Catégorie : Science

L’eau de l’Etna: un danger pour la santé? // Is Mount Etna’s water a health risk?

drapeau francais   Ce n’est pas une découverte. Plusieurs articles de presse ont attiré l’attention de la population sur les risques pour la santé que représenterait une vie sur les flancs de l’Etna. La cause du problème serait l’eau des puits qui alimente environ 1,5 millions d’habitants. Cela fait plusieurs années que cette situation sanitaire fait l’objet de débats mais la cause réelle du problème n’a jamais été formellement déterminée. En particulier, le nombre de personnes atteintes de la maladie de Parkinson est largement au-dessus de la moyenne nationale. La cause de cette maladie est mal connue mais on l’attribue souvent à des facteurs environnementaux tels que la pollution.

On a relevé un certain nombre d’éléments potentiellement toxiques dans l’eau de source collectée dans les puits autour de l’Etna. Ainsi, les échantillons prélevés en 2010 avaient des concentrations de manganèse atteignant 2600μg/l alors qu’officiellement cette concentration ne devrait pas dépasser 50μg/l.

Les scientifiques de l’Université de Catane ont essayé de déterminer l’origine de la pollution de l’eau souterraine. Pour ce faire, ils ont utilisé une technique appelée spectroscopie photoélectronique X (XPS) pour analyser la composition de surface des laves émises par l’Etna pendant son activité d’avril 2012. La technique XPS consiste à projeter des rayons X sur un matériau et à mesurer les électrons libérés ensuite par les couches superficielles, jusqu’à une profondeur de quelques nanomètres (1 nanomètre = 10-9 mètre). Les techniques utilisées précédemment pour étudier la lave étaient seulement capables d’étudier la composition de masse. La technique XPS permet de différencier les éléments de surface et les éléments de masse. L’analyse de la surface de la lave est importante car c’est elle qui va progressivement s’éroder et se dissiper dans l’environnement.

Les résultats obtenus en surface avec la technique XPS ont été comparés avec ceux obtenus dans la masse avec les rayons X seuls. Comparées à celles obtenues dans la masse, des quantités inférieures de silice, de fer, de calcium et de potassium et des quantités supérieures d’aluminium, de sodium et de phosphore ont été décelées en surface. Il est intéressant de noter que la valeur correspondant au manganèse décelé en surface est plus du double de celle trouvée dans la masse. Cela pourrait expliquer pourquoi la concentration de manganèse dans les puits autour de l’Etna est si élevée.

L’exposition chronique au manganèse peut entraîner le manganisme. Parmi les symptômes figurent une baisse de la motricité ainsi que des tremblements qui sont également typiques de la maladie de Parkinson. L’équipe scientifique déduit de ces analyses que certains cas de maladie de Parkinson décelés dans la partie orientale de la Sicile pourraient en fait être des cas de manganisme.

Source : Chemistry World.

 

drapeau anglais   This is nothing new : Some illnesses are more numerous on the flanks of Mount Etna than elsewhere in Sicily. Almost 1.5 million people are supplied with water from Etna’s wells. The origins of elevated occurrences of some health problems in the population around the volcano have been debated for many years. Reports have shown that levels of Parkinson’s disease in the area are well above average. The cause of the disease is not understood but it has been linked to environmental factors such as pollution.

Groundwater from Etna’s wells has been found to contain very high levels of some potentially toxic elements. Water samples collected in 2010 had manganese concentrations up to 2600μg/l while Italian legislation states it should be no higher than 50μg/l.

Scientists at the University of Catania have investigated a possible origin of the groundwater pollution. They used x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) to characterise the surface composition of lava stones emitted from Mount Etna during activity in April 2012.

XPS involves firing x-rays at a material and measuring the electrons subsequently released from its surface layers, down to a depth of a few nanometres. Previous techniques used to study lava stones have only been capable of studying the bulk composition. XPS allowed the team to differentiate between elements in the surface and elements in the bulk. Analysing the surface of the stones is important as this is what will gradually erode and dissipate into the environment.

The XPS surface results were compared with results from x-ray analysis of the bulk. Significantly lower amounts of silicon, iron, calcium and potassium, and higher amounts of aluminium, sodium and phosphorus were found on the surface than in the bulk. Remarkably, the value of surface manganese was found to be more than twice that in the bulk. This may explain why the concentration of manganese in Etna’s wells is so high.

Chronic exposure to manganese can cause manganism. Symptoms include impaired motor skills and tremors, but these are also typical of Parkinson’s disease. The team suggests that their surface analysis provides evidence that some of the Parkinson’s cases in east Sicily may actually be misdiagnosed manganism.

Source: Chemistry World.

Etna-blog

(Photo:  C. Grandpey)

L’éruption du Laki a-t-elle eu un impact sur l’hémisphère sud?

L’éruption du Laki (1783) a-t-elle eu un impact sur l’hémisphère sud?

C’est la question à laquelle ont essayé de répondre R. Trigo, J.M. Vaquero et R.B. Stothers dans un article publié dans la revue Climatic Change In Climatic Change, Vol. 99, No. 3-4. (2010), pp. 535-546.

 

Les effets catastrophiques de l’éruption du Laki sur l’Islande et l’hémisphère nord en 1783 sont bien connus. La lave émise il y a 230 ans par la très longue fracture éruptive a recouvert les pâturages d’une cendre riche en fluor et donc très nocive pour les animaux. Une importante partie du cheptel islandais est morte d’intoxication. Au niveau de la population, l’éruption a provoqué une famine sévère qui entraîna la mort de près de 10 000 personnes ainsi qu’un important exode. A l’échelle européenne, les conséquences de l’éruption sont évidentes, avec de profondes modifications climatiques et un brouillard volcanique qui affecta de nombreux pays.

L’impact météorologique de l’éruption du Laki se fit également sentir les années suivantes avec plusieurs hivers très rigoureux en Europe et d’autres dérèglements climatiques qui contribuèrent à la pauvreté et la famine, facteurs qui, selon de nombreux historiens, ont provoqué la Révolution Française de 1789.

 

Si les effets de l’éruption du Laki sur l’hémisphère nord ont largement été étudiés, on ne trouvait jusqu’à présent aucune description concernant l’hémisphère sud. C’est un vide qu’ont essayé de combler les auteurs de l’article mentionné ci-dessus. Pour ce faire, ils se sont inspirés des observations de Bento Sanches Dorta, un astronome portugais qui a fait une description précise des effets anormaux de plusieurs journée de brume et de brouillard sec entre 1784 et 1786 à Rio de Janeiro au Brésil. Si l’on observe les relevés mensuels moyens de jours de brouillard entre 1781 et 1788, on remarque un pic significatif entre septembre et novembre 1784 qui pourrait bien être lié à l’éruption du Laki.

La plupart des observations et des modélisations réalisées à ce jour vont à l’encontre d’une telle hypothèse. Pourtant, de récentes études sur l’impact des éruptions majeures survenues dans les hautes latitudes font état d’anomalies climatiques de grande ampleur dans la région tropicale de l’hémisphère sud et en particulier de l’apparition d’une couverture nuageuse supérieure à la normale au-dessus de la partie centrale du Brésil.

Laki-blog

Aperçu de la fracture éruptive du Laki  (Photo:  C. Grandpey)

 

Les panaches mantelliques sont-ils une réalité? // Do mantle plumes really exist?

drapeau francais   Afin d’expliquer l’activité de volcans qui, comme le Kilauea (Hawaii) ou le Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion), ne sont pas situés à la limite de plaques tectoniques, les scientifiques ont adopté depuis plusieurs décennies la théorie des panaches mantelliques qui, tels des chalumeaux, sont censés percer de la croûte terrestre et permettre au magma d’atteindre la surface.

Toutefois, plus de 40 ans après que cette théorie ait été proposée, les scientifiques se demandent si de tels panaches existent réellement. Par exemple, le débat reste ouvert pour savoir si et comment les panaches mantelliques peuvent rester actifs et fixes pendant plus de 100 millions d’années.
Le mystère de l’existence ou non de ces panaches géants en provenance des entrailles de la Terre et susceptibles de donner naissance à des chaînes d’îles volcaniques pourrait bientôt être résolu par un projet franco-allemand dont le but est de cartographier ces montées de magma sous la surface de la Terre. Il vise à produire une image d’un panache qui pourrait avoir joué un rôle dans l’extinction des dinosaures.
Les scientifiques ont installé 60 sismomètres dans l’océan Indien sur une vaste zone du fond océanique de plus de 3 millions de kilomètres carrés autour de l’île de la Réunion, l’un des volcans les plus actifs au monde. Les dispositifs reposent à des profondeurs qui varient entre 2.300 mètres et 5.500 mètres sous la surface de l’océan.
Le panache qui se cache peut-être sous l’île de la Réunion est censé avoir déclenché une série d’éruptions volcaniques entre la Réunion et la région du plateau du Deccan, aujourd’hui l’Inde. Il y a environ 65 millions d’années, le volcanisme gigantesque de la région du Deccan a émis d’énormes quantités de lave, ce qui a modifié radicalement le climat de la Terre et peut-être précipité la disparition des dinosaures.
Le nouveau projet vise à produire une image de la croûte et du manteau sous l’île de la Réunion, à des profondeurs jamais atteintes jusqu’à maintenant. Le réseau de capteurs installé sur le plancher océanique va révéler des structures sous l’île à environ 1000 kilomètres au-dessous de la surface de la Terre, tandis que les sismomètres terrestres fourniront l’image de la zone située jusqu’à la frontière entre le noyau et le manteau. Dans le même temps, deux autres expériences sismologiques déploieront 50 stations sismiques dans le secteur de Madagascar, avec des données qui devraient donner une image de la couche mantellique sous l’île de la Réunion.
En utilisant des méthodes qui tiennent compte de la façon dont les ondes sismiques se propagent autour de conduits magmatiques étroits, les chercheurs espèrent pouvoir détecter l’existence et l’emplacement d’un éventuel panache, ainsi que la façon dont il pourrait éroder les roches qui le recouvrent ou s’étaler sous elles.
Les sismomètres au fond de la mer vont analyser la Terre pendant environ 13 mois, jusqu’à ce que la partie la plus légère de chaque appareil se détache et remonte à la surface de l’océan pour livrer toutes les données. Les premiers résultats sont attendus en 2015.
Source: Live Science.

 

 

drapeau anglaisIn order to explain the activity of volcanoes such as Kilauea (Hawaii) or the Piton de la Fournaise (Reunion Island) which are not located near the borders of tectonic plates, scientists have adopted the theory of mantle plumes that are supposed to pierce the Earth’s crust and allow magma to reach the surface.

The mystery of whether or not giant plumes of hot rock from near Earth’s core force volcanic island chains to form could soon be solved with the largest campaign ever to map such jets of magma beneath the Earth’s surface.

More than 40 years after mantle plumes were first proposed, scientists are debating whether they actually exist. For example, it remains hotly debated whether and how mantle plumes can remain active and stationary for more than 100 million years.

To help resolve the controversy, a French-German project now aims to image a plume that may have played a role in the extinction of the dinosaurs.

The scientists have set up 60 seismometers in the Indian Ocean over a vast area of seafloor of more than 3 million square kilometres around the Reunion Island, one of the most active volcanoes in the world. The devices rest at depths that range between 2,300 metres and 5,500 metres below the ocean’s surface.

The plume that may hide under the Reunion Island is supposed to have triggered a series of volcanic eruptions between the Reunion and the Deccan Plateau region of what is now India. About 65 million years ago, massive volcanism in the Deccan area spewed huge amounts of lava, radically altering Earth’s climate and perhaps hastening the end of the dinosaurs.

The new project aims to image the crust and mantle under the Reunion Island at depths never reached so far. The network of ocean floor sensors will reveal structures under the island down to about 1,000 km below the Earth’s surface, while the land-based seismometers will image the area below down to the boundary between the core and the mantle. Coincidentally, two other seismological experiments are deploying 50 more seismic stations in Madagascar with data that should help boost imaging of the mantle layer under the Reunion Island.

Using methods that account for how seismic waves scatter around narrow conduits of magma, the researchers hope to pin down the existence and location of any plume that might exist, as well as how it might erode or spread under overlying rock.

The seafloor seismometers will analyze the Earth for about 13 months before the buoyant part of each machine detaches and rises, with all its data, back to the surface. The first results are expected in 2015.

Source : Live Science.

Piton-Fournaise

Un panache mantellique sous le Piton de la Fournaise?  (Crédit photo:  NASA)

Les Champs Phlégréens ont-il tué l’Homme de Néandertal? // Did the Campi Flegrei kill the Neanderthals?

drapeau francais   C’est la question à laquelle essayent de répondre cette semaine des scientifiques réunis ou British Museum de Londres à l’occasion d’un colloque intitulé « Quand l’Europe était couverte de cendre et de glace ».

Certains chercheurs pensent qu’une éruption majeure des Champs Phlégréens (site volcanique à proximité de Naples) il y a 39 000 ans aurait entraîné l’extinction de l’Homme de Néandertal et conduit au triomphe de l’Homo Sapiens. Cette éruption fut la plus importante en Europe sur une période de 200 0000 ans et les scientifiques expliquent que d’énormes panaches de cendre ont probablement fait disparaître le soleil pendant des mois, voire des années. Les températures ont chuté et l’atmosphère a été envahie par des matières toxiques qui ont pu conduire à la disparition de l’Homme de Néandertal.

Toutefois, l’ensemble de la communauté scientifique n’approuve pas cette hypothèse. Certains chercheurs affirment que l’Homme de Néandertal avait déjà disparu au moment de l’éruption des Champs Phlégréens.

Source : ANSA.IT.

 

drapeau anglais   This is the questions scientists are trying to answer this week at London’s British Museum during a conference entitled “When Europe was covered by ice and ash”.

Some researchers are suggesting that Neanderthals were driven to extinction by a massive volcanic eruption of the Campi Flegrei near Naples 39,000 years ago that led to the triumph of the Homo Sapiens. That was the biggest volcanic eruption in Europe for more than 200,000 years and scientists say that its enormous plumes of ash would have blotted out the sun for months, or possibly years. Temperatures plummeted and the eruption filled the atmosphere with toxic matter that may have contributed to the end of the Neanderthals.

However, not all scientists agree with this hypothesis. Some argue the Neanderthals were already extinct before the eruption of the Campi Flegrei.

Source: ANSA.IT.

Champs-Phlegreens

Un guide se livre à l’expérience d' »ionisation de l’air » dans les Champs Phlégréens. Selon Maurice Krafft dans le Guide des Volcans d’Europe, « l’ion ammonium contenu dans le papier se combine avec les ions chlorures des fumerolles pour donner des vapeurs blanches visibles de chlorure d’ammonium ».  (Photo:  C.  Grandpey)