement climatique rend cette terre encore plus sèche, laissant les agriculteurs en manque d’eau dans les mois d’avril et mai, si importants pour les plantations, juste avant que les glaciers commencent à fondre sous le soleil de l’été.
En 2014, un ingénieur en mécanique de la région a décidé de s’attaquer à la crise de l’eau au Ladakh où les glaciers reculent en raison de la hausse des températures. Ils laissent échapper beaucoup moins d’eau au début du printemps mais en fournissent une grande quantité avec la chaleur de l’été qui les amenuise encore davantage.
L’ingénieur avait en tête une idée simple: il voulait rééquilibrer ce déficit naturel en recueillant l’eau provenant de la fonte de la neige et de la glace au cours des mois froids (cette eau est perdue pour tout le monde) et en la stockant jusqu’au printemps, moment où les agriculteurs en ont le plus besoin. Pour ce faire, il a construit un « stupa de glace », cône de glace à deux niveaux, ainsi baptisé par référence aux monuments sacrés traditionnels que l’on rencontre dans toute l’Asie.
Le stupa de glace est édifié sans avoir besoin d’électricité ou de pompes, uniquement grâce à la physique. Tout d’abord, un tuyau est installé sous terre ; il relie un cours d’eau et l’endroit où le stupa de glace doit être implanté, généralement à côté d’un village. L’eau doit provenir d’un point plus élevé, d’une soixantaine de mètres ou plus. Comme un fluide dans un circuit maintient toujours son niveau – selon le principe des vases communicants – l’eau qui provient de 60 mètres en amont gicle à 60 mètres en l’air à la sortie du tuyau en aval, créant une fontaine. La température négative de l’air fait le reste et cristallise immédiatement les gouttelettes d’eau sous forme de glace qui tombe juste en dessous en formant un cône. Un cône est très facile à fabriquer avec de la glace, car tout écoulement sous forme de gouttes forme naturellement un cône. Les glaçons sont eux-mêmes des cônes inversés.
Un cône a des propriétés très intéressantes: il a une surface d’exposition minimale par rapport au volume d’eau qu’il contient; Cela signifie qu’il fond très lentement. Le prototype de 6 mètres de hauteur contenant 150 000 litres d’eau a duré de l’hiver jusqu’à la mi-mai, au moment précis où l’eau était nécessaire pour l’irrigation, alors que toutes les glaces environnantes avaient disparu fin mars. L’aspect révolutionnaire du stupa est qu’il fonctionne même à basse altitude et à des températures très chaudes.
Ce n’est pas la première fois que l’on essaye de créer un glacier artificiel dans la région, mais les tentatives précédentes ont eu lieu au-dessus de 4 000 mètres d’altitude en faisant geler l’eau dans de grands canaux qui exigeaient de l’ombre et beaucoup d’entretien, et étaient situés trop loin des champs pour être pratiques.
En raison de l’infrastructure de tuyauterie requise, le coût initial du projet est relativement élevé. L’ingénieur en mécanique a estimé qu’il aurait besoin d’environ 125 000 dollars pour réaliser la première version du stupa de glace à grande échelle. Il pourrait atteindre 25 mètres de hauteur et permettre l’irrigation d’une dizaine d’hectares de cultures. Conscient que ce coût serait trop élevé pour les autorités locales, il a décidé d’avoir recours à un financement participatif par l’intermédiaire de la plateforme Indiegogo. Cette initiative a été couronnée de succès et a suscité l’intérêt des institutions locales. En fin de compte, le gouvernement du Ladhak l’a intégrée dans ses plans de développement. Le stupa de glace a également remporté un Rolex Award for Enterprise en 2016, ce qui a rapporté une somme de 100 000 francs suisses (environ 105 000 dollars).

Les stupas de glace pourraient également être transformés en attractions touristiques, en y incorporant des bars à glace et des hôtels de glace. Cela reviendrait à mélanger le sacré et le profane et construire un pont entre différentes cultures.

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On February 11th, 2021, one could read on the Swiss Info website that a pilot project had just been launched near Pontresina (canton of Graubünden) to slow the melting of the Morteratsch glacier, and that a technique coming from the Himalya was notably used.

Called « MortAlive », the project aims to recycle the meltwater from the glacier. It accumulates meltwater in summer to then make snow which will be deposited on the glacier in winter.

A glaciologist explains that as long as there is snow on the ice, the glacier is protected. Indeed, as happens on the Arctic ice sheet, the snow reflects solar radiation and isolates the glacier from high temperatures during the summer.

Conventional snowmaking systems with snow cannons cannot be used due to the movements of glaciers. This is why specialists have developed a « snow rope » equipped with five nozzles which is currently being tested. In addition to the « snow rope », technicians also use « Ice stupas ». These ice cones are used to store meltwater. They were invented in the Himalayas where they are used for spring irrigation.

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On July 22nd, 2017, I wrote post on this blog about this topic. The story of the ice stupas is set in Ladakh – the « land of the high passes » – a region of India sandwiched between two of the world’s highest mountain ranges, the Himalayas and the Kunlun. Rainfall is scarce in this region. Water, essential for irrigating agricultural land, comes mainly from melting snow and ice. However, climate change is making this land even drier, leaving farmers running out of water in the months of April and May, so important for plantations, just before the glaciers start to melt in the summer sun. .

In 2014, a local mechanical engineer decided to tackle the water crisis in Ladakh where glaciers are retreating due to rising temperatures. They provide much less water in early spring but let out a great deal of it with the summer heat, shrinking even more.

The engineer had a simple idea in mind: he wanted to rebalance this natural deficit by collecting the water from the melting snow and ice during the cold months (this water is lost for everyone) and by removing it. And storing until spring, when farmers need it most. To do this, he built an « ice stupa », a two-tiered cone of ice, named after traditional sacred monuments that are found throughout Asia.

The ice stupa is built without the need for electricity or pumps, only through physics. First, a pipe is installed underground; it connects a stream and the place where the ice stupa is required, usually next to a village. The water must come from a higher point, sixty metres or more. As a fluid in a circuit always maintains its level – according to the principle of communicating vessels – the water which comes from 60 metres upstream spays 60 metres into the air at the outlet of the downstream pipe, creating a fountain. The negative temperature of the air does the rest and immediately crystallizes the water droplets in the form of ice which falls just below, forming a cone. A cone is very easy to make with ice, because any flow in the form of drops naturally forms a cone. The ice cubes are themselves inverted cones.

A cone has very interesting properties: it has a minimum exposure surface relative to the volume of water it contains; This means that it melts very slowly. The 6-metre-high prototype containing 150,000 litres of water lasted from winter until mid-May, at the exact moment when water was needed for irrigation, when all the surrounding ice had disappeared by the end of March. The revolutionary aspect of the stupa is that it functions even at low altitudes and in very hot temperatures.

This is not the first time that attempts have been made to create an artificial glacier in the region, but previous attempts were made above 4000 metres above sea level by freezing the water in large canals which required shade and a lot of maintenance, and were located too far from fields to be practical.

Due to the required piping infrastructure, the initial cost of the project is relatively high. The mechanical engineer estimated that he would need around $ 125,000 to make the first full-scale version of the ice stupa. It could reach 25 metres in height and allow the irrigation of ten hectares of crops. Realizing that this cost would be too high for local authorities, he decided to resort to crowdfunding through the Indiegogo platform. This initiative was successful and aroused the interest of local institutions. In the end, the government of Ladhak incorporated it into its development plans. The ice stupa also won a Rolex Award for Enterprise in 2016, which brought in 100,000 Swiss francs (approximately $ 105,000). Ice stupas could also be turned into tourist attractions, incorporating ice bars and ice hotels. It would amount to mixing the sacred and the profane and building a bridge between different cultures.

Source: CNN.

Vue du prototype du stupa de glace au Ladakh

(Crédit photo: Sonam Wangchuk)

Injecter le CO2 dans le sous-sol de la Mer du Nord, une bonne idée ? // Is it a good idea to inject CO2 in the North Sea’s subsoil ?

Le gaz carbonique (CO2) est l’un des principaux gaz à effet de serre d’origine anthropique. Afin de s’approcher le plus possible des objectifs de la COP 21 et de l’Accord de Paris sur le climat, des projets sont mis en oeuvre pour essayer de se débarrasser de ce gaz polluant. .

Dans une note publiée le 17 juin 2016, j’abordais le projet CarbFix lancé en Islande à côté d’une centrale géothermique dans la périphérie de Reykjavik. Cette centrale exploite une source de vapeur produite par le magma à faible profondeur, en sachant que du CO2 et des gaz soufrés d’origine volcanique sont émis en même temps que la vapeur. Le but est de capter le gaz et de le réinjecter dans le sous-sol. Vous pourrez lire cette note en cliquant sur ce lien :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2016/06/17/islande-de-la-geothermie-au-stockage-du-co2-iceland-from-geothermal-energy-to-the-storage-of-co2/

La Suisse s’intéresse elle aussi au stockage du gaz carbonique. C’est ainsi que les usines de retraitement des déchets appellent la Confédération à créer un vaste réseau de gazoducs pour exporter leur CO2 vers la Norvège, où il serait stocké dans d’anciens gisements de gaz naturel sous la mer du Nord. Les 30 usines suisses de retraitement des déchets produisent chacune plus de 100 000 tonnes de CO2 par an.

Comme la Suisse ne dispose pas de capacité de stockage suffisante, les incinérateurs veulent relier leurs usines à un réseau de gazoducs qui permettrait d’exporter ce gaz carbonique vers le nord de l’Europe et plus particulièrement la Norvège. Le pays stocke déjà avec succès du CO2 dans d’anciens gisements de gaz naturel sous la mer du Nord depuis 1996 et il s’apprête d’ici 2024 à ouvrir de nouveaux réservoirs pour y enfouir du CO2 européen.

Plusieurs géants pétroliers comme BP, Royal Dutch Shell et Total ont annoncé le 26 octobre 2020 un partenariat pour mettre en place des infrastructures de transport et de stockage de CO2 en mer du Nord britannique, afin de réduire la pollution du secteur industriel.

Cette initiative, menée par BP, est portée également par le norvégien Equinor, l’italien Eni et le gestionnaire du réseau électrique britannique National Grid. Leur objectif est de participer à deux projets déjà lancés et visant à décarboner des régions industrielles dans le nord de l’Angleterre avec pour objectif d’atteindre la neutralité carbone en 2030.

Ces projets doivent voir le jour en 2026 et misent sur le captage de CO2 émis par les industries ainsi que sur l’utilisation de carburant à partir d’hydrogène. Le captage vise à récupérer le CO2 dans les fumées, à le transporter puis le stocker dans le sous-sol, mais cette technique est coûteuse et encore peu développée.

L’enfouissement du CO2 dans des couches géologiques profondes ne fait pas l’unanimité. Selon Greenpeace, il n’est pas encore prouvé que le CO2 qu’on envoie dans ces couches géologiques y reste; on n’est pas sûr qu’il n’y ait pas de fuites, ne serait-ce que par le biais de failles ou de fractures géologiques, sans parler d’anciens puits dont le colmatage n’est pas forcément parfaitement hermétique. Il est bien évident que du CO2 qui s’échapperait dans la mer mettrait en danger l’écosystème marin et entraîner à fortiori des risques pour la santé humaine.

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Carbon dioxide (CO2) is one of the main greenhouse gases of anthropogenic origin. In order to try and reach the objectives of COP 21 and the Paris Climate Agreement, projects are being implemented to try to get rid of this polluting gas. .

In a note published on June 17, 2016, I referred to the CarbFix project launched in Iceland alongside a geothermal power plant on the outskirts of Reykjavik. This plant uses a source of steam above Iceland’s shallow magma chambers , but some CO2 and sulfur gases of volcanic origin are emitted at the same time as the steam. The goal is to capture the gas and re-inject it underground. You can read this post by clicking on this link:
https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2016/06/17/islande-de-la-geothermie-au-stockage-du-co2-iceland-from-geothermal-energy-to-the-storage-of-co2/

Switzerland is also interested in storing carbon dioxide. The waste reprocessing factories are calling on the Confederation to create a vast network of pipelines to export their CO2 to Norway, where it would be stored in former natural gas fields under the North Sea. The 30 Swiss waste reprocessing plants each produce more than 100,000 tonnes of CO2 per year.
As Switzerland does not have sufficient storage capacity, the incinerators want to connect their factories to a network of pipelines that would allow this carbon dioxide to be exported to northern Europe and more particularly to Norway. The country has already successfully stored CO2 in old natural gas fields under the North Sea since 1996 and is preparing by 2024 to open new reservoirs to bury European CO2 in them.

Several oil giants such as BP, Royal Dutch Shell and Total announced on October 26th, 2020 a partnership to set up CO2 transport and storage infrastructure in the British North Sea, in order to reduce pollution in the industrial sector.
This initiative, led by BP, is also supported by the Norwegian Equinor, the Italian Eni and the operator of the British electricity network National Grid. Their objective is to participate in two projects already launched and aiming at decarbonizing industrial regions in the north of England with the aim of achieving carbon neutrality by 2030.
These projects are due to be achieved in 2026 and rely on the capture of CO2 emitted by industries as well as the use of fuel from hydrogen. Capture aims to recover the CO2 in the fumes, to transport it and then store it underground, but this technique is expensive and still underdeveloped.

There is no unanimous support for burying CO2 in deep geological layers. According to Greenpeace, it is not yet proven that the CO2 that is sent into these geological layers stays there; we are not sure that there are no leaks, if only through faults or geological fractures, not to mention old wells whose plugging is not necessarily perfectly hermetic. It is obvious that CO2 escaping into the sea would endanger the marine ecosystem and lead to risks for human health

Schéma illustrant le projet Northern Lights d’enfouissage du CO2 en Norvège (Source : Northern Lights).