Catégorie : Science

« Scanner l’Etna, tomographie de résistivité électrique »

En cliquant sur le lien ci-dessous, vous pourrez voir une vidéo fort intéressante intitulée Scanner l’Etna, tomographie de résistivité électrique. Le film décrit en intégralité un travail réalisé sur le volcan sicilien. Il a mobilisé une vingtaine de scientifiques pendant trois semaines sur le terrain. Le déploiement de câbles sur plusieurs kilomètres a permis de réaliser une imagerie à grande profondeur des structures internes du volcan révélant les zones hydrothermales, les réseaux de failles et autres particularités géo-structurales de l’édifice volcanique.

https://www.youtube.com/watch?v=TMz7WErXJ3c&feature=youtu.be

Avec mes amitiés à Anthony Finizola.

Vue du sommet de l’Etna (Crédit photo: INGV)

L’activité volcanique responsable de la fonte des glaciers en Antarctique ? // Is volcanic activity responsible for glacier melting in Antarctica ?

Comme de nombreux glaciers en Antarctique, le glacier de l’Ile du Pin – Pine Island Glacier en anglais – est en train de fondre, mais encore plus vite que ses homologues dans le monde. Selon une nouvelle étude financée par la National Science Foundation et publiée dans la revue Nature Communications, le changement climatique ne serait pas seul responsable de cette fonte. Les scientifiques ont trouvé des preuves que l’activité volcanique sous-marine contribuerait à l’amincissement du glacier. L’idée n’est pas vraiment nouvelle. Des recherches antérieures ont identifié un réseau de rifts volcaniques sous l’Antarctique de l’Ouest qui pourraient contribuer à l’instabilité de la calotte glaciaire dans la région. Une étude de l’Université du Texas de 2014 a conclu que «de vastes zones à la base du glacier Thwaites fondent rapidement en relation avec un flux géothermal provoqué par la migration du magma associée au rift et au volcanisme».
Dans la nouvelle étude, un groupe de scientifiques de l’Université de Rhode Island a découvert la présence d’une source de chaleur sous-marine en traçant la signature chimique de l’hélium. Les chercheurs sont persuadés que cette source de chaleur provient d’une activité volcanique sous-marine
On ne sait pas exactement jusqu’à quel point la source de chaleur pourrait ronger le glacier et dans quelle mesure cela accélèrerait sa disparition, mais les scientifiques sont certains que le glacier est en train de fondre par en dessous. Cette fonte pourrait contribuer considérablement à la hausse du niveau global de la mer, et pas seulement parce que la glace s’évacue dans l’océan. En effet, les glaciers de cette partie de l’Antarctique sont interconnectés de sorte que si l’un d’entre eux venait à fondre, cela accélérerait la vitesse d’écoulement des autres. Le glacier de l’Ile du Pin est important par son rôle de «blocage» des autres glaciers qui terminent leur course dans la mer ; sans lui, nous pourrions assister à une élévation encore plus rapide du niveau des océans. Le glacier de l’Ile du Pin est particulièrement important car il stabilise le glacier Thwaites, une immense rivière de glace dont la disparition semble irréversible. L’inlandsis antarctique occidental inquiète fortement le monde scientifique car il a déjà perdu 175 milliards de tonnes de glace depuis 2012.
Les auteurs de la dernière étude ont déterminé que l’activité volcanique sous-marine était à l’origine de la fonte de la glace grâce à la présence d’hélium-3 dans l’eau et aussi à cause des déformations inégales du glacier. Des couches de cendres découvertes dans des échantillons de carottes de glace et des signes d’activité sismique ont également permis de brosser un tableau des éruptions volcaniques dissimulées par la glace. Cependant, il est aujourd’hui quasiment impossible, par manque de moyens matériels et financiers, d’avoir la preuve de l’existence physique d’un volcan sous-glaciaire en Antarctique.
Certains scientifiques pensent qu’il est inexact d’attribuer l’essentiel du recul du glacier de l’Ile du Pin à l’activité volcanique. Ils pensent que c’est avant tout le réchauffement climatique qui déstabilisera de plus en plus les calottes glaciaires antarctiques et fera monter le niveau de la mer. Un chercheur a déclaré: «Le changement climatique est la cause majeure de la fonte glaciaire que nous observons. La source de chaleur nouvellement découverte a un effet encore indéterminé parce que nous ne savons pas comment elle est répartie sous la calotte glaciaire. »
Source: Presse scientifique internationale.

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Like many Antarctic glaciers, the Pine Island Glacier is melting. But Pine Island is melting faster than any other glacier in the world. Surprisingly, it’s not climate change alone that is causing the thaw. New research by the National Science Foundation and published in the journal Nature Communications has found evidence that volcanic activity beneath the glacier is a likely culprit. The idea is not really new Previous research has identified a network of volcanic rifts beneath Western Antarctica that could be contributing to the ice sheet’s instability. A 2014 University of Texas study concluded that “large areas at the base of Thwaites Glacier are actively melting in response to geothermal flux consistent with rift-associated magma migration and volcanism.”

This time, group of scientists at the University of Rhode Island discovered an underwater heat source by tracing the chemical signature of helium underwater. That heat source is almost certainly in the form of underwater volcanic activity

It is unclear exactly how badly the heat source could be damaging the glacier, and how much it will speed up the glacier’s demise, but scientists are sure that the glacier is being melted from below. This thawing could raise the global sea level considerably, and not only because the ice itself is melting into the ocean. Indeed, the glaciers in that part of Antarctica are interconnected so that if one of them melts away, this will accelerate the speed of the other glaciers. The Pine Island Glacier is important for “plugging” other ice from flowing into the sea too quickly, and without it, we may see an even faster sea level rise. The Pine Island Glacier is particularly important for stabilizing the Thwaites Glacier, an enormous piece of ice that scientists fear it may already be too late to save. The West Antarctic Ice Sheet is in dire straits, having already lost 175 billion tons of ice since 2012.

The researchers determined that underwater volcanic activity was causing the melts because of the quantity of helium-3 found in the water, and also because of the uneven deformations of the glacier. Layers of ash found in ice core samples and rumblings from earthquakes also helped paint a picture of hidden volcanic eruptions. However, physically finding a volcano, or a geological feature of volcanic activity, hiding so deeply under ice and water would be exceptionally difficult and expensive.

Other scientists caution against attributing most of Pine Island’s retreat to volcanic activity. Scientists have warned that global warming will increasingly destabilize Antarctic ice sheets and raise sea levels. Said one researcher: “Climate change is causing the bulk of glacial melt that we observe, and this newly discovered source of heat is having an as-yet undetermined effect, because we do not know how this heat is distributed beneath the ice sheet.”

Source: International scientific press.

Carte montrant les principaux glaciers (Source: AntarcticGlaciers.org)

 

Le soulèvement de l’Antarctique // Antarctica’s uplifting

Une étude publiée le 21 juin 2018 dans la revue Science révèle que le substrat rocheux sous l’Antarctique se soulève beaucoup plus vite qu’on le pensait, à raison d’environ 41 millimètres par an, probablement en raison de l’amincissement de la glace qui se trouve au-dessus. En effet, à mesure que la glace fond, son poids et sa pression sur la masse rocheuse diminuent. Avec le temps, lorsque d’énormes quantités de glace disparaissent, le substratum rocheux se soulève, poussé par le manteau visqueux sous la surface de la Terre. C’est un phénomène qui a été baptisé rebond isostatique par les scientifiques.
Ce soulèvement du substrat rocheux de l’Antarctique est à la fois une bonne et une mauvaise nouvelle. La bonne nouvelle, c’est que ce soulèvement du substrat rocheux pourrait stabiliser la calotte glaciaire. La mauvaise nouvelle, c’est qu’il a faussé les mesures satellitaires montrant la perte de glace qui a probablement été sous-estimée d’au moins 10%.
Le substrat rocheux de l’Antarctique est difficile à étudier parce qu’il est en grande partie recouvert d’une épaisse couche de glace; D’après la NASA, l’Antarctique contient environ 90% de toute la glace de la Terre, de sorte que sa fonte intégrale pourrait entraîner une hausse d’environ 60 mètres du niveau des océans. Pour mesurer les changements intervenus sur le continent, les chercheurs ont installé six stations GPS en différents points de l’Amundsen Sea Embayment (ASE), une vaste échancrure littorale de la Baie d’Admundsen, de la taille du Texas. Ils ont placé les capteurs GPS dans des endroits où le substrat rocheux était accessible, ce qui a permis de recueillir des données à une résolution spatiale de 1 km, plus élevée que celle obtenue dans des études antérieures.
Les scientifiques s’attendaient à voir un lent rebond isostatique. Au lieu de cela, ils ont constaté qu’il était environ quatre fois plus rapide que prévu. C’est le plus rapide jamais enregistré dans des zones glaciaires. Les résultats laissent supposer que le manteau sous-jacent est très réactif lorsque le poids important de la glace s’amoindrit, ce qui entraîne un soulèvement rapide du substrat.
Le soulèvement du substrat rocheux est certes le résultat de la perte de glace au cours du siècle dernier, mais cette perte de glace continue de nos jours à une vitesse inquiétante sous l’effet du changement climatique induit par l’homme. La quantité de glace qui a disparu du continent antarctique depuis 1992 a provoqué une élévation du niveau de la mer d’environ 8 mm. Les scientifiques de la NASA ont récemment prédit que le West Antarctic Ice Sheet (WAIS) – inlandsis antarctique occidental – pourrait disparaître entièrement dans les 100 prochaines années, entraînant une élévation du niveau de la mer de près de 3 mètres.
Les chercheurs font remarquer  que la fonte de l’Antarctique occidental pourrait avoir un aspect positif. Le soulèvement du substrat rocheux sous cette région pourrait permettre de stabiliser la calotte glaciaire et empêcher sa disparition totale, en dépit du réchauffement climatique qui affecte la planète.
Le point négatif, c’est que les estimations de la perte de glace en Antarctique dépendent des mesures satellitaires qui peuvent être affectées par des changements de masse significatifs. Les mesures risquent donc d’être faussées, avec des marges d’erreur pouvant atteindre jusqu’à 10 pour cent.
Source: Live Science.

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A study published on June 21st, 2018 in the journal Science reveals that the bedrock under Antarctica is rising more swiftly than ever recorded — about 41 millimetres upward per year, probably due to the thinning of the ice above. Indeed, as ice melts, its weight on the rock below lightens. And over time, when enormous quantities of ice have disappeared, the bedrock rises in response, pushed up by the flow of the viscous mantle below Earth’s surface, a phenomenon called post-glacial rebound or isostatic rebound.

This uplifting is both bad news and good news for the frozen continent. The good news is that the uplift of supporting bedrock could make the remaining ice sheets more stable. The bad news is that in recent years, the rising earth has probably skewed satellite measurements of ice loss, leading researchers to underestimate the rate of vanishing ice by as much as 10 percent.

Antarctica’s bedrock is difficult to study because most of it is covered by thick layers of ice; the continent’s ice sheet cover holds about 90 percent of all the ice on Earth, containing enough water to elevate sea levels worldwide by about 60 metres, according to NASA. To measure how it was changing, the researchers installed six GPS stations at locations around the Amundsen Sea Embayment (ASE), a region of the ice sheet roughly the size of Texas, that drains into the Amundsen Sea. They placed the GPS monitors in places where bedrock was exposed, gathering data at a spatial resolution of 1 km, higher than any recorded in prior studies.

The scientists expected to see some evidence of slow uplift in the bedrock over time. Instead, they saw that the rate of the uplift was about four times faster than anticipated from ice-loss data. The velocity of the rebound in the ASE was one of the fastest rates ever recorded in glaciated areas. The findings suggest that the mantle underneath is fast-moving and fluid, responding rapidly as the heavy weight of ice is removed to push the bedrock upward very quickly.

The bedrock uplift is a result of ice loss over the past century, but ice continues to vanish from parts of Antarctica at a dramatic rate, spurred by human-induced climate change. The amount of ice that has vanished from the continent since 1992 caused about 8 mm of sea level rise. And scientists recently predicted that the West Antarctic Ice Sheet (WAIS) could collapse entirely within the next 100 years, leading to sea level rise of up to nearly 3 metres.

But the researchers suggest that there may be a ray of hope for the weakening WAIS. The deforming bedrock under Antarctica, buoyed by a fluid mantle, could provide an unexpected source of support for the WAIS. In fact, the bedrock’s uplift could stabilize the WAIS enough to prevent a complete collapse, even under strong pressures from a warming world.

There’s a downside to the scientists’ findings, too. Estimates of ice loss in Antarctica depend on satellite measurements of gravity in localized areas, which can be affected by significant changes in mass. If the bedrock under Antarctica is rapidly adjusting in response to ice loss, its uplift would register in gravity measurements, compensating for some ice loss and obscuring just how much ice has truly disappeared by about 10 percent.

Source : Live Science.

Source: NOAA

Si l’Öræfajökull (Islande) entrait en éruption… // If Öræfajökull erupted in Iceland…

L’Öræfajökull est un volcan sous-glaciaire dans le sud-est de l’Islande. Il est entré deux fois en éruption dans les temps historiques, en 1362 et en 1728. L’éruption en 1362 a provoqué la destruction d’une région connue sous le nom de Litla-Hérað et la cendre volcanique a atteint l’Europe occidentale. Plus de 40 ans se sont écoulés avant que les gens s’installent à nouveau dans la région connue aujourd’hui sous le nom d’Öræfi, ou terre désertique.
Il n’y a actuellement aucun signe qu’une éruption est imminente, mais il y a une dizaine de mois, un regain d’activité a été observé au niveau de l’Öræfajökull. Une hausse de la sismicité a été détectée, ainsi que le creusement d’une dépression à la surface de la glace dans la caldeira, et la présence dans une rivière glaciaire de gaz provenant d’une activité géothermale. À cette époque, on a considéré que l’activité sous l’Öræfajökull était en hausse par rapport aux décennies précédentes.
Selon le Met Office islandais, l’activité sismique  sous l’Öræfajökull a diminué et s’est stabilisée au cours des derniers mois. Les mesures hydrologiques et géochimiques montrent des valeurs stables. Des mesures effectuées à la fin du mois de mars ont indiqué que la production de chaleur due à l’acticité géothermale sous la caldeira avait considérablement diminué. Au final, il n’y a aucun signe d’une éruption imminente.
Toutefois, si une éruption majeure devait se produire sur l’Öræfajökull, elle pourrait paralyser le trafic aérien en Europe pendant plusieurs jours. Tout le monde a encore en tête l’éruption de l’Eyjafjallajökull en avril 2010. Elle a bloqué le trafic aérien en Europe pendant plusieurs jours et a empêché des millions de passagers d’atteindre leur destination. L’éruption a causé la plus grande perturbation du trafic aérien depuis la Seconde Guerre mondiale et entraîné des pertes estimées à 5 milliards de dollars avec plus de 100 000 vols annulés.

Un groupe de chercheurs de l’Université d’Islande a établi deux scénarios d’éruption pour l’Öræfajökull en se basant sur des événements historiques, afin de prévoir les impacts possibles d’éruptions plus importantes que celles survenues sur l’Eyjafjallajökull. Les deux scénarios ont été modélisés en s’appuyant sur les conditions météorologiques de l’éruption de 2010. Le modèle NAME, modèle de dispersion de la cendre mis au point par le VAAC (Volcanic Ash Advisory Centre) de Londres, a été utilisé pour simuler les nuages ​​de cendre dans les deux scénarios.
1) Le premier scénario décrit des éruptions à répétition de l’Eyjafjallajökull avec un volume de cendre similaire à celui de 2010, mais suppose que la durée totale de l’éruption est de six mois, soit quatre fois plus longue qu’en 2010. Des éruptions de cette durée sont possibles, comme l’a montré la dernière éruption dans l’Holuhraun qui a débuté à la fin de l’été 2014 et s’est poursuivie pendant six mois. Un tel scénario aurait principalement un impact sur le trafic aérien à basse altitude et affecterait essentiellement les décollages et les atterrissages.

2) Le deuxième scénario décrit une éruption de l’Öræfajökull en se basant sur l’éruption de 1362, l’une des plus grandes éruptions en Islande depuis l’arrivée des premiers colons. Le scénario propose une importante émission de cendre sur une période assez courte. Il montre qu’une émission de cendre d’une telle ampleur paralyserait le trafic aérien en Europe, affecterait les vols à toutes les altitudes et interromprait tout le trafic pendant plusieurs jours. Les effets de l’éruption dans ce scénario pourraient même atteindre l’Atlantique Nord où elle affecterait également le trafic maritime, comme pendant l’éruption de 1362: A cette époque l’éruption a provoqué l’accumulation d’une épaisse couche de pierre ponce à la surface de l’océan. Un événement de ce genre de nos jours pourrait nuire au trafic maritime et à la pêche.

L’étude sur une possible éruption de l’Öræfajökull montre que «l’infrastructure de gestion des risques qui s’appuie sur les événements de 2010 peut donner une fausse impression de sécurité à l’industrie aéronautique et à d’autres secteurs. […] Des années après cet événement très perturbateur, le manque de sensibilisation au risque d’éruptions accompagnées de cendre volcanique en Europe est flagrant et est en partie dû à des lacunes dans l’échange d’informations entre les différents secteurs. Un plan alternatif est nécessaire. Lorsque les aéronefs ne peuvent pas décoller, le transport des passagers et des marchandises doit être transféré vers les routes, les voies ferrées et les voies maritimes afin de réduire les problèmes et les pertes économiques. Un effort commun des différents secteurs est nécessaire pour anticiper les problèmes et pour établir des plans d’urgence alternatifs.  »
Source: Iceland Review.

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Öræfajökull is an ice-covered volcano in South East Iceland. It has erupted twice in historical times, in 1362 and in 1728.  The eruption in 1362 caused the distruction of a district known as Litla-Hérað and volcanic ash travelled as far as to western Europe. More than 40 years passed before people settled in the area now known as Öræfi which means wasteland.

There are no signs of an imminent eruption, but about ten months ago some unrest was detected in Öræfajökull. Elevated seismicity was detected, as well as the development of a depression in the ice surface within the caldera, and the presence of geothermal gases from a glacial river. At that time, geothermal activity beneath Öræfajökull was assessed to be high relative to previous decades.

According to the Iceland Met Office, seismic activity at Öræfajökull has declined and been stable over the past months. Hydrological and geochemical measurements show stable values. Measurements in late March indicated that the geothermal heat output beneath the cauldron had diminished significantly. On the whole, there are no signs of an imminent eruption.

If a major eruption were to occur in Öræfajökull, this could paralyse all air traffic across Europe for days on end. Everybody has in mind the Eyjafjallajökull eruption in April 2010 which wreaked international havoc. It halted air traffic in Europe for several days and prevented millions of passengers from reaching their destinations. The eruption led to the greatest disruption of air traffic since World War II and caused an estimated worldwide loss of 5 billion dollars with over 100,000 flights cancelled.

A research group at the University of Iceland has formulated two eruption scenarios for Öræfajökull based on historical events to predict possible impacts of eruptions larger than the one that occurred in Eyjafjallajökull. Both scenarios were modelled around the weather conditions from the 2010 eruption. The NAME model, an ash dispersion model used by the London Volcanic Ash Advisory Centre (VAAC), was used to simulate the ash clouds in the eruption scenarios.

1) The first scenario describes recurring eruptions of the Eyjafjallajökull volcano with an ash volume similar to the event in 2010, but assumes a total eruption time of six months, four times longer than in 2010. Eruptions of this duration are feasible, like during the recent eruption in Holuhraun which began in late summer 2014 and continued for six months. This scenario would mostly impact air traffic at low altitudes, affecting take-offs and landings.  2) 2) The second scenario, an eruption in Öræfajökull, is based on the volcano’s eruption in 1362, one of the largest eruptions in Iceland since the settlement. It describes a large ash emission over a rather short period of time. It reveals that such an enormous ash eruption would paralyse air traffic in Europe, affect flights at all altitudes and halt all air traffic for several days. The effects of the eruption in this scenario could even reach across the North Atlantic. Not only would such an eruption affect air traffic, it would also impact maritime traffic, as indicated by records from the 1362 eruption: the eruption caused a thick layer of pumice to collect on the surface of the ocean. An event of this kind today could hinder shipping traffic and fishing.

According to the study about a possible Öræfajökull eruption, “the risk management infrastructure that is based on the parameters of the events in 2010 can provide a false sense of security to the aviation industry and to other sectors. […] Years after the highly disruptive event, the lack of risk awareness of volcanic ash eruptions in Europe is remarkable and is partly due to gaps in information exchange between sectors. An alternative plan is needed. When aircraft cannot take off, the transportation of passengers and goods needs to be transferred to roads, rail and sea passages to reduce inconvenience and economic loss. A call for a communal effort of different sectors is needed in anticipation of what lies ahead and for establishing alternative contingency plans.”

Source: Iceland Review.

Modélisation de la dispersion de cendre pour l’EyjafjallaJôkull et pour l’Öræfajökull (Source: Université d’Islande)