Melting ice sheets release tons of methane into the atmosphere

Jeudi l 10-01-2019

A new study published in Nature shows that the Greenland Ice Sheet emits tons of methane over the summer. An international team of researchers- including Dr. Sandra Arndt from the BioGeosys Research Unit (Biogéochimie et Modélisation du Système Terre - Faculté des Sciences), show that biological activity beneath the ice impacts the atmosphere far more than previously thought.

The study does not only corrobate recent findings that subglacial environments can produce and host significant quantities of methane, it goes further by demonstrating that meltwaters continuously evacuate methane from beneath the ice shield to the atmosphere. Observations show that the magnitude of this methane flux is directly linked to the efficiency of subglacial meltwater drainage and that the formation and growth of subglacial channels permits the rapid evacuation of stored methane-rich meltwater. Researchers calculated that at least six tons of methane was transported to their measuring site from this portion of the Ice Sheet alone.

Although methane gas (CH4) is only the third most important greenhouse gas in the atmosphere after water vapour and carbon dioxide (CO2), its greenhouse warming potential is about 20-28 times higher than that of CO2. A key finding of the study is thus that much of the methane produced beneath the ice likely escapes the Greenland Ice Sheet in large, fast flowing rivers before it can be oxidized to CO2, a typical fate for methane gas which normally reduces its greenhouse warming potential.

This is particularly critical as Earth's ice sheets and glaciers and in particular the Greenland Ice Sheet are currently experiencing record melting. Yet, the exact way in which hydrological and biogeochemical processes under the ice interact to control the export of methane now and, in particular, in the future still remains poorly understood. A major issue preventing future advances in this field is the capacity to model the processes which control these important dynamics of glacier systems. Unlike for instance, the oceans or the atmosphere, no models of biogeochemical processes beneath the ice currently exist. This seriously limits our ability to evaluate the present and future feedbacks of glacial methane emissions on climate.

At ULB, Sandra Arndt and Frank Pattyn (Laboratoire de Glaciologie, Faculté des Sciences) have joint forces to tackle this problem. Funded through a recently awarded ARC (Action de Recherche Concertée) project supported by the Fédération Wallonie-Bruxelles, they have started to build the very first, mechanistic, hydrological-biogeochemical model framework for subglacial environments.

Greenland melt drives continuous export of methane from the ice sheet bed

Lamarch-Gagnon, G;Wadhams, J;Sherwood, B;Arndt, Sandra ;Fietzek, P;Beaton, A;Tedstone, A;Telling, J;Bagshaw, L;Hawkings, J;Kohler, P;Zarsky, Tal;Stibal, M;Mowlem, M

Référence Nature, 10.1038/s41586-018-0800-0

Nouvelles sources industrielles et agricoles d'ammoniac révélées depuis l'espace

Vendredi l 07-12-2018

Une cartographie globale et à très haute résolution (1 km2) de l'ammoniac atmosphérique a été obtenue en combinant près de 10 ans de mesures par satellite. Plus de 200 sources importantes provenant de l'élevage intensif et de l'industrie ont été répertoriées, dont 2/3 qui n'avaient pas été détectées auparavant. L'étude suggère qu'une meilleure gestion des impacts de la pollution par l'ammoniac passe par une révision complète des émissions agricoles et industrielles, très largement sous-estimées dans les cadastres actuels.

Cette étude récemment publiée dans la revue Nature, a été réalisée par un groupe de chercheurs de l'ULB (Service de Chimie Quantique et Photophysique) en collaboration avec des chercheurs français du LATMOS/CNRS. Elle est basée sur l'exploitation des observations de l'instrument IASI (pour Interféromètre Atmosphérique de Sondage dans l'Infrarouge), qui vole à bord des trois satellites Metop, dont le dernier a été lancé avec succès le 7 novembre 2018. IASI permet de fournir aux scientifiques des données globales avec un très bon échantillonnage spatial et temporel depuis 2007. À partir de ces observations, les chercheurs sont en mesure d'étudier non seulement la météo mais aussi les impacts des activités humaines sur la qualité de l'air et l'évolution du climat.

L'ammoniac est un composé prépondérant de notre environnement : il joue un rôle majeur dans la formation des particules fines et donc sur la qualité de l'air et la santé humaine. L'excès de ce composé altère également nos écosystèmes : il affecte la qualité de l'eau et amène à une réduction de la biodiversité. Les processus qui régulent les concentrations d'ammoniac restent mal connus, particulièrement à l'échelle très locale. Les sondeurs embarqués sur les satellites d'observation de la Terre fournissent depuis une décennie un outil sans précédent pour surveiller ce composé.

En utilisant une méthodologie ultra-sensible d'exploitation des mesures IASI et des approches innovantes pour combiner les observations journalières sur 9 années, les chercheurs ont généré une carte d'ammoniac à très haute résolution (pixel d'environ 1 km²). Elle leur a permis de mettre en évidence et de catégoriser 242 sources ponctuelles, dont 83 liées à l'agriculture intensive et 158 à l'activité industrielle, principalement de production de fertilisants synthétiques. Une source ponctuelle a été attribuée à un lac en Afrique. En plus des sources nouvellement répertoriées et donc absente des inventaires actuels, les émissions provenant de sources connues sont aussi très largement sous-estimées. L'évolution des concentrations d'ammoniac sur les 9 années a également permis d'identifier les changements observés dans les activités humaines, comme l'ouverture ou la fermeture de complexes industriels ou l'agrandissement d'infrastructures d'élevage intensif.

Industrial and agricultural ammonia point sources exposed

Martin Van Damme, Lieven Clarisse, Simon Whitburn, Juliette Hadji-Lazaro, Daniel Hurtmans, Cathy Clerbaux & Pierre-François Coheur

Comment le cerveau se construit au cours du développement de l'embryon, un mystère encore aujourd'hui.

Vendredi l 14-09-2018

Le Laboratoire de Génétique du Développement(Eric Bellefroid, Biopark, Faculté des Sciences) étudie depuis plusieurs années chez la souris le rôle des facteurs de transcription Dmrt5/Dmrta2et Dmrt3 dans le développement du cerveau. Les facteurs de transcription Dmrt3 et Dmrt5/Dmrta2 sont exprimés très tôt dans l'embryon au niveau du télencéphale, la vésicule la plus antérieure qui apparait dans le tube neural au cours du développement du cerveau. Ils sont exprimés uniquement dans la partie dorsale du télencéphale à l'origine du cortex cérébral, une des structures majeures de notre cerveau et le siège des fonctions cognitives.

En éliminant génétiquement l'un ou l'autre de ces deux facteurs de transcription, les chercheurs avaient déjà démontré que ceux-ci sont des régulateurs essentiels de la croissance du cortex cérébral et que leur concentration au sein des cellules progénitrices des neurones corticaux joue un rôle crucial dans la spécification des différentes aires du néocortex (aires motrice, sensorielle ou encore visuelle).

De nouveaux résultats de l'équipe publiés dans la revue scientifique J. of Neuroscience en dévoile encore un peuplus sur le rôle complexe de ces facteurs de transcription. En collaboration avec le laboratoire du Dr. Elizabeth Grove (Chicago), Elodie Desmaris et ses collègues ont découvert que l'absence combinée des deux facteurs induit une expansion des structures ventrales télencéphaliques au détriment du cortex, pratiquement absent dans les doubles mutants. A l'inverse, la surexpression de l'un de ces facteurs de transcription, Dmrt5, dans les progéniteurs du télencéphale ventral bloque la formation des éminences ganglionnaires, des structures dérivées des progéniteurs de la partie ventrale télencéphalique. Mécanistiquement, les résultats obtenus révèlent que les facteurs de transcription Dmrt3 et Dmrt5 coopèrent entre-eux et avec d'autres facteurs de transcription pour réprimer l'expression du gène, Gsx2, un déterminant majeur des structures ventrales télencéphaliques.

Cette étude révèle donc une nouvelle fonction importante des facteurs de transcription Dmrt3 et Dmrt5 dans la définition de ce qui est dorsal et ventral dans la vésicule télencéphalique, une étape initiale primordiale dans la construction de notre cerveau.

Bientôt un voyage dans le temps climatique?

Jeudi l 06-09-2018

Collecter de la glace vieille de plus de 1,2 millions d'années pour comprendre l'évolution du climat. C'est un des grands défis actuels en glaciologie. Où trouver cette glace ? La base de la calotte antarctique, en-dessous d'une couche de glace de plusieurs km ! Dans une étude parue dans le journal « The Cryosphere », Brice Van Liefferinge et Frank Pattyn, du Laboratoire de glaciologie de la Faculté des Sciences de l'ULB ainsi que leurs collègues américains et allemands, ont mis en évidence des sites prometteurs au centre de la calotte où pourrait se trouver cette glace ancienne.

Les sites idéaux ? Là où l'épaisseur de glace est suffisamment épaisse pour avoir emmagasiné les informations des cycles climatiques passés et notamment la réorganisation naturelle du climat qui s'est produite entre 0,9 et 1,2 Ma, période cruciale dans l'histoire climatique. Actuellement, les mesures des conditions à la base de la calotte antarctique n'ont été obtenues que sur quelques sites de forage et ne remonte que jusqu'à 800.000 ans. Mais l'épaisseur de glace doit également être suffisamment faible pour empêcher la fonte à la base de la couche de glace et donc la disparition de la glace ancienne. La glace a un effet isolant et la calotte a tendance à garder la chaleur fournie par la terre, chaleur qu'on appelle le flux géothermique. Ils ont modélisé et produit une carte des valeurs seuils du flux géothermique, c'est-à-dire la valeur maximum qui permet de limiter la fonte à la base de la calotte. Ces valeurs ont été comparées statistiquement aux ensembles de données de flux géothermique existants pour obtenir une distribution probabiliste des conditions gelées et dégelées. Ils ont combiné cette modélisation avec des nouvelles données radar à haute résolution spatiale de l'épaisseur de glace et de la topographie du lit rocheux sur lequel la glace est posée.

Cette étude permet de réduire les incertitudes sur les sites idéaux pour trouver glace ancienne notamment dans la région de Dome Fuji et de Dome Concordia, au centre de la calotte antarctique. Les équipes de chercheurs vont cet hiver (été antarctique) partir sur le terrain pour observer de plus près les sites mis en évidence dans cette étude, et préparer le but ultime, le forage ... la cible se rapproche !

Jeudi l 17-01-2019
Les Sciences font leur cinéma ! Séance grand-public le mercredi 23 janvier

Le Département Inforsciences (Faculté des Sciences) propose un spectacle didactique de physique et chimie, imaginé par ses expérimentariums en collaboration avec des acteurs professionnels.

Près de 2000 élèves du secondaire se succéderont dans la Salle Dupréel pour des représentations d'un spectacle théâtral ludique et agrémenté de démonstrations scientifiques sur le thème "Les sciences font leur cinéma".

Une séance spéciale pour le grand-public (adultes et enfants à partir de 14 ans) est organisée le mercredi 23 janvier à 14h30 et les réservations sont d'ores et déjà ouvertes, pour un prix de 5 € par personne.

Chaque visiteur recevra par ailleurs un livret-guide richement illustré résumant et expliquant la majorité des expériences exposées, en insistant sur les concepts physiques et chimiques s'y rapportant.

> Informations pratiques:

Le mercredi 23 janvier à 14h30 (durée: 2x45 minutes).

Campus du Solbosch - bâtiment S - salle Dupréel (accès par l'Avenue Jeanne, 44).

Infos et réservations : https://sciences.brussels/agenda/cinema

Ce spectacle a bénéficié du soutien de la Région de Bruxelles-Capitale (INNOVIRIS).

Lundi l 07-01-2019
Des étudiants de l'ULB à la COP 24

Huit étudiantes et étudiants de l'ULB se sont rendus à la COP 24, à Katowice (Pologne) pour être les observateurs de ces grandes rencontres pour le climat et pour en rendre compte à la communauté universitaire.

Ces membres du projet ULB Inside COP's se font le relais des grands débats qui s'y déroulent. Depuis le début de l'année, ils informent le corps étudiant sur les grands enjeux liés aux politiques climatiques. En direct de Katowice, ils ont analysé les débats et négociations et ont publié leurs résultat via divers canaux, comme leur page Facebook.

Ce projet, initié en 2015, à l'occasion de la COP21, par deux professeurs de l'Institut de gestion de l'environnement et d'aménagement du territoire (IGEAT) sera certainement appelé à continuer à l'occasion de la COP 25, qui se déroulera au Chili.

Mardi l 18-12-2018
Un nouveau MOOC pour apprendre à coder avec Python

Apprendre à coder avec Python, c'est que propose le nouveau MOOC réalisé par Thierry Massart, professeur à l'École polytechnique de Bruxelles et Sébastien Hoaraude l'Université de la Réunion.

Destiné aux élèves du secondaire supérieur et à leur professeurs, ce cours en ligne vise à apprendre les bases du codage à l'aide de capsules vidéo, d'explications simples, de quizz et d'exercices. "Ce MOOC est l'occasion pour les étudiants de rhéto qui veulent faire Polytech, informatique ou mathématiques de prendre de l'avance puisque la matière couvre une partie substantielle de mes cours de programmation donnés aux premières années Ingénieurs civil et Architectes et aux bacheliers en Informatique et en Mathématiques à l'ULB", explique Thierry Massart.

> Informations pratiques:

Le MOOC démarre le 6 février pour une durée de 7 semaines. Les inscriptions sont d'ores et déjà ouvertes et se clôturent le 20 mars 2019.

Plus d'information sur le site de Fun MOOC

Mardi l 11-12-2018
Conférence de vulgarisation sur HIV dans le cadre du projet européen RISE

Dans le cadre du consortium européen RISE EU4HIVCURE (Accelerating HIV Cure supported by the H2020 Marie Sklodowska-Curie action of the European commission to allow Research and Innovation Staff Exchange (RISE)), un meeting annuel de recherche aura lieu cette année à l'Université de Strasbourg du 13 au 14 décembre 2018.

En préambule ,Virginie Gautier de l'Université de Dublin donnera une conférence de vulgarisation sur le sujet. Pour permettre au plus grand nombre de bénéficier de cet événement, la conférence sera retransmise en direct via le canal web de l'Université de Strasbourg.

La conférence aura lieu le 13 décembre à 10h30 et durera environ 1h30. Toutes les informations sont disponibles sur le site de l'Université de Strasbourg.

Lundi l 03-12-2018
Noël en Antarctique, sur la piste des changements climatiques

Le 1er décembre, des chercheurs en glaciologie et en climatologie de l'ULB, l'UCLouvain et de l'Université du Colorado prendront la direction de l'Antarctique! Au programme: la deuxième campagne de terrain du projet Mass2Ant, dont l'objectif est de mieux comprendre les changements climatiques observés ces dernières décennies dans les hautes latitudes de l'hémisphère sud, et la pertinence à long terme de ces changements.

Pendant un mois et demi, Jean-Louis Tison (Laboratoire de Glaciologie, Faculté des Sciences) et ses collègues analyseront la distribution spatiale des chutes de neige et l'accumulation de la neige ancienne, les propriétés de la neige et les variations des conditions météorologiques. Ils collecteront également des carottes de glace afin de leur permettre de reconstituer les changements de l'accumulation annuelle de neige et d'autres témoins des changements climatiques au cours des siècles passés. Grâce à une approche combinée d'observations et de modélisation, la recherche déterminera, entre autres, si ces changements sont le résultat de l'Homme et/ou s'ils sont liés à la variabilité naturelle de la circulation océanique et atmosphérique. Le projet permettra également de mieux comprendre la dynamique climatique mondiale et d'améliorer les projections futures pour l'Antarctique et son impact sur le niveau des mers, ce qui permettra d'affiner les évaluations disponibles pour les décideurs politiques.

Les chercheurs ont lancé un blog – https://www.bel-antar2018.be – sur lequel vous pouvez suivre leurs aventures en Antarctique. Ce blog présente l'évolution et les principaux événements de cette mission de terrain, ainsi que des anecdotes sur l'Antarctique et le climat et des réponses aux questions que tout le monde se pose !

Habitué des missions en Antarctique, Jean-Louis Tison a notamment participé à la mission PIPERS qui se déroulait durant l'été 2017. Une mission à revoir en vidéo.