Catégorie : Science

Des coulées de boue sur la planète Mars? // Mudflows on Mars ?

La planète Mars possède à sa surface de nombreuses structures qui intriguent les scientifiques. Grâce à elles, ils espèrent pouvoir mieux comprendre le passé de la planète et savoir si l’eau existait autrefois à sa surface. Une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Geoscience laisse supposer que certaines de ces formations ont été édifiées par des coulées de boue, comme on peut en observer sur certains volcans sur Terre.
Des dizaines de milliers de cônes de plusieurs kilomètres de hauteur sont visibles dans l’hémisphère nord de Mars, et chaque cône porte un petit cratère à son sommet. Un chercheur de l’Institut de Géophysique de l’Académie tchèque des Sciences a voulu savoir s’ils étaient constitués de lave ou de boue. Jusqu’à présent, aucune recherche n’a été effectuée dans ce domaine. .
Pour savoir si la boue ou la lave coulait à la surface de Mars, le scientifique a utilisé la Mars Chamber de l’Open University, une chambre basse pression qui peut reproduire la pression atmosphérique et les conditions sur Mars, ainsi que sa température de surface.
Le chercheur et ses collègues ont simulé les conditions de basse pression martienne et ajusté la température de la chambre à -4°F (-20°C). Lorsqu’ils ont introduit la boue dans la chambre, elle n’a pas gelé immédiatement. Au lieu de cela, il s’est formé une croûte de glace à la surface de la boue qui est restée liquide à l’intérieur. C’est ce qui expliquerait pourquoi la boue liquide a pu s’échapper des fractures dans la croûte gelée, avant de se recongeler par la suite.
En raison des conditions martiennes mises en place pendant la simulation, telles que la basse pression atmosphérique, l’eau est devenue instable, a bouilli et s’est évaporée. Cela a fini par refroidir et geler la boue. Les formations créées par ce processus ressemblent aux coulées de « lave cordée » à Hawaï.
Comparée aux expériences réalisées avec de la boue soumise à la pression atmosphérique terrestre, la boue de la simulation martienne n’a pas formé de croûte glacée et elle ne s’est pas étalée lorsque la température a baissé.
Il est probable que les cônes à la surface de la planète Mars sont en fait des volcans sédimentaires où la boue est remontée à la surface depuis des centaines de mètres de profondeur.
On trouve les structures coniques dans une zone où de longs et larges chenaux ont laissé leur marque sur la surface martienne, trahissant l’évacuation d’énormes quantités de boue. Ce phénomène a pu donner naissance à un volcanisme sédimentaire.
Selon l’équipe scientifique qui a réalisé la simulation à l’aide de la Mars Chamber de l’Open University, la présence de boue laisse supposer que de l’eau existait autrefois sur Mars. La planète avait probablement un environnement stable et chaud, une atmosphère et un champ magnétique qui permettaient à l’eau d’exister à la surface il y a des milliards d’années. Si les structures géologiques observées à la surface de Mars sont effectivement le résultat d’un volcanisme sédimentaire, cela signifie que dans ces zones, quelque part dans le sous-sol, il devait exister une source de boue. En d’autres termes, il doit y avoir, ou il devait y avoir, une sorte d’aquifère contenant de l’eau à l’état liquide pour mobiliser les sédiments et les faire remonter à la surface de Mars.
Si les coulées sont constituées de lave, cela signifie qu’une source magmatique et de chaleur est probablement présente à faible profondeur sous la surface. En revanche, si les coulées sont sédimentaires ou constituées de boue, cela laisse supposer que de l’eau liquide (et une source de chaleur maintenant l’eau à l’état liquide) est présente sous la surface.
Il est probable que ce type de volcanisme sédimentaire ou de boue existe en d’autres endroits de notre système solaire, comme sur Cérès, une planète naine entre Mars et Jupiter. Il pourrait en être de même pour d’autres lunes glacées, comme Europe, la lune de Jupiter, Encelade, la lune de Saturne, ou Triton, la lune d’Uranus.
Il est difficile d’estimer l’âge des cônes sur Mars, mais ils sont plus jeunes que les plaines environnantes. Il se peut qu’ils aient entre quelques centaines de millions et 2 milliards d’années.
Source: CNN.

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The surface of Mars is covered in intriguing features that help understand the planet’s past and the water that once existed on its surface. A new study published in the journal Nature Geoscience suggests that some formations on the planet are actually the product of mud that flowed like lava, just like what happens on some volcanoes on Earth.

Tens of thousands of kilometre-high steep cones are spread across Mars’ northern hemisphere, and each cone bears a small crater on top. A researcher at the Institute of Geophysics of the Czech Academy of Sciences wanted to know if they were formed by magma or mud. No research had been performed in this field up to now. .

To know whether it was mud or lava that was flowing at the surface of Mars, he used The Open University’s Mars Chamber, a low-pressure chamber that can reproduce Mars’ atmospheric pressure and composition, as well as its surface temperature.

The researcher and his colleagues simulated the Martian low-pressure conditions and set the chamber to -4°F (-20°C). When they poured mud in the chamber, it did not freeze immediately. Instead, it formed an icy crust over the liquid mud inside. Liquid mud would then spill from cracks in the frozen crust, which then refreeze.

Due to the simulated Martian conditions, such as the low atmospheric pressure, the water became unstable and boiled and evaporated. This caused the mud to eventually cool and freeze. The formations created by this process look similar to « ropy » lava flows in Hawaii.

Compared to experiments with mud at Earth’s atmospheric pressure, the mud did not form an icy crust, expand as the temperature dropped.

It is likely that the cones on the Martian surface are in fact sedimentary volcanoes where mud is brought up to the surface from a depth of hundreds of metres below it

The conical features can be found in the same area where long, wide channels left their mark on the Martian surface, revealing where giant floods likely erupted from beneath the surface. And this could have led to sedimentary volcanism.

According to the scientific team that performed the experiment with the Open University’s Mars Chamber the presence of mud suggests that water once existed on Mars. The planet likely had a warm stable environment, atmosphere and global magnetic field that allowed water to exist on the surface billions of years ago. If the features observed at the surface of Mars are indeed results of sedimentary volcanism, it means that in these areas somewhere in the subsurface has to be a source of mud. In other words, there has to be, or had to be, some sort of aquifer containing liquid water to mobilize the fine-grained sediments and take them to the surface of Mars.

If the flows are attributed to magma, that means a source of magma and heat must be present nearby below the surface. On the other hand, if they are sedimentary or muddy, that suggests liquid water (and heat that keeps the water liquid) is present below the surface.

This kind of sedimentary, or mud volcanism, could be present in other places throughout our solar system like Ceres, a dwarf planet between Mars and Jupiter. The same could be true of other icy moons, like Jupiter’s moon Europa, Saturn’s moon Enceladus or Uranus’ moon Triton.

It is difficult to estimate the age of the cones on Mars, but they are younger than the flat plains they sit on. They might be between a few hundreds of millions to 2 billion years old.

Source : CNN.

Maccalube di Aragona ( Sicile) [Photo : C. Grandpey]

Le « Polarstern » et l’expédition MOSAiC

L’expédition MOSAiC (Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) n’a pas fait l’objet d’éditions spéciales dans les médias. C’est pourtant la plus importante jamais mise sur pied dans l’Arctique. Le 20 septembre 2019, le Polarstern – étoile polaire – navire amiral de l’Institut Alfred Wegener a levé l’ancre dans le port de Tromsø en Norvège, pour rejoindre le cœur de l’Océan Arctique et y faire des mesures scientifiques. La mission implique 600 chercheurs de dix-sept pays. Une fois sur place, le Polarstern s’est laissé emprisonner par les glaces et s’est laissé dériver vers le sud.

Le navire est parfaitement adapté à ce type d’expédition. C’est l’un des navires de recherche polaire doté des équipements les plus performants au monde. Le Polarstern est capable d’être opérationnel dans la banquise pendant l’hiver arctique grâce à sa coque en acier à double paroi et à 20000 chevaux. Il est capable de briser une glace de 1,50 mètre d’épaisseur et affronter une glace encore plus épaisse en progressant tel un bélier. Il peut supporter des températures jusqu’à -50°C. A côté des 50 membres de l’équipage, une cinquantaine de scientifiques effectue, dans le cadre de l’expédition MOSAiC, des recherches sur 5 principaux domaines d’intérêt (atmosphère, océan, glace de mer, écosystème, biogéochimie). De plus, le Polarstern dispose de divers véhicules (hélicoptères, motoneiges, etc.) à son bord, permettant aux chercheurs de prendre des mesures et de recueillir des données qui sont régulièrement enregistrées, sauvegardées et transmises grâce à un système informatique de pointe.

Selon son directeur, le but de l’expédition MOSAiC est de « mieux comprendre le système climatique arctique […] Se laisser piéger volontairement par les glaces est le seul moyen de […] faire des mesures pendant une année entière. »

L’équipe scientifique est renouvelée tous les deux mois ; les successeurs, acheminés par des brise-glace russes, chinois et suédois, assurent également une partie du ravitaillement.

Dès le début de la mission, les scientifiques ont profité des quelques heures de lumière quotidienne pour installer des laboratoires de recherche autonomes. Ces installations dérivent vers le sud, en même temps que le Polarstern, grâce au courant océanique transpolaire.

Cette expédition, inédite par son ampleur, est prévue depuis 2011. À l’époque, il est apparu aux chercheurs qu’il serait impossible de prédire l’évolution de la situation en Arctique sans faire des mesures précises toute l’année. Les scientifiques étudient la formation et la fonte de la banquise, la circulation de la chaleur dans l’océan, les dynamiques de l’écosystème marin, la relation complexe entre les nuages et l’atmosphère.

Par manque de données, les prévisions du GIEC sur l’Arctique sont très imprécises. Or, le pôle Nord se réchauffe quatre fois plus vite que la moyenne mondiale et ce qui s’y passe a une influence déterminante sur le climat mondial.

En septembre 2020, libéré des glaces, le Polarstern retournera en Allemagne et retrouvera Bremerhaven, son port d’attache.

Source : MOSAiC.

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The Multidisciplinary Drifting Observatory for the Study of Arctic Climate (MOSAiC) expedition has not been the subject of special media editions. It is, however, the largest ever organised in the Arctic. On September 20th, 2019, the Polarstern – polar star – flagship of the Alfred Wegener Institute weighed anchor in the port of Tromsø (Norway), to reach the heart of the Arctic Ocean and to make scientific measurements there. The mission involves 600 researchers from seventeen countries. Once there, the Polarstern got caught in the ice and drifted south.
The ship is perfectly suited to this type of expedition. It is one of the most efficient polar research vessels in the world. The Polarstern is capable of being operational in ice during the Arctic winter thanks to its double-walled steel hull and 20,000 horsepower. She is capable of breaking 1.50 meter thick ice and overcoming thicker ice by ramming. She can withstand temperatures down to -50°C. Alongside the 50 crew members, around fifty scientists are carrying out research on 5 main areas of interest (atmosphere, ocean, sea ice, ecosystem, biogeochemistry) as part of the MOSAiC expedition. In addition, the Polarstern has various vehicles (helicopters, snowmobiles, etc.) on board, allowing researchers to take measurements and collect data that is regularly recorded, saved and transmitted using an advanced computer system.
According to its leader, the goal of the MOSAiC expedition is to « better understand the Arctic climate system […] Being voluntarily trapped by the ice is the only way to […] measure for a whole year.  »
The scientific team is renewed every two months; successors, routed by Russian, Chinese and Swedish icebreakers, also provide part of the supply.
From the start of the mission, the scientists took advantage of the few hours of daily light to set up autonomous research laboratories. These installations drift south, at the same time as the Polarstern, thanks to the oceanic transpolar current.
This expedition, unprecedented in size, has been planned since 2011. At the time, it appeared to researchers that it would be impossible to predict the evolution of the situation in the Arctic without making precise measurements all year round. Scientists are studying the formation and melting of the icefield, the circulation of heat in the ocean, the dynamics of the marine ecosystem, the complex relationship between clouds and the atmosphere.
Due to a lack of data, the IPCC forecast for the Arctic is very imprecise. However, the North Pole is warming four times faster than the world average and what is happening there has a decisive influence on the global climate.
In September 2020, freed from the ice, the Polarstern will return to Germany and find Bremerhaven, her home port.
Source: MOSAiC.

Le Polarstern (Source: Alfred Wegener Institute)

Les fumeurs noirs du Pacifique Nord-Ouest // The black smokers of the Pacific Northwest

Des cheminées hydrothermales – également appelées «fumeurs noirs» – se dressent  souvent au fond des océans à proximité de zones volcaniques actives. Ces structures spectaculaires hébergent fréquemment une vie sous-marine luxuriante qui se nourrit des substances chimiques dissoutes dans les fluides qui s’échappent de ces bouches. Les bactéries et les archées chimiosynthétiques forment la base de la chaîne alimentaire et nourrissent divers organismes, notamment des vers tubicoles géants, des palourdes et des crevettes.
Des chercheurs du Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) ont découvert plus de 500 cheminées hydrothermales atteignant jusqu’à 25 mètres de hauteur sur le plancher océanique au large des côtes du Pacifique Nord-Ouest, dans une zone connue sous le nom de segment Endeavour, sur la dorsale Juan de Fuca.
Les études sur les bouches hydrothermales dans cette région ont commencé dans les années 1980, mais à l’époque seulement 47 cheminées avaient été identifiées dans cinq grands champs hydrothermaux. Les cheminées se trouvent dans une zone d’environ 14 km de long et 2 km de large. Elles se sont formées autour de bouches hydrothermales qui émettent des fluides chauffés jusqu’à 400°C. Les minéraux précipitent et se déposent autour de la bouche lorsque le liquide chaud rencontre l’eau de mer froide. Les structures qui se sont formées dans ce sectiur sont parmi les plus hautes observées le long des dorsales médio-océaniques.
Récemment, le véhicule sous-marin autonome du MBARI – D. Allan B. – a cartographié la zone avec une résolution de 1,25 m, de sorte que les géologues ont pu y observer des centaines de cheminées. 572 nouvelles bouches hydrothermales ont été découvertes ; beaucoup se trouvent à proximité de sites déjà observés pendant des décennies.
La carte du MBARI montre de nombreuses cheminées très spectaculaires et vraisemblablement actives pouvant atteindre 27 mètres de hauteur, mais la plupart des cheminées sont plus petites, avec moins de 8 mètres de hauteur. Les chercheurs pensent que beaucoup sont inactives ou n’émettent plus de liquides parce qu’elles ont été obstruées par des dépôts de minéraux. Alors que certaines ont cessé de croître, d’autres sont restées en place pendant des siècles. Les fluides des cheminées obstruées arrivent néanmoins à s’échapper à travers différentes fissures pour former de nouvelles cheminées.
Les chercheurs ont comparé les cheminées du segment Endeavour avec celles d’Alarcon Rise près du Golfe de Californie et ont découvert qu’Endeavour avait peut-être plus de cheminées, mais une proportion plus faible de cheminées actives. Endeavour a probablement plus de structures inertes qu’Alarcon Rise, car ce dernier se trouve dans une région plus active d’un point de vue volcanique, de sorte que les cheminées plus anciennes et inactives ont été recouvertes par les coulées de lave au fil du temps.
Selon le dernière étude, il se peut que le cycle hydrothermal d’Edeavour touche à sa fin et soit remplacée par une phase magmatique susceptible de durer des dizaines de milliers d’années. Lorsque cela se produira, de nombreuses cheminées nouvellement cartographiées disparaîtront probablement, comme cela est arrivé aux anciennes cheminées d’Alarcon.
Source: MBARI, The Watchers.

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Hydrothermal vents – also called “black smokers” – are commonly found at the bottom of the oceans near volcanically active places. They often host complex communities fuelled by the chemicals dissolved in the vent fluids. Chemosynthetic bacteria and archaea form the base of the food chain, supporting diverse organisms, including giant tube worms, clams and shrimps.

Researchers from the Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) have discovered more than 500 hydrothermal chimneys reaching up to 25 metres tall on the seafloor off the coast of the Pacific Northwest, in an area known as the Endeavour Segment of the Juan de Fuca Ridge.

Research on the Endeavour vents started in the 1980s, but only 47 chimneys had been previously identified in five major vent fields. The chimneys are located in a zone about 14 km long and 2 km wide. They formed around hydrothermal vents that emit heated fluids as hot as 400 °C. Minerals precipitate and settle around the vent as hot liquid meets cold seawater, gathering to form towers.that are among the tallest in mid-ocean ridges.

Recently, MBARI’s autonomous underwater vehicle, D. Allan B., mapped the area at a resolution of 1.25 m, so that geologists were finally able to see hundreds of chimneys in this area. 572 new chimneys were discovered, many of which were close to vent sites that had been observed for decades.

MBARI’s map shows many gigantic and presumably active chimneys as high as 27 metres, but most of the chimneys were smaller,less than 8 metres high. Researchers believe many are also inactive or no longer belching fluids because they have been clogged by mineral deposits. While some have stopped growing, others remain standing for hundreds of years. Fluids from the clogged chimneys also find their way upward through different fissures to form new chimneys.

The researchers compared the chimneys at Endeavour with those at the Alarcon Rise near the Gulf of California and found that the Endeavour Segment had may more chimneys, but a lower proportion of active ones. Endeavour likely has more inert structures than Alarcon Rise as the latter sits in a more volcanically-active region, so that its older and inactive chimneys have been buried by lava flows over time.

According to the study, Endeavour’s hydrothermal period may be winding down and will be replaced by a magmatic phase which can last tens of thousands of years. When that occurs, many of the newly-mapped chimneys may vanish, just like what happened to the older chimneys at Alarcon rise.

Source: MBARI, The Watchers.

Source : MBARI

Quelle est la hauteur exacte de l’Everest? // What is the exact height of Mt Everest?

 A la fin de ma note du 7 mai 2020 sur les opérations de nettoyage et de mesure de l’Everest, j’ai indiqué que la Chine a mené six grandes campagnes de mesures sur le toit du monde. Elles ont révélé une hauteur de 8 848,13 mètres (29 029 pieds) en 1975 et à 8 844,43 mètres (29 017 pieds) en 2005. Cette différence d’altitude a suscité des réactions parmi les visiteurs du blog et je leur dois des explications. Les altitudes différentes sont dues au fait que les méthodes de mesure ont changé au fil du temps. On est passé d’une simple géométrie autrefois au GPS ces dernières années.

Au 19ème  siècle, la hauteur de l’Everest a été calculée en mesurant les angles entre le sommet de la montagne et les points au sol dont les positions par rapport à la hauteur moyenne de la mer étaient déjà connues. Ce sont des scientifiques indiens qui, pour la première fois, ont effectué des mesures visant à définir l’altitude de l’Everest. A cette époque, le sommet est supposé se situer à 8.778 mètres au-dessus du niveau de la mer.
Le chiffre habituel de 29 028 pieds (8 848 mètres), avec une légère marge d’erreur, a été établi par le Survey of India entre 1952 et 1954 et est devenu la hauteur généralement acceptée.
Une mesure effectuée par la Chine en 1975 a proposé 29 029,24 pieds (8 848,11 mètres), tandis que l’Italie, en utilisant des techniques satellitaires, proposait 29 108 pieds (8 872 mètres) en 1987, mais les méthodes de mesure utilisées ont été contestées
En 1992, une nouvelle campagne de mesure italienne, utilisant le GPS et la technologie de mesure laser, a révélé 29 023 pieds (8 846 mètres) en soustrayant de la hauteur mesurée 6,5 pieds (2 mètres) de glace et de neige au sommet. Là encore, la méthodologie utilisée par les Italiens a été remise en question.
En 1999, une campagne américaine, financée par la National Geographic Society et d’autres organismes, a pris des mesures précises à l’aide d’un équipement GPS. La hauteur obtenue – 29 035 pieds (8 850 mètres), plus ou moins 6,5 pieds (2 mètres) – a été acceptée par la Société et par divers spécialistes des domaines de la géodésie et de la cartographie.
Les Chinois ont monté une autre expédition en 2005. Elle a utilisé un radar pénétrant la glace conjointement avec un équipement GPS. Il en est résulté ce que les Chinois ont appelé une «hauteur de roche» de 29 017,12 pieds (8 844,43 mètres), qui, bien que largement diffusée dans les médias, n’a été reconnue que par la Chine au cours des années suivantes. Le Népal en particulier a contesté la hauteur chinoise, préférant ce que l’on a appelé la «hauteur de neige» de 29 028 pieds (8847 73 mètres).
En avril 2010, la Chine et le Népal ont convenu de reconnaître la validité de ces deux chiffres. Malgré cela,  c’est en général la hauteur de 1954 (8 848 m) qui continue à servir de référence.
En 2019, le Népal a envoyé sur l’Everest une équipe d’alpinistes nommés par le gouvernement pour en mesurer la hauteur. L’objectif était, entre autres, de mettre un terme aux spéculations persistantes selon lesquelles la plus haute montagne du monde se serait rapetissée. Un débat houleux a éclaté à la suite du puissant séisme qui a secoué le Népal en 2015. Certains ont affirmé que le séisme avait réduit la hauteur de la montagne. Espérons que l’expédition népalaise sera en mesure de dire la vérité, rien que la vérité. Il semblerait que les derniers chiffres n’aient pas encore été communiqués.

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In my post about the cleaning and measuring of Mt Everest (May 7th, 2020), I indicated that China conducted six major surveys of Mount Everest. They registered its height at 8,848.13 metres (29,029 feet) in 1975 and 8,844.43 metres (29,017 feet) in 2005. This difference in the altitude of Mt Everest is due to the fact that methods to measure the mountain have changed over time, from simple geometry in the past, to GPS more recently.

In the 19th century, the height of Mt Everest was calculated by measuring the angles between the top of the mountain and points on the ground whose positions relative to the average height of the sea were already known. Indian scientists were the first to determine the height of the mountain. they explained it was 8,778 metres above sea level.

The usual figure 29,028 feet (8,848 metres), plus or minus a fraction, was established by the Survey of India between 1952 and 1954 and became widely accepted.

A Chinese survey in 1975 obtained the figure of 29,029.24 feet (8,848.11 metres), and an Italian survey, using satellite surveying techniques, obtained a value of 29,108 feet (8,872 metres) in 1987, but questions arose about the methods used.

In 1992 another Italian survey, using the Global Positioning System (GPS) and laser measurement technology, yielded the figure 29,023 feet (8,846 metres) by subtracting from the measured height 6.5 feet (2 metres) of ice and snow on the summit, but the methodology used was again called into question.

In 1999 an American survey, sponsored by the (U.S.) National Geographic Society and others, took precise measurements using GPS equipment. Their finding of 29,035 feet (8,850 metres), plus or minus 6.5 feet (2 metres), was accepted by the society and by various specialists in the fields of geodesy and cartography.

The Chinese mounted another expedition in 2005 that utilized ice-penetrating radar in conjunction with GPS equipment. The result of this was what the Chinese called a “rock height” of 29,017.12 feet (8,844.43 metres), which, though widely reported in the media, was recognized only by China for the next several years. Nepal in particular disputed the Chinese figure, preferring what was termed the “snow height” of 29,028 feet (8847 73 metres).

In April 2010 China and Nepal agreed to recognize the validity of both figures. However, the 1954 height (8,848 m) remains the widely accepted figure.

In 2019, Nepal sent a team of government-appointed climbers up Mount Everest to remeasure its height. The aim was, among others, to quash persistent speculation that the world’s tallest mountain has shrunk.A heated debate erupted in the aftermath of a massive earthquake in Nepal in 2015, with suggestions the powerful tremor had knocked height off the lofty peak. Let’s hope the Nepalese expedition will tell the truth, nothing but the truth. It seems these latest figures have not been released yet.

Crédit photo: Wikipedia