Tamu Massif, a giant at the bottom of the ocean

Dans une note rédigée le 8 septembre 2013, j’indiquais que, selon une étude effectuée par des scientifiques de plusieurs universités américaines, le plus grand volcan du monde – le Massif Tamu – se trouvait sous l’Océan Pacifique. Les chercheurs faisaient alors remarquer qu’il était beaucoup plus grand que le Mauna Loa à Hawaii et n’était que de 25% inférieur à Olympus Mons sur Mars, le plus grand volcan du système solaire. Le Tamu présentait une envergure de 650 kilomètres et une hauteur d’environ 4 km. Il est entré en éruption pendant quelques millions d’années pendant les premières années du Crétacé, il y a environ 144 millions d’années et il est resté inactif depuis cette époque.
Dans une autre note rédigée le 15 novembre 2015, j’indiquais qu’une équipe scientifique du Schmidt Ocean Institute venait de terminer la cartographie du Tamu. A bord du navire de recherches Falkor, les chercheurs ont réussi à réaliser une carte couvrant 98% de la zone tout en rassemblant 2 millions de mesures magnétiques qui devraient permettre d’en savoir plus sur la formation du volcan.

Une nouvelle étude menée par des chercheurs chinois et américains, publiée dans la revue Earth and Planetary Science Letters, nous apprend que le massif du Tamu est encore plus imposant que l’on pensait. Rappelons que le Tamu est un volcan bouclier sous-marin qui s’est formé il y a environ 145 millions d’années. Son sommet se trouve à 2 kilomètres en dessous du niveau de la mer entre le Japon et Hawaii dans l’Océan Pacifique.

Des fossiles de créatures marines collectés au niveau du dôme laissent supposer que son sommet a pu se trouver au-dessus de la surface de l’océan à une certaine époque. Si c’est le cas, les dinosaures auraient assisté à son éruption spectaculaire. Au 21^ème siècle les scientifiques sont persuadés que le Tamu n’entrera plus jamais en éruption. En effet, le Moho, la limite entre la croûte terrestre et le manteau, descend à plus de 30 km en dessous de la base du volcan, ce qui crée une barrière quasiment infranchissable entre le magma et le fond de l’océan.
Après avoir analysé les données sismiques et cartographié la structure du volcan, les scientifiques ont constaté qu’ils avaient sous-estimé sa taille réelle. Ils estiment que la superficie totale du Shatsky Rise, un plateau océanique qui s’est formé après l’éruption du Tamu, atteint 533 000 kilomètres carrés. Auparavant, on pensait que le volcan avait à peu près la même taille que le Japon en termes de masse terrestre. Compte tenu de la nouvelle estimation, il serait maintenant égal au Japon et à la Corée du Sud réunis. On pensait également que le Tamu était beaucoup plus petit qu’Olympus Mons sur Mars, considéré comme le plus grand volcan de notre système solaire. Le Tamu a une hauteur de 4 km, contre 22 km pour Olympus Mons. La nouvelle étude révèle que la superficie de l’ensemble du massif du Tamu serait 80 pour cent plus grande que celle de son homologue martien.
En comparaison, le plus grand volcan actif sur Terre aujourd’hui est le Mauna Loa à Hawaii, avec une base d’environ 5000 kilomètres carrés. C’est un centième de la taille du Tamu !
Source: South China Morning Post.

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In a note written on September 8th 2013, I indicated that according to research by scientists from several U.S. universities, the world’s largest volcano lay beneath the Pacific Ocean. Called the Tamu Massif, it is much bigger than Hawaii’s Mauna Loa and is only 25 percent smaller than Olympus Mons on Mars which is the biggest volcano in Earth’s solar system.
Tamu is 650 kilometres wide and about 4 km tall. It erupted for a few million years during the early Cretaceous period, about 144 million years ago, and has been extinct since then.
In another note written on November 15^th 2015, I indicated that a scientific team with the Schmidt Ocean Institute had just finished mapping the Tamu volcano. The researchers aboard the Falkor research vessel were able to map about 98% of the area – filling in gaps of information about the geography of the volcano while collecting almost 2 million magnetic measurements which help to better understand how the volcano was formed

A new study by researchers from China and the United States, published in the journal Earth and Planetary Science Letters, tells us that the Tamu Massif is larger than was previously thought.

Let’s bear in mind that Tamu Massif is an extinct submarine shield volcano formed about 145 million years ago. It is located 2 kilometres below sea level between Japan and Hawaii in the Pacific Ocean.

Fossils of marine creatures found in the underwater dome suggest its peak may, at the time, have been above the surface of the water. As such, dinosaurs could have witnessed its spectacular eruption. 21^st century scientists believe there is no chance of the volcano coming back to life. Indeed, the Mohorovic Discontinuity (Moho), the boundary between the Earth’s crust and mantle, descended over 30km below the base of Tamu Massif. This would create an almost impenetrable barrier between deposits of magma and the ocean floor.

After analysing more seismic data and mapping the volcano’s underlying structure, the scientific team found they may have underestimated the volcano’s actual size. They put the total area of the Shatsky Rise, an elevated oceanic plateau created after the Tamu Massif erupted, at 533,000 square kilometres. Previously, the volcano was considered to be roughly the same size as Japan in terms of its land mass. Given the new estimate, it would now be equal to Japan and South Korea combined. It was also considered much smaller overall than Olympus Mons on Mars, considered as the largest volcano discovered in our solar system. Tamu Massif reaches a height of 4km while Olympus Mons is 22km. The new study claims that the surface area of Tamu Massif should now be 80 per cent larger than its Martian relative.

The largest active volcano today is Mauna Loa in Hawaii, which has a base measuring about 5,000 square kilometres. It is only one hundredth the size of Tamu Massif

Source: South China Morning Post.

Dernière carte du massif du Tamu (Source: NOAA)

La déformation de l’Etna // Mount Etna’s deformation

L’INGV a mis en ligne une animation qui montre la déformation de l’Etna entre février 2015 et février 2016. Les mesures ont été effectuées à l’aide des techniques interférométriques utilisant des données TOPSAR (Terrain Observation with Progressive Scans SAR) acquises par le satellite Sentinel-1A. Ce satellite, conçu par l’Agence Spatiale Européenne (ESA), est équipé d’un capteur SAR en bande C, et est capable de mesurer les déformations du sol avec une précision subcentimétrique.
Les données satellitaires ont été traitées en utilisant l’approche SBAS (Small Baseline Subset), qui permet l’analyse temporelle des déformations en utilisant l’ensemble des données d’images radar obtenues par le capteur dans la gamme choisie. Ce processus permet d’obtenir les vitesses moyennes de déformation en ligne de vue, ainsi que la série temporelle de déformations estimée à partir de chaque pixel de l’image.
Au cours de la période couverte par les observations, on remarque (A) l’inflation (en bleu) de l’ensemble de l’édifice volcanique jusqu’en novembre 2015 (avant les violents épisodes paroxystiques de décembre 2015); (B) la déflation qui a accompagné l’activité éruptive et a presque complètement effacé l’inflation précédente; (C), la poussée exercée sur versant nord-est du volcan (en rouge), pendant et après la séquence éruptive; (D), le mouvement de l’ensemble du versant oriental, avec une grande déformation de toute la partie à l’est des Timpe; (E) la propagation vers le sud de la déformation du flanc est, avec l’activation de la faille de San Gregorio-Acitrezza dans la seconde moitié de Janvier 2016. Les lignes noires représentent les failles répertoriées.

Vous verrez l’animation en cliquant sur ce lien :

http://www.ct.ingv.it/images/Sentinel/Sentinel_asce_2015_2016_low.GIF

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INGV has posted an animation that shows the deformation undergone by Mount Etna between February 2015 and February 2016. The measurements were performed with the help of interferometric techniques using TOPSAR data (Land Observation with Progressive Scans SAR) acquired by Sentinel-1A satellite. The satellite, developed by the European Space Agency (ESA), is equipped with a SAR sensor in C-band and is capable of measuring ground deformation with sub-centimeter accuracy.
The satellite data were processed using the SBAS approach (Small Baseline Subset), which allows the temporal deformation analysis using all radar image data obtained by the sensor in the selected range. This process allows to obtain the average speeds of deformation in line of sight, and the estimated time series of deformations from each pixel of the image.
During the period covered by the observations, we note (A) inflation (in blue) of the entire volcanic edifice until November 2015 (before the violent paroxysmal episodes in December 2015); (B) the deflation that accompanied the eruptive activity and almost completely erased the previous inflation; (C), the thrust on the northeastern slope of the volcano (in red), during and after the eruptive sequence; (D), the movement of the entire eastern slope, with a large deformation of the whole part of east Timpe; (E) spread to the southern flank of the deformation, with the activation of the San Gregorio-Acitrezza fault in the second half of January 2016. The black lines represent the listed faults.

You will see the animation by clicking on this link:

http://www.ct.ingv.it/images/Sentinel/Sentinel_asce_2015_2016_low.GIF

Source: INGV / ESA

Réchauffement climatique: CO2, températures, océans et glace // Global warming: CO2, temperatures, oceans and ice

Il y a quelques jours, j’ai écrit une note indiquant que la France est toujours en train de se réchauffer, à l’image de notre planète toute entière. J’ai utilisé la courbe de Keeling pour illustrer la situation. A mes yeux, c’est l’une des meilleures références pour démontrer à quel point les activités humaines sont responsables de la situation actuelle. La courbe montre de manière incontestable que nous ajoutons des gaz à effet de serre dans l’atmosphère, et plus particulièrement du dioxyde de carbone. Voici les concentrations de CO2 dans l’atmosphère mesurées à l’observatoire du Mauna Loa à Hawaii:

A few days ago, I wrote another post to indicate that France is still warming, as well as the whole planet. I used the Keeling curve to illustrate the situation. To my eyes, it is one of the best references to demonstrate the responsibility of human activities for the current situation. The curve shows in an undisputable way that we are adding greenhouse gases to the atmosphere, more specifically carbon dioxide. Here is the concentration of CO2 in our atmosphere measured at the Mauna Loa observatory in Hawaii:

Source: Scripps Institution.
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Dans notre vie quotidienne, les températures extérieures sont les principaux signes qui nous indiquent que les étés deviennent plus en plus chauds et que les hivers sont de moins en moins froids, avec disparition de la neige ou du gel dans de nombreuses régions du monde.
Voici la température moyenne à l’échelle de la planète pour chaque mois, de Janvier de 1880 à Janvier 2016, selon les données fournies par la NASA. Il s’agit des températures de surface, autrement dit celles qui nous entourent. Le point rouge marque la mesure la plus récente. Janvier 2016 est le nouveau record :

In our everyday life, outdoor temperatures are the main signs that indicate summers are getting hotter and hotter, while winters are less and less cold, with no more frost or snow in many areas of the world.
Here’s the global average temperature each month from January 1880 through January 2016, according to data from NASA. These are surface temperature, in other words the place where we are living. The red dot marks the most recent measurement. January 2016 is the new record:

Voici les valeurs entre 1970 et aujourd’hui, période pendant laquelle le réchauffement de la Terre a été constant :

Here are the same values from 1970 to now, a period during which Earth has warmed steadily:

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Après les mesures de surface, voici celles effectuées par les satellites dans la troposphère (la couche basse de l’atmosphère), par Remote Sensing Systems. Bien sûr, il y a des fluctuations de temps à autre. Il peut y avoir un «accident» avec un hiver très froid ici et là, mais si l’on prend en compte la tendance générale (à savoir la ligne rouge) on voit parfaitement que les températures globales sont en hausse.
La plupart des climatologues s’accordent pour dire que nous sommes responsables de l’augmentation de la température mondiale. La température de notre planète a déjà dépassé de 1°C celle de l’ère «pré-industrielle». Il est généralement admis qu’un réchauffement de 1,5°C – 2°C au-dessus de la moyenne pré-industrielle représente une modification climatique dangereuse.
Au train où vont les choses, il est fort probable que nous atteindrons 2°C avant la fin du siècle. Nous sommes donc très loin des objectifs de la COP 21!

Here is the data for the lower atmosphere – the troposphere – from satellite data according to Remote Sensing Systems. Of course, there are some fluctuations from time to time. There may be an “accident” with an occasional very cold winter, but we have to take the overall tendency (i.e. the red line) into account to realise that global temperatures are rising indeed.
Most climatologists agree to say that we are highly responsible for the global temperature increase. The world has already warmed 1°C above the “pre-industrial”era. The prevailing view is that warming by 1.5°C – 2°C above pre-industrial means dangerous climate change.
At the current rate, we are likely to reach 2°C before the end of the century, thus very far from the COP 21 promises!

Le point rouge fait référence à la dernière valeur (février 2016) qui est la plus chaude. Comme dans le graphique précédent, la ligne rouge montre la tendance mondiale qui, en dépit des fluctuations, continue à aller vers le haut.

The red dot refers to the latest value (February 2016), and it’s the hottest. Like in the previous graph, the red line shows the global tendency which, despite fluctuations, keeps going upward.

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La hausse des températures ne concerne pas uniquement la surface de la Terre ou la troposphère. Elle affecte également les océans. Voici la situation pour les 700 premiers mètres de profondeur des océans :

The temperature increase does not only concern the Earth’s surface or lower atmosphere. It affects the oceans as well. Here what happens for the top 700 metres of the oceans:

Source: Remote Sensing Systems

Le graphique montre les moyennes pour chaque trimestre. Là encore, la courbe est orientée vers le haut.

The graph shows averages for each quarter-year. Again we see the same global upward trend.

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Une crainte qui accompagne habituellement le réchauffement des océans est la montée de leur niveau, avec les conséquences que cela aurait pour les rivages et les gens qui habitent à proximité. Il y a aussi le risque de voir l’eau de mer venir se mêler aux nappes phréatiques, ce qui les rendrait impropres à la consommation et à l’agriculture
La fonte des glaciers – surtout ceux qui finissent leur course dans la mer – déverse de l’eau dans les océans, tandis que le réchauffement des océans provoque la dilatation thermique de l’eau de mer. Ces deux effets conjugués provoquent une hausse du niveau la mer. Cette hausse a été parfois rapide, parfois lente, mais elle est vraiment rapide en ce moment, et même plus rapide qu’elle ne l’a jamais été depuis au moins 2500 ans (voire beaucoup plus). Voici un graphique montrant le niveau de la mer depuis 1880, en se référant aux mesures effectuées par les marégraphes à travers le monde:

A fear that usually accompanies ocean warming is the rise of sea level, with the consequences it would have for the sea shores and the people who live close to them. There is also the risk of seeing seawater intruding into groundwater supplies, making them unfit for drinking and agriculture
The melting of glaciers – especially tidewater ones – puts more water in the oceans, and heating the oceans causes thermal expansion of seawater. Both effects have caused the sea to rise. Sea level has risen sometimes faster, sometimes slower, but it’s faster now, and in fact is faster than it has been for at least 2500 years (perhaps a lot longer). Here is a graph showing sea level since 1880, based on measurements by tide gauges around the world:

Source: NOAA

Depuis 1993, les scientifiques ont la possibilité de mesurer la variation du niveau des océans grâce aux satellites. Voici les résultats fournis par l’Université du Colorado :

Since 1993 scientists have also been measuring the height of the sea surface with satellites. Here are the results released by the University of Colorado:

Source: University of Colorado
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Alors que les courbes précédentes montrent toutes une hausse, il y en a d’autres qui vont vers le bas, comme celle montrant la quantité de glace dans le monde. Les grandes calottes glaciaires de l’Antarctique et du Groenland perdent des milliards de tonnes de glace chaque année. Voici un graphique montrant la variation, mesurée par satellite, de la quantité de glace dans la calotte du Groenland:

While the preceding curves have all been upward, there are others that go downward, like the one showing the amount of ice in the world. The great ice sheets of Antarctica and Greenland, have been losing many billions of tons of ice each year. Here is a graph showing the change in the amount of ice in the Greenland icecap, measured by satellite:

Source: NASA
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Il n’y a pas que les grandes calottes glaciaires qui fondent. Il en va de même pour la glace de mer dont la surface se réduit comme peau de chagrin et qui est beaucoup plus mince que dans le passé (voir mes notes précédentes sur la situation de la glace de mer dans l’Arctique). Les glaciers du monde suivent la même tendance. La plupart d’entre eux reculent. J’ai eu à plusieurs reprises l’occasion de montrer le phénomène en Alaska ou dans les Alpes. Il y a toutefois quelques exceptions locales et certains glaciers continuent à avancer, comme sur le Mont Shasta aux États-Unis, mais la grande majorité est en train de disparaître sous nos yeux. Une récente enquête menée par le service de surveillance des glaciers dans le monde a diffusé le bilan ci-dessous pour différentes régions:

It’s not just the great icecaps that are melting, so is the sea ice whose surface is getting smaller and which is much thinner than in the past (see my previous posts about the situation odf sea ice in the Arctic). The world’s glaciers are following the same trend. Most of them are receding. Many times, I have had the opportunity to show the phenomenon in Alaska or in the Alps. However, there are some local exceptions and you can find a few that are actually growing, like on Mount Shasta in the U.S., but the vast majority are disappearing right before our eyes. A recent survey by the world glacier monitoring service produced this summary for different regions:

Source: WGMS
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Voici maintenant la surface couverte par la glace de mer. Pendant de nombreuses années, le phénomène le plus spectaculaire était la faible surface couverte par la glace à la fin de l’été dans l’Arctique. Le phénomène se produit maintenant toute l’année, et 2016 présente la plus faible étendue de glace de mer jamais observée pendant les mois de janvier et février. La glace de mer atteint en général son maximum vers le mois de mars et son minimum en septembre, mais pas en 2016 ! Voici la situation depuis les années 1980 :

Here is now the extent of sea ice in the Arctic. For many years the most dramatic phenomenon was the end-of-summer decline in September Arctic sea ice. But it is now declining year-round, and 2016 brought the lowest sea ice extent on record for the months of both January and February:
The sea ice peaks around March and bottoms out in September. Here is the situation from the 1980s:

Source: National Snow and Ice data Center

La situation de la glace de mer en Antarctique est différente. Le graphique ci-dessous montre que sa surface s’est accrue vers 2010, même si on observe une réduction depuis quelque temps. Il faudra attendre un peu pour avoir confirmation des dernières observations :

The Antarctic sea ice goes differently. This graph shows that in the early 2010s it actually increased, although it has recently come back down. We need to wait some more time to check whether the latest trend is confirmed :

Source: National Snow and Ice data Center

Source : Tamino weather and Climate – Open mind :
https://tamino.wordpress.com/2016/01/24/weather-and-climate/

Un grand basculement a refaçonné la surface de la planète Mars // Great tilt gave Mars a new face

Une nouvelle étude parue dans la revue Nature et mise en ligne le 2 mars 2016 révèle que l’émergence du dôme de Tharsis a déplacé les tropiques d’origine de la planète Mars et peut-être donné naissance à la planète froide, sèche et morte que nous connaissons aujourd’hui. Avec 5000 kilomètres de diamètre et plus de 10 kilomètres d’épaisseur, Tharsis Montes est le plus grand complexe volcanique connu dans le système solaire. L’énorme effusion de lave qui l’a créé il y a entre 4,1 et 3,7 milliards d’années a chamboulé la planète toute entière. Ce n’est pas l’axe de rotation de Mars qui a bougé (phénomène que l’on appelle variation de l’obliquité) mais les parties externes (manteau, croûte) qui ont tourné par rapport au noyau ! Ce phénomène avait été prédit théoriquement, mais jamais encore démontré.
On pensait jusqu’alors que, sous son poids énorme, le dôme volcanique de Tharsis avait fait se courber la croûte de la planète et dicté la direction empruntée par les rivières martiennes qui se sont formées par la suite. Toutefois, la nouvelle étude suggère que les rivières et leurs réseaux de vallées se sont formés en premier lieu et se sont concentrés le long de l’équateur. L’émergence du dôme de Tharsis a fait basculer la planète à un tel point que, si cela se produisait sur Terre, Paris se retrouverait au-dessus du pôle nord magnétique, situation qui aurait des effets catastrophiques sur le climat et sur l’eau.
Il y a huit ans, un chercheur français a remarqué que les réseaux de vallées qui se sont formés il y a entre 4 et 3 milliards d’années étaient réparties presque comme dans un cercle, mais avec une certaine inclinaison au niveau de l’équateur. Le scientifique et ses collègues ont calculé la position des pôles martiens avant Tharsis, et sont arrivés à la conclusion que le cercle aurait suivi l’équateur. Ils ont également cherché des preuves d’un climat polaire dans la région supposée des pôles. L’ancien pôle nord se trouve dans une région avec une grande quantité de glace qui pourrait correspondre à une ancienne calotte polaire, et il existe également des preuves de présence d’eau au niveau de l’ancien pôle sud.
Selon les chercheurs, la logique voudrait que les rivières fussent déjà en place avant la formation de la région de Tharsis. Il se peut aussi qu’elles se soient mises en place en même temps, peut-être sous l’effet de chutes de pluie ou de neige pendant l’activité de l’énorme édifice volcanique.
Le prochain objectif des chercheurs sera d’étudier comment ce chambardement au niveau de la croûte de Mars a pu contribuer à la perte de l’eau et de l’air sur la planète. Au début de son existence, Mars a pu avoir des tropiques où régnait un climat chaud et humide, tout comme la Terre maintenant. Mais à un moment donné, la planète a perdu l’atmosphère épaisse qui la protégeait, et une grande partie de l’eau a disparu au même moment. Une chose est certaine : le basculement des pôles s’est produit lorsque l’eau et l’atmosphère ont disparu ou étaient en train de disparaître.
Vous trouverez une étude plus détaillée sur le site du CNRS : http://www2.cnrs.fr/en/2719.htm

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A new study in the journal Nature and published online on March 2nd 2016 reveals that the emergence of a huge mount of molten rock jostled the Red Planet’s early tropics out of position, and may have helped usher in the cold, dry and dead version of the planet we know today. That massive bulge of volcanic rock is called the Tharsis region. At 5000 kilometres across and more than 10 kilometres thick, it is the largest known volcanic complex in the solar system. When huge outpourings of lava between 4.1 and 3.7 billion years ago created it, it deformed the entire planet.
It was thought that Tharsis bent the planet’s crust and dictated the direction of Martian rivers, which formed later. But a new research suggests that the rivers and their valley networks formed first, and were concentrated along the equator. The formation of Tharsis tilted the planet around so much that, if it happened on Earth, Paris would sit atop the magnetic north pole – a rearrangement that would have wild, catastrophic effects on the climate and water.
Eight years ago, a French researcher noticed that valley networks that formed between 4 and 3 billion years ago were arranged almost as if they were in a circle, but tilted a bit from the equator. The scientist and his colleagues calculated where Mars’s poles would have been before Tharsis, and worked out that the circle would have followed the equator. They also looked for evidence of a polar-like climate at what would have been the poles. The “paleo” north pole is in a region with a large amount of ice, possibly corresponding to an ancient polar ice cap, and there is evidence of water at the ancient south pole as well.
They conclude that the placement of the rivers makes the most sense if they were in place before the Tharsis region formed, or if they were forming concurrently – maybe even by rainfall or snowfall happening as the enormous volcanic structure was active.
The next goal is studying how this crustal shifting might have contributed to Mars’s loss of water and air. As a young planet, Mars may have had warm, wet, and humid tropics at its equator just like Earth does now. But at some point, it lost is thick protective atmosphere, and much of the water went with it. What is certain is that the true polar wander occurred when the water and atmosphere disappeared or was disappearing.
You will find e more detailed study on the CNRS website : http://www2.cnrs.fr/en/2719.htm

Chronologie du basculement des pôles de Mars, d’après la dernière étude.

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