Catégorie : Science

Nouvelles informations scientifiques sur l’éruption du Mauna Loa en 2022 // New scientific information about the 2022 Mauna Loa eruption

La division « Earth Observatory » de la NASA vient de publier un document très intéressant qui donne plus d’informations sur la dernière éruption du Mauna Loa.
Le 27 novembre 2022, des fontaines de lave ont commencé à jaillir de la zone de rift nord-est du volcan et des coulées se sont dirigées vers le nord. Dix jours après le début de l’éruption, un avion de la NASA a effectué son premier vol au-dessus du volcan. Il transportait un système de radar à synthèse d’ouverture pour véhicule aérien inhabité (UAVSAR)* qui a été utilisé pour cartographier la topographie du volcan dans les moindres détails avec un instrument à bande Ka baptisé GLISTIN-A. Au départ, le GLISTIN-A est une nouvelle technique radar pour cartographier les surfaces de glace. Les applications scientifiques ont commencé en 2013 au-dessus des glaciers alpins et de la glace de mer en Alaska, et d’une plaine inondable en Californie. Ces applications se sont depuis étendues à d’autres domaines, tels que l’accumulation de neige et la dynamique des volcans. L’instrument a été déployé pour la première fois sur un volcan en 2018 lors de l’éruption du Kīlauea. Le succès de cette opération a encouragé son utilisation sur le Mauna Loa.
Des équipes du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA et du United States Geological Survey (USGS) ont utilisé les données de ce capteur pour cartographier l’épaisseur des coulées de lave sur le Mauna Loa lors d’une série de vols les 7, 8 et 10 décembre 2022. La carte ci-dessous montre l’épaisseur des coulées de lave pendant le vol du 7 décembre. Le 8 décembre , les scientifiques de l’USGS ont remarqué une baisse significative de l’éruption et quelques jours plus tard, ils ont déclaré que l’éruption s’était arrêtée.

 

Epaisseur de la coulée de lave le 7 décembre 2022 (Source: USGS)

La carte montre l’épaisseur des coulées de lave dans la caldeira sommitale, là où l’éruption a commencé, et des coulées de lave sur le flanc nord-est du Mauna Loa. La variation de couleur du bleu à l’orange indique une augmentation de l’épaisseur de la coulée de lave. Une épaisseur maximale d’environ 25 mètres est indiquée, bien que des valeurs supérieures à 40 mètres aient été observées dans certaines zones.
L’épaississement de la lave à l’extrémité nord de la coulée est dû au refroidissement de la lave loin de la source de l’éruption, ainsi qu’à un aplanissement du terrain au niveau du col (the Saddle) entre le Mauna Loa et le Mauna Kea. Ces deux facteurs ont contribué au ralentissement et à l’accumulation de la lave dans ce secteur. Les données GLISTIN ont été superposées à une image Landsat 8 aux couleurs naturelles du volcan réalisée en 2017, et un modèle d’élévation numérique offrant une vue plus réaliste de la topographie du Mauna Loa. La photographie aérienne proposée par l’USGS ci-dessous montre une partie de la coulée de lave principale le 7 décembre 2022.

 

Vue de la coulée de lave le 7 décembre 2022 (Crédit photo: USGS)

En effectuant une comparaison avec les cartes de la topographie de cette zone avant l’éruption, y compris les données GLISTIN-A collectées en 2017, les chercheurs de l’USGS ont pu calculer la taille et le volume de la coulée de lave. Au cours de l’éruption d’environ 14 jours, le Mauna Loa a émis plus de 230 millions de mètres cubes de lave avec une coulée qui a parcouru jusqu’à 19,5 kilomètres depuis la source de l’éruption. [NDLR : On se rend compte que le volume de lave émis en 2022 est assez proche de celui émis lors de la précédente éruption de 1984 : 220 millions de mètres cubes].

* Le système UAVSAR mentionné plus haut fonctionne à partir d’une nacelle montée sous un jet Gulfstream III avec équipage du Armstrong Flight Research Center de la NASA en Californie. Des cartes topographiques générées lors de chaque vol montrent la progression et l’épaississement de la lave avec le temps. Il s’agit d’informations précieuses pour la compréhension scientifique des processus volcaniques et pour les interventions de secours d’urgence.

Un grand merci au HVO de m’avoir communiqué ces informations à propos de l’éruption.

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NASA’s Earth Observatory has just relaesed a very interesting document that gives more information about Mauna Loa’s latest eruption.

On November 27th, 2022, lava fountains began spurting from the volcano’s Northeast Rift Zone and streams of molten rock flowed to the north. Ten days into the eruption, a NASA aircraft conducted its first flight over the erupting volcano. It carried NASA’s Uninhabited Aerial Vehicle Synthetic Aperture Radar (UAVSAR)* system, which was used to map the volcano’s topography in fine detail with a Ka-band instrument called GLISTIN-A. GLISTIN-A was originally demonstrated as a new radar technique for mapping ice surfaces. Science demonstration flights began in 2013 over alpine glaciers and sea ice in Alaska, and a floodplain in California. Its applications have since expanded to other areas, such as snow accumulation and volcano dynamics. The first time the instrument was deployed for volcano response was in 2018 during the three-month eruption of Kīlauea. The success of that operation paved the way for deployment to Mauna Loa.

Teams from NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) and the United States Geological Survey (USGS) used data from that sensor to map the thickness of those flows during a series of flights on December 7th, 8th, and 10th. The map above shows the thickness of the lava flows during the flight on December 7th, the day before USGS scientists noticed a significant decline in the pace of the eruption. A few days later, they declared the eruption had stopped. The map shows the thickness of the lava flows in the summit caldera, where the eruption began, and of lava flows on Mauna Loa’s northeastern flank. The color variation from blue to orange indicates increasing lava flow thickness. A maximum thickness of roughly 25 meters is shown, though values exceeding 40 meters were observed in some areas.

The thickening at the northern end of the flow is due to lava cooling and hardening with distance away from the vent, along with a flattening of the terrain at the saddle between Mauna Loa and Mauna Kea. Both of these factors contributed to the flow slowing down and piling up in that area. The GLISTIN data were laid over a 2017 natural-color Landsat 8 image of the mountain and a digital elevation model offering a more realistic view of Mauna Loa’s topography. The USGS aerial photograph above shows part of the main lava flow on December 7th, 2022.

By comparing to pre-eruption maps of this area’s topography, including GLISTIN-A data collected in 2017, the USGS researchers were able to calculate the size and volume of the lava flow. Over the roughly 14-day eruption, Mauna Loa erupted more than 230 million cubic meters of lava along a flow that extended up to 19.5 kilometers from the vent. [Personal note: One realizes that the volume of lava emitted in 2022 was quite close to that emitted during the previous eruption in 1984 which was 220 million cubic meters].

* The above-mentioned UAVSAR system operates from a pod mounted beneath a crewed Gulfstream III jet from NASA’s Armstrong Flight Research Center in California. Repeated topographic maps generated with each flight reveal the progression and thickening of lava with time. This is information for scientific understanding of volcano processes and for emergency response.

I do thank HVO for sending me this information about the eruption.

La neige sur la planète Mars // Snow on Mars

L’hiver sur Terre peut être très rigoureux comme on vient de le voir aux États-Unis, mais ce n’est rien à côté de l’hiver sur la planète Mars ! La NASA a découvert que la saison sur la Planète Rouge dure deux ans, avec des températures qui atteignent -123°C et des flocons de neige de forme cubique. Selon un rapport publié par l’Administration le 22 décembre 2022, lorsque le printemps arrive enfin, la fonte de la glace se transforme en une explosion de geysers. La surface de la planète se transforme en «un monde merveilleux sorti d’un conte de fée. »
La neige sur Mars se décline en deux catégories : glace d’eau et glace de dioxyde de carbone ou neige carbonique. Comme l’air sur Mars est extrêmement ténu et les températures extrêmement froides, la neige formée par l’eau glacée se sublime avant même de toucher le sol. En revanche, la neige carbonique atteint le sol.
Au lieu des flocons hexagonaux que nous connaissons sur Terre, ce sont des des cubes qui tombent du ciel sur Mars. Cela est dû à la forme prise par les cristaux de glace lorsque le dioxyde de carbone se transforme en glace. Ces flocons sont « plus fins qu’un cheveu », ce qui signifie que les congères les plus volumineuses mesurent rarement plus de quelques dizaines de centimètres de hauteur.
Les scientifiques de la NASA expliquent que le spectacle le plus fabuleux intervient peut-être à la fin de l’hiver lorsque toute la glace qui s’est accumulée commence à fondre. Cette glace prend alors des formes bizarres que les scientifiques ont comparées à des « araignées, des pelages de dalmatiens, des œufs au plat et du gruyère. »
Le dégel sur Mars donne aussi naissance à des geysers. Ces jets se forment lorsque la lumière du soleil pénètre dans la « glace translucide » et chauffe le gaz en dessous. Le gaz finit par éclater, créant des « éventails de poussière » entraînés ensuite par les vents martiens.
Selon un communiqué de presse, le Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA a découvert en 2015 des preuves que « de l’eau liquide coule par intermittence sur la planète Mars. » Les scientifiques pensent qu’une grande partie de l’eau sur Mars s’est évaporée il y a entre 2 et 2,5 milliards d’années à mesure que l’atmosphère de la planète s’est amincie avec le temps.
Source : médias d’information américains.

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Winter on Earth can be brutal as we have just seen in the U.S., but NASA has found that the season on Mars lasts two years, with freezing temperatures of -123°C and cube-shaped snowflakes. According to a report released by theministration on December 22nd, 2022, when spring finally arrives, thawing ice explodes in geysers. The surface of the Red Planet transforms into « a truly otherworldly vacation scene. »

Snow on Mars comes in two varieties: water ice and carbon dioxide or dry ice. Because the air on Mars is so thin and temperatures so cold, water ice snow sublimates before it even touches the ground. On the contrary, dry ice snow is actually reaching the ground.

Instead of the hexagonal flakes like on Earth, cubes fall from the sky on Mars. This is because of the way ice crystals form when carbon dioxide freezes. These flakes are “smaller than the width of a human hair,” meaning even the largest snowdrifts are rarely more than a few tens of centimeters tall.

NASA scientists say that perhaps the most fabulous discovery comes at the end of winter, when all the ice that has accumulated begins to thaw. As it does so, this ice cream takes on bizarre and beautiful shapes that scientists have reminded of « spiders, Dalmatian spots, fried eggs and Swiss cheese. »

This thaw also causes geysers. These jets are formed when sunlight penetrates the “translucent ice” and heats the gas underneath. The gas eventually bursts out, creating “dust fans” driven by the Martian winds.

According to a press release, NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter found evidence in 2015 that « liquid water is intermittently flowing on present-day Mars. » Scientists believe that much of the water on Mars evaporated between 2 and 2.5 billion years ago as the planet’s atmosphere thinned over time.

Source : U.S. News media.

Cette image montre les geysers à la surface de Mars. Selon la NASA, « la glace de dioxyde de carbone translucide laisse passer la lumière du soleil et chauffe les gaz qui s’échappent par des évents en donnant naissance à des éventails de poussière. » (Source: NASA)

Le nouveau comportement du Stromboli (Sicile) /// Stromboli’s new behaviour (Sicily)

Ces dernières années, le comportement du Stromboli (Sicile) a radicalement changé. D’un volcan à l’activité strombolienne typique, il s’est transformé en un volcan aux explosions très fortes et dangereuses susceptibles de causer des dégâts et même de tuer des personnes. Des coulées de lave et des écoulements pyroclastiques accompagnent souvent les paroxysmes. L’accès à la zone sommitale a été interdit au public.
Une nouvelle étude publiée dans Nature Communications nous explique que le système d’alimentation interne du Stromboli a peut-être changé, ce qui permet au magma issu des profondeurs de remonter plus facilement vers la surface en déclenchant les explosions violentes et imprévisibles qui viennent d’être mentionnées. L’étude fait suite à une série d’éruptions très puissantes et de paroxysmes qui ont surpris tout le monde en 2019.
Selon la nouvelle étude, « les modifications intervenues dans les conduits d’alimentation du Stromboli ont des conséquences inévitables pour la surveillance du volcan. Il faut développer un système de surveillance pétrologique à haute fréquence pour indiquer ce qui se passe en profondeur à l’intérieur du volcan, et pas seulement ce qui se passe en surface. »
Suite au premier paroxysme en 2019, les scientifiques ont demandé un financement urgent pour étudier ce qui se passait sur le Stromboli et pour expliquer pourquoi le volcan montrait un tel comportement. Bien que les paroxysmes à répétition ne soient pas exceptionnels, ils sont très rares. Pour essayer d’en découvrir la cause, les chercheurs ont examiné les pyroxènes inclus dans les matériaux émis par le volcan. Ils ont comparé la composition et la texture des derniers échantillons avec ceux collectés lors des précédentes éruptions du Stromboli de 2003 à 2017, ainsi qu’avec ceux des éruptions de 2019. En examinant les différences entre ces minéraux, ils ont pu avoir un aperçu du fonctionnement interne du volcan.
Alors que l’on pensait jusqu’à présent que l’écoulement de lave était le signal d’un paroxysme à venir, les chercheurs ont découvert que les paroxysmes de Stromboli de 2019 ont été provoqués par l’arrivée de magma du réservoir profond, annonçant une nouvelle série d’éruptions volcaniques plus aléatoires.
Ce magma a commencé à arriver dans le système d’alimentation du volcan dans les mois qui ont précédé les paroxysmes. Il s’est accumulé dans le mois précédant le premier et a continué jusqu’à ce que le second se produise. Cette situation a été attribué aux changements dans le mush cristallin du volcan qui se forme à partir de la cristallisation partielle du magma.
En fin de compte, les chercheurs pensent qu’il existe probablement un lien plus direct qu’auparavant entre les réservoirs profond et superficiel en raison de la pénétration plus facile du mush cristallin, ce qui permet au magma de remonter plus fréquemment. Cela pourrait expliquer pourquoi l’activité du volcan est devenue plus aléatoire.
Quels que soient les résultats des prochaines analyses, force est de constater que le comportement du Stromboli a changé. Il est devenu plus violent et plus imprévisible qu’autrefois. Il faut espérer que la plate-forme d’observation prévue pour les touristes à 400 m d’altitude, avec l’accompagnement des guides locaux, ne deviendra pas exposée aux projections du volcan.

References:

– Stromboli’s ‘rejuvenation’ heralds era of more variable volcanic eruptions – Natural History Museum – December 16, 2022.

– Magma recharge and mush rejuvenation drive paroxysmal activity at Stromboli volcano – Chiara Maria Petrone et al. – Nature Communications – December 13, 2022 – DOI: 10.1038/s41467-022-35405-z- OPEN ACCESS

Source : The Watchers.

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In the past few years, the behaviour of Stromboli (Sicily) has changed drastically. From a volcano with typical Strombolian activity, it has turned into a volcano that could have very strong and dangerous explosions likely to vause damage and even kill people. Lava and pyroclastic flows often accompany the paroxysms. Access to the summit area has been closed to the public.

New research published in Nature Communications suggests the internal plumbing system of the Stromboli may have changed, allowing magma from deep beneath the surface to rise more easily, triggering the violent and unpredictable blasts that have just been mentioned. The research follows a series of very strong eruptions and paroxysms that took everyone by surprise in 2019.

According to the new study, “the rejuvenation of Stromboli’s magma pathways has clear implications for the monitoring of the volcano. We need to develop a high-frequency petrological monitoring system to tell us what is happening deeper in the volcano, not just what is happening at the surface.”

Following the first paroxysm in 2019, urgent research funding was asked by scientists to investigate what was taking place at Stromboli, and to explain why these events were taking place. While double paroxysms are not exceptional, they are very uncommon. To find out what might be responsible, the researchers looked at pyroxenes in the materials emitted by the volcano. They compared the composition and texture of the samples with those collected during Stromboli’s previous eruptions in 2003 to 2017, as well as those from the 2019 eruptions. By examining how these minerals differed, they could gain an insight into the inner workings of the volcano.

While it was previously thought that lava flow was a signal of an upcoming paroxysm, the researchers found that the 2019 Stromboli paroxysms were both driven by the arrival of magma from the deep reservoir.

This magma began arriving in the system in the months leading up to the paroxysms, picking up in the month before the first and continuing until the second occurred. This was attributed to changes in the volcano’s crystal mush, which forms from the partial crystallization of magma.

In the end, the researchers think that there is probably a more direct link between the deeper and shallower reservoirs caused by the magma permeating the crystal mush more fully, whuich allows magma to rise more frequently. This could explain why the activity of the volcano has become more variable.

Whatever the results of the next analyses, it is clear that the behaviour of Stromboli has changed. It has become more violent and more unpredictable. Let’s hope that the observation platform that has been allowed for tourists with the accompaniment of the local guides will not become too dangerous.

References:

– Stromboli’s ‘rejuvenation’ heralds era of more variable volcanic eruptions – Natural History Museum – December 16, 2022.

– Magma recharge and mush rejuvenation drive paroxysmal activity at Stromboli volcano – Chiara Maria Petrone et al. – Nature Communications – December 13, 2022 – DOI: 10.1038/s41467-022-35405-z- OPEN ACCESS

Source : The Watchers.

Photo du Stromboli à l’époque où l’on pouvait passer la nuit sur le Pizzo. Aujourd’hui, je ne m’y risquerais pas. (Photo: C. Grandpey)

Début décembre 2022, le Stromboli a laissé échapper des coulées pyroclastiques et des coulées de lave, avec un tsunami pour arranger le tout.

Exploration des lunes de Jupiter // Exploration of Jupiter’s moons

Le 15 décembre 2022, Juno, un vaisseau spatial lancé par la NASA, a survolé Io la lune de Jupiter; c’est l’endroit le plus volcanique du système solaire. Ce survol est l’un des neuf survols d’Io qui seront effectués par Juno au cours des 18 prochains mois. Deux de ces missions auront lieu à une distance de 1 500 kilomètres de la surface d’Io.
Juno a capturé une vue infrarouge d’Io le 5 juillet à une distance de 80 000 kilomètres. Les points les plus brillants sur cette image correspondent aux températures les plus chaudes sur Io qui héberge des centaines de volcans dont certains peuvent envoyer des fontaines de lave à des dizaines de kilomètres de hauteur.
Les scientifiques utiliseront les observations de Juno sur Io pour en savoir plus sur cet ensemble de volcans et sur la manière dont ses éruptions interagissent avec Jupiter. En effet, la lune est constamment soumise à l’attraction gravitationnelle de Jupiter.
Juno a capturé une nouvelle image du cyclone le plus au nord sur Jupiter le 29 septembre 2022. L’atmosphère de Jupiter est dominée par des centaines de cyclones, et beaucoup se regroupent aux pôles de la planète.
Juno est en orbite autour de Jupiter depuis 2016; sa mission est de découvrir de nouveaux détails sur la planète et le vaisseau spatial effectue des survols des lunes de Jupiter pendant l’extension de sa mission qui a commencé en 2021 et devrait durer jusqu’à la fin de 2025.
Juno a survolé la lune de Jupiter Ganymède en 2021, puis Europe début 2022. Le vaisseau spatial a utilisé ses instruments pour pénétrer sous la croûte glacée des deux lunes et a recueilli des données sur l’intérieur d’Europe où l’on pense qu’existe un océan salé. La carapace de glace qui recouvre la surface d’Europe a une épaisseur comprise entre 16 et 24 kilomètres, et l’océan sur lequel elle se trouve a probablement une profondeur entre 64 et 161 kilomètres.
Les données et les images récoltées par Juno pourraient faciliter la tâche de deux missions d’exploration des lunes de Jupiter au cours des deux prochaines années : la mission JUpiter ICy moons Explorer de l’Agence spatiale européenne et la mission Europa Clipper de la NASA.
La première mission, dont le lancement est prévu en avril 2023, passera trois ans à explorer Jupiter et trois de ses lunes recouvertes de glace : Ganymède, Callisto et Europe. On pense que les trois lunes ont des océans sous leurs carapaces de glace, et les scientifiques veulent savoir si l’océan de Ganymède est potentiellement habitable. La mission Europa Clipper sera lancée en 2024 pour effectuer une série de 50 survols autour de cette lune après son arrivée en 2030. Passant d’une altitude de 2 736 kilomètres à seulement 26 kilomètres au-dessus de la surface de la lune, Europa Clipper pourrait être en mesure d’aider les scientifiques à déterminer si un l’océan intérieur existe vraiment et si la vie serait possible sur cette lune.
Source : NASA, CNN.

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On December 15th, 2022, a NASA spacecraft Juno flew by Jupiter’s moon Io, the most volcanic place inthe the solar system. It was one of nine flybys of Io made by Juno over the next year and a half. Two of the encounters will be from a distance of 1,500 kilometers away from the moon’s surface.

Juno captured a glowing infrared view of Io on July 5th from a distance of 80,000 kilometers. The brightest spots in that image correspond with the hottest temperatures on Io, which is home to hundreds of volcanoes, some of which can send lava fountains tens of kilometers high.

Scientists will use Juno’s observations of Io to learn more about that network of volcanoes and how its eruptions interact with Jupiter. The moon is constantly tugged by Jupiter’s massive gravitational pull.

Juno recently captured a new image of Jupiter’s northernmost cyclone on September 29th, 2022. Jupiter’s atmosphere is dominated by hundreds of cyclones, and many cluster at the planet’s poles.

The Juno spacecraft has been orbiting Jupiter since 2016 to uncover new details about the planet and is focused on performing flybys of Jupiter’s moons during the extended part of its mission, which began in 2021 and is expected to last through the end of 2025.

Juno flew by Jupiter’s moon Ganymede in 2021, followed by Europa earlier in 2022. The spacecraft used its instruments to look beneath the icy crust of both moons and gathered data about Europa’s interior, where a salty ocean is thought to exist. The ice shell that makes up Europa’s surface is between 16 and 24 kilometers thick, and the ocean it likely sits atop is estimated to be 64 to 161 kilometers deep.

The data and images captured by Juno could help inform two separate missions heading to Jupiter’s moons in the next two years: the European Space Agency’s JUpiter ICy moons Explorer, and NASA’s Europa Clipper mission.

The first mission, expected to launch in April 2023, will spend three years exploring Jupiter and three of its icy moons : Ganymede, Callisto and Europa. All three moons are thought to have oceans beneath their ice-covered crusts, and scientists want to know whether Ganymede’s ocean is potentially habitable. Europa Clipper will launch in 2024 to perform a dedicated series of 50 flybys around this moon after arriving in 2030. Eventually transitioning from an altitude of 2,736 kilometers to just 26 kilometers above the moon’s surface, Europa Clipper may be able to help scientists determine whether an interior ocean truly exists there and if the moon could support life.

Source: NASA, CNN.

Image infrarouge de Io capturée par Juno en juillet 2022 depuis une distance de 80 000 kilomètres. Le taches jaunes sont les zones de très haute température (Source: NASA)

Aurores polaires de Jupiter photographiées par le télescope spatial Hubble alors que le vaisseau spatial Juno s’apprêtait à entrer en orbite autour de Jupiter (Source: NASA)