Catégorie : Science

Remodelage de la Lune par les volcans // Reshaping of the Moon by volcanoes

Les photos prises par les différentes sondes spatiales montrent que la face visible de la Lune est marquée par d’importants bassins d’impact, tandis que sa face cachée présente des bassins beaucoup moins nombreux et plus petits, avec une croûte nettement plus épaisse. Ce déséquilibre intrigue les scientifiques depuis des décennies. Au fil des ans, les chercheurs ont proposé diverses théories pour expliquer cette asymétrie; elles allaient d’un réchauffement dû aux marées provoqué par l’orbite de la Lune autour de la Terre à une collision géante qui aurait remodelé sa structure interne. Toutefois, aucune preuve claire n’a été apportée quant à un mécanisme capable de justifier une évolution aussi inégale.

Quatre vues hémisphériques de la Lune, obtenues à partir d’images prises par la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA. En haut à gauche : la face visible. En haut à droite : l’hémisphère est. En bas à gauche : la face cachée. En bas à droite : l’hémisphère ouest. (Source : NASA/GSFC/Arizona State University)

Une équipe de scientifiques du Jet Propulsion Laboratory de la NASA a analysé les données de la mission GRAIL et identifié les premiers signes de différences de température au cœur même de la Lune. L’étude, publiée le 14 mai 2025 dans la revue Nature, montre que des éléments producteurs de chaleur dans la croûte lunaire ont maintenu une face de la Lune plus fine et plus chaude que l’autre, même après des milliards d’années.
En 2012, la mission GRAIL de la NASA a utilisé deux sondes spatiales pour cartographier la gravité lunaire avec une précision remarquable. En suivant d’infimes variations de distance entre les deux sondes lors de leur vol autour de la Lune, les chercheurs ont pu détecter de subtiles variations de son attraction gravitationnelle, des différences liées à des structures inégales en profondeur sous la surface lunaire.
En étudiant ces données, les chercheurs ont constaté une différence de 2 à 3 % dans la déformation du manteau lunaire entre ses faces visible et cachée. Des simulations informatiques de la structure lunaire révèlent que cette différence peut être attribuée à un écart de température de 100 à 200 °C entre les hémisphères visible et caché, la face visible étant plus chaude.
Ce contraste est probablement dû à une concentration plus élevée d’éléments radioactifs sur la face visible de la Lune, vestiges d’une activité volcanique datant d’il y a 3 à 4 milliards d’années. En effet, les données de la mission Lunar Prospector de la NASA ont révélé que la face visible de la Lune contient jusqu’à 10 fois plus de thorium que sa face cachée. L’abondance de thorium et d’éléments radioactifs similaires a probablement généré un excès de chaleur, ce qui a provoqué des différences de température de plusieurs centaines de degrés dans le manteau de la face visible au début de l’histoire de la Lune. Cette chaleur a pu créer de vastes poches de roche en fusion contribuant à façonner des formations volcaniques, telles que les maria ou mers lunaires que nous observons aujourd’hui. Les maria sont de vastes plaines basaltiques sombres sur la Lune, formées par la lave en s’écoulant dans d’anciens bassins d’impact. Les auteurs de l’étude pensent que les processus qui ont formé les mers lunaires il y a plusieurs milliards d’années sont toujours présents et actifs aujourd’hui. Des missions comme GRAIL, qui mesurent l’évolution du champ gravitationnel d’une planète lors du déplacement d’une sonde spatiale, permettent aux scientifiques d’obtenir à distance de précieux indices sur les caractéristiques internes des corps planétaires. Comme cette technique ne nécessite pas l’atterrissage d’une sonde spatiale, elle permet de révéler plus facilement les structures internes de planètes comme Mars, Encelade, lune de Saturne, ou Ganymède, lune de Jupiter.
Source : space.com.

À voir sur France 5, dans le cadre de Science Grand Format, un très intéressant documentaire intitulé « De l’autre côté de la Lune« . Il nous montre parfaitement la face cachée de notre voisine, mais aussi les enjeux de la conquête spatiale de la Lune et le Mars.

https://www.france.tv/france-5/science-grand-format/4725331-de-l-autre-cote-de-la-lune.html

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Photos taken by the different spacecraft show that the moon’s nearside is scarred by massive impact basins, while its farside features far fewer and smaller basins, and a significantly thicker crust. This imbalance has puzzled scientists for decades. Over the years, researchers have proposed various theories to explain this asymmetry, ranging from tidal heating caused by the moon’s orbit around Earth to a giant early collision that reshaped its internal structure. But there has been no clear evidence pointing to a mechanism capable of driving such an uneven evolution.

A team of scientists at NASA’s Jet Propulsion Laboratory analyzed data from NASA’s GRAIL mission and identified the first clear signs of temperature differences deep within the moon. The study, published on May 14th, 2025 in the journal Nature, suggests heat-producing elements lingering in the moon’s crust have kept one side of the moon thinner and warmer than the other, even after billions of years.

In 2012, NASA’s GRAIL mission used a pair of spacecraft to map the moon’s gravity with remarkable precision. By tracking tiny shifts in the distance between the two orbiters as they flew around the moon, the researchers were able to detect subtle variations in its gravitational pull, differences linked to uneven structures deep beneath the lunar surface.

Studying this data, the researchers found a 2–3% difference in how the moon’s mantle deforms between its near and far sides. Computer simulations of the moon’s structure suggest this difference can be attributed to a temperature gap of 100-200 degrees Celsius between the nearside and farside hemispheres, with the nearside being warmer.

This contrast has likely been sustained by a higher concentration of radioactive elements on the moon’s nearside, which are remnants of volcanic activity from 3 billion to 4 billion years ago. Indeed, data from NASA’s Lunar Prospector mission revealed the lunar nearside contains up to 10 times more thorium than lunar farside. The abundance of thorium and similar radioactive elements probably generated additional heat, driving temperature differences of several hundred degrees throughout the nearside mantle during the moon’s early history. This heat may have created large pockets of molten rock, helping shape volcanic features, such as the lunar maria we see today. The lunar maria are large, dark, basaltic plains on Earth’s Moon, formed by lava flowing into ancient impact basins. The authors of the study think that the processes which formed the lunar maria several billion years ago are still present and active today.

Missions like GRAIL that measure how a planet’s gravity field changes as a spacecraft orbits allow scientists to gain valuable clues about the internal characteristics of planetary bodies from afar. Because this technique does not require a spacecraft to land on the surface, it can more easily reveal interior structures of worlds like Mars, Saturn’s moon Enceladus, or Jupiter’s moon Ganymede.

Source : space.com.

Éruption sur une dorsale médio-océanique // Eruption on a medio-oceanic ridge

Des chercheurs à bord du submersible Alvin, exploité par la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), ont été les témoins directs d’une éruption volcanique sur le champ hydrothermal de Tica le 29 avril 2025. Situé à 9°50’N sur la dorsale Est du Pacifique, le site se trouve à environ 2 500 m sous la surface de l’océan Pacifique et à 2 100 km à l’ouest du Costa Rica.

Source : UPSC

L’éruption a recouvert le fond marin de basalte fraîchement émis, enfouissant un écosystème hydrothermal composé de vers tubicoles géants, de moules, de crabes et de poissons.

Vers tubicoles (Source : Smithsonian Institution)

L’équipe scientifique a constaté des conditions inhabituelles lors de sa descente, notamment une augmentation des particules en suspension et une légère hausse de la température de l’eau. Les lumières du submersible ont révélé des coulées de lave fraîche, des amas de vers tubicoles morts et de brèves incandescences de lave en fusion en train de se refroidir dans une eau de mer à très basse température.
Lorsque le submersible a terminé sa plongée, les températures ont atteint les limites supportables par l’engin. Les chercheurs ont pu observer une lueur orange qui scintillait dans certaines fissures, confirmant qu’une éruption volcanique avait eu lieu et était toujours en cours. Il a été décidé d’éloigner le submersible et de remonter à la surface.
L’éruption avait été prévue en s’appuyant sur plus de sept années d’études financées par la National Science Foundation (NSF). Elles avaient permis de surveiller les changements chimiques dans les fluides hydrothermaux et la hausse constante de la température des sources.
L’équipe avait observé un écosystème dynamique à Tica le 28 avril autour des sources hydrothermales qui expulsaient des fluides riches en produits chimiques à une température de 400°C.

L’éruption du lendemain a laissé derrière elle les cadavres d’un groupe de vers tubicoles au milieu d’une étendue sombre. Toute la vie et les caractéristiques observées par les chercheurs quelques jours auparavant avaient disparu.

Les hydrophones du navire de recherche Atlantis, propriété de la marine américaine et exploité par le WHOI, ont détecté des explosions basse fréquence et des crépitements qui ont permis de localiser le début de l’éruption en début de journée le 29 avril.

En cliquant sur ce lien, vous verrez une vidéo qui montre le site de Tica avant et après l’éruption du 29 avril 2025 :

https://youtu.be/4tyyzo5V9R0

L’expédition, qui a débuté le 11 avril, visait à étudier le flux de carbone organique dissous émis par les sources hydrothermales. En raison de conditions dangereuses, les plongées ultérieures d’Alvin ont été annulées, mais l’équipe a descendu des instruments depuis Atlantis pour collecter des données à proximité du site de la source de l’éruption. Ces mesures permettront d’analyser les changements chimiques et thermiques post-éruption.
Le site de Tica, découvert en 1991 lors d’une précédente éruption observée par Alvin, a connu trois éruptions connues, espacées d’environ 15 à 20 ans, en 1991 et en 2005-2006. Des cartes haute résolution des fonds marins, réalisées pendant sept ans par le véhicule sous-marin autonome Sentry, également exploité par le WHOI, permettront aux géologues de déterminer l’étendue de l’éruption, le volume de lave émis, ainsi que la superficie des zones impactées.
Les dorsales médio-océaniques, chaînes de montagnes volcaniques de 64 000 km, génèrent 80 % du volcanisme terrestre en formant de nouveaux fonds marins lors de l’accrétion des plaques tectoniques. Cette dernière éruption, la première à avoir été observée sur une dorsale médio-océanique active, offre une occasion rare d’étudier son impact sur la formation des fonds marins.

Source : The Watchers

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Researchers aboard the Alvin submersible, operated by the Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), directly witnessed an active volcanic eruption at the Tica hydrothermal vent field on April 29 2025 Located at 9°50’N on the East Pacific Rise, the site lies approximately 2 500 m below the Pacific Ocean’s surface and 2 100 km west of Costa Rica.

The eruption covered the seafloor with fresh basalt, entombing a hydrothermal ecosystem consisting of giant tubeworms, mussels, crabs, and fish. The scientific team noticed unusual conditions during their descent, including increased particulate matter and slightly elevated water temperatures. The submersible’s lights revealed fresh lava flows, dead tubeworm clusters, and brief flashes of molten lava hardening in near-freezing seawater.

When the submersible terminated the dive, temperatures neared the vehicle’s limits. The researchers could see an orange shimmering glow in some of the cracks ; it confirmed that a volcanic eruption had taken place and was still actually underway. It was decided to move the submersible away and to return to the surface.

The eruption was anticipated based on over seven years of studies funded by the National Science Foundation (NSF) which monitored chemical changes in hydrothermal fluids and steadily rising vent temperatures.

The team had observed a vibrant ecosystem at Tica on April 28, living around vents expelling 400°C chemical-rich fluids. The next day’s eruption left only a single cluster of dead tubeworms amid a black expanse. All the life and features that the researchers had seen just a few days before, had disappeared. Hydrophones on the research vessel Atlantis, owned by the U.S. Navy and operated by WHOI, detected low-frequency booms and crackling sounds, pinpointing the eruption’s start early on April 29.

The expedition, which began April 11, aimed to study dissolved organic carbon flow from vents. Due to unsafe conditions, further Alvin dives were canceled, but the team lowered instruments from Atlantis to collect data near the vent site. These measurements will help analyze post-eruption chemical and thermal changes.

The Tica vent, discovered in 1991 during a prior eruption witnessed by Alvin, has experienced three known eruptions, roughly 15–20 years apart, with events in 1991 and 2005–2006. High-resolution seafloor maps created over seven years by the autonomous underwater vehicle Sentry, also operated by WHOI, will enable geologists to determine the eruption’s extent, lava volume, and affected areas.

The mid-ocean ridge, a 64 000 km volcanic mountain chain, generates 80% of Earth’s volcanism by forming new seafloor as tectonic plates diverge. The latest eruption, the first active mid-ocean ridge event directly observed, offers a rare chance to study seafloor creation and its impacts.

Source : The Watchers.

Un ‘couvercle’ de magma à Yellowstone // A magma ‘cap’ at Yellowstone

Après la découverte d’une double chambre magmatique sous Yellowstone il y a quelques années, des scientifiques nous informent, dans une étude récemment publiée dans la revue Nature, qu’un ‘couvercle’ de magma joue probablement un rôle essentiel pour empêcher une puissante éruption dans l’un des plus grands systèmes volcaniques actifs au monde.
Ce ‘couvercle’ de magma se trouve à environ 3,8 km sous la surface de la Terre où il retient la pression et la chaleur. Il a été découvert quand les scientifiques ont utilisé un camion vibrosismique – ou vibrateur sismique – qui génère de minuscules séismes en envoyant des ondes sismiques dans le sol. Les ondes sont renvoyées par les couches souterraines et ont révélé la profondeur où se trouve le ‘couvercle’ de magma.

Crédit photo : USGS

L’étude indique que la stabilité des systèmes volcaniques actifs est « fortement influencée » par la profondeur de stockage du magma le plus proche de la surface. Le réservoir magmatique de la croûte supérieure sous la caldeira de Yellowstone n’a pas été bien défini. On sait qu’il y a du magma sous Yellowstone, mais la profondeur et la structure exactes de sa limite supérieure restent à déterminer. Les auteurs de l’étude ont constaté que ce réservoir est toujours actif.
Comme je l’ai indiqué plus haut, en 2022, des chercheurs ont découvert que le super volcan de Yellowstone possède un double réservoir magmatique sous la caldeira, bien plus important qu’on ne le pensait. La lave est présente à de faibles profondeurs et a alimenté la dernière éruption.

 Source : USGS

Les chercheurs ont modélisé diverses conditions de roche, de fusion et de volatilité afin de déterminer les matériaux composant le ‘couvercle’ de magma ; les modélisations ont révélé un mélange de silicates fondus et de bulles d’eau supercritique au sein de la roche poreuse. Les bulles se forment lorsque le magma monte et se décompresse, ce qui provoque la séparation d’éléments comme l’eau et le dioxyde de carbone de la masse en fusion. Des éruptions peuvent se produire lorsque les bulles s’accumulent et augmentent leur flottabilité, provoquant une explosion. Cependant, contrairement à ce qu’affirment certains médias, les chercheurs pensent qu’une éruption à Yellowstone n’est probablement pas imminente.
Les données d’imagerie sismique et de modélisation informatique indiquent que le réservoir magmatique sous Yellowstone libère des gaz, mais reste stable ; les bulles s’élèvent et passent à travers la roche poreuse du ‘couvercle’ magmatique. Cependant, le contenu des bulles et de la masse en fusion est inférieur à ce qui précède généralement une éruption imminente. Il semble plutôt que le système volcanique sous Yellowstone évacue le gaz par des fissures et des canaux entre les cristaux des minéraux.
La géologie complexe de Yellowstone est un environnement difficile à analyser et les chercheurs ont eu beaucoup de mal à obtenir ces données. La diffusion des ondes sismiques a produit des images bruitées, difficiles à interpréter. Cependant, les scientifiques ont réussi à obtenir l’une des premières images « ultra nettes » de la partie sommitale du réservoir magmatique sous la caldeira de Yellowstone grâce à la technique d’imagerie sismique structurelle. Cette découverte pourrait donner des indications sur l’activité future du vaste système volcanique de Yellowstone.
Source : ABC News et autres médias américains.

Émissions gazeuses à Yellowstone (Photo: C. Grandpey)

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After the discovery of a dual magma chamber beneath Yellowstone a few years ago, geoscientists are informing us, through a study recently published in the journal Nature, that a magma cap at Yellowstone National Park is likely playing a critical role in preventing a massive eruption in one of the largest active volcanic systems in the world.

The cap made of magma is about 3.8 km below the Earth’s surface and essentially acts as a lid that traps pressure and heat below it.It was found after scientists used a vibroseis truck to generate tiny earthquakes that send seismic waves into the ground. The waves measured reflected off subsurface layers, revealing a sharp boundary at the depth where the magma cap lies.

One can read in the study that the stability of hazardous volcanic systems is « strongly influenced » by the uppermost magma storage depth. In addition, the magma reservoir at the upper crust beneath Yellowstone’s caldera has not been well constrained. We know that there is magma beneath Yellowstone, but the exact depth and structure of its upper boundary is a big question. The authors of the study have found that this reservoir has not shut down and is still dynamic.

As I put it above, in 2022, researchers discovered that Yellowstone’s supervolcano has substantially more magma reservoir under the caldera than previously thought. The lava is also flowing at shallow depths that fueled prior eruption.

The researchers modeled various rock, melt and volatile conditions to determine what materials the magma cap consists of ; it revealed a mixture of silicate melt and supercritical water bubbles within porous rock. The bubbles are formed as the magma rises and decompresses, causing gases like water and carbon dioxide to separate from the melt. Volcanic eruptions can occur as the bubbles accumulate and increase in buoyancy, driving an explosion. However, the researchers say that an eruption at Yellowstone is likely not imminent.

Data from seismic imaging and computer modeling indicates that the magma reservoir is actively releasing gas but remains in a stable state, with the bubbles rising and releasing through the porous rock of the magma cap. However, the bubble and melt contents are below the levels typically associated with imminent eruption. Instead, it seems the system is venting gas through cracks and channels between mineral crystals.

Yellowstone’s complex geology was a challenging environment for the researchers to obtain the data. The scattering seismic waves produced noisy data that was hard to interpret. However, the geoscientists were able to capture one of the first « super clear » images of the top of the magma reservoir beneath the Yellowstone caldera using the structural seismic imaging technique. The discovery could offer clues to future activity amid Yellowstone’s extensive volcanic system.

Source : ABC News and other U.S. News media.

Islande : un « Pont entre les continents » ? Pas vraiment ! // Iceland : a « Bridge between continents » ? Not really !

La plupart des guides touristiques islandais parlent du « Pont entre les continents ». Il s’agit d’un pont symbolique reliant l’Europe et l’Amérique du Nord, situé sur la péninsule de Reykjanes. On peut lire sur la page web « Visit Reykjanes » que « la péninsule de Reykjanes se situe sur l’une des principales limites de plaques tectoniques au monde : la dorsale médio-atlantique. Obéissant à la théorie de la dérive des continents, les plaques tectoniques eurasienne et nord-américaine s’éloignent continuellement l’une de l’autre, mues par des forces colossales. À Sandvik, le « Pont entre les continents » est une petite passerelle au-dessus d’une importante fissure, qui est la preuve évidente de la présence d’une divergence de plaques divergentes. Construit en 2002, il symbolise la connexion entre l’Europe et l’Amérique du Nord.»

Photo: C. Grandpey

Un article récent paru dans l’Iceland Monitor nous apprend que le « Pont entre les continents » est susceptible de changer de nom. C’est du moins l’avis du professeur émérite Páll Einarsson, qui affirme que ce nom est trompeur et montre une inexactitude géographique.
Einarsson a écrit dans une récente publication Facebook : « L’Islande a toujours été considérée comme faisant partie de l’Europe. Le continent américain commence au Groenland ; ce pont ne s’étend pas aussi loin. Comme c’est souvent le cas de nos jours, cette appellation semble refléter une erreur de traduction ou un malentendu.» Einarsson souligne que le pont enjambe la limite entre des plaques tectoniques – et non des continents – et explique que le qualifier de pont entre des continents ne correspond pas à la vérité. Il note que, bien que l’Islande se situe à la frontière des plaques tectoniques nord-américaine et eurasienne, elle reste fermement ancrée en Europe, tant géographiquement que culturellement. La partie occidentale de l’île repose sur la plaque nord-américaine, et la partie orientale sur la plaque eurasienne. « Cela ne signifie pas pour autant qu’une partie de l’Islande est américaine.»
Source : Iceland Monitor.

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Most guidebooks about places to see in Iceland tell about the « Bridge betwwen Continents ». It refers to a symbolic bridge between Europe and North America on the Reykjanes Peninsula. One can read on the Web page Visit Reykjanes that « the Reykjanes peninsula lies on one of the world’s major plate boundaries, the Mid-Atlantic Ridge. According to the continental drift theory, the Eurasian and North American tectonic plates are continuously drifting apart with great forces. The Bridge between two continents at Sandvík is a small footbridge over a major fissure, which provides clear evidence of the presence of a diverging plate margin. The bridge was built in 2002 as a symbol for the connection between Europe and North America. »

A recent article released in the Iceland Monitor informs us that the « Bridge Between Continents » may be due for a name change. This is the opinion of professor emeritus Páll Einarsson whoargues that the name is misleading and promotes a geographic inaccuracy.

Einarsson wrote in a recent Facebook post : “Iceland has always been considered a part of Europe. The American continent begins in Greenland ; this bridge doesn’t stretch that far. As is so often the case these days, the naming seems to reflect a mistranslation or misunderstanding.” Einarsson emphasizes that the bridge spans the boundary between tectonic plates – not continents – and says calling it a bridge between continents distorts the facts. He notes that while Iceland sits on the boundary of the North American and Eurasian tectonic plates, it remains firmly within Europe both geographically and culturally. The western part of the island lies atop the North American plate, and the eastern part rests on the Eurasian plate. « That doesn’t make part of Iceland American. »

Source : Iceland Monitor.