Mois : décembre 2015

Une nouvelle approche de l’intérieur de la Terre // A new approach to the Earth’s interior

drapeau-francaisOn sait depuis pas mal de temps que les cristaux de pérovskite silicatée sont l’un des composants majeurs des roches du manteau inférieur de la Terre. Mais ce minéral n’avait jamais été observé à l’état naturel. Il a fallu attendre 2014 pour qu’une telle observation soit effectuée. On lui a alors donné le nom de bridgmanite pour honorer la mémoire de Percy Williams Bridgman, un des pionniers de la pétrologie des roches sous hautes pressions.
Les observations sismiques de l’intérieur de notre planète ont révélé trois structures distinctes marquant la limite entre son noyau métallique et le manteau silicaté. Ces structures comprennent des restes de plaques subductées de la surface de la Terre, des zones de propagation ultra faible des ondes sismiques riches en fer, et de grandes zones denses de composition et minéralogie inconnues. Selon le California Institute of Technology (Caltech), on dispose aujourd’hui de nouvelles preuves montrant l’origine de ces structures.
La couche en question se trouve à une profondeur de 2 900 km et sa composition est très importante pour comprendre l’évolution et la dynamique de la Terre. Une équipe scientifique a effectué une étude qui indique que la bridgmanite, le minéral le plus répandu sur notre planète, pourrait occuper 20% de la zone limite entre le noyau et le manteau. Les résultats de ce travail de recherche pourraient expliquer les observations sismiques précédentes et les résultats de modélisation géodynamique.
Tout en occupant environ 20% de la surface de la limite entre le noyau et le manteau, la bridgemanite remonte jusqu’à une profondeur d’environ 1 500 km. Cette découverte représente un progrès scientifique car bien que la bridgmanite soit le minéral le plus abondant sur Terre, ce n’est que récemment que les chercheurs ont eu la possibilité de mesurer avec précision des échantillons dans un environnement similaire à celui que connaissent les matériaux à l’intérieur de la Terre.
L’étude a été réalisée par l’Advanced Photon Source du Laboratoire National d’Argonne dans l’Illinois avec des mesures précises aux rayons X et deux faisceaux laser différents (voir image ci-dessous) sur des échantillons de bridgmanite synthétique comprimés par des cellules à enclumes de diamant à plus de 1 million de fois la pression atmosphérique de la Terre et chauffés à des milliers de degrés. Les données recueillies ont permis aux scientifiques de comparer les résultats d’observations sismiques de la frontière noyau-manteau.
Les nouvelles mesures de la bridgmanite dans des conditions de manteau profond montrent que ces régions de l’intérieur de la Terre sont très probablement denses et riches en fer, ce qui leur a permis de rester stables au cours des temps géologiques.
Les chercheurs ont également mesuré le comportement du fer dans la structure cristalline de la bridgmanite en utilisant une technique de spectroscopie Mössbauer. Les résultats ont montré que la bridgmanite ferrifère est stable dans des conditions de températures extrêmes (plus de 2 000°C) et des pressions jusqu’à 130 gigapascals (GPa).
Cette étude est la première à combiner des mesures de densité et de rigidité haute précision avec la spectroscopie Mössbauer, ce qui a permis d’identifier le comportement du fer au sein de la bridgmanite. Les résultats montrent également qu’il est impossible que ces régions contiennent une grande quantité d’éléments radiogéniques.
Au vu des derniers résultats, il semble que le reste du manteau inférieur ne soit pas entièrement composé de bridgmanite, comme le pensait auparavant ; d’autres minéraux sont forcément présents
Il reste encore beaucoup de travail à faire, comme l’identification de la dynamique des plaques pendant la subduction, phénomène qui joue probablement un rôle en fournissant une force extérieure pour façonner les grandes régions riches en bridgmanite.
Source : Caltech : http://www.caltech.edu/

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drapeau-anglaisIt had been known for quite a long time that silicate perovskite crystals were a major component of the lower mantle rocks. But this mineral had never been observed in nature. It was not until 2014 that such an observation was made. It was then given the name bridgmanite to honor the memory of Percy Williams Bridgman, a pioneer of petrology rocks under high pressures.
Seismic observations of our planet’s interior have revealed three distinct structures, marking the boundary between its metallic core and silicate mantle. The structures include remnants of subducted plates from the Earth’s surface, ultralow velocity zones rich in iron and large dense provinces of unknown composition and mineralogy. New evidence has emerged showing the origin of these features, California Institute of Technology (Caltech) recently announced.
The layer in question is 2 900 km (1 802 miles) deep and its composition is highly important for understanding the evolution and dynamics of our Earth. A team of scientists has conducted a research which suggests that bridgmanite, the most common mineral on our planet, might occupy 20% of the boundary. Results of the research could explain previous seismic observations and geodynamical modeling results.
Beside occupying about 20 percent of the core-mantle boundary surface bridgmanite and rise up to a depth of about 1 500 km. This finding represents a breakthrough because although bridgmanite is the earth’s most abundant mineral, the researchers only recently have had the ability to precisely measure samples of it in an environment similar to what they think the materials are experiencing inside the earth.
The study has been conducted by taking precise X-ray measurements, with two different beamlines at the Advanced Photon Source of Argonne National Laboratory in Illinois, of synthetic bridgmanite samples compressed by diamond anvil cells (see image below) to over 1 million times the earth’s atmospheric pressure and heated to thousands of degrees. Gathered data has allowed the scientists to compare the results to seismic observations of the core-mantle boundary.
The new measurements of bridgmanite at deep mantle conditions allowed to show that these provinces are very likely to be dense and iron-rich, helping them to remain stable over geologic time.
Researchers have also measured the behavior of iron in the crystal structure of bridgmanite, by using a Mössbauer spectroscopy technique. Results showed the iron-bearing bridgmanite is stable in conditions of extreme temperatures over 2 000 °C (3 632 °F) and pressures up to 130 gigapascals (GPa).
This is the first study to combine high-accuracy density and stiffness measurements with Mössbauer spectroscopy, allowing to pinpoint iron’s behaviour within bridgmanite. The results also show that these provinces cannot possibly contain a large complement of radiogenic elements.
According to the newest results, it seems the rest of the lower mantle is not entirely composed of bridgmanite, as previously thought, and other phases, or minerals, need to be present as well.
There is still a lot of work to be done, such as identifying the dynamics of subducting slabs, which probably plays a role in providing an external force to shape these large bridgmanite provinces.
Source: Caltech: http://www.caltech.edu/

bridgmanite copie

Cette image montre un échantillon de bridgmanite porté à haute température par laser entre deux cellules à enclumes de diamant. Cette manipulation permet aux chercheurs de soumettre l’échantillon à des pressions supérieures à un million de fois l’atmosphère terrestre avec des températures de plusieurs milliers de degrés Celsius.

Holuhraun !

drapeau-francaisLes autorités locales du comté de Skútustaðahreppur ont décidé que la fracture éruptive dans l’Holuhraun, qui est apparue au cours de l’éruption de l’an dernier, va désormais s’appeler « Holuhraun ». Quatre autres noms ont été suggérés: Holuhraun, Flæðahraun, Nornahraun et Urðarbruni.
Source: Iceland Monitor: http://icelandmonitor.mbl.is/

Contrairement à plusieurs autres sites ou blogs affirmant qu’il s’agissait d’une éruption du Bárðarbunga, j’ai toujours utilisé l’expression « éruption dans l’Holuhraun » pour faire référence à cet événement. Certes, le dyke éruptif avait sa source sous le Bárðarbunga – l’affaissement du plancher du cratère était là pour le prouver – mais appeler l’éruption « Bárðarbunga » aurait été source de confusion. En effet, si le Bárðarbunga était vraiment entré en éruption (ce que certains redoutaient), cela aurait été un événement sous-glaciaire avec des conséquences qui nous auraient rappelé l’éruption de l’Eyjafjöll en 2010, avec de volumineux nuages de cendre et des perturbations probables au trafic aérien. L’un des principaux problèmes lié à l’éruption dans l’Holuhraun a concerné les émissions de SO2 particulièrement denses qui ont affecté la vie en Islande pendant plusieurs semaines.

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drapeau-anglaisThe Skútustaðahreppur county authority has decided that the Holuhraun eruptive fissure, formed in last year’s eruption will now formerly receive the name Holuhraun. Four other names had been suggested: Holuhraun, Flæðahraun, Nornahraun and Urðarbruni.
Source : Iceland Monitor : http://icelandmonitor.mbl.is/

Contrary to several other websites or weblogs that said it was the Barðarbunga eruption, I always referred to it as “Holuhraun”. Although the eruptive dyke had its source beneath Barðarbunga – as could be seen with the subsidence of the crater floor – calling the eruption “Barðarbunga” would have been confusing. Indeed, had Barðarbunga really erupted, it would have been a subglacial event whose consequences would have reminded us of the 2010 Eyjafjöll eruption, with voluminous ash clouds and likely disruptions of air traffic. One of the major problems with the Holuhraun eruption was the dense SO2 emissions which perturbed life in Iceland for several weeks.

Bardarbunga

Crédit photo: Wikipedia

Les pétroliers américains se moquent de la COP 21 // U.S. oil producers don’t care about COP 21

drapeau-francaisUn forage dans l’Arctique, au large des côtes de l’Alaska, par la compagnie pétrolière Shell a attiré une vague de protestations cette année, mais un autre projet, certes plus modeste, d’extraction de pétrole a vu le jour beaucoup plus discrètement.
Alors que Shell envisageait le forage de puits d’exploration dans la mer de Chukchi à environ 130 km au large de la côte nord ouest de l’Alaska, une société de pétrole texane – Hilcorp Alaska LLC, une filiale de Hilcorp Energy Co basée à Houston – prévoit de créer une île de gravier en guise de plate-forme pétrolière pour y installer cinq puits d’extraction ou plus qui pourraient pomper le pétrole à une dizaine de kilomètres des côtes dans la mer de Beaufort.
Un succès du projet représenterait la première production de pétrole dans les eaux arctiques fédérales.
Le projet Hilcorp consistant à construire une île de gravier de la taille de 17 terrains de football a attiré des critiques mitigées du Département de Conservation et une condamnation totale des écologistes qui pensent que l’exploitation pétrolière doit rester sur la terre ferme. En effet, les impacts d’une marée noire pourraient être catastrophiques et pratiquement impossibles à nettoyer.
Pour le projet Hilcorp, des camions achemineraient le gravier en roulant sur la banquise jusqu’à un trou découpé dans la glace. Ils déverseraient 65 000 mètres cubes de gravier dans 6 mètres d’eau. La surface de l’île de gravier serait de 37 000 mètres carrés, avec un mur tout autour qui la protégerait des assauts de la glace, des vagues et de la faune.
Hilcorp prévoit une production maximale de 70 000 barils de pétrole par jour dans les deux premières années. Sur une période de 15 à 20 ans, la société prévoit une production de 80 à 150 millions de barils.
La population de la région craignent que le projet perturbe la migration des baleines boréales qui représentent une nourriture de subsistance pour les habitants. De plus, comme le pétrole serait produit dans les eaux fédérales, la population locale ne participerait pas aux revenus du pétrole. En revanche, elle subirait tous les inconvénients d’une pollution.
L’évaluation environnementale du projet Hilcorp ne sera pas achevée avant 2017, et la production commencerait quelques années plus tard.
Une fois les puits de pétrole taris, Hilcorp affirme qu’ils seraient colmatés et que la glace et les vagues éroderaient l’île pour la faire disparaître.
Félicitations!
Source: Alaska Dispatch News.

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drapeau-anglaisArctic offshore drilling by the Shell oil company drew huge protests this year, but a more modest proposal for extracting petroleum has moved forward with much less attention.
While Shell proposed exploratory wells in the Chukchi Sea about 130 km off Alaska’s northwest coast, a Texas oil company – Hilcorp Alaska LLC, a subsidiary of Houston-based Hilcorp Energy Co – wants to build a gravel island as a platform for five or more extraction wells that could tap oil 10 km from shore in the Beaufort Sea.
A successful well would mean the first petroleum production in federal Arctic waters.
Hilcorp’s plan for a gravel island about the size of 17 football fields has drawn mixed reviews from conservationists and outright condemnation from environmentalists who believe the oil should stay in the ground. Indeed, the impacts of an oil spill could be devastating and would be nearly impossible to clean up.
For the Hilcorp project, trucks carrying gravel would travel by ice road to a hole cut in sea ice. The trucks would deposit 65,000 cubic metres of gravel into 6 metres of water. The work surface would be 37,000 square metres surrounded by a wall, providing a barrier to ice, waves and wildlife.
Hilcorp projects a peak production rate of up to 70,000 barrels of oil per day within two years of initial production. Over 15 to 20 years, the company predicts it would yield 80 to 150 million barrels of oil.
Residents worry that the project will affect the migration patterns of bowhead whales harvested by subsistence hunters. Because the oil would come from federal waters, residents would not see revenues, but would be the ones most harmed by any spill.
The environmental review won’t be completed until at least 2017, and production could be several more years off.
At the end of production, Hilcorp says it would plug the wells and remove slope protection, allowing ice and waves to erode the island.
Congratulations!
Source : Alaska Dispatch News.

MerdeBeaufort

La NASA et la cendre volcanique // NASA and volcanic ash

drapeau-francaisLa NASA a étudié les impacts de la cendre sur les moteurs à réaction et a indiqué la semaine dernière que 80 aéronefs avaient traversé des nuages de cendre entre 1993 et 2008. A cause de l’éruption récente du Rinjani, la compagnie aérienne Virgin Australia a dû annuler de nombreux vols entre l’Australie et Bali et modifiera probablement sa gestion des vols à destination de l’Indonésie si le risque volcanique persiste. Les estimations relatives au début du mois de novembre montrent que les perturbations du trafic aérien ont coûté à l’économie de Bali plus de 3,2 millions de dollars en recettes touristiques.
Cinq ans après l’éruption islandaise de l’Eyjafjallajökull en 2010 et le chaos qu’elle a provoqué dans le transport aérien, les premiers tests réels sur l’impact de la cendre sur les moteurs des avions viennent d’être effectués par la NASA et les résultats devraient être connus en 2016.
L’éruption de 2010 est intervenue au moment même où la NASA essayait de mettre au point des systèmes de sécurité et des capteurs intelligents pour les moteurs d’avions commerciaux de prochaine génération. L’Administration a travaillé en partenariat avec d’autres organismes gouvernementaux et des groupes industriels pour effectuer une série de tests sur des moteurs au cours d’une ingestion simulée de cendre volcanique. A noter que dans le même temps, l’Europe travaillait sur le système AVOID dont personne ne parle plus.
L’US Air Force a fourni un avion de transport C-17 ainsi que deux moteurs F117 qui avaient été mis au rebut et qui ont été réhabilités en vue des tests.
Un premier test sur un moteur truffé de capteurs a été effectué en 2011 au Centre de Recherche de la NASA à la Base Edwards en Californie. Le but était de mettre au point un référentiel de performances pour le moteur et les capteurs.
Le deuxième essai, début 2013, a utilisé des céréales et des crayons de couleur, autrement dit des matériaux qui n’endommagent pas les moteurs, afin de vérifier que les capteurs pourraient détecter de petits morceaux de débris. Le but de ce test était de contrôler la sensibilité des capteurs.
Ces deux premiers tests préparaient le terrain pour le scénario en contexte réel : l’injection de cendre volcanique susceptible d’endommager sérieusement un moteur d’avion. Les chercheurs ont injecté la cendre dans les moteurs avec des teneurs faibles à élevées. Cette cendre provenait de l’éruption du Mont Mazama, qui a eu lieu vers 5700 ans avant JC, dans la région de Crater Lake.
La NASA va maintenant étudier les données transmises par les capteurs et publier les résultats quand chercheurs auront tiré des conclusions scientifiques fiables sur l’impact de la cendre volcanique sur les moteurs d’avions. Les résultats devraient être rendus publics pendant l’été 2016.
Source: The Daily Express: http://www.express.co.uk/

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drapeau-anglaisNASA has been examining how ash impacts a jet engine and mentioned last week that 80 aircraft flew through ash between 1993 and 2008. Because of the recent Rinjani eruption, Virgin Australia had to cancel many flights between Australia and Bali, and may change how they allocate flights to Indonesia if the volcanic hazard continues. Estimates from early November suggest that the flight disruptions have cost the economy in Bali over $3.2 million in tourist revenue.
Five years after the Icelandic volcanic ash mayhem of 2010 grounded hundreds of planes after the eruption of Eyjafjallajökull, the first real tests on the impact of engine contamination have only just been carried out and the results are not expected to be out until 2016.
The 2010 volcanic eruption came at the same time that NASA was looking at developing engine health management systems and smart sensors for next generation commercial aircraft engines. The Administration partnered with other Government agencies and industry groups to conduct the series of engine tests that actually simulated volcanic ash ingestion. In the meantime, Europe was working on the AVOID system which seems to have been abandoned.
The Air Force provided the plane, a C-17 cargo transport, and two F117 engines that had been slated for retirement, but were overhauled before the tests.
A first test on the engine, heavily instrumented with sensors, happened in 2011 at NASA’s Flight Research Center in California, but it only established engine and sensor performance baselines.
The second test, in early 2013, used cereal and crayons, material that wouldn’t harm the engines, to verify that the sensors could detect tiny bits of debris and that test only established the sensitivity of the sensors.
Both were only the building blocks for the real-world scenario – the introduction of introducing volcanic ash, which can and does tear up an engine.
Researchers introduced simulated volcanic ash into the engines at low and high flow rates. The volcanic ash used that was from the Mt Mazama eruption, which took place around 5700 BC in the Crater Lake area.
NASA will study the data and then publish results once the group can make solid scientific conclusions on just how volcanic ash can affect an airplane engine. Results are expected to be publicly released in summer 2016.
Source: The Daily Express: http://www.express.co.uk/

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La cendre volcanique: Un danger pour le trafic aérien (Photo: C. Grandpey)