Catégorie : Science

Le réchauffement climatique allonge les jours // Global warming is making days longer

Dans une note publiée le 14 mai 2024, j’écrivais que la rotation de la Terre semble ralentir. Cela est dû à l’intensification de la fonte des glaces au Groenland et en Antarctique, qui diminue la vitesse angulaire de la Terre. En effet, l’eau des pôles est redistribuée dans les océans,ce qui modifie le moment d’inertie de notre planète.

Une nouvelle étude publiée le 16 juillet 2024 dans les Actes de la National Academy of Sciences confirme cette situation, ajoutant que « l’impact du réchauffement climatique d’origine humaine est si important qu’il perturbe la notion de temps.» La fonte des glaces polaires causée par la hausse des températures modifie la vitesse de rotation de la Terre et augmente la durée de chaque journée, une tendance qui devrait s’accélérer au cours de ce siècle car le réchauffement de la planète ne ralentit pas. Le changement est minime – quelques millisecondes par jour – mais dans notre monde de haute technologie et hyperconnecté, cela a un impact important sur les systèmes informatiques sur lesquels nous nous appuyons, y compris le GPS.
Le nombre d’heures, de minutes et de secondes que compte chaque journée sur Terre est dicté par la vitesse de rotation de notre planète, qui est influencée par un ensemble complexe de facteurs. Il s’agit notamment des processus dans le noyau fluide de la Terre, de l’impact de la fonte d’immenses glaciers après la dernière période glaciaire, ainsi que de la fonte des glaces polaires due au réchauffement climatique.
Depuis des millénaires, la Lune joue un rôle majeur, augmentant la durée d’une journée de quelques millisecondes par siècle. En effet, la Lune exerce une attraction sur la Terre, ce qui provoque le gonflement des océans et ralentit progressivement la rotation de la Terre.
Les scientifiques ont déjà établi des liens entre la fonte des glaces polaires et des journées plus longues, mais la nouvelle étude montre que le réchauffement climatique a une plus grande influence sur le temps que l’ont montré des études récentes. Tout se passe comme suit : à mesure que nous réchauffons la planète, les glaciers et les calottes glaciaires fondent et l’eau de fonte s’écoule des pôles vers l’équateur. Cela modifie la forme de la planète, l’aplatissant aux pôles et la rendant plus bombée en son milieu, ce qui ralentit sa rotation. Le processus est souvent comparé à un patineur sur glace. Lorsqu’il ramène ses bras vers son corps, il tourne plus vite. Mais s’il les écarte, sa rotation ralentit.
L’équipe qui a réalisé la dernière étude, composée de scientifiques internationaux, a pris en compte une période de 200 ans, entre 1900 et 2100. Les chercheurs ont utilisé des données d’observation et des modèles climatiques pour comprendre comment le réchauffement climatique a affecté la durée des journées dans le passé et comment cela a pu se prolonger par la suite. Ils ont constaté que l’impact du réchauffement climatique sur la durée de la journée a considérablement augmenté.
L’élévation du niveau de la mer a fait varier la durée d’une journée entre 0,3 et 1 milliseconde au 20ème siècle. Au cours des deux dernières décennies, l’augmentation de la durée de la journée est passée à 1,33 millisecondes par siècle, « une hausse nettement plus significative qu’à n’importe quel moment du 20ème siècle ».
Si le réchauffement des océans et l’accélération de la fonte des glaces au Groenland et en Antarctique se poursuivent, cette augmentation de la durée de la journée va s’accélérer. Si le monde ne parvient pas à maîtriser les émissions de gaz à effet de serre, le réchauffement climatique pourrait augmenter la durée d’une journée de 2,62 millisecondes d’ici la fin du siècle, dépassant ainsi l’ impact naturel de la Lune.
Quelques millisecondes supplémentaires par jour sont imperceptibles pour les humains, mais cela a un impact sur la technologie. Des mesures précises du temps sont essentielles pour le GPS, ainsi que pour d’autres systèmes de communication et de navigation. Ils utilisent un temps atomique très précis, basé sur la fréquence de certains atomes.
Source  : CNN via Yahoo Actualités.

La fonte des glaces polaires a un impact significatif sur la vitesse de rotation de la Terre (Photo : C. Grandpey)

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In a post published on May 14th, 2024, I indicated that Earth’s rotation appears to be slowing down. This is due to the increased melting of ice in Greenland and Antarctica which is decreasing the Earth’s angular velocity. This is because water from the poles is being redistributed throughout the oceans, thereby changing our planet’s moment of inertia.

A new research published on July 16th, 2024 in the Proceedings of the National Academy of Sciences confirms this situation, adding that « the impacts of human-caused global warming are so overwhelming they are actually messing with time. » Polar ice melt caused by global warming is changing the speed of Earth’s rotation and increasing the length of each day, in a trend set to accelerate over this century as humans continue to warm our planet. The changes are small — a matter of milliseconds a day — but in our high-tech, hyperconnected world have an important impact on computing systems we have come to rely on, including GPS.

The number of hours, minutes and seconds making up each day on Earth are dictated by the speed of the Earth’s rotation, which is influenced by a complex knot of factors. These include processes in the planet’s fluid core, the ongoing impact of the melting of huge glaciers after the last ice age, as well as melting polar ice due to global warming.

For millennia, the impact of the moon has dominated, increasing the length of a day by a few milliseconds per century. The moon exerts a pull on Earth causing the oceans to bulge towards it, gradually slowing Earth’s rotation.

Scientists have previously made connections between polar ice melt and longer days, but the new research suggests global warming is a bigger influence on time than recent studies have shown. It works like this: As humans warm the world, glaciers and ice sheets are melting, and that meltwater is flowing from the poles toward the equator. This changes the planet’s shape, flattening it at the poles and making it bulge more in the middle, slowing its rotation. The process is often compared to a spinning ice skater. When the skater pulls their arms in towards their body, they spin faster. But if they move their arms outwards, away from their body, their spin slows.

The team of international scientists who made the study looked at a 200-year period, between 1900 and 2100, using observational data and climate models to understand how global warming has affected day length in the past and to project its role in future. They found the impact of global warming on day length has increased significantly.

Sea level rise caused the length of a day to vary between 0.3 and 1 milliseconds in the 20th century. Over the past two decades, however, the scientists calculated an increase in day length of 1.33 milliseconds per century, “significantly higher than at any time in the 20th century.”

If the warming of the oceans and the acceleration of ice loss in Greenland and Antarctica continue, the rate of change is set to soar. If the world is unable to rein in emissions, global warming could increase the length of a day by 2.62 milliseconds by the end of the century, overtaking the natural impacts of the moon.

A few milliseconds of additional time a day may be imperceptible to humans but it has an impact on technology. Precise timekeeping is vital for GPS, as well as other communication and navigation systems. These use highly precise atomic time, based on the frequency of certain atoms.

Source : CNN via Yahoo News.

Les cendres volcaniques préservent les fossiles // Volcanic ash preserves fossils

Les volcans tels que le Vésuve, situés à la frontière des plaques tectoniques, sont connus pour leurs éruptions explosives et de grande ampleur, capables de générer plusieurs dizaines de kilomètres cubes de matériaux. Ces éruptions peuvent piéger quasi instantanément la vie présente et conserver sous leurs cendres les témoignages de civilisations entières, comme à Pompéi ou sur l’île grecque de Santorin.

Photo: C. Grandpey

 Une équipe internationale de chercheurs a publié un article décrivant la découverte de deux nouvelles espèces de trilobites présentant des détails anatomiques inédits. Ces arthropodes fossiles retrouvés pétrifiés dans leur dernière posture sont les représentants d’un écosystème vieux de 515 millions d’années, un «Pompéi» marin, découvert dans des niveaux de cendres volcaniques, à Aït Youb, dans la région du Souss-Massa au Maroc.

 

Vue ventrale d’une reconstitution microtomographique d’un trilobite Gigoutella mauretanica. (Source : A. Mazurier, Abderrazak El Albani)

À Aït Youb, lors d’une éruption volcanique, les organismes vivants ont été ensevelis par des nuées ardentes. Les tissus biologiques ont alors été consumés par la chaleur intense, ne laissant que des cavités dans les cendres solidifiées : les moules des organismes. Ces derniers préservent les moindres détails de la surface extérieure des trilobites, y compris les poils et les épines le long des appendices. Leur tube digestif a également été conservé après s’être rempli de cendres.

Grâce à une technique d’imagerie, la microtomographie de rayons X, les scientifiques ont pu étudier les fossiles en 3D sans les extraire de leur gangue. Cette technique se base sur la propriété des rayons X à traverser la matière et à être absorbés en fonction de la nature et de la densité des constituants qu’ils rencontrent. En remplissant numériquement leur moule, les corps disparus ont été reconstitués avec un niveau de détails saisissant.

 

Vue latérale d’une reconstitution microtomographique d’un trilobite Gigoutella mauretanica. (Source : A. Mazurier, Abderrazak El Albani)

Cette découverte démontre le rôle essentiel des dépôts de cendres volcaniques pour la préservation des fossiles et l’importance cruciale de l’exploration des environnements sous-marins volcaniques.

Elle démontre aussi que la microtomographie de rayons X est un outil puissant permettant d’observer en 3D des objets fossilisés dans des roches très dures, sans risque de les altérer. Ainsi, les dépôts pyroclastiques devraient devenir de nouvelles cibles d’études au vu de leur potentiel exceptionnel à piéger et conserver des restes biologiques sans générer de dégradation.

Source : The Conversation.

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Volcanoes such as Mount Vesuvius, located at the boundaries of tectonic plates, are known for their explosive and large-scale eruptions, capable of generating several tens of cubic kilometers of material. These eruptions can trap life almost instantly and preserve under their ashes the evidence of entire civilizations, as in Pompeii or on the Greek island of Santorini.

An international team of researchers has published a study describing the discovery of two new species of trilobites with previously unseen anatomical details. These fossil arthropods found petrified in their last posture are representatives of a 515 million-year-old ecosystem, a marine “Pompeii”, discovered amidst volcanic ash, in Aït Youb, in the Souss-Massa region in Morocco.
In Aït Youb, during a volcanic eruption, living organisms were buried by fiery clouds. The biological tissues were then consumed by the intense heat, leaving only cavities in the solidified ash: the molds of the organisms. These preserve the smallest details of the trilobites’ outer surface, including the hairs and spines along the appendages. Their digestive tract was also preserved after being filled with ash.
Thanks to an imaging technique, X-ray microtomography, scientists were able to study the fossils in 3D without extracting them from their matrix. This technique is based on the property of X-rays to pass through matter and to be absorbed depending on the nature and density of the constituents they encounter. By digitally filling their mold, the missing bodies were reconstructed with a striking level of detail.
This discovery demonstrates the essential role of volcanic ash deposits for the preservation of fossils and the critical importance of exploring underwater volcanic environments. It also demonstrates that X-ray microtomography is a powerful tool for observing fossilized objects in very hard rocks in 3D, without the risk of altering them. Thus, pyroclastic deposits should become new targets for study given their exceptional potential to trap and preserve biological remains without generating degradation.
Source: The Conversation.

Planète Mars : nouvelle image d’Olympus Mons // Mars : a new image of Olympus Mons

La mission Mars Odyssey de la NASA est un exploit en soi. Le vaisseau spatial a été lancé en 2001, il y a donc 23 ans, et est toujours opérationnel. Le robot a franchi une nouvelle étape le 30 juin 2024, jour où il a effectué sa 100 000ème rotation autour de la Planète rouge. Au cours de ces voyages, il a cartographié les minéraux et la glace sur la surface martienne, identifié des sites d’atterrissage pour les missions futures et a relayé ces données vers la Terre avec l’aide des rovers envoyés par la NASA.
Les scientifiques ont récemment utilisé l’appareil photo à bord du vaisseau spatial pour obtenir une image assez exceptionnelle d’Olympus Mons, le plus haut volcan du système solaire. L’image fait partie du programme de la mission Mars Odyssey pour fournir des vues à haute altitude de l’horizon de la planète. La première de ces vues a été publiée fin 2023. Semblable à la perspective de la Terre telle que peuvent la voir des astronautes à bord de la Station spatiale internationale (ISS), cette image permettra aux scientifiques d’en apprendre davantage sur les nuages ​​et la poussière en suspension dans l’atmosphère martienne.

Prise le 11 mars 2024, la photo la plus récente de l’horizon martien montre Olympus Mons, volcan bouclier dont la base présente un diamètre de 600 kilomètres, avec une hauteur de 27 kilomètres.
Normalement, les images du volcan vu du dessus pendant les survols présentent des bandes étroites, mais en orientant le vaisseau spatial vers l’horizon, les scientifiques ont réussi à montrer toute l’ampleur du volcan au-dessus du paysage martien. De plus, l’image fournit des données scientifiques exceptionnelles. En plus de donner un aperçu des nuages ​​et la poussière, une telle image, qui couvre plusieurs saisons, fournit des détails supplémentaires sur l’atmosphère martienne. Une bande d’un blanc bleuté dans la partie inférieure de l’atmosphère indique la quantité de poussière présente à cet endroit au début de l’automne, période où on observe généralement les tempêtes de poussière sur Mars. La couche violacée au-dessus de cette bande est probablement due à un mélange de poussière rouge et de nuages ​​​​de glace bleuâtres. Enfin, vers le haut de l’image, une couche bleu-vert est visible là où les nuages ​​​​de glace s’élèvent à une cinquantaine de kilomètres d’altitude.
Le robot de la mission Mars Odyssey a obtenu cette image avec un appareil photo sensible à la chaleur, le Thermal Emission Imaging System, ou THEMIS, mis au point par par l’Arizona State University à Tempe. En utilisant les propulseurs situés autour du vaisseau spatial, ce dernier est capable d’orienter THEMIS vers différentes parties de la surface martienne ou même opérer une lente rotation pour observer les minuscules lunes de Mars, Phobos et Deimos. C’est de cette façon que la NASA a pu obtenir cette belle image d’Olympus Mons.
Source : NASA.

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NASA’s Mars Odyssey mission is a feat in itself. The spacecraft was launched in 2001,23 years ago, and is still operational. The robot marked a new milestone on June 30th, 2024, the day when performed its 100,000th trip around the Red Planet. During that time, the Mars Odyssey orbiter has been mapping minerals and ice across the Martian surface, identifying landing sites for future missions, and relaying data to Earth from NASA’s rovers.

Scientists recently used the orbiter’s camera to take a stunning new image of Olympus Mons, the tallest volcano in the solar system. The image is part of a continuing effort by the Odyssey team to provide high-altitude views of the planet’s horizon. The first of these views was published in late 2023. Similar to the perspective of Earth astronauts get aboard the International Space Station, the view enables scientists to learn more about clouds and airborne dust at Mars.

Taken on March 11th, 2024, the most recent horizon image captures Olympus Mons in all its glory. With a base that sprawls across 600 kilometers, the shield volcano rises to a height of 27 kilometers.

Normally the pictures of Olympus Mons sent by the orbiter Olympus include narrow strips from above, but by turning the spacecraft toward the horizon, the robot was able to show in a single image how large the volcano looms over the landscape. Moreover, the image provides scientists with exceptionzl scientific data. In addition to offering a freeze frame of clouds and dust, such images, when taken across many seasons, can give a more detailed understanding of the Martian atmosphere. A bluish-white band at the bottom of the atmosphere hints at how much dust was present at this location during early autumn, a period when dust storms are typically observed on Mars. The purplish layer above that band was likely due to a mixture of the planet’s red dust with some bluish water-ice clouds. Finally, toward the top of the image, a blue-green layer can be seen where water-ice clouds reach up about 50 kilometers into the sky.

The Odyssey orbiter captured the scene with a heat-sensitive camera called the Thermal Emission Imaging System, or THEMIS, developed by Arizona State University in Tempe. By firing thrusters located around the spacecraft, Odyssey can point THEMIS at different parts of the surface or even slowly roll over to view Mars’ tiny moons, Phobos and Deimos. In this way, it was able to get good views of Olympus Mons.

Source : NASA.

Abondance de lacs de lave à la surface de Io // Plenty of lava lakes on Io’s surface

Dans une note publiée le 23 avril 2024, j’expliquais qu’une nouvelle animation réalisée avec les données fournies par la sonde spatiale Juno de la NASA révélait un énorme lac de lave à la surface de Io, la lune de Jupiter.
Aujourd’hui, la NASA nous apprend que ne n’est pas un, mais de nombreux lacs de lave qui ont été découverts par la mission Juno à la surface de la lune jovienne. À l’aide du Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), mis au point par l’Agence spatiale italienne et initialement prévu pour percer les épais nuages qui entourent Jupiter, la sonde Juno a capturé des images infrarouges de ces lacs de lave disséminés à la surface de Io. On peut voir des anneaux de lave à très haute température entourant une croûte plus froide. Sur les images, les anneaux montrent une belle couleur blanche avec une signature thermique comprise entre 232 et 732 degrés Celsius. La température du reste du lac est beaucoup moins élevée, avec environ moins 43 degrés Celsius.

 Image infrarouge de Chors Patera, l’un des lacs de lave sur IO(Source : NASA)

Grâce aux dernières données fournies par Juno, les scientifiques ont aujourd’hui une meilleure idée du type de volcanisme le plus fréquent sur Io, à savoir d’énormes lacs de lave où le magma monte et descend, La croûte du lac vient se briser contre les parois du lac, formant un anneau de lave typique, comme ceux que l’on rencontre sur les lacs de lave à Hawaii.
L’hypothèse principale est qu’il se produit des remontées de magma dans ces lacs de lave, provoquant des variations de leur niveau. Lorsque la croûte touche les parois du lac, qui peuvent atteindre des centaines de mètres de hauteur, le contact la fait se briser, faisant ressortir la lave en bordure du lac.
Une autre hypothèse suggère que le magma jaillit au milieu du lac, repoussant la croûte vers l’extérieur jusqu’à ce qu’elle s’enfonce en bordure du lac, ce qui fait réapparaître la lave et forme ces anneaux.
Les chercheurs ont encore beaucoup à étudier sur Io, notamment en ce qui concerne l’imagerie infrarouge fournie par la sonde Juno. En combinant ces nouveaux résultats avec ceux visant à étudier et cartographier les volcans des pôles nord et sud d’Io, encore jamais vus, le JIRAM s’avère être l’un des outils les plus précieux pour comprendre le comportement de cet univers.
Source : space.com.

La sonde spatiale Juno de la NASA a photographié des panaches volcaniques à la surface de la lune de Jupiter (Source : NASA)

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In a post published on April 23rd, 2024, I explained that a new animation performed with NASA Juno spacecraft data revealed an enormous lava lake on the surface of Jupiter’s moon Io.

Today, NASA informs us that the Juno mission’s latest discovery is that the Jovian moon does not harbour a single lava lake but is covered with plenty of them. Using its Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) instrument, a project by the Italian Space Agency originally used to peer beneath Jupiter’s thick clouds, Juno has captured infrared images of these lakes peppered across Io’s surface. They show hot rings of lava surrounding a cooler crust. In the images, the rings are bright white with a thermal signature between 232 and 732 degrees Celsius. The rest of the lake is much cooler, measuring at some minus 43 degrees Celsius.

Through the latest data provided by Juno, scientists now have an idea of what is the most frequent type of volcanism on Io: enormous lakes of lava where magma goes up and down, The lava crust is forced to break against the walls of the lake, forming the typical lava ring seen in Hawaiian lava lakes.

The leading hypothesis is that magma undergoes upwelling in these lava lakes, causing the lakes to rise and fall. When the crust touches the lake’s walls, which can be hundreds of meters tall, the friction causes it to break, exposing the lava along the edge of the lake.

A secondary hypothesis suggests that magma wells up in the middle of the lake, pushing the crust outward until it sinks along the edge of the lake, again exposing the lava and forming those lava rings.

Researchers still have much to study on Io, particularly when it comes to Juno’s infrared imagery. Combining these new results with Juno’s longer-term campaign to monitor and map the volcanoes on Io’s never-before-seen north and south poles, JIRAM is turning out to be one of the most valuable tools to learn how this universe works.

Source : space.com.