Catégorie : Science

Roches volcaniques sur la planète Mars // Volcanic rocks on Mars

Comme je le dis très souvent, nous connaissons mieux la surface de Mars que le fond de nos propres océans. Le robot Perseverance de la NASA a atterri sur la Planète Rouge le 18 février 2021 dans le Cratère Jezero qui a été choisi par les scientifiques car on y trouve l’ancien delta d’un fleuve qui se déverse dans le cratère. Les scientifiques espèrent qu’un tel environnement fournira des informations sur la vie sur la planète il y a des milliards d’années.
Perseverance vient de découvrir des roches volcaniques ignées* sur le sol du cratère Jezero, ce qui a surpris les géologues qui s’attendaient à être confrontés à des roches sédimentaires formées de boue et de matériaux déposés par l’ancien lac qui emplissait le cratère il y a environ 3,7 milliards d’années. Selon eux, cette découverte pourrait être la clé pour comprendre l’histoire du climat sur Mars et révéler à quelle époque la planète avait un environnement humide et potentiellement habitable.
L’origine des roches ignées de Jezero reste un mystère, car il n’y a pas de relief volcanique dans ou à proximité du cratère. Perseverance a analysé deux formations de roche ignée baptisées Séítah (un mot Navajo signifiant « au milieu du sable ») et Máaz (mot Navajo pour « Mars »), la dernière nommée recouvrant la première. Séítah est riche en olivine, un minéral volcanique commun. On pense que Máaz s’est formée à partir de lave qui a recouvert Séítah.
Une étude menée par des scientifiques norvégiens de l’Université d’Oslo s’appuie sur les données fournies par le radar de Perseverance qui a pénétré le sol martien. Elles montrent que l’unité géologique où se trouvent Séítah et Máaz se prolonge en profondeur et a été partiellement soulevée, ce qui lui donne une inclinaison. On a affaire à une crête rocheuse de près d’un kilomètre de long et inclinée d’environ 10 degrés.
Cette découverte est surprenante car il faudrait des forces tectoniques puissantes pour provoquer une telle inclinaison; or, Mars n’a pas de tectonique des plaques, et rien ne prouve qu’une telle tectonique ait jamais existé. Les géologues disent que les roches ont subi cette inclinaison, après avoir été déposées, par un phénomène qui reste à déterminer.
Le lac a rempli le cratère Jezero quelque temps après la formation de Séítah et Máaz,. il les a recouvertes de boue qui a fini par former une épaisse couche de roche sédimentaire. Lorsque le climat de Mars a changé, le lac s’est asséché et a révélé les sédiments.
L’une des qualités de Perseverance est sa capacité à mettre de côté des échantillons de roche et de sol pour une future mission qui les récupérera et les rapportera sur Terre. La NASA et l’Agence Spatiale Européenne (ESA) travaillent sur une telle mission de retour d’échantillons qui devrait avoir lieu en 2028. Lorsqu’ils auront les roches dans leurs laboratoires, les scientifiques seront en mesure de fournir des dates beaucoup plus précises sur l’histoire géologique du cratère Jezero.
Une autre information essentielle que les échantillons pourraient fournir concerne la durée pendant laquelle Mars – ou du moins le cratère Jezero – a connu un environnement humide. Le fond du cratère ne présente pas les argiles qui se forment généralement lorsque la roche est exposée à beaucoup d’eau sur une longue période. Cela signifie que soit l’eau de Jezero a été présente sur une longue durée, mais était peu profonde, soit que le lac n’a pas existé très longtemps, du moins à l’échelle géologique. Cependant, les eaux souterraines ont pu exister beaucoup plus longtemps, en laissant leur signature sur les échantillons collectés par Perseverance. Le robot a déjà détecté des sels, tels que le perchlorate, dans les fissures entre les roches. Ils se peut qu’ils proviennent d’interactions avec les eaux souterraines ou même avec l’eau de fonte de la glace, et donc ils pourraient être beaucoup plus jeunes que le lac.
Adapté d’un article paru sur le site Space.com.

[* Pour mémoire, les roches ignées (du latin igneus qui signifie «vient du feu») sont des roches ayant subi une forte chaleur ou dont les propriétés sont consécutives à des températures élevées. Elles résultent du refroidissement et de la cristallisation du magma ].

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As I explain very often, we know the surface of Mars better than the bottom of our own oceans. NASA’s robot Perseverance landed on the Red Planet on February 18th, 2021 in the Jezero Crater chosen as a landing site because of ancient river delta that spills into the crater. Scientists hope that such an environment will give information about life on the planet billions of years ago.

Perseverance has just discovered igneous rocks on the Jezero Crater’s floor, which came as a surprise to geologists who expected to be confronted with sedimentary rocks formed from mud and detritus laid down by the ancient lake that filled the Jezero Crater about 3.7 billion years ago.They think it could be the key to understanding Mars’ climate history and revealing exactly when it was wet and potentially habitable.

The origin of Jezero’s igneous rocks remains a mystery, since there are no obvious volcanic features in or near the crater. Perseverance has been studying two formations of igneous rock, named Séítah (after the Navajo word for « amidst the sand ») and Máaz (the Navajo for « Mars »), with the latter overlying the former. Séítah is rich in olivine, a common volcanic mineral. Máaz is interpreted as having formed from lava that flowed over Séítah.

A study by Norwegian scientists at the University of Oslo results from Perseverance‘s ground-penetrating radar. il shows that the geological unit containing Séítah and Máaz extends underground and has been partially uplifted, placing it at an angle. It is a ridge of rock almost 1 kilometer long that is tilted by about 10 degrees.

This finding is unexpected because causing such a tilt requires exceptional tectonic forces, but Mars does not have plate tectonics, nor is there any strong evidence that it ever did. Geologists say that the rocks were tilted after they were deposited by some phenomenon yet to be determined.

The lake filled the Jezero Crater sometime after Séítah and Máaz formed, covering them with mud that ultimately formed a deep layer of sedimentary rock. But as Mars’ climate changed, the lake dried up, exposing the sediment.

One of the amazing qualities of Perseverance is its ability to cache samples of rock and soil for a future mission to retrieve and return to Earth. NASA and the European Space Agency are working together on a sample-return mission to launch in 2028. When they get the rocks in their labs, scientists will be able to provide far more accurate dates to the timeline of Jezero Crater.

Another key measurement that the samples could provide is how long Mars – or at least Jezero Crater – was wet. The crater floor has a lack of clays which typically form when rock is exposed to a lot of water over a long period. This means that either the water in Jezero was long-lived but shallow, or that the lake did not exist for very long, at least not on geological timescales. However, groundwater could have persisted for a much longer time, leaving its signature on the samples collected by Perseverance. Already the rover has detected salts, such as perchlorate, in the cracks between the rocks, which could have come from interactions with groundwater or even with frost melt, and therefore they could be much younger than the lake.

Adapted from an article in Space.com.

https://www.space.com/

 

Roches volcaniques dans le cratère Jezero (Crédit photo: NASA)

White Island (Nouvelle Zélande // New Zealand)

Voici une annonce assez surprenante de GeoNET à propos de la surveillance du volcan de White Iskand (Nouvelle Zélande) :

« La récente perte d’accès aux données en continu pour Whakaari / White Island signifie que nous sommes absolument incapables de faire la distinction en temps quasi réel entre VAL 1 (activité volcanique mineure) et VAL 2 (activité modérée à forte). En conséquence, le niveau d’alerte volcanique pour Whakaari / White Island a été relevé à 2, non pas suite à l’observation d’une hausse de l’activité volcanique, mais en raison de notre niveau d’incertitude pour interpréter actuellement la situation par manque de données en temps réel. »

Depuis l’explosion du 9 décembre 2019, l’accès à White Island est interdit au public. L’île se situant à une cinquantaine de km de la côte de l’Ile du Nord, le risque pour les populations est faible.

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Here is a rather surprising announcement from GeoNET about the monitoring of the White Iskand volcano (New Zealand):

« The recent loss of access to continuous data from Whakaari/White Island means we are effectively unable to distinguish in near real-time between VAL 1 (minor volcanic unrest) and VAL 2 (moderate to heightened unrest). As a result, the Volcanic Alert Level for Whakaari/White Island has been raised to Level 2, not as an indication of a noticed increase in volcanic activity, but as a reflection of the increased level of uncertainty in our interpretation due to the current lack of real-time data. »

Since the explosion of December 9th, 2019, access to White Island has been prohibited to the public. As the island is located about fifty kilometers from the coast of the North Island, the risk for the populations is low.

Photo: C. Grandpey

Nyiragongo (RDC) : la difficulté de la prévision éruptive // The difficulty of eruptive prediction

L’année dernière, le 22 mai 2021, le Nyiragongo (République Démocratique du Congo) est entré brutalement en éruption. Les habitants de Goma ont vu les villageois des environs arriver en courant avec des matelas sur la tête et de grands sacs contenant leurs affaires, leurs enfants derrière eux. Ces villageois ont dit qu’il y avait un feu de forêt et qu’il se rapprochait. À 17 heures, une forte lueur est apparue dans le ciel et des explosions étaient audibles au loin. Vers 18 heures, tout le monde s’est rendu compte qu’il s’agissait d’une éruption volcanique. Vers 3 heures du matin, la coulée de lave vomie par le Nyiragongo s’est arrêtée à une centaine de mètres de la porte d’entrée de la clinique de Buhene, et à moins de 800 mètres de l’aéroport de Goma. Selon l’ONU, plus de 13 villages et 3 629 maisons ont été détruits, laissant plus de 20 000 personnes sans abri. La lave ayant détruit les lignes électriques, un quart des habitants de Goma se sont retrouvés sans électricité. Au moins 37 personnes sont mortes, soit d’une exposition à la lave ou aux gaz, soit dans des accidents pendant leur fuite devant le danger.

Dans une nouvelle étude publiée le 31 août 2022 dans la revue Nature, des scientifiques du Centre européen de géodynamique et de sismologie de Walferdange au Luxembourg, ont expliqué pourquoi l’éruption avait surpris tout le monde.
La plupart des volcans sous surveillance scientifique envoient des signaux indiquant qu’ils sont susceptibles d’entrer en éruption. En se frayant un chemin à travers la roche, le magma génère des signaux sismiques et déforme le sol à mesure qu’il monte vers la surface en libèrant des gaz toxiques.
Malheureusement, ce ne fut pas le cas pour le Nyiragongo en 2021. Selon les volcanologues locaux, le volcan se comportait comme d’habitude. Ils n’ont détecté aucun changement particulier annonçant une éruption à court terme.
Dans l’étude, les chercheurs avancent l’hypothèse qu’avant le paroxysme, le magma a pénétré à l’intérieur du flanc du Nyiragongo. La masse de roche en fusion était déjà si proche de la surface que le flanc du volcan s’est éventré, libérant immédiatement la lave, sans les signes précurseurs habituels. Le 22 mai, le flanc du Nyiragongo avait probablement été affaibli au fil du temps par des secousses sismiques et par des intrusions magmatiques, de sorte qu’il a fini par céder et laissé échapper des torrents de lave qui ont dévalé ses pentes.
Ce genre d’éruption inopinée devrait servir de leçon aux scientifiques : malgré ce que nous savons déjà sur les volcans, il y a encore des choses que nous ne comprenons pas.
Avec sa lave fluide et rapide et sa capacité à émettre du dioxyde de carbone dans son environnement, le Nyiragongo est un volcan particulièrement dangereux qui met fréquemment en danger Goma, au Congo, et Gisenyi, une ville rwandaise à proximité.
Les éruptions latérales du Nyiragongo en 1977 et 2002 ont tué des centaines de personnes, mais ces deux événements avaient été précédées de signaux indiquant que le magma était sur le point d »atteindre la surface. On avait enregistré de puissants séismes et une modification de comportement du lac de lave. De plus, le Nyiamuragira voisin était entré en éruption et on sait qu’il existe une interconnexion des conduits d’alimentation avec ceux du Nyiragongo.
Depuis 2015, un nouveau réseau sismique est installé dans la région pour détecter les mouvements du magma du Nyiragongo. Avec le bruit émis par le lac de lave qui bouillonne dans le cratère, la « bande sonore » est souvent saturée et il est donc très difficile de détecter un comportement inhabituel du volcan.
Malgré des problèmes politiques, techniques et financiers ces dernières années, le personnel de l’Observatoire Volcanologique de Goma était en mesure de surveiller le volcan au moment de l’éruption et aucun signal précurseur n’a été détecté avant l’éruption de 2021. Cela a été confirmé par des scientifiques internationaux qui ont examiné les données recueillies à l’époque : le Nyiragongo n’a montré aucune activité sismique particulière et le lac de lave n’a pas montré de changement significatif.
Selon la nouvelle étude, tout cela signifie que l’utilisation des méthodes de surveillance traditionnelles sur le Nyiragongo ne permet pas de détecter de tels types d’éruptions. Cela rend ce volcan encore plus dangereux.
La capacité du Nyiragongo à dissimuler son comportement éruptif n’est pas unique dans le monde. Certains volcans peuvent émettre leur lave tranquillement au sein de paysages fracturés, tandis que d’autres montrent de soudaines explosions de vapeur. Il faut espérer qu’un jour, en étudiant ces éruptions soudaines et imprévues à l’aide d’équipements plus performants, on puisse détecter des précurseurs qui permettront de sauver des vies. Il se peut aussi que nous ne réussissions jamais à aller plus avant dans la prévision volcanique. On peut lire dans la conclusion de l’étude : « Il y a peut-être des choses qu’on ne pourra jamais prévoir. »
Source : Le New York Times, via Yahoo News.

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Last year, on May 22nd, 2021, Nyiragongo volcano (Democratic Republic of Congo) eruptedsuddenly. The residents of Goma could see villagers from the foothills of Mount Nyiragongo hurrying with mattresses on their heads and large sacks with their belongings, children in tow. These villagers said there was a forest fire, and it was getting closer. By 5 pm, a fiery glow appeared in the sky and explosions could be heard in the distance. At about 6pm, everybody realized it was a volcanic eruption. At around 3 o’clock in the morning, the flow of lava stopped about 100 metres from the front gate of the clinic in Buhene, and less that 800 metres from Goma’s airport. According to the U.N., over 13 villages and 3,629 houses were destroyed, leaving over 20,000 people homeless. As the lava wiped out power lines, a quarter of Goma’s inhabitants were left without electricity. At least 37 people died, either from exposure to the lava or gases, or in accidents while trying to evacuate.

In a new study published on August 31st, 2022 in the journal Nature, scientists at the European Center for Geodynamics and Seismology in Walferdange, Luxembourg, explained how the eruption managed to ambush everyone.

Most sufficiently monitored volcanoes offer warning signals before erupting. Magma forcing its way through rock generates distinctive types of earthquakes, deforms the land as it ascends and unleashes noxious gases.

Not so for Nyiragongo in 2021. According to the local volcanologists, the volcano was behaving as usual. They were not able to detect any dramatic change that could tell that an eruption would occur.

In the study, the researchers suspect that, before the paroxysm, magma intruded below Nyiragongo’s flank. The molten mass was already so close to the surface that should the flank have broken apart, it would have immediately erupted without the usual precursory signs. On May 22nd, the flank, which had been weakened over time by earthquakes, and by incursions of magma, finally yielded and rivers of lava travelled down its slopes

This sort of unannounced eruption offers scientists a harsh lesson : despite what we already know about volcanoes, there are still things that we don’t understand.

With its fluid, fast-moving lava and its ability to suffuse carbon dioxide into its surroundings, Nyiragongo is an extraordinarily perilous volcano that frequently endangers Goma, in Congo, and Gisenyi, a contiguous Rwandan city.

Nyiragongo’s flank eruptions in 1977 and 2002 killed hundreds, but both were preceded by signs that magma was about to invade the surface: large earthquakes, strange lava lake convulsions and the eruption of the nearby Nyamulagira volcano, whose magmatic pathways are partially entwined with Nyiragongo’s.

Since 2015, a new seismic ntwork has been established in the region to detect Nyiragongo’s magma movements. Partly thanks to the endlessly bubbling lava lake, the soundtrack is as interminable as it is loud. Trying to pick out unusual changes is like trying to identify a new voice in a gigantic crowd of people talking.

Although the Goma Volcano Observatory has been beset with political, technical and financial troubles in recent years, its staff managed to monitor the volcano around the time of the eruption. And as far as they could tell, no precursory signals were detected before the 2021 outburst. This was confirmed by international scientists who scrutinized the scientific data that was gathered at the time : Nyiragongo had exhibited no peculiar seismic activity and its lava lake had not acted up; it had not significantly changed shape.

According to the new study, all this means that using traditional monitoring methods on Nyiragongo will not allow to detect such kinds of eruptions. This makes this volcano even more dangerous than previously thought.

Nyiragongo’s stealthy capabilities are not unique. Other volcanoes can let their lava loose from rifting landscapes relatively quietly, while others unleash unexpected blasts of steam. The hope is that by studying these eccentric eruptions, with improved technological wizardry, some lifesaving precursors will be spotted some day But it’s possible that we will never become perfect prophets of our volcanic futures. One can read in the study’s conclusion : “There may be things we will never be able to forecast.”

Source :The New York Times, via Yahoo News.

La lave du Nyiragongo a recouvert des zones habitées

Stations météorologiques sur l’Everest // Weather stations on Mt Everest

Dans une note publiée le 28 décembre 2020, j’ai confirmé ce que j’écrivais dans des articles précédents : bien qu’étant la plus haute montagne du monde, l’Everest (8 848,86 m) subit les effets du changement climatique.
Pour en savoir plus sur l’Everest, une expédition a été organisée en 2019 par la National Geographic Society. Elle comprenait 34 scientifiques dont la mission était de collecter des données glaciologiques et météorologiques en installant les stations météorologiques à très haute altitude.
En mai 2022, une nouvelle expédition scientifique sous l’égide de la National Geographic Society, avec des climatologues et des sherpas, a installé avec succès la « station météorologique la plus haute du monde » à une altitude de 8 830 m sur l’Everest. Elle a été arrimée sur un replat battu par les vents, sur l’arête SE de la montagne. Détruite par les tempêtes, l’ancienne station du Balcon a cessé d’émettre le 20 janvier 2020, après avoir fourni pendant 7 mois des données très intéressantes.
La nouvelle station de surveillance météorologique automatique, alimentée par des panneaux solaires, est prévue pour mesurer la température de l’air, la vitesse et la direction du vent, la pression atmosphérique, le changement de la hauteur de la surface de la neige, ainsi que le rayonnement à ondes courtes et à ondes longues.
Cinq stations météorologiques automatiques avaient été installées lors de l’expédition d’avril/mai 2019 sur l’Everest. Ces stations avaient été installées dans la zone du Balcon (8 430 m), du Col Sud – South Col – (7 945 m), Camp II (6 464 m), Camp de base de l’Everest (5 315 m) et Phortse (3 810 m). Comme indiqué plus haut, détruite par les éléments, la station du Balcon a cessé de fonctionner quelques mois après son installation, tandis que la station du Col Sud n’a pas fourni de données espérées, victime d’une rafale à 240 km/h.
En 2022, l’équipe scientifique a installé la station météo à 8 830 m et a effectué la maintenance d’autres stations, dont celle de South Col. Il convient de noter que quelques membres de l’expédition, dont des climatologues, ont effectué l’ascension complète de l’Everest lors de l’installation de la station météo. .
Dans le même temps, une expédition chinoise a également installé une station de surveillance météorologique automatique à une altitude de plus de 8 800 mètres sur l’Everest sur le versant nord. Selon les médias chinois, la Chine compte huit stations installées à 5 200 mètres et à 8 800 mètres sur l’Everest; quatre d’entre elles dépassent 7 000 mètres à 7 028 mètres, 7 790 mètres, 8 300 mètres et 8 800 mètres.
Selon les Chinois, il est préférable d’installer une station météo à 8 800 mètres au lieu de 8 848 mètres car la neige et la glace au sommet ne conviennent pas pour arrimer du matériel. Pour cette raison, la station météo a été construite sur un socle rocheux à environ 8 800 mètres.
Les scientifiques américains analysent les données satellitaires pour s’assurer qu’une station météo automatique chinoise a bien été installée à 8 800 m. La confiance règne.. No comment !
Source : The Times of India, National Geographic.

On peut lire le récit de la dernière expédition sur l’Everest dans le numéro de septembre 2022 du National Geopraphic France.

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In a post published on December 28th, 2020, I confirmed what I wrote in previous posts : although being the highest mountain in the world, Mt Everest (8,848.86 m) undergoes the effects of climate change.

To learn more about Mt Everest, an expedition was set up in 2019 by the National Geographic Society. It included 34 scientists whose mission was to collect glaciological and meteorological data by installing the highest weather stations in the world.

In May 2022, a new scientific expedition from the National Geographic Society including climate scientists ansd sherpas successfully installed the « world’s highest weather station » at an altitude of 8,830m on Mt Everest.

The automatic weather monitoring station powered by solar panels is expected to measure the air temperature, wind speed and direction, air pressure, change in surface height of snow, as well as shortwave and long wave radiation.

Five automatic weather stations had been installed during the April/May expedition of 2019. Weather stations had been set up at the Balcony area (8,430 m), South Col (7,945 m), Camp II (6,464 m), Everest Base Camp (5,315 m), and Phortse (3,810 m). The Balcony station had collapsed a few months after its installation, whereas the South Col station has not provided data as expected.

The 2022 team installed the weather station at 8,830m and carried out maintenance on other stations, including a station at South Col. It should be noted that a few members of the expedition, including climate scientists, also scaled Mt Everest while installing the weather station.

Meanwhile, a Chinese expedition also installed an automatic meteorological monitoring station at an altitude of over 8,800 metres on Mt Everest from the northern side. According to Chinese media, China has eight stations set up from 5,200 metres to 8,800 metres on Mt Everest, with four stations exceeding 7,000 metres at 7,028 metres, 7,790 metres, 8,300 metres, and 8,800 metres.

According to the Chinese, the reason for installing a weather station at 8,800 metres instead of 8,848 metres is that the snow and ice on the summit are not suitable for fixing equipment. For this reason, the weather station was built on a bedrock around 8,800 metres.

American scientists are evaluating satellite data to ascertain whether the Chinese claim of an AWS at 8,800m is true… No comment!

Source: The Times of India, National Geographic.

Crédit photo: Wikipedia