Giant sinkholes the size of city blocks forming in the Arctic seafloor

Marin les scientifiques ont découvert des gouffres profonds, un plus grand qu’un pâté de maisons de six étages, et des collines remplies de glace qui se sont formées “extraordinairement” rapidement sur une partie reculée du Arctique fond marin.

La cartographie de la mer de Beaufort au Canada, à l’aide d’un véhicule sous-marin télécommandé et d’un sonar embarqué, a révélé les changements dramatiques qui, selon les chercheurs, se produisent à la suite du dégel du pergélisol submergé sous le fond marin.

Les changements observés par les scientifiques se sont produits entre 2010 et 2019, au cours desquels quatre relevés cartographiques avaient eu lieu, couvrant une zone allant jusqu’à 26 km2.

Un iceberg flotte au-dessus de l’île Bylot dans l’archipel arctique canadien, et les scientifiques de la mer découvrent maintenant de profonds gouffres dans le fond marin. (PA)

C’est la première fois qu’une zone de pergélisol submergé, une couche gelée de la surface de la Terre, est étudiée de cette manière, et on ne sait pas à quel point des changements similaires sont répandus ailleurs dans l’Arctique.

Sur terre, le dégel du pergélisol a entraîné des changements radicaux dans le paysage arctique, notamment des effondrements du sol, la formation et la disparition de lacs, l’émergence de monticules appelés pingos et des cratères formés par des éruptions de méthane contenu dans le pergélisol.

Ces caractéristiques extrêmes ont affecté les infrastructures telles que les routes et les pipelines.

“Nous savons que de grands changements se produisent dans le paysage arctique, mais c’est la première fois que nous avons pu déployer une technologie pour voir que des changements se produisent également au large”, a déclaré le géologue marin Charlie Paull, scientifique principal à l’aquarium de Monterey Bay. Research Institute et l’un des principaux auteurs d’une étude sur le phénomène publiée lundi dans la revue scientifique à comité de lecture PNAS.

“De toute évidence, de tels changements majeurs auraient des implications importantes pour toute infrastructure qui pourrait être placée sur le fond marin. Actuellement, il y a peu d’infrastructures dans cette région reculée de l’Arctique. Cependant, cela pourrait changer car le réchauffement continu rend la région plus accessible”, a-t-il ajouté. il ajouta.

Environ un quart des terres de l’hémisphère nord sont recouvertes de pergélisol, a déclaré M. Paull, y compris de vastes zones sous la mer.

En effet, à la fin de la dernière période glaciaire, il y a environ 12 000 ans, de vastes étendues de pergélisol ont été submergées lors de la fonte des glaciers et du niveau de la mer.

Dans les 26 km2 zone d’étude, cartographiée en 2010 et à nouveau en 2019, les chercheurs ont trouvé 41 trous à flancs abrupts dans la cartographie la plus récente qui n’y étaient pas auparavant.

Les trous étaient à peu près circulaires ou ovales et avaient une profondeur moyenne de 6,7 m.

Le plus grand changement a été une dépression de 29 m de profondeur, 225 m de long et 95 m de large – environ la taille d’un pâté de maisons composé de bâtiments de six étages.

La glace de mer se brise alors que le brise-glace finlandais MSV Nordica traverse le passage du Nord-Ouest à travers le détroit de Victoria dans l'archipel arctique canadien, au-dessus des gouffres géants qui se forment dans le fond marin.
La glace de mer se brise lorsque le brise-glace finlandais MSV Nordica traverse l’archipel arctique du passage du Nord-Ouest, au-dessus des gouffres géants qui se forment dans le fond marin. (PA)

L’équipe de recherche a également trouvé de “nombreuses” collines, généralement de 50 m de diamètre et de 10 m de haut, qui contenaient de la glace.

Ils sont similaires aux pingos – des monticules remplis de glace trouvés sur terre – selon l’étude.

Des études de zones plus petites du fond marin ont eu lieu en 2013 et 2017, permettant aux chercheurs de comprendre les changements plus en détail.

Evgeny Chuvilin, chercheur à Skoltech en Russie qui a étudié le pergélisol sibérien, a déclaré qu’il était surprenant de voir des changements comme ceux-ci se produire en si peu de temps.

“La dégradation du pergélisol est un processus lent. Nous parlons généralement de centimètres par an. Il s’agit ici de plus qu’une simple dégradation, c’est aussi un changement qualitatif. Donc, je dirais que oui, c’est inattendu à voir”, a déclaré M. Chuvilin. qui n’était pas impliqué dans la recherche, a déclaré.

“Des hypothèses avaient été émises dans la littérature concernant la possibilité de tels processus, mais c’est la première fois qu’ils sont directement observés.”

Des cratères massifs ont été découverts dans certaines parties de l’Arctique russe qui se sont formés lorsque l’accumulation de poches de méthane dans le sol a explosé spontanément.

Cependant, les chercheurs de la mer de Beaufort ont exclu une origine similaire pour les gouffres marins qu’ils ont découverts. L’équipe n’a pas trouvé de roches et de terre sur le fond marin qui auraient été dispersées par une telle explosion.

Un véhicule sous-marin autonome est récupéré après avoir terminé une mission de cartographie des fonds marins dans l'océan Arctique.
Un véhicule sous-marin autonome est récupéré après avoir terminé une mission de cartographie des fonds marins dans l’océan Arctique. (CNN)

De plus, l’eau saumâtre (légèrement salée) près du fond marin suggérait que l’eau de mer était mélangée à l’eau souterraine et que le pergélisol sous-marin n’était pas un système scellé où une surpression pouvait s’accumuler.

Ils n’ont pas non plus détecté de quantités importantes de méthane dans les fuites d’eau souterraine.

“Nous n’avons aucune preuve que les changements rapides dans ce domaine sont associés à des événements explosifs”, a déclaré M. Paull par e-mail.

Le rôle du changement climatique

Bon nombre des changements de paysage observés sur le pergélisol terrestre ont été attribués à des températures plus chaudes en raison de la crise climatique, l’Arctique se réchauffant deux fois plus rapidement que la moyenne mondiale.

Cependant, les auteurs ont déclaré que les changements qu’ils avaient identifiés ne pouvaient pas être expliqués par le changement climatique d’origine humaine.

“Puisqu’il s’agit de la première étude de la décomposition du pergélisol submergé, nous n’avons pas de données à long terme sur la température du fond marin dans cette région. Les données dont nous ne disposons pas ne montrent pas de tendance au réchauffement dans ces eaux à 150 m de profondeur”, dit M. Paull.

Au lieu de cela, les trous ont probablement été causés par des changements climatiques beaucoup plus anciens et plus lents qui sont liés, a-t-il dit, à notre émergence de la dernière période glaciaire et semblent se produire depuis des milliers d’années.

“La chaleur transportée dans les systèmes d’eaux souterraines à mouvement lent contribue à la décomposition du pergélisol submergé, créant de grands gouffres dans certaines régions et des collines remplies de glace appelées pingos dans d’autres régions”, a déclaré M. Paull.

La cartographie des véhicules sous-marins autonomes a détaillé le terrain exceptionnellement accidenté du fond marin le long du plateau continental de l'Arctique.
La cartographie des véhicules sous-marins autonomes a détaillé le terrain exceptionnellement accidenté du fond marin le long du plateau continental de l’Arctique. (CNN)

Des cavités remplies d’eau avaient remplacé l’excès de glace qui était autrefois contenu dans le pergélisol. Lorsque ces cavités se sont effondrées, les grands gouffres observés dans cette étude se sont rapidement formés, a-t-il expliqué.

Les monticules ressemblant à des pingos se sont formés là où l’eau saumâtre produite par la décomposition du pergélisol a migré vers le haut et a gelé, cloquant le fond marin avec des monticules à noyau de glace.

Alors que la température de l’eau souterraine était inconnue, si elle était d’un degré Celsius au-dessus du point de congélation, elle pourrait faire fondre une colonne de glace pendant des milliers d’années, selon l’étude.

Contrairement au pergélisol terrestre, qui peut réagir sur une échelle d’années à des décennies au changement climatique, le pergélisol sous-marin a un temps de réponse beaucoup plus lent en termes d’impacts climatiques, a déclaré Sue Natali, directrice du programme Arctique et scientifique principale au Woodwell Climate Research Center. dans le Massachusetts.



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“Les changements décrits dans cette étude répondent à des événements qui se sont produits au cours de la période centenaire à millénaire. Cela dit, ces changements peuvent encore avoir un impact sur le climat s’ils entraînent des émissions de gaz à effet de serre lorsque le pergélisol sous-marin dégèle.”

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