Catégorie : Science

Nouvelle rencontre rapprochée avec Io, la lune de Jupiter // New close encounter with Io, Jupiter’s moon

Après un premier survol le 30 décembre 2023 (voir ma note du 8 janvier 2024), la sonde Juno de la NASA s’est à nouveau rapprochée de Io, la lune de Jupiter, au début du mois de février 2024. Le but de ces survols est de permettre aux scientifiques de comprendre la nature volcanique de la lune qui est le corps volcanique le plus actif de tout le système solaire. Comme le premier survol de décembre, celui de février a fait s’approcher le vaisseau spatial à moins de 1 500 kilomètres de Io. Les scientifiques espèrent pouvoir déterminer si Io possède un océan de magma sous sa surface. Comme en décembre, la NASA a publié les images brutes du récent survol, et les scientifiques ont ensuite travaillé les photos pour les rendre plus lisibles. L’une des nouvelles images fournies par Juno montre une vue rapprochée de deux possibles panaches volcaniques à la surface d’Io.

Source : NASA

Io a une orbite plus rapprochée de Jupiter que les autres lunes qui gravitent autour le la planète et elle compte plus de 400 volcans actifs. Certains de ces volcans font jaillir des fontaines de lave atteignant des dizaines de kilomètres de hauteur. Io est prise en étau entre la forte gravité de Jupiter et l’attraction d’Europe et de Ganymède, deux lunes voisines dont l’orbite est plus éloignée de Jupiter.

 

Les lunes de Jupiter : Io, Europa, Ganymede, et Callisto (Source : NASA)

Les volcans à la surface de Io sont si puissants qu’ils peuvent même être vus par de puissants télescopes sur Terre, même si la perspective beaucoup plus rapprochée de Juno permet une bien meilleure observation de l’activité volcanique sur la lune de Jupiter. Ce n’est pas la première fois que Juno capture des panaches volcaniques sur Io. En 2023, la NASA a publié une image d’un tel panache photographié par JunoCam, une caméra à lumière visible à bord de Juno.

 

Panache de matière expulsé par le volcan Prométhée (invisible). Le panache est à peine visible dans l’obscurité sous la limite entre le jour et la nuit. (Source : NASA)

Juno enverra d’autres images de Jupiter, Io et des autres lunes. Ces images devraient aider les scientifiques à découvrir non seulement les origines de Jupiter et de ses satellites, mais aussi d’en savoir plus sur le système solaire proprement dit.

Source  : NASA et médias d’information américains.

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After a first flyby on December 30th, 2023 (see my post of 8 January 2024) , NASA’s Juno spacecraft had another close encounter with Jupiter’s moon, Io in early February 2024. These flybies are designed to help scientists understand the volcanic nature of the moon which the most volcanic body in the entire solar system. Like the first pass, the latest one took the spacecraft within 1,500 kilometers of Io. Scientists hope to determine if the moon has a global magma ocean hidden beneath its surface.

Like in December, the Juno team released the unprocessed images from the recent flyby, and NASA scientists have been doing incredible work on the photos. In particular, one of Juno’s new images shows a close-up view of a pair of possible volcanic plumes on Io’s surface.

Io orbits closer to Jupiter than any of the other moons and has over 400 active volcanoes. Some of Io’s volcanoes are erupting lava fountains dozens of kilometers high. Io is caught in a tug-of-war between Jupiter’s massive gravity and the smaller but precisely timed pulls from Europa and Ganymede, two neighboring moons that orbit farther from Jupiter.

Io’s volcanoes are so powerful that they can even be seen by large terrestrial telescopes on Earth, although Juno’s much closer perspective has key advantages to observing Io’s volcanic activity.

This is not the first time Juno captured volcanic plumes on Io. In 2023, NASA released an image of an Io plume captured by JunoCam, a visible light camera aboard Juno.

There will be much more to come from Juno as it investigates Jupiter, Io, and other Jovian moons. Beyond capturing great images, Juno is also helping scientists uncover not only the origins of Jupiter and its satellites but the solar system itself.

Source : NASA and U.S. news media.

De l’ île de la Déception à la planète Mars // From Deception Island to Mars

Située dans les îles Shetland du Sud, à 120 km au nord de la péninsule Antarctique, l’île de la Déception est la partie émergée d’un volcan bouclier potentiellement actif de 30 km de diamètre.

Carte topographique de l’île de la Déception (Source: Wikipedia)

Des éruptions historiques ont eu lieu entre 1839 et 1842. Le volcan s’est à nouveau réveillé en 1967 et 1969, détruisant les stations scientifiques à proximité. Suite à cet événement, les stations britannique et chilienne furent démolies et l’île fut abandonnée pendant plusieurs années. La dernière éruption majeure a eu lieu le 13 août 1970, provoquant des retombées de cendres sur la station russe Bellingshausen sur l’île du Roi George et sur la station chilienne Arturo Prat sur l’île Greenwich. L’éruption a également entraîné l’évacuation d’une base argentine. L’île de la Déception est désormais dédiée à la recherche scientifique. Aujourd’hui, elle fournit aux scientifiques des indications sur ce que pourrait être la vie sur Mars.

Ruines de la base britannique (Source: Wikipedia)

L’île en forme de fer à cheval est le seul endroit au monde où les navires peuvent naviguer dans la caldeira d’un volcan actif. Dans les eaux autour de l’île vivent poissons, krill, anémones et éponges de mer, tandis que des espèces uniques de lichens et de mousses poussent à la surface dans un écosystème aux contrastes extrêmes. Inhabitée, l ‘île abrite peut-être la plus grande colonie de manchots à jugulaire, d’oiseaux marins, de phoques et d’otaries au monde. Malgré des conditions météorologiques défavorables, la vie prospère sur l’île où la température des fumerolles atteint environ 70°C, même si la température de l’air peut chuter jusqu’à -28°C.
Les scientifiques disent que l’île de la Déception ressemble à la planète Mars car c’est « une planète avec un passé à l’intense activité volcanique, et où règnent actuellement des conditions très froides. » Elle représente donc un excellent moyen de comprendre la vie sur Mars sans mettre le pied sur cette planète.

Fumerolle sur le rivage de la Déception (Crédit photo : NASA)

L’analyse des roches de l’île de la Déception vient compléter les travaux des ingénieurs, des scientifiques et des astronomes qui étudient Mars à distance. En 2023, au vu des données fournies par le rover Curiosity, les chercheurs de la NASA ont déclaré que Mars avait autrefois un climat avec des saisons cycliques, propices au développement de la vie. Les scientifiques pensent qu’une éruption volcanique de très grande échelle a modifié l’atmosphère de la planète et entraîné l’apparition d’océans et de rivières qui se sont ensuite évaporés.
Même si les températures sur Mars – estimées par la NASA à environ -153°C – sont bien inférieures à celles de l’île de la Déception, les conditions antarctiques peuvent permettre de comprendre si les conditions nécessaires au développement de la vie auraient pu exister sur Mars.
Un autre robot martien, Perseverance, a atterri sur la planète en février 2021 pour rechercher des signes de vie microbienne passée. Il est prévu que ce rover multitâche prélève 30 échantillons de roches et de sol et les introduise dans des tubes qui seront renvoyés sur Terre dans les années 2030 pour analyse en laboratoire.

Robot Perseverance (Crédit photo : NASA)

Source  : Yahoo Actualités.

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Located in the South Shetland Islands, 120 km north of the Antarctic Peninsula, Deception Island is the exposed portion of an active shield volcano 30 km in diameter. Historical eruptions occurred in 1839–1842. The volcano returned to activity in 1967 and 1969, destroying the existing scientific stations. Both British and Chilean stations were demolished, and the island was abandoned for several years. The final major volcanic eruption was reported on 13 August 1970, causing ashfall on the Russian Bellingshausen station on King George Island and the Chilean station Arturo Prat on Greenwich Island.The eruption also forced the evacuation of an Argentine base. Deception Island is now dedicated to scientific research. Today, it provides clues to scientists about what life could look like on Mars.

The horseshoe-shaped island is the only place in the world where ships can sail into the caldera of an active volcano. In the waters around the island, fish, krill, anemones and sea sponges survive, while unique species of lichen and moss grow on the surface in an ecosystem of extreme contrasts. The island, uninhabited by people, is home to perhaps the world’s largest colony of chinstrap penguins, seabirds, seals and sea lions. Despite adverse weather conditions, life thrives on the island where temperatures in fumaroles, have been measured at around 70 degrees Celsius, even as air temperatures can plummet to -28°C.

Scientists say that Deception Island is similar to Mars because it is « a planet with (a past of) immense volcanic activity … where currently there are very cold conditions. » Thus, it is the best possible approximation to understand Mars without stepping on that planet.

The analysis of rocks on Deception Island complements the work of engineers, scientists and astronomers who study Mars from afar. In 2023, NASA researchers concluded that Mars once had a climate with cyclical seasons, conducive to the development of life, according to evidence found on the Red Planet by the Curiosity rover. Scientists believe an immense volcanic eruption changed the planet’s atmosphere and led to the appearance of oceans and rivers that later evaporated.

Even though temperatures on Mars – estimated by NASA at about -153°C – are far lower than ofn Deception Island, Antarctic conditions can help understand if the conditions for the development of life could have existed on Mars.

Another Mars rover, Perseverance, landed on the planet in February 2021 to look for signs of past microbial life. The multitasking rover will collect 30 rock and soil samples in sealed tubes to be sent back to Earth sometime in the 2030s for lab analysis.

Source : Yahoo News.

Péninsule de Reykjanes (Islande) : risque d’intrusion magmatique et d’éruption à brève échéance // Reykjanes Peninsula (Iceland) : risk of magma intrusion and eruption in the short term

Dans sa dernière mise à jour (5 février 2024), le Met Office islandais indique que l’accumulation de magma sous le secteur de Svartsengi-Þorbjörn se poursuit, même si la vitesse d’inflation a légèrement diminué ces derniers jours. Il convient de noter que des processus identiques ont été observés avant les précédentes intrusions magmatiques et éruptions au nord de Grindavík en janvier 2024 et décembre 2023. Selon les modèles géodésiques du 16 janvier au 5 février, le volume de recharge en magma du réservoir de Svartsengi est désormais estimé. à environ 9 millions de mètres cubes, contre 6,5 millions mentionnés dans la mise à jour du 1er février. À partir de la modélisation géodésique de l’intrusion et de l’éruption de janvier 2024, on estime qu’environ 9 à 13 millions de mètres cubes de magma se sont écoulés à partir du réservoir magmatique de Svartsengi pour alimenter l’éruption qui a débuté près de Hagafell le 14 janvier. Par conséquent, le volume de recharge de magma a maintenant atteint la limite inférieure de la quantité mise en oeuvre en janvier. Il existe donc une forte probabilité de nouvelle intrusion magmatique et d’éruption volcanique dans les jours ou les semaines à venir.

Dernière image satellite, montrant les variations de la surface du sol entre le 23 janvier et le 4 février 2024. Les zones grisées sont celles où les mesures ont été impossibles en raison des variations de la couverture neigeuse entre les images (Source: Met Office).

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In its latest update (February 5th, 2024), the Icelandic Met Office indicates that magma accumulation beneath the Svartsengi-Þorbjörn area continues, even though the rate of inflation has decreased slightly in recent days. It should be noted that similar processes were observed before the previous dyke intrusions and eruptions north of Grindavík in January 2024 and December 2023. According to updated geodetic models from January 16th to February 5th, the volume of magma recharge to the Svartsengi reservoir is now estimated at about 9 million cubic meters, versus 6.5 million mentioned in the February 1st update. From geodetic modelling of the January 2024 intrusion and eruption, it is estimated that approximately 9 to 13 million cubic meters of magma flowed from the Svartsengi magma reservoir, feeding the eruption that began near Hagafell on January 14th. Therefore, the estimated volume of magma recharge has now reached the lower limit of the amount believed to have been tapped in January. Consequently, there is an increased likelihood of a new magmatic dyke intrusion and ensuing volcanic eruption in the coming days to weeks.

Le noyau interne de la Terre oscille tous les 8,5 ans // Earth’s inner core exhibits an 8.5-year wobble

Des chercheurs chinois viennent de découvrir que tous les 8,5 ans, le noyau interne de notre planète oscille autour de son axe de rotation, ce qui pourrait remettre en question le modèle géophysique admis jusqu’à présent. Durant cette oscillation, l’axe s’inclinerait jusqu’à 0,17 degré par rapport à celui du manteau. Cela pourrait induire d’importants changements dans la dynamique interne de la Terre, tels que des variations du champ magnétique.

On sait depuis longtemps que la Terre comporte 4 couches : la croûte, le manteau, le noyau externe (liquide) et le noyau interne (solide). Ces derniers se trouvent à environ 2896 kilomètres sous la surface. Avec un rayon d’environ 1200 kilomètres, le noyau interne (principalement composé de fer et de nickel) joue un rôle essentiel dans les processus géophysiques de la planète, tels que le maintien du champ magnétique et de la rotation.

Selon le modèle géophysique admis jusqu’à maintenant, l’axe de rotation du noyau terrestre s’aligne avec celui du manteau. Cela implique une distribution de densité uniforme au niveau des deux structures. Cependant, les chercheurs de la nouvelle étude* ont détecté des signaux de déviation périodiques de l’axe de rotation du noyau interne, qui se produiraient tous les 8,5 ans.

Ces signaux d’oscillation du noyau interne avaient été mis au jour dans le cadre d’une précédente étude, lorsque les mêmes chercheurs avaient collecté des mesures sur plusieurs décennies du mouvement polaire de l’axe de rotation de la Terre et des changements de sa vitesse de rotation. La nouvelle étude*, parue dans la revue Nature Communications, visait à confirmer ces observations, pouvant potentiellement mener à un changement de paradigme dans notre compréhension de la dynamique géophysique terrestre.

Afin d’étayer leurs précédentes observations, les chercheurs chinois ont effectué des mesures des subtiles variations de la durée du jour dans plusieurs régions du monde. Ces variations sont en effet les principaux indicateurs des changements de l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre. Les mesures ont ensuite été comparées avec celles effectuées pour les mouvements polaires. Les calculs montrent que l’oscillation périodique du noyau interne est provoquée par une inclinaison de 0,17 degré de son axe de rotation, par rapport à celui du manteau.

Ces résultats sont en contradiction avec la théorie géophysique conventionnelle qui fait ressortir non seulement un alignement entre les axes de rotation du manteau et du noyau, mais également une forme parfaitement sphérique de ce dernier. L’inclinaison dont fait état la nouvelle étude serait susceptible de modifier la forme et le mouvement du noyau liquide, entraînant potentiellement des changements du champ magnétique terrestre. En outre, cela pourrait également entraîner une différence de densité de l’ordre de 0,52 g/cm3 au niveau de la zone séparant le noyau externe du noyau interne. Le pôle nord-ouest du noyau interne serait aussi un peu plus dense que le reste de la structure.

La dernière étude montre que l’oscillation du noyau interne induite par l’inclinaison de son axe pourrait avoir d’importantes implications dans l’ensemble de la dynamique interne de la Terre. Toutefois, ces observations ont été obtenues en excluant d’autres sources potentielles de variations qui pourraient influencer le mouvement polaire. En particulier, elles ne prennent pas en compte les paramètres atmosphériques, océaniques et hydrologiques. Néanmoins, cette découverte contribue à améliorer significativement la compréhension de la dynamique interne de la planète.

* Inner core static tilt inferred from intradecadal oscillation in the Earth’s rotation – An, Y., Ding, H., Chen, Z. et al. -Nat Commun 14, 8130 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-43894-9 – OPEN ACCESS

Source : presse scientifique internationale.

Schéma représentant l’oscillation du noyau interne autour de son axe de rotation (Source : Yachong An et al. )

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Chinese researchers have just discovered that every 8.5 years, the inner core of our planet wobbles (or oscillates) around its axis of rotation, which could call into question the geophysical model accepted until now. During this oscillation, the axis would tilt up to 0.17 degrees relative to that of the mantle. This could induce important changes in the internal dynamics of the Earth, such as variations in the magnetic field.
It has long been known that the Earth has 4 layers: the crust, the mantle, the outer core (liquid) and the inner core (solid). These are located approximately 2,896 kilometers below the surface. With a radius of approximately 1,200 kilometers, the inner core (mainly composed of iron and nickel) plays an essential role in the planet’s geophysical processes, such as maintaining the magnetic field and rotation.
According to the geophysical model accepted until now, the axis of rotation of the Earth’s core aligns with that of the mantle. This implies a uniform density distribution at both structures. However, the researchers in the new study* detected periodic deviation signals from the axis of rotation of the inner core, which would occur every 8.5 years.
These inner core oscillation signals were uncovered in a previous study, when the same researchers collected measurements over several decades of the polar motion of the Earth’s axis of rotation and changes in its rotation speed. The new study*, published in the journal Nature Communications, aimed to confirm these observations, potentially leading to a paradigm shift in our understanding of Earth’s geophysical dynamics.
To support their previous observations, Chinese researchers took measurements of subtle variations in day length in several regions of the world. These variations are in fact the main indicators of changes in the inclination of the Earth’s axis of rotation. The measurements were then compared with those made for polar movements. Calculations show that the periodic oscillation of the inner core is caused by a 0.17 degree inclination of its axis of rotation, relative to that of the mantle.
These results are in contradiction with conventional geophysical theory which highlights not only an alignment between the axes of rotation of the mantle and the core, but also a perfectly spherical shape of the latter. The tilt reported in the new study could modify the shape and movement of the liquid core, potentially leading to changes in the Earth’s magnetic field. In addition, this could also lead to a difference in density of the order of 0.52 g/cm3 in the area separating the outer core from the inner core. The northwest pole of the inner core would also be a little denser than the rest of the structure.
The latest study shows that the oscillation of the inner core induced by the tilt of its axis could have important implications for the entire internal dynamics of the Earth. However, these observations were obtained while excluding other potential sources of variations that could influence polar motion. In particular, they do not take into account atmospheric, oceanic and hydrological parameters. Nevertheless, this discovery contributes to significantly improving the understanding of the internal dynamics of the planet.

* Inner core static tilt inferred from intracadal oscillation in the Earth’s rotation – An, Y., Ding, H., Chen, Z. et al. -Nat Commun 14, 8130 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-43894-9 – OPEN ACCESS

Source: international scientific press.