Catégorie : Science

Des volcans actifs sur Vénus ! // Active volcanoes on Venus!

Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Geoscience le 20 juillet 2020 des chercheurs ont identifié 37 structures volcaniques récemment actives sur la planète Vénus. L’étude fournit de bonnes preuves démontrant que Vénus est une planète géologiquement active. Cela va à l’encontre de l’idée largement répandue jusqu ‘à présent selon laquelle Vénus serait inactive d’un point de vue géologique car elle ne dispose pas de tectonique des plaques comme c’est le cas sur Terre.
Les recherches ont été menées par des scientifiques de l’Université du Maryland et de l’Institut de géophysique de l’ETH de Zurich en Suisse. Les auteurs de l’étude expliquent que « c’est la première fois [qu’ils] sont capables de désigner des structures spécifiques et de dire : Regardez, il s’agit certes d’un volcanisme ancien mais qui est bien actif aujourd’hui ; il est peut-être en sommeil, mais il n’est pas mort. « 

Les scientifiques savent depuis pas mal de temps que Vénus a une surface plus jeune que d’autres planètes comme Mars et Mercure dont l’intérieur est froid. Les preuves de chaleur interne et d’activité géologique sont visibles à la surface de Vénus sous forme de structures annulaires baptisées coronae qui se créent lorsque des panaches de matière chaude s’élèvent à travers le manteau et la croûte avant de percer la surface, de la même façon que se sont formées les îles volcaniques de l’archipel hawaïen.
Jusqu’à présent, on pensait que les coronae sur Vénus étaient probablement des signes d’activité ancienne et que Vénus s’était suffisamment refroidie pour empêcher la matière chaude issue des profondeurs de percer sa surface. De plus, les processus exacts par lesquels les panaches mantelliques ont formé les coronae sur Vénus ont fait l’objet de débats.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé des modèles numériques d’activité thermomécanique sous la surface de Vénus pour créer des simulations 3D haute résolution de la formation des coronae. Leurs simulations fournissent une vue très détaillée de ce processus de formation.
Les résultats des simulations ont permis d’identifier des détails qui ne peuvent être présents que dans les coronae récemment actives. Ils ont pu comparer ces détails à ceux déjà observés à la surface de Vénus par la sonde Magellan de la NASA dans les années 1990. Cette comparaison a révélé qu’une partie de l’évolution des coronae sur la planète représente différentes étapes de leur développement géologique. L’étude fournit la première preuve que les coronae sur Vénus évoluent et que l’intérieur de la planète est donc toujours actif.
La plupart des 37 structures volcaniques actives forment un vaste anneau dans l’hémisphère sud de la planète, avec en particulier une impressionnante couronne baptisée Artemis qui mesure 2 100 km de diamètre. Les résultats de la dernière étude peuvent permettre d’identifier les zones cibles où des instruments pourraient être déposés lors de futures missions sur Vénus, comme la mission européenne EnVision prévue pour 2032.
Source: Presse scientifique internationale.

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 A new study published in the journal Nature Geoscience on July 20th, 2020 has identified 37 recently active volcanic structures on Venus. The study provides some of the best evidence that Venus is still a geologically active planet. This goes against the thought that Venus was essentially dormant geologically because it lacks the plate tectonics that gradually reshape Earth’s surface.

The research was conducted by scientists at the University of Maryland and the Institute of Geophysics at ETH Zurich, Switzerland. The authors say « this is the first time [they] are able to point to specific structures and say ‘Look, this is not an ancient volcano but one that is active today, dormant perhaps, but not dead. »

Scientists have known for some time that Venus has a younger surface than planets like Mars and Mercury, which have cold interiors. Evidence of a warm interior and geologic activity dots the surface of the planet in the form of ring-like structures known as coronae, which form when plumes of hot material rise through the mantle layer and crust. This is similar to the way mantle plumes formed the volcanic Hawaiian archipelago.

Up to now, it was thought that the coronae on Venus were probably signs of ancient activity, and that Venus had cooled enough to prevent deep hot material from piercing its surface. In addition, the exact processes by which mantle plumes formed coronae on Venus has been a matter for debate.

In the new study, the researchers used numerical models of thermo-mechanic activity beneath the surface of Venus to create high-resolution, 3-D simulations of coronae formation. Their simulations provide a very detailed view of the formation process.

The results helped the researchers identify features that are present only in recently active coronae.  They were able to match those features to those already observed on the surface of Venus by NASA’s Magellan spacecraft in the 1990s. This comparison revealed that some of the variation in coronae across the planet represents different stages of geological development. The study provides the first evidence that coronae on Venus are still evolving, indicating that the interior of the planet is still active.

Many of the 37 active volcanic structures reside within in a gigantic ring in the planet’s southern hemisphere, including a colossal corona called Artemis which is 2,100km in diameter. These results may help identify target areas where geologic instruments should be placed on future missions to Venus, such as Europe’s EnVision that is scheduled to launch in 2032.

Source: International scientific press.

De gauche à droite : Mercure, Vénus, la Terre et Mars (Source : Wikipedia)

Méthane (2) : des fuites en Antarctique // Methane (2) : leaks in Antarctica

Des scientifiques ont, pour la première fois, découvert une fuite active de méthane sur le plancher océanique de l’Antarctique. C’est une mauvaise nouvelle car, comme je l’ai indiqué dans ma note à propos du Canada, le méthane est un puissant gaz à effet de serre susceptible d’accélérer le réchauffement climatique. On sait que le méthane contribue au réchauffement de la planète plus efficacement que le dioxyde de carbone, bien que sa durée de vie soit plus courte. L’étude a été publiée dans les Proceedings de la Royal Society.
Le risque de fuite de méthane sous la glace inquiète les scientifiques depuis longtemps. Ils expliquent que certains micro-organismes pourraient réduire les quantités de gaz émises en le consommant avant qu’il soit rejeté dans l’atmosphère. Cependant, la quantité consommée serait trop faible pour empêcher le méthane de contribuer au réchauffement de l’atmosphère.
L’étude indique que la fuite de méthane a été découverte pour la première fois en 2011 et qu’il a fallu cinq ans pour que se développent sur le site les micro-organismes censés filtrer le gaz. Les chercheurs ont découvert que le méthane continue à s’échapper dans l’atmosphère malgré leur présence. Un océanographe de l’Université de l’Oregon indique que les premiers microbes à se développer appartenaient à une souche inattendue dans la région, et qu ‘« il faudra peut-être cinq à dix ans avant qu’ils prolifèrent suffisamment pour s’adapter totalement à leur environnement et commencer à consommer du méthane».
De grandes quantités de méthane sont stockées sous la glace de mer ; elles représentent probablement jusqu’à un quart du méthane d’origine marine sur Terre. Les scientifiques ont longtemps mis en garde contre l’impact que pourrait avoir des fuites de méthane. La NASA a expliqué en 2018 que la fonte de la glace dans l’Arctique pourrait libérer des gaz comme le méthane, et contribuer au réchauffement climatique beaucoup plus rapidement que le prévoyaient les projections climatiques.
Les émissions de méthane stocké sous la glace sont également considérées comme l’un des points critiques du changement climatique, et un facteur déterminant permettant de savoir si la hausse des températures peut être arrêtée ou inversée.

Jusqu’à présent, aucune fuite active de méthane n’avait été enregistrée en Antarctique. Les chercheurs font remarquer que, dans le cas présent, le gaz ne semblait pas avoir été libéré en raison du réchauffement climatique. En effet, la Mer de Ross, où la fuite a eu lieu, n’a pas connu une hausse de température significative. Ils ajoutent : « La véritable source de ce méthane reste inconnue. »
Selon les chercheurs, cette étude permettra d’en savoir plus sur la manière dont le méthane est consommé par les micro-organismes avant de s’échapper dans l’atmosphère en Antarctique. En particulier, une meilleure compréhension du fonctionnement des micro-organismes permettra aux chercheurs d’étudier les émissions de méthane au niveau des océans à la suite de la hausse des températures. L’étude montre que l’évolution des micro-organismes «peut avoir un impact que l’on n’imagine pas sur les émissions de gaz à effet de serre par les réservoirs de méthane océaniques. […] La précision des futurs modèles climatiques pourrait être améliorée si l’on prend en compte le temps nécessaire aux communautés microbiennes pour réagir à de nouvelles émissions de méthane. »
Source: Business Insider.

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Scientists have, for the first time, discovered the first active leak of methane gas from the sea floor in Antarctica. This is bad news because, as I explained in my post about Canada, methane is a powerful greenhouse gas likely to accelerate global warming. The study was published in the Proceedings of the Royal Society.

Methane is known to warm the planet much more than carbon dioxide does, although its lifetime is shorter.

The risk of it leaking from under the ice has long concerned scientists, who say that some microorganisms could reduce the emitted quantities by consuming the gas before it is released into the atmosphere. However the consumed quantity is too small to prevent methane from contributing to the warming of the atmosphere.

The report said the methane leak was first discovered in 2011, and that it took five years for the microorganisms that help filter away the gas to develop at the site. The researchers found that methane is still escaping despite their presence. An oceanographer at Oregon State University indicates that the first microbes to grow in the area were of an unexpected strain, and that « it may be five to 10 years before a community becomes fully adapted and starts consuming methane. »

Vast amounts of methane are stored under sea ice, probably as much as a quarter of Earth’s marine methane. Scientists have long warned about the impact on the planet if methane leaks. NASA warned in 2018 that the thawing of ice in the Arctic could release gases like methane, contributing to an extremely fast global warming that was not taken into account in climate projections.

The release of methane from ice is also considered one of the tipping points in climate change, where the effects of rising temperatures cannot be stopped or reversed. However, until now, no active leak of methane had been recorded in Antarctica. The researchers noted that, in this case, the gas did not appear to have been released as a result of global warming. Indeed, the Ross Sea, where the leak took place, has not warmed in a significant way. « The ultimate source of this methane remains unknown, » they said.

The report said that the study would deepen the scientists’ understanding of the way methane is consumed and released in Antarctica, about which very little was known before. In particular, better understanding how the microorganisms work will inform how researchers understand the release of methane into oceans as the result of rising temperatures. The study shows that the way microorganisms change and develop « may have an unrealized impact on greenhouse gas emission from marine methane reservoirs. […] The accuracy of future global climate models may be improved by considering the time it will take for microbial communities to respond to novel methane input. »

 Source: Business Insider.

Photo : C. Grandpey

Amélioration de la prévision volcanique en Nouvelle Zélande // Improving volcanic prediction in New Zealand

En passant au peigne fin 350 000 années de volcanisme, des scientifiques de l’université Massey ont trouvé des preuves de centaines d’éruptions dans l’Ile du Nord en Nouvelle Zélande. De tels événements causeraient d’importants dégâts s’ils se produisaient à l’heure actuelle. Dans le champ volcanique d’Auckland – sur lequel repose une partie de la ville aujourd’hui – ils ont détecté quelque 54 volcans ayant montré des signes d’activité sur un laps de temps de  250 000 ans. Si de telles éruptions devaient se produire aujourd’hui, elles perturberaient fortement la vie des Kiwis.

Dans le même temps, des chercheurs de l’Université d’Auckland affirment avoir inventé un système d’alerte capable d’annoncer les éruptions volcaniques. Il permettrait d’empêcher que se produisent des tragédies comme celle qui a tué 21 personnes sur White Island en 2019. Leur étude a été publiée dans Nature Communications.
Les scientifiques expliquent que leurs recherches «montrent des schémas d’activité sismique permettant de donner une alerte avant une éruption». Ils pensent que leur nouveau système aurait déclenché un signal d’alerte 16 heures avant l’éruption meurtrière de White Island.
Le réseau sismique géré par GeoNet répertorie chaque année les données générées par des milliers de séismes et des événements volcaniques en Nouvelle Zélande, mais ces données ne sont pas prédictives. Dans le cadre de leur étude, les scientifiques ont appliqué les données d’éruptions antérieures à des «algorithmes d’interprétation automatique» permettant de mettre au point des modèles de phase pré-éruptive. Ils ont ainsi remarqué que l’éruption de 2019 à White Island avait été précédée de 17 heures d’alerte sismique. Il y a d’abord eu une phase intense d’activité sismique de quatre heures qui, selon eux, correspondait à l’ascension de nouveaux fluides magmatiques qui ont accru la pression des gaz et de l’eau déjà emprisonnés dans la roche au-dessus. Ce processus a conduit à l’éruption, comme si le couvercle d’une cocotte-minute avait sauté. Un signal semblable avait été enregistré 30 heures avant une éruption en août 2013, et il était présent dans deux autres éruptions en 2012.
Les géologues espèrent adapter ces données à d’autres volcans, tels que le Tongariro et le Ruapehu, mais ils reconnaissent que leur système n’est pas infaillible. Ainsi, il n’aurait déclenché un signal d’alerte que dans quatre des cinq dernières éruptions majeures à White Island. Ils pensent, malgré tout, qu’il y a de bonnes chances pour que leur système permette de détecter des éruptions comme celle de 2019, ou d’autres.

Source: Médias d’information néo-zélandais.

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Scientists from the Massey University have revealed evidence of hundreds of ancient eruptions in New Zealand after reconstructing 350 000 years of volcanism across the North Island. These explosions would cause widespread havoc if they occurred in the present time. In the Auckland Volcanic Field, they have detected about 54 volcanoes over 250 000 years of course. Should such eruptions occur today, they would be big enough to cause significant disruption.

Meantime, New Zealand scientists at the University of Auckland say they have invented a warning system to predict volcanic eruptions that may prevent future tragedies such as the one that killed 21 people on White Island in 2019. Their study has been published in Nature Communications.

The researchers explain that their research “shows patterns of seismic activity before an eruption that make advance warning possible”. They think their new system would have raised the alert 16 hours before the volcano’s deadly eruption.

The GeoNet system reports back data from the country’s thousands of earthquakes, and less frequent volcanic events, each year as they happen, but they are not predictive. To perform their study, the scientists have applied past eruption data to “machine learning algorithms”, allowing them to look for patterns in the build-up to eruptions. In this way, they have noticed that last year’s eruption at White Island was preceded by 17 hours of seismic warning. It began with a strong four-hour burst of seismic activity, which they think was fresh magmatic fluid rising up to add pressure to the gas and water trapped in the rock above. This led to its eventual bursting, like a pressure cooker lid being blasted off. A similar signal was recorded 30 hours before an eruption in August 2013, and it was present in two other eruptions in 2012.

The geologists hope to adapt the data to apply to other volcanoes, such as Mt Tongariro and Mt Ruapehu, but admit it is not fool-proof. They say the system would only have raised an alert in four of the last five major eruptions at White Island, but they think there is a good chance eruptions like the 2019 event or larger will be detected.

Source : New Zealand news media.

Photo : C. Grandpey

La vie à l’extrême // Life in extreme conditions

Contrairement à ce que beaucoup de gens pensent, la vie est présente dans les environnements les plus extrêmes. Des espèces dites extrêmophiles se sont développées autours des « fumeurs noirs », bouches hydrothermales au fond des océans, avec des colonies de palourdes, des crabes blancs, des crevettes et des vers géants pouvant atteindre 2 mètres de long. Des bactéries prospèrent elles aussi dans l’environnement à haute température des sources chaudes et des mares de boue à Yellowstone ou au Kamchatka. .

La vie est aussi présente à très haute altitude. Quand j’ai visité l’altiplano chilien et bolivien, j’ai été surpris par l’adaptabilité des animaux à un tel environnement. A côté des lamas et des alpagas que l’on trouve jusqu’à 4800 m – l’altitude du Mont Blanc dans l’hémisphère nord – on rencontre des guanacos, petits camélidés qui peuvent ne pas boire pendant de longues périodes. Il en va de même des vigognes qui vivent entre 3 700 et 5 000m d’altitude. Leur épaisse couche de laine leur permet de lutter contre l’irradiation intense du soleil dans la journée et la nuit glaciale dans les déserts des hautes plaines andines. A noter que la laine de la vigogne est de grande qualité et peut atteindre des prix très élevés. Les viscaches sont plus discrètes et plus difficiles à voir. Elles vivent à des altitudes comprises entre 4 000 et 5 000 m. Rencontrées souvent au milieu des rochers, elles signalent l’approche d’un prédateur par de longs sifflements, un peu comme les marmottes de nos montagnes.  A côté de ces animaux, on trouve également le renard de magellan jusqu’à 4500 mètres d’altitude, ou le tatou des Andes, espèce endémique de l’Altiplano andin en Bolivie, au Chili, en Argentine et au Pérou, et dont la population a malheureusement diminué de 30 % en dix ans.

Des biologistes chiliens et méricains viennent de réaliser que les plus hauts sommets du monde ne sont pas vierges de toute vie, comme on le pense généralement. Lors d’une expédition dans les montagnes du nord du Chili au début de 2020, ils ont pu observer et capturer une souris à oreilles feuilles croupion jaune (Phyllotis xanthopygus rupestris) à 6600 mètres d’altitude, au sommet volcan chilien Llullaillaco. La souris a battu le record du monde d’altitude pour un mammifère observé par les scientifiques. L’année dernière, la même espèce de souris avait été repérée à 6100 m.
Dans une étude publiée dans les Proceedings de l’Académie Nationale des Sciences, les chercheurs donnent des détails sur leur découverte et expliquent qu’elle pourrait permettre aux scientifiques de mieux comprendre comment les mammifères s’adaptent et survivent à des conditions difficiles à haute altitude. Ils expliquent qu’ils ont peut-être sous-estimé les limites d’altitude supportables par certaines espèces et les tolérances physiologiques des petits mammifères. Ces lacunes sont probablement dues au fait que les plus hauts sommets du monde restent relativement inexplorés par les biologistes.
La souris à oreilles feuilles et croupion jaune vit dans les montagnes des Andes, mais également au niveau de la mer, ce qui en fait un mammifère intéressant pour les scientifiques. Les biologistes avaient installé de petits pièges pour capturer les rongeurs à des fins d’étude, mais un chercheur a réussi à saisir une souris à la main alors qu’elle courait se réfugier sous un rocher.
Ce qui est surprenant, c’est que ces souris non seulement survivent mais se reproduisent facilement dans cet environnement hostile. Elles montrent à quels environnement extrêmes la vie est capable de s’adapter.
La souris n’était pas le seul rongeur à avoir battu un record d’altitude pendant l’expédition. Les chercheurs ont également découvert une souris à oreilles feuilles Lima (Phyllotis limatus) à 5 000 m. Elle bat le précédent record d’habitat en altitude pour cette espèce.
Source: C / Net.

Voici une petite vidéo montrant la capture de la souris :

 https://youtu.be/DGUDXs8Z31A

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Contrary to what many people think, life is present in the most extreme environments. So-called extremophile species develop around « black smokers », hydrothermal vents at the bottom of the oceans, with colonies of clams, white crabs, shrimps and giant worms that can reach 2 metres in length. Bacteria thrive as well in the high temperature environment of hot springs and mud pools.
Life is also present at very high altitude. When I visited the Chilean and Bolivian altiplano, I was surprised by the adaptability of the animals to such an environment. Next to the llamas and alpacas that can be found up to 4800 m – the altitude of Mont Blanc in the northern hemisphere – there are guanacos, small camelids that may not drink for long periods. The same goes for vicuñas which live between 3,700 and 5,000m above sea level. Their thick layer of wool allows them to fight against the intense irradiation of the sun during the day and the freezing night in the deserts of the high Andean plains. Note that the wool of the vicuña is of high quality; it can reach very high prices. Viscaches are more inconspicuous and more difficult to see. They live at altitudes between 4,000 and 5,000 m. Often observed among the rocks, they signal the approach of a predator by long whistles, a bit like the marmots of our mountains. Beside these animals, one can also find the magellan fox up to 4500 meters above sea level, or the Andes armadillo, endemic to the Andean Altiplano in Bolivia, Chile, Argentina and Peru, whose population has unfortunately decreased by 30% in ten years.

U.S. and Chilean biologists have just realised that the world’s highest summits are not as desolate as they once thought. During a mountaineering expedition in northern Chile in early 2020, they spotted and captured a yellow-rumped leaf-eared mouse (Phyllotis xanthopygus rupestris) atop the 6,600 m summit of the Chilean volcano Llullaillaco. The mouse broke the world record for the highest-dwelling mammal documented by scientists to date. Last year, the same species of mouse was spotted at 6,100m.

In a study published in the journal Proceedings of the National Academy of Sciences, the researchers document their discovery and explain that it could help scientists better understand how mammals adapt to and survive harsh conditions at high altitudes. The researchers say they may have underestimated the altitudinal range limits and physiological tolerances of small mammals simply because the world’s highest summits remain relatively unexplored by biologists.

The yellow-rumped leaf-eared mouse dwells high in the Andes mountains but also lives at sea level, which makes it an interesting mammal for scientists to study. Even though the scientists had set small traps to capture rodents for study, one of them actually caught the mouse by hand when he spotted it scurrying under a rock.

The surprising thing is that these mice not only survive but apparently thrive in this harsh environment. They show to what extremes life is capable of.

The mouse was not the only rodent breaking records during the expedition. The researchers also found a Lima leaf-eared mouse (Phyllotis limatus) at 5,000 m. That surpassed previous altitude-dwelling records for this species.

Source: C/Net.

Here is a short video showing a biologis catching the mouse:

https://youtu.be/DGUDXs8Z31A

Lamas et vigognes se sont parfaitement adaptés à la très haute altitude (Photos : C. Grandpey)