Catégorie : Science

Basaltes lunaires // Lunar basalts

drapeau-francaisVous n’avez probablement jamais entendu parler du Lapin Jade ! Son nom appartient à un ancien mythe chinois qui explique qu’un lapin vit sur la Lune et sert d’animal de compagnie à la déesse lunaire Chang’e. Lapin Jade est aussi le nom donné à un véhicule d’exploration lunaire chinois, le premier à se déplacer à la surface de notre satellite depuis les missions américaines des années 1970.
Lapin Jade pèse 120 kg et dispose de 6 roues qui lui permettent de gravir des pentes jusqu’à 30 degrés et d’avancer à 200 mètres à l’heure. Il a à son bord une charge utile de haute technologie, avec un radar à pénétration de sol qui a effectué des mesures du sol et de la croûte lunaires. Lapin Jade est actuellement immobile sur la Lune.
Le robot a examiné une surface volcanique qui, jusqu’à maintenant, n’avait jamais été analysée de façon détaillée. Bien que les mesures prises lors des missions lunaires précédentes aient révélé la présence d’une vaste gamme de roches volcaniques sur la Lune, il avait été jusqu’à maintenant impossible de les échantillonner sur le terrain. En 2013, Lapin Jade a parcouru la surface de la Lune autour du cratère Zi Wei dans le bassin Imbrium et a pu effectuer des mesures.
Les premiers résultats montrent que cette région relativement jeune de notre satellite, qui s’est formée il y a près de trois milliards d’années, possède des caractéristiques minéralogiques uniques. On y trouve en particulier un nouveau type de roche basaltique qui n’a pas été échantillonné par les missions précédentes et n’a jamais été observé dans les météorites lunaires. Cette roche a une teneur « intermédiaire » en titane, comparée aux échantillons prélevés lors des missions Apollo et Luna qui révélaient des teneurs très faibles ou très élevées.
Le site d’alunissage qui a été choisi pour le robot lunaire est une coulée de lave relativement jeune située près d’un cratère où l’impact a fait remonter des matériaux juvéniles vers la surface. Ce sont les premières observations d’une région lunaire jamais explorée. Elles permettront probablement de faire avancer nos connaissances sur l’un des plus jeunes volcanismes de la Lune.
Source: Le Quotidien du Peuple.

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drapeau-anglaisYou’ve probably never heard of Jade Rabbit ! Its name derives from an ancient Chinese myth about a rabbit living on the Moon as the pet of the lunar goddess Chang’e. Jade Rabbit was also the name given to a Chinese lunar rover, the first wheeled vehicle to navigate the surface since the American missions of the 1970s.
The 120-kg and 6-wheel Jade Rabbit could climb slopes of up to 30 degrees and travel at 200 metres per hour. It carried a sophisticated payload, including ground-penetrating radar which gathered measurements of the lunar soil and crust. It is now immobile on the Moon.
The probe examined a volcanic surface that up to now had not been analysed in detail. Although measurements taken by previous lunar orbiters had suggested a range of volcanic rock types were present, until recently it had been impossible to sample them directly. In 2013, the Jade Rabbit was able to traverse the surface of the Moon around the Zi Wei crater in the Imbrium Basin and take measurements.
The first findings from the instruments show this relatively young region of the Moon, formed almost three billion years ago, has unique mineralogical characteristics. They suggest a new type of basaltic rock that has not been sampled by previous missions or observed in lunar meteorites. This rock has an « intermediate » amount of titanium versus the Apollo or Luna samples, which have either very high or very low amounts of the element
The site for the rover was specifically chosen to be on a relatively young lava flow and near a crater where the impact would have excavated fresh material onto the surface. These are pioneering observations of a region of the lunar landscape not previously explored, and help advance knowledge of some of the youngest volcanism on the Moon.
Source : People’s Daily.

Lunes 01

Lune 02

Echantillons recueillis par les Américains dans les années 1970 (Kennedy Space Center)

Photos: C. Grandpey

Séismes et Volcans pour les Travaux Personnels Encadrés (TPE)

En ce moment, je suis souvent contacté par des lycéens qui sont en train de travailler sur le thème des volcans ou des séismes dans le cadre des Travaux Personnels Encadrés, les fameux TPE qui font partie des épreuves anticipées de la classe de Première.
L’idée des TPE est de « travailler en groupe et sur le long terme, avec la recherche d’une problématique dès la rentrée de septembre, jusqu’à la présentation orale du travail vers les mois de mars-avril ». Le coefficient affecté à l’épreuve est 2 (seuls les points supérieurs à la moyenne sont retenus et multipliés par 2).

A l’attention de ces élèves – en sachant que les étudiants peuvent être, eux aussi, intéressés – j’ai ajouté deux onglets sur la page d’accueil de ce blog (voir ci-dessus). Ils conduisent vers des fichiers PDF qui donnent des indications utiles sur les thèmes des volcans et des séismes.

Bon courage à tous !

L’acoustique en contexte éruptif // Eruption acoustics

drapeau-francaisLes scientifiques essayent en permanence d’améliorer la prévision des risques volcaniques. Certains d’entre eux se tournent aujourd’hui vers un phénomène rarement étudié: l’acoustique en contexte éruptif. Les sons émis par les volcans et les fusées (ou les avions) ont beaucoup de points communs parce qu’ils se propagent à peu près de la même façon: Le magma à l’intérieur d’une chambre monte en pression jusqu’au moment où il est expulsé à travers une ouverture à la surface de la Terre. De la même manière que les fusées sont conçues en calculant avec précision le carburant et le débit d’air, une évaluation minutieuse des sons émis pendant une éruption pourrait permettre de déterminer la quantité de matériaux émis. C’est ce qu’ont affirmé des chercheurs lors de la réunion annuelle de l’American Geophysical Union. En utilisant des micros capteurs d’infrasons, ils ont remarqué que les sons émis par une petite bouche éruptive sur le volcan Aso au Japon étaient analogues à ceux qui s’échappent de la tuyère d’une fusée.
Les scientifiques ont mesuré les signaux infrasonores basse fréquence (<20Hz) créés par ces émissions de gaz sous pression. Quand on les accélère jusqu’à leur perception par l’oreille humaine, ils ont une distribution de fréquence qui ressemble fortement à celle produite par un Boeing 747. L’acoustique est une science bien maîtrisée en aéronautique. En conséquence, si nous pouvions l’appliquer aux volcans, nous pourrions être en mesure de déduire les propriétés des colonnes éruptives et donc la quantité de matériaux émis.
Source : Revue Science.

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drapeau-anglaisResearchers are always looking for better ways to predict volcanic hazards. Now, some scientists are turning to a seldom-studied phenomenon: eruption acoustics. The noises made by volcanoes and rockets or jets have very similar sounds because they work in much the same way: Magma inside a chamber overpressurizes until it bursts through an opening. Because rockets are engineered so that fuel and air flow are precisely calculated, careful evaluation of eruption sounds should help determine the amount of material erupted, say researchers at the annual meeting of the American Geophysical Union. Using infrasound microphones, the team has already confirmed that the sounds produced just outside a small vent at Aso volcano in Japan are analogous to those that boom through a rocket’s nozzle.
Scientists have measured the low frequency (<20Hz) infrasonic signals created by these gas jets and when sped up to the range of human hearing, these signals sound remarkably like the frequency distribution of sound coming from a Boeing 747 jumbo jet. The science of jet noise is very well understood. If we can understand how this works for volcanoes, we may be able to infer properties of eruption columns.
Source : Science magazine.

Tuyère copie

Schéma de la tuyère de Laval montrant l’accélération du flux de gaz avec le passage du vert au rouge.

(Source: Wikipedia)

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Emission de gaz et de matériaux sous pression au sommet du Stromboli.

(Photo: C. Grandpey)

Le bassin arrière-arc des Mariannes // The Mariana back-arc basin

drapeau-francaisUne équipe scientifique vient de rentrer d’une expédition de 28 jours à bord du RV Falkor après avoir identifié un grand nombre de sites hydrothermaux dans le bassin arrière-arc des Mariannes. Cette zone, située à l’ouest de la Fosse des Mariannes, est l’endroit où se concentre le volcanisme sous-marin lié à l’accrétion de la région (voir la coupe ci-dessous). Plusieurs observations importantes ont été réalisées, notamment la découverte d’une bouche active à très grande profondeur.
Un autre point important a été la découverte extrêmement rare d’un champ de lave sous-marin âgé probablement de seulement quelques mois. Les scientifiques ont également observé des émissions d’eau encore chaude et trouble à partir de pillow lavas en cours de refroidissement.
L’équipe, dirigée par des scientifiques du Pacific Marine Environmental Laboratory de la NOAA, a réussi à observer de nouveaux sites hydrothermaux dans l’arrière-arc, faisant passer leur nombre de trois à sept grâce à la découverte de quatre nouvelles zones d’activité. L’une de ces bouches compte parmi les 700 plus profondes recensées à ce jour à travers le monde. Seules trois autres bouches se trouvent encore plus bas que cette dernière qui a été détectée à une profondeur de 4230 mètres.
Pour ses observations, l’équipe scientifique multidisciplinaire a utilisé le véhicule sous-marin autonome (Autonomous Underwater Vehicle – AUV) Sentry de la Woods Hole Oceanographic Institution. Un sonar multifaisceaux ainsi que des capteurs chimiques et optiques ont également été utilisés pour rechercher les nouveaux sites hydrothermaux sur une piste d’exploration de 600 km de long sur le plancher océanique du Pacifique, à proximité du Monument National de la Fosse des Mariannes (Marianas Trench Marine National Monument). Cette région, déjà connue pour ses records de profondeur océanique, possède également des volcans sous-marins actifs et des écosystèmes de fonds marins uniques qui offrent un environnement riche pour les espèces vivant dans ces milieux.
L’équipe scientifique reviendra sur cette région d’arrière-arc dans un an pour étudier les sources hydrothermales nouvellement observées avec le tout nouveau véhicule télécommandé du Schmidt Ocean Institute, capable de descendre à 4500 mètres de profondeur. Grâce aux nouvelles cartes des bouches, les chercheurs seront en mesure de mieux définir les écosystèmes des fonds marins dans et autour du Monument National de la Fosse des Mariannes. Ils étudieront comment des espèces réussissent à s’adapter à cet environnement géologique et chimique unique.
Source: NOAA.

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drapeau-anglaisA scientific team has just returned from a 28-day expedition onboard R/V Falkor after having identified a large number of hydrothermal vent sites in the Mariana Back-arc region. This area, west of the Mariana Trench, is where plate spreading and submarine volcanism are concentrated (see cross section below). Several important findings were made, including the discovery of one of the deepest vents ever found.
Another important outcome was the discovery of an extremely rare recently-erupted underwater lava field that is likely only a few months old. The scientists also observed cloudy warm water leaking through the still-cooling pillow lavas.
The team, led by NOAA Pacific Marine Environmental Laboratory scientists, was able to increase the number of known hydrothermal vent sites in the Back-arc from three to seven by discovering four new areas of activity. One of these vents is amongst the deepest ever found from the 700 vent sites known globally. Only three other vents extend deeper than this newly-found vent, detected at a depth of 4230 meters.
The multidisciplinary group used their Woods Hole Oceanographic Institution’s Autonomous Underwater Vehicle (AUV) Sentry. Multibeam sonar and chemical and optical sensors were also used to hunt for the new hydrothermal sites on a track that explored a 600-km stretch of Pacific seafloor in the vicinity of the Marianas Trench Marine National Monument. This region, best known for including the ocean’s deepest depths, is also populated with active underwater volcanoes and unique deep-sea ecosystems that provide a rich environment for uniquely adapted species.
The scientific team will return to this same Back-arc region one year from now to explore the newly-found hydrothermal vents with Schmidt Ocean Institute’s brand new 4,500 m Remotely Operated Vehicle (ROV). Armed with new maps of the recently discovered vents, the researchers will be able to better characterize the deep-sea ecosystems in and around the Mariana Trench Marine National Monument, exploring how vent species adapt to their unique chemical and geologic environment.
Source: NOAA.

Mariannes

Fosse et arrière-arc des Mariannes (Source: NOAA)