Catégorie : Science

Prévision et prévention volcaniques : Les défis de la communauté scientifique // Volcanic prevision and prevention : The challenges of the scientific community

Un rapport publié aux Etats-Unis par les Académies Nationales des Sciences, d’Ingénierie et de Médecine identifie de grands défis pour la communauté scientifique afin de mieux se préparer aux éruptions volcaniques
Malgré une meilleure compréhension des volcans, notre capacité à prévoir le moment, la durée, le type, la taille et les conséquences des éruptions volcaniques est limitée. Afin d’améliorer la prévision éruptive et sauver des vies, le rapport identifie les priorités de recherche pour un meilleur suivi des éruptions volcaniques et trois grands défis auxquels est confrontée la communauté volcanologique.
Le comité qui a mené l’étude a décrit les priorités de recherche dans des domaines tels que les processus qui gèrent le déplacement et le stockage du magma sous les volcans; comment les éruptions commencent, évoluent et finissent; comment un volcan entre en éruption; la prévision des éruptions; la transformation des paysages, des océans et de l’atmosphère face aux éruptions volcaniques; le comportement des volcans face aux changements à la surface de la Terre.
Sur la base de ces priorités de recherche, le comité a identifié trois grands défis majeurs pour faire progresser la science et le suivi des volcans:

Prévision de l’ampleur, de la durée et du risque induit par les éruptions en intégrant les observations avec des modèles.
Les prévisions actuelles sont basées sur la simple reconnaissance de données de surveillance volcanique. Ces approches ne sont pas toujours couronnées de succès parce que ces données de surveillance n’appréhendent pas la diversité des volcans ou leur évolution au fil du temps. Une approche basée sur des modèles de processus physiques et chimiques, s’appuyant sur le suivi des données de surveillance, comme cela se fait dans les prévisions météorologiques, pourrait améliorer la précision de la prévision éruptive. Une telle approche nécessite l’intégration de données et de méthodologies à partir de disciplines multiples.

Quantifier les cycles de vie des volcans et surmonter notre compréhension partielle actuelle.
La compréhension actuelle du cycle de vie d’un volcan est faussée car seulement un petit nombre de volcans sont étudiés. Une surveillance accrue depuis le sol, la mer et l’espace peut surmonter certaines de ces lacunes d’observation. L’amélioration des capacités de surveillance actuelles et la mise en place d’infrastructures permettant de rendre disponibles  les données historiques et de surveillance sont essentielles pour améliorer la compréhension des processus volcaniques et l’évaluation des risques volcaniques. Le comité a fait remarquer que des technologies innovantes telles que les capteurs peu coûteux, les drones et les nouvelles méthodes géochimiques micro-analytiques sont des outils prometteurs pour fournir de nouvelles connaissances sur l’activité volcanique.

Mettre en place une coordination au sein de la communauté volcanologique.
Près de 100 volcans entrent en éruption quelque part sur Terre chaque année. Le renforcement de la recherche pluridisciplinaire, de la recherche nationale et internationale, la mise en place de partenariats et de réseaux de formation peuvent aider la communauté scientifique à donner un nouvel élan aux progrès scientifiques résultant de l’étude des éruptions à travers le monde.

L’étude a été parrainée par la National Science Foundation, la NASA, l’USGS et les Académies Nationales des Sciences, d’Ingénierie et de Médecine. Le rapport complet peut être lu à cette adresse:
Http://www8.nationalacademies.org/onpinews/newsitem.aspx?RecordID=24650&_ga=1.36767842.396567824.1492636182

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A report published by the National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine identifies grand challenges for the scientific community to better prepare for volcanic eruptions

Despite broad understanding of volcanoes, our ability to predict the timing, duration, type, size, and consequences of volcanic eruptions is limited. To improve eruption forecasting and warnings to save lives, the report identifies research priorities for better monitoring of volcanic eruptions and three grand challenges facing the volcano science community.

The committee that conducted the study outlined several key questions and research priorities in areas such as the processes that move and store magma beneath volcanoes; how eruptions begin, evolve, and end; how a volcano erupts; forecasting eruptions; the response of landscapes, oceans, and the atmosphere to volcanic eruptions; and the response of volcanoes to changes on Earth’s surface.

Based on these research priorities, the committee identified three overarching grand challenges for advancing volcano science and monitoring:

Forecasting the size, duration, and hazard of eruptions by integrating observations with models

Current forecasts are based on recognizing patterns in monitoring data. These approaches have had mixed success because monitoring data do not capture the diversity of volcanoes or their evolution over time. An approach based on models of physical and chemical processes, informed by monitoring data, as is done in weather forecasting, could improve the accuracy of eruption forecasts. Such an approach requires integrating data and methodologies from multiple disciplines.

Quantifying the life cycles of volcanoes and overcoming our current biased understanding

Current understanding of a volcano’s life cycle is skewed because only a small number of volcanoes are studied. Extended monitoring from the ground, sea, and space can overcome some of these observational biases. Expanding and maintaining monitoring capabilities and supporting the infrastructure to make historical and monitoring data available are critical for advancing understanding of volcanic processes and assessing volcanic hazards. The committee noted that emerging technologies such as inexpensive sensors, drones, and new micro-analytical geochemical methods are promising tools to provide new insights into volcanic activity.

Building a coordinated volcano science community

Close to 100 volcanoes erupt somewhere on Earth each year. Strengthening multidisciplinary research, domestic and international research and monitoring partnerships, and training networks can help the research community maximize scientific advances that result from the study of eruptions around the world.

The study was sponsored by the National Science Foundation, NASA, the U.S. Geological Survey, and the National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. The whole report can be read at this address :

http://www8.nationalacademies.org/onpinews/newsitem.aspx?RecordID=24650&_ga=1.36767842.396567824.1492636182

Les volcans de l’arc des Aléoutiennes sont parmi les moins équipés et donc les plus difficiles à surveiller dans le monde (Source: AVO).

 

Les températures à la surface de la mer en 2016 // Sea surface temperatures in 2016

Au cours des derniers mois, on a beaucoup parlé d’El Niño et de son influence sur le climat de la planète. Une scientifique d’EUMETSAT – organisation européenne pour l’exploitation des satellites météorologiques – décrit à travers une animation les variations de température à la surface de la mer pendant l’année 2016. L’animation combine des données satellitaires fournies par le réseau géostationnaire de satellites et par les satellites en orbite polaire, ce qui couvre l’Europe, l’Amérique et le Japon.
L’animation montre l’évolution au cours de chaque mois de l’année, mettant en évidence des événements météorologiques spécifiques, les courants et les changements de températures dans différentes zones de la Terre, en particulier l’oscillation australe (ENSO) entre El Niño et La Niña.

https://youtu.be/thhFs8WYBrE

Comme je l’ai écrit précédemment, El Niño est un cycle naturel qui affecte les températures, les vents et la couverture nuageuse ​​de l’Océan Pacifique et qui influence le climat de la planète. Il se compose d’une bande d’eau chaude qui s’étend dans le Pacifique équatorial central et oriental. De son côté, La Niña est la phase froide qui fait suite à El Niño et génère des températures plus basses.
L’animation montre les changements de température et la façon dont l’énergie est répartie autour de notre globe, ce qui affecte le climat, les écosystèmes et toute notre vie quotidienne.
Source : EUMETSAT.

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There has been a lot of talk in recent months about El Niño and its influence on the world’s climate. A scientist at EUMETSAT – a European Organisation that processes weather satellite data – describes through an animation a year of sea surface temperature in 2016. The animation combines satellite data from both the geostationary ring of satellites and polar orbiting data including Europe, America, and Japan.

The animation goes through each month of the year, highlighting specific weather events, currents and changes in temperatures in different zones of the Earth focussing especially on El Niño–Southern Oscillation (ENSO) and La Niña.

https://youtu.be/thhFs8WYBrE

As I put it previously, El Niño is a natural cycle in Pacific Ocean temperatures, winds, and cloud that influences climate all around the planet. It consists of a band of warm water developing in the central and east-central equatorial Pacific. On the other hand, La Niña is the cool phase that follows El Niño, bringing colder temperatures.

The animation shows the changes in temperature and how energy is distributed and spreads around our globe, affecting the climate, ecosystem and all our daily lives.

Source : EUMETSAT.

Source: EUMETSAT

Le Parc du Pléistocène (Sibérie / Russie): Lutte contre la fonte du permafrost // Pleistocene Park (Siberia / Russia): To curb permafrost thawing

Comme je l’ai indiqué à plusieurs reprises, la fonte du permafrost dans l’Arctique a un effet pervers : elle libère du gaz carbonique et du méthane dans l’atmosphère, ce qui contribue à accroître l’effet de serre et la hausse des températures.

C’est dans le but de freiner la fonte du pergélisol qu’a été créé le Parc du Pléistocène au nord de la Sibérie, à 5 km de la ville de Chersky (Yakutia). Cette initiative majeure tente de restaurer l’écosystème de la steppe des mammouths qui prévalait dans l’Arctique à la fin du Pléistocène. L’initiative suppose le remplacement des écosystèmes nordiques improductifs actuels par des pâturages hautement productifs qui présentent à la fois une forte densité animale et un taux élevé de biorecyclage. Les expériences de réintroduction d’animaux ont commencé en 1988. Actuellement, le Parc du Pléistocène se compose d’une zone fermée de 16 kilomètres carrés qui abrite 5 espèces majeures d’herbivores: bisons, bœufs musqués, élans, chevaux et rennes.
Le Parc du Pléistocène est actuellement géré par Nikita Zimov, mais c’est son père, Sergey Zimov, qui a eu l’idée du Parc. Les Zimov introduisent des créatures adaptées au froid qui sont les descendants des animaux qui parcouraient la région pendant la dernière ère glaciaire qui s’est terminée il y a environ 11 500 ans. Au cours d’expéditions difficiles dans d’autres parties de la Russie, ils ont récupéré des rennes, des boeufs musqués, des chevaux, des bisons et des cervidés.
Quand ces animaux paissent dans la toundra en hiver, ils piétinent la neige et diminuent ses qualités isolantes. De cette façon, les Zimov veulent conserver le pergélisol en augmentant son exposition à l’air froid en hiver. Ils espèrent également que les grands herbivores s’attaqueront aux arbres, aux arbustes et à la mousse, restaurant ainsi l’écosystème de la steppe des mammouths.
La steppe des mammouths s’étendait autrefois dans le haut du globe et couvrait une grande partie de l’Alaska et du pont terrestre de la Béringie. Lorsque les mammouths ont disparu, la forêt boréale moderne est apparue avec sa relative pénurie d’animaux.
À partir des os datant de la dernière ère glaciaire mis à jour par l’érosion sur les berges de la rivière Kolyma, les Zimov estiment que 30 grands herbivores ont vécu sur chaque kilomètre carré de la steppe des mammouths pendant l’Age de Glace. C’est cette densité qu’ils essaient de reproduire dans le Parc du Pléistocène. Le rêve des Zimov est d’étendre leur projet à l’ensemble du Nord circumpolaire.
Un chercheur de l’Université de Fairbanks en Alaska se rend régulièrement dans le Parc du Pléistocène. Il travaille sur des équipements qui mesurent les émissions de gaz dans la toundra. Les résultats confirment qu’avec la fonte du pergélisol la toundra ajoute plus de dioxyde de carbone qu’elle en absorbe dans l’atmosphère.
Source: Alaska Dispatch News.

Voici l’adresse du site Internet du Park: http://www.pleistocenepark.ru/en/

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As I put it several times, the melting of the permafrost in the Arctic has a perverse effect: it releases carbon dioxide and methane into the atmosphere, which contributes to increasing the greenhouse effect and the temperatures.

It was in order to curb the thawing of the permafrost that Pleistocene Park was created. The site is located in the north of Siberia, 5 km from the town of Chersky (Yakutia). It is a major initiative that includes an attempt to restore the mammoth steppe ecosystem, which was dominant in the Arctic in the late Pleistocene. The initiative requires replacement of the current unproductive northern ecosystems by highly productive pastures which have both a high animal density and a high rate of biocycling. Experiments with animal reintroductions began in 1988. Currently, Pleistocene Park consists of an enclosed area of 16 square kilometres that is home to 5 major herbivore species: bison, musk ox, moose, horses and reindeer.

The Pleistocene Park project is led by Nikita Zimov. Its aim is to restore the northern ecosystem that existed at the time of the mammoths. His father, Sergey Zimov, envisioned and initiated Pleistocene Park. The Zimovs are bringing in large, cold-adapted creatures descended from those that roamed the landscape during the last ice age, which ended about 11,500 years ago. In adventurous missions to other parts of Russia, they have retrieved reindeer, musk oxen, horses, bison and elk.

As these animals graze the tundra in winter, they pack down snow and lessen its insulating qualities. In this way, the Zimovs want to preserve the permafrost by increasing its exposure to cold winter air. They also hope their large herbivores will trample trees, shrubs and moss, restoring the mammoth steppe ecosystem.

The mammoth steppe once extended across the top of the globe, covering much of Alaska and the Bering Land Bridge. When mammoths disappeared, the modern boreal forest and its relative paucity of animals emerged.

From ice-age bones they have found in eroding river bluffs, the Zimovs estimate 30 large grass-eaters roamed a typical square kilometre of the mammoth steppe during the ice age. This is the density they are trying to reproduce at Pleistocene Park. The Zimovs’ dream is an eventual expansion of their experiment across the circumpolar north.

An Alaskan researcher at UAF is regularly visiting Pleistocene Park. He works on tundra-gas measuring equipment that confirm that, with the thawing of the permafrost,  the tundra is now adding slightly more carbon dioxide to the atmosphere than it absorbs.

Source: Alaska Dispatch News.

Here is the address of the Park’s website: http://www.pleistocenepark.ru/en/

Source: Parc du Pléistocène

Le boeuf musqué fait parti des animaux introduits dans le Parc du Pléistocène.

(Photo: C. Grandpey)

Les cratères cachés de la Lune // The Moon’s hidden craters

Un article récemment publié dans The New Scientist nous apprend que la Lune dissimule des cratères sous sa surface. Les cartes de sa gravité confirment l’existence d’anciens cratères qui, depuis leur naissance, ont été recouverts par des coulées de lave et par le manteau lunaire au cours de son soulèvement.
En combinant les données de cartographie gravimétrique avec leurs propres modèles mathématiques, un chercheur à l’Université Purdue de West Lafayette (Indiana) et ses collègues ont confirmé l’existence de deux cratères sous la surface de la Lune. L’un d’eux  est totalement enfoui sous la Mer de la Tranquillité.
Les astronomes connaissent l’existence de ces cratères enfouis depuis très longtemps, quasiment depuis le début de l’étude de la Lune. En 2016, un chercheur de l’Université de l’Arizona et ses collègues ont utilisé des données fournies par la mission GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) de la NASA pour trouver des preuves de l’existence de plus de 100 cratères enfouis sous des étendues de basalte émises par d’anciennes éruptions volcaniques.
La mission GRAIL se composait de deux satellites, baptisés Ebb et Flow – Le Flux et le Reflux – qui sont restés pendant neuf mois en orbite autour de la Lune en 2012. La mesure de petits changements dans leur accélération a permis aux scientifiques de cartographier la gravité de la Lune. Cela donne un aperçu des variations de la densité de sa surface et de sa partie interne. Les mesures effectuées pendant la mission GRAIL ont également révélé des vallées de rift enterrées, des structures sous les anciens volcans et d’autres formations façonnées par l’activité volcanique.
L’un des cratères, que l’équipe scientifique a baptisé Earhart, présente un diamètre d’environ 200 kilomètres. Situé dans la partie nord-est du côté proche de la lune, il est presque complètement masqué par un impact ultérieur et des coulées de lave émises par la suite. Il a probablement été créé par un impact d’astéroïde il y a environ trois milliards d’années, après qu’une croûte se soit formée à la surface de la Lune, mais avant qu’elle ait refroidi de manière significative. On estime que l’astéroïde a creusé un cratère de 40 ou 50 kilomètres de profondeur, qui a ensuite été rempli à la fois par les coulées de lave des volcans et le manteau de la Lune qui poussait la croûte.
L’équipe de chercheurs a découvert un autre cratère enfoui, légèrement plus petit, de 160 kilomètres de diamètre, qu’ils ont appelé Anomalie d’Ashoka.
Une analyse plus approfondie de ces cratères enfouis donnera probablement davantage d’informations sur la surface lunaire qui se cache sous les vastes plaines de dépôts volcaniques.

Source: The New Scientist.

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An article recently published in The New Scientist infirms us that the Moon conceals craters beneath its surface. Maps of its gravity have confirmed the existence of hidden, ancient craters, long since filled in by lava flows and rising lunar mantle.

By combining gravity-mapping data with their own mathematical models, a researcher at Purdue University in West Lafayette, Indiana, and his colleagues have confirmed the existence of two underground craters, one completely buried beneath the Sea of Tranquility.

Astronomers have known about these buried craters since the early days of lunar science

Last year, a researcher at the University of Arizona and his colleagues used data from NASA’s Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) mission to find evidence of more than 100 craters buried beneath seas of basalt formed by ancient volcanic eruptions.

GRAIL consisted of twin spacecraft, called Ebb and Flow, that orbited the moon for nine months in 2012. Measuring small changes in their acceleration allowed scientists to map the moon’s gravity. That in turn gives insights into variations in the density of the lunar surface and interior. Measurements from GRAIL also revealed buried rift valleys, structures underneath ancient volcanoes and other formations caused by volcanic activity.

One crater, which the team call Earhart, measures around 200 kilometres in diameter. Located in the north-eastern part of the moon’s near side, it is almost completely masked by a later impact and subsequent lava flooding. It was probably created by an asteroid impact around three billion years ago, after the moon formed a crust but before it significantly cooled. It is estimated that the asteroid made a crater 40 or 50 kilometres deep, which was then filled in by a combination of lava flow from volcanoes and the moon’s mantle pushing up the thin crust.

The team also discovered a slightly smaller buried crater, 160 kilometres in diameter, which they called the Ashoka Anomaly.

Further analysis of these buried craters could reveal more about the lunar surface beneath the vast plains of volcanic deposits.

Source: The New Scientist.

Vues de la Mer de la Tranquillité (Source: NASA)