Février : Système Terre
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Février 2017 Sommaire Thématique Climat 3 Hydrosphère - Océan 5 Interaction Océan atmosphère : 1ère partie Diminution du taux d'oxygène dans les océans ST-Clim-Fev17-1 5 Interaction Océan atmosphère : 2ème partie 6 Hydrosphère - Cryosphère 8 Va-t-on vers un nouvel événement de Heinrich ? ST-Clim-Fev17-5 10 Nouvelle estimation de la fonte des glaciers alpins ST-Clim-Fev17-6 11 Biosphère 12 Les mangroves, formidables capteurs de carbone ST-Clim-Fev17-7 12 La diversification des forêts tropicales n’augmenterait pas le stockage du carbone ST-Clim-Fev17-8 13 Systèmes agricoles et alimentaires 14 Sommaire 15 Système sol - plante 16 Conséquence de la baisse des taux de sélénium dans le sol qui baissent dues à la diminution des au changement de précipitations : augmentation des carences pour la population 16 ST-Agr-Fev17-1 Phytopathologie 16 16 Arrivée de la bactérie Xylella fastidiosa, destructrice des oliviers, en Espagne 16 ST-Agr-Fev17-2 16 Thématique Climat Points clés de quelques événements Février 2017 fonte du groenland Hydrosphère - Océan 2 Interaction Océan atmosphère : 1ère partie Diminution du taux d'oxygène dans les océans ST-Clim-Fev17-1 2 Interaction Océan atmosphère : 2ème partie Alors que l’océan se réchauffe, pourquoi celui-ci a-t-il stocké plus de carbone ces dernières décennies? ST-Clim-Fev17-2 3 “Le Jour d’Après” : plus proche de la réalité que prévu. ST-Clim-Fev17-3 4 Hydrosphère - Cryosphère 6 Perturbation des flux de chaleur par la fonte des glaces du Groenland ST-Clim-Fev17-4 7 Va-t-on vers un nouvel événement de Heinrich ? ST-Clim-Fev17-5 8 Nouvelle estimation de la fonte des glaciers alpins ST-Clim-Fev17-6 9 Biosphère 10 Les mangroves, formidables capteurs de carbone ST-Clim-Fev17-7 10 La diversification des forêts tropicales n’augmenterait pas le stockage du carbone ST-Clim-Fev17-8 11 Hydrosphère - Océan Interaction Océan atmosphère : 1ère partie Diminution du taux d'oxygène dans les océans ST-Clim-Fev17-1 - - - - - - La solubilité de l’oxygène atmosphérique dans l’océan dépend des caractéristiques physico-chimiques de celui-ci. La température est un facteur clé dans la solubilité de l’oxygène : plus l’océan est chaud, moins l’oxygène y est soluble. L’océan de surface est celui en contact avec l'atmosphère. Il joue un rôle crucial dans la dissolution de l’oxygène de l’air et la diffusion de celui-ci aux autres couches plus profondes. De plus, des eaux de surface plus chaudes contribuent à stratifier l’océan, ce qui a tendance à réduire les échanges d’eau entre la surface et la profondeur . L’oxygène dissous reste alors en surface. De nombreux modèles prédisent une diminution de la quantité d’oxygène présente dans l’océan avec le réchauffement des eaux de surface dû au changement climatique. Ce réchauffement pourrait donc affecter la quantité d’oxygène dans les océans de deux façons : - en y diminuant la quantité d’oxygène dissoute ; - en diminuant le transport de l’oxygène vers les zones profondes. En se basant sur des millions de mesures de concentration en oxygène des masses d’eau à de nombreux endroits de l’océan, une étude approfondie a confirmé les tendances et les premiers impacts d’une perte d’oxygène prédits par les modèles. C’est la première fois que cette diminution est quantifiée : le contenu en oxygène a diminué de 2% sur les cinquante dernières années. Cette diminution du taux d’oxygène océanique peut devenir problématique car on sait que de nombreuses espèces marines ne peuvent pas survivre dans un environnement faible en oxygène. (Voir article sur les deadzone, actualités 2016) Interaction Océan atmosphère : 2ème partie Alors que l’océan se réchauffe, pourquoi celui-ci a-t-il stocké plus de carbone ces dernières décennies? ST-Clim-Fev17-2 - - - - - - L’océan joue un rôle clé dans le cycle du carbone : il stocke une quantité importante de CO2 de l’atmosphère. Le CO2 se dissout dans la couche de surface (même mécanisme que l’oxygène, S T-Clim-Fev17-1), puis est transporté dans l’océan profond. Il suit ainsi les masses d’eaux, et ressort au bout de centaines, voir de milliers d’années, quand ces masses d’eaux ont fini leur cycle et retrouvent la surface. Le stockage de carbone sous forme de CO2 est donc un équilibre dynamique entre : - des dégazages : remontée et libération dans l’atmosphère de CO2 des eaux profondes stockées depuis le dernier contact entre l’océan et l’atmosphère et du CO2 produit par la respiration des organismes marins dans les profondeurs ; - de l’absorption du CO2 en surface par dissolution. L’absorption du CO2 par les océans dépend de la température de l’eau océanique. De ce fait, avec le réchauffement climatique, l’océan absorbe moins de CO2. Le dégazage du CO2 océanique, phénomène bien plus important que l’absorption, dépend de la vitesse de la circulation océanique. Ces dernières années, on a observé un ralentissement de la circulation océanique (thermohaline). Ce ralentissement peut être dû au réchauffement climatique qui renforce le phénomène de stratification et empêche le mélange des eaux (voir ST-Clim-Fev17), ou à une variabilité naturelle du climat. De ce fait, aujourd’hui, il y a moins de remontée d’eaux profondes en surface, et donc moins de dégazage de CO2. En conclusion, on l’océan de surface qui absorbe en réalité moins de carbone de l’atmosphère. On a donc des océans qui absorbent moins de CO2 de l’atmosphère, mais ils en renvoient aussi beaucoup moins : c’est pourquoi on considère, en faisant le bilan, que l’océan a absorbé plus de carbone ces derniers temps. Toutefois,. Sachant qu’il absorbe plus de 30% des émissions de carbone sur l’ensemble de la planète, une diminution de sa capacité d’absorption laisse ce carbone dans l'atmosphère, et accélère donc le réchauffement climatique. “Le Jour d’Après” : plus proche de la réalité que prévu. ST-Clim-Fev17-3 - - - “Le Jour d’Après” nous proposait un scénario climatique considéré comme extrême : une fonte abrupte des calottes provoquant un arrêt du courant Atlantique Nord. Pour évaluer le risque d’un tel scénario, une première étude sur 40 modèles climatiques référencés par le GIEC a été mené en 2013. Le but était de détecter les variation rapide de la température de surface. 7 des 40 modèles étudiés ont prédit un arrêt total de la convection (courant d’eau allant de la surface vers la profondeur) à cause d’un refroidissement abrupt de la mer du Labrador (qui est la zone majeure de plongée d’eau froide vers les zones profondes). Un arrêt de la plongée d’eau profonde entraînerait une forte diminution, voire un arrêt du courant Atlantique Nord, et donc une baisse importante des températures sur les côtes atlantiques. Face aux quelques modèles donnant cette possibilité (17,5%), et à partir d’études complémentaires, les scientifiques avaient conclu que les changements climatiques dans l’Atlantique seraient plutôt graduels. Cependant, un nouvel algorithme a été développé pour ré-analyser ces modèles. Cette fois, un paramètre capital dans la prévision de la convection hivernale a été mis en évidence : la stratification de l’océan en fonction de la température. Sur les 40 modèles, seulement 11 prennent en compte ce paramètre de façon satisfaisante (en incorporant une variation verticale de la densité des masses d’eau). Sur les 11 modèles décrivant de façon satisfaisante la convection, 5 prédisent un arrêt du courant Atlantique Nord. 45,5% des modèles envisagent donc le scénario “Le Jour d’Après” comme possible. - Avec ces nouvelles informations, les scientifiques concluent qu’il y a une augmentation de la probabilité d’un refroidissement rapide au cours de notre siècle de près de 30%. - Ces études ne sont pour l’instant basées que sur des modèles, et doivent être confrontées aux données in situ pour être validées. Hydrosphère - Cryosphère Perturbation des flux de chaleur par la fonte des glaces du Groenland ST-Clim-Fev17-4 Navire durant la campagne OMG, NASA - - - La mission OMG (Ocean Melting Groenland) de la NASA est la première à cartographier tous les glaciers et les océans côtiers autour du Groenland. Au terme de la première année de campagne, il a été montré que les eaux froides provenant de la fonte des glaciers refroidissent l’eau de surface, perturbant profondément les flux de chaleur de ce continent. Les relevés cartographiques réalisés permettent également d’augmenter la précision des cartes utilisées pour prévoir l’augmentation du niveau océanique. Les chiffres venant de cette grande campagne sont à venir ! Va-t-on vers un nouvel événement de Heinrich ? ST-Clim-Fev17-5 - - - - - Un événement de Heinrich correspond à une débâcle rapide d’iceberg, qui en se détachant en grande quantité du continent, fondent très rapidement. Depuis quelques années, les scientifiques étudient avec insistance les évènements de Heinrich pour comprendre la dynamique des calottes glaciaires, en particulier dans le but d’anticiper une fonte rapide de ces calottes. Les évènements de Heinrich les plus connus sont ceux ayant pour origine une fonte de la calotte Laurentide. La fonte extrêmement rapide de glace aurait entraîné une remontée du niveau des mers de plus de 6 mètres, alors qu’on se trouvait dans la période la plus froide de la dernière période glaciaire. Une étude publié ce mois-ci explique les mécanismes de déclenchement d’un tel évènement : - Les évènements de Heinrich sont fortement lié à un réchauffement de l’océan global ; - Ils sont précédés d’une période de réchauffement rapide. Actuellement, nous observons un réchauffement de l’océan dans les régions polaires, avec des anomalies de températures océaniques de plus de 1,5°C en Antarctique. Cette amplitude est proche de celle observée lors de la fonte de la calotte Levantine. Avec le réchauffement actuel de l’océan, la question d’une fonte abrupte des calottes est donc à envisager. Dans ce sens, une étude à ouvert la voie en juin 2016, suggérant de façon convaincante que le niveau des mers pourrait augmenter de plus de 3 mètres d’ici 2100, contre les 80 cm prévu par le GIEC fin 2015. La fonte des calottes observée ces derniers mois va dans le sens des résultats de cette étude. Nouvelle estimation de la fonte des glaciers alpins ST-Clim-Fev17-6 Le glacier de Saint-Sorlin dans les Alpes. D48 / Flickr - - - - Dans un premier temps, l’évolution des glaciers alpins était évaluée à partir d’un petit nombre de mesures, obtenues à l’aide de balises (des perches en bois plantées dans la glace). Ces mesures étaient ensuite extrapolées à l’ensemble de la surface du glacier pour calculer son bilan de masse (quantitée de glace en supprimant les variations saisonnières). Par la suite, cette méthode, a été complétée par des données satellitaires, garantissant une meilleure couverture spatiale et temporelle. Aujourd’hui, une équipe internationale a appliqué une nouvelle méthode à partir de données provenant de six glaciers particuliers, étagés entre 2 400 et 3 500 mètres d’altitude. Les données recueillies ont été traitées à l’aide d’un modèle statistiques forcé avec des mesures in situ réalisées depuis cinquante ans. Cela a permis d’avoir des données plus précises et plus homogènes. Les résultats obtenus sont les suivants : - Les variations de masse annuelles des six glaciers sont concordantes d’un bout à l’autre de la chaîne alpine. Cela signifie qu’en dépit des différences qui peuvent exister entre les climats régionaux, les glaciers répondent à un signal climatique commun sur l’ensemble des Alpes, sur plus de 400 kilomètres ; - Avant la fin du siècle, les géants blancs culminant à moins de 3 500 mètres auront disparu du paysage alpin ; - Les formations glaciaires réagissent plus fortement que prévu au réchauffement climatique : la fonte aurait atteint 1,9 m de glace par an en moyenne, contre les 1,15 m estimés jusqu’alors. Soit, sur la décennie 2003-2012, une fonte supérieure de 65 % à ce que l’on croyait. Biosphère Les mangroves, formidables capteurs de carbone ST-Clim-Fev17-7 - - - En construisant de la matière végétale carbonée, les milieux naturels absorbent du CO2 de l’atmosphère. Près de la moitié des émissions anthropiques de CO2 sont capturées par les milieux naturels (océan et biosphère). Les Mangroves (forêts littorales de région côtière, tropicale à subtropicale) sont particulièrement efficaces pour la capture du CO2. En effet : - Elles capturent dix fois plus de carbone en comparaison aux écosystèmes marins ou aux forêts tropicales ; - Ces milieux littoraux stockeraient environ 200 millions de tonnes de carbone chaque année. Cela équivaut aux émissions de 150 millions de voitures individuelles. Ces écosystèmes sont de formidables capteur de CO2 grâce aux bactéries qui ne décomposent pas la matière végétale fabriquée, dans l’eau salée. Les sols deviennent alors progressivement d'immenses empilements de fragments végétaux, incroyablement riches en carbone. Il est donc essentiel de ne pas drainer ces écosystèmes pour les mettre en culture ou d’y faire des constructions, pour les raisons suivantes : - la suppression de ces écosystèmes, aura pour effet l’arrêt du stockage de carbone ; - le CO2 stocké dans le sol sera restitué à l'atmosphère. La diversification des forêts tropicales n’augmenterait pas le stockage du carbone ST-Clim-Fev17-8 Crédit Photo: Pierre-André Fautrier - - - De manière générale, la diversité d’espèces végétales dans les milieux forestiers est corrélée à son stockage de carbone. Une équipe de scientifiques de 22 pays a examiné la diversité des arbres et la quantité de carbone stockée dans 360 sites des forêts tropicales de faible altitude d'Afrique, d'Asie et d'Amazonie. Leur conclusion montre que la plupart des forêts tropicales possèdent déjà de nombreuses espèces, et diversifier encore les espèces présentes ne jouerait pas sur le stockage du carbone. Il existerait donc un point critique au-delà duquel l'ajout d'espèces supplémentaires n’aurait aucun impact sur l’augmentation des stocks de carbone. Néanmoins, protéger les forêts tropicales présentant une grande biodiversité reste essentiel, et à défaut de stocker du carbone, l'immense variété des formes de vie présentes pourrait faire une importante différence au niveau de leur capacité à s'adapter. Systèmes agricoles et alimentaires Février 2017 Sommaire Système sol - plante Des taux de sélénium dans le sol qui baissent dus au changement de précipitation : augmentation des carences pour la population 2 2 ST-Agr-Fev17-1 Phytopathologie Arrivée de la bactérie Xylella fastidiosa, destructrice des oliviers, en Espagne ST-Agr-Fev17-2 2 2 Système sol - plante Conséquence de la baisse des taux de sélénium dans le sol qui baissent dues à la diminution des au changement de précipitations : augmentation des carences pour la population ST-Agr-Fev17-1 Le sélénium est un micronutriment essentiel présent à l’état de trace dans l’alimentation, notamment les céréales. Une étude récente a montré que les concentrations en sélénium du sol diminuaient avec l’aridité. En effet, bien que les précipitations entraînent le lessivage des nutriments, comme le sélénium, celles-ci permettent aussi, via une diminution du pH, des liaisons solides entre les charges négatives du sélénium et les particules du sol. En diminuant le taux d’oxygène du sol, les pluies diminuent aussi la solubilité du sélénium, qui est donc moins mobile et reste plus facilement lié dans les couches superficielles du sol. Avec le réchauffement climatique, un scénario a montré que 66% des terres agricoles pourraient perdre des quantités conséquentes de sélénium d’ici la fin du 21eè siècle, et donc qu’un déficit serait observé dans l’alimentation, notamment en Europe, Inde, Chine, Sud de l’Amérique du Sud, Afrique du Sud et Sud-Ouest des USA, provoquant des carences chez les individus. Phytopathologie Arrivée de la bactérie Xylella fastidiosa, destructrice des oliviers, en Espagne ST-Agr-Fev17-2 Cette bactérie, connue pour avoir causé de nombreux dégâts sur vigne en Californie au 20e siècle, s’attaque à un grand nombre de plantes. Elle a été découverte pour la première fois sur olivier en 2013 dans la région des Pouilles en Italie, et est la cause de la coupe massive d’un million d’oliviers. Cet agent pathogène cause la mort des plantes-hôtes en les empêchant de s’alimenter, ce qui les dessèche de l’intérieur. Faire disparaître l’arbre infecté est le seul moyen de lutte qui semble efficace afin de ralentir la propagation. A noter que cette bactérie se propage principalement via des insectes vecteurs piqueurs-suceurs de la sève brute (xylème) comme la cicadelle ou la cigale. Des arbres porteurs de X. fastidiosa ont été découverts sur les îles Baléares (Espagne), ce qui confirme sa propagation dans le bassin méditerranéen. Les autorités ont donc fait abattre les 1900 oliviers touchés. On ne sait pas encore si cette souche est aussi virulente que celle qui sévit en Italie du Sud, mais les craintes que la maladie se répande à tous les oliviers d’Espagne sont réelles : l’Espagne est le premier producteur mondial d’huile d’olive.
