Catégorie : Science

Le mystère des cryovolcans sur Cérès // The mystery of cryovolcanoes on Ceres

Dans une note publiée le 10 septembre 2016, j’expliquais qu’une étude publiée dans la revue Nature Communications révéle que les volcans de glace – ou cryovolcans – sur Cérès pourraient aider à résoudre le mystère de l’absence de grands cratères à la surface de cette planète naine.
Une nouvelle étude publiée en février 2017 dans la revue Geophysical Research Letters montre que la couche de glace qui recouvre Cérès a pu subir des changements au fil du temps, ce qui aurait permis à la seule montagne de la planète naine, le cryovolcan Ahuna Mons, de s’étirer progressivement et de s’enfoncer dans la croûte de glace qui recouvre la planète. Il n’est pas impossible que des montagnes semblables se dressaient autrefois à la surface de la planète et qu’elle se soient aplaties avec le temps.
Lorsque la mission Dawn de la NASA a atteint Cérès en 2015, elle a découvert un monde presque plat d’où émergeait une seule montagne, Ahuna Mons dont le sommet se dresse à 4 000 mètres au-dessus de la surface, avec un âge maximum estimé à 200 millions d’années. Des recherches antérieures ont laissé entendre que la montagne pourrait être un volcan glaciaire qui se serait formé selon le processus du cryovolcanisme, mais sa source fait l’objet de discussions.
L’isolement de Ahuna Mons a toujours été un casse-tête pour les scientifiques. D’autres planètes soupçonnées d’héberger des cryovolcans, comme Pluton et les lunes Europa, Triton et Titan, montrent plusieurs signes de tels édifices alors que Cérès n’en possède qu’un seul. Les chercheurs pensent que le cryovolcanisme a pu rester en sommeil sur Cérès jusqu’à assez récemment, mais une telle hypothèse leur semble peu probable.
Une autre option, plus probable celle-là, est que les cryovolcans se sont formés tout au long de la vie de la planète, puis ont disparu. Comme Cérès ne possède pas d’atmosphère ou d’éléments liquides à sa surface, les processus d’érosion par le vent et la pluie qui usent les montagnes sur Terre n’existent pas sur la planète naine.
Les chercheurs n’ont pas concentré leur travail sur la formation de la montagne proprement dite, mais sur ce qui s’est passé après. Ils ont procédé à des modélisations d’Ahuna Mons et ont constaté que, si au moins 40 pour cent de la montagne était constitués de glace, elle avait tendance à « couler » lentement sur ses flancs, un peu comme du miel sur une assiette, ce qui la faisait s’aplatir avec le temps. En ajoutant de la glace, la montagne devenait plus visqueuse, oscillant entre un ensemble solide et liquide.
L’observation des cratères permet de calculer l’âge d’un terrain. Alors que Ahuna Mons manque de signes d’impacts, la région dans laquelle il se trouve possède des cratères datant d’environ un milliard d’années, voire moins, pour Ahuna Mons. La montagne est probablement jeune, pas plus de 200 millions d’années, ce qui laisse supposer que la planète est probablement géologiquement active aujourd’hui, bien qu’aucun signe définitif n’ait été repéré.
Cérès ne montre qu’un seul sommet aujourd’hui, mais il y a des indications qu’une autre montagne se trouvait autrefois à la surface de la planète. Près d’Ahuna Mons se trouve une colline repérée par une équipe scientifique précédente. C’est peut-être le reste d’un ancien cryovolcan qui, comme Ahuna Mons, s’est aplati avec le temps. Cela pourrait signifier que la région d’Ahuna Mons est une source continue de cryovolcanisme. Sur terre, le mouvement des plaques tectoniques permet à la lave de percer la croûte en de nombreux endroits, souvent en donnant naissance à des chaînes de montagnes, mais Cérès n’a pas de tectonique des plaques. La région ressemblerait davantage à Mars, où la lave s’est accumulée pour façonner Olympus Mons, le plus grand volcan connu du système solaire. Mais tandis que Ahuna Mons a tendance à s’aplatir du fait de sa structure de glace, la structure rocheuse d’Olympus Mons reste ferme et bien en place
Les chercheurs envisagent maintenant de rechercher d’autres images de Cérès pour y trouver des signes de cryovolcans en train de s’aplatir.
Source: Space.com.

En cliquant sur ce lien, vous accéderez à un très intéressant document mis en ligne par la NASA sur la formation des cryovolcans sur Cérès:

https://youtu.be/-6nxKqPIUkE

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In a post released on September 10th 2016, I explained that a study published in the journal Nature Communications revealed that ice volcanoes on Ceres might help solve the mystery of why large craters seem to be missing on the dwarf planet’s surface

New research detailed in February 2017 in the journal Geophysical Research Letters suggests that the outer layer of the icy world on the dwarf planet Ceres may be slowly shifting over time, allowing the only mountain peak on Ceres, the ice volcano Ahuna Mons, to gradually stretch out and sink into the crust. Similar mountains may have peppered the planet in the past and flattened out over time.

When NASA’s Dawn mission arrived at Ceres in 2015, it found a nearly flat world with only a single mountain, Ahuna Mons. The massive summit towers 4,000 metres above the surface and is at most 200 million years old. Previous research has suggested the peak could be an ice volcano forming through the process of cryovolcanism but its source is still under debate.

The mountain’s isolation has always been a major puzzle. Other planets suspected of hosting cryovolcanoes, such as Pluto and the moons Europa, Triton and Titan, have multiple suspects whereas Ceres has only one. According to researchers, one possibility might be that cryovolcanism was dormant on Ceres until fairly recently, but they think such a hypothesis is unlikely.

The other, more likely, option is that cryovolcanoes formed throughout the planet’s lifetime, then disappeared. Because Ceres lacks an atmosphere or running liquids on its surface, the erosion processes of wind and rain that wear down Earth’s mountains don’t happen on the tiny world.

The researchers focused not on the formation of the mountain but on what happened afterward. They modeled possible compositions for Ahuna Mons and found that, if at least 40 percent of the mountain was made up of ice, it would slowly spread outward like honey on a plate, gradually relaxing or flattening down over time. With more ice, the mountain became more viscous, wavering between solid and liquid.

Cratering records provide one method for calculating the age of a terrain. While Ahuna Mons itself lacks signs of impacts, the region it sits in has craters that provide a limit of about a billion years, or even less, for the mountain. Ahuna Mons may be young, no more than 200 million years old, which suggests that the planet may still be geologically active today, though no definitive signs have been spotted.

Ceres may be the lone peak today, but there’s evidence that another spire may have risen in the past. Near Ahuna Mons lies the shape of another hill, spotted by a previous team. This may be the remnants of a previous cryovolcano like Ahuna Mons that gradually relaxed away. That could suggest that the region around Ahuna Mons may be an ongoing source of cryovolcanism. On Earth, shifting plates cause lava to erupt through the crust in multiple locations, often spawning chains of volcanoes, but Ceres has no plate tectonics. The region could be more like Mars, where rocky lava continued to pile up on itself to create the massive Olympus Mons, the largest known volcano in the solar system. But while Ahuna Mons may be relaxing due to ice, the rocky Olympus Mons stands firm.

Researchers now plan to search other images of Ceres for signs of potentially relaxed cryovolcanoes.

Source: Space.com.

By clicking on this link, you will have access to a very interesting document released by NASA about the formation of cryovolcanoes on Ceres :

https://youtu.be/-6nxKqPIUkE

Modélisation d’Ahuna Mons à la surface de Cérès (Source: NASA)

 

Orques contre narvals // Orcas vs. narwhals

Une étude* effectuée par l’Institut de Biologie Arctique de l’Université de Fairbanks a suivi en parallèle les comportements des orques et des narvals dans une partie de l’Arctique canadien ; elle a révélé que dès que les orques se trouvent à une centaine de kilomètres des narvals, ces derniers se mettent à nager plus vite que d’habitude pour se réfugier dans des eaux peu profondes près du rivage. Une fois que les orques ont quitté la zone, les narvals, connus pour leurs longues défenses qui leur ont valu le surnom de «licornes des mers», ont repris leurs habitudes dans les eaux profondes de l’océan. Les résultats ont surpris les scientifiques qui s’attendaient à ce que les narvals soient certes effrayés par les orques, mais pas aussi rapidement et régulièrement
Le nouveau comportement des narvals est indubitablement lié au changement climatique. En effet, ces animaux  vivent dans les zones où la glace est épaisse. Au fur et à mesure que la glace de mer s’amincit et que l’accès aux eaux ouvertes devient plus facile, les orques fréquentent de plus en plus les eaux de l’Arctique au large de l’est du Canada et du Groenland, là où vivent la plupart des narvals de la planète. En Alaska, les orques ont agrandi leur territoire en se dirigeant vers le nord par le détroit de Béring pour s’installer dans la Mer des Tchouktches, à l’image des baleines à bosse et des rorquals.
La nouvelle étude a utilisé des données de suivi satellitaire recueillies en 2009 dans Admiralty Inlet, un fjord profond au large de l’île de Baffin. Les orques ne sont pas vraiment une nouveauté à Admiralty Inlet, écosystème marin partiellement clos, mais les nombres de ces cétacés a considérablement augmenté, en particulier au cours des deux dernières décennies.
L’étude a été la première à utiliser le suivi simultané par satellite de toutes les espèces de prédateurs marins et de leurs proies. Le déplacement des orques a été suivi à l’aide de balises implantées temporairement dans leur graisse, tandis que les narvals ont été suivis par des dispositifs fixés à leurs crêtes dorsales. Les études antérieures sur le comportement des narvals avaient utilisé des enregistrements de sons émis par les orques ou avaient observé des suites immédiates d’attaques de ces mammifères.
La nouvelle étude a montré que lorsque les orques sont entrés dans Admiralty Inlet, les narvals se sont dirigés vers les zones moins profondes où ils étaient probablement moins vulnérables. Lorsque les orques ont quitté le fjord, les narvals ont regagné les eaux profondes avant de quitter le fjord à leur tour, un par un. Les données de télémétrie recueillies après 2009 confirment les observations faites par les populations indigènes de la région. Les Inuits de la Baie de Baffin ont vu les mammifères marins s’éloigner pour éviter leurs prédateurs. Ils utilisent le mot Aarlirijuk qui signifie « peur des orques» pour faire référence à ce comportement. Ces observations sont présentées dans le détail dans une étude canadienne publiée en 2012. Un habitant de la région a déclaré aux chercheurs avoir vu un narval s’échouer pratiquement sur la plage pour éviter les orques ; d’autres autochtones ont affirmé qu’ »il y avait une fois tant de narvals sur le rivage que les gens auraient même pu les toucher ».
En ce qui concerne les narvals mentionnés dans la dernière étude, on ignore si l’un des animaux équipés de balises a été attaqué par les orques. Tous ont survécu pendant la période d’étude, ce qui semble montrer que les attaques susceptibles de se produire ont échoué. L’étude aura des implications pour d’autres mammifères marins de l’Arctique qui pourraient devenir des proies pour la population d’orques en hausse.

* http://www.pnas.org/content/114/10/2628.abstract

Source: Alaska Dispatch News.

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A study* by the Institute of Arctic Biology at the University of Fairbanks that simultaneously tracked movement of orcas and narwhals in a portion of the Canadian Arctic found that as soon as killer whales were within about 100 kilometres of narwhals, narwhals swam faster than normal to shallower waters close to shore. Once the orcas left the area, the narwhals, known for their distinctive long tusks and sometimes referred to as « unicorns of the sea, » returned to their normal swimming patterns in deep offshore waters. The results surprised the scientists who expected narwhals to be scared away by killer whales but not in such an immediate pattern triggered by the predators’

The new behaviour of narwhals is undoubtedly linked to climate change. Narwhals thrive in areas of heavy pack ice. But as sea ice diminishes and open-water access increases, orcas are becoming more common in the Arctic waters off eastern Canada and Greenland that are home to most of the world’s narwhals. In Alaska as well, orcas have been expanding their range northward through the Bering Strait into the Chukchi Sea, as have normally subarctic humpback and fin whales.

The new study used satellite-tracking data collected in 2009 in Admiralty Inlet, a deep fjord off northern Baffin Island. Killer whales are not entirely new to Admiralty Inlet, a body of water that is a partially enclosed marine ecosystem, but orca numbers there have increased substantially, especially in the last decade or two.

The study was the first to use simultaneous satellite tracking of any marine predator and prey species. The killer whales’ movement was tracked by tags temporarily attached to the blubber, while the narwhals were tracked by devices attached to their dorsal ridges. Past studies of narwhal responses have used recordings of killer whale sounds or have observed immediate aftermath of killer whale attacks.

The new study showed that when killer whales entered the inlet, the narwhals headed toward the shallower areas where they were presumably less vulnerable. When the killer whales departed the inlet, the narwhals moved back to their patterns of swimming as individuals in deeper waters before migrating out of the inlet one by one. The telemetry data, which was also collected in years beyond 2009, confirms observations made by the region’s indigenous people. The Inuit of Baffin Bay watched marine mammals swim away from the meat-eating predators and have a term for the behaviour, Aarlirijuk, meaning « fear of killer whales. » Those observations are detailed in a Canadian study published in 2012. One local resident told researchers that he saw a narwhal partially beach itself to avoid killer whales, and others said “there were once so many narwhal on shore that people could even touch them.”

As for the narwhals in the new study, it is unknown whether any of the tagged animals were individually targeted by killer whales. All survived during the study period, so any attacks that might have happened were unsuccessful. The study has implications for other Arctic marine mammals that might be prey to increasing numbers of killer whales.

* http://www.pnas.org/content/114/10/2628.abstract

Source: Alaska Dispatch News.

Aire de répartition des narvals (Source: Wikipedia)

Orques en Alaska (Photo: C. Grandpey)

Une histoire de bisons, volcan et ADN // A story of bison, volcano and DNA

Après les humains, les bisons sont les mammifères qui ont le mieux réussi  à coloniser l’Amérique du Nord où ils s’installèrent dans les Grandes Plaines. Toutefois, l’époque de leur arrivée en provenance d’Asie est longtemps restée un mystère. Selon une nouvelle étude publiée par l’Académie Nationale des Sciences, les informations génétiques et géologiques ont permis de déterminer à quel moment ils ont migré et emprunté la Béringie, pont terrestre entre l’Alaska et la Sibérie orientale. L’étude révèle que les bisons sont arrivés il y a 135 000 à 195 000 ans, donc bien avant les hommes dont la première vague a emprunté le pont de terre il y a environ 20 000 ans, même si cette date est de plus en plus contestée parmi les scientifiques. Après les premières migrations, les bisons se sont multipliés, diversifiés et ils sont devenus plus nombreux que les mammouths, les chevaux du Pléistocène et d’autres mammifères qu’ils ont chassés de leurs pâturages.

Les résultats de l’étude reposent en grande partie sur l’ADN prélevé sur le plus ancien fossile de bison connu, un os découvert il y a une dizaine d’années dans le territoire du Yukon au Canada. Le fossile du Yukon a été trouvé près de la rivière Porcupine, juste en dessous d’une couche de cendre répandue par une puissante éruption massive du Complexe Volcanique du Lac Emmons il y a environ 130 000 ans. Le Complexe Volcanique du Lac Emmons est un grand stratovolcan dont les éruptions ont façonné l’une des plus vastes calderas de l’arc des Aléoutiennes. Les cendres émises par l’éruption ont permis aux scientifiques de déterminer l’âge du fossile du bison du Yukon et de confirmer que c’est le plus ancien fossile de bison connu en Amérique du Nord. Les datations au radiocarbone ne fonctionnant pas au-delà de 40 000 à 50 000 ans, les scientifiques ont dû avoir recours à d’autres techniques pour déterminer sa date. Grâce aux nouvelles technologies, l’ADN du fossile du Yukon a été extrait et analysé. Il a été comparé à celui d’un fossile légèrement plus jeune trouvé près de Snowmass dans le Colorado, et les deux spécimens ont été comparés à des dizaines de fossiles de bisons plus récents, y compris certains dans le sol du Yukon au-dessus de la cendre volcanique, où les animaux étaient fort nombreux. À partir de ce matériel génétique, les scientifiques ont déterminé que tous les bisons avaient un ancêtre commun qui vivait il y a 135 000 à 195 000 ans, époque où existait le pont terrestre de la Béringie. L’information génétique a également montré que les bisons ont migré sur le pont terrestre en une deuxième vague il y a 21 000 à 45 000 ans.
Une fois arrivés en Amérique du Nord, les bisons se sont rapidement développés en donnant naissance à de nouvelles formes génétiques. La première espèce sur le continent – l’espèce qui a laissé derrière elle l’os du Yukon – était le bison des steppes. Le fossile du bison du Colorado, bien que plus jeune d’environ 10 000 à 20 000 ans, était d’une espèce différente, mais liée aux précédentes : le bison à longues cornes. C’est une espèce connue pour sa très grande taille, mais dont les fossiles n’ont pas été trouvés au nord du 48ème parallèle. Le bison des steppes et le bison à longues cornes sont des espèces du Pléistocène qui ont disparu, mais les bisons tels que nous les connaissons aujourd’hui sont leurs descendants.
Source: Alaska Dispatch News.

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After humans, the mammals most successful at colonizing North America were the bison that thundered across the Great Plains. Just when they arrived on the continent from Asia has long been a mystery. According to a new study published by the National Academy of Sciences, genetic and geologic information has helped pinpoint the time of their migration across the Bering Land Bridge. The new study reveals that bison arrived between 135,000 and 195,000 years ago. Humans were believed to have been much more recent travellers, with the first wave of migrants about 20,000 years ago, though that arrival time is facing increasing contention among experts. After the first bison migrations, the animals multiplied, diversified and became the dominant grazers, displacing mammoths, Pleistocene horses and other mammals that arrived earlier.

The findings of the study rely in large part on DNA extracted from the oldest known bison fossil, a bone found a decade ago in Canada’s Yukon territory. The Yukon fossil was found near the Porcupine River. It was just below a layer of ash that was spread in a massive eruption about 130,000 years ago from the Emmons Lake Volcanic Center, a large stratovolcano with a pre-caldera volume of 300-400 cubic km and one of the largest calderas in the Aleutian arc. The ash spread by the eruption allowed scientists to determine the Yukon bison fossil’s age and confirm it as the oldest known bison fossil in North America, As radiocarbon dating does not work beyond ages of about 40,000 to 50,000 years, scientists needed other methods to determine the date. Thanks to new technology, DNA from the Yukon fossil was extracted and analyzed. It was compared with that from a slightly younger fossil found near Snowmass, Colorado, and both were compared with dozens of younger bison fossils, including some from Yukon soil above the volcanic ash, where there were lots of bison all over the place. From that genetic material, the scientists determined that all the bison had a common ancestor 135,000 to 195,000 years ago, a period when the Bering Land Bridge was exposed. The genetic information also showed that bison migrated over the land bridge in a second wave 21,000 to 45,000 years ago.

Once bison were in North America, they quickly developed into new genetic forms. The first species on the continent — the species that left the Yukon bone — was the steppe bison. The Colorado bison fossil, though only about 10,000 to 20,000 years younger, was of a different but related species, the giant long-horned bison. That is a species known for its huge size, with fossils not found north of the Lower 48 states. Steppe and giant long-horned bison are Pleistocene species now extinct, but modern bison are their descendants.

Source : Alaska Dispatch News.

Les bisons font partie des emblèmes du Parc de Yellowstone.

(Photo: C. Grandpey)

 

Une cartographie des super éruptions du passé // Mapping the super eruptions of the past

De nouvelles recherches effectuées par des géologues de l’Université Carleton à Ottawa (Canada) et de l’Université d’État de Tomsk (Russie) ont révélé que de colossales éruptions volcaniques ont déversé leur lave à la surface de la Terre beaucoup plus souvent qu’on ne le pense généralement. Ces énormes éruptions se sont produites au moins 10 fois au cours des 3 milliards d’années écoulées. Elles ont provoqué certains des changements les plus profonds de l’histoire de la Terre, comme la grande extinction de masse il y a 252 millions d’années, lorsque les volcans ont déversé sur la Sibérie des flots de lave et des nuages de gaz toxiques.
Savoir quand et où se sont produites de telles éruptions permettra aux géologues de repérer les gisements de minerais, de reconstruire les anciens super continents et de comprendre la naissance de la croûte terrestre. L’étude ce type d’activité volcanique sur d’autres planètes peut aussi donner des indications sur l’histoire géologique de la Terre.
Les données fournies par les dernières recherches devraient être rendues publiques d’ici la fin de l’année, avec la publication d’une carte par la Commission de la Carte Géologique du Monde à Paris. Les éruptions du passé apparaissent clairement sur cette carte. La lave émise par ces super volcans s’est érodée depuis longtemps, mais les conduits d’alimentation qui ont fait sortir la lave à la surface de la Terre sont toujours là. Les géologues qui ont effectué l’étude ont parcouru le globe pour trouver des traces de cette tuyauterie. Les conduits d’alimentation apparaissent généralement sous forme de lignes radiales, signes d’anciennes émissions de lave, réparties autour de la bouche éruptive d’un volcan disparu depuis longtemps. Les géologues ont cartographié ces dykes et ont effectué une datation de chacun d’eux à l’uranium-plomb. En faisant correspondre les âges des dykes, ils ont pu établir un lien entre ceux issus d’une seule méga éruption.
Chacune des éruptions nouvellement identifiées entre dans une base de données. On y trouve, entre autres, une éruption qui a eu lieu il y a 1,32 milliard d’années en Australie et qui se connecte à une autre dans le nord de la Chine. Techniquement, ces méga éruptions sont connues sous le nom de «grandes provinces ignées» (Large Igneous Provinces – LIP). Elles sont capables de répandre plus d’un million de kilomètres cubes de roche en quelques millions d’années. Par comparaison, l’éruption de 1980 du Mont St Helens dans l’Etat de Washington a émis seulement 10 kilomètres cubes de matériaux.
Ces grandes éruptions émettent également des gaz qui peuvent modifier la température de l’atmosphère et la chimie des océans. Une modélisation publiée en février 2017 montre que la température de notre planète a probablement augmenté de 7°C par an au plus fort des éruptions de Sibérie. Les particules de soufre provenant de ces éruptions ont ensuite rapidement conduit à un refroidissement global et à des pluies acides qui ont provoqué la disparition de plus de 96% des espèces marines.
Les chercheurs ont été confrontés à des difficultés en remontant loin dans le temps. En effet, les traces laissées par les grandes provinces ignées deviennent de plus en plus floues avec le temps. Les incertitudes de datation grandissent, et il devient difficile de corréler les éruptions individuelles avec des impacts environnementaux spécifiques.
En moyenne, ces méga éruptions qui ont donné naissance aux grandes provinces ignées se produisent environ tous les 20 millions d’années. La plus récente est celle qui a  façonné le plateau basaltique de la Columbia River il y a 17 millions d’années, dans ce qui est maintenant le nord-ouest des États-Unis. La découverte de nouvelles grandes provinces ignées sur Terre permettrait de mettre en perspective l’histoire géologique des planètes voisines. Vénus, Mars, Mercure et la Lune montrent toutes des signes d’énormes éruptions. Sur la Lune, le volcanisme de style LIP a commencé il y a 3,8 milliards d’années et sur Mars il y a peut-être 3,5 milliards d’années. Sans tectonique des plaques pour maintenir la surface active, ces éruptions ont fini par s’arrêter. Les chercheurs pensent que d’autres corps planétaires conservent des informations sur les premières phases de l’évolution planétaire, une information que nous avons perdu sur Terre. Elles pourraient ouvrir une fenêtre sur l’histoire ancienne de notre propre planète.
Source: Scientific American.

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New research by geologists at Carleton University in Ottawa (Canada) and Tomsk State University (Russia) has revealed that enormous volcanoes vomited lava over the ancient Earth much more often than geologists had suspected. Such huge eruptions occurred at least 10 times in the past 3 billion years. Such eruptions are linked with some of the most profound changes in Earth’s history, like the biggest mass extinction which happened 252 million years ago when volcanoes blanketed Siberia with lava and poisonous gases.

Knowing when and where such eruptions happened can help geologists to pinpoint ore deposits, reconstruct past supercontinents and understand the birth of planetary crust. Studying this type of volcanic activity on other planets can even reveal clues to the geological history of the early Earth.

The data provided by the mew research are expected to be made public by the end of the year, through a map from the Commission for the Geological Map of the World in Paris. Surprisingly, the ancient eruptions lurk almost in plain sight on the map. The lava they spewed has long since eroded away, but the underlying plumbing that funnelled molten rock from deep in the Earth up through the volcanoes is still there. The geologists who performed the study scoured the globe for traces of this plumbing. It usually appears as radial spokes of ancient squirts of lava, fanned out around the throat of a long-gone volcano. The geologists mapped these dyke swarms, and used uranium–lead dating to pinpoint the age of the rock in each dyke. By matching the ages of the dykes, they could connect those that came from a single huge eruption.

Each of those newly identified eruptions goes into the database. They include a 1.32-billion-year-old eruption in Australia that connects to one in northern China. Technically, the eruptions are known as ‘large igneous provinces’ (LIPs). They can spew more than one million cubic kilometres of rock in a few million years. By comparison, the 1980 eruption of Mount St Helens in Washington State put out just 10 cubic kilometres.

These large events also emit gases that can change atmospheric temperature and ocean chemistry. A modelling study published in February 2017 suggests that global temperatures could have soared by as much as 7°C per year at the height of the Siberian eruptions. Sulphur particles from the eruptions would have soon led to global cooling and acid rain; more than 96% of marine species went extinct.

The researchers were confronted with difficulties as they went very far back in time. The picture of how LIPs affected the global environment gets murkier the further back in time you get. Uncertainties in dating grow, and it becomes hard to correlate individual eruptions with specific environmental impacts.

On average, LIPs occur every 20 million years or so. The most recent one was the Columbia River eruption 17 million years ago, in what is now the northwestern United States. Discovering more LIPs on Earth helps to put the geological history of neighbouring planets in perspective. Venus, Mars, Mercury and the Moon all show signs of enormous eruptions. On the Moon, LIP-style volcanism started as early as 3.8 billion years ago; on Mars, possibly 3.5 billion years ago. But without plate tectonics to keep the surface active, those eruptions eventually ceased. The researchers think that other planetary bodies retain information about the earliest parts of planetary evolution, information that we have lost on Earth. They can give us a window into the early history of our own planet.

Source: Scientific American.

Epanchements basaltiques du Columbia Plateau aux Etats Unis.

(Photos: C. Grandpey)