Catégorie : Science

Changement de forme du noyau interne de la Terre // Earth’s inner core is changing shape

Une nouvelle étude conduite par des sismologues de l’Université de Californie du Sud montre que le noyau interne de la Terre n’est pas une sphère statique et uniforme, mais une structure dynamique qui subit des changements de forme, avec des zones qui s’élèvent et s’abaissent jusqu’à 1 km sur de courtes échelles de temps géologiques.

L’étude a utilisé des données provenant de capteurs de la base aérienne d’Eielson en Alaska et du réseau sismologique de Yellowknife dans les Territoires du Nord-Ouest du Canada. L’analyse des ondes sismiques générées par des séismes survenus entre 1991 et 2023 a révélé des variations surprenantes dans le comportement des ondes ; elles laissent supposer que la couche la plus externe du noyau interne subit des déformations localisées en raison de la redistribution de la matière. Les ondes sismiques fournissent des informations essentielles sur le noyau interne, qui se trouve à environ 5 000 km sous la surface de la Terre. Elles révèlent des informations sur sa composition et sur tout changement en cours. Les observations les plus importantes de l’étude montrent que si les ondes sismiques plus profondes restent constantes, celles qui se propagent le long des couches externes du noyau interne présentent des anomalies. Ces déformations montrent que la surface du noyau interne est en constante évolution.

 Source: University of Saskatchewan

La topographie changeante du noyau interne peut être due à de multiples facteurs liés aux conditions extrêmes de température et de pression dans les profondeurs de la planète. Il se peut que les fluctuations de température à la frontière entre le noyau interne et le noyau externe provoquent une fusion et une solidification continues du fer, ce qui remodèlerait la surface du noyau au fil du temps. Une autre théorie explique que le fer pourrait s’échapper du noyau interne en rafales semblables à la remontée du magma dans le manteau terrestre, mais en étant soumis à des pressions extrêmes. Les changements rapides détectés entre 2004 et 2008 révèlent que ces déformations se produisent plus rapidement qu’on ne le pensait auparavant, ce qui soulève des questions sur leurs implications plus larges pour le système géodynamique de la Terre.

Il est important de comprendre si ces déformations influencent les courants convectifs du fer en fusion dans le noyau externe. Les chercheurs étudient également si les déformations du noyau interne sont liées aux variations de rotation. Les déplacements asymétriques du noyau peuvent provoquer des fluctuations mineures dans la rotation de la Terre, affectant les processus planétaires tels que la durée du jour et les variations du moment angulaire. Les changements dans la forme et le mouvement du noyau interne pourraient affecter le transfert de chaleur entre les couches du noyau, influençant potentiellement la stabilité du champ magnétique terrestre et contribuant à des fluctuations telles que les inversions géomagnétiques.

Les recherches futures se concentreront sur la collecte de davantage de données sismiques, l’amélioration des simulations informatiques et l’affinement des modèles théoriques des interactions noyau-manteau. Les scientifiques souhaitent examiner comment ces changements structurels influencent des processus géodynamiques plus larges, notamment la convection dans le manteau et la tectonique des plaques.

 

Vision moderne de la convection mantellique (Kevin C. A. Burke) 

Source : The Watchers.

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New research by seismologists at the University of Southern California shows that Earth’s inner core is not a static, uniform sphere but a dynamic structure experiencing shape changes, with regions rising and falling by up to 1 km over short geological timescales.

The study utilized data from sensors at the Eielson Air Force Base in Alaska and the Yellowknife Seismological Array in Canada’s Northwest Territories. Analysis of seismic waves from earthquakes between 1991 and 2023 revealed unexpected variations in wave behavior, suggesting that the outermost layer of the inner core undergoes localized deformations due to the redistribution of material. Seismic waves provide critical insights into the inner core, which lies approximately 5 000 km beneath the Earth’s surface. Waves passing through the core reveal information about its composition and any ongoing changes. Key observations from the study showed that while deeper seismic waves remained consistent, those traveling along the outer layers of the inner core exhibited anomalies. This suggested localized deformations indicating that the inner core’s surface is in constant flux.

The shifting topography of the inner core may result from multiple factors related to extreme temperature and pressure conditions deep within the planet. One possibility is that temperature fluctuations at the boundary between the inner and outer core cause continuous melting and solidification of iron, reshaping the core’s surface over time. Another theory suggests that iron may be bubbling out of the inner core in localized bursts, similar to magma upwelling in Earth’s mantle, albeit under extreme pressures. The rapid changes detected between 2004 and 2008 suggest that these deformations occur faster than previously believed, raising questions about their broader implications for Earth’s geodynamic system.

A key concern is whether these deformations influence the convective currents of molten iron in the outer core. Researchers are also investigating whether inner core deformations are linked to rotational variations. Asymmetric shifts in the core may cause minor fluctuations in Earth’s rotation, affecting planetary processes such as day length and angular momentum variations. Changes in the inner core’s shape and movement could affect heat transfer between core layers, potentially influencing the stability of Earth’s magnetic field and contributing to fluctuations such as geomagnetic reversals.

Future research will focus on gathering more seismic data, enhancing computational simulations, and refining theoretical models of core-mantle interactions. Scientists aim to examine how these structural changes influence broader geodynamic processes, including mantle convection and plate tectonics.

Source : The Watchers.

La source magmatique du Mauna Loa et du Kilauea (Hawaï) // The magma source of Mauna Loa and Kilauea (Hawaii)

En utilisant près de 200 années d’archives sur la chimie de la lave du Kilauea et du Mauna Loa, des scientifiques de l’Université d’Hawaï à Manoa et leurs collègues ont montré que les deux volcans les plus actifs d’Hawaï partagent une source magmatique commune au sein du panache mantellique hawaïen. Leur étude a été publiée dans le Journal of Petrology.
On pensait autrefois que la composition chimique distincte des laves du Kilauea et du Mauna Loa correspondait à des conduits d’alimentation magmatique complètement distincts depuis leur source dans le manteau jusqu’à la surface. Cependant, les dernières études montrent que c’est inexact. La matière en fusion provenant d’une source commune dans le manteau au sein du panache hawaïen peut alimenter alternativement le Kilauea ou le Mauna Loa sur une échelle de temps de plusieurs décennies.
Les chercheurs ont obtenu sur le long terme un modèle d’activité éruptive alternée entre le Kilauea et le Mauna Loa en analysant près de deux siècles de données sur la chimie de la lave. Les données indiquent que lorsqu’un volcan connaît une période prolongée d’activité, l’autre a tendance à rester en sommeil. Ce schéma semble lié à des changements dans le transport du magma en provenance de la source commune sous l’archipel hawaïen.
Le Mauna Loa est entré en éruption en 2022 après sa plus longue période d’inactivité connue. Cette période a en grande partie coïncidé avec l’éruption du Pu’uO’o sur le Kilauea, de 1983 à 2018. Elle s’est terminée par un effondrement de la caldeira sommitale et une éruption qui a détruit quelque 700 structures. Les fontaines de lave atteignaient jusqu’à 80 mètres de hauteur.
Les chercheurs ont observé que les variations dans la chimie de la lave correspondent aux changements dans la fréquence et l’intensité des éruptions. Le Kilauea est resté très actif pendant que le Mauna Loa est resté relativement calme entre le milieu du 20ème siècle et 2010. Au cours de cette période, la composition chimique de la lave du Kīlauea a ressemblé de plus en plus à celle de la lave typique du Mauna Loa. Ce changement tend à montrer que le magma s’est déplacé du Mauna Loa vers le Kilauea.
Depuis 2010, la composition chimique de la lave du Kilauea a de nouveau commencé à changer, ce qui indique que le magma se dirige maintenant vers le Mauna Loa. Ce changement a d’abord été observé dans les rapports d’éléments traces tels que le niobium et l’yttrium (Nb/Y), qui reflètent le degré de fusion du manteau. L’étude montre que ces changements chimiques pourraient être un précurseur d’une hausse d’activité éruptive au Mauna Loa dans les décennies à venir.
La nouvelle étude propose une nouvelle approche pour prévoir les éruptions sur la Grande Île d’Hawaï. Selon les chercheurs, la surveillance à long terme de la composition chimique de la lave pourrait permettre de savoir quel volcan est susceptible de devenir plus actif à l’avenir. «Notre étude montre que la surveillance de la composition chimique de la lave est un outil susceptible d’être utilisé pour prévoir la fréquence des éruptions de ces volcans voisins sur une échelle de temps de plusieurs décennies. Une hausse future de l’activité éruptive du Mauna Loa est probable si la composition chimique de la lave continue de changer sur le Kilauea. »

Les résultats de l’étude ont des implications pour l’évaluation des risques et les stratégies de surveillance. Les scientifiques pourraient être en mesure de fournir des prévisions plus précises sur le moment et le lieu de la prochaine éruption majeure si le mouvement du magma provenant de la source commune peut être suivi grâce à la chimie de la lave. Ces connaissances pourraient permettre de mieux gérer les risques dans les localités à proximité de ces volcans.
Source : Big Island Now.

Coulée de lave sur le Kilauea (Photo: C. Grandpey)

Dernière éruption du Mauna Loa en 2022 (Crédit photo: USGS)

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Using a nearly 200-year record of lava chemistry from Kīlauea and Mauna Loa, scientists from the University of Hawaiʻi at Mānoa and their colleagues revealed that Hawaii’s two most active volcanoes share a magma source within the Hawaiian plume. Their discovery was published in the Journal of Petrology.

In the past, the distinct chemical compositions of lavas from Kīlauea and Mauna Loa were thought to require completely separate magma pathways from their source in the mantle to the surface. However, the latest research shows that this is incorrect. Melt from a shared mantle source within the Hawaiian plume may be transported alternately to Kīlauea or Mauna Loa on a timescale of decades.

Researchers identified a long-term pattern of alternating eruptive activity between Kīlauea and Mauna Loa by analyzing nearly 2 centuries of lava chemistry data. The data indicates that when one volcano experiences an extended period of heightened activity, the other tends to remain dormant. The pattern has been linked to shifts in the transport of magma from the shared source beneath the Hawaiian Islands.

Mauna Loa erupted in 2022 after its longest-known dormancy period. The period of inactivity largely coincided with the prolonged Pu’uO’o eruption at Kīlauea which lasted from 1983 to 2018. It ended with a summit caldera collapse and a voluminous eruption. Lava fountains were as tall as 80 meters

Researchers have observed that variations in lava chemistry correspond to changes in the frequency and intensity of eruptions. Kīlauea was highly active while Mauna Loa remained relatively quiet between the mid-20th century and 2010. During this period, the chemical composition of Kīlauea’s lava became increasingly similar to typical Mauna Loa lava. The shift suggests that magma transport had moved from Mauna Loa to Kīlauea.

Since 2010, lava chemistry at Kīlauea has once again begun to change which indicates that magma is now being redirected back to Mauna Loa. The shift was first observed in trace element ratios such as niobium to yttrium (Nb/Y) which reflect the degree of mantle melting. The study suggests that these chemical shifts could be a precursor to increased eruptive activity at Mauna Loa in the coming decades.

The new study provides a new approach to forecasting volcanic eruptions on Hawaii Big Island. It suggests that long-term monitoring of lava chemistry could serve as an indicator of which volcano is likely to become more active in the future. “Our study suggests that monitoring of lava chemistry is a potential tool that may be used to forecast the eruption rate and frequency of these adjacent volcanoes on a timescale of decades. A future increase in eruptive activity at Mauna Loa is likely if the chemistry of lava continues to change at Kīlauea.”

The findings of the study have implications for hazard assessment and monitoring strategies.

Scientists may be able to provide more accurate predictions about when and where the next major eruption will occur if magma movement from the shared source can be tracked through lava chemistry. The knowledge could help mitigate risks for the communities living near these volcanoes.

Source : Big Island Now.

https://bigislandnow.com/

L’éruption la plus puissante du système solaire // The most powerful eruption of the solar system

On sait depuis longtemps que Io, la lune de Jupiter, est le corps volcanique le plus actif de l’univers. La sonde spatiale Juno de la NASA vient d’y détecter l’éruption la plus puissante jamais observée. Elle se trouve dans une nouvelle zone de point chaud, plus vaste que le lac Supérieur aux États Unis. L’énergie émise par cette région , qui n’a pas encore été baptisée, est si puissante qu’elle équivaut à six fois l’énergie produite par toutes les centrales électriques sur Terre.
L’équipe scientifique à l’origine de cette découverte a utilisé les données collectées par Juno qui a survolé Io en décembre 2023 et février 2024 (voir mes précédentes notes sur Io) et s’est approchée à environ 1 500 kilomètres de la surface de la lune. En particulier, le point chaud en question a été observé lorsque Juno a effectué son dernier survol de Io le 27 décembre 2024, jour où la sonde s’est approchée à à 74 400 kilomètres de la surface d’Io, tout en ciblant l’hémisphère sud de la lune avec son instrument infrarouge. Selon leurs propres termes, les scientifiques ont observé « l’événement volcanique le plus puissant jamais enregistré sur notre système solaire ».
Comme je l’ai expliqué précédemment, la raison pour laquelle Io présente une si forte activité volcanique est en grande partie due à Jupiter. Lorsque Io orbite autour de la planète une fois toutes les 42,5 heures, l’immense gravité de Jupiter génère de puissantes forces de marée avec la lune, ce qui provoque un réchauffement lié à la friction à l’intérieur de la lune. En conséquence, de la lave en fusion jaillit à la surface de Io par l’intermédiaire des quelque 400 volcans dont la lune est couverte. Cette lave s’accompagne de panaches de gaz et de cendres qui remplissent l’atmosphère de Io.
Grâce à l’instrument Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) à bord de Juno, les scientifiques ont découvert une région de Io jusqu’alors inconnue et soumise à un volcanisme extrême sur 100 000 kilomètres carrés. Le JIRAM a détecté un événement de rayonnement infrarouge extrême dans l’hémisphère sud de Io ; il était si fort qu’il a saturé le détecteur. Cependant, les scientifiques ont la preuve qu’il s’agit de plusieurs points chauds rapprochés ayant émis le rayonnement en même temps. Cela laisse supposer la présence d’un vaste système de chambres magmatiques sous la surface de Io. Les données confirment qu’il s’agit de l’éruption volcanique la plus intense jamais enregistrée sur Io.

Source : space.com.

Cette image montre Io et son pôle sud, avec la plus grande éruption volcanique jamais observée dans le système solaire. (Source : NASA/JPL/JIRAM)

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It is well known that Io, Jupiter’s moon, is the most volcanically active body of the universe. NASA’s Juno spacecraft has just detected th most powerful eruption ever observed in a newly found hotspot region of Io estimated to be larger than Lake Superior on Earth. The currently unnamed region is so powerful that the energy it emits is equivalent to six times the energy produced by all of Earth’s power plants combined.

The scientific team behind these findings used data collected by Juno, which made flybys of Io in December 2023 and Febryary 2024 (see my previous posts about Io) and came to within about 1,500 kilometers of the moon’s surface. In particular, the large volcanic hotspot was observed when Juno made its latest Io flyby on December 27th, 2024, coming to within 74,400 kilometers of Io’s surface and targeting the moon’s southern hemisphere with its infrared instrument. In their own words, the scientists observed « the most powerful volcanic event ever recorded in our solar system. »

As I explained before, the reason Io is so volcanic is in large part due to Jupiter. As Io orbits the planet once every 42.5 hours, the immense gravity of Jupiter generates powerful tidal forces with the Jovian moon. This squashes and squeezes Io, causing friction-related heating in the moon’s interior. As a result, molten lava erupts onto the surface of Io via the 400 or so volcanoes that the moon is covered with. This lava brings along plumes of gas and ash that fill the atmosphere of Io.
Thanks to the Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) instrument on board the Juno spacecraft, sciebtists discovered a hitherto unknown region of Io that’s subject to extreme volcanism across 100,00 square kilometers. JIRAM detected an event of extreme infrared radiance in Io’s southern hemisphere ; it was so strong that it saturated the detector. However, the scientists have evidence that they detected a few closely spaced hot spots that emitted at the same time, suggestive of a subsurface vast magma chamber system. The data supports that this is the most intense volcanic eruption ever recorded on Io.

Source : space.com.

La furie baptismale de Trump // Trump’s baptismal fury

Donald Trump frise le surmenage ! Au sein d’un tourbillon de décisions prises dès le premier jour de son mandat, il a signé un décret visant à renommer le Golfe du Mexique et le Denali.
Le Golfe du Mexique s’appellera désormais Golfe d’Amérique, et le Denali, le plus haut sommet d’Amérique du Nord avec ses 6190 mètres, redeviendra le mont McKinley, nom qu’il portait avant que Barack Obama ne le change en 2015.
Selon Trump, le changement de nom de ces deux sites naturels vise à honorer la « grandeur de l’Amérique ». Cependant, ce changement de nom n’aura aucune incidence à l’échelle internationale. En ce qui me concerne, je continuerai donc à utiliser Golfe du Mexique et Denali.

Le mont McKinley a été officiellement nommé en l’honneur de William McKinley en 1917, 16 ans après son assassinat lors d’une apparition publique à Buffalo, dans l’État de New York. La montagne avait déjà été officieusement nommée McKinley en 1896 par un chercheur d’or. Pour justifier ce changement, le nouveau président a déclaré que « le président McKinley est honoré car il a donné sa vie pour notre grande nation et il est reconnu comme il se doit pour son héritage historique de protection des intérêts de l’Amérique et de création d’une richesse énorme pour notre nation ».
C’est le président Obama qui avait changé le nom en Denali pour honorer les locuteurs Koyukon des Athabaskans Koyukon qui vivent dans l’intérieur occidental de l’Alaska. L’État d’Alaska avait demandé que la montagne soit officiellement reconnue comme Denali en 1975, mais le changement avait été bloqué au Congrès par une délégation de l’Ohio, État d’origine de McKinley.

Sommet du Denali (Photo: C. Grandpey)

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En ce qui concerne le Golfe du Mexique, Trump a évoqué le changement de nom au début du mois de janvier 2025 dans un discours sur les tarifs douaniers. « Nous allons changer le nom du Golfe du Mexique en Golfe d’Amérique, qui a une belle résonance. Il couvre un vaste territoire, le Golfe d’Amérique. Quel beau nom et il est approprié. » Alors que le président a déclaré qu’il supprimerait Denali pour honorer William McKinley, il n’a avancé aucune raison autre que la beauté du nom pour justifier le changement de nom de cette partie de l’océan où naissent de nombreux cyclones en raison de la hausse de la température de l’eau. Encore un caprice du président !
Source : Médias d’information internationaux.

Image satellite du Golfe du Mexique (Source: NASA)

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Le Kamaʻehuakanaloa, anciennement Lōʻihi jusqu’en 2021, est un volcan sous-marin situé à une trentaine de kilomètres au Sud-Est de l’île d’Hawaï.

Le volcan a été baptisé « Lōʻihi » en 1955 après sa découverte lors d’une campagne de recherche effectuée en 1954. Ce toponyme hawaïen signifie « long » en référence à sa forme allongée. Toutefois, bien qu’hawaïen, il n’était pas assez représentatif de la culture insulaire au regard de chants traditionnels mentionnant Kamaʻehuakanaloa, un volcan sous-marin mythique et dont le nom signifie « enfant rougeoyant de Kanaloa », la divinité de la mer dans la mythologie hawaïenne. Ce nouveau nom a été adopté en juillet 2021 par le Hawaiʻi Board on Geographic Names.

Source: USGS.

Dans sa furie baptismale, Donald Trump osera-t-il redonner au volcan sous-marin son nom d’origine ? Pour cela, il faudrait d’abord qu’il sache qu’un volcan sous marin se dresse dans les profondeurs au large d’Hawaï…

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In a flurry of first-day-in-office activity, Donald Trump has signed an order to rename the Gulf of Mexico and Denali.

The Gulf of Mexico will be renamed the Gulf of America, and Denali, the highest peak in North America (6190m), will revert to Mount McKinley, the name it was called before Barack Obama changed it in 2015.

In Trump’s words, the renaming of the two natural features is to honor “American greatness”, However, the renaming will have no bearing on what names are used internationally. As far as I’m concerned, I will keep on using Gulf of Mexico and Denali.

Mount McKinley was officially named in honor of William McKinley in 1917, 16 years after he was assassinated during a public appearance in Buffalo, New York, though it was unofficially named McKinley in 1896 by a gold prospector. To justify the change, the new president said that “President McKinley is honored for giving his life for our great nation and dutifully recognized for his historic legacy of protecting America’s interests and generating enormous wealth for our nation.”

Obama had changed the name to Denali. The name was then given to the mountain by Koyukon speakers of the Koyukon Athabaskans in western interior Alaska. The state of Alaska had requested that the mountain be officially recognized as Denali in 1975, but the change was blocked by a congressional delegation from McKinley’s home state of Ohio.

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As far as the Gulf of Mexico is concerned, Trump discussed the name change earlier this month in a speech on tariffs. “We’re going to be changing the name of the Gulf of Mexico to the Gulf of America, which has a beautiful ring. That covers a lot of territory, the Gulf of America. What a beautiful name and it’s appropriate. ” While the president said he would foresake Denali to honor William McKinley, he did not suggest any reason other than the beauty of the name to justify the name change of that part of the ocean where many cyclones are born because of the rising water temperatures. Another president’s whim!

Source : International news media.

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Kamaʻehuakanaloa, formerly Lōʻihi until 2021, is a seamount or undersea volcano located about thirty kilometers southeast of the island of Hawaii.
The volcano was named « Lōʻihi » in 1955 after its discovery during a research campaign carried out in 1954. This Hawaiian toponym means « long » in reference to its elongated shape. However, although Hawaiian, was not considered sufficiently representative of the island culture in view of traditional songs mentioning Kamaʻehuakanaloa, a mythical underwater volcano whose name means « glowing child of Kanaloa », the divinity of the sea in Hawaiian mythology. This new name was adopted in July 2021 by the Hawaiʻi Board on Geographic Names.
In his baptismal fury, will Donald Trump dare to give the underwater volcano back its original name? To do so, he would first have to know that an underwater volcano is rising in the depths off the coast of Hawaii…

Source: USGS.