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See detailOntwikkeling van een transnationaal rivierkwaliteitsmodel van het Maasstroomgebied voor het uitvoeren van een scenario-analyse waterkwaliteit 2015 voor de kaderrichtlijn Water : Eerste technisch-wetenschappelijk rapport : Opbouw van de hydrografie.
Deliège, Jean-François ULg; Grard, Aline ULg; Everbecq, Etienne ULg et al

Report (2010)

Dit eerste technisch-wetenschappelijk rapport behandelt de resultaten van de opbouw van het te modelleren rivierennetwerk. PEGASE is een geïntegreerd rivier/bekkenmodel dat een hydrografisch netwerk van ... [more ▼]

Dit eerste technisch-wetenschappelijk rapport behandelt de resultaten van de opbouw van het te modelleren rivierennetwerk. PEGASE is een geïntegreerd rivier/bekkenmodel dat een hydrografisch netwerk van natuurlijk stromende waterlopen in een boomstructuur (een hoofdrivier en zijrivieren) behandelt. Naar aanleiding van de vraag van de VMM werd PEGASE aangepast om eveneens kanalen in een vermaasd netwerk te beschrijven en te modelleren (als de topologie niet te complex is). Deze taak bestaat uit vier delen : • Selectie van het rivierennetwerk in PEGASE; • Aanpassingen aan de digitalisatie van het VHA-rivierennetwerk; • Toevoeging van het VMM-rivierennetwerk in het globale transnationale rivierennetwerk; • Aanmaak van het nieuw rivierennetwerk - de voorbehandeling ARBRES; • Ontwikkeling en controle van de topologie van het rivierennetwerk. [less ▲]

Detailed reference viewed: 41 (19 ULg)
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See detailPEGASE, an integrated river/basin model dedicated to surface water quality assessment: application to cocaine
Deliège, Jean-François ULg; Everbecq, Etienne ULg; Magermans, Pol ULg et al

in Acta Clinica Belgica (2010), 65(Supplement 1), 42-48

The Aquapôle of the University of Liège has been involved in environmental modeling for more than 20 years. Among other, its current R&D unit focuses on the compartment of surface water, and – for ... [more ▼]

The Aquapôle of the University of Liège has been involved in environmental modeling for more than 20 years. Among other, its current R&D unit focuses on the compartment of surface water, and – for modeling processes – is specialized on the water quality. One of its environmental models, called Pegase (Planification Et Gestion de l’ASsainissement des Eaux), French acronym for “Planning and management of water purification” is devoted to the modeling of the environmental state of surface water, at different scales from small watersheds (10 km²) and basins up to entire transnational Districts (more than 100.000 km²). The software is used operationally by several administrations (Agencies and Ministries) mainly through Europe (France and Benelux, Germany ...), and several calculations have also been performed at international District levels for international commissions (Scheldt, Meuse, Moselle ...) Recently, the Pegase model has been adapted to describe the cocaine’s behavior (using a stable metabolite of the cocaine in the environment: the benzoylecgonine) in waste water, waste water treatment plants (WWTP) and surface water. The cocaine is newly described in the model as an additional micropollutant (Pegase already treats numerous heavy metals), thanks to the implementation of new state variable equations and their specific parameterizations. At a first stage, only the urban sources (releases associated to the consumption by inhabitants) were considered as the industrial releases and the soil loads are assumed to be negligible. Simulations of benzoylecgonine have been done in the Walloon and Flemish regions, where many measurements from the COWAT project were available. These first results are showing a good agreement between calculated and measured values. This ability of the model to simulate the fate of the cocaine derivatives in surface waters should be continued and extended to other metabolites. [less ▲]

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See detailEvaluation de l’impact de la mise en service de la station d’épuration de Signeulx sur la qualité de l’eau de la rivière réceptrice (la Vire)
Deliège, Jean-François ULg; Everbecq, Etienne ULg; Grard, Aline ULg et al

Report (2009)

Le présent rapport reprend l’étude de l’impact de la mise en service de la station d’épuration de Signeulx sur la qualité de l’eau du milieu récepteur (essentiellement la rivière « la Vire »). La Vire est ... [more ▼]

Le présent rapport reprend l’étude de l’impact de la mise en service de la station d’épuration de Signeulx sur la qualité de l’eau du milieu récepteur (essentiellement la rivière « la Vire »). La Vire est un affluent du Ton, situé au sud-est de la Belgique (province du Luxembourg), à l’est de la ville de Virton. Une partie de son bassin versant se trouve en France. PEGASE (PLANIFICATION ET GESTION DE L’ASSAINISSEMENT DES EAUX) est un modèle intégré bassin hydrographique / rivières qui permet de calculer de façon déterministe et non stationnaire la qualité des eaux des rivières en fonction des rejets et apports de pollution. Il permet également de calculer de façon prévisionnelle les améliorations de la qualité de l'eau qui résultent d'actions d'épuration ou de réduction des rejets. PEGASE est ainsi un outil opérationnel pour aider les administrations à remplir leurs obligations liées à la Directive Cadre Eau. L’objectif de l’étude est de réaliser une modélisation de la qualité physico-chimique de la Vire afin d’évaluer l’impact de la mise en service de la station d’épuration de Signeulx sur la qualité de la rivière, en fonction des différentes options possibles. [less ▲]

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See detailRapport sur l’étude de faisabilité d’une méthodologie de modélisation à l’échelle globale du bassin versant de la Medjerda (Tunisie)
Deliège, Jean-François ULg; Bourouag, Mohamed ULg; Blockx, Caroline ULg et al

Report (2009)

Depuis 2007, l’Aquapôle appuie l’Agence Nationale de Protection de l’Environnement (ANPE - Tunisie) dans sa mission de contrôle de la pollution des eaux par la mise en place d’un réseau de contrôle de la ... [more ▼]

Depuis 2007, l’Aquapôle appuie l’Agence Nationale de Protection de l’Environnement (ANPE - Tunisie) dans sa mission de contrôle de la pollution des eaux par la mise en place d’un réseau de contrôle de la pollution des eaux (projet LIFE Pays Tiers COPEAU 2007- 10). Les données ainsi collectées pourraient être utilement exploitées au travers de l’utilisation de modèles de gestion des ressources en eau. Le modèle PEGASE développé par l’Aquapôle, permet d’établir la relation pression / impact entre les différentes charges de pollution et la qualité de l’eau dans tout le réseau des rivières modélisées associées au bassin versant concerné, et constitue ainsi un puissant outil de gestion des cours d’eau et de leurs bassins versants. Il permet notamment de simuler le transport des polluants et différents scénarios de gestion (planification de l’épuration et de l’assainissement, réduction des pressions, mise aux normes des rejets,…) et d’en déterminer les impacts (gain de qualité) sur l’écosystème. Ce modèle est déjà largement utilisé dans plusieurs pays européens (Belgique, France, Pays-Bas, Allemagne, Luxembourg). La présente étude intitulée « étude de faisabilité d’une méthodologie de modélisation à l’échelle globale du bassin versant de la Medjerda (Tunisie) » a été réalisée entre juin 2008 et décembre 2009 au travers du partenariat entre l’Aquapôle et l’ANPE et ce, avec l’appui de Wallonie Bruxelles International (commission mixte 2008). L’étude dresse un bilan des données disponibles et analyse leur pertinence eu égard de ce qui est requis pour permettre la bonne application du modèle PEGASE à l’ensemble du bassin versant tunisien de la Medjerda. Il s’agit de données géographiques (MNT, réseau hydrographique, limites administratives, occupation des sols etc.), météorologiques (insolation, température, débits), de rejets (domestiques, industriels, STEP, cheptel) et de mesure de qualité. L’étude dresse également un bilan des problématiques spécifiques dont il faudra nécessairement tenir compte dans l’adaptation du modèle au contexte local. Celles-ci concernent principalement la présence de 9 grands barrages implantés le long de la Mejerda et de ses affluents, la forte anthropisation du débit liée notamment aux lâchés de barrages, le caractère intermittent de certains affluents en fonction des périodes de l’année, la présence de prélèvements très importants notamment pour l’irrigation et enfin, des problèmes de crues et d’érosion. En conclusion, l’analyse des échantillons de données transmises par l’ANPE et des problématiques spécifiques aux régions du Nord de la Tunisie montre que le modèle PEGASE est tout à fait applicable au bassin de la Medjerda, moyennant certaines adaptions spécifiques. Cet outil de gestion a toute sa raison d’être dans ce pays où la préservation des ressources en eau constitue un enjeu vital pour les générations actuelles et futures. [less ▲]

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See detailPEGASE: UN MODÈLE INTÉGRÉ BASSIN HYDROGRAPHIQUE/ RIVIÈRES: PREMIÈRE APPLICATION TEST À LA COCAÏNE.
Deliège, Jean-François ULg; Everbecq, Etienne ULg; Magermans, Pol ULg et al

Conference (2009, October 15)

Le modèle PEGASE (Planification Et Gestion de l’ASsainissement des Eaux), développé à l’Aquapôle de l’Université de Liège a été utilisé pour réaliser une première simulation test de la cocaïne dans le ... [more ▼]

Le modèle PEGASE (Planification Et Gestion de l’ASsainissement des Eaux), développé à l’Aquapôle de l’Université de Liège a été utilisé pour réaliser une première simulation test de la cocaïne dans le réseau hydrographique belge. La principale conclusion de cette simulation test est qu’il est possible de simuler le devenir des dérivés de la cocaïne dans les eaux de surface ; cela démontre également la cohérence des mesures réalisées dans le cadre de l’étude COWAT. Des améliorations mineures au modèle PEGASE et aux données d’entrée seraient cependant souhaitables pour améliorer cette modélisation (possibilité de faire varier l’équivalent-habitant par zones). [less ▲]

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See detailContribution du modèle PEGASE à la mise en application de la Directive cadre sur l’eau : Mise au point et application d’une méthodologie de détermination à l’échelle de la masse d’eau des combinaisons de mesures complémentaires les plus efficientes et mise en évidence de motifs de dérogations
Everbecq, Etienne ULg; Grard, Aline ULg; Blockx, Caroline ULg et al

Report (2009)

PEGASE (Planification Et Gestion de l’ASsainissement des Eaux) est un modèle intégré bassins hydrographiques/rivières développé à l’Aquapôle qui permet de calculer de façon déterministe et prévisionnelle ... [more ▼]

PEGASE (Planification Et Gestion de l’ASsainissement des Eaux) est un modèle intégré bassins hydrographiques/rivières développé à l’Aquapôle qui permet de calculer de façon déterministe et prévisionnelle la qualité des eaux des rivières en fonction des rejets et apports de pollution (voir http://hdl.handle.net/2268/35224 pour plus de renseignements). Dans le cadre de cette étude, le modèle a été utilisé afin d'apporter des éléments et des informations techniques nécessaires à la Région Wallonne (S.P.W.) pour la mise en application de la Directive Cadre Eau et, en particulier, les plans de gestion et les programmes de mesures qui y sont associés [less ▲]

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See detailPEGASE : UN MODÈLE INTÉGRÉ BASSIN HYDROGRAPHIQUE / RIVIÈRES POUR LA DIRECTIVE CADRE EUROPÉENNE
Deliège, Jean-François ULg; Everbecq, Etienne ULg; Grard, Aline ULg et al

Conference (2009, April 09)

Presentation of the PEGASE model (Planification Et Gestion de l’ASsainissement des Eaux), developed by the Aquapole Aquapole. New operational way to assess the evolution of the river quality in terms of ... [more ▼]

Presentation of the PEGASE model (Planification Et Gestion de l’ASsainissement des Eaux), developed by the Aquapole Aquapole. New operational way to assess the evolution of the river quality in terms of presures on them, as well as a tool to help competent authorities to optimise the cost/efficiency ratio of the measures foreseen to reduce the impact of these pressures. [less ▲]

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See detailAdaptation du modèle PEGASE à deux micropolluants sur deux sous-bassins situés dans les bassins hydrographiques des agences de l’eau Rhin-Meuse et Adour-Garonne
Everbecq, Etienne ULg; Grard, Aline ULg; Deliège, Jean-François ULg

Report (2009)

Les réglementations européennes (Directive Cadre Eau 2000/60/CE, Directive 76/464/CE) et leurs corollaires nationaux (Programme National de Réduction des Substances Dangereuses dans l‘Eau en France, … ... [more ▼]

Les réglementations européennes (Directive Cadre Eau 2000/60/CE, Directive 76/464/CE) et leurs corollaires nationaux (Programme National de Réduction des Substances Dangereuses dans l‘Eau en France, …) imposent des réductions des rejets dans les eaux de surfaces d’une centaine de substances. En particulier, la circulaire du 7 mai 2007 du MEDAD définit les « normes de qualité environnementale provisoires (NQEp) » des 41 substances impliquées dans l’évaluation de l’état chimique des masses d’eau ainsi que des substances pertinentes du programme national de réduction des substances dangereuses dans l’eau. Cette circulaire fixe également les objectifs nationaux de réduction des émissions de ces substances. Pour ces substances, la mise en œuvre d’actions de réduction pour les rejets industriels (Installations Classées), mais aussi dans d’autres secteurs d’activité (artisanat, agriculture, utilisation de produits par les ménages,….) est nécessaire. Les mesures de réduction passent entre autres par la fixation de valeurs limites d’émissions (VLE) dans les rejets, qui doivent permettre de respecter les NQE fixées pour le milieu. En apparence, fixer la concentration maximale d’un rejet en fonction d’une concentration avale à respecter dans le milieu est une question relativement simple de dilution. Cependant, cette approche s’avère rapidement insuffisante, pour les principales raisons suivantes : - les substances visées ont presque toutes des comportements complexes dont un simple calcul de dilution ne peut pas rendre compte ; - le respect d’une norme de qualité dans une masse d’eau dépend non seulement du rejet amont le plus proche, mais aussi de l’ensemble des rejets qui sont situés en amont ; - même s’il s’agit de fixer des VLE pour des rejets industriels uniquement, les autres rejets (artisanat, agriculture, utilisation de produits par les ménages,….) et leurs évolutions futures doivent être pris en compte ; - les apports diffus, les apports atmosphériques, et les éventuels apports naturels doivent être eux aussi pris en compte ; - la question des coûts et la notion de coût/efficacité doivent être introduites dans la démarche. En 2006, l’INERIS a élaboré pour le compte du MEDAD les grandes lignes d’une méthodologie permettant de fixer des VLE locales de manière à respecter les Normes de Qualité sur l’ensemble d’un bassin versant en prenant en compte ces considérations. L’approche proposée consiste, avant de gérer localement des concentrations limites dans des rejets (l’approche réglementaire habituelle), à d’abord répartir à grande échelle les flux maximaux admissibles sur l’ensemble des masses d’eau du bassin versant concerné. Cette approche se traduit par la production de tableaux de bord des flux, destinés à gérer localement la stratégie de fixation de VLE. Dans le contexte de la poursuite de ce travail par l’INERIS pour le compte du MEDAD, il apparaît indispensable de tester l’utilisation de modèles de transfert de polluants sur des bassins versants pilotes. L’unité de Recherche & Développement de l’Aquapôle de l’Université de Liège (AQUAPOLE) a développé le modèle PEGASE, appliqué et utilisé par plusieurs autres Agences de l’Eau. Avec l’approbation et la participation des Agences de l’Eau concernées, il est prévu que l’AQUAPOLE procède à l’adaptation de ce modèle à deux substances sur deux sous-bassins situés dans les bassins hydrographiques des Agences Adour-Garonne et Rhin-Meuse. L’INERIS, réaliserait ensuite des scénarios de gestion des rejets et des exemples de tableaux de bord. [less ▲]

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See detailAdaptation du modèle PEGASE à deux substances sur deux sous-bassins situés dans les bassins hydrographiques des Agences Adour-Garonne et Rhin-Meuse
Deliège, Jean-François ULg; Everbecq, Etienne ULg; Grard, Aline ULg et al

Conference (2009, March 16)

L’INERIS (Institut National de l’Environnement Industriel et des Risques) France a élaboré pour le compte du Ministère français de l’Environnement les grandes lignes d’une méthodologie permettant de fixer ... [more ▼]

L’INERIS (Institut National de l’Environnement Industriel et des Risques) France a élaboré pour le compte du Ministère français de l’Environnement les grandes lignes d’une méthodologie permettant de fixer les Valeurs Limites à l’Emission (VLE) locales de manière à respecter les normes de qualité sur l’ensemble d’un bassin versant. Dans ce cadre, l’INERIS désire tester l’utilisation de modèles de transfert de polluants sur des bassins versant pilotes. L’objectif de cette étude est donc d’adapter le modèle PEGASE pour simuler deux micropolluants (à définir) sur deux bassins versants situé dans les bassins hydrographiques gérés par les agences de l’eau française Rhin-Meuse et Adour-Garonne. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailPegase, A software dedicated to Surface Water Quality Assessment and to European database reporting
Deliège, Jean-François ULg; Everbecq, Etienne ULg; Magermans, Pol ULg et al

in Hrebiceck, Jiri (Ed.) Proceedings of the European conference TOWARDS eENVIRONMENT, Opportunities of SEIS and SIZE: Integrating Environmental Knowledge in Europe (2009, March)

The Aquapôle of the University of Liège has been involved in environment modelling for more than 20 years. Its R&D unit focused on the domain of surface water, targeted to water quality. One of its ... [more ▼]

The Aquapôle of the University of Liège has been involved in environment modelling for more than 20 years. Its R&D unit focused on the domain of surface water, targeted to water quality. One of its environmental models, called PEGASE (Planification Et Gestion de l’ASsainissement des Eaux), French acronym for ―Planning and management of water purification‖ is devoted to the characterization of the environmental state of surface water, at the scale of a whole watershed, basin and district. The software has been used operationally in several countries like France and Benelux, but several calculations have also been performed at international level for the international commissions in charge of the Scheldt and the Meuse. PEGASE model requires as input, at least data like digital terrain models, water flow, water level and other hydrodynamic measurements in some geo-localized points, diffuse loads properties, ecological model data (to characterize bacteria, phytoplankton, zooplankton, macrophytes, shells, etc…), chemical discharges (from industry and cities) and treatment plant effect. The output of the software consists in tables, graphs and maps, showing the state of various calculated parameters of quality (DO, BOD, COD, N, P, Chla,… + indices) either at a specified time, along the river, or the temporal evolution at a given point. It provides printed maps or animations of the evolution of the results on the basin. The software is able to simulate non stationary scenarios from a local scale, up to a global scale i.e. a few km² to hundreds of thousands km² and handles the entire river tree (hundreds to thousands of water bodies). Some results of the model are already used to populate the SoE-Wise databases. On another hand, the model is a tool to validate and check consistency of SoE-Wise data at district (and thus international) level. The flexibility of the model enables to choose the time (daily to yearly periods) and spatial (watershed, water body, district, region, country …) scales of the expected results. PEGASE is also a full-scale operational tool for WFD implementation and WISE databases. This means that our partners handle a software (also known as the model) directly usable – and of direct help – in the implementation of the WFD and other water related directives. The model allows the member states to compare efficiently the collected international WISE data and populate database with relevant model results. We propose not only to read the data directly from the database to avoid manipulation mistakes, but also we propose to generate output data in a format directly exploitable by WISE databases administration. [less ▲]

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See detailEtude de l’impact de la réduction de la température du rejet de la papeterie Burgo Ardennes sur la qualité de l’eau de la rivière réceptrice
Deliège, Jean-François ULg; Grard, Aline ULg; Everbecq, Etienne ULg et al

Report (2009)

Le présent rapport reprend l’étude de l’impact thermique sur le milieu aquatique de l’entreprise Burgo Ardennes, spécialisée dans la fabrication de pâte à papier et de papier couché. Durant son ... [more ▼]

Le présent rapport reprend l’étude de l’impact thermique sur le milieu aquatique de l’entreprise Burgo Ardennes, spécialisée dans la fabrication de pâte à papier et de papier couché. Durant son fonctionnement, l’entreprise prélève de l’eau du Ton (affluent de la Chiers) afin d’assurer les processus de fabrication de pâte à papier et de papier couché. Le prélèvement d’eau est réalisé au niveau de la confluence du Ton et de la Chavratte (environ 2 km en amont de l’entreprise). Dans le cadre du renouvellement de l’autorisation de rejet de l’entreprise, des normes de rejets plus strictes sont imposées par la Région wallonne et celle-ci a demandé à l’entreprise de réduire la température maximale autorisée du rejet. Les travaux de modélisation des impacts de rejets thermiques réalisés par l’Unité R&D de l’Aquapôle peuvent évaluer l’impact hydrologique, thermique, physico-chimique et l’impact sur l’écosystème. Les impacts de l’entreprise sur le Ton peuvent être décrits de la manière suivante : - un impact sur le régime thermique de la rivière, compte tenu du rejet d’eau échauffée ; - un impact sur les concentrations de certaines variables physico-chimiques de la qualité de l’eau (oxygène dissous notamment) ; - un impact sur les débits du Ton, toutefois relativement faible puisque la fraction du débit prélevé évaporée vers l’atmosphère est compensée par l’apport en eau du bois. Ces différents impacts sont limités : - par les conditions de l’autorisation de prélèvement et de rejet imposées à l’entreprise par la Région wallonne dans le cadre du permis d’exploiter ; - par les dispositifs techniques mis en place par l’entreprise en vue de respecter l’autorisation et de réduire son impact sur l’environnement. Le premier objectif de l’étude est d’abord d’évaluer, à partir d’une situation de référence actuelle, les impacts prévisibles du rejet thermique de l’entreprise sur la qualité du Ton. Les développements et résultats de cette évaluation sont repris dans le chapitre 4 (« Evaluation des effets de l’entreprise Burgo Ardennes sur le milieu aquatique »). Le second objectif de l’étude est ensuite d’évaluer l’élévation de température engendrée par les rejets thermiques réels (journaliers 2005) sur base de la température naturelle de la rivière. En effet, la température mesurée en aval du point de rejet thermique, à la limite de la zone de mélange, ne doit pas dépasser la température naturelle de plus de 3°C selon les exigences de la Région wallonne. Les développements et résultats de ces évaluations sont détaillés dans le chapitre 5 ci-après (« Evaluation du rejet thermique optimal de l’entreprise Burgo Ardennes »). [less ▲]

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See detailModélisation d’indices de qualité biologique par PEGASE et réalisation de simulations particulières
Deliège, Jean-François ULg; Bourouag, Mohamed ULg; Everbecq, Etienne ULg et al

Report (2008)

Dans le cadre de la caractérisation des cours d’eau du milieu naturel et de l’appréciation de l’efficacité environnementale des mesures déployées en application de la Directive Cadre sur l’Eau 2000/60/CE ... [more ▼]

Dans le cadre de la caractérisation des cours d’eau du milieu naturel et de l’appréciation de l’efficacité environnementale des mesures déployées en application de la Directive Cadre sur l’Eau 2000/60/CE, l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse demande de modéliser des scénarios particuliers avec le modèle Pégase et à évaluer des indices de qualité biologique à partir de la qualité physico-chimique et de la qualité physique des cours d’eau. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailModelling atmospheric CO2 changes at geological timescales
François, Louis ULg; Grard, Aline ULg; Goddéris, Yves

in Carnets de Géologie = Notebooks on Geology (2005), M02/02(Memoir 2005/02), 11-14

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Peer Reviewed
See detailBasaltic volcanism and mass extinction at the Permo-Triassic boundary: Environmental impact and modeling of the global carbon cycle
Grard, Aline ULg; François, Louis ULg; Dessert, C. et al

in Earth And Planetary Science Letters (2005), 234(1-2), 207-221

The Siberian Traps represent one of the most voluminous continental flood basalt provinces on Earth. The mass extinction at the end of the Permian was the most severe in the history of life. In the ... [more ▼]

The Siberian Traps represent one of the most voluminous continental flood basalt provinces on Earth. The mass extinction at the end of the Permian was the most severe in the history of life. In the present paper, these two major concurrent events that occurred are analysed and a geochemical model coupled with an energy balance model is used to calculate their environmental impact on atmospheric CO2, oceanic delta(13)C, and marine anoxia. The latitudinal temperature gradient is reduced relative to today, resulting in warmer temperatures at high latitudes. The warmer climate and the presence of fresh basaltic provinces increase the weatherability of the continental surfaces, resulting in an enhanced consumption of atmospheric CO2 through weathering. First, the eruption of the Siberian traps is accompanied by a massive volume of C-13 depleted CO2 degassed from the mantle and added to the ocean through silicate weathering, thus lowering marine delta(13)C. Second, the rapid collapse in productivity induces a strong decrease in the global organic carbon burial. This too tends to increase the proportion of light carbon in the ocean. These two effects can explain the low delta(13)C values across the PT boundary, and methane release need not be invoked to explain the delta(13)C fluctuations. It is proposed that the phosphorus cycle, which drives primary production in the model, plays an important role on the recovery of productivity and the delta(13)C variations. (c) 2005 Elsevier B.V All rights reserved. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailEnergy-flux relationship in the FUV Jovian aurora deduced from HST-STIS spectral observations
Gustin, Jacques ULg; Gérard, Jean-Claude ULg; Grodent, Denis ULg et al

in Journal of Geophysical Research. Space Physics (2004), 109(A10),

[1] Far ultraviolet spectral observations of the Jovian aurora have been made since 1997 with the Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) on board the Hubble Space Telescope at low spectral resolution ... [more ▼]

[1] Far ultraviolet spectral observations of the Jovian aurora have been made since 1997 with the Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) on board the Hubble Space Telescope at low spectral resolution. The combination of the spectral resolution with the intensity variation along the STIS slit provides information on the latitudinal variation of the precipitating auroral electron energy flux and the mean electron energy, from which the electron current density at the top of the atmosphere can also be deduced. It is found that the mean electron energies associated with the main oval lie in the range 30 - 200 keV and show a tendency to increase with the precipitating energy flux. The current densities lie in the range similar to 0.04 - 0.4 muA m(-2), consistent with previous estimates, and are also positively correlated with the energy flux. The observed relationship between the auroral time-integrated energy fluxes and the electron energies in the main oval is compatible with that expected from Knight's theory of field-aligned currents. The best agreement between the observed data and the Knight curves is obtained for an electron temperature of T-e = 2.5 keV and a source density N = 0.003 cm(-3), that is within the range of values observed in the equatorial plane during the Voyager flybys. No systematic dependence of the electron energy with magnetic local time is found, but the morning sector around 0800 MLT shows greater variability than other regions of the oval. Analysis of time-tagged data shows that the main oval energy flux usually varies steadily over the several minute intervals of observation and that the mean electron energy usually undergoes correlated variations such that the current density remains relatively constant. It is shown that these overall properties are also consistent with Knight's theory of auroral electron acceleration associated with field-aligned current flow, from which it is inferred that the temporal variations observed are often due to slow changes in the magnetospheric "source'' electron parameters in the presence of near-steady magnetosphere-ionosphere coupling currents. By contrast, time-integrated emissions in the polar region are found to be associated with similar mean electron energies to the main oval but with typically smaller energy fluxes and current densities. Pressure balance arguments are advanced, which indicate that the brighter of these emissions must be associated with an auroral acceleration mechanism perhaps similar to that operative in the main oval, while it remains possible that the weaker emissions could result from precipitation from a quasi-isotropic hot magnetospheric electron source. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailSolar wind control of auroral substorm onset locations observed with the IMAGE-FUV imagers
Gérard, Jean-Claude ULg; Hubert, Benoît ULg; Grard, Aline ULg et al

in Journal of Geophysical Research. Space Physics (2004), 109

The FUV imagers on board the IMAGE satellite provide multispectral snapshots of the polar region every 2 min. The combination of the Wide-Angle Imaging Camera (WIC) with SI12 (Doppler shifted Lyman-alpha ... [more ▼]

The FUV imagers on board the IMAGE satellite provide multispectral snapshots of the polar region every 2 min. The combination of the Wide-Angle Imaging Camera (WIC) with SI12 (Doppler shifted Lyman-alpha) and SI13 (135.6 nm) spectral imagers is used to discriminate between the electron and the proton aurora. We describe a statistical study of the location of 78 substorms observed close to the 2000-2001 winter solstice. The latitudinal distribution of the onsets observed with WIC is asymmetric with a median at 65.6° MLAT and a full width at half maximum (FWHM) of 3.5°. Their local time distribution is concentrated between 2000 and 0200 MLT with a median at 23.4 +/- 0.3 hours MLT and a FWHM of 1.8 hours. No statistically significant difference is found in the spatial distribution of the proton and electron onsets. All onsets take place within a region of preexisting proton precipitation, indicating that substorm initiation occurs in regions of stretched but dipole-like field lines that cross the equatorial plane close to the Earth. Latitudes of substorm onsets are located at a variable distance from the poleward FUV auroral boundary but remain at a nearly constant distance from the equatorward limit of both proton and electron auroral ovals. The magnetic latitudes of the onsets are correlated with some of the solar wind plasma properties measured by the ACE satellite prior to the substorm breakup. In particular, a clear anticorrelation is found between the onset MLAT and the 1-hour averaged solar wind dynamic pressure. A decrease of the onset latitude is also observed for larger B intensity values. No dependence of the onset MLT on the solar wind speed is observed, in contrast to the relationship expected from the thermal catastrophe model for substorm initiation. Our results are in agreement with models locating the initial instability in the near magnetosphere such as the near-Earth current disruption models. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailSpectral observations of transient features in the FUV Jovian polar aurora
Gérard, Jean-Claude ULg; Gustin, Jacques ULg; Grodent, Denis ULg et al

in Journal of Geophysical Research. Space Physics (2003), 108

Images of the Jovian FUV aurora show several morphologically and dynamically different regions. The main oval is usually fairly steady while the high-latitude emission inside the oval can vary over ... [more ▼]

Images of the Jovian FUV aurora show several morphologically and dynamically different regions. The main oval is usually fairly steady while the high-latitude emission inside the oval can vary over timescales of <1 min. We describe time and spatially resolved spectral observations of the Jovian aurora made with the Space Telescope Imaging Spectrograph on board the Hubble Space Telescope. Time-tagged spectra have been used to determine variations of the amount of hydrocarbon absorption above the auroral source layer. Rapid brightenings are observed in the high-latitude emission with typical lengths of 50-100 s. They generally are not correlated with enhancements of the main oval in the same longitude sector, indicating decoupled source regions in the magnetosphere. The location of the high-latitude spots and their variability suggest that, unlike the main auroral oval, the polar cap brightenings are connected to short-term variations of the solar wind parameters. Results from a two-stream electron transport model are used to convert observed spectral color ratios into mean electron energies <E>. Electron energies during these brightenings typically range from 40 to 120 keV, close to the values found in the main oval. The time evolution of <E> generally shows little correlation or anticorrelation with the energy flux precipitated during these transient events. This feature suggests that the mechanism responsible for rapid transient brightenings does not increase the energy of the precipitated electrons, but it enhances their number flux. Pitch angle scattering into the loss cone by magnetic pumping of energy perpendicular to the field lines following magnetic field compression is a possible process. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailThe Sturtian 'snowball' glaciation: fire and ice
Godderis, Y.; Donnadieu, Y.; Nedelec, A. et al

in Earth And Planetary Science Letters (2003), 211(1-2), 1-12

The Sturtian 'snowball' glaciation (730 Ma) is contemporary with the dislocation of the Rodinia supercontinent. This dislocation is heralded and accompanied by intense magmatic events, including the onset ... [more ▼]

The Sturtian 'snowball' glaciation (730 Ma) is contemporary with the dislocation of the Rodinia supercontinent. This dislocation is heralded and accompanied by intense magmatic events, including the onset of large basaltic provinces between 825 and 755 Ma. Among these magmatic events, the most important one is the onset of a Laurentian magmatic province at 780 Ma around a latitude of 30degreesN. The presence of these fresh basaltic provinces increases the weatherability of the continental surfaces, resulting in an enhanced consumption of atmospheric CO2 through weathering, inducing a global long-term climatic cooling. Based on recent weathering laws for basaltic lithology and on climatic model results, we show that the weathering of a 6 x 10(6) km(2) basaltic province located within the equatorial region (where weathering of the province and consumption of CO2 are boosted by optimal climatic conditions) is sufficient to trigger a snowball glaciation, assuming a pre-perturbation PCO2 value of 280 ppmv. We show that the Laurentian magmatic province might be the main culprit for the initiation of the Sturtian 'snowball' glaciation, since the Laurentian magmatic province had drifted within the equatorial region by the time of the glaciation. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailThe role of basalt chemical weathering on the CO2 cycle
Dupre, B.; Dessert, C.; Grard, Aline ULg et al

in Geochimica et Cosmochimica Acta (2002), 66(15A), 202-202

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