Catégorie : Science

L’or du noyau terrestre // The gold of Earth’s core

Selon une nouvelle étude conduite par des chercheurs de l’Université de Göttingen en Allemagne et publiée dans la revue Nature, le noyau terrestre est riche en or qui s’infiltre à travers le manteau et passe dans la croûte terrestre.
En étudiant les isotopes présents dans la roche volcanique issue des profondeurs de la lithosphère, les chercheurs ont découvert que les métaux précieux présents dans la croûte terrestre, dont l’or, commencent par s’échapper du noyau avant d’entamer leur longue remontée vers la surface, aidés en cela par la convection du magma. Les données confirment que des matériaux présents à l’intérieur du noyau, notamment l’or et d’autres métaux précieux, s’infiltrent dans le manteau terrestre.
Bien que l’on puisse accéder à l’or présent dans la croûte terrestre, la partie récoltée ne représente qu’une infime partie de la quantité totale à l’intérieur de notre planète. La nouvelle étude nous explique que plus de 99 % de l’or se trouve dans le noyau; une telle quantité suffirait à recouvrir la totalité de la Terre d’une couche d’or de 50 centimètres d’épaisseur. C’est assez facile à comprendre : lors de leur formation, les éléments les plus lourds se sont enfoncés à travers l’intérieur perméable de la planète et ont fini par être emprisonnés dans le noyau différencié. Par la suite, le bombardement de météores a apporté davantage d’or et de métaux lourds à la croûte terrestre.
Bien que nous ayons la preuve que des isotopes d’hélium et de fer lourd s’échappent du noyau terrestre, on ignorait jusqu’à présent quelle proportion du métal lourd à la surface de la Terre provient du noyau et quelle proportion provient de l’espace.
Les auteurs de l’étude expliquent qu’il existe un moyen d’obtenir une réponse grâce aux isotopes de ruthénium, un métal lourd précieux. Les isotopes du ruthénium issu du noyau terrestre sont légèrement différents de ceux présents à la surface. Les chercheurs ont développé de nouvelles techniques d’analyse qui leur ont permis d’étudier le ruthénium extrait de roches volcaniques à Hawaï et ils ont découvert une quantité de ruthénium-100 nettement supérieure à celle que l’on trouve dans le manteau. Ils en ont conclu qu’il s’agit de l’isotope du ruthénium qui est apparu dans le noyau.
Cette découverte montre que tous les éléments sidérophiles – éléments chimiques associés au fer en raison de son affinité pour cet élément à l’état liquide – s’échappent du noyau. Cela inclut le ruthénium, mais aussi des éléments comme le palladium, le rhodium, le platine… et l’or ! L’apparition de l’or ne se fait pas à un rythme particulièrement rapide, et il ne suffira donc pas de creuser à 2 900 kilomètres de profondeur pour l’extraire.

Cette nouvelle étude nous apprend quelque chose de nouveau sur notre propre planète, et peut-être sur d’autres planètes rocheuses. Selon l’un des auteurs de cette étude, « nous pouvons désormais prouver que d’énormes volumes de matière mantellique surchauffée proviennent de la limite noyau-manteau et remontent à la surface de la Terre pour former des îles océaniques comme Hawaï.»
Source : Médias américains.

Représentation graphique de la structure de la Terre, avec le noyau métallique interne au centre, suivi du noyau externe, du manteau et de la fine croûte à la surface. (Source : Université de Göttingen)

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According to a new study by researchers from Göttingen University in Germany, and publiciste in the journal Nature, Earth’s core is rich with gold, and it is leaking out through the mantle and into the crust.

When studying the isotopes found in the volcanic rock that oozed out from deep under the lithosphere, the researchers found that precious metals in Earth’s crust, including gold, initially leaked out of the core before beginning the long, long journey up to the surface, borne on convecting magma. The data confirmed that material from the core, including gold and other precious metals, is leaking into the Earth’s mantle above.

Although we can access gold in Earth’s crust, the amount there is an estimated minuscule fraction of the total quantity that our planet possesses. The new study suggests more than 99 percent is in its metallic core ; this is enough to cover all of Earth’s land in gold 50 centimeters thick. It makes sense ; indeed, when still forming, the heavier elements sank down through the planet’s mooshy interior and ended up sequestered in the differentiated core, a process known as the iron catastrophe. Later, meteor bombardment delivered more gold and heavy metals to the crust.

Although we have good evidence that primordial helium and heavy iron isotopes are leaking from Earth’s core, it has long been unclear how much of the heavy metal we find on the surface is from the core and how much is from space.

There is, however, a way to investigate through isotopes of a precious heavy metal called ruthenium. The isotopes of ruthenium in Earth’s core are slightly different from surface ruthenium. The researchers developed new analysis techniques that allowed them to study ruthenium that was dug out of volcanic rock on the Hawaiian islands, and discovered a significantly higher amount of ruthenium-100 than can be found in the ambient mantle. That’s the isotope of ruthenium that originated in Earth’s core.

This discovery suggests that all the siderophile elements are leaking out of the core. That includes ruthenium, of course, but also elements such as palladium, rhodium, platinum, and gold. It won’t be emerging at a particularly high rate, nor can we just dig down 2,900 kilometers to get it.

The new study tells us something new about our own planet, and perhaps other rocky planets. According to one author of ths study, « we can now also prove that huge volumes of superheated mantle material originate at the core-mantle boundary and rise to the Earth’s surface to form ocean islands like Hawaii. »

Source : U.S. News media.

Le Veniaminof (Alaska) pour mieux comprendre le comportement du magma // Veniaminof (Alaska) to better undrestand magma behaviour

Le Veniaminof, l’un des volcans qui se dressent sur la péninsule d’Alaska, présente une longue histoire d’éruptions qui se produisent avec peu ou pas de signes précurseurs détectables. Malgré la présence de huit stations sismiques permanentes et d’une surveillance satellite par radar à synthèse d’ouverture interférométrique (InSAR), la plupart des éruptions depuis 1993 se sont produites sans véritables signes précurseurs. Sur les 13 dernières éruptions, seules deux ont été précédées de signes avant-coureurs détectables. Ce schéma éruptif a incité les chercheurs à examiner le système magmatique sous-jacent du Veniaminof et à étudier le comportement des volcans avant leur éruption.

Vue du Veniaminof (Crédit photo : USGS)

Des chercheurs de deux universités de l’Illinois ont cherché à déterminer si un système magmatique fermé pouvait entrer en éruption sans déclencher d’activité sismique ni de mouvements de terrain notables.
Dans les systèmes volcaniques ouverts, comme le Mauna Loa, le magma et les gaz se déplacent librement vers la surface, ce qui génère parfois peu de signaux avant-coureurs clairs. En revanche, les systèmes fermés, comme les Champs Phlégréens, accumulent généralement de la pression, ce qui peut provoquer un soulèvement du sol et une hausse de la sismicité avant une éruption. Pour comprendre comment des éruptions peuvent se produire sans ces signaux, les chercheurs ont construit des modèles thermomécaniques avec lesquels ils ont testé l’interaction des changements de forme, de taille, de profondeur et de débit de la chambre magmatique avec les propriétés physiques de la roche environnante.
L’équipe scientifique a créé des modèles intégrant le comportement de la roche, dépendant et indépendant de la température. Ils ont simulé le déplacement du magma depuis des sources profondes, à plus de 13 km de profondeur, vers des chambres magmatiques moins profondes, avec diverses géométries.
Pour tester le réalisme de ces modèles, ils ont comparé les résultats aux données InSAR et sismiques de l’éruption de Veniaminof de 2018. L’éruption de 2018 est intéressante car elle n’a montré aucun mouvement de terrain significatif ni aucune activité sismique préalable, ce qui en fait un bon exemple d’éruption ‘silencieuse’, autrement dit sans signes précurseurs.
La principale conclusion est que certains systèmes magmatiques peuvent entrer en éruption sans produire de signaux d’alerte détectables. Plus précisément, les systèmes disposant de petites chambres magmatiques profondes, avec de faibles apports de magma et une roche environnante ramollie par la chaleur peuvent produire des éruptions avec une déformation minimale du sol (moins de 10 mm) et une sismicité faible, voire nulle. Cette dernière est en général liée à la rupture de la roche par cisaillement.
Cependant, les scientifiques ont remarqué que certaines roches continuent à se fracturer suite à des contraintes trop intenses, ce qui est suffisant pour permettre au magma de remonter vers la surface et provoquer une éruption. Dans les modèles où le comportement de la roche évolue avec la température, un flux de magma plus important est nécessaire pour déclencher cette rupture, mais même dans ce cas, les signaux de surface restent faibles.
L’analyse InSAR de 2015 à 2018 n’a révélé aucun schéma cohérent de soulèvement ou d’affaissement du sol autour du Veniaminof, ce qui corrobore les résultats de la modélisation. Même lors de l’éruption de 2018, les signaux de déplacement étaient difficilement détectables et probablement masqués par des interférences atmosphériques ou par le glacier qui recouvre le sommet. Ces facteurs compliquent la détection de signes subtils d’inflation volcanique et étayent la conclusion selon laquelle le Veniaminof peut produire des éruptions avec peu ou pas de signes précurseurs en surface.

References:

Stealthy magma system behavior at Veniaminof Volcano, Alaska – Yuyu Li, Patricia M. Gregg, et al. – Frontiers in Earth Science – June 10, 2025 – DOI https://doi.org/10.3389/feart.2025.1535083 – OPEN ACCESS

The Watchers.

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Veniaminof volcano on the Alaska Peninsula has a long record of eruptions that occur with little or no detectable warning. Despite the presence of eight permanent seismic stations and satellite monitoring using Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR), most eruptions since 1993 have taken place without clear precursory signals. Of the last 13 eruptions, only two were preceded by detectable warning signs. This pattern prompted researchers to examine the underlying magma system at Veniaminof and investigate how volcanoes behave prior to eruption.

Researchers from two Illinois universities set out to test whether a sealed magma system could erupt without triggering any noticeable seismic activity or ground movement.

In open volcanic systems, such as Mauna Loa, magma and gases move more freely toward the surface, sometimes resulting in fewer clear warning signals. In contrast, closed systems, such as Campi Flegrei, typically accumulate pressure, which can cause ground uplift and increased seismicity before an eruption.

To figure out how eruptions might happen without these signals, the researchers built detailed thermomechanical models. They tested how changes in magma chamber shape, size, depth, and magma supply rate interact with the surrounding rock’s physical properties.

The scientific team created models incorporating both temperature-dependent and temperature-independent rock behavior. They simulated magma transport from deep sources, more than 13 km below the surface, into shallower magma chambers with varying geometries.

To test how realistic these models were, they compared the results with InSAR and seismic data from Veniaminof’s 2018 eruption. The 2018 eruption is valuable because it showed no obvious ground movement or any preceding seismic activity, making it a good example of a quiet eruption.

The main finding is that certain magma systems can erupt without producing detectable warning signals. Specifically, systems characterized by small, deep magma chambers, low magma supply rates, and heat-softened surrounding rock can produce eruptions with minimal ground deformation (less than 10 mm and little to no seismicity related to shear failure, which typically causes earthquakes.

However, some rock still fractured through tensile failure, which was enough to allow magma to rise and cause an eruption. In models where the rock’s behavior changed with temperature, a higher magma flux was needed to trigger this failure, but even then the surface signals remained weak.

InSAR analysis from 2015 to 2018 revealed no consistent uplift or subsidence patterns around the volcano, supporting the modeling results. Even during the 2018 eruption, displacement signals were ambiguous and likely masked by atmospheric interference or the glacier covering the summit. These factors complicate the detection of subtle signs of volcanic inflation and support the conclusion that Veniaminof can produce eruptions with little or no surface warning.

References:

Stealthy magma system behavior at Veniaminof Volcano, Alaska – Yuyu Li, Patricia M. Gregg, et al. – Frontiers in Earth Science – June 10, 2025 – DOI https://doi.org/10.3389/feart.2025.1535083 – OPEN ACCESS

The Watchers.

L’épaisseur de la calotte glaciaire du Mont Blanc

Aussi étrange que cela puisse paraître, l’épaisseur de la calotte de glace qui encapuchonne le sommet du Mont Blanc est mal connue. C’est pour cela qu’une équipe scientifique franco-italienne s’est rendue sur le toit de l’Europe le 31 mai 2025 pour y effectuer des mesures. L’opération était annoncée depuis le début 2025 comme l’un des points clefs de l’Année internationale des Glaciers décrétée par les Nations Unies, et dont j’ai fait état sur ce blog.

Le toit de l’Europe est en fait constitué de deux sommets : l’un rocheux, culmine à 4 792 mètres. L’autre est composé d’un amas de couches de neige et de glace. Il est situé plus à l’est et résulte d’une accumulation de neige par le soufflement du vent d’ouest ; c’est lui qui fait figure de référence lorsque le grand public parle d’une altitude variant entre 4 807 et 4 810 mètres.

Ludovic Ravanel, chercheur au laboratoire Edytem, explique que depuis la dernière campagne de mesure au début des années 2000, on a réussi à évaluer qu’une calotte d’une quinzaine de mètres de neige et de glace recouvre le sommet rocheux du Mont Blanc, contre une quarantaine de mètres pour celui en neige.

Il est d’autant plus intéressant de procéder à une nouvelle campagne de mesures qu’en 25 ans, les outils technologiques à disposition des scientifiques ont largement progressé. La précision des GPS différentiels et autres drones Lidar actuels n’a plus rien à voir avec celle des décennies précédentes

Au final,, chaque équipe scientifique a apporté au sommet du Mont Blanc ses connaissances sur ses thèmes de recherche et ses outils de mesure les plus performants. Les Italiens sont venus avec des drones tandis que les Français ont manipulé les GPS.

Le but ultime de la mission était de fixer précisément la topographie de la calotte glaciaire sommitale. Cela permettra, par la suite, d’en savoir davantage sur les conséquences du réchauffement climatique global à cette altitude élevée.

Lors de l’été 2022, les scientifiques ont mesuré des températures de +10 °C au sommet du Mont Blanc, ce qui n’est pas sans effet sur les glaciers. Ludovic Ravanel explique que certains glaciers qui, auparavant, restaient toujours froids et collés à la roche, peuvent passer à 0 °C et commencer à glisser. Ce n’est pas encore le cas pour le sommet du Mont Blanc, mais il est probable que sa calotte se réchauffe tout de même.

Des sismographes et autres géoradars faisaient aussi partie de la panoplie de l’équipée scientifique franco-italienne. L’objectif était de recueillir le maximum de données afin de réaliser, en laboratoire, un modèle en trois dimensions de la coiffe de glace et de neige du Mont Blanc. D’ici la fin de l’été, une fois la modélisation achevée, on en saura beaucoup plus sur la superficie, l’épaisseur, la masse externe et interne de l’immense tête blanche du toit de l’Europe. Mais il n’aura pas encore, pour autant, livré tous ses secrets.

Après la phase de mesures et la modélisation, une troisième étape devrait permettre d’effectuer des carottages dans la croûte de neige et de glace au sommet du Mont Blanc. Cela permettra peut-être de dater et de découvrir toutes les marques qui restent inscrites dans la neige et la glace, comme les traces de pollution. Selon Ludovic Ravanel, « si l’on peut prélever sur le sommet un échantillon de la couche qui s’est formée il y a des millénaires, lors du réenglacement des Alpes, on aura probablement un échantillon de la glace la plus vieille des Alpes, et avec elle, un océan de découvertes à faire pour mieux comprendre l’évolution du climat alpin. »

Source : France 3 Auvergne-Rhône-Alpes.

Photos: C. Grandpey

Arsia Mons, volcan martien // Arsia Mons, a Martian volcano

La NASA a publié une photo d’Arsia Mons, un ancien volcan martien, prise avant l’aube le 2 mai 2025. Le volcan a été photographié par la sonde Mars Odyssey 2001 alors qu’elle analysait l’atmosphère de la Planète rouge, qui apparaît sous la forme d’une brume verdâtre.

Arsia Mons est l’un des plus grands volcans de Mars. Il culmine à 20 kilomètres de haut, soit presque deux fois plus que le Mauna Loa (Hawaï) qui culmine à 9 kilomètres au-dessus du plancher océanique. Avec deux autres volcans, Arsia Mons forme les Tharsis Montes qui sont souvent entourés de nuages formés de glace d’eau – contrairement aux nuages ​​de dioxyde de carbone tout aussi fréquents sur Mars – surtout au petit matin.

Arsia Mons est le plus méridional des trois volcans qui composent les Tharsis Montes, au centre de cette carte. L’Olympus Mons, le plus grand volcan du système solaire, se trouve en haut à gauche.

La NASA explique qu’Arsian Mons est le plus méridional des trois volcans qui forment les Tharsis Montes ; c’est aussi celui où les nuages sont le plus présents. Ils se forment lorsque l’air se dilate en remontant les flancs de la montagne, puis se refroidit rapidement. Les nuages sont particulièrement épais au moment de l’aphélie, lorsque Mars est au plus loin du Soleil.
Ce panorama sur la photo marque la première image d’un des volcans à l’horizon de la planète. Il offre la même perspective de Mars que celle que les astronautes ont de la Terre lorsqu’ils observent notre planète depuis la Station spatiale internationale.
Lancée en 2001, Odyssey est la mission en orbite autour d’une autre planète la plus longue jamais réalisée.
Source : NASA.

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NASA has released a photo of Arsia Mons, an ancient Martian volcano, before dawn on May 2, 2025. The volcano was captured by the 2001 Mars Odyssey orbiter while the spacecraft was studying the Red Planet’s atmosphere, which appears as a greenish haze (see above).

Arsia Mons is one of the Red Planet’s biggest volcanoes, Arsia Mons. It stands 20 kilometers high, roughly twice as tall as Earth’s largest volcano, Mauna Loa, which rises 9 kilometers above the seafloor.With and two other volcanoes, Arsian Mons forms form the Tharsis Montes, or Tharsis Mountains, which are often surrounded by water ice clouds – as opposed to Mars’ equally common carbon dioxide clouds – especially in the early morning. (see map above)

NASA explains that Arsian Mons is the southernmost of the three Tharsis volcanoes and the cloudiest. The clouds form when air expands as it blows up the sides of the mountain and then rapidly cools. They are especially thick when Mars is farthest from the Sun, a period called aphelion.

This panorama marks the first time one of the volcanoes has been imaged on the planet’s horizon, offering the same perspective of Mars that astronauts have of the Earth when they peer down from the International Space Station.

Launched in 2001, Odyssey is the longest-running mission orbiting another planet.

Source : NASA.