Catégorie : Science

Hawaii : les secrets des profondeurs // The secrets of the depths

Dans une étude publiée le 22 décembre 2022 dans la revue Science, une équipe scientifique du California Institute of Technology (Caltech) a proposé une réponse à la question : comment le magma issu du manteau profond se déplace-t-il vers la surface à Hawaii?
Les réservoirs magmatiques peu profonds qui alimentent les éruptions à Hawaii sont étudiés depuis un certain temps grâce au comportement des ondes sismiques. Les fluctuations de leur vitesse et de leur trajectoire indiquent aux scientifiques les types de matériaux traversés, avec des indications sur leur température, leur densité et leur composition. Cependant, pour vraiment comprendre ce qui gère ces processus volcaniques, les scientifiques ont besoin de savoir ce qui se passe à l’interface entre le manteau visqueux et la croûte solide. C’est ce que révèle la nouvelle étude.
La structure globale décrite dans l’étude est composée de plusieurs chambres allongées ou sills. [NDLR : un sill est une infiltration de roche magmatique entre deux couches plus anciennes d’autres roches (sédimentaires, volcaniques, métamorphiques)]. Lorsque les éruptions évacuent le magma des réservoirs peu profonds qui les surmontent, ces sills profonds semblent réagir.
Une activité sismique persistante dans une zone au sud-ouest du Kilauea et à une trentaine de kilomètres sous la surface avait précédemment laissé supposer l’existence possible d’un ensemble de failles permettant au magma de se déplacer des profondeurs vers des réservoirs proches de la surface. En outre, depuis les années 1980, certains signaux sismiques avaient suggéré que du magma s’agitait dans la région. Jusqu’à récemment, la véritable nature de ce labyrinthe souterrain reposait davantage sur la spéculation que sur la vérité scientifique. Ce dont les scientifiques avaient besoin, c’était d’un pic d’événements sismiques provenant de cette région précise. Une telle situation a semblé se produire en 2015 lorsque l’activité sismique dans la région s’est un peu accélérée.
Cependant, la vraie réponse est apparue en 2018. Après une éruption plus ou moins continue du Kilauea pendant 35 ans, une séquence éruptive majeure a commencé sur le volcan, avec l’émission d’énormes quantités de lave au cours de trois mois. La vidange du réservoir magmatique peu profond a provoqué l’effondrement spectaculaire de la zone sommitale.

Les géologues ont enregistré un pic significatif d’activité sismique profonde en 2019 sous la ville de Pāhala, à environ 40 km au sud-ouest du Kilauea. L’essaim sismique de Pāhala était une opportunité de découvrir ce qui se passait sous l’île, mais les scientifiques à eux seuls n’étaient pas été en mesure d’identifier individuellement tous les séismes car les plus petits étaient carrément étouffés par des événements plus importants.
L’équipe scientifique du Caltech a transmis l’intégralité de l’enregistrement de l’essaim sismique à un programme informatique automatique, une technique qui avait déjà été utilisée pour identifier des millions de séismes en Californie. Le programme a rapidement fait la différence entre les véritables séismes et les bruits parasites, puis il a identifié et caractérisé des milliers d’événements qui auraient été ratés par les programmes conventionnels de détection de signaux sismiques.
De novembre 2018 à avril 2022, le système a enregistré environ 192 000 séismes sous Pāhala. En transférant ces événements sur une carte, l’équipe scientifique a découvert avec surprise un ensemble de structures magmatiques représentant le cœur volcanique qui battait au sud d’Hawaii. Certains événements sismiques provenaient d’une région située à 28-32 km de profondeur. Ces séismes longue période sont généralement attribués aux vibrations produites par le mouvement des fluides, y compris le magma. L’essentiel de la sismicité provenait d’une zone située entre 35 et 43 km de profondeur. Ces séismes volcano-tectoniques délimitaient un certain nombre de structures en forme de feuille, presque horizontales ; certaines d’entre elles avaient 6,5 km de long et 4,8 km de large.
Le complexe Pāhala Sill semble donner naissance à plusieurs artères. Une voie majeure, marquée par des séismes indiquant des fracturations de roches, semble conduire directement dans l’un des réservoirs de magma peu profonds du Kilauea. Ce n’est peut-être pas une coïncidence, alors, si le complexe de sills a commencé à se manifester sans relâche en 2019. Lors de l’éruption de 2018, le Kilauea a été vidé d’une partie importante de son réservoir magmatique peu profond, ce qui a provoqué une chute de pression. Suite à cela, du magma a été aspiré dans les sills pour rétablir la pression. Des événements similaires se sont produits lors de la brève éruption du Kilauea en 2020.
Les prochaines études pourraient permettre de savoir si le Kilauea et le Mauna Loa, qui sont des voisins relativement proches à la surface, sont connectés en profondeur. À ce jour, il existe peu de preuves concrètes de cette hypothèse et les scientifiques conviennent généralement que les deux volcans sont indépendants l’un de l’autre.
Source : Caltech, The Washington Post.

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In a study published on December 22nd, 2022 in the journal Science, a scientific team from the California Institute of Technology (Caltech) has offered a possible answer to the question : how does magma from the deep mantle travel to the Hawaiian surface?

The shallow magma reservoirs that feed Hawaii’s eruptions have been known about for some time thanks to gthe behaviour of seismic waves. Changes in their speed and trajectory tell scientists what sorts of matter they have been travelling through, providing clues to its temperature, density and composition. However, to truly understand what drives these volcanic processes, scientists need to know what is happening at the interface of the squishy mantle and the solid crust. That is what is revealed by the new study.

The giant feature described in the study is made up of several elongated chambers or sills. When eruptions drain magma from the shallow reservoirs above, these deep-seated sills seem to react.

A persistent seismic activity from an area southwest of Kilauea and about 30 km below ground had previously suggested that a collection of faults may exist there, creating pathways for magma to travel from the depths to near-surface reservoirs. Besides, since the 1980s, special kinds of quakes have hinted that magma has been churning about in the region. But until recently, the true nature of this underground labyrinth was based more on speculation than scientific truth. What scientists needed was a sustained spike in quakes coming from that exact region. Things looked promising in 2015 when the region’s rumbling picked up a little.

However, the real answer appeared in 2018. After Kilauea had been erupting more or less continuously for 35 years, a major eruptive sequence began at the volcano. The event produced huge amounts of lava in three months. The drainage of the volcano’s shallow magma reservoir caused its summit to collapse dramatically.

Geologists recorded a shocking spike in deep seismic activity in 2019 below the town of Pāhala, which sits about 40 km southwest of Kilauea. While the Pāhala quake swarm was a chance to unearth the island’s buried magmatic treasure, scientists alone were not able to identify many of the individual quakes as the smaller ones were smothered by bigger events.

The scientific team from Caltech fed the entire recording of the seismic swarm to a machine learning program, a technique which had previously been used to identify millions of hidden quakes in California. The program quickly made the difference between what was a real quake and what was extraneous noise, then identified and characterized thousands of events that would have been missed by conventional seismic signal detection programs.

From November 2018 to April 2022, the system logged around 192,000 quakes below Pāhala. Plotting these events on a map, the team was stunned to discover a collection of pulsing magmatic structures which were the beating volcanic heart of southern Hawaii. Some of the quakes came from a region 28 to 32 km deep: these long-period earthquakes are usually attributed to the vibrations made by the movement of fluids, including magma. The bulk of the seismicity came from an area 35 to 43 km deep. These volcano-tectonic quakes delineated a number of near-horizontal sheetlike structures, some of them 6.5 km long and 4.8 km wide.

The Pāhala Sill Complex appears to have several arteries branching from it. One major pathway, marked by rock-breaking quakes, appears to lead right into one of Kilauea’s shallow magma reservoirs. It’s perhaps no coincidence, then, that the sill complex began to thunder relentlessly in 2019. During the 2018 eruption, Kilauea was drained of a significant portion of its shallow magma supply, causing a pressure drop. In response, magma was sucked into the sills to equalize the pressure. Similar events happened during Kilauea’s briefer 2020 eruption.

Further work may help resolve the controversial question of whether Kilauea and Mauna Loa, which are relatively close neighbours at the surface, are somehow connected at great depths. To date, little concrete evidence for this hypothesis exists, and experts generally agree that the two volcanoes are largely independent of one another.

Source : Caltech, The Washington Post.

Hypothèse du HVO sur le parcours de la lave sous le Kilauea

Le séisme de M 6,9 sur le Kilauea le 4 mai 2018 et ses répliques plusieurs mois plus tard (Source: USGS)

Nappes phréatiques et axe de la Terre // Aquifers and Earth’s axis

Il y a quelques semaines, en revenant d’Italie, j’ai fait une halte dans le parc national français de la Vanoise afin de faire un peu de randonnée en haute altitude, avant de rentrer en Limousin. J’ai rencontré un garde du parc et nous avons parlé de la fonte du glacier qui se trouvait devant nous. Le garde s’inquiétait beaucoup des conséquences qu’aura cette fonte sur l’approvisionnement en eau de notre pays et même du reste de la planète. Comme je l’ai écrit récemment dans une note, la fonte des glaciers himalayens entraînera de sérieux problèmes d’approvisionnement en eau en Asie du sud-est où la densité de population est très élevée.
Le 3 mai 2021, j’ai également écrit un article intitulé « La fonte des glaciers et des calottes glaciaires fait se déplacer l’axe de la Terre ». Cette information a été confirmée dans une autre note publiée le 29 mars 2023. Les causes de ce déplacement de l’axe de la Terre sont mal connues et plusieurs suggestions ont été formulées par les scientifiques, toutes en relation avec le réchauffement climatique. .
Une étude publiée en juin 2023 dans la revue Geophysical Research Letters propose une hypothèse différente. Elle nous apprend que les êtres humains pompent tellement d’eau dans le sol que cela fait se déplacer l’axe de la Terre. Entre 1993 et 2010, l’inclinaison de la Terre s’est décalée de 80 centimètres, ce qui correspond aux prélèvements d’eau souterraine effectués par les populations sur Terre.
Sur la base de recherches antérieures, l’étude révèle que les gens ont pompé environ 2 150 gigatonnes d’eau dans les nappes phréatiques au cours de la période mentionnée par les chercheurs. C’est suffisant pour remplir 860 millions de piscines olympiques. L’étude ajoute que cette quantité d’eau équivaut à une élévation globale du niveau de la mer d’environ un quart de pouce, soit 0,6 cm. Le déplacement de cette eau, dont une grande partie sert à l’irrigation avant de s’écouler vers les océans, s’est produit plus rapidement que la reconstitution des aquifères.
L’axe de la Terre, la ligne imaginaire inclinée autour de laquelle tourne notre monde, se déplace avec la redistribution des masses. Une partie du changement d’inclinaison de l’axe de la Terre est un processus naturel que les scientifiques ont déjà observé. Comme je l’ai écrit plus haut, ils ont attribué les écarts à des facteurs tels que la fonte des glaciers et des calottes glaciaires, et à l’eau retenue derrière les barrages.
Ce qui inquiète particulièrement les auteurs de l’étude, c’est que le déplacement des pôles montre que l’épuisement des eaux souterraines joue un rôle important dans le changement du niveau de la mer. L’un des auteurs a déclaré : « Notre étude montre que parmi les causes liées au climat, la redistribution des eaux souterraines a le plus grand impact sur la dérive de l’axe de rotation. En tant qu’habitant sur Terre et père de famille, je suis inquiet et surpris de constater que le pompage des eaux souterraines est une autre source d’élévation du niveau de la mer. »
Maintenir les réserves d’eau souterraines à un bon niveau est nécessaire non seulement pour éviter une oscillation supplémentaire de l’axe de la Terre, mais également pour empêcher le sol de s’enfoncer et garantir aux gens suffisamment d’eau pour boire et cultiver. De nombreuses organisations prodiguent des conseils pour protéger et économiser l’eau, notamment en choisissant des plantes qui absorbent l’eau, en réparant rapidement les fuites et en utilisant des produits économes en eau. Ces actions ont le double avantage d’économiser de l’argent et de venir en aide à la planète.
Source  : Yahoo Actualités.

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A few weeks ago, while returning from Italy, I made a stop in the French national park of La Vanoise in order to do some climbing before going back home. I met a park ranger and we talked about the melting of the glacier in front of us. The man worried a lot about the consequences of this melting on the water supply in our countrry and even around the world. As I put it in a recent post, the melting of Himalayan glaciers will lead to serious problems with the water supply in that part of the world where the populayion density is very high.

On May 3rd, 2021, I also wrote a post entitled «  The melting of glaciers and ice sheets shifts Earth’s axis ». This was confirmed by another post published on March 29th, 2023. The causes of the displacement of Earth’s axis are poorly known and several suggestions have been made, all in relation with global warming..

A study published in June 2023 in the journal Geophysical Research Letters, humans are pumping water from the ground quickly enough to move Earth’s axis.

Between 1993 and 2010, the tilt of the Earth shifted by 80 centimeters, corresponding with people’s worldwide withdrawals of underground water.

Based on prior research, people pumped an estimated 2,150 gigatons of water from the aquifers during the study’s time frame. That’s enough to fill 860 million Olympic pools. The study added that this amount of water equates to a global sea-level rise of about a quarter-inchor .6 cm. Displacement of this water, much of which serves irrigation purposes and ultimately flows to oceans, has happened faster than aquifer replenishment.

Earth’s axis, the imaginary tilted “pole” around which the world spins, shifts with weight redistribution. Some of the change in tilt relative to the Earth’s surface is a natural process, and scientists have already observed divergence from this. As I put it above, they previously linked discrepancies to factors including melting glaciers, ice sheets, and water held behind dams.

What especially concerns the study’s authors is that the pole shift suggests groundwater depletion’s role in sea level change is significant. One of the authors declared : “Our study shows that among climate-related causes, the redistribution of groundwater actually has the largest impact on the drift of the rotational pole. As a resident of Earth and a father, I’m concerned and surprised to see that pumping groundwater is another source of sea-level rise.”

Maintaining healthy groundwater supplies is helpful not just to avoid extra Earth wobble but also to keep ground from sinking and ensure people have enough for drinking and farming. Many organizations have tips to protect and save water, including choosing water-sipping plantings, making prompt leak repairs, and using water-saving products. These actions usually have the added benefit of saving you money while helping the planet.

La Terre, une belle mais fragile planète (Source : NASA)

Un super volcan sur Pluton // A super volcano on Pluto

Dans une note rédigée le 9 avril 2022, j’expliquais que le 14 juillet 2015, les données fournies par la sonde spatiale New Horizons de la NASA laissaient supposer la présence de cryovolcanisme sur Pluton, une planète naine de la ceinture de Kuiper, une région de forme circulaire au-delà de l’orbite de Neptune. Les scientifiques de la NASA avaient détecté un cryovolcan présumé de la taille du Mauna Loa et baptisé Wright Mons, et affirmé que « ce serait le plus grand édifice de ce type découvert dans le système solaire externe. » Depuis cette époque, un autre cryovolcan, Piccard Mons a été découvert sur Pluton.

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2022/04/09/le-cryovolcanisme-sur-pluton-plutos-cryovolcanism/

Aujourd’hui, nous apprenons que Pluton pourrait avoir à sa surface un super volcan de glace de la taille de Yellowstone. Le volcan qui vient d’être découvert et a été baptisé Kiladze Caldera, était à l’origine identifié comme un simple cratère au vu des images capturées par la mission New Horizons. Après avoir réexaminé les données, les scientifiques pensent aujourd’hui que la caldeira de Kiladze est entrée en éruption à plusieurs reprises au cours de son histoire et a émis environ « un millier de kilomètres de cryolave » lors de chacune de ses plus grandes éruptions. Les chercheurs ont rédigé leurs observations dans une étude parue dans la revue Icarus.
Les chercheurs disposaient de nombreuses preuves montrant que Kiladze était plus qu’un simple cratère d’impact. Par exemple, il était entouré de glace d’eau et niché entre des failles et d’autres caractéristiques tectoniques.
La vérité sur Kiladze est apparue lorsque l’équipe scientifique a découvert des traces d’ammoniac mélangé à la glace d’eau autour de la caldeira. L’ammoniac abaisse le point de congélation de l’eau, ce qui permet éventuellement à l’eau de s’écouler sous forme de lave cryogénique liquide.
Le fait que Kiladze soit entouré de glace d’eau laisse également supposer qu’il est assez jeune, ou du moins qu’il est entré en éruption assez récemment, ce terme étant pris à l’échelle géologique. Au fil du temps, la glace d’eau a été recouverte par d’autres matériaux, et une zone qui n’a pas été recouverte est donc forcément plus jeune. Les chercheurs estiment que la caldeira de Kiladze et ses environs n’est âgée que de quelques millions d’années.
La grande question est de savoir d’où vient l’eau. Pluton possédait autrefois un océan interne. C’était une époque où la planète naine montrait une certaine chaleur suite aux collisions qui ont conduit à sa naissance. Il se pourrait que la chaleur résiduelle au cœur de la planète maintienne aujourd’hui cet océan liquide, avec l’ajout de produits chimiques résistants au gel comme l’ammoniac, et cet océan émergerait occasionnellement par le biais des cryovolcans comme la Kiladze Caldera. Une autre hypothèse est que cet océan se soit transformé en glace il y a longtemps, mais que de petites poches d’eau subsistent et alimentent des structures comme Kiladze.
Source  : Live Science via Yahoo Actualités.

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In a post written on April 9th, 2022, I explained that on July 14th, 2015, data provided by NASA’s New Horizons spacecraft suggested the presence of cryovolcanism.on Pluto, a dwarf planet in the Kuiper Belt, a donut-shaped region of icy bodies beyond the orbit of Neptune. NASA scientists had detected a suspected Mauna Loa-size cryovolcano called Wright Mons, saying « it would be the largest such feature discovered in the outer solar system.» It should be noted that Piccard Mons was another cryovolcano later discovered on Pluto.

Today, we learn Pluto may have a super ice volcano on its surface the size of Yellowstone. The newly discovered volcano, Kiladze Caldera, was originally pegged as a crater via images captured by NASA’s New Horizons mission. After taking a second look at the data, scientists now think Kiladze Caldera has erupted multiple times over its history, spewing around « a thousand kilometers of cryo-lava » in each of its largest eruptions. The researchers wrote their observations in a study submitted to the journal Icarus.

Researchers had plenty of evidence to suspect Kiladze was more than a common impact crater. For instance, it was surrounded by water ice and nestled between faults and other tectonic features.

The real truth came when the scientific team found evidence of ammonia mixed in with the water ice around Kiladze. Ammonia lowers the freezing point of water, possibly allowing water to flow as liquid cryo-lava.

The fact that Kiladze is surrounded by water ice also suggests that it is quite young, or at least erupted fairly recently, in geologic timescales. Over time, the water ice is covered up by other materials, so an uncovered area must be younger. The researchers estimate that the age of Kiladze and its surroundings is only a few million years.

The big question is to know where the water cryo-lava came from. Pluto once had an internal ocean that was global in scale. It was a time when Pluto was still warm from the collisions that led to its birth. Leftover heat in the planet’s core could be keeping that ocean liquid now, combined with freeze-resistant chemicals like ammonia, and occasionally bursting out through cryovolcanoes like Kiladze. Another hypothesis is that the subsurface ocean may have frozen over long ago, but small pockets of water remain feeding structures like Kiladze.

Source : Live Science via Yahoo News.

 Image de Pluton fournie par la sonde New Horizons en juillet 2015. (Source : NASA)

Nouvelles images de Io // New images of Io

Io, l’une de lunes de Jupiter, est le corps volcanique le plus actif du système solaire, avec des centaines de volcans qui entrent régulièrement en éruption avec de la lave en fusion et des panaches de gaz sulfureux qui s’élèvent à des centaines de kilomètres dans l’atmosphère.
Jupiter, la plus grande planète de notre système solaire, compte au total 92 lunes. Io est à peine plus grande que la Lune et la quatrième plus grande lune du système solaire.
Lors d’un récent survol le 15 octobre 2023, la mission Juno de la NASA a capturé de nouvelles vues d’Io et de sa surface modelée par la lave. L’activité volcanique a créé des lacs de lave silicatée à sa surface. On aperçoit des taches d’un rouge sombre sur les nouvelles images fournies par Juno. Les données collectées par l’instrument JunoCam pendant le survol ont été utilisées pour créer une vidéo accélérée de Io, avec des vues de sa surface sous différents angles. La vidéo peut être visionnée sur le site space.com.
Les images de Juno sont disponibles en ligne et peuvent être téléchargées en cliquant sur ce lien:
https://www.missionjuno.swri.edu/junocam/processing

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Jupiter’s moon Io is the most volcanically active body in the solar system, home to hundreds of volcanoes that regularly erupt with molten lava and spew sulfurous gas plumes hundreds of miles upward into the atmosphere.

Jupiter, the largest planet in our solar system, has a total of 92 moons. Io is only slightly larger than Earth’s moon and the fourth-largest moon in the solar system.

During a recent flyby on Octiber 15th, 2023, NASA’s Juno mission has captured new views of Io and its lava-scarred surface. Volcanic activity has created lakes of molten silicate lava on its surface. Dark-red patches spread across the moon can be seen in the new images from Juno, Data collected by the JunoCam instrument during the flyby was used to create a time-lapse video of the volcanic moon, capturing its surface from different angles. The video can be seen on the website space.com.

Juno’s images are available online and can be downloaded by clicking on this link :

https://www.missionjuno.swri.edu/junocam/processing

Io vue par la sonde Juno de la NASA le 15 octobre 2023 (Photo : NASA/JPL)