Catégorie : Science

De jeunes volcans ont-ils hébergé la vie sur Mars ? // Did young volcanoes harbour life on Mars ?

Une équipe scientifique a identifié sur la planète Mars ce qui ressemble à des volcans de formation récente. Selon les chercheurs, à une certaine époque, un tel environnement a pu être propice au développement de formes de vie microbiennes.
Sur Mars, Olympus Mons est le plus grand volcan du système solaire; Il mesure 22 km de haut et plus de 500 km à sa base. Il a commencé à croître il y a plus de 3 milliards d’années, mais la lave sur la partie supérieure de ses flancs semble dater de seulement 2 millions d’années, si l’on en juge par le manque relatif de cratères d’impact. Les cratères d’impact permettent de déterminer l’âge d’une surface dans le système solaire. Plus il y a de cratères, plus elle est vieille. La lave récemment émise par un volcan peut recouvrir les anciens cratères, donnant une nouvelle jeunesse à cette surface. C’est ce qui s’est passé sur Olympus Mons et sur plusieurs de ses voisins, ce qui signifie que ces volcans ne sont probablement pas éteints. Il se pourrait même qu’ils émettent de la lave à l’avenir, mais il faudra probablement attendre quelques millions d’années pour assister à un tel événement.
Les chercheurs ont déjà localisé des ensembles de petits cônes, de toute évidence assez jeunes, bien que leur origine ait toujours été controversée. Il se peut que ce soit de véritables sites d’éruption volcanique, mais il pourrait s’agir aussi de volcans de boue, ou des cônes sans racine formés par des explosions lors du passage de la lave sur un sol humide ou glacé.
Une étude récente réalisée par une équipe de chercheurs tchèques, allemands et américains présente la preuve convaincante qu’au moins certains de ces cônes sont de véritables volcans. Les chercheurs ont étudié des cônes dans Coprates Chasma, la partie la plus profonde du vaste système de canyons Valles Marineris de Mars. Cette région est éloignée des principales provinces volcaniques de la planète et on pense que le magma est sorti par des fractures anciennes mais réactivées dans le système de canyons.
Les chercheurs sont convaincus qu’il s’agit de véritables cônes volcaniques, semblables aux cônes de scories et de tuf sur Terre. Ils se réfèrent pour cela aux couches fines visibles à l’intérieur des parois des cratères sur les images envoyées par la caméra HiRISE (High resolution Imaging Science Experiment ) à bord du Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), ainsi que sur d’autres preuves. Les détails visibles sur les images sont suffisants pour prouver que le cône s’est construit en différentes couches, de la même façon que les cônes de tuf sur Terre.
Les cônes eux-mêmes sont trop petits pour qu’on puisse les dater en comptant les cratères d’impact, mais la datation des cratères sur le terrain environnant révèle 200 à 400 millions d’années, époque où les amphibiens géants et les premiers dinosaures sont apparus sur Terre. Sur notre planète, des cônes comme ceux-ci se sont édifiés au cours d’un seul épisode éruptif, de sorte que cette date marque presque certainement sur Mars la naissance de ces petits volcans ainsi que leur disparition.
Les cônes doivent avoir été édifiés par l’éruption explosive de projections de lave, de la taille d’un grain à celle d’une brique, à partir d’une bouche centrale, ce qui a façonné le cône couche par couche, jusqu’à ce qu’il atteigne sa hauteur finale. Selon les chercheurs, la surface de chaque cône révèle parfois une apparence  « blindée » car les projections de lave sont retombées sur une surface encore assez chaude pour qu’elles se soudent partiellement et protègent le cône. Cela pourrait expliquer leur aspect jeune, contrairement aux volcans de boue qui semblent plus vulnérables à l’érosion. Un volcanisme aussi récent sur Mars laisse supposer qu’il y a encore une certaine activité volcanique sur la planète, et que l’on pourrait assister aujourd’hui à la formation de nouveaux volcans.
Jusqu’à présent, l’équipe scientifique a obtenu des informations sur la composition de l’un des cônes en utilisant le Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM), spectromètre d’imagerie embarqué à bord du MRO. Les analyses révèlent la présence de silice opalisée ainsi que de minéraux sulfatés, ce qui laisse supposer que les roches chaudes, avant ou après l’éruption, ont réagi avec les eaux souterraines martiennes. Si tel est le cas, il a pu y avoir, ne serait-ce que brièvement pour chaque volcan, un mélange adéquat d’eau, de chaleur et d’énergie chimique pour permettre une vie microbienne du genre de celle que l’on trouve dans les sources thermales sur Terre. Étant donné que les cônes de cette étude ont au moins 200 millions d’années, il est peu probable qu’ils hébergent de la vie aujourd’hui, mais ils représentent un terrain favorable pour rechercher des microbes fossilisés avec un risque minimal de contamination d’un écosystème actif.
Source: Scientific American.

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Scientists have identified on Mars what looks like more recently formed volcanoes which may have once provided the perfect environment for microbial lifeforms to thrive.

Mars’ Olympus Mons is the solar system’s largest volcano ; it is 22km high and more than 500 km across its base. It began to grow over 3 billion years ago, but some lava flows high on its flanks appear to be as young as 2 million years, judging from the relative lack of overlapping impact craters. Craters caused by asteroid impacts show how old a surface in the solar system is. The more craters the longer it has been around. However, fresh lava from a volcano can bury former craters, resetting this clock.

This is exactly what happened at Olympus Mons and several of its neighbours, which means these volcanoes are unlikely to be extinct. They may even be able to squeeze out some lava again in the future, although we might have to wait a few million years to see it happen.

Researchers have previously spotted various clusters of small and evidently quite young “cones” but their origin has always been controversial. They could be true sites of volcanic eruption, but they could equally well be “mud volcanoes” formed by expulsion of mud from below ground or “rootless cones” formed by explosions caused by lava flowing across wet or icy ground.

A recent study by a Czech-German-American team presents convincing new evidence that at least some of these are genuine volcanoes. The researchers studied cones in Coprates Chasma, the deepest part of Mars’s Valles Marineris canyon system. This region is far from Mars’s main volcanic provinces and suggest magma has erupted from the interior though ancient but reactivated fractures in the canyon system.

The researchers are convinced that these are true volcanic cones, similar to scoria and tuff cones on Earth. They base this on the fine layers visible on the inside of the crater walls on images from the HiRISE (High resolution Imaging Science Experiment) camera of NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) and other evidence. The detail in the images is sufficient to reveal that the cone is built of layers in a similar way as in tuff cones on Earth.

The cones themselves are too small to date by counting impact craters, but crater-dating of the surrounding terrain comes out at about 200 to 400 million years, around the time giant amphibians and early dinosaurs roamed the Earth. On our planet, cones like these are built in a single episode of eruption, so this date almost certainly pinpoints the birth of these small volcanoes as well as their demise.

The cones must have been built by explosive eruption of clots of lava, from the size of a grain to that of a brick, from a central vent, growing the cone layer by layer until reaching its final height. According to the researchers, each cone’s surface may be “armour-plated” because these clots hit ground still hot enough to partially weld together and protect it. This could account for their fresh appearance, in contrast to mud volcanoes, which would be more vulnerable to erosion.

using MRO’s Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM). This Volcanism this young on Mars suggests there’s still some volcanic action on the planet, and there could still be volcanoes forming today.

So far, the scientific team has obtained compositional information from just one of the cones reveals the presence of opaline silica as well as sulfate minerals, which suggests that the hot rocks, whether before or after eruption, reacted with martian ground water. If so, there could have been, even if only briefly at each volcano, a suitable mixture of water, warmth and chemical energy to support microbial life of the kind that inhabits hot springs on Earth. Given that the cones in this study are at least 200 million years old, they are unlikely to host life today, but they would be good targets to search for fossilised microbes with minimal risk of contaminating an active ecosystem.

Source: Scientific American.

Vue du système de canyons Valles Marineris sur la planète Mars (Source: NASA)

Découverte d’un nouveau minéral sur l’Hekla (Islande) // Discovery of a new mineral on Mt Hekla (Iceland)

En janvier 1991, l’Hekla a été secoué par une éruption qui a duré deux mois.
Six mois après l’éruption, un géologue danois a entrepris d’étudier certaines fractures dans la lave. À l’intérieur de ces fractures, la température atteignait 170°C et des gaz toxiques s’échappaient encore du volcan. Le scientifique a recueilli des incrustations jaunâtres dans les fractures afin de les analyser dans son laboratoire de l’Université de Copenhague.
Aujourd’hui, 25 ans plus tard, les recherches conduisent les scientifiques à conclure que les matériaux analysés contiennent un minéral inconnu décrit dans le dernier numéro de la revue Mineralogical Magazine. Les chercheurs ont choisi de le baptiser Topsøeite, par référence à la famille Topsøe dont les membres ont beaucoup apporté à la science.
La Topsøeite est l’un des sept nouveaux minéraux découverts en Islande depuis 2009. Il est constitué d’éléments de fer et de fluor, ainsi que de molécules d’eau. Les scientifiques avaient déjà observé cette structure chimique, mais c’est sa première identification sous forme minérale.
Il existe environ 5 200 minéraux connus sur Terre. Toute découverte doit passer par l’International Mineralogical Association (IMA) avant d’être officiellement reconnue comme nouveau minéral. Une centaine de nouveaux minéraux sont enregistrés chaque année. On observe une augmentation du nombre de nouveaux minéraux ces dernières années. La moitié des minéraux connus aujourd’hui ont été découverts depuis 1980. C’est dû au fait que nous disposons de nouvelles méthodes qui permettent de décrire plus facilement les minéraux et d’identifier leur composition chimique.
Récemment, une étude américaine a montré que les activités humaines ont entraîné un changement spectaculaire dans les minéraux sur Terre.

Source : Science Nordic

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In January 1991, Mt Hekla went through an eruption that lasted for two months.

Six months after the eruption, a Danish geologist set out to study some of the cracks in the lava. Inside the cracks, temperatures reached 170°C and toxic gases were oozing out from the volcano. The scientist collected some of yellowish encrustations inside the cracks and took them to the laboratory at the University of Copenhagen, where they were studied carefully.

Now, 25 years later, these investigations have led scientists to conclude that the volcanic material contained a previously unknown mineral described in the latest issue of the journal Mineralogical Magazine. The researchers chose to name the new mineral Topsøeite, after the Topsøe family which has given many important people to science.

Topsøeite is one of seven new minerals discovered in Iceland since 2009. It is formed by the elements iron and fluorine, along with water molecules. Scientists have seen this chemical structure before, but this is the first identification of it in mineral form.

There are approximately 5,200 known minerals on Earth. Any new discovery has to go through the International Mineralogical Association (IMA) before it is officially recognised as a mineral. About 100 new minerals are registered every year. There has been an increase in the number of new minerals in recent years. Half of the minerals we know today were discovered since 1980. It is because we have new methods that make it easier to describe minerals and identify their chemical composition.

Recently, an American study showed that human activities have led to a dramatic change in the Earth’s minerals.

Source: Science Nordic.

Crédit photo : Université de Copenhague

 

Séismes et glaciers en Alaska // Earthquakes and glaciers in Alaska

Le 28 février 1979, un séisme de M 7.7 a secoué les Chugach Mountains et la région du Mont Saint-Elias dans la partie méridionale de l’Alaska. Les géologues pensent que  l’événement a été provoqué par des mouvements tectoniques complexes dans cette région où se rencontrent les plaques Pacifique et nord-américaine. Aujourd’hui, les scientifiques étudient un autre élément susceptible d’avoir un effet sur l’activité sismique de la région: la fonte des glaciers.
Les chercheurs du Goddard Space Flight Center de la NASA et de l’USGS ont cherché à savoir si les fluctuations glaciaires avaient une relation avec les séismes enregistrés dans les environs des glaciers Malaspina et Bering, au sud du Parc national Wrangell-St. Elias et au nord de Yakutat. Une étude datant de 2004 a conclu que si les plaques tectoniques jouent le rôle le plus important dans le déclenchement des séismes majeurs, les mouvements des glaciers proches de ces sites peuvent également avoir un impact.
De 1993 à 1995, le glacier de Béring a avancé rapidement au cours d’une surge glaciaire. Au cours des cinq années qui ont suivi cette surge, la masse de glace nouvellement accumulée a reculé et s’est amincie sous l’effet de la hausse des températures. Lorsque la glace s’est épaissie pendant la surge glaciaire, le nombre de séismes a diminué dans la région. Par contre, quand elle s’est amincie, le nombre de petits séismes a augmenté, avec des événements de M 1 à M 2 sur l’échelle de Richter.
Les chercheurs ont également calculé la pression accumulée sous les glaciers dans la région de Icy Bay, entre les glaciers de Béring et Malaspina, de 1899 à 1979. La masse imposante d’un glacier peut contribuer à la stabilité de la région, mais une fois la fonte démarrée, les plaques tectoniques sont plus libres de leurs mouvements et peuvent créer des frottements sous la surface. Entre 1899 et 1979, les glaciers ont perdu assez de glace pour que la perte de poids en surface ait contribué au séisme de la région du Mont St. Elias.
Le sud de l’Alaska est un lieu unique pour étudier ce type d’interactions entre séismes et glaciers. En effet, il y a très peu d’endroits dans le monde où la fonte rapide d’une masse de glace interagit avec des plaques tectoniques qui se trouvent à des dizaines de kilomètres sous la surface de la Terre.
Dans une étude publiée en 2008, deux chercheurs de  l’Alaska Earthquake Center (Université de l’Alaska à Fairbanks) ont constaté qu’entre 2002 et 2006, le nombre de petits mouvements tectoniques dans la région de Icy Bay avait augmenté par rapport à l’activité sismique entre 1988 et 1992. Ils ont émis l’hypothèse que cela était dû à une augmentation significative de la perte de glace en 2002-2006.
Un certain nombre d’événements glaciaires tels que la formation de crevasses, le vêlage et le déplacement sur la roche sous-jacente peuvent provoquer des séismes, mais ils ne sont pas liés aux mouvements tectoniques.
Source: Alaska Dispatch News.

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On February 28th, 1979, an M 7.7 earthquake shook the Chugach and St. Elias mountains in Southcentral Alaska. The event is believed by geologists to be the result of complex tectonic movements in the area, where the vast Pacific and North American plates meet and accumulate pressure. Now, scientists are studying another element that may also influence the region’s seismic activity: glacial melting.

Researchers with NASA’s Goddard Space Flight Center and the U.S. Geological Survey sought to find out if glacial fluctuations had any relation to earthquakes in the area around the Malaspina and Bering glaciers, south of the Wrangell-St. Elias National Park and north of Yakutat. While their 2004 study concluded that moving tectonic plates had the largest role in major earthquakes, they also acknowledged that ice movements close to these sites may have also had an impact.

From 1993 to 1995, the Bering glacier advanced rapidly in a movement known as a glacial surge. In the five years that followed the surge, the newly-formed mass of ice retreated and thinned, a response to warming temperatures. When the ice thickened during the surge, the number of earthquakes decreased in the region. During the thinning, the number of small quakes increased, hovering around M 1 to M 2 on the Richter scale.

The researchers also calculated the amount of pressure that would have built up under the glaciers in the Icy Bay region, between the Bering and Malaspina glaciers, from 1899 to 1979. The large mass of a glacier can help keep things stable, but once that melts away, the tectonic plates are freer to move and create friction beneath the surface. Between 1899 and 1979, the glaciers lost enough ice for the weight loss to have contributed to the St. Elias earthquake.

Southern Alaska is a unique location to study these type of interactions: few places have a rapidly melting mass interacting with plates tens of kilometres beneath the Earth’s surface.

In a later study released in 2008, two researchers from the Alaska Earthquake Center at the University of Alaska Fairbanks, found that between 2002 and 2006, the number of small tectonic movements in the Icy Bay region increased when compared to the seismic rate between 1988 and 1992. They hypothesized that this was due to a significant increase in the rate of ice wastage in 2002-2006.

A variety of glacial activities such as crevassing, calving and moving along the underlying rock trigger earthquakes but these are not related to tectonic movements.

Source: Alaska Dispatch News.

 Partie méridionale de l’Alaska, avec glaciers Bering et Malaspina, et Icy Bay entre les deux glaciers (Google Maps)

Glacier de Béring (Crédit photo : Wikipedia)

Vue du massif du Mont St Elias (Photo : C. Grandpey)

 

COP 21 : La planète n’a que 5% de chances d’atteindre ce but // The planet has just 5% chance of reaching this goal

Selon une nouvelle étude de l’Université de Washington à propos de l’effort international pour endiguer le changement climatique, il n’y a que 5% de chance pour que la Terre évite un réchauffement d’au moins 2°C d’ici la fin du siècle. Au niveau mondial,  la tendance en matière d’économie, d’émissions de gaz à effet de serre et de croissance de population montre qu’il est extrêmement improbable que la planète reste inférieure au seuil de 2°C fixé lors de la COP 21 en 2015 .

Il faut garder à l’esprit que, dans le cadre de l’accord de Paris, 195 pays se sont engagés à maintenir la température mondiale moyenne « bien en dessous de 2°C » par rapport aux niveaux préindustriels, et ont établi un objectif plus ambitieux de limiter le réchauffement à 1,5°C. La nouvelle étude, publiée dans la revue Nature Climate Change, indique que cette dernière cible n’est guère réaliste et qu’il y a seulement 1% de chances que les températures augmentent de moins de 1,5°C.
Les gouvernements présents à la COP 21 se sont fixés un seuil de 2°C en partie par opportunisme politique, mais aussi parce que les scientifiques ont mis en garde contre les graves conséquences de l’élévation du niveau de la mer, de la sécheresse, des vagues de chaleur et des troubles sociaux si la température s’élève au-delà de ce seuil. De tels risques ont été soulignés par une étude de l’Université de Caroline du Nord. Elle montre qu’un changement climatique ininterrompu causerait environ 60 000 décès dans le monde d’ici 2030 et 260 000 d’ici 2100. Les chercheurs ont également constaté que la hausse des températures favoriserait la propagation des polluants atmosphériques qui viendraient s’ajouter à ceux existant déjà.

Selon l’étude de l’Université de Washington, il y a 90% de chances pour que les températures augmentent entre 2°C et 4,9°C d’ici 2100. Cela placerait le monde dans les scénarios moyens de réchauffement définis par le Groupe d’experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC). Cela met aux oubliettes les résultats les plus optimistes, tout comme le scénario le plus pessimiste qui prévoyait que les températures grimperaient jusqu’à près de 6°C au-dessus de celles de l’ère préindustrielle.
Plutôt que de voir comment les gaz à effet de serre affecteront la température, la nouvelle étude a analysé l’évolution de la population mondiale sur les 50 dernières années, le produit intérieur brut (PIB) par habitant, ainsi que l’intensité carbone qui représente la quantité de dioxyde de carbone émise pour chaque dollar d’activité économique. Après avoir construit un modèle statistique couvrant une gamme de scénarios d’émissions, les chercheurs ont constaté que l’intensité carbone serait un facteur crucial dans le réchauffement futur. On s’attend à ce que les progrès technologiques réduisent l’intensité carbone globale de 90% au cours du siècle, avec des baisses nettes en Chine et en Inde qui sont deux très gros consommateurs d’énergie. Cependant, cette réduction ne sera pas assez significative pour empêcher de franchir la barre fatidique des 2°C.
La population mondiale devrait atteindre environ 11 milliards de personnes d’ici 2100 mais l’étude montre que cela aura un impact relativement faible sur les températures car cette croissance aura lieu en Afrique subsaharienne qui est un contributeur mineur en matière d’émissions de gaz à effet de serre.
Les chercheurs insistent sur le fait que les résultats de leur étude ne signifient pas que 2°C sera une cible impossible à atteindre et qu’il est trop tard pour prendre des mesures. Au contraire, éviter les fortes hausses de température prévues par leur modèle est «extrêmement important et exige une action urgente». Des percées technologiques pourraient changer les perspectives de manière spectaculaire, mais les progrès majeurs réalisés au cours des 50 dernières années, comme l’informatique, la robotique, les voitures hybrides, Internet et l’injection électronique de carburant, ont déjà permis de réduire progressivement les émissions de carbone à raison d’environ 2% par an.

Cette approche optimiste du changement climatique est celle qui imprègne le dernier film d’Al Gore « Une vérité qui dérange (suite) ».
Source: The Guardian.

Pendant ce temps, la France vient de battre son record de températures nocturnes, officiellement à cause du sirocco. Ne nous leurrons pas; le vent saharien n’est pas seul responsable!

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According to new University of Washington research that paints a sobering picture of the international effort to stem dangerous climate change, there is only a 5% chance that the Earth will avoid warming by at least 2°C by the end of the century. Global trends in the economy, emissions and population growth make it extremely unlikely that the planet will remain below the 2°C threshold set out in the Paris climate agreement in 2015.

One should keep in mind that the Paris accord, signed by 195 countries, commits to holding the average global temperature to “well below 2°C” above pre-industrial levels and sets a more aspirational goal to limit warming to 1.5°C. The new research, published in Nature Climate Change, indicates that this latter target is barely plausible, with just a 1% chance that temperatures will rise by less than 1.5°C.

Governments at the COP 21 settled on the 2°C threshold partly through political expediency but also because scientists have warned of severe consequences from sea level rise, drought, heatwaves and social unrest should the temperature rise beyond this. Such risks have been underscored by a separate study by the University of North Carolina. It shows unabated climate change will cause around 60,000 deaths globally in 2030 and 260,000 deaths by 2100. It also found that rising temperatures will exacerbate air pollutants that will particularly threaten those with existing conditions.

According to the University of Washington study, there is a 90% likelihood that temperatures will rise between 2°C and 4.9°C by 2100. This would put the world in the mid-range warming scenarios mapped out by the UN’s Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). It negates the most optimistic outcome as well as the worst case, which would see temperatures climb nearly 6°C beyond the pre-industrial era.

Rather than look at how greenhouse gases will influence temperature, the new research analyzed the past 50 years of trends in world population, per capita gross domestic product (GDP) and carbon intensity, which is the amount of carbon dioxide emitted for each dollar of economic activity. After building a statistical model covering a range of emissions scenarios, the researchers found that carbon intensity will be a crucial factor in future warming. Technological advances are expected to cut global carbon intensity by 90% over the course of the century, with sharp declines in China and India which are two newly voracious consumers of energy. However, this decline still will not be steep enough to avoid breaching the 2°C limit.

The world’s population is expected to grow to about 11 billion people by 2100, but the research found that this will have a relatively small impact upon temperatures as much of this growth will take place in sub-Saharan Africa, which is a minor contributor of greenhouse gas emissions.

The researchers insist that the results of their study do not mean that 2°C is an impossible target and that it is too late to do anything. On the contrary, avoiding the higher temperature increases that their model envisages is “even more important, and also requires urgent action.” A breakthrough technology could “dramatically” change the outlook but major advances of the past 50 years, such as the computer, robotics, hybrid cars, the internet and electronic fuel injection, have improved carbon efficiency steadily at around 2% a year, rather than in huge jumps. This optimistic approach to climate change is the one that pervades Al Gore’s last film “An inconvenient Sequel”.

Source: The Guardian.

Vue de la courbe de Keeling fin juillet 2017: les concentrations de CO2 dans l’atmosphère restent largement supérieures à 400 ppm. Aucun progrès n’est observé par l’observatoire du Mauna Loa à Hawaii.

Pékin, l’une des villes les plus polluées au monde

(Crédit photo: Wikipedia)