Catégorie : Science

Le cryovolcanisme sur Pluton // Pluto’s cryovolcanism

Pluton est une planète naine dans la ceinture de Kuiper, une région de forme circulaire au-delà de l’orbite de Neptune. La NASA explique que « Pluton est plus petite que notre Lune, avec un glacier en forme de cœur de la taille du Texas et de l’Oklahoma. »
Le 14 juillet 2015, le vaisseau spatial New Horizons de la NASA a effectué un vol historique qui a fourni les premières images rapprochées de Pluton et de ses lunes. La mission a rassemblé d’autres données qui ont transformé notre compréhension de ce monde mystérieux à la frontière extérieure du système solaire. Ces données ont, en particulier, révélé la présence de cryovolcanisme.
La NASA avait déjà supputé sur Pluton la présence d’un cryovolcan – autrement dit un volcan de glace – baptisé Wright Mons, probablement de la taille du Mauna Loa. Si la découverte était confirmée, les scientifiques affirmaient que « ce serait le plus grand édifice de ce type découvert dans le système solaire externe. » Une étude publiée dans la revue Nature Communications le 29 mars 2022 explique que les scientifiques de la NASA avaient raison.
Les volcans de glace de Pluton sont impressionnants car certains atteignent 7 kilomètres de hauteur. Ils se trouvent dans une zone où il y a peu de cratères d’impact. Cela laisse supposer que c’est de la glace de méthane, d’une consistance semblable à celle du dentifrice, qui serait émise par ces cryovolcans et qui aurait récemment remodelé la surface de la planète naine.
Pour que les volcans de glace soient actifs, il leur faut une source de chaleur. Selon les chercheurs de la NASA, « l’existence de ces édifices volumineux laisse supposer que la structure interne et l’évolution de Pluton permettent une meilleure rétention de la chaleur, ou la présence de davantage de chaleur globale qu’on le pensait avant la mission New Horizons. Cette chaleur a permis la mobilisation de matériaux riches en glace d’eau à la fin de l’évolution historique de Pluton. »
Les scientifiques ont observé des preuves de cryovolcanisme dans d’autres parties du système solaire, notamment sur la planète naine Cérès et Titan, la lune de Saturne. Les auteurs de l’étude affirment que les volcans de glace de Pluton ainsi que les conditions particulières de sa surface et de son atmosphère en font un lieu unique dans le système solaire ».
Source : Cnet, NASA.

—————————————

Pluto is a dwarf planet in the Kuiper Belt, a donut-shaped region of icy bodies beyond the orbit of Neptune. NASA explains « it is smaller than Earth’s Moon, with a heart-shaped glacier that’s the size of Texas and Oklahoma. »

On July 14th, 2015, NASA’s New Horizons spacecraft made its historic flight through the Pluto system, providing the first close-up images of Pluto and its moons and collecting other data that has transformed our understanding of this mysterious world on the solar system’s outer frontier. The spacecraft’s data suggested the presence of cryovolcanism.

NASA had eyed a suspected Mauna Loa-size cryovolcano on Pluto called Wright Mons, saying « it would be the largest such feature discovered in the outer solar system » if confirmed. A study published in the journal Nature Communications on March 29th, 2022 suggests NASA’s hunch was right.

Pluto’s ice volcanoes are impressive, with some reaching 7 kilometers in height. They are found in an area with few impact craters, hinting the volcanoes spewed out slush, probably methane ice, that reshaped the surface relatively recently in the dwarf planet’s history.

For ice volcanoes to work, they must have a heat source. According to the NASA researchers, « the existence of these massive features suggests Pluto’s interior structure and evolution allows for either enhanced retention of heat or more heat overall than was anticipated before New Horizons, which permitted mobilization of water-ice-rich materials late in Pluto’s history. »

Scientists have seen evidence of cryovolcanism in other parts of the solar system, notably on dwarf planet Ceres and Saturn’s moon Titan. The study’s authors say Pluto’s ice volcanoes and distinct surface and atmospheric conditions make it « unique among the visited places in the solar system. »

Source: Cnet, NASA.

Pluton vue par la sonde New Horizons (Source : NASA)

Hawaii : l’éruption du Kilauea en 2018 comparée à d’autres // Hawaii : the 2018 Kilauea eruption compared to others

L’éruption du Kīlauea en 2018 a eu des effets dévastateurs sur le district de Puna; elle a détruit des centaines de maisons et affecté de manière permanente la vie de milliers d’habitants. La volumineuse coulée de lave émise par le volcan a eu un impact majeur sur l’île d’Hawaii. Il est intéressant de comparer cette éruptions à d’autres qui, elles aussi, ont émis de volumineuses coulées de lave.
Des mesures effectuées par l’US Geological Survey (USGS) révèlent que le volume de lave émise lors de l’éruption de 2018 était d’environ 1,4 kilomètres cubes. L’estimation a une marge d’erreur car il est difficile de mesurer le volume de lave qui s’est déversée dans l’océan. .
S’agissant de la comparaison avec d’autres éruptions, il faut remarquer qu’il y en a relativement peu dans le monde à avoir émis plus d’un kilomètre cube de lave au cours des cent dernières années.
La plus importante à Hawaï au cours des derniers siècles a été l’éruption Pu’uO’o de 1983 qui a produit 4,4 kilomètres cubes de lave. Cependant, cette éruption a duré 35 ans contre 4 mois pour l’éruption de 2018 dans la Lower East Rift Zone. L’éruption du Pu’uO’o a détruit 215 structures, contre plus de 700 lors de l’éruption de 2018.

Photo: C. Grandpey

D’autres coulées de lave de grande ampleur se sont produites en Russie et en Islande. L’éruption du Tolbachik (Kamchatka) en 1975-1976 a duré un an et demi et a produit environ 2 kilomètres cubes de lave.

Source : KVERT

En 2014-2015, l’éruption de six mois du Bárðarbunga (Islande) a produit la coulée de lave Holuhraun, d’un volume d’environ 1,4 kilomètre cube.

Crédit photo: Iceland Review

Lors des éruptions du Tolbachik et du Bárðarbunga, les coulées de lave sont sorties des flancs du volcan et ont entraîné un affaissement au sommet lorsque la chambre magmatique s’est vidangée. C’est aussi ce qui s’est passé en 2018 sur le Kilauea. Les éruptions du Tolbachik et du Bárðarbunga se sont produites dans des zones reculées, sans destruction de zones habitées.
Une éruption sur l’île de Lanzarote (îles Canaries) de 1730 à 1736 figure également sur la liste des grands événements effusifs. Elle a produit 2 kilomètres cubes de lave et détruit de nombreux villages sur le flanc du volcan.

Photo: C. Grandpey

La récente éruption du Cumbre Vieja, à La Palma (îles Canaries) en 2021 a été impressionnante mais aucune estimation du volume de lave émise n’a été publiée jusqu’à présent. Quel que soit ce volume, la destruction a été immense, avec environ 3 000 bâtiments recouverts par la lave.

Une autre grande éruption a débuté sur le Paricutin (Mexique) en 1943, lorsqu’une fissure s’est ouverte dans un champ de maïs. Elle a continué pendant 9 ans, avec une coulée de lave d’un volume de 1,6 kilomètres cubes.

Source: Wikipedia

Cependant, aucune de ces éruptions ne saurait rivaliser avec l’éruption du Laki (Islande) en 1783. En huit mois, environ 14,7 kilomètres cubes de lave ont recouvert la région et détruit plusieurs dizaines de villages. Les gaz volcaniques ont empoisonné le bétail et détruit les récoltes, entraînant une famine majeure en Islande, avec des milliers de victimes. L’éruption a également eu un impact sur les conditions météorologiques en Europe.

Photo: C. Grandpey

Il manque peut-être d’autres coulées de lave de plus d’un kilomètre cube dans cette compilation rapide, mais il n’en reste pas moins que ce sont des événements très rares.

Source : HVO.

Un visiteur de mon blog me fait remarquer à juste raison que le volcan sous-marin au large de Mayotte a émis un volume de lave estimé par le BRGM à environ 5 kilomètres cubes!

Rappelons que la dernière très longue éruption de l’Etna (1991-1993) dans la Valle del Bove a émis, selon les estimations, entre 200 et 700 millions de m3 de lave. Toutefois, 235 millions de mètres cubes (0,23 km3) semble être le plus proche de la réalité. Ce serait la plus importante éruption en volume émis après celle de 1669 qui a atteint la ville de Catane.

—————————————-

The 2018 eruption of Kīlauea volcano had devastating effects on the lower Puna District, destroying hundreds of homes and permanently affecting the lives of thousands of residents. The voluminous lava flow had a major impact on the Island of Hawaii. It is interesting to see how it compares to other lava flow eruptions on Earth in recent history.

Recent measurements by U.S. Geological Survey have come to the conclusion that the volume of lava emeitted during the earuption was about 1.4 cubic kilometers.. The estimate has a margin of error because it is difficult to measure the volume of the lava that poured into the ocean.

As far as the comparison is concerned, one should first notice that there are only a handful of lava flow eruptions worldwide in the past few hundred years that have produced more than a cubic kilometer of lava.

The largest in Hawaii in recent centuries was the 1983 Pu’uO’o eruption, which produced 4.4 cubic kilometers of lava. However, that eruption lasted 35 years compared to the 4 months of the 2018 eruption in the Lower East Rift Zone. The Pu’uO’o eruption destroyed 215 structures, compared to over 700 destroyed in the 2018 eruption.

Other large volume lava flows occurred in Russia and Iceland. The Tolbachik eruption of 1975–76, in Kamchatka lasted a year and a half and produced about 2 cubic kilometers of lava.

In 2014–15, the six-month-long eruption of Bárðarbunga in Iceland produced the Holuhraun lava flow, about 1.4 cubic kilometers in volume.

In both the Tolbachik and Bárðarbunga eruptions, the lava flows issued from the flanks of the volcano and triggered subsidence at the summit as the magma chamber drained, similar to what happened in 2018 at Kilauea. The Tolbachik and Bárðarbunga eruptions occurred in remote areas, with no significant destruction of populated areas.

An eruption in the Canary Islands, Spain, made the list as well. The Lanzarote eruption of 1730–1736 produced 2 cubic kilometers of lava and destroyed numerous villages on the flank of the volcano.

The recent eruption of Cumbre Vieja, on La Palma in the Canary Islands, in 2021 was impressive but no volume estimates for the lava flow have been released so far. Regardless of the flow volume, the destruction was immense, with about 3,000 buildings destroyed.

Another large eruption happened at Paricutin volcano, in Mexico, in 1943, when a fissure opened in a cornfield and continued erupting for 9 years, producing a lava flow with a volume of 1.6 cubic kilometers.

None of these eruptions, however, come close to the size and impact of the Laki eruption in Iceland in 1783. Over eight months about 14.7 cubic kilometers of lava covered the landscape, destroying several dozen villages. The volcanic gases poisoned livestock and destroyed crops, leading to a major famine in Iceland that killed thousands. It also affected weather in Europe.

There may be other lava flows greater than one cubic kilometer that are missed in this quick compilation , but the fact remains these are very rare events The 2018 Kīlauea lava flow was among the top lava flow eruptions on Earth in recent centuries.

Source: HVO.

A visitor to my blog reminds us tha the submarine volcano off Mayotte emitted a volume of 5 cubic kilometers of lava, according to BRGM.

Let’s bear in mind that the last very long eruption of Mt Etna (1991-1993) in Valle del Bove emitted, according to estimates, between 200 and 700 million m3 of lava. However, 235 million cubic meters (0.23 km3) seems to be the closest number to reality. It was probably the largest eruption by volume emitted after the 1669 eruption that reached the city of Catania.

Vue de l’éruption du Kilauea en 2018 (Sourc: HVO)

Eruption aux Tonga et les perturbations ionosphériques // Tonga eruption and ionospheric disturbances

Plusieurs études ont confirmé récemment que l’éruption du volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai aux Tonga le 15 janvier 2022 a provoqué des perturbations à grande échelle dans l’atmosphère terrestre.
En utilisant les données enregistrées par plus de 5 000 récepteurs GNSS – Global Navigation Satellite System – situés à travers le monde, les scientifiques de l’Observatoire Haystack du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et leurs collègues de l’Université arctique de Norvège ont observé des preuves d’ondes atmosphériques générées par les éruptions et de leurs empreintes ionosphériques à 300 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, et cela pendant une longue période. Ces ondes atmosphériques ont été actives pendant au moins quatre jours après l’éruption et ont fait trois fois le tour du globe. Les perturbations ionosphériques sont passées au-dessus des États-Unis six fois, d’abord d’ouest en est, puis en sens inverse.
Cette éruption a été extraordinairement puissante et a libéré une énergie équivalente à 1 000 bombes atomiques de Hiroshima. Les scientifiques savent que les éruptions volcaniques te type explosif et les séismes peuvent déclencher une série d’ondes influant sur la pression atmosphérique, y compris des ondes acoustiques, qui peuvent perturber la haute atmosphère à plusieurs centaines de kilomètres au-dessus de l’épicentre. Au-dessus de l’océan, ces ondes peuvent déclencher des vagues de tsunami, et donc des perturbations dans la haute atmosphère. L’impact de l’éruption aux Tonga a surpris les scientifiques, notamment par son étendue géographique et sa durée de plusieurs jours. L’étude de ces ondes a permis de nouvelles découvertes quant à la façon dont les ondes atmosphériques et l’ionosphère sont connectées.
Une nouvelle étude, menée par des chercheurs du MIT Haystack Observatory et de l’Arctic University of Norway, a été publiée le 23 mars 2022 dans la revue Frontiers in Astronomy and Space Sciences. Les auteurs pensent que les perturbations atmosphériques sont un effet des ondes de Lamb ; ces ondes, ainsi appelées d’après le mathématicien Horace Lamb, se déplacent à la vitesse du son sans grande réduction de leur amplitude. Bien qu’elles soient principalement situées près de la surface de la Terre, ces ondes peuvent échanger de l’énergie avec l’ionosphère de manière complexe. La nouvelle étude précise que « la présence dominante des ondes de Lamb a déjà été signalée lors de l’éruption du Krakatau en 1883 et à d’autres occasions. L’étude fournit pour la première fois une preuve substantielle de leurs empreintes de longue durée dans l’ionosphère à l’échelle de la planète. »
Grâce au financement de la National Science Foundation, le Haystack Observatory concentre les observations du réseau GNSS mondial pour étudier quotidiennement des informations importantes depuis 2000. Une forme particulière de météo spatiale, causée par des ondes ionosphériques appelées perturbations ionosphériques itinérantes – Traveling Ionospheric Disturbances (TID) – est souvent favorisée par des processus comprenant des apports soudains d’énergie du soleil, des conditions météorologiques terrestres et des perturbations d’origine humaine.
Selon l’étude, seules les tempêtes solaires intenses sont connues pour produire une propagation de TID dans l’espace pendant plusieurs heures, voire plusieurs jours. Les éruptions volcaniques et les séismes ne produisent normalement des perturbations ionosphériques que sur des milliers de kilomètres. En détectant ces importantes perturbations ionosphériques induites dans l’espace par les éruptions sur de très longues distances, les chercheurs ont découvert non seulement la génération d’ondes de Lamb et leur propagation globale sur plusieurs jours, mais aussi un nouveau processus physique fondamental.
Source:Massachusetts Institue of Technology (MIT).

——————————————-

The recent eruption of Tonga’s Hunga Tonga–Hunga Ha‘apai volcano on January 15th, 2022 was recently confirmed to have causeded large-scale disturbances in the Earth’s atmosphere.

Using data recorded by more than 5,000 Global Navigation Satellite System (GNSS) ground receivers located around the globe, MIT Haystack Observatory scientists and their international partners from the Arctic University of Norway have observed substantial evidence of eruption-generated atmospheric waves and their ionospheric imprints 300 kilometers above the Earth’s surface over an extended period. These atmospheric waves were active for at least four days after the eruption and circled the globe three times. Ionospheric disturbances passed over the United States six times, at first from west to east and later in reverse.

This volcanic event was extraordinarily powerful, releasing energy equivalent to 1,000 Hiroshima atomic bombs. Scientists have known that explosive volcanic eruptions and earthquakes can trigger a series of atmospheric pressure waves, including acoustic waves, that can perturb the upper atmosphere a few hundred kilometers above the epicenter. When over the ocean, they can trigger tsunami waves, and therefore upper-atmospheric disturbances. Results from this Tonga eruption have surprised this international team, particularly in their geographic extent and multiple-day durations. These discoveries ultimately suggest new ways in which the atmospheric waves and the global ionosphere are connected.

A new study, led by researchers at MIT Haystack Observatory and the Arctic University of Norway, was published on March 23rd, 2022 in the journal Frontiers in Astronomy and Space Sciences. The authors believe the disturbances to be an effect of Lamb waves; these waves, named after mathematician Horace Lamb, travel at the speed of sound without much reduction in amplitude. Although they are located predominantly near Earth’s surface, these waves can exchange energy with the ionosphere through complex pathways. As stated in the new study, “prevailing Lamb waves have been reported before as atmospheric responses to the Krakatoa eruption in 1883 and other occasionss. This study provides substantial first evidence of their long-duration imprints up in the global ionosphere.”

Under National Science Foundation support, Haystack has been assembling global GNSS network observations ton a daily basis since 2000. A particular form of space weather, caused by ionospheric waves called traveling ionospheric disturbances (TIDs), are often excited by processes including sudden energy inputs from the sun, terrestrial weather, and human-made disturbances.

According to the study, only severe solar storms are known to produce TID global propagation in space for several hours, if not for days. Volcanic eruptions and earthquakes normally yield ionospheric disturbances only within thousands of kilometers. By detecting these significant eruption-induced ionospheric disturbances in space over very large distances, the researchers found not only generation of Lamb waves and their global propagation over several days, but also a fundamental new physical process.

Source: Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Perturbations ionosphériques itinérantes (TID) après l’éruption des Tonga, mesurées à partir des réseaux GNSS de récepteurs. L’axe horizontal indique le temps ; l’axe vertical indique la distance. Les TID se propagent à la fois vers le nord et vers le sud à partir des Tonga. L’antipode de l’éruption se situe en Afrique du Nord, à environ 21 000 km des Tonga. Les TID ont mis 17 à 18 heures pour atteindre l’antipode et le même temps pour revenir aux Tonga le lendemain. (Source: Hayward Observatory).

Traveling ionospheric disturbances (TID) following the Tonga eruption, as measured from the GNSS networks of receivers. The horizontal axis shows time; the vertical axis shows distance. TIDs are propagating both northward and southward from Tonga. The eruption antipode is in North Africa, approximately 21,000 km away from Tonga. TIDs took 17-18 hours to reach the antipode and the same time to return to Tonga on the next day. (Source: Hayward Observatory).

Nouveau site web sur les glaciers islandais // New website about Icelandic glaciers

Un nouveau site web, islenskirjoklar.is, contenant des informations sur les glaciers islandais a été lancé à Perlan, le dôme de verre de Reykjavík, le 20 mars 2022. Il offre des informations sur les études effectuées et les changements survenus sur les glaciers islandais au cours des dernières décennies.
Malheureusement, les informations sont en islandais (espérons qu’elles le seront bientôt en anglais !), mais ses créateurs affirment que même si les visiteurs ne parlent pas islandais, le site est utile à tous ceux qui souhaitent accéder à une carte de tous les glaciers et regarder les nombreuses photos. Il sera possible de comparer la morphologie des glaciers il y a des décennies avec les paysages d’aujourd’hui.
On peut également voir les contours des glaciers à différents moments. Ce travail a été effectué par des scientifiques en se référant à des photos aériennes, des images satellites ou des cartes.
La collection de photos est censée être unique en son genre. Elle comprend des panoramas, avec des vues d’avion de presque tous les glaciers d’Islande, à l’exception des plus petits.
Le site web devrait intéresser à la fois la communauté scientifique et le grand public. Vous pouvez y accéder en cliquant sur ce lien :
https://islenskirjoklar.is/#/page/map
Source : Iceland Monitor.

———————————————–

A new website, , islenskirjoklar.is, with information about Iceland’s glaciers was introduced at Perlan, Reykjavík’s glass dome, on March 20th, 2022. It offers information about research and changes that have occurred in Icelandic glaciers in recent decades.

Unfortunately, the information is in Icelandic (let’s hope it will be in English soon!), but its creators say that even if visitors don’t speak Icelandic, the website is useful to anyone who wants to access a map of all the glaciers and take a look at the numerous quality photos provided. In many cases, you can compare what the glaciers used to look like decades ago to what they look like now.

One can see the outlines of glaciers at different points in time. Those have been drawn by scientists, based on aerial photos, satellite pictures, or maps.

The photo collection is said to be unique. It includes panoramas, taken from airplanes, of almost every single glacier in Iceland, except for the very smallest ones.

The website is expected to be useful to the scientific community, as well as to the public. You can access it by clicking on this link :

https://islenskirjoklar.is/#/page/map

Source : Iceland Monitor.

Vue du Vatnajökull (Photo : C. Grandpey)