Catégorie : Science

Le volcanisme à la surface de Io, lune de Jupiter // Volcanisme on Io, Jupiter’s moon

drapeau-francaisEn février 2001, une éruption s’est produite sur le volcan Surt sur Io, la lune de Jupiter, et a développé une énergie estimée à 78 000 gigawatts. En comparaison, l’éruption de l’Etna en 1991-1994 a été estimée à 12 gigawatts. Au plus fort de l’éruption, observée par le télescope WM Keck II sur le Mauna Kea à Hawaï, cette puissance a presque égalé la celle combinée de tous les volcans actifs de Io.
L’éruption de Surt semble avoir couvert une superficie de 1900 kilomètres carrés, plus grande que toute la ville de Londres. L’énergie enregistrée indique qu’il s’agissait d’une violente éruption, avec des très hautes températures. Les éruptions qui produisent ce type de signature thermique présentent des fontaines de lave de plusieurs kilomètres de hauteur, avec de vastes coulées de lave à la surface.
Le volcanisme de Io a été observé pendant les huit dernières années par la sonde Galileo et maintenant, avec l’avènement de nouveaux systèmes optiques, il est contrôlé par les astronomes en poste dans les observatoires Keck et Gemini à Hawaii.
A cause d’une résonance orbitale avec deux de ses lunes voisines, Europe et Ganymède, Io est soumise à une pression permanente. Le frottement qui en résulte chauffe l’intérieur de la lune suffisamment pour créer un océan de magma à seulement 50 kilomètres sous sa surface. Il est probable que cette asthénosphère partiellement fondue fournit la source de lave basaltique qui alimente les éruptions de centaines de volcans à la surface de Io.
L’activité volcanique de Io a été suivie au cours des 35 dernières années par des observatoires terrestres, le télescope spatial Hubble, et plusieurs sondes qui ont visité Jupiter au fil des ans. Malheureusement, le dernier véhicule spatial à avoir visité le système de Jupiter était la sonde New Horizons il y a sept ans ; le prochain sera le Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) lancé par l’Agence Spatiale Européenne, qui n’arrivera pas à destination avant 2030.
Beaucoup des volcans de Io sont permanents, ce qui signifie qu’ils maintiennent des niveaux et des styles d’activité relativement constants pendant des années, voire des décennies. Parmi eux figurent Pele, un lac de lave dont la croûte mince est régulièrement brassée par les gaz, et Prométhée, un champ de lave qui chauffe le dioxyde de soufre à l’état de glace qui se trouve en dessous pour produire un panache de gaz et de poussière de 100 kilomètres de hauteur.
et en forme de parapluie.
Beaucoup de lacs et champs de lave d’Io (certains atteignent 300 kilomètres de longueur) sont permanents, mais ils peuvent montrer des fluctuations significatives d’activité. A côté de cela, certains volcans peuvent rester au repos pendant des années avant de connaître des éruptions soudaines et brutales. Ces éruptions peuvent démarrer à partir de fractures dans la croûte de Io et générer des fontaines de lave jaillissant jusqu’à un kilomètre dans l’espace avant de retomber sur le sol et produire de gigantesques coulées de lave. Des observations récentes ont révélé trois éruptions de ce type dans un intervalle de deux semaines en août 2013 à Rarog Patera, Heno Patera, et un volcan sans nom situé à 350 kilomètres à l’ouest de Isum Patera.
Source: The Daily Galaxy.

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drapeau-anglaisIn February 2001 an eruption from the Surt volcano on Io, Jupiter’s moon, occurred with an estimated output of 78,000 Gigawatts. By comparison, the 1991-94 eruption of Mt Etna in Sicily was estimated at 12 Gigawatts. During its peak, observed by the WM Keck II Telescope on Hawaii Mauna Kea, its output almost matched the eruptive power of all of Io’s active volcanoes combined.

The Surt eruption appears to cover an area of 1,900 square kilometres, which is larger than the entire city of London. The observed energy indicates the presence of a vigorous, high-temperature volcanic eruption. The kind of eruption to produce this thermal signature has incandescent fire fountains of molten lava which are kilometres high, accompanied by extensive lava flows on the surface.

Io’s volcanism has been monitored for the last eight years by the Galileo spacecraft and now, with the advent of adaptive optics systems, by Earth-bound astronomers such as those at the Keck and Gemini Observatories.

Thanks to an orbital resonance with two of its neighboring moons, Europa and Ganymede, Io is continuously squeezed. The resulting friction heats Io’s interior enough to create a mushy magma ocean only 50 kilometres beneath its surface. It is likely that this partially molten asthenosphere provides the source for basaltic silicate lava that erupts at hundreds of volcanoes across Io’s surface.

This volcanic activity has been monitored over the last 35 years by ground-based observatories, the Hubble Space Telescope, and several spacecraft that have visited Jupiter over the years. Unfortunately, the most recent spacecraft to visit the Jupiter system was New Horizons seven years ago and the next spacecraft to visit the system, the European Space Agency’s Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE), will not arrive until 2030.

Many of Io’s volcanoes are persistent, meaning they maintain relatively consistent levels and styles of activity for years or even decades. Examples include Pele, a lava lake whose thin crust is regularly broken up by churning from below, and Prometheus, a lava flow field that heats up the sulfur dioxide frost below it to produce an umbrella-shaped plume of gas and dust 100 kilometres tall.

Many of Io’s lava lakes and lava flow fields (some reaching 300 kilometres in length) are persistent, but can show significant fluctuations in activity. However, some volcanoes are much less regular in their volcanic activity, remaining quiescent for years before experiencing “outburst” eruptions. These outbursts can begin suddenly, starting at fissures in Io’s crust, and generate fire fountains that can jet lava up to a kilometre into space before falling back to the ground to produce extensive lava flows. Recent observations revealed three outburst eruptions over the course of two weeks in August 2013 at Rarog Patera, Heno Patera, and an unnamed volcano 350 kilometres west of Isum Patera (201308C).

Source: The Daily Galaxy.

Io

Eruption à la surface de Io le 25 avril 2006, vue par la sonde Galileo de la NASA. Le panache a une hauteur d’environ 140 km. (Crédit photo: NASA)

Le maïs de Sunset Crater (Arizona) // The corn of Sunset Crater (Arizona)

drapeau-francaisSi un jour vous vous trouvez à passer par l’Arizona, le Sunset Crater Volcano National Monument est un endroit intéressant à visiter, à quelques kilomètres au nord de Flagstaff.
Les éruptions qui ont façonné le cône de 340 mètres de hauteur ont probablement eu lieu vers l’an 1085. L’événement le plus important s’est situé sur le Sunset Crater proprement dit et a été à l’origine des coulées de lave Bonito et Kana’a qui ont parcouru respectivement 2,5 kilomètres vers le NO et 9,6 kilomètres vers le NE. L’éruption du Sunset Crater a saupoudré de cendre et de lapilli une superficie de plus de 2100 kilomètres carrés. Le volcan, qui est partiellement recouvert de végétation, avec des forêts de pins, est considéré comme en sommeil par les volcanologues.
En 1998, au cours de l’étude d’un site à quelques kilomètres à l’ouest du Sunset Crater Volcano National Monument, une équipe d’archéologues a identifié et recueilli 55 morceaux de basalte en provenance de Sunset Crater sur lesquels figuraient les empreintes d’épis de maïs. Ces morceaux de basalte pèsent une quarantaine de kilos chacun et ils ont probablement été transportés depuis une coulée de lave par les Sinaguas, une population amérindienne locale. Il est évident que ces roches étaient importantes pour ces paysans.
Les empreintes de maïs présentent des détails remarquables: on distingue bien les grains, de même que des textures fines comme des rides à l’extrémité des grains pas tout à fait mûrs. On observe aussi quelques empreintes de feuilles de maïs en train de se consumer. Plusieurs morceaux de charbon de bois ont été extirpés des cavités les plus profondes.
Au cours d’un voyage à Hawaii avec leurs élèves, les archéologues ont apporté avec eux des épis de maïs hopi, ainsi que du maïs acheté dans un magasin à proximité. Tout d’abord, plusieurs épis ont été placés sur la trajectoire d’un lobe de lave qui avançait lentement, mais la lave visqueuse en cours de refroidissement n’a pas permis d’obtenir de bonnes empreintes du maïs. Il est donc peu probable que la lave du Sunset Crater ait recouvert  un amoncellement de maïs déjà récolté. Un scénario plus probable est que le maïs a été placé de manière intentionnelle, probablement comme une offrande, à proximité d’un cône de projections ou hornito. Bien qu’il y ait des hornitos actifs sur les coulées de lave du Kilauea, les archéologues n’ont pas été autorisés à s’en approcher, pour des raisons de sécurité.
Au cours de l’éruption du Sunset Crater, des hornitos semblables à ceux du Kilauea se sont formés au point de départ des deux coulées de lave Kana’a et Bonito. Plusieurs sont d’ailleurs facilement identifiables de nos jours. Les plaques de basalte et leurs empreintes de maïs ressemblent davantage à des conglomérats formés par des projections de lave qu’à la lave plus compacte d’une coulée.
Comme plusieurs morceaux de basalte avec des empreintes de maïs contiennent de la cendre, il se peut que les offrandes aient été placées sur une surface cendreuse ou que des retombées de cendre se produisaient au même moment que les projections de lave des hornitos. Dans les deux cas, les retombées de cendre avaient lieu en même temps, ou à peu près au même moment, que l’écoulement de la lave. Cette remarque est cohérente avec les recherches récentes qui indiquent que l’éruption s’est concentrée sur une période de temps d’un an ou moins.
Un détail des empreintes de maïs donne encore plus de précision. En effet, les rides présentes à l’extrémité des grains indiquent que le maïs était à quelques semaines de sa maturité. En supposant que le maïs ait été juste récolté, on peut penser que les offrandes ont été faites fin août ou début septembre. Cela correspond à une étude récente qui conclut que la majeure partie de l’éruption a eu lieu au cours d’une période allant de l’été au début de l’automne, quand le vent soufflait du sud-ouest.
On peut voir une exposition du basalte avec ses empreintes de maïs au Sunset Crater Visitor Center.
Source: Arizona Daily Sun.

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drapeau-anglaisIf you travel to Arizona, the Sunset Crater Volcano National Monument is an interesting place to visit, north of Flagstaff. The date of the eruptions that formed the 340-metre-high cone was probably around A.D. 1085. The largest vent of the eruption, Sunset Crater itself, was the source of the Bonito and Kana’a lava flows that extended about 2.5 kilometres NW and 9.6 kilometres NE, respectively. The Sunset Crater eruption produced a blanket of ash and lapilli covering an area of more than 2,100 square kilometres. The volcano, which has partially been revegetated with pines, is considered dormant by volcanologists.

In 1998, during the investigation of an archaeological site a few kilometres west of Sunset Crater Volcano National Monument, a team of archaeologists identified and collected 55 pieces of Sunset Crater basalt lava bearing impressions of prehistoric corn cobs. They weighed approximately 40 kilograms and had probably been carried from a Sunset lava flow by the Sinagua, a local Amerindian population. Clearly these corn rocks were important to the carriers.

The corn impressions are remarkably detailed: individual kernels can be easily distinguished; fine features like dimples at the tips of not-quite-ripe kernels are evident. Even a few impressions of flammable corn husk were preserved. Several pieces of charcoal were recovered from some of the deeper corn casts.

During a trip to Hawaii with their students, the archaeologists brought Hopi corn with them, supplemented by corn from a nearby store. First, several cobs were placed in the path of a slow-flowing lava lobe. But the cooling, viscous lava at the leading tip of the flow lobe failed to form decent impressions. Thus it is unlikely that the corn rocks formed when Sunset lava overran a pile of harvested corn. A more likely scenario is that the corn was intentionally placed, probably as some form of offering, close by a spatter cone or hornito. Although there are hornitos on Kilauea’s lava flows, the team was not permitted to approach active ones.

During the Sunset volcano eruption, similar hornitos formed atop both the Kana’a and Bonito lava flows. Several are identifiable today. The Sunset corn rocks more closely resemble agglomerations of lava spatter than dense masses of lava flow.

Because several Sunset corn rocks contain cinders, the offerings were either placed on a cindery surface or else cinder fallout was occurring simultaneous to the spattering. In either case, the cinder fallout from an eruption column was taking place simultaneously, or nearly so, with lava flow emplacement. This is consistent with recent research indicating a compressed period of time – one year or less – for the entire eruption.

One detail of the corn impressions provides the most precise timing. In the corn impressions, dimples on individual kernels signify that the corn was a few week shy of ripeness. Assuming the corn was freshly harvested, the corn offerings were made in late August or early September. This is consistent with the recent interpretation that much of the main eruption occurred during the period of summer-to-early-autumn southwesterly winds.

The corn rock display can be seen at Sunset Crater Visitor Center.

Source: Arizona Daily Sun.

Sunset crater

Photo: C. Grandpey

Un puissant séisme à court terme dans les Caraïbes ? // Powerful earthquake soon in the Caribbean ?

drapeau-francaisLe Centre de Recherche Sismique (SRC) de l’Université des Indes Occidentales (UWI), basé à Trinidad, a demandé aux pays des Caraïbes de se préparer à l’éventualité d’un séisme majeur
Le SRC a enregistré 8 séismes de magnitude 4 ou supérieure depuis le 9 juin 2016. Le plus fort a atteint M 4,8 au nord-ouest d’Antigua le 8 août 2016.
L’année dernière, le SRC a déclaré que le séisme de janvier 2010  à Haïti (avec plus de 230 00 morts) aurait dû faire prendre conscience de la nécessité d’un changement fondamental dans les structures régionales pour faire face aux risques sismiques. Les recherches ont montré que la région peut être secouée par un séisme de magnitude 6.0 ou plus tous les 3 à 5 ans, et elle est « en retard » pour un séisme de M 8.0.
En conséquence, le SRC prévient qu’il est grand temps que la région se prépare rapidement à faire face à de tels événements. Il faudrait légiférer et faire respecter les normes de construction parasismiques en utilisant des cartes à risques mises à jour à partir des dernières données scientifiques disponibles.
Bien que les séismes à Porto Rico et dans la République Dominicaine soient relativement fréquents, il faut noter que 141 événements avec des magnitudes entre M 2,5 et 4,6 ont été enregistrés par l’USGS au cours des 30 derniers jours ; ils viennent s’ajouter aux 8 événements de M 4 ou plus enregistrés par le SRC depuis le 9 juin 2016.
La Fosse de Porto Rico va de pair avec la plus forte anomalie de gravité enregistrée sur Terre, signe de la présence d’une force active vers les profondeurs. C’est la partie la plus profonde de l’Océan Atlantique, avec plus de 8400 mètres.

Dans l’Océan Pacifique, les fosses se trouvent dans les zones de subduction. Par contre, la fosse de Porto Rico se situe à la frontière entre deux plaques tectoniques qui glissent l’une contre l’autre, avec seulement une petite composante de subduction. Porto Rico, les îles Vierges, et l’est de Hispaniola sont situés sur une zone limite de plaques actives, entre la plaque nord-américaine et le coin nord-est de la plaque des Caraïbes. La plaque des Caraïbes est à peu près rectangulaire, et elle glisse vers l’est à raison d’environ 2 cm / an par rapport à la plaque nord-américaine. La région connaît une forte sismicité et de puissants séismes qui peuvent générer des tsunamis dévastateurs.
Forte sismicité et tsunamis sont confirmés par les exemples du passé : un séisme de M 7,5 avec son épicentre au nord-ouest de Porto Rico en 1943 ; des séismes de M 8,1 et M 6,9 au nord de Hispaniola en 1946 et 1953. Immédiatement après le séisme de 1946, un tsunami a frappé le nord-est de Hispaniola et est entré à l’intérieur des terres sur plusieurs kilomètres. D’après certains rapports, près de 1800 personnes se sont noyées. Un séisme de M 7,5 en 1918 a généré un tsunami qui a tué au moins 91 personnes dans le nord-ouest de Porto Rico. En raison de sa forte densité de population et du développement rapide des zones urbaines près de la côte, Porto Rico court un risque important an cas de séisme et les tsunami.
Lez contexte tectonique de la Fosse de Porto Rico est parfois comparé à celui de la zone de subduction de Sumatra, site du séisme qui a provoqué le tsunami dévastateur dans l’Océan Indien en décembre 2004. Cette similitude a provoqué un grand intérêt quant à l’évaluation des risques de tsunamis auxquels seraient exposés la côte est des États-Unis côte et le nord-est des Caraïbes dans l’éventualité d’un séisme qui se déclencherait le long de la zone de subduction de la Fosse de Porto Rico.
Source: The Jamaica Observer.

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drapeau-anglaisThe Trinidad-based Seismic Research Centre (SRC) of the University of the West Indies (UWI) has warned the Caribbean countries to be prepared for a major quake

The Centre has recorded a total of 8 M4+ earthquakes since June 9, 2016, the strongest of which was an M 4.8 earthquake that occurred northwest of Antigua on August 8th, 2016.

Last year, SRC said the January 2010 Haitian earthquake (with more than 230,000 deaths) should have been the wake-up call for a fundamental shift in regional mechanisms for coping with seismic hazards. Research suggests the region is capable of generating an earthquake of magnitude 6.0 or larger every 3 to 5 years, and is overdue for an M 8.0 earthquake.

As a consequence, SRC warns that it is imperative for the region to move expeditiously towards building resilience to such events. It should develop, legislate and enforce Building Codes using up-to-date seismic hazard maps based on the latest available science.

Although earthquakes around Puerto Rico and the Dominican Republic are fairly common, 141 M2.5 – 4.6 earthquakes recorded by the USGS over the past 30 days should be added to the 8 M4+ earthquakes recorded by the SRC since June 9th, 2016.

The Puerto Rico Trench is associated with the most negative gravity anomaly on Earth which indicates the presence of an active downward force. It is the deepest part of the Atlantic Ocean, with water depths exceeding 8.4 km.

Trenches in the Pacific are located in places where one tectonic plate subducts under another one. The Puerto Rico Trench, in contrast, is located at a boundary between two plates that slide past each other with only a small component of subduction. Puerto Rico, the Virgin Islands, and eastern Hispaniola are located on an active plate boundary zone between the North American plate and the northeast corner of the Caribbean plate. The Caribbean plate is roughly rectangular, and it slides eastward at about 2 cm/year relative to the North American plate. The region has high seismicity and large earthquakes that can generate devastating tsunamis.

Past examples include an M 7.5 earthquake centered northwest of Puerto Rico in 1943, and M 8.1 and 6.9 earthquakes north of Hispaniola in 1946 and 1953. Immediately after the 1946 earthquake, a tsunami struck northeastern Hispaniola and moved inland for several kilometres. Some reports indicate that nearly 1,800 people drowned. A 1918 M 7.5 earthquake resulted in a tsunami that killed at least 91 people in northwestern Puerto Rico. Because of its high population density and extensive development near the coast, Puerto Rico has a significant risk for earthquakes and tsunamis.

The tectonic setting of the Puerto Rico Trench is sometimes compared to that of the Sumatra subduction zone, the site of the earthquake that triggered the devastating Indian Ocean tsunami of December 2004. This similarity has caused great interest in the assessment of potential tsunami hazard to the United States east coast and the northeastern Caribbean from a large subduction-zone earthquake along the Puerto Rico Trench.

Source : The Jamaica Observer.

Porto Rico

Contexte tectonique de Porto Rico (Source : USGS)

Histoire d’ours et de matériel scientifique // A story of bears and scientific equipment

drapeau francaisComme les séismes sont fréquents en Alaska, les scientifiques ont installé des sismographes dans différentes parties de l’Etat. Ils se trouvent souvent dans des endroits reculés, loin de tout, où presque personne ne va. Ainsi, le risque de vandalisme est très faible. Cependant, les sismologues de l’Université de Fairbanks ont remarqué que leur équipement avait été visité. Par exemple, des boîtes en plastique et un conduit de ligne en aluminium alimentant une antenne montée sur un arbre ont été déterrés. Ailleurs, un coffre avec 100 kilos de batteries a été déplacé. Afin de déceler la cause du problème, les scientifiques ont installé des caméras à proximité de leur équipement. Une vidéo récente postée par un sismologue montre que les environs de la Tanana River, dans le centre de l’Alaska, ressemblent au parc du Serengeti en Afrique. Une caméra avec déclenchement par détection des mouvements et installée au-dessus des instruments montre les visites de plusieurs animaux au cours de l’hiver dernier.
https://youtu.be/6-6tBKLCCk4

Une fois la caméra installée, les animaux sont venus sur le site du matériel pendant l’hiver. Des lièvres, un lynx et des coyotes sont passés devant la caméra, mais ne semblaient pas être très intéressés par le matériel. Quand le printemps est arrivé, les ours ont montré un comportement très différent. La caméra a surpris un trio d’ours noirs en train de s’en prendre à l’équipement enterré et recouvert d’une bâche de protection. Deux jeunes ours se sont amusés à tirer la bâche par une chaude journée de mai. Une telle situation n’est pas rare. Les ours ont déjà endommagé plusieurs stations scientifiques dans des endroits reculés. Ils se sont attaqués à 6 des 10 stations d’un réseau sismique, inaccessible depuis la route, dans le centre de l’Alaska.
Les scientifiques ont essayé de comprendre le comportement des ours et leur intérêt pour l’équipement scientifique. Il semble que les animaux soient très attirés par les objets fabriqués avec du pétrole, comme des jerricanes de carburant en plastique et les gaines des fils électriques. Il se peut qu’ils soient attirés par l’odeur. On sait que les ours ont un odorat très développé. Les plantigrades sont omnivores et sont attirés par tout ce qui peut représenter une source de nourriture. Une autre raison pourrait être le bruit produit par l’équipement scientifique. Bien que les stations sismiques soient silencieuses, les instruments qui émettent le moindre son sont susceptibles de devenir des cibles potentielles pour les ours dont l’ouïe est très fine. On a vu des grizzlys et des ours polaires déambuler dans des villages et s’attaquer à des lampadaires qui émettent un léger ronflement.
Source: Alaska Dispatch News.

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drapeau anglaisAs Alaska is prone to earthquakes, scientists have set up seismographs in different parts of the State. These regions are often remote places where hardly any human goes. Thus the risk of vandalism is very low. However, seismologists at the University of Alaska Fairbanks noticed that their equipment had been tampered with. For instance, buried plastic boxes and an aluminium conduit line running to an antenna mounted on a spruce tree had been dug up. On one occasion, a box with 100 kilos of batteries was yanked to a different spot.

In order to find the cause of the problem, the scientists installed cameras close to the equipment. A recent video posted by a seismologist makes the Tanana River flats look like the Serengeti. A motion-triggered game camera installed above buried instruments shows visits from several animals during the past winter.

https://youtu.be/6-6tBKLCCk4

After the game camera was in place, the animals came along during the winter. Hares, lynx and coyotes passed in front of the camera but did not seem to be much interested in the equipment. When spring arrived, bears showed a very different behaviour. The camera caught a trio of black bears pawing at the tarp-covered buried equipment. Two small bears played tug of war with the tarp on a warm day in May. This situation is not new. Bears have already damaged many scientific stations in the wilderness. On a similar project involving seismometers installed in Southcentral Alaska, bears messed with six out of 10 stations not reachable by road.

Scientists tried to understand the bears’ behaviour and their interest in the equipment. It seems the animals are extremely attracted to things made out of petroleum, like plastic fuel jugs and sheathing on wires. This might be because of the smell. Bears are omnivore and like to investigate every possible curiosity that could be or contain a food source. Another reason might be the noise produced by the equipment. Though the seismic stations are silent, the instruments that make noise also become bear targets. Grizzly and polar bears have been known to walk down runways in villages and knock down all the runway lights, which make a slight humming sound.

Source: Alaska Dispatch News.

Cam

Capture d’écran de la caméra montrant 3 ours autour du matériel scientifique.