Catégorie : Science

Nouvelle carte des planchers océaniques dans le monde // New map of ocean floors in the world

Une étude récente révèle qu’un satellite nouvelle génération a cartographié les fonds océaniques sur Terre avec un niveau de détail sans précédent.
La première année de mesures de la mission satellitaire SWOT (Surface Water and Ocean Topography), lancée en décembre 2022 et mise au point par la NASA aux États Unis et le Centre national d’études spatiales (CNES) en France, a permis d’étudier les frontières entre les continents et d’identifier des collines et des volcans sous-marins qui étaient trop petits pour être détectés jusqu’à présent par les satellites. Les chercheurs affirment que ces découvertes géologiques feront avancer la science, notamment dans le domaine de la tectonique. La nouvelle cartographie pourrait également fournir des informations inédites sur les courants océaniques, le transport des nutriments dans l’eau de mer et l’histoire géologique des océans sur Terre.

Grâce à une résolution de 8 kilomètres et un survol de 21 jours couvrant la majeure partie de la planète, une seule année de données fournie par la mission satellitaire SWOT offre une image plus claire et précise des fonds océaniques que 30 ans de données recueillies jusqu’à aujourd’hui par des navires et des satellites.
Pour repérer les reliefs sous-marins, SWOT mesure la hauteur de la surface de l’océan. Malgré les apparences, cette surface n’est pas plate. En effet, l’attraction gravitationnelle des structures sous-marines telles que les collines et les volcans fait que l’eau s’accumule et s’étale à leur sommet. Les variations de hauteur de la surface de la mer indiquent donc ce qui se trouve en profondeur.

Source: ESA

L’équipe scientifique s’est concentrée sur trois types de reliefs sous-marins : les collines abyssales, les petits volcans sous-marins et les marges continentales. Les collines abyssales – des dorsales parallèles de quelques centaines de mètres de hauteur – sont formées par les mouvements des plaques tectoniques. À l’aide des données SWOT, les chercheurs ont cartographié des collines de manière individuelle et ont repéré certains endroits où l’orientation des dorsales a changé, ce qui laisse supposer qu’à un moment donné de l’histoire de la Terre, la plaque tectonique qui les a formées a modifié son mouvement. Les chercheurs ne s’attendaient pas à voir autant de collines en si peu de temps.
L’étude s’est attardée sur les volcans sous-marins (seamounts en anglais), qui affectent les courants océaniques et jouent souvent le rôle de points chauds pour la biodiversité. Les anciens satellites avaient cartographié les volcans sous-marins les plus imposants, mais dans les données SWOT les scientifiques en ont repéré des milliers d’autres plus petits, et jusqu’alors inconnus, de moins de 1000 mètres de hauteur.
Les nouvelles données ont permis à l’équipe scientifique d’affiner les frontières tectoniques et de mieux définir les courants océaniques à proximité des zones côtières. Ces derniers sont intéressants car, avec les marées, ils apportent des nutriments et des sédiments terrestres à l’océan et influencent la biodiversité et l’écologie des zones côtières.
Pendant le reste de sa mission scientifique de trois ans, SWOT continuera de collecter des données sur les courants océaniques, de cartographier le fond des océans et d’évaluer la disponibilité en eau douce à l’échelle de la planète.
Source : Live Science via Yahoo News.

Nouvelle cartographie des océans (Source : NASA / SWOT)

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A recent study reveals that a new satellite has mapped Earth’s ocean floors in unprecedented detail.

The first year of measurements from NASA’s Surface Water and Ocean Topography (SWOT) satellite mission, launched in December 2022 and developed by NASA and France’s Centre National D’Etudes Spatiales (CNES), enabled researchers to study the boundaries between continents and identify underwater hills and volcanoes that were too small to be detected by earlier satellites. The researchers say that these features will push scientific developments forward, including tectonic theories. The findings could also provide new information about ocean currents, nutrient transport in seawater and the geologic history of Earth’s oceans.

With an 8-kilometer resolution and 21-day path covering most of the planet, just one year of data from SWOT gives a clearer picture of the ocean floor than 30 years of data gathered by ships and older satellites.

To spot underwater features, SWOT measures the height of the ocean surface. Despite appearances, that surface is not flat. The gravitational pull of underwater structures like hills and volcanoes causes water to pile atop those structures in spread-out lumps. Changes in the sea surface height therefore point to what lies deep beneath the surface.

The scientific team focused on three types of underwater features: abyssal hills, small seamounts and continental margins. Abyssal hills – parallel ridges that are just a few hundred meters tall – are formed by the movements of tectonic plates. Using SWOT data, the researchers mapped individual hills and spotted a few places where the direction of the ridges changed, suggesting that at some point in Earth’s history, the tectonic plate that formed them changed the direction of its movement. The researchers were not expecting to see so many hills in so little time.

The study lingered on seamounts, or underwater volcanoes, which affect ocean currents and often act as hotspots for biodiversity. Older satellites have mapped large seamounts, but the scientists spotted thousands of smaller, previously unknown seamounts less than 1,000 meters tall in the SWOT data.

The new data helped the scientific team to further refine maps of tectonic boundaries and ocean currents near coastal areas. These features are interesting because the ocean currents and tides bring nutrients and sediments from the land to the ocean and influence the biodiversity and ecology in the coastal areas.

In the remainder of its three-year science mission, SWOT will continue to collect data on ocean currents, map the ocean floor and assess global freshwater availability throughout the year.

Source : Live Science via Yahoo News.

La formation de la faille de Denali (Amérique du Nord) // Formation of the Denali Fault (North America)

Impossible de le rater – sauf si le temps est bouché – lorsque l’on voyage en Alaska. Le Denali, autrefois appelé mont McKinley, est la plus haute montagne du continent nord-américain. Il culmine à 6 190 m d’altitude.

 

Photos: C. Grandpey

Ces dernières années, de nombreuses questions se sont posées sur la formation de la montagne. Il semble qu’une nouvelle étude apporte une réponse définitive. Nous savons enfin comment s’est formée la faille qui a donné naissance au Denali.
Baptisée faille de Denali, elle s’étire dans la moitié sud de l’Alaska, dans la Chaîne de l’Alaska. Elle mesure plus de 2 000 kilomètres de long et traverse le sud de l’Alaska, le sud-ouest du Yukon et revient vers le sud-est de l’Alaska. La face nord du Denali, connue sous le nom de Wickersham Wall, s’élève à 4 500 mètres de sa base et est le résultat d’un mouvement vertical relativement récent le long de la faille.

Source : USGS

Selon une nouvelle étude publiée en octobre 2024 dans la revue Geology, la faille de Denali est en fait une ancienne suture où deux masses terrestres se sont autrefois jointes (En géologie, une suture désigne la zone de contact consécutive à la fermeture d’un domaine océanique entre deux domaines tectoniques). Il y a 72 à 56 millions d’années, une plaque océanique appelée Terrane Composite de Wrangellia est entré en contact avec la bordure occidentale de l’Amérique du Nord et s’y est amarrée.
Selon l’auteur principal de l’étude, « notre compréhension de la croissance lithosphérique, ou croissance des plaques, le long de la marge occidentale de l’Amérique du Nord devient plus claire ».
La faille de Denali est une faille décrochante – ou coulissante – un endroit où deux morceaux de croûte continentale glissent l’un sur l’autre. Le 3 novembre 2002, la faille a bougé et déclenché un séisme de magnitude M7,9 qui a fait rompre les amarres d’embarcations à Seattle, à plus de 2 400 kilomètres de là.

 La conception de l’oléoduc trans-Alaska qui a tenu compte de la faille de Denali a permis d’éviter la rupture de la structure lors du séisme de M7,9 du 3 novembre 2002 (Source : USGS)

Les chercheurs ont étudié trois sections de la faille : les Clearwater Mountains du sud-est de l’Alaska, le lac Kluane dans le territoire canadien du Yukon et les montagnes côtières près de Juneau. Ces sites sont distants de plusieurs centaines de kilomètres le long de la ligne de faille. Les sites sont répartis sur environ 1 000 kilomètres.
Des recherches menées dans les années 1990 avaient laissé entendre que, malgré cette distance, ces trois sections de faille se sont formées au même moment et au même endroit, pour ensuite se séparer plus tard lorsque les deux côtés de la faille ont glissé l’un contre l’autre. Toutefois, personne n’avait confirmé cette hypothèse.
Pour avoir la confirmation de cette hypothèse, l’auteur principal de l’étude a analysé un minéral appelé monazite dans les trois sections de la faille. Ce minéral, qui est composé d’éléments de terres rares, se modifie lorsque la roche qui l’héberge se transforme sous une pression ou une température élevée, ce qui permet de comprendre l’histoire de la roche.
Les auteurs de l’étude ont montré que chacune de ces trois ceintures métamorphiques inversées indépendantes s’est formée en même temps, dans des conditions similaires. De plus, toutes occupent un cadre structural très similaire. Non seulement elles ont le même âge, mais elles se sont toutes comportées de manière similaire. Leur âge diminue, structurellement.
Cette diminution d’âge est la conséquence d’un phénomène appelé métamorphisme inversé, par lequel les roches formées sous des températures et des pressions élevées se trouvent au-dessus des roches formées sous des températures et des pressions plus basses. C’est le contraire du schéma habituel, étant donné que plus on descend dans la croûte terrestre, plus la température et la pression sont élevées. Le métamorphisme inversé se rencontre dans les endroits où les forces tectoniques ont déformé la croûte et repoussé des roches plus profondes sur des roches moins profondes.
L’étude révèle que ces trois régions se sont formées au même endroit et au même moment. Cet endroit est la zone de suture terminale entre la plaque nord-américaine et la sous-plaque de Wrangell, une mini-plaque tectonique qui fait partie du puzzle complexe de la côte nord du Pacifique.
Source : Live Science via Yahoo News.

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You can’t miss it when travelling across Alaska. Denali – formerly called Mount Mc Kinley – is the highest mountain of the North American continent. It culminayes 6,190 m above sea level.

In the past years, many questions were asked about the formation of the mountain. It looks as if a new study is providing an answer. We finally know how a fault that gave rise to Denali first formed.

Called the Denali Fault, it is located in the southern half of Alaska in the Alaska Range. It is more than 2,000 kilometers long, arcing through southern Alaska, southwestern Yukon, and back into southeastern Alaska. The steep north face of Denali, known as the Wickersham Wall, rises 4,500 meters from its base, and is a result of relatively recent vertical movement along the fault

According to a new study published in October 2024 in the journal Geology, the Denali Fault is actually an ancient suture mark where two land masses once joined together. Between 72 million and 56 million years ago, an oceanic plate called the Wrangellia Composite Terrane bumped into the western edge of North America and stuck there.

According to the lead author of the research, « our understanding of lithospheric growth, or plate growth, along the western margin in North America is becoming clearer. »

The Denali Fault is a strike-slip fault, a place where two chunks of continental crust slide past each other. On November 3rd,, 2002, the fault jolted, triggering an M7.9 earthquake that knocked houseboats off their moorings more than 2,400 kilometers away in Seattle.

The researchers studied three sections of the fault: The Clearwater Mountains of southeastern Alaska, Kluane Lake in Canada’s Yukon Territory, and the Coast Mountains near Juneau. These sites are hundreds of kilometers apart along the faultline. The sites are spread across about 1,000 kilometers.

Research in the 1990s had suggested that despite this distance, these three fault sections were formed at the same time and place, only to be torn apart later as the two sides of the fault slid against one another. But no one had confirmed that finding.

In an attempt to do so, the lead author of the study analysed a mineral called monazite at all three locations. This mineral, which is made of rare-Earth elements, changes as the rock hosting it is transformed under pressure or high temperature, giving a way to understand the rock’s history.

The authors of the study showed that each of these three independent inverted metamorphic belts all formed at the same time under similar conditions. Moreover, all occupy a very similar structural setting. Not only are they the same age, they all behaved in a similar fashion. They decrease in age, structurally, downward.

This decrease in age is an effect of a phenomenon called inverted metamorphism, whereby rocks formed under high temperatures and pressures are found above rocks formed under lower temperatures and pressures. This is the opposite of the usual pattern, given that the deeper you go in the Earth’s crust, the hotter and more pressurized it is. Inverted metamorphism is found in places where tectonic forces have warped the crust and pushed deeper rocks over shallower ones.

The study reveals that these three regions formed at the same place and time. That place was the terminal suture zone between the North American plate and the Wrangell subplate, a mini tectonic plate that makes up part of the complex jigsaw of the northern Pacific coast.

Source : Live Science via Yahoo News.

La croissance de l’Everest, une histoire de rebond isostatique // Isostatic rebound is causing Mt Everest to grow

L’Everest (8849 mètres) est la plus haute montagne sur Terre. Depuis longtemps, les scientifiques se demandent pourquoi il se détache autant de la chaîne himalayenne, culminant presque 250 mètres au-dessus du K2, le deuxième plus haut sommet de l’Himalaya. C’est une anomalie car les deux plus hauts sommets suivants, le Kangchenjunga et le Lhotse, se tiennent en 120 mètres seulement.

Des chercheurs de l’University College London en Angleterre pensent avoir éclairci ce mystère. Dans la revue Nature Geoscience, ils attribuent cette situation au rebond isostatique. Ce phénomène survient lorsqu’une partie de la croûte terrestre perd de la masse et s’élève parce que la pression du manteau liquide en dessous d’elle est supérieure à celle de la force de gravité. Je l’ai expliqué à propos de l’Islande où l’allègement de la masse glaciaire fait se soulever le substrat rocheux. Certains scientifiques pensent que ce rebond isostatique pourrait favoriser l’ascension du magma sous les volcans, avec des éruptions plus fréquentes, mais nous ne disposons pas de suffisamment de recul pour l’affirmer. Le processus est, bien sûr, très lent, à raison de quelques millimètres par an mais, selon les scientifiques, il a fait grandir l’Everest de 15 à 50 mètres au cours des 89 000 dernières années.

La perte de masse à l’origine de ce rebond isostatique est à chercher du côté de la rivière Arun qui coule à environ 75 kilomètres l’est de l’Everest et se jette dans le système fluvial Kosi. Au fil des millénaires, l’Arun a creusé une gorge considérable le long de ses rives, emportant des milliards de tonnes de terre et de sédiments. Cela s’explique par sa topographie. En amont, la rivière coule vers l’est à haute altitude dans une vallée plate. Elle s’oriente ensuite brusquement vers le sud en prenant le nom de rivière Kosi. Elle perd alors de l’altitude et la pente devient plus abrupte. Cette topographie unique, révélatrice d’un état instable, est probablement liée à la hauteur extrême de l’Everest. Au final, le rebond isostatique soulève les montagnes plus vite que l’érosion les élime.

Le phénomène ne touche pas uniquement l’Everest, mais aussi notamment le Lhotse et le Makalu, respectivement quatrième et cinquième plus hauts sommets du monde. Les GPS montrent que tous grandissent d’environ deux millimètres par an.

Source : Daily Telegraph, Futura Science.

Crédit photo: Wikipedia

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Mount Everest (8,849 meters) is the tallest mountain on Earth. Scientists have long wondered why it stands out so much from the Himalayan range, towering almost 250 meters above K2, the second highest peak in the Himalayas. This is an anomaly because the next two highest peaks, Kangchenjunga and Lhotse, are only 120 meters away.
Researchers at University College London in England think they have solved this mystery. In the journal Nature Geoscience, they attribute this situation to isostatic rebound. This phenomenon occurs when a part of the Earth’s crust loses mass and rises because the pressure of the liquid mantle below it is greater than that of the force of gravity. I explained this in relation to Iceland, where the lightening of the glacial mass causes the bedrock to rise. Some scientists say it might favour the rise of magma in volcanoes, but this has not been proved yet. The process is, of course, very slow, at a rate of a few millimeters per year, but scientists estimate that it has caused Everest to grow by 15 to 50 meters over the past 89,000 years.
The mass loss that caused this isostatic rebound is the Arun River, which flows about 75 kilometers east of Everest and turns into the Kosi River system. Over the millennia, the Arun has carved a considerable gorge along its banks, carrying billions of tons of soil and sediment. This is due to its topography. Upstream, the river flows east at high altitude in a flat valley. It then turns sharply south, taking the name of Kosi River. It then loses altitude and becomes steeper. This unique topography, indicative of an unstable state, is probably linked to Everest’s extreme height. Ultimately, isostatic rebound lifts mountains faster than erosion wears them away.
The phenomenon does not only affect Mt Everest, but also notably Lhotse and Makalu, respectively the fourth and fifth highest peaks in the world. GPS shows that all are growing by about two millimeters per year.
Source: Daily Telegraph, Futura Science.

La source des volcans de Io, la lune de Jupiter // The source of Io’s volcanoes, Jupiter’s moon

Une nouvelle étude publiée le 12 décembre 2024 dans la revue Nature explique pourquoi et comment Io est le corps le plus volcanique du système solaire. L’étude, ainsi que d’autres conclusions scientifiques sur Io, a été discutée lors de la réunion annuelle de l’American Geophysical Union.
Les scientifiques qui étudient la mission Juno de la NASA vers Jupiter ont découvert que les volcans à la surface de Io sont probablement alimentés chacun par leur propre chambre magmatique et non par un océan global de magma comme on le pensait jusqu’à présent. Cette découverte résout un mystère vieux de 44 ans sur la source des phénomènes géologiques spectaculaires observés à la surface de Io.
De la taille de notre Lune, Io est le corps céleste le plus actif de notre système solaire et héberge quelque 400 volcans actifs. Bien que Io ait été découverte par Galilée le 8 janvier 1610, l’activité volcanique n’y a été révélée qu’en 1979, lorsqu’une scientifique du Jet Propulsion Laboratory de la NASA a identifié pour la première fois un panache volcanique sur une image fournie par la sonde spatiale Voyager 1. Depuis cette découverte, les planétologues se demandent comment les volcans de Io sont alimentés. Existe-t-il un océan de magma peu profond, ou leur source est-elle plus localisée ?
La sonde Juno a effectué des survols extrêmement proches d’Io en décembre 2023 et février 2024, en s’approchant à environ 1 500 kilomètres de sa surface. Au cours de ces approches, Juno a fourni des données Doppler double fréquence de haute précision qui ont été utilisées pour mesurer la gravité d’Io en suivant la manière dont elle affectait l’accélération de la sonde spatiale. Les résultats de ces survols ont permis à la mission de révéler plus de détails sur les effets d’un phénomène appelé flexion par les marées (tidal flexing), un frottement provoqué par les forces de marée et qui génère de la chaleur interne.
Io est extrêmement proche de Jupiter et son orbite elliptique lui permet de faire le tour de la planète une fois toutes les 42,5 heures. À mesure que la distance varie, l’attraction gravitationnelle de Jupiter varie également, ce qui entraîne une compression inexorable de la lune. Il s’ensuit une situation extrême de flexion par les marées. Cette flexion constante crée une énergie immense, qui fait littéralement fondre en partie l’intérieur de Io.
L’équipe scientifique qui travaille sur la mission Juno a comparé les données Doppler de ses deux survols avec les observations des missions précédentes de la NASA et celles des télescopes au sol. Les chercheurs ont découvert une déformation due aux marées compatible avec le fait qu’Io ne possède pas d’océan magmatique peu profond.
La découverte de la mission Juno selon laquelle les forces de marée ne génèreraient pas des océans de magma a incité les scientifiques à repenser ce qu’ils savaient déjà de l’intérieur de Io, mais elle a également eu des implications pour leur compréhension d’autres lunes, telles qu’Encelade et Europe. Plus globalement, selon la NASA, les nouvelles découvertes de la mission Juno offrent l’occasion de repenser nos connaissances de la formation et de l’évolution des planètes.
Source : NASA.

Voici une animation de Io basée sur les données collectées par la mission Juno de la NASA; elle montre des panaches volcaniques, une vue de la lave à la surface et la structure interne de la lune de Jupiter. (Source : NASA/JPL) :
https://youtu.be/Zpc_LCQD0hc?list=PLKWlaxzCh8uLBy_Wfe_vPfTTV_p1yWxQo

Éruption à la surface de Io (Source: NASA)

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A new study published on December 12th, 2024, in the journal Nature points to why, and how, Io became the most volcanic body in the solar system.The study, as well as other Io science results, were discussed at the American Geophysical Union’s annual meeting.

Scientists with NASA’s Juno mission to Jupiter have discovered that the volcanoes on Jupiter’s moon Io are each likely powered by their own magma chamber rather than an ocean of magma. The finding solves a 44-year-old mystery about the subsurface origins of the moon’s most spectacular geologic features.

About the size of Earth’s Moon, Io is known as the most volcanically active body in our solar system. The moon is home to an estimated 400 active volcanoes. Although the moon was discovered by Galileo Galilei on January 8th, 1610, volcanic activity there was not discovered until 1979, when a scientist at NASA’s Jet Propulsion Laboratory first identified a volcanic plume in an image from the agency’s Voyager 1 spacecraft. Since this discovery, planetary scientists have wondered how the volcanoes were fed from the lava underneath the surface, Was there a shallow ocean of magma fueling the volcanoes, or was their source more localized?

The Juno spacecraft made extremely close flybys of Io in December 2023 and February 2024, getting within about 1,500 kilometers of its surface. During the close approaches, Juno gave high-precision, dual-frequency Doppler data, which was used to measure Io’s gravity by tracking how it affected the spacecraft’s acceleration. What the mission learned about the moon’s gravity from those flybys led to the new paper by revealing more details about the effects of a phenomenon called tidal flexing, a friction from tidal forces that generates internal heat.

Io is extremely close to Jupiter, and its elliptical orbit sends it around the planet once every 42.5 hours. As the distance varies, so does Jupiter’s gravitational pull, which leads to the moon being relentlessly squeezed. The result is an extreme case of tidal flexing. This constant flexing creates immense energy, which literally melts portions of Io’s interior.

The Juno team compared Doppler data from their two flybys with observations from NASA’s previous missions to the Jovian system and from ground telescopes. They found tidal deformation consistent with Io not having a shallow global magma ocean.

Juno’s discovery that tidal forces do not always create global magma oceans prompted scientists to rethink what they knew about Io’s interior, but it also had implications for their understanding of other moons, such as Enceladus and Europa. More globally, the new findings provide an opportunity to rethink what scientists know about planetary formation and evolution.

Source : NASA.

This animated tour of Jupiter’s moon Io, based on data collected by NASA’s Juno mission, shows volcanic plumes, a view of lava on the surface, and the moon’s internal structure. (Source : NASA/JPL) :

https://youtu.be/Zpc_LCQD0hc?list=PLKWlaxzCh8uLBy_Wfe_vPfTTV_p1yWxQo