Catégorie : Science

La plus vieille glace du monde // The oldest ice in the world

Quand on parle de vieille glace, on pense généralement à l’Arctique ou à l’Antarctique. Cependant, une étude récente montre que la glace la plus ancienne sur Terre se trouve probablement en Afrique du Sud. Des preuves du plus ancien glacier du monde se cachent près des champs aurifères de ce pays. Les chercheurs des universités de l’Oregon et de Johannesburg parlent de sédiments glaciaires remontant à 2,9 milliards d’années, dans un article publié le 13 juin 2023 dans la revue Geochemical Perspectives Letters.
Pour leur étude, les scientifiques ont foré des gisements de schiste et analysé des échantillons de carottes provenant de sites dans le nord-est de l’Afrique du Sud. Ils font partie du supergroupe de Pongola, une épaisse succession de roches volcaniques et sédimentaires qui se sont formées à l’ère mésoarchéenne, il y a 3,2 milliards à 2,8 milliards d’années.
Dans le passé, d’autres chercheurs avaient découvert des échantillons laissant supposer une glaciation ancienne dans cette région. Cependant, les preuves avaient été vivement débattues.
Pour effectuer leur étude, les scientifiques américains et sud-africains ont recueilli des échantillons de roches sédimentaires sur le terrain du craton de Kaapvaal, un ancien ensemble rocheux situé dans la région sud-est de l’Afrique du Sud qui contient des dépôts du supergroupe de Pongola. Ils ont également analysé des échantillons de carottes de la même région, aimablement fournis par la société minière AngloGold-Ashanti. Dans ces échantillons, les chercheurs ont découvert les plus anciennes moraines glaciaires connues au monde. Selon l’étude, ce sont « essentiellement les débris laissés par un glacier lorsqu’il fond et se contracte progressivement.  »
Pour déterminer les conditions climatiques présentes au moment de la formation des sédiments, les scientifiques ont utilisé une technique appelée ‘triple analyse isotopique de l’oxygène’, grâce à laquelle ils ont mesuré trois isotopes de l’oxygène présents dans les sédiments. Ils ont constaté que le niveau de certains isotopes dans les échantillons correspondait à ceux présents dans une période glaciaire.
La présence de ce matériau glaciaire pourrait offrir des indices sur le climat et la géographie de la Terre au cours de la période en question. Selon une théorie, cette région de l’Afrique du Sud pourrait avoir été proche de l’un des pôles il y a 2,9 milliards d’années. Une autre possibilité est que la Terre entière se trouvait dans une période de « boule de neige », lorsque de faibles concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre – dioxyde de carbone et méthane – ont entraîné un « effet de serre inversé », provoquant le gel d’une grande partie de la planète. Si c’est le cas, ce serait la première période de refroidissement enregistrée sur Terre.
Source : Live Science via Yahoo News.

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When we talk about old ice, we usualy think about Arctic or Antarctica. However, a recent study thends to shw that Earth’s oldest ice lies in South Africa. Evidence of the world’s oldest glacier is hiding near South Africa’s gold fields. The researchers from the Universities of Oregon and Johannesburg explain that glacial sediments date back 2.9 billion years, in a paper published on June 13th, 2023 in the journal Geochemical Perspectives Letters.

For their study, the scientists unearthed shale deposits and analyzed core samples from field sites in northeastern South Africa that are part of the Pongola Supergroup, a thick succession of volcanic and sedimentary rocks that formed in the Mesoarchaean era, 3.2 billion to 2.8 billion years ago.

In the past, other researchers had uncovered some physical samples that suggested ancient glaciation in this region. However, evidence of glaciation during this era billions of years ago was hotly debated.

To investigate, the American and South African scientists gathered sedimentary rock samples in the field from the Kaapvaal Craton, an ancient rock body located in the southeastern region of South Africa that contains deposits from the Pongola Supergroup. They also analyzed core samples from the same region that were contributed by the AngloGold-Ashanti mining company. Within these samples, the researchers discovered the world’s oldest known glacial moraines, which are « basically the debris left by a glacier as it gradually melts and contracts, » according to the study.

To determine the climatic conditions present at the time the sediments formed, the scientists used a technique called triple oxygen isotope analysis, in which they measured three isotopes of oxygen present in the sediment. They found that the level of certain isotopes in their samples matched those common in an icy climate.

The presence of this glacial material could offer clues into Earth’s climate and geography during the time period. One theory is that this area of South Africa may have been close to one of the poles 2.9 billion years ago. Another possibility is that the whole Earth was in a ‘snowball Earth’ period, when low atmospheric concentrations of greenhouse gases carbon dioxide and methane led to a ‘reverse greenhouse effect,’ causing much of the planet to freeze. If so, this would be the earliest such global cooling period recorded.

Source : Live Science through Yahoo News.

Photo: C. Grandpey

Le granit, preuve d’un ancien volcanisme sur la Lune // Granite, evidence of ancient volcanism on the Moon

Une équipe scientifique du Planetary Science Institute a découvert une grande formation de granit sous un ancien complexe volcanique lunaire. Les conclusions de l’équipe ont été publiées dans la revue Nature le 5 juillet 2023. Cette découverte est une nouvelle preuve que la face cachée de la Lune a autrefois été le théâtre d’éruptions volcaniques.
Le granit a été découvert sous le complexe Compton-Belkovichce que les chercheurs pensaient être une formation volcanique. Ce granit s’est probablement formé à la suite du refroidissement du magma qui a alimenté des éruptions il y a environ 3,5 milliards d’années.
Les chercheurs pensaient depuis longtemps que cette zone de la Lune était effectivement une ancienne structure volcanique. Toutefois, ils ne s’attendaient pas à trouver une aussi vaste zone de magma refroidi, d’une largeur estimée à une cinquantaine de kilomètres. Cette découverte pourrait permettre aux scientifiques d’expliquer la formation de la croûte à la surface de la Lune au début de l’histoire de la planète.
Pour faire cette découverte, les scientifiques ont utilisé les données recueillies par le Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA. Les données fournies par l’Orbiter leur ont permis de mesurer la température sous la surface du complexe Compton-Belkovich. Elles ont révélé une chaleur qui ne pouvait provenir que d’éléments radioactifs qui n’existent sur la Lune que sous forme de granite, une roche ignée que l’on trouve dans le système d’alimentation des volcans et qui se forme lorsque le magma se refroidit sans entrer en éruption.
La formation du granite sur Terre est généralement le résultat de l’eau et de la tectonique des plaques qui créent de vastes zones de roche fondue sous la surface de notre planète. Les granites sont fréquents sur Terre, mais beaucoup plus rares sur la Lune en raison de l’absence d’eau et de tectonique des plaques. Cette découverte pourrait donc donner des indications sur les conditions qui régnaient sur la Lune lorsqu’elle était le siège d’une activité volcanique.
Source : space.com.

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A large formation of granite was discovered beneath an ancient lunar volcano by a team of scientists from the Planetary Science Institute. The team’s findings were published in the journal Nature on July 5th, 2023. The discovery is further evidence that the far side of the Moon once glowed with volcanic eruptions.

The granite was found under a suspected volcanic feature called the Compton-Belkovich complex. It was probably formed as the result of cooling magma that fed eruptions of lunar volcanoes around 3.5 billion years ago.

Researchers have long suspected this area of the Moon to be an ancient complex of volcanoes. However, they di not expect to find such a large patch of cooled magma, with an estimated width of around 50 kilometers. The discovery could help scientists explain how the lunar crust formed in the Moon’s early history.

To make their discovery, the scientists used data collected by NASA’s Lunar Reconnaissance Orbiter. The data produced by the orbiter allowed the team to measure temperatures below the surface of the Compton-Belkovich complex. The data showed heat that could only come from radioactive elements that only exist on the Moon as granite , an igneous rock found in the « plumbing » of volcanoes and created when magma cools without erupting.

The formation of granite on Earth is usually the result of water and plate tectonics creating large areas of melted rock beneath our planet’s surface. Though common on Earth, granites are much scarcer on the Moon as a result of the absence of both water and plate tectonics. That means this discovery could point toward the conditions found on the Moon when it was host to volcanic activity.

Source : space.com.

Les données micro-ondes montrent de la chaleur sous le complexe Compton-Belkovich (Source : NASA).

L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai : un record d’éclairs // A record of lightning strikes

L’éruption du volcan sous-marin Hunga Tonga-Hunga Ha’apai en 2022 appartient au monde des superlatifs et des records. Elle a généré la plus puissante explosion atmosphérique jamais enregistrée. Elle a également produit un nombre record d’éclairs au cours d’un orage électrique qui a duré 11 heures et s’est étendu sur 240 kilomètres.
Dans une note publiée le 26 janvier 2023, j’écrivais que pour étudier les éclairs qui ont accompagné l’éruption, les scientifiques ont utilisé les données de GLD360, un réseau de détection de la foudre au sol. Ces données ont révélé que, sur les quelque 590 000 éclairs détectés pendant l’éruption, environ 400 000 se sont produits dans les six heures qui ont suivi la puissante explosion du 15 janvier.
Avant l’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, le plus grand événement de foudre volcanique s’est produit en Indonésie en 2018, lorsque l’Anak Krakatau est entré en éruption et a généré environ 340 000 éclairs en une semaine. Environ 56 % des éclairs produits par l’éruption des Tonga ont frappé la terre ou la surface de l’océan, et plus de 1 300 impacts ont été enregistrés sur Tongatapu, l’île principale des Tonga.
Une nouvelle étude publiée le 19 juin 2023 dans la revue Geophysical Research Letters nous donne plus de détails sur cet aspect de l’éruption. Nous apprenons que l’orage électrique a eu lieu à une altitude sans précédent de 20 à 30 kilomètres.
L’imagerie satellite montre que les éclairs n’étaient pas répartis au hasard dans le panache éruptif, mais qu’ils se produisaient en plusieurs anneaux concentriques qui semblaient liés à chaque phase explosive du volcan. En s’élevant, le panache a pris la forme d’un pin parasol. Ce phénomène a imprimé au nuage un mouvement vertical si important que l’onde a couvert 10 kilomètres en verticalité. Cette onde de pression oscillante, également connue sous le nom d’onde de gravité, est à l’origine de la foudre.
Les éclairs ont pu se former de deux manières différentes au sein de cette onde de gravité en forme d’anneau. L’éruption du Hunga Tonga s’étant déroulée sous l’eau, elle a injecté beaucoup d’eau dans l’atmosphère terrestre et les cristaux de glace qui en ont résulté ont adopté des charges positives et négatives. En outre, une partie des cendres volcaniques, formées de roches fragmentées et de magma projetées dans l’air par l’éruption, ont également été ionisées, ce qui a donné naissance à de nouvelles zones de charge positive et négative.
Si des anneaux de foudre ont déjà été observés dans des panaches volcaniques, l’éruption du Hunga Tonga a été la première à montrer des anneaux multiples (on en a compté quatre) et la foudre a glissé sur les ondulations des anneaux, comme un surfeur sur les vagues de l’océan.

Les anneaux de foudre sont également appelés « trous de foudre », car à l’intérieur de l’anneau, il n’y a généralement pas d’éclairs. L’éruption du Hunga Tonga est toutefois différente : les trous ont commencé à se remplir d’éclairs dans les minutes qui ont suivi le passage de l’onde de gravité. Le mécanisme à l’origine de ce remplissage n’a pas encore été élucidé par les chercheurs.
Outre le fait de battre des records, l’éruption du Hunga Tonga est susceptible de nous renseigner sur le volcanisme sur la Terre primitive, voire sur d’autres corps célestes. L’éruption est de type phréatoplinien, autrement dit elle se produit lorsqu’une énorme quantité de roche en fusion jaillit à travers une épaisse couche d’eau.
L’éruption pourrait aider à comprendre comment la foudre se déclenche sur d’autres planètes, telles que Vénus, ou d’autres corps planétaires qui ne sont pas le cadre de la foudre traditionnelle.
Source : Space.com.

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The 2022 Hunga Tonga-Hunga Ha’apai volcanic eruption belongs to the world of superlatives. It produced the most powerful atmospheric explosion ever recorded. It also generated a record number of lightning strikes in a thunderstorm that lasted 11 hours and spread across 240 kilometers.

In a post released on January 26th, 2023, I wrote that to study the lightning that accompanied the eruption, the scientists used data from GLD360, a ground-based lightning detection network. This data revealed that, of the approximately 590,000 lightning strikes detected during the eruption, around 400,000 occurred within six hours that followed the powerful January 15th explosion.
Prior to the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruption, the largest volcanic lightning event occurred in Indonesia in 2018, when Anak Krakatau erupted and generated around 340,000 lightning strikes in a week. About 56% of the lightning produced by the Tonga eruption struck the land or ocean surface, and more than 1,300 strikes were recorded on Tongatapu, the main island of Tonga.

A new research published on June 19th, 2023 in the journal Geophysical Research Letters gives us more details about tat aspect of the eruption. We learn that the lightning storm took place at an unprecedented altitude of between 20 and 30 kilometers.

The satellite imagery shows that the lightning was not randomly spread across the plume but rather occurred in several concentric rings that seemed to be linked to each explosive outburst from the volcano. As the plume rose upward, it formed an « umbrella cloud. » This imparted a vertical motion into the cloud so huge that the wave, moving outward from the center of the plume, was 10 vertical kilometers from crest to trough. This oscillating pressure wave, also known as a gravity wave, was the source of the lightning.

There are two ways the lightning may have formed within this ring-shaped gravity wave. Since the Hunga Tonga eruption took place underwater, it injected lots of water into Earth’s atmosphere, the resulting ice crystals adopting positive and negative charges. In addition, some of the volcanic ash that was formed of fragmented rock and magma blown into the air by the eruption also become ionized, leading to more areas of positive and negative charge. It is the gradient in electrical charge that sets off sudden sparks of lightning.

While lightning rings have been seen in volcanic plumes before, the Hunga Tonga eruption was the first time multiple rings (four of them) had been seen and the lightning rode the rippling rings like a surfer on ocean waves.

Lightning rings are also termed « lightning holes, » because inside the ring there usually is no lightning. However, the Hunga Tonga eruption was different: because the holes started filling with lightning within minutes of the gravity wave rippling by. The mechanism that prompted this infilling remains unclear.

Besides breaking records in the present day, the Hunga Tonga eruption could also teach us about volcanism on the early Earth, and even potentially on other celestial bodies. The eruption is a type referred to as phreatoplinian. It occurs when a huge amount of molten rock erupts through a thick layer of water.

The eruption could also have implications for the way that lightning gets going on other planets, such as Venus, or other planetary bodies that do not support traditional lightning.

Source : Space.com.

Source: NASA

Jean-Louis Etienne : entre « Persévérance «  et « Polar Pod »

Le 16 mars 2021, j’écrivais une note sur ce blog à propos du « Polar Pod« , une expédition autour du continent antarctique, imaginée par le médecin et explorateur Jean-Louis Etienne. Le projet initial prévoyait une mise en œuvre à partir de 2015 mais des retards sont intervenus. En 2017, à l’occasion d’une rencontre avec Jean-Louis Etienne, à laquelle participait également Laurent Ballesta, l’explorateur nous avait fait part des retards probables au niveau du financement du projet. Par la suite, le lancement du projet a été prévu en 2023. Aujourd’hui, on parle plutôt de 2025.

Le Polar Pod est un grand flotteur vertical de 100 mètres de haut dont 80 sont immergés pour plus de stabilité, avec un poids total de 1000 tonnes. De chaque côté du flotteur sont arrimées deux passerelles sur lesquelles on peut mettre des voiles permettant d’infléchir légèrement la trajectoire de navigation..

Se laissant entraîner par le courant circumpolaire, le Polar Pod devrait réaliser deux tours de l’Antarctique.Trois marins et quatre ingénieurs seront mobilisés, et relayés en moyenne tous les deux mois. L’objectif de l’expédition est de recueillir des données sur le climat, la biodiversité et la pollution dans cette région du monde qui est un élément essentiel de la régulation du climat. Selon les scientifiques, les eaux froides autour de l’Antarctique absorbent 40 % des émissions de gaz carbonique d’origine anthropique. Il est également prévu de faire un inventaire de la faune locale par acoustique parce que le Polar Pod est un navire totalement silencieux.

Jean-Louis Etienne m’avait indiqué que la pédagogie serait présente dans le projet et qu’une communication avec les établissements scolaires serait mise en place.

En attendant la mise en route du Polar Pod, Jean-Louis Etienne a quitté Marseille le 15 juin 2023 à bord de son navire « Persévérance« , conçu pour naviguer dans les eaux polaires. Avec ses 42 mètres de long et 11 mètres de large, c’est un voilier robuste à la coque en aluminium. Sa véritable finalité sera de ravitailler en mer l’équipage du Polar Pod dans l’océan Austral autour de l’Antarctique.

D’ici 2025, le « Persévérance » va beaucoup naviguer et servir à faire des prélèvements dans l’océan pour les scientifiques du GIEC. À bord du navire, un laboratoire collectera des données dans les zones polaires, notamment au Groenland.

Le voilier servira aussi d’attraction touristique pour financer ce projet estimé à 18 millions d’euros. Si l’Etat s’occupe du financement du Polar Pod, Jean-Louis Etienne doit assurer celui de l’expédition. « Persévérance » a une capacité d’accueil de 12 personnes qui payent pour venir à bord et qui participent dans ce sens à l’économie du projet. La première croisière est prévue dès le 15 juin, avec un cap sur l’Arctique et l’île norvégienne du Spitzberg. Si vous êtes intéressé par ces croisières, rendez-vous sur ce lien : https://www.bateauperseverance.com/fr/

Source : France Info, Jean-Louis Etienne.

 

Source: Jean-Louis Etienne