Mois : septembre 2016

Le volcanisme à la surface de Io, lune de Jupiter // Volcanisme on Io, Jupiter’s moon

drapeau-francaisEn février 2001, une éruption s’est produite sur le volcan Surt sur Io, la lune de Jupiter, et a développé une énergie estimée à 78 000 gigawatts. En comparaison, l’éruption de l’Etna en 1991-1994 a été estimée à 12 gigawatts. Au plus fort de l’éruption, observée par le télescope WM Keck II sur le Mauna Kea à Hawaï, cette puissance a presque égalé la celle combinée de tous les volcans actifs de Io.
L’éruption de Surt semble avoir couvert une superficie de 1900 kilomètres carrés, plus grande que toute la ville de Londres. L’énergie enregistrée indique qu’il s’agissait d’une violente éruption, avec des très hautes températures. Les éruptions qui produisent ce type de signature thermique présentent des fontaines de lave de plusieurs kilomètres de hauteur, avec de vastes coulées de lave à la surface.
Le volcanisme de Io a été observé pendant les huit dernières années par la sonde Galileo et maintenant, avec l’avènement de nouveaux systèmes optiques, il est contrôlé par les astronomes en poste dans les observatoires Keck et Gemini à Hawaii.
A cause d’une résonance orbitale avec deux de ses lunes voisines, Europe et Ganymède, Io est soumise à une pression permanente. Le frottement qui en résulte chauffe l’intérieur de la lune suffisamment pour créer un océan de magma à seulement 50 kilomètres sous sa surface. Il est probable que cette asthénosphère partiellement fondue fournit la source de lave basaltique qui alimente les éruptions de centaines de volcans à la surface de Io.
L’activité volcanique de Io a été suivie au cours des 35 dernières années par des observatoires terrestres, le télescope spatial Hubble, et plusieurs sondes qui ont visité Jupiter au fil des ans. Malheureusement, le dernier véhicule spatial à avoir visité le système de Jupiter était la sonde New Horizons il y a sept ans ; le prochain sera le Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) lancé par l’Agence Spatiale Européenne, qui n’arrivera pas à destination avant 2030.
Beaucoup des volcans de Io sont permanents, ce qui signifie qu’ils maintiennent des niveaux et des styles d’activité relativement constants pendant des années, voire des décennies. Parmi eux figurent Pele, un lac de lave dont la croûte mince est régulièrement brassée par les gaz, et Prométhée, un champ de lave qui chauffe le dioxyde de soufre à l’état de glace qui se trouve en dessous pour produire un panache de gaz et de poussière de 100 kilomètres de hauteur.
et en forme de parapluie.
Beaucoup de lacs et champs de lave d’Io (certains atteignent 300 kilomètres de longueur) sont permanents, mais ils peuvent montrer des fluctuations significatives d’activité. A côté de cela, certains volcans peuvent rester au repos pendant des années avant de connaître des éruptions soudaines et brutales. Ces éruptions peuvent démarrer à partir de fractures dans la croûte de Io et générer des fontaines de lave jaillissant jusqu’à un kilomètre dans l’espace avant de retomber sur le sol et produire de gigantesques coulées de lave. Des observations récentes ont révélé trois éruptions de ce type dans un intervalle de deux semaines en août 2013 à Rarog Patera, Heno Patera, et un volcan sans nom situé à 350 kilomètres à l’ouest de Isum Patera.
Source: The Daily Galaxy.

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drapeau-anglaisIn February 2001 an eruption from the Surt volcano on Io, Jupiter’s moon, occurred with an estimated output of 78,000 Gigawatts. By comparison, the 1991-94 eruption of Mt Etna in Sicily was estimated at 12 Gigawatts. During its peak, observed by the WM Keck II Telescope on Hawaii Mauna Kea, its output almost matched the eruptive power of all of Io’s active volcanoes combined.

The Surt eruption appears to cover an area of 1,900 square kilometres, which is larger than the entire city of London. The observed energy indicates the presence of a vigorous, high-temperature volcanic eruption. The kind of eruption to produce this thermal signature has incandescent fire fountains of molten lava which are kilometres high, accompanied by extensive lava flows on the surface.

Io’s volcanism has been monitored for the last eight years by the Galileo spacecraft and now, with the advent of adaptive optics systems, by Earth-bound astronomers such as those at the Keck and Gemini Observatories.

Thanks to an orbital resonance with two of its neighboring moons, Europa and Ganymede, Io is continuously squeezed. The resulting friction heats Io’s interior enough to create a mushy magma ocean only 50 kilometres beneath its surface. It is likely that this partially molten asthenosphere provides the source for basaltic silicate lava that erupts at hundreds of volcanoes across Io’s surface.

This volcanic activity has been monitored over the last 35 years by ground-based observatories, the Hubble Space Telescope, and several spacecraft that have visited Jupiter over the years. Unfortunately, the most recent spacecraft to visit the Jupiter system was New Horizons seven years ago and the next spacecraft to visit the system, the European Space Agency’s Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE), will not arrive until 2030.

Many of Io’s volcanoes are persistent, meaning they maintain relatively consistent levels and styles of activity for years or even decades. Examples include Pele, a lava lake whose thin crust is regularly broken up by churning from below, and Prometheus, a lava flow field that heats up the sulfur dioxide frost below it to produce an umbrella-shaped plume of gas and dust 100 kilometres tall.

Many of Io’s lava lakes and lava flow fields (some reaching 300 kilometres in length) are persistent, but can show significant fluctuations in activity. However, some volcanoes are much less regular in their volcanic activity, remaining quiescent for years before experiencing “outburst” eruptions. These outbursts can begin suddenly, starting at fissures in Io’s crust, and generate fire fountains that can jet lava up to a kilometre into space before falling back to the ground to produce extensive lava flows. Recent observations revealed three outburst eruptions over the course of two weeks in August 2013 at Rarog Patera, Heno Patera, and an unnamed volcano 350 kilometres west of Isum Patera (201308C).

Source: The Daily Galaxy.

Io

Eruption à la surface de Io le 25 avril 2006, vue par la sonde Galileo de la NASA. Le panache a une hauteur d’environ 140 km. (Crédit photo: NASA)

Des volcans au vélo, du vélo aux volcans…

Nous avons tous nos petits fantasmes. Certains rêvent d’escalader le Mont Blanc, d’autres le Kilimandjaro. Plus modestement, le cyclo qui sommeille en moi avait envie de grimper les grands cols alpins et pyrénéens. Galibier, Croix de Fer, Iseran, Tourmalet ou Aubisque m’ont régalé et beaucoup apporté au niveau de l’endurance et de la patience. Quand l’amour du vélo se couple à celui des volcans, on escalade d’abord les cols auvergnats et ensuite, on s’attaque aux pentes de l’Etna. On traverse l’Atlantique pour rouler dans la Chaîne des Cascades avec un maillot qui montre le Mont St Helens avant l’éruption de 1980. Mes autres fantasmes m’ont conduit sur la piste cyclable qui traverse les Everglades en Floride, au milieu des oiseaux et des alligators. J’ai aussi loué un vélo à San Francisco pour aller rouler sur le Golden Gate Bridge jusqu’à Sausalito, avec une rampe d’accès particulièrement pentue et un vent glacial au milieu du pont. Le vélo n’étant pas autorisé à Bryce Canyon, c’est à cheval que j’ai parcouru la piste de ce parc merveilleux….

Croix de Fer

En haut du col de la Croix de Fer…

Forestale

La Forestale: un superbe circuit autour de l’Etna…

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Le Mont St Helens sur le maillot….

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Une piste cyclable traverse le Parc des Everglages (Floride)….

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…avec des rencontres intéressantes!

Vélo 01

Arrêt le temps d’une photo sur le Golden gate….

Vélo 02

…avant la découverte de Sausalito.

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Faute de vélo, randonnée dans Bryce Canyon à dos de cheval!

Des abeilles du Masaya aux coccinelles du Stromboli // From the bees of Masaya to the ladybirds of Stromboli

drapeau-francaisAu cours de la visite des volcans, on peut faire des découvertes surprenantes. Un chercheur britannique ne s’attendait pas à voir les abeilles à proximité du cratère actif du Masaya au Nicaragua. De la même façon, je fus très surpris de découvrir des grappes de coccinelles sur le Stromboli et sur l’Etna.

Un scientifique qui effectuait des observations sur le Masaya, à proximité de Managua, la capitale du Nicaragua, a découvert une petite abeille, Anthophora squammulosa, qui essayait de se frayer un chemin à travers les amoncellements de cendre, à la recherche de nectar. Cette petite abeille et ses congénères ont élu domicile dans un seul secteur du Masaya. C’est un endroit où les températures peuvent monter jusqu’à 42°C et où des pluies acides tombent de temps en temps sur les pentes supérieures de la montagne. Aucune végétation n’est visible dans cette partie du volcan. Le scientifique s’est demandé pourquoi des abeilles se trouvaient là et une étude a été lancée avec la collaboration d’autres chercheurs du monde entier.

Ils ont voulu tout d’abord savoir combien d’abeilles étaient présentes et ils sont arrivés à une estimation de 1000 à 2000 insectes.
Un autre mystère était la nourriture des abeilles. Les femelles creusent des nids composés d’alvéoles à une trentaine de centimètres de profondeur sur le flanc du volcan, où elles pondent leurs œufs. Elles recueillent ensuite le pollen et le nectar qu’elles déposent dans le nid pour nourrir les larves après l’éclosion des oeufs. La majeure partie du pollen provient d’une seule plante, Melanthera nivea, une fleur sauvage robuste qui peut résister aux précipitations acides sur le volcan.
Les chercheurs pensent que les abeilles peuvent vivre dans l’environnement hostile du volcan car il y a peu de prédateurs et de parasites qui pourraient menacer leur survie. De plus, leurs nids ne sont pas brisés par des racines souterraines vu qu’il n’y a guère de végétation sur le Masaya. Cependant, il existe une double menace bien réelle pour cette population d’abeilles: Une éruption pourrait les anéantir, et comme elles dépendent d’un seul type de plante, si cette plante venait à disparaître, il ne leur resterait plus rien pour se nourrir et pour vivre. Quelle drôle de vie !
Source: Science Mag.

Tout comme les abeilles sont inattendues sur le Masaya, une rencontre avec des coccinelles constitue une réelle surprise sur l’Etna ou le Stromboli en Sicile. La population de coccinelles est spectaculaire entre juin et février de l’année suivante. Les espèces Cocinella septempunctata et Adalia bipunctata se concentrent sur ou sous les pierres et à l’intérieur des fractures dans la lave. Les deux espèces se différencient par le nombre de points noirs sur leurs élytres rouges.
Les coccinelles sont très utiles pour la nature car elles se nourrissent de pucerons et ce sont de remarquables prédateurs qui peuvent parfois manger leur propre progéniture. Quand leur nombre est très élevé dans certaines régions du monde, on les recueille pour les utiliser dans la protection des arbres fruitiers.
Lorsque l’on regarde les coccinelles qui se cachent à l’intérieur des fractures volcaniques, on pourrait penser qu’elles y ont été apportées par le vent et qu’elles attendent une mort certaine en raison du manque de nourriture. Cependant, la réalité est très différente. Dirigées par une sorte d’instinct, les coccinelles effectuent un vol migratoire vers les zones élevées de leur habitat lorsque l’air chaud des plaines provoque un manque de pucerons qui représentent leur principale source de nourriture. Après avoir pondu leurs œufs dans les vergers d’agrumes de la Sicile, les coccinelles, repues, migrent vers les pentes supérieures de l’Etna qui sont dépourvues de prédateurs tels que les araignées, les oiseaux ou les rongeurs. Au début du printemps suivant, lorsque la population de pucerons réapparaît, les coccinelles sortent de leurs cachettes et migrent dans l’autre sens ; elles envahissent alors les lieux où elles peuvent trouver une nourriture abondante.
On peut se demander pourquoi les coccinelles se rassemblent en grappes si fournies. Aucune réponse définitive n’a été proposée. C’est peut-être parce qu’elles réagissent de la même manière à des facteurs microclimatiques (humidité, chaleur et lumière), ou parce qu’elles sont attirées par les odeurs laissées par les premiers insectes qui sont arrivés sur place.
Source: Revue de L’Association Volcanologique Européenne.

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drapeau-anglaisWhen visiting volcanoes, you can make surprising discoveries. A British researcher did not expect to see bees close to the active crater of Masaya volcano in Nicaragua. In the same way, I was very surprised to find swarms of ladybirds on Stromboli and Mount Etna.

A scientist who was visiting Masaya volcano, just outside the Nicaraguan capital city of Managua, discovered a little bee, Anthophora squammulosa, which was zipping through the ash heaps looking for nectar and burrowing in a pile of volcanic debris. These bees nest almost exclusively in one patch of Masaya. There, temperatures may climb as high as 42°C, and acid rain occasionally falls on the upper slopes of the mountain. Nothing visible grows. The scientist wondered why the bees were there and a study was launched with other researchers from around the globe.

First, they wanted to figure out just how many bees were present and came to an estimation of 1000 to 2000 insects.

Another mystery was what the bees were eating. The females dig cell-like nests nearly 30 centimetres into the side of the volcano, where they lay their eggs. They then collect pollen and nectar to deposit in the nest for the developing larva to eat after they hatch. 99% of the pollen comes from only one plant, Melanthera nivea, a tough wildflower that can survive the volcano’s acid rainfall.

The researchers think that the bees may thrive in the volcano’s adverse environment because it hosts few predators and parasites that would threaten their survival. It could also be that their nests aren’t broken up by underground roots as there is hardly any vegetation on Masaya. However, the bee population living on the volcano may be under a real threat: Not only could an errant eruption kill them, but because they are specialized to only one type of plant, if that plant died out, they would be left with nothing. The little bees are living life literally on the edge!

Source : Science Mag.

Just like the bees are quite unexpected on Masaya volcano, ladybirds come as a real surprise on Mt Etna or Stromboli volcano in Sicily. The ladybird population is at its highest between June and February of the next year.  Cocinella septempunctata and Adalia bipunctata concentrate on or under the stones and within the fissures of the lava. Both species are differentiated by the number of black dots on their red wings.
Ladybirds are very precious to nature as there are remarkable predators that can sometimes eat their own offspring.  As their numbers is sometimes very high in some regions of the world, they are collected to be used in the protection of fruit trees.

When looking at the ladybirds hiding inside the fissures, one might think they have been carried on the volcano by the wind where they are waiting for a certain death because of the lack of food. However, reality is quite different. Led by some sort of instinct, they perform a migratory flight towards the elevated areas of their habitat when the warmer air of the plains induces a drastic lack of aphids which represent their main food source. After having laid their eggs in the citrus fruit orchards of Sicily, the ladybirds migrate to the higher slopes of Mt Etna which are devoid of predators such as spiders, birds or rodents. Early during the next spring, when the aphid population reappears, the ladybirds come out of their hiding places and migrate the other way round and invade the places with plentiful food.

Another question needs to be answered: why are the ladybirds gathering in such great numbers? The reason may be that they react in the same way to microclimatic factors (humidity, heat and light), or because they are drawn by the odours left by the first insects that arrived on the spot.

Source: Review of L’Association Volcanologique Européenne.

Coccinelles

Les coccinelles du Stromboli (Photo: C. Grandpey)

Le nouveau mode de vie des ours polaires // Polar bears’ new way of life

drapeau francaisSelon une étude présentée à la 24ème Conférence Internationale sur la Recherche et la Gestion des Ours qui s’est tenue à Anchorage, avec le recul de la banquise dans l’Arctique, les ours polaires au large des côtes nord de l’Alaska et de la Norvège ont largement abandonné leur nourriture traditionnelle à base de phoque. Cela confirme une étude récente des scientifiques du Fish and Wildlife Service, publiée dans le Journal of Mammalogy ; ces chercheurs ont constaté que les ours polaires sont attirés par les os de baleines entassés sur le rivage par les chasseurs Inupiat de Kaktovik, petit port dans le district de North Pole, sur la côte nord de l’Alaska. (Voir ma note du 12 décembre 2015).
Les colliers GPS de suivi et l’analyse des isotopes montrent que les ours en Mer de Beaufort méridionale, au large des côtes nord de l’Alaska et des côtes nord-ouest du Canada, se nourrissent des restes de baleines boréales tandis que leurs homologues autour de l’archipel du Svalbard ont recours à une variété de sources alimentaires allant des d’oeufs d’oiseaux – les oies polaires, par exemple (voir ma note du 26 Novembre 2014) – jusqu’aux rennes.
Tout cela montre que les ours polaires tentent d’adapter leur alimentation à de nouvelles conditions de vie. Les échantillons de poils, de sang et de tissus prélevés sur des animaux vivant des deux côtés de l’Arctique sont révélateurs de ces nouvelles sources de nourriture. Dans le secteur du Svalbard, où les conditions de glace varient considérablement d’une année à l’autre et d’une localité à l’autre, les ours vivant dans les zones où il y a peu de glace se sont tournés vers les œufs, les oiseaux, les baleines, les morses et même les rennes. Cependant, la tendance n’est pas uniforme. Par exemple, dans le Svalbard, les femelles adultes sans petits sont plus susceptibles de s’en tenir à l’alimentation traditionnelle à base de phoques.
Selon d’autres recherches présentées à la conférence, la viande restée sur les os des baleines boréales offre probablement un autre avantage pour les ours polaires du sud de la Mer de Beaufort: le niveau de mercure observé dans leur organisme est plus faible qu’avec un régime alimentaire fait uniquement de phoques. Le mercure est un polluant qui présente de gros risques pour l’Arctique. Les émissions provenant de la combustion du charbon et d’autres activités industrielles du sud sont transportées vers le nord par les courants atmosphériques et océaniques, et on a observé que le réchauffement climatique dans l’extrême nord apporte davantage de mercure dans l’écosystème.
Les échantillons de poils d’ours polaires dans le sud de la mer de Beaufort montrent une réelle baisse du niveau de mercure. En 2011, le taux de mercure était inférieur de moitié à celui mesuré en 2004 et 2005. Une explication possible est la diversification du régime alimentaire et l’absorption d’autres aliments que la viande de phoque. Les chercheurs ont également constaté que les mâles adultes montraient une baisse de mercure plus importante que les femelles adultes.

Une autre question abordée lors de la conférence a été de savoir combien de temps les ours polaires peuvent rester sans se nourrir. Les plantigrades détenus par les responsables du Département d’Environnement du Manitoba entre 2009 à 2014 ont été contrôlés au moment de leur capture et au moment de leur libération afin de voir comment leur organisme avait évolué au cours d’une période où on leur a donné de l’eau, mais pas de nourriture. La période moyenne de détention était de 17 jours, ce qui a correspondu à une perte moyenne de 1 kilogramme par jour, soit 0,5% de la masse corporelle. Les scientifiques canadiens ont calculé que, après 180 jours, 56% à 63% des jeunes adultes et 18% à 24% des ours adultes allaient mourir de faim. Les ours de Bay James dans la partie sud de la baie d’Hudson, le plus méridional des habitats pour les ours polaires de la planète, se sont adaptés pour survivre à de longues périodes de jeûne. Mais eux aussi courent un risque de plus en plus grand de mourir de faim si la glace continue à se faire de plus en plus rare.
Source: Alaska Dispatch News. 

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drapeau anglaisAccording to research presented at the 24th International Conference of Bear Research and Management that was held in Anchorage, with the retreat of the icefield in the Arctic, polar bears off the northern coasts of Alaska and Norway are breaking away from their traditional seal-based diets. This confirms a recent study by U.S. Fish and Wildlife Service scientists, published in the Journal of Mammalogy, which found that polar bears are attracted by the bone pile left on the beach by Inupiat whalers from Kaktovik, a small port in the North Pole district, on the northern coast of Alaska. (See my note of December 12th 2015).

GPS tracking collars and isotope analysis are documenting how animals from the southern Beaufort Sea population off northern Alaska and northwestern Canada are eating bowhead-whale scraps and how bears around the Svalbard Archipelago are dining on a variety of non-traditional food sources, from bird eggs (see my note of November 26th 2014)  to reindeer.

All this shows that polar bears are trying to adapt their diets to new living conditions. Hair, blood and tissue samples from bears on both sides of the Arctic are revealing chemical fingerprints of those alternative food sources. Around Svalbard, where ice conditions vary widely from year to year and from locality to locality, bears in low-ice areas have turned to eggs, birds, whales, walruses and even reindeer. However, the trends are not uniform. For instance, Svalbard adult females without cubs are more likely to stick to the traditional seal diet.

Meat at the bowhead bone piles might provide another benefit to southern Beaufort Sea polar bears, according to other research presented at the conference: lower mercury levels than would be ingested from a seal-only diet. Mercury is a contaminant of special concern in the Arctic. Emissions from coal burning and other industrial operations to the south are carried northward on atmospheric and oceanic currents, and there are signs that warming in the far north is releasing additional mercury into the ecosystem.

Hair samples from polar bears in the southern Beaufort Sea population show a real decline in mercury levels. By 2011, average mercury readings from sampled bears were less than half the levels measured in 2004 and 2005. One possible factor is the diversification of diet and the use of something other than seal meat. The research also found that adult males showed more of a decline in mercury than adult females.

Another question tackled during the conference was : How long can polar bears go without food? Bears detained by Manitoba environmental officials from 2009 to 2014 were monitored at the time of capture and the time of release to see how their bodies changed during a period when they were given water but no food. Median time of detainment was 17 days, and the median loss was 1 kilogram per day, or 0.5% of body mass. Canadian scientists calculated that after 180 days 56% to 63% of subadults and 18% to 24% of adult males would die of starvation. The bears of James Bay in the southernmost part of Hudson Bay, the world’s southernmost habitat for polar bears, have evolved to survive long periods of fasting. But even they are at increased risk of starvation if current low-ice trends continue.

Source: Alaska Dispatch News.

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Photo: C. Grandpey