Catégorie : Science

Volcans et périodes glaciaires // Volcanoes and ice ages

drapeau francaisUne étude récente effectuée par deux chercheurs australiens confirme l’idée que les volcans, en dépit de leur puissance destructrice, peuvent aussi être des refuges pour la vie. Ils ont probablement protégé les plantes et les animaux pendant les périodes glaciaires.
Les deux chercheurs ont examiné les données recueillies auparavant sur ​​les lieux où vivent les plantes, les champignons et les invertébrés en Antarctique. Ils ont ensuite cartographié et mis en correspondance le nombre d’organismes avec les zones géothermales et volcaniques connues pour avoir été actives depuis le dernier âge de glace. Ils ont découvert que le nombre d’espèces était plus grand sur ces sites ou à proximité, ce qui montre bien le rôle de refuge joué par les volcans pendant la période glaciaire. En effet, pour les plantes comme pour les mousses, le nombre d’espèces diminue de façon régulière au fur et à mesure que l’on s’éloigne des zones géothermales.
Cette étude est la première à s’attaquer à l’hypothèse selon laquelle les volcans auraient servi de refuge aux  animaux. Les chercheurs ont étudié de grands volumes de données concernant plusieurs espèces à l’échelle continentale et ils ont conclu que l’hypothèse pourrait bien s’étendre à d’autres parties du monde et à d’autres périodes glaciaires traversées par notre planète.
Il est tentant de percevoir l’Antarctique comme une vaste étendue de glace stérile, mais en réalité ce continent héberge des centaines, voire des milliers d’espèces, y compris 300 types de lichens dont beaucoup exigent des terres libres de toute glace pour pouvoir survivre.
Contrairement aux oiseaux et à la vie marine qui peuvent se déplacer vers des régions plus chaudes pendant les périodes glaciaires, les plantes, les champignons et les invertébrés sont en grande partie immobiles, de sorte que leur sort est plus étroitement liée à leur environnement immédiat.
La nouvelle cartographie réalisée par les chercheurs australiens suggère que certaines espèces seraient restées concentrées autour des zones géothermales pendant les périodes glaciaires et auraient recolonisé d’autres territoires pendant les épisodes de réchauffement.
L’Antarctique abrite plusieurs volcans comme le Mont Erebus. Leurs chambres magmatiques souterraines font augmenter la température de surface dans les zones proches du cratère. Ces volcans émettent aussi fréquemment de la vapeur, à la fois au niveau de leurs cratères et des fumerolles, un univers qui crée des zones dépourvues de glace ainsi que de grandes grottes où la température peut être de plusieurs de dizaines de degrés Celsius supérieure à la température extérieure. Ces zones de vapeur sont parfaites pour la croissance des mousses et autres espèces.
L’Antarctique est un terrain idéal pour la recherche en milieu géothermal parce que son isolement et la couverture de glace le rendent biologiquement moins «contaminé» par d’autres espèces.
Source: National Geographic.

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drapeau anglais A new study by two Australian researchers confirms the idea that volcanoes, despite their destructive power, can also be havens for life. They might have been refuges for plants and animals during ice ages.

The two researchers examined previously collected data on where plants, fungi, and invertebrates live in Antarctica. They then mapped the numbers of organisms in relation to geothermal and volcanic areas known to have been active since the last ice age. They found the number of species was greatest at or around such sites, which the scientists said reflected volcanoes’ role as ice age refuges. Indeed, for plants such as mosses, the number of species steadily declined the farther away one got from geothermal areas.

The new study is the first to tackle the hypothesis that volcanoes provided safe havens for animals. The researchers looked at large sets of data for several species on a continental scale and concluded that the hypothesis could well extend to other parts of the world and other glacial periods the planet has experienced.

It’s tempting to perceive Antarctica as a barren ice sheet, but in fact it is home to hundreds if not thousands of individual species, including 300 kinds of lichen, many of which require ice-free land to survive.

Unlike birds and marine life, which can move to warmer regions during glacial periods, plants, fungi, and invertebrates are largely immobile, so their fate is more closely linked with their immediate environment.

The new mapping data suggest that species would have been concentrated around geothermal areas during glacial periods and then recolonised other territory during warming episodes.

Antarctica houses several volcanoes like Mount Erebus. Their underground magma chambers can raise surface temperatures in areas near the crater. They also frequently emit steam, both from their craters and from fumaroles, a universe which can create ice-free areas and large ice caves where temperatures can be tens of degrees Celsius higher than the outside temperature. Such steam fields are great for mosses and other species to thrive.

Antarctica was an ideal test case for the geothermal research because its isolation and ice cover make it less biologically « contaminated » by other species.

Source : The National Geographic.

Erebus-blog

Vue aérienne de l’Erebus (1er plan) et du Mont Terror (arrière-plan) sur l’Ile de Ross.

[ Crédit photo: National Science Foundation ]

De l’eau en abondance dans le manteau terrestre? // Much water in the Earth’s mantle?

drapeau francaisDes scientifiques de l’Université de l’Alberta (Canada) ont acquis la quasi certitude que l’eau est présente en abondance au plus profond de la croûte terrestre. L’analyse d’un petit fragment de minéral rare qui avait été observé uniquement dans les météorites les a conduits à la conclusion qu’il existe un vaste réservoir d’eau souterrain, avec plus d’eau que dans tous les océans de notre planète.
Avant d’aller plus loin, il faut rappeler que le manteau descend à plus de 2900 kilomètres sous la croûte terrestre, jusqu’au noyau. On le divise en général en deux parties : le manteau supérieur et le manteau inférieur, avec une zone de transition entre ces deux couches, à environ 700 km de profondeur.
Au vu des données sismiques, on pense que le manteau renferme des minéraux avec des caractéristiques semblables à une éponge et qui, de ce fait, retiennent l’eau. Malheureusement, ces minéraux sont beaucoup trop profonds pour pouvoir être atteints avec les équipements de forage dont nous disposons aujourd’hui.
La roche étudiée par les chercheurs canadiens a été remontée à la surface de la Terre par une éruption volcanique, puis récupérée dans une rivière brésilienne en 2009. Après des années d’étude, il a finalement été admis qu’il s’agissait de « ringwoodite » qui se forme avec l’olivine, un minéral très répandu à l’intérieur de la Terre. Entre 410 et 520 km, l’olivine devient de la wadsleyite, puis, entre 520 et 660 km, lorsque la pression augmente, elle devient de la ringwoodite.
Le plus extraordinaire, c’est que l’analyse de la roche a révélé que plus ou moins 1,5 % de son poids était de l’eau qui a été emprisonnée dans la matière minérale au moment de sa formation. Cette eau ne pouvait exister que si elle était abondante dans le manteau terrestre, là où se trouve le minerai actuellement. Le volume total de la zone de transition indique que la concentration de ringwoodite, et donc d’eau, est probablement énorme.
Cependant, un seul échantillon de ringwoodite n’est pas suffisant pour aboutir à des certitudes. Il est nécessaire d’avoir plusieurs de ces échantillons, en sachant que leur profondeur les rend inaccessibles à l’heure actuelle.
Savoir où l’eau est concentrée et en quelle quantité pourrait aider à mieux comprendre la tectonique des plaques. On pense que cette eau est susceptible de «lubrifier » les plaques tectoniques, ce qui faciliterait leurs mouvements et favoriserait les tremblements de terre et les tsunamis. En outre, lorsque l’eau est injectée dans le magma, les éruptions volcaniques deviennent plus violentes.

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drapeau anglaisScientists from the University of Alberta (Canada) have discovered solid evidence to support the idea that water is present in abundance deep within the Earth’s crust. The finding of a small fragment of a rare mineral that had previously only been found in meteorites has led them to the conclusion that there exists a vast reservoir of water underground, with more water than all the oceans of our planet.

Before going any further, we need to remember that the Earth’s mantle lies over 2,900 km beneath the Earth’s crust, as far as the Earth’s core. It is usually divided into two parts: the upper and the lower mantle. There is a transition zone between these two layers, about 700 km deep.

It is believed, after analyzing seismic data, that minerals with sponge-like characteristics exist in the mantle and hold water. Unfortunately, they are too deep to be reached with modern drilling equipment.

The rock studied by the Canadian researchers had been brought to the Earth’s surface by a volcanic eruption and then fished out of a Brazilian riverbed in 2009. After years of study, it was eventually recognized as ‘ringwoodite’ that forms with olivine, a common mineral in the Earth. Between 410 and 520 km, olivine becomes wadsleyite; then, between 520 and 660 km, as the pressure increases, it becomes ringwoodite.

What was remarkable was that on analysis, the rock showed that roughly 1.5 % of its weight was water, which was locked into the mineral at the time of formation. This water could only exist if it were abundant in the Earth’s mantle, where the mineral currently is. The total volume of the transition zone indicates that the proportionate concentration of ringwoodite, and subsequently that of that water, would be huge.

However, only one sample of ringwoodite is too small to be analysed sufficiently by scientists. There is need for more such samples, though their depth would make them impossible to extract.

Knowing where the water is concentrated and to what degree can help in the understanding of plate tectonics. This water is believed to lubricate the plates, making movements easier and facilitating earthquakes and tsunamis. Moreover, when water is infused into magma, it makes the resultant volcanic eruptions more violent.

Olivine-blog

Echantillons d’olivine  (Photo:  C. Grandpey)

Les drones bientôt au service de la volcanologie? // Could drones soon be used in volcanology?

drapeau francaisJ’appartiens à un club d’aéromodélisme et quand j’ai vu l’arrivée des premiers drones – également appelés quadricoptères – j’ai tout de suite pensé à leurs applications possibles dans le domaine volcanique. J’ai imaginé que nous pourrions les utiliser pour analyser les gaz dans des environnements dangereux ou trop difficiles d’accès, ou lorsque les gaz peuvent être mortels pour les humains.
Une vidéo récente publiée sur You Tube montre que les drones pourraient effectivement être utilisés pour observer des volcans. L’un d’eux, un DJI Phantom 2 (voir photo ci-dessous) a été manoeuvré par son propriétaire australien dans le cratère du Yasur au Vanuatu.
Il faut toutefois garder à l’esprit que les quadricoptères ne sont pas très lourds et qu’ils restent des instruments fragiles. Ils ne doivent pas présenter de pièces métalliques qui seraient rapidement endommagées par les gaz. L’électronique serait inévitablement détruite si elle était exposée au SO2 ou au SO4. En outre, les bombes projetées par un volcan comme le Yasur ne doivent pas percuter le véhicule qui chuterait immédiatement dans le cratère, avec tout l’argent qu’il a fallu débourser pour l’acheter !
Les images proposées par le drone du document sont intéressantes d’un point de vue volcanologique mais leur qualité n’est pas extraordinaire. Il est probable que la vidéo a été tournée avec un petit capteur qui concentre trop la lumière, de sorte que la belle couleur jaune de la lave vire au blanc, un problème déjà rencontré avec les appareils photos dotés de petits capteurs. Au train où vont les choses, on peut penser que les progrès technologiques permettront de corriger rapidement ce défaut.
Voici le lien pour accéder à la vidéo :
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=0-shWVW1UBc

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 drapeau anglaisI belong to a model flying association and when I saw the arrival of the first drones – also called quadcopters – I immediately thought about their possible applications on volcanoes. I imagined we could use them to analyse the gases in environments that are too dangerous to reach or where the gases may be deadly to humans.

A recent video released on You Tube shows that drones can indeed be used to observe volcanoes. One of them, a DJI Phantom 2 (see picture below) has been flown by its Australian operator into the crater of Yasur in Vanuatu.

However, one should keep in mind that quadcopters are not very heavy and remain fragile instruments. They should not include metal parts that would quickly be damaged by the gases. Electronics would be destroyed too if it was exposed to SO2 or SO4 gases. Besides, the bombs thrown by the volcano should not smash into the vehicle that would immediately drop into the crater with all the money spent to buy it!

The images offered by the drone in the document are interesting from a volcanological point of view but their quality is not great. The odds are that they were shot with a small-frame sensor that concentrates too much the light, so that the nice yellow lava becomes white, a problem already encountered by small frame cameras. The current rapid technological progress may help to rapidly solve this problem.

Here is the link to watch the video:

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=0-shWVW1UBc

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Vue du  DIJ Phantom 2

Le Thirty Meter Telescope en passe de devenir réalité sur le Mauna Kea? // Is the TMT going to become reality on Mauna Kea?

drapeau francaisLe projet de construction du Thirty Meter Telescope (TMT), le plus grand au monde, vient de franchir une nouvelle étape. En effet, l’Université d’Hawaii vient d’approuver le principe de location des terres au sommet du Mauna Kea.
Le télescope servira à observer les planètes qui tournent autour d’étoiles en dehors de notre propre galaxie et il permettra aux astronomes d’observer de nouvelles planètes et des étoiles en cours de formation. Il devrait permettre aussi aux scientifiques de voir à quelque 13 milliards d’années-lumière et d’avoir ainsi un aperçu des premières années de l’univers.
Le miroir primaire du télescope, composé de plusieurs segments, aura près de 30 mètres de diamètre, trois fois la taille du plus grand télescope optique actuel, le Grand Télescope des Canaries, situé sur l’île de La Palma.
Toutefois, s’il est construit, le TMT ne devrait pas détenir très longtemps le titre de plus grand télescope au monde. Un groupe de pays européens prévoit de construire le European Extremely Large Telescope qui aura un miroir de 42 mètres de diamètre.
Certains Hawaïens autochtones s’opposent au projet car ils estiment que le télescope viendra souiller le sommet du Mauna Kea qu’ils considèrent comme sacré. Les écologistes prétendent que le télescope nuira à une espèce d’insectes extrêmement rare.
La location du terrain sur lequel sera édifié le télescope rapportera à l’Etat d’Hawaii plus d’un million de dollars par an lorsqu’il sera entièrement opérationnel. 870 000 dollars, soit 80 pour cent, iront à l’Office de Gestion du Mauna Kea, organisme qui préserve les ressources naturelles, culturelles et récréatives tout en offrant une structure dédiée à l’astronomie, la recherche et l’éducation. Le reste ira au Bureau des Affaires Hawaïennes.
Cependant, il y a encore des désaccords à propos du projet qui sera de nouveau retardé par des opposants qui contestent le permis de construction. Il viennent de faire appel une nouvelle fois auprès de la Troisième Cour de Hilo.
Source : Presse hawaiienne.

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drapeau anglaisThe University of Hawaii has just approved a plan to lease land at the summit of Mauna Kea volcano. This is one more step closer to the construction of the Thirty Meter Telescope (TMT) which will be the largest one in the world. .

The telescope will be used to observe planets that orbit stars outside our own galaxy and will enable astronomers to watch new planets and stars being formed. It should help scientists see some 13 billion light years away for a glimpse into the early years of the universe.

The telescope’s segmented primary mirror will be nearly 30 metres in diameter, three times the size of the current largest optical telescope, the Gran Telescopio Canarias, located on La Palma, one of the Canary Islands.

If built, however, the TMT isn’t likely to hold the title for the world’s largest telescope for long. A group of European countries plans to build the European Extremely Large Telescope, which will have a mirror that is 42 metres in diameter.

Some Native Hawaiians oppose the project because they believe it would defile the summit that they consider sacred. Environmentalists say the telescope would harm an extremely rare species of insects.

The telescope will pay over $1 million a year when the telescope is fully functional. Of this, $870,000, or 80 per cent, will go to the Office of Mauna Kea Management, which preserves the natural, cultural and recreational resources of the mountain while providing a centre for astronomy, research and education. The remainder will go to the Office of Hawaiian Affairs.

However, there are still some disagreements with the project which will again be delayed by opponents who challenged the permit with an appeal to the Third Circuit Court in Hilo.

Source: Hawaiian press.

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Représentation du futur Thirrty-Meter Telescope  (Source: Hawaii 24/7)

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Les télescopes du Mauna Kea  (Photo:  C.  Grandpey)