Catégorie : Science

Le tremor de l’Etna

drapeau francaisL’Etna a retrouvé son calme. Toutefois, depuis plusieurs jours, le tremor présente un tracé bizarre composé de petites bandes étroites qui se succèdent rapidement et régulièrement. Selon Boris Behncke (INGV Catane), il s’agit d’une séquence de « banded tremor », phénomène déjà observé sur l’Etna et habituellement lié à des mouvements de fluides hydrothermaux à l’intérieur de l’édifice volcanique. La périodicité des bandes de tremor est très variable ; elle peut aller de 3 minutes sur le Kilauea à 6 heures sur le Kliuchevskoi.

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drapeau anglaisMount Etna is currently quiet. However, the tremor has looked quite strange for a few days, with narrow stripes (or bands) that follow one another quite rapidly and regularly. According to Boris Behncke (INGV Catania), we are confronted with an episode of “banded tremor” « , a phenomenon seen a few times in the past on Mount Etna. It is believed to be caused by geyser-like movement of hydrothermal fluids in a volcano. The periodicity of the bands is quite variable, ranging from 3 minutes on Kilauea to 6 hours on Kliuchevskoi.

Tremor-Etna

Source: INGV Catane

Le dioxyde de carbone (CO2) sur la planète Terre ! // Carbon dioxide on Earth !

drapeau francaisAlors que ma note précédente avait pour sujet l’hélium de Yellowstone, celle-ci traite du dioxyde de carbone (CO2) sur l’ensemble de la planète et les nouvelles ne sont pas bonnes. En effet, le lundi 7 Avril, le niveau de dioxyde de carbone dans l’atmosphère a atteint son point le plus haut depuis au moins 800 000 ans, avec plus de 402 parties par million (ppm).
Les scientifiques utilisent des bulles d’air emprisonnées dans la glace du Groenland, de l’Antarctique et des glaciers pour déterminer le niveau de CO2 dans l’atmosphère à travers les âges. La dernière fois où le CO2 avait atteint ce sommet, c’était il y a entre 800 000 et 15 millions d’années, très probablement avant l’apparition de la civilisation humaine. Le contrôle des niveaux de CO2 tel que nous le connaissons aujourd’hui  a commencé au sommet du Mauna Loa à Hawaii en 1958. Le 7 avril 2014, on y a relevé 402,2 ppm, tandis que la National Oceanic and Atmospheric Administration  (NOAA) révélait un niveau de 402,11 ppm à la même date.
Le plus inquiétant, c’est que nous n’avons peut-être pas encore atteint notre plus haut niveau de l’année. En effet, l’histoire montre que les pics de CO2 sont en général observés en mai. Le record peut donc encore être amélioré ! L’an dernier en mai, on atteignait un niveau de 400 ppm pour la première fois.
Source : Inhabitat.com.

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drapeau anglaisWhile my previous note was about helium at Yellowstone, this one deals with carbon dioxide (CO2) on the whole planet and the news is not good. Indeed, on Monday, April 7th, carbon dioxide levels in the atmosphere were the highest they have been in at least 800,000 years, reaching beyond 402 parts per million.

Scientists use air bubbles trapped inside ice in Greenland, Antarctica and some glaciers to determine the historic CO2 level in the atmosphere. The only time carbon dioxide levels reached this high was somewhere between 800,000 and 15 million years ago – most likely before human civilization even existed. Modern CO2 monitoring started on the top of Hawaii Mauna Loa volcano in 1958, which showed a reading of 402.2 ppm on April 7th, 2014. NOAA showed a reading of 402.11 ppm on the same date.

Even more concerning is the fact that we may not have even reached our highest level for the year. Historically, CO2 peaks in May so the level may continue to climb this year. Last year in May levels reached 400 ppm for the first time.

Source: Inhabitat.com.

CO2-blog

L’évolution du CO2 sur le Mauna Loa à Hawaii

L’hélium de Yellowstone // Helium at Yellowstone

drapeau francaisAprès le séisme de M 4,8 qui a secoué Yellowstone le 30 mars dernier, certaines personnes ont prétendu que les émissions d’hélium étaient en hausse dans la caldeira, signe d’une éruption à court terme. Même si une telle affirmation va trop loin, il est indéniable qu’il existe une relation entre l’hélium et l’activité volcanique ou magmatique. Il y a quelques années, j’ai mentionné l’importance de l’hélium à propos des émissions gazeuses sur les basses pentes de l’Etna (voir le résumé de mon étude dans la colonne de gauche de ce blog).

Suite à l’événement sismique à Yellowstone, Erik Klemetti, professeur de Sciences de la Terre à l’université Denison, a écrit un article très intéressant intitulé « Ce que l’hélium peut nous dire à propos des volcans » : http://www.wired.com/category/eruptions

Erik nous explique que le rapport entre les deux isotopes naturels de l’hélium (3He et 4He) peut nous donner des informations sur l’origine de l’hélium. En effet, l’hélium provient de deux sources principales : (1) le manteau, qui renferme l’hélium apparu lors de la formation de la planète et (2) la croûte, où l’hélium provient de la désintégration radioactive d’éléments comme l’uranium et le thorium. Ces deux sources d’hélium montrent cependant quelques différences. L’hélium mantellique est dominé par le 3He (2 protons, 1 neutron), tandis que la désintégration des éléments dans la croûte va produire le 4He (2 protons, 2 neutrons).
Cela signifie que lorsque l’on mesure le rapport isotopique de l’hélium en provenance du sol, des sources chaudes, des puits ou des fumerolles, on peut déterminer la quantité d’hélium produite lors du dégazage du magma en provenance du manteau, ou par la désintégration radioactive de l’uranium et du thorium dans la croûte.

Erik Klemetti explique les émissions d’hélium à Yellowstone en faisant référence à un article publié par Jake Lowenstern (responsable de l’Observatoire de Yellowstone ) et d’autres scientifiques dans la revue Nature le 19 février 2014. Les auteurs ont constaté que les zones qui produisaient le plus d’hélium étaient situées dans la bordure méridionale de la caldeira. Ces zones libèrent essentiellement de l’hélium provenant de la croûte, et non du magma qui se trouve sous Yellowstone. Selon l’étude, les proportions les plus élevées de 3He/4He se situent au cœur de la caldeira. Lowenstern et les autres scientifiques ont calculé la quantité de 4He que la croûte sous Yellowstone était susceptible d’émettre en se basant sur les proportions d’uranium et de thorium. Ils ont constaté que la région de Yellowstone libère près de 600 fois plus de 4He qu’elle le devrait, si l’on se base sur la désintégration de l’uranium et du thorium. Cela signifie probablement que le volcan de Yellowstone laisse échapper de l’hélium qui est resté emprisonné dans la croûte pendant des millions, voire des milliards d’années. L’hélium de Yellowstone n’est en aucune façon lié au magma qui se trouve sous la caldeira ; il a probablement quitté la croûte lors de séismes ou sous l’effet du réchauffement de la croûte par le magma.

Erik Klemetti conclut son article en écrivant que la quantité d’hélium émise ne nous dit pas grand-chose sur l’activité volcanique dans la mesure où l’hélium, quel qu’il soit, peut se trouver libéré au cours des épisodes sismiques qui affectent un volcan. Il faut connaître le rapport 3He/4He pour comprendre si les variations des émissions d’hélium ont une origine magmatique.  Le problème est qu’il n’existe pas de moyen facile et peu coûteux pour obtenir des mesures rapides des ratios 3He/4He sur le terrain. Les échantillons doivent être acheminés à un laboratoire pour y être analysés.
Si on ne prend en compte que la quantité d’hélium produite par un volcan, on n’obtient qu’une pièce du puzzle de l’activité volcanique. Malgré tout, les mesures des émissions d’hélium et de leur composition isotopique sont d’une grande utilité. Comme on vient de le voir,  il existe à Yellowstone un important volume d’hélium stocké dans la croûte qui peut être libéré par des processus non liés à des phénomènes qui pourraient conduire à une éruption.

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drapeau anglaisAfter the M 4.8 earthquake that rocked Yellowstone on March 30th, some people pretended that helium emissions were rising in the caldera, meaning an eruption was to take place in the short term. Even though such a direct statement goes too far, it is undisputable that a relationship exists between helium and volcanic – or rather magmatic – activity. A few years ago, I mentioned helium about the gaseous emissions on the lower slopes of Mount Etna (see abstract of this study in the left-hand column of this blog).

In the wake of the seismic event at Yellowstone, Erik Klemetti, an assistant professor of Geosciences at Denison University, wrote a very interesting article entitled “What helium can tell us about volcanoes”: http://www.wired.com/category/eruptions

Erik explains us that the ratio between helium’s two naturally-occurring isotopes (3He and 4He) can tell us about the source of the helium. Indeed, helium can come from two main sources: (1) the mantle, that includes helium from the formation of the planet, and (2) the crust, where it comes from the radioactive decay of elements like uranium and thorium. These two sources of helium, however, show some differences. Mantle-derived primordial helium is dominated by the 3He (2 protons, 1 neutron) while the decay of elements in the crust will produce the 4He (2 protons, 2 neutrons).

This means that when you measure the isotopic ratio of helium being released in soils, hot springs, wells or fumaroles, you can determine how much of that helium is being derived from either degassing of magma coming from the mantle or from the radioactive decay of uranium and thorium in the crust.

Erik Klemetti explains the helium emissions at Yellowstone with reference to an article published by Jake Lowenstern (scientist in charge of the Yellowstone Observatory) and others in the journal Nature on February 19th 2014. The authors found that the most productive areas of helium emissions were located in the southern margin of the caldera. These areas are mainly releasing helium derived from the crust, not any magma underneath Yellowstone. According to the study, the highest 3He/4He ratios are in the heart of the caldera. Lowenstern and others calculated how much 4He the crust underneath Yellowstone could produce based on the uranium and thorium content. They found that the Yellowstone area releases almost 600 times more 4He than it should, based on the decay of uranium and thorium. This means that it is probably releasing helium that has been trapped in the crust for millions to billions of years. This helium at Yellowstone is in no way related to the magma underneath the caldera, but has likely been freed from the crust by the earthquakes and heating of the crust done by the magma.

Erik Klemetti concludes his article by writing that he amount of helium being released doesn’t tell us much about volcanic activity, as helium of any sort might be liberated by earthquakes under a volcano. We need to know the ratio of 3He/4He of that helium to understand whether the changes in emissions are actually related to magma. The problem is that there is no easy way to get fast and cheap measurements of the 3He/4He ratios in the field. The samples need to be taken to a laboratory to be analysed.

If you only consider the amount of helium being released at the volcano, you’re only getting a piece of the full picture of volcanic activity. However, you can learn a lot from measuring helium emissions and their isotopic composition. At Yellowstone, there is a significant volume of stored helium in the crust that can be released by processes unrelated to anything that could lead to an eruption.

Yell-blog

Photo:  C.  Grandpey

 

Du Mauna Loa à la planète Mars // From Mauna Loa to Mars

drapeau francaisUne nouvelle odyssée de l’espace a commencé le 28 Mars dans la soirée à Hawaii quand les six membres d’une nouvelle mission de simulation d’exploration spatiale (Hawaii Space Exploration and Analog Simulation – HI-SEAS) sont entrés dans un habitat isolé pour la première nuit d’un « voyage » de quatre mois.
Sous un ciel étoilé du Mauna Loa, le commandant de la mission a verrouillé la porte de l’habitat derrière l’équipage, coupant ainsi tout contact physique avec le monde extérieur pour une durée de 120 jours.
Toutefois, si le monde extérieur est devenu inaccessible, le monde intérieur sera étroitement surveillé. Grâce à des caméras, des systèmes de contrôle électronique, aux  journaux de bord tenus par les membres de l’équipe scientifique et d’autres données, des chercheurs de l’Université d’Hawaii à Manoa garderont en permanence un œil sur cette mission. Ils étudieront en particulier la cohésion du groupe ainsi qu’un large éventail de facteurs cognitifs, sociaux et affectifs. Ils seront attentifs à la façon dont le groupe évolue techniquement et socialement, comment les tâches sont effectuées au sein du groupe avec le temps et dans quelle mesure elles affectent les performances.
Tout cela fait partie d’une recherche financée par la NASA pour comprendre comment les équipes d’astronautes se comporteront en situation d’isolement durant les expéditions de longue durée, comme celles pour atteindre la planète Mars.
Pour un vaisseau spatial inhabité, il faut compter entre 150 à 300 jours pour voyager entre la Terre et la planète rouge. Les scientifiques estiment qu’un voyage habité vers Mars durera environ trois ans, aller et retour. La NASA pense que certains facteurs émotionnels et psychologiques joueront un rôle important pendant ces très longs trajets.
En Juin 2013, la NASA a accordé 1,2 million de dollars à l’Université d’Hawaii à Manoa pour financer au cours des trois prochaines années trois missions spatiales semblables à celle en cours sur le Mauna Loa.
Les membres de l’équipe HI- SEAS vivront dans un dôme de 40 mètres de diamètre alimenté par l’énergie solaire. Le rez-de-chaussée de l’habitat dispose d’une cuisine, d’une salle à manger, d’une salle de bains avec douche, d’un laboratoire, d’un espace de culture physique et d’une pièce commune. Un loft à l’étage offre six chambres minuscules et une salle de bain avec toilette et lavabo.
Un soin particulier a été pris pour assurer l’intégrité de l’environnement de simulation spatiale. Par exemple, les membres de l’équipe subiront un retard de communication de 20 minutes chaque fois qu’ils entreront en contact avec l’équipe au sol, comme cela se produira quand les astronautes devront communiquer avec la Terre depuis la planète Mars.
De même, les membres de l’équipage devront revêtir de faux scaphandres chaque fois qu’ils sortiront de l’habitat. Ces «excursions» copieront celles qui ont déjà eu lieu loin de la Terre, comme les missions Apollo vers la Lune.

Source : Hawaii 24/7.

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drapeau anglaisA new space odyssey began on March 28th in the evening as the six members of the new Hawaii Space Exploration and Analog Simulation (HI-SEAS) mission entered their remote habitat on the first night of a four-month-long journey.

Under the starry night sky on Mauna Loa, the mission commander closed the simulated air lock behind the crew, cutting off all physical contact with the outside world for the next 120 days.

But while the outside world is locked away, the inside world will be closely monitored.

Using surveillance cameras, electronic surveys, crew member diaries and other sources, researchers from the University of Hawaii at Manoa will be keeping an eye on the crew.

Researchers are tracking group cohesion and a wide range of cognitive, social and emotional factors. They are particularly interested in how technical, social, and task roles within the group evolve over time and how they affect performance.

It’s all part of NASA-funded research to understand how teams of astronauts will perform during isolated, long-duration space exploration missions, such as those that will be required for human travel to Mars.

It takes an unmanned spacecraft between 150 to 300 days to travel between Earth and the Red Planet. Scientists estimate that a manned journey to Mars will take around three years to complete round-trip.

NASA believes that different emotional and psychological factors might be more important for longer duration trips.

In June 2013, NASA awarded UH Manoa $1.2 million to support three space analog missions over the next three years.

The HI-SEAS crew members will be living in a solar-powered dome that is 40 metres in diameter. The first floor of the habitat has a kitchen, dining area, bathroom with shower, a lab, and exercise and common spaces. A second floor loft features six tiny bedrooms and a half bath.

Special care has been taken to ensure the integrity of the space analog environment.

For example, crew members experience a 20-minute communications delay whenever they make contact with the ground crew, just as astronauts would when Earth and Mars are at their farthest apart.

Likewise, crew members will suit up in mockup spacesuits whenever they step outside of the habitat. These “excursions” will be modeled after extraterrestrial surface explorations such as those conducted during the Apollo missions to the Moon.

Source : Hawaii 24/7.

HISEAS-Panels

Le dôme, lieu de vie de l’équipe scientifique HI-SEAS sur le Mauna Loa, avec le Mauna Kea en toile de fond.