Catégorie : Science

L’ours de Gobi victime du réchauffement climatique // The Gobi bear, a victim of climate change

On estime qu’il y a moins de 50 ours de Gobi sur Terre. En mai 2018, un chercheur à la retraite du Department of Fish and Game – office de la pêche et de la chasse – en Alaska s’est rendu dans le désert de Gobi, en Mongolie, pour participer au Gobi Bear Project qui contribue à la conservation et la protection de l’ours le plus menacé au monde.
L’ours de Gobi est une sous-espèce d’ours brun qui vit dans le désert de Gobi. Les plantigrades sont beaucoup plus petits que leurs homologues nord-américains. Le plus gros ours de Gobi jamais capturé pesait 120 kilogrammes, tandis qu’un grizzly peut peser jusqu’à 680 kilogrammes. Les ours de Gobi ont une fourrure rougeâtre avec des reflets dorés qui les fait un peu ressembler à des golden retrievers. .
La diminution de la population d’ours de Gobi est due au changement climatique. Le désert de Gobi recevait généralement environ 18 centimètres de pluie par an, mais dernièrement, il n’en recevait plus que 2,5 centimètres. Il n’y a pas d’ours de Gobi en captivité. Les animaux sont connus sous le nom de Mazaalai en Mongolie.
Le chercheur alaskien a dû faire face à un certain nombre de difficultés sur le terrain. Par exemple, ses compagnons parlaient peu ou pas l’anglais, les cabanons d’observation étaient en mauvais état et l’environnement nu et aride n’était pas vraiment adapté à la pose de pièges destinés à récupérer des poils d’ours. Pour compliquer davantage la situation, le chercheur ne pouvait pas installer son matériel à proximité de stations d’alimentation car les chercheurs du Gobi Bear Project avaient émis l’hypothèse que les ours mâles écartaient les femelles des sites d’alimentation.
Le chercheur alaskien avait accepté de participer au projet car il voulait contribuer à la recherche de preuves génétiques de la présence éventuelle de femelles inconnues des chercheurs. En effet, un décompte récent avait révélé la présence de 16 mâles pour seulement 9 femelles. Les chercheurs espèrent que ces statistiques ont oublié des femelles tenues à l’écart des sites d’alimentation par les mâles.
À l’aide de broussailles et de roches qu’il avait récupérées, le chercheur de l’Alaska a mis en place des pièges afin de pouvoir récupérer suffisamment de poils qui permettraient à des chercheurs canadiens d’analyser l’ADN et déterminer si et quand les ourses ont eu des petits. L’équipe scientifique a également essayé de placer différents leurres avec différentes odeurs pour comprendre ce qui plaît aux ours. Jusqu’à présent, les résultats étaient inconnus, mais le dernier voyage dans le désert de Gobi pourrait apporter des informations intéressantes.
Malgré la rareté des ours de Gobi, il y a une note positive: les ours se reproduisent encore et les femelles donnent naissance à des oursons.
Source: Juneau Empire.

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It is estimated there are fewer than 50 Gobi bears on the planet. A retired bear researcher for the Alaska Department of Fish and Game, went to the Gobi Desert in Mongolia in May 2018 to assist with the Gobi Bear Project, an organization that helps promote conservation and protection of the world’s most endangered bear.

Gobi bears are a subspecies of brown bear that live in the Gobi Desert. They are considerably smaller than their North American counterparts. The largest one ever caught weighed 120 kilograms, while a brown bear can weigh up to 680 kilograms. Gobi bears have a fuzzy, reddish fur that makes them look a bit like golden retrievers.

The dwindling population is because of climate change. The Gobi Desert typically gets about 18 centimetres of rain annually, but lately that has decreased to 2.5 centimetres. There are no Gobi bears in captivity. The animals are known as Mazaalai in Mongolian.

The Alaskan researcher had to contend with companions who spoke little or no English, uncomfortable outhouses and finally an arid, bare environment not ideally suited for his hair-catching traps. To further complicate the situation, the researcher could not set his devices up near bear-feeding stations that provide food pellets to bears because Gobi Bear Project researchers hypothesized male bears were keeping females from the feeders.

A large reason for the researcher’s involvement for the program was to assist in finding genetic evidence of whether there are female bears unknown to researchers. A recent count came up with 16 males to only 9 females, and researchers are hopeful those lopsided tallies omitted females kept away from the feeders.

Using scavenged brush and rocks, the Alaskan researcher set up traps that should be able to catch enough hair to allow researchers in Canada to analyze DNA and determine if and when female bears have had cubs. The team also experimented with placing different lures and scents out to find out what appeals to the bears. Up to now this was unknown, but the recent trip in the Gobi desert might yield some interesting results.

Despite the absolute scarcity of Gobi bears, there is one positive note: The bears are still reproducing and the females have cubs.

Source: Juneau Empire.

Ours de Gobi (Crédit photo: Wikipedia)

Pour en savoir plus sur les ours:

Un nouveau type de volcan découvert sous les Bermudes // Discovery of a new type of volcano beneath Bermuda

Selon une étude dont les résultats ont été publiés dans la revue Nature, un volcan situé sous les Bermudes s’est formé d’une manière jamais observée auparavant. Il semble avoir été créé par des matériaux en provenance de la zone de transition située entre le manteau supérieur et le manteau inférieur. Elle se trouve entre 400 et 640 kilomètres sous la surface de la Terre et est riche en eau, en cristaux et en roches fondues.
Les volcans se forment généralement lorsque les plaques tectoniques se rencontrent dans un processus de subduction ou d’accrétion, ce qui génère des fractures à la surface de la Terre par lesquelles le magma peut s’échapper. Les volcans peuvent également se former au niveau de «points chauds», comme à Hawaii.
Les chercheurs viennent de découvrir que les volcans peuvent également se former lorsque du matériau remonte de la zone de transition. Les auteurs de l’étude estiment qu’il s’est produit une perturbation dans la zone de transition, ce qui a entraîné une fonte des matériaux de cette couche et leur remontée vers la surface.
Quand ils ont fait leur découverte, les chercheurs analysaient un volcan en sommeil au fond de l’Océan Atlantique et responsable de la formation des Bermudes. Ils examinaient la composition chimique d’une carotte de 780 mètres; en analysant sa composition, ils pensaient pouvoir construire une image de l’histoire volcanique des Bermudes.
Avant cette étude, on pensait que les Bermudes étaient le résultat d’une anomalie thermique profonde dans le manteau terrestre, mais il n’existait aucune donnée directe venant confirmer cette hypothèse. Cela est dû au fait que l’édifice volcanique est complètement recouvert de calcaire. Les scientifiques s’attendaient à découvrir que le volcan était le fruit d’un panache mantellique, comme à Hawaï, mais ce n’est pas ce qu’ils ont trouvé. Les mesures effectuées à partir de l’échantillon mentionné précédemment ne correspondaient à rien de connu, ce qui laisait supposer que la lave provenait d’une source non identifiée jusqu’à présent.
Les échantillons contenaient des signatures de la zone de transition. Comparés à ceux prélevés dans les zones de subduction, il y avait plus d’eau emprisonnée dans les cristaux. On sait que la zone de transition contient d’énormes quantités d’eau. Selon une étude précédente, il y a trois fois plus d’eau dans cette région de la Terre que dans tous les océans du monde.
Les modèles numériques développés par l’équipe scientifique indiquent qu’une perturbation dans la zone de transition a provoqué la remontée des matériaux vers le surface. Le phénomène aurait eu lieu il y a environ 30 millions d’années et a mis en place le socle sur lequel reposent les Bermudes aujourd’hui. C’est la première fois que des scientifiques découvrent que les volcans peuvent se former de la sorte, dans la zone de transition située au cœur du manteau terrestre.
Source: Newsweek.

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According to a study whose findings have been published in the journal Nature, a volcano beneath Bermuda formed in a way that has never been seen before. It appears to have been created by material rising up from the transition zone, the region between the upper and lower mantle. It extends between 400 and 640 kilometres beneath the surface of the planet and is rich in water, crystals and melted rock.

Volcanoes usually form when the tectonic plates are pushed together in a subduction process or pull apart, producing a crack in Earth’s surface where magma can escape. They can also form at “hotspots,” like in Hawaii.

Now, researchers have found volcanoes can also form when material moves up from the transition zone. The authors of the study believe there was a disturbance in the transition zone that forced the material in this layer to melt and move up towards the surface.

The researchers were analyzing a now dormant volcano beneath the Atlantic Ocean that was responsible for the formation of Bermuda. They were looking at the chemical composition of a 780-metre core sample; by understanding its makeup they thought they could build a picture of Bermuda’s volcanic history.

Before this study, Bermuda had been interpreted as the result of a deep thermal anomaly in the Earth’s mantle, but there was no direct data to support this. This is due to the fact that the volcanic edifice is completely covered by limestone. The scientists were expecting to show that the volcano was a mantle plume formation like Hawaii. Actually, this was not what they found. The measurements taken from the core sample were unlike anything seen before, suggesting the lava came from a previously unidentified source.

The samples contained signatures from the transition zone. Compared to samples taken from subduction zones, there was more water trapped in the crystals. The transition zone is known to contain vast quantities of water, a previous study calculated there is three times as much water in this region of Earth than is present in all the world’s oceans.

Numerical models developed by the team indicate a disturbance in the transition zone forced the material up. This is thought to have taken place about 30 million years ago and provided the foundation that Bermuda sits on today. This is the first time scientists have found a clear indication from the transition zone deep in the Earth’s mantle that volcanoes can form this way.

Source : Newsweek.

 Illustration montrant comment le volcan s’est formé. Wendy Kenigsberg / Clive Howard – Université Cornell, modifiée par Mazza et al. (2019)

La technologie muonique pour étudier le Stromboli (Sicile) // Muon technology to study Stromboli (Sicily)

Dans des notes publiées en novembre 2015 et 2017, et en juillet 2016, j’ai attiré l’attention sur l’intérêt que représentait la technologie muonique dans le domaine volcanique. Déjà en 2007, les scientifiques japonais essayaient d’observer l’intérieur des volcans en utilisant cette nouvelle technologie basée sur l’utilisation de particules chargés positivement ou négativement, en provenance des couches supérieures de l’atmosphère

La technique de radiographie muonique est basée sur un principe similaire à celle utilisant les rayons X, mais elle présente l’avantage de pouvoir être utilisée pour étudier des objets beaucoup plus volumineux, tels que les pyramides ou les volcans.
La Protection Civile italienne nous apprend aujourd’hui que la radiographie muonique a été appliquée au Stromboli. C’est le fruit de la collaboration d’un groupe de chercheurs de l’Institut National de Physique Nucléaire (INFN) et de l’Institut National de Géophysique et de Volcanologie (INGV), sans oublier des instituts de recherche japonais. Les résultats de l’étude sur le Stromboli ont été publiés dans la revue Scientific Reports qui couvre toutes les sciences naturelles. Ils révèlent la présence d’une zone de faible densité dans la région sommitale du volcan. Cette zone correspond à une structure d’effondrement formée dans la zone des cratères lors de l’éruption effusive de 2007. Cette zone a ensuite été remplie de matériaux pyroclastiques produits par l’activité explosive strombolienne. Cette structure, qui a influencé le style éruptif du volcan après l’éruption de 2007, a une densité de plus de 30% inférieure à celle du reste du substrat rocheux.
Les muons produits par l’interaction des rayons cosmiques avec l’atmosphère pénètrent dans la roche volcanique et peuvent la traverser de part et d’autre. Cependant, en fonction de la densité et de l’épaisseur de la roche, seule une partie est absorbée. Par le nombre de muons arrivant sur le détecteur, on peut comprendre la densité de la matière qu’ils ont traversée. Des radiographies périodiques du sommet du volcan peuvent être utilisées pour suivre l’évolution de sa structure interne. Le résultat obtenu servira à mieux comprendre les processus éruptifs stromboliens et la dynamique de la Sciara del Fuoco qui a été à plusieurs reprises affectée par des glissements de terrain générateurs de tsunamis.
Le détecteur de muons utilisé pour analyser le Stromboli est basé sur les technologies développées pour l’expérience OPERA ; elles ont étudié les propriétés du faisceau de neutrinos du CERN au Laboratoire national du Gran Sasso de l’INFN. Le premier défi auquel les scientifiques ont été confrontés a été la nécessité de concevoir un détecteur compact à haute résolution angulaire ne nécessitant pas d’alimentation électrique et pouvant être transporté sur les pentes d’un volcan tout en résistant aux éléments. Le détecteur est constitué de 320 films d’émulsions nucléaires, plaques photographiques spéciales qui permettent de « photographier » avec une grande précision le passage des particules qui les traversent. La surface du détecteur est d’environ un mètre carré. Le détecteur a été placé sur le site de Le Roccette, à une altitude de 640 mètres, et a recueilli les traces des muons qui ont traversé le volcan pendant environ 5 mois.

Source : Revue de la Protection Civile Italienne.

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 In several posts published in November 2015 and 2017, and in July 2016, I drew attention to the interest of the muon technology in the volcanic field. Already in 2007, Japanese scientists had tried to observe the interior of volcanoes using this new technology based on the use of positively or negatively charged particles from the upper layers of the atmosphere
The muon radiography technique is based on a principle similar to that using X-rays, but it can also be used to study much larger objects, such as pyramids or volcanoes.
The Italian Civil Protection informs us today that muon radiography has been applied to Stromboli. This is the result of the collaboration of a group of researchers from the National Institute of Nuclear Physics (INFN) and the National Institute of Geophysics and Volcanology (INGV), not to mention Japanese research institutes. The results of the study on Stromboli were published in the journal Scientific Reports which covers all natural sciences. They reveal the presence of a low density area in the summit area of the volcano. This zone corresponds to a collapse structure formed in the crater zone during the effusive eruption of 2007. This area was then filled with pyroclastic materials produced by strombolian explosive activity. This structure, which influenced the eruptive style of the volcano after the eruption of 2007, has a density more than 30% lower than the rest of the bedrock.
The muons produced by the interaction of cosmic rays with the atmosphere penetrate the volcanic rock and can cross it on both sides. However, depending on the density and thickness of the rock, only a part is absorbed. By the number of muons arriving on the detector, one can understand the density of the material which they crossed. Periodic radiographs of the summit of the volcano can be used to follow the evolution of its internal structure. The result will be used to better understand Strombolian eruptive processes and the dynamics of the Sciara del Fuoco which has been repeatedly affected by tsunami-generating landslides.
The muon detector used to analyze Stromboli is based on the technologies developed for the OPERA experiment; they studied the properties of the CERN neutrino beam at the INFN’s Gran Sasso National Laboratory. The first challenge that scientists had to face was the need to design a compact, high-resolution angular detector that does not require power and can be transported on the slopes of a volcano while resisting the elements. The detector consists of 320 films of nuclear emulsions, special photographic plates that allow to « photograph » with a great precision the passage of the particles which cross them. The surface of the detector is about one square metre. The detector was placed on the site of Le Roccette, at an altitude of 640 metres; it collected traces of muons that crossed the volcano for about 5 months.
Source: Journal of Italian Civil Protection.

Photo: C. Grandpey

Le Stromboli vu par les muons (Source: Protection Civile / INFN)

Concentrations de CO2 dans l’atmosphère : du jamais vu ! // CO2 concentrations in the atmosphere never seen before

On le savait déjà, grâce à l’analyse des carottes de glace tirées de l’Antarctique : les niveaux de CO2 actuels sont les plus importants des 800 000 dernières années.

Une nouvelle étude publiée dans Science Advances par des chercheurs allemands du Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK) et de l’Institut Max Planck montre que la quantité de gaz à effet de serre dépasse également toute la période du Quaternaire, autrement dit les quelque 2,6 millions d’années écoulées.

L’article publié dans Science Advances reproduit pour la première fois la variabilité climatique naturelle de l’ensemble du Quaternaire avec un modèle de complexité intermédiaire. S’appuyant sur des recherches antérieures, les chercheurs ont reproduit les principales caractéristiques de la variabilité naturelle du climat au cours des derniers millions d’années avec une simulation informatique basée sur des données astronomiques et géologiques et des algorithmes représentant la physique et la chimie de notre planète.

Les niveaux de CO2 sont l’un des principaux moteurs des cycles glaciaires, avec les variations de la rotation de la Terre autour du soleil, les cycles de Milankovitch. La simulation s’est bien sûr appuyée sur ces modifications bien connues de la position de la Terre par rapport au soleil  et sur le dégagement de CO2 des volcans. Mais l’étude s’est également penchée sur les changements dans la répartition des sédiments à la surface de la Terre. Elle a aussi pris en compte le rôle de la poussière atmosphérique qui assombrit la surface de la glace et contribue ainsi à la fonte.

Selon les chercheurs, nous poussons maintenant notre planète au-delà des conditions climatiques rencontrées pendant toute la période géologique actuelle. Les résultats de l’étude corroborent l’idée selon laquelle la concentration actuelle de CO2 – plus de 414 ppm – est sans précédent depuis au moins 3 millions d’années et que la température globale n’a pas dépassé la valeur préindustrielle de plus de 2°C au cours de tout le Quaternaire.

D’après les scientifiques allemands, le Quaternaire aurait connu le scénario suivant :

– Une diminution progressive du CO2 jusqu’à des valeurs inférieures à environ 350 ppm a entraîné le début de la croissance de la calotte glaciaire continentale au Groenland et plus généralement dans l’hémisphère nord à la fin du Pliocène et au début du Pléistocène (de 5,332 millions à 2,588 millions d’années avant notre ère).

– La fin du Pliocène fut relativement proche de nous en termes de niveaux de CO2. Les modélisations suggèrent qu’au Pliocène, il n’y avait ni cycle glaciaire ni grosses calottes glaciaires dans l’hémisphère nord. Le CO2 était trop élevé et le climat trop chaud pour le permettre. D’après le dernier rapport du GIEC, avec des niveaux de CO2 de 400 ppm à la fin du Pliocène, les températures furent 2 à 3°C plus élevées que la période préindustrielle.

– Succédant au Pliocène, le Pléistocène est la première époque du Quaternaire, période caractérisée par l’apparition de cycles glaciaires et interglaciaires, causés par la croissance et le déclin cycliques des inlandsis continentaux dans l’hémisphère nord.

La température globale actuelle, qui est désormais au moins 1°C au-dessus de la période préindustrielle, s’approche des +1,5°C.

Au Pliocène, le niveau de la mer était entre 10 et 40 mètres au-dessus du niveau actuel, en raison de la fonte du Groenland, de l’Antarctique de l’Ouest et d’une partie de l’Antarctique de l’Est. Avec un scénario d’émissions soutenues de CO2, les prévisions du GIEC sont d’environ un mètre à l’horizon 2100 mais on sait déjà que les glaciers continueront à fondre au-delà.

Source : Science Advances, global-climat.

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It was already known, thanks to the analysis of ice cores from Antarctica that current CO2 levels were the highest in the last 800,000 years.
A new study published in Science Advances by German researchers at the Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK) and the Max Planck Institute shows that the amount of greenhouse gases also exceeds the whole Quaternary period, ie the last 6 million years.
The article published in Science Advances reproduces for the first time the natural climatic variability of the entire Quaternary with a model of intermediate complexity. Based on previous research, the researchers have reproduced the main features of natural climate variability over the past millions of years with a computer simulation based on astronomical and geological data and algorithms representing the physics and chemistry of our planet.
CO2 levels are one of the main drivers of glacial cycles, with variations in the Earth’s rotation around the sun, the Milankovitch cycles. The simulation was of course based on these well-known modifications of the position of the Earth with respect to the sun and on the release of CO2 from volcanoes. But the study also looked at changes in the distribution of sediments on the surface of the Earth. It also took into account the role of atmospheric dust, which darkens the surface of the ice and thus contributes to melting.
According to the researchers, we are now pushing our planet beyond the climatic conditions encountered throughout the current geological period. The results of the study corroborate the idea that the current concentration of CO2 – more than 414 ppm – has been unprecedented for at least 3 million years and that the global temperature has not exceeded the pre-industrial value by more than 2°C throughout the Quaternary.
According to the German scientists, the Quaternary went through the following scenario:
– A gradual decrease of CO2 to values ​​below about 350 ppm led to the onset of growth of the continental ice cap in Greenland and more generally in the northern hemisphere at the end of the Pliocene and early Pleistocene (from 5.332 million to 2.588 million years before our era).
– The end of the Pliocene was relatively close to us in terms of CO2 levels. Modelling suggests that at the Pliocene there was no glacial cycle or large ice caps in the northern hemisphere. The CO2 was too high and the climate too hot to allow it. According to the latest IPCC report, with CO2 levels of 400 ppm at the end of the Pliocene, temperatures were 2 to 3°C higher than the pre-industrial period.
– Following the Pliocene, the Pleistocene is the early Quaternary period, characterized by the appearance of glacial and interglacial cycles, caused by the cyclical growth and decline of the continental ice sheets in the northern hemisphere.
The current global temperature, which is now at least 1°C above the pre-industrial period, is approaching + 1.5°C.
In the Pliocene, the sea level was between 10 and 40 metres above the current level, due to the melting of Greenland, West Antarctica and part of East Antarctica . With a scenario of sustained CO2 emissions, the IPCC forecasts are about one metre by 2100 but it is already known that glaciers will continue to melt beyond that year.
Source: Science Advances, global-climat. Concentration de l’atmosphère en CO2 au cours des 800 000 dernières années, et projection pour 2100 (Source : NOAA)