Catégorie : Science

Promesse de l’UNESCO au Sommet sur les Océans de Brest : Vers une cartographie à grande échelle des fonds marins

Je ne cesse de le dire et de le répéter sur ce blog : nous connaissons mieux la surface de la planète Mars que les abysses de nos propres océans. Il est vrai que, médiatiquement parlant, les images colorées de la planète rouge font davantage rêver que le noir absolu des fosses océaniques. Comme je l’écrivais récemment, le noir est la couleur de la mort et n’intéresse personne.

Il serait pourtant essentiel d’aller voir ce qui se passe au coeur des fosses océaniques car elles correspondent souvent à des zones de subduction, là même où se déclenchent les séismes et les tsunamis les plus dévastateurs. En y installant les instruments de haute technologie dont nous disposons, nous en saurions sans aucun doute beaucoup plus sur les processus qui provoquent ces catastrophes naturelles.

Le Sommet sur les Océans – One Ocean Summit – de Brest aura au moins été l’occasion d’apprendre une bonne nouvelle, en espérant qu’elle se concrétisera rapidement. L’UNESCO a promis qu’au moins 80% des fonds marins seraient cartographiés d’ici 2030, contre 20% aujourd’hui, un chiffre qui me laisse pantois.

Pour relever ce défi, l’agence de l’ONU a précisé qu’elle va mobiliser une flotte de 50 navires spécialement dédiée à la cartographie des fonds marins, intensifier le recours au sonar sur navire autonome et intensifier la transmission par les gouvernements et les entreprises des données cartographiques dont ils disposent.

L’UNESCO reconnaît que les fonds marins recèlent encore de nombreux secrets. Connaître leur profondeur et leurs reliefs est essentiel pour comprendre l’emplacement des failles océaniques, le fonctionnement des courants océaniques et des marées, comme celui du transport des sédiments. Sans oublier les éruptions volcaniques. La dernière éruption sous-marine aux Tonga a montré la nécessité d’aller observer de plus près les volcans qui se cachent sous la surface des océans.

« Ces données contribuent à protéger les populations en anticipant les risques sismiques et les tsunamis, à recenser les sites naturels qu’il convient de sauvegarder, à identifier les ressources halieutiques pour une exploitation durable, à planifier la construction des infrastructures en mer, ou encore à réagir efficacement aux catastrophes à l’image des marées noires, des accidents aériens ou des naufrages. »

Il faut juste espérer qu’il ne s’agit pas de voeux pieux et que nous en saurons bientôt plus sur les fosses océaniques.

Source: Médias français.

La fosse des Mariannes est la fosse océanique la plus profonde connue à ce jour. Elle est située dans la partie nord-ouest de l’océan Pacifique, à l’est des Îles Mariannes, à proximité de l’île de Guam. Le point le plus bas connu se situerait, selon les relevés, à 10 984 ± 25 m (Source: Wikipedia)

NASA : des drones au service de la volcanologie // Drones to help volcanology

La NASA est bien connue pour ses projets spatiaux comme l’envoi d’hommes sur la Lune. Cependant, l’agence participe également à des projets de surveillance sur Terre, notamment ceux liés au climat. Actuellement, les scientifiques de la NASA travaillent sur un projet visant à utiliser des drones pour surveiller les volcans actifs et avertir de la possibilité d’éruption.
La NASA collabore avec la société Black Swift Technologies qui crée des systèmes d’aéronefs sans pilote (UAS) – ou drones – capables de faire face aux conditions difficiles au-dessus des volcans. La société a mis au point un module d’analyse de gaz installé à bord des drones pour détecter des signes d’activité volcanique.
Une première version de ce nouveau drone a été testée sur un volcan au Costa Rica en 2018. J’avais écrit une note à ce sujet le 14 mars 2018:

Des drones pour mesurer les gaz volcaniques // Drones to measure volcanic gases

Une version plus récente de l’engin a récemment été testée au-dessus du volcan Makushin dans les îles Aléoutiennes en Alaska. Le drone peut voler même lorsqu’il est hors de portée visuelle des pilotes. Il utilise pour cela des systèmes autonomes combinés à un plan de vol prédéfini permettant d’atteindre le sommet du volcan où il peut collecter des informations visuelles et thermiques sur l’activité volcanique.
L’objectif de Black Swift Technologies est d’améliorer encore davantage la capacité des drones à fournir des informations précieuses sur les phénomènes naturels. Le but ultime est de développer cette technologie afin qu’elle puisse surveiller régulièrement les volcans et agir comme système d’alerte précoce si une éruption est imminente. En conséquence, les drones pourraient être utilisés pour aider les autorités à avertir les populations d’un début d’éruption et de nombreux autres dangers qui prennent souvent les scientifiques par surprise. Avec cet outil, les volcanologues pourraient surveiller régulièrement l’activité de volcans, même éloignés, et réagir plus rapidement quand une éruption se produit.
Source: digitaltrends.

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NASA is well known for its space projects like sending men on the Moon. However, the agency also takes part in Earth-monitoring projects, particularly those related to the climate. Currently, it is working on a plan to use drones to monitor active volcanoes and give warnings of potential eruptions.

NASA is collaborating with the company Black Swift Technologies, which creates unmanned aircraft systems (UASs) – or drones – which can withstand the tough environments above volcanoes. The company also developed a gas-sensing payload the UAS could carry to look for signs of volcanic unrest.

A first version of the UAS was tested for monitoring a volcano in Costa Rica in 2018. I had written a post about this mission on March 14th, 2018 (see above).

A newer version of the craft has recently been tested with flights at Makushin Volcano in the Aleutian Islands in Alaska. The drone can fly even when it is out of visual range of the pilots, by using autonomous systems combined with a pre-set flight plan to reach the volcano’s summit. From there, it can collect visual and thermal information on volcanic activity.

Black Swift Technologies’ goal is to continue to push the capabilities of UASs to provide valuable insight into natural phenomena.

The hope is to develop this technology so that it can routinely monitor volcanoes and act as an early-warning system if an eruption is imminent. As a result, UASs could be used to help authorities warn communities about the onset of dangerous volcanic eruptions, and many other hazards that now take scientists by surprise. With this tool, they could routinely monitor even remote volcanoes for activity and respond to eruption events.

Source: digitaltrends.

Vue du sommet du Makushin (Alaska) capturée par une caméra installée sur l’aile d’un drone S2 qui a volé en autonomie jusqu’à plus de 20 km, donc au-delà de la portée de la vue de son pilote, et à une altitude de 1800 m. Démonstration de vol réalisée en septembre 2021 (Source: Black Swift Technologies).

Pas d’eau sous la surface de la planète Mars // No water beneath the Mars surface

De l’eau sous la surface de la planète Mars ? Pas encore! Une nouvelle étude publiée dans la revue Geophysical Research Letters nous apprend que le lac souterrain que les scientifiques pensaient avoir découvert en 2018 au niveau du pôle sud de Mars est probablement de la roche volcanique, mais pas de l’eau. La possible présence d’eau avait été interprétée à partir d’observations radar faites par la sonde Mars Express de l’Agence Spatiale Européenne.
Les auteurs de la nouvelle étude indiquent que pour qu’il y ait de l’eau aussi près de la surface, il faudrait à la fois un environnement très salé et une forte source de chaleur générée localement, ce qui n’a jamais été décelé dans cette région de la Planète Rouge. De plus, la présence d’eau ne correspond pas à ce que les chercheurs savent déjà du pôle sud de Mars.
Mars a de l’eau sous forme de glace à ses pôles, mais les scientifiques ne savent toujours pas si de l’eau pourrait réellement se cacher sous la surface de la planète. Connaître cette quantité d’eau est important car cela pourrait donner des informations sur la vie, ou la possibilité de vie, sur Mars. Cela pourrait également être utile à de futurs astronautes.
En 2018, les scientifiques s’étaient appuyés sur une trentaine d’années de recherches suggérant qu’il pourrait y avoir de l’eau sous les calottes polaires de Mars, comme c’est le cas sur Terre pour les calottes glaciaires de l’Antarctique et du Groenland.
Au départ, les scientifiques pensaient avoir détecté la présence d’eau à l’aide de données radar recueillies par MARSIS, un instrument à bord de la sonde Mars Express qui utilise des impulsions radar pour étudier l’intérieur et l’ionosphère de la planète. Mais une étude plus approfondie était nécessaire pour confirmer cette possibilité d’eau et ses implications.
Pour arriver à leurs conclusions, les auteurs de la nouvelle étude ont placé une calotte glaciaire imaginaire sur une carte radar de la planète Mars, générée à partir de trois années de données MARSIS. Cette technique leur a permis de voir comment le sol martien apparaîtrait à travers un glacier imaginaire de 1,6 km de profondeur. Cela leur a aussi permis de comparer les caractéristiques. Dans leur simulation, les taches lumineuses repérées au pôle correspondaient à d’autres caractéristiques visibles dans les plaines d’origine volcanique. Au final les scientifiques pensent que les observations des pôles avec le radar correspondent à des coulées de lave riches en fer, ou bien à des dépôts de minéraux dans des lits de rivières asséchés, mais il ne s’agit pas d’eau.
Bien que le résultat de la dernière étude mette à mal l’hypothèse d’existence de réserves d’eau substantielles dans cette région de Mars, ces recherches permettront de mieux comprendre comment la planète s’est formée.
Source : Space.com.

OK, c’est bien de savoir qu’il n’y a pas d’eau sous la surface de Mars;, mais pour nous autres simples Terriens, ça n’avance pas à grand-chose. Nous possédons beaucoup d’informations sur la surface de la planète Mars, mais très peu d’éléments sur les profondeurs de nos océans. La dernière éruption sous-marine aux îles Tonga a surpris tout le monde. Pareil pour le volcan sous-marin au large de Mayotte. Il a fallu plusieurs mois avant de savoir que la sismicité sur l’île était provoquée par une éruption sous-marine.

Il y a quelque temps, un ami me demandait pourquoi les abysses de nos océans restaient inexplorées, pourquoi nous n’en savons pas davantage sur les zones de subduction ou les fosses sous-marines où se déclenchent les séismes les plus meurtriers. La réponse est facile. Ces profondeurs qui atteignent parfois plus de 10 km pourraient être visitées; nous en avons les moyens techniques. Quand on est capable d’envoyer des engins sur des planètes situées à plusieurs dizaines ou plusieurs centaines de milliers de kilomètres, on est en mesure d’aller gratter à 10 km de profondeur dans les océans. Le reste est affaire de volonté. Le problème, c’est qu’à de telles profondeurs, tout est noir. L’oeil humain est fait pour vivre dans la lumière; le noir est la couleur de la mort. Les teintes orangées de la planète Mars sont beaucoup plus flatteuses et susceptibles d’attirer l’attention des populations sur Terre. Tant pis si, dans le même temps, des centaines de gens sont victimes de puissants séismes dont la source se trouve à des milliers de kilomètres de profondeur au fond de nos propres océans….

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Water beneath Mars’ surface? Not yet! A new study published in the journal Geophysical Research Letters explains that the suspected underground lake discovered in 2018 on Mars’ southern pole is probably volcanic rock masquerading as water. The possible water signature was first interpreted from radar observations made by Mars Express, a European Space Agency spacecraft.

The authors of the new studay indicate that for water to be sustained this close to the surface, both a very salty environment and a strong, locally generated heat source are needed, which is unknown in that region of the Red Planet. Besides, the presence of water does not fit with what researchers have understood about Mars’ southern pole.

Mars has ice water at the poles, but scientists are still working to determine how much water might actually be hiding beneath the planet’s surface. Knowing this amount of water is important as it could inform our understanding of life and the possibility of life on Mars, and it could also support future astronauts who might one day step foot on the planet’s surface.

In 2018, scientists were building on three decades of theories suggesting there might be water beneath the polar caps of Mars, just like we see on Earth beneath the ice sheets of Antarctica and Greenland.

Initially, scientists thought they had spotted water signals using radar data gathered by MARSIS, a Mars Express instrument which uses radar pulses to study the planet’s interior and ionosphere. But further study was needed to confirm suspected findings and their implications.

To get to their conclusiuons, the researchers in the new study placed an imaginary global ice sheet across a planet-wide radar map, generated with three years of MARSIS data. This technique allowed them to compare how the Martian terrain would appear through a simulated 1.6-km-deep glacier, which allowed the scientists to compare features. Under these conditions, the bright reflections spotted at the pole matched other reflections found in volcanic plains. Thus, the scientists suspect that the radar’s polar observations were picking up either iron-rich lava flows or mineral deposits in dried riverbeds, but not water.

While their result defies the existence of substantial water reserves in that region, the study helps to better understand how Mars formed.

Source: Space.com.

OK, it’s great to know that there is no water under the surface of Mars, but for us mere Earthlings, it doesn’t make much sense. We have a lot of information about the surface of Mars, but very little about the depths of our oceans. The latest underwater Tonga eruption surprised everyone. It was just the same for the underwater volcano off Mayotte. It took several months before it became known that the seismicity on the island was caused by an underwater eruption.
Some time ago, a friend asked me why the depths of our oceans remain unexplored, why we don’t know more about the subduction zones or the underwater trenches where the deadliest earthquakes are triggered. The answer is easy. These depths which sometimes reach more than 10 km could be visited; we have the technical means. When we are able to send spacecraft to planets located several tens or several hundreds of thousands of kilometers away, we are able to scrape 10 km deep in the oceans. The rest is a matter of will. The problem is that at such depths, everything is black. The human eye is made to live in light; black is the colour of death. The orange hues of Mars are much more likely to attract the attention of people on Earth. Too bad if, at the same time, hundreds of people are victims of powerful earthquakes whose source is thousands of kilometers deep at the bottom of our own oceans….

Vue du pôle nord de la planète Mars (Crédit phorto: ESA)

Les effets du réchauffement climatique sur la végétation de Yellowstone // The impact of global warming on vegetation in Yellowstone

Selon une nouvelle étude publiée dans les Geophisical Research Letters de l’American Geophysical Union, les étés dans le Parc national de Yellowstone deviennent de plus en plus torrides. En particulier, août 2016 a été l’un des mois d’été les plus chauds des 1250 dernières années.
La nouvelle étude s’appuie sur des échantillons vivants et morts d’épinettes d’Engelmann collectés à haute altitude dans et autour du Parc national de Yellowstone. Ces échantillons ont permis d’étendre la connaissance des températures estivales maximales à des siècles au-delà des données déjà fournies par les instruments.
Les auteurs de l’étude, originaires de l’Université de l’Idaho, ont découvert que les 20ème et 21ème siècles, et en particulier les 20 dernières années, ont été les plus chauds des 1250 dernières années. Auparavant, les relevés de température pour la région de Yellowstone n’étaient disponibles que depuis 1905.
Les données climatiques recueillies à partir des échantillons de cernes des arbres correspondent aux données fournies par les instruments au cours des 100 dernières années. Les chercheurs ont également pu identifier plusieurs périodes de réchauffement connues enregistrées par les cernes des arbres, comme l’anomalie climatique médiévale entre 950 et 1250, ainsi que plusieurs périodes de refroidissement décennales qui se sont produites avant 1500. Les cernes des épinettes montrent que les années 1080 étaient extrêmement chaudes et qu’au 16ème siècle, il y a eu une période de chaleur qui s’est étalée sur environ 130 ans.
Les périodes chaudes du passé se sont caractérisées par une importante variabilité de la température sur plusieurs décennies, ce qui est très différent des tendances prolongées et intenses de réchauffement observées au cours des 20 dernières années. Le réchauffement sans précédent d’aujourd’hui est susceptible de causer des dégâts à l’écosystème du Grand Yellowstone en exacerbant les sécheresses, les incendies de forêt et d’autres types de stress écosystémique.
La nouvelle étude fournit des données particulièrement importantes pour mieux comprendre la relation entre la hausse des températures et les facteurs environnementaux tels que les régimes d’incendie, le manteau neigeux saisonnier et les changements intervenus dans la végétation. Un chercheur a déclaré que « la tendance au réchauffement que nous observons depuis l’an 2000 est la plus intense jamais enregistrée. La concentration de chaleur sur une période de temps relativement courte est inquiétante et a des conséquences importantes pour la santé et la fonctionnalité de l’écosystème. »
L’étude a identifié les tendances de la température de surface en été à l’aide d’une nouvelle technique d’étude des cerne des arbres appelée Blue Intensity. Contrairement aux méthodes traditionnelles d’observation des cernes où les biologistes ne mesurent que les cernes de croissance annuels ou infra-annuels, la technique Blue Intensity met en évidence la densité des cernes. Il a été démontré que la densité de la partie la plus externe des cernes de croissance chaque année est étroitement liée aux températures estivales maximales. Développée en Europe au début des années 2000, la technique Blue Intensity s’avère moins coûteuse que les autres méthodes d’évaluation de la densité des cernes des arbres .
Les épinettes d’Engelmann, que l’on trouve dans toute l’Amérique du Nord, du Canada au Mexique, sont parfaites pour mettre en application la technique Blue Intensity en raison de leur bois de couleur uniformément claire. De plus, l’épinette d’Engelmann vit entre 600 et 800 ans et pourrit relativement lentement. L’entretien parfait du Parc national de Yellowstone a permis de se procurer des échantillons d’arbres vivants et abattus datant d’il y a 1250 ans. Les chercheurs travaillent à l’application de la technique Blue Intensity à d’autres régions d »Amérique du Nord, en particulier dans les États du sud, où il peut être difficile d’obtenir des données de température fiables à partir des méthodes traditionnelles d’observation des cernes des arbres.
Source : American Geophysical Union.

Dans le même temps, il est bon de signaler que le Parc National de Yellowstone ne montre pas de signe d’éruption à court terme. La sismicité et la déformation du sol restent à des niveaux normaux, ainsi que la température des sources chaudes.

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According to a newstudy published in the American Geophysical Union‘s Geophysical Research Letters, summers inYellowstone National Park are getting harsher. In particular, August 2016 was one of the hottest summers in the last 1,250 years.

The new study relies on samples of living and dead Engelmann spruce trees collected at high elevations in and around Yellowstone National Park in order to extend the record of maximum summer temperatures back centuries beyond instrumental records.

The authors of the study from the University of Idaho, found that the 20th and 21st centuries, and especially the past 20 years, are the hottest in the new 1,250-year record. Previously, temperature records for the Yellowstone region were only available going back to 1905.

The climate data collected from the tree ring samples fits closely with the instrumental record over the past 100 years. The researchers were also able to identify several known periods of warming in the tree ring record, including the Medieval Climate Anomaly that occurred between 950 and 1250, as well as several multidecadal periods of cooling that occurred prior to 1500. The records show that the 1080s were extremely warm and in the 16th century, there was a period of prolonged warmth for about 130 years.

The warm periods of the past were characterized by substantial multidecadal temperature variability, markedly different from the prolonged, intense warming trends seen over the past 20 years. Today’s unprecedented warming may spell trouble for the Greater Yellowstone Ecosystem by exacerbating droughts, wildfires, and other types of ecosystem stress

The new study provides crucial data to better understand the relationships between increasing temperatures and environmental factors like fire regimes, seasonal snowpack, and vegetation changes. One researcher daid that « the warming trend we see beginning around 2000 is the most intense in the record. The rate of warmth over a relatively short period of time is alarming and has important implications for ecosystem health and function. »

The study identified summer surface temperature trends using a new tree ring technique called Blue Intensity. Unlike traditional tree ring methods where biologists just measure annual or sub-annual growth rings, Blue Intensity gives a representation of ring density. Density of the outermost part of annual growth rings has been shown to correlate closely with maximum summer temperatures. Developed in Europe in the early 2000s, Blue Intensity has been shown to be a more cost effective method of assessing tree ring density than other methods.

Engelmann spruce trees, found throughout North America from Canada to Mexico, are the “perfect species for BI methods due to their uniformly light-colored wood. Engelmann spruce also live between 600 and 800 years and rot relatively slowly. The pristine setting of Yellowstone National Park provided an opportunity to source samples from living and downed trees dating back 1,250 years The researchers are also working on applying Blue Intensity methods to more locations across North America, particularly in southern states, where obtaining a strong temperature signal from traditional tree ring data can be difficult.

Source : American Geophysical Union.

At the same time, it is worth reporting that Yellowstone National Park does not show any signs of an impending eruption. Seismicity and ground deformation remain at normal levels, as does the temperature of hot springs.

Epinettes sous la neige en Alaska (Photo: C. Grandpey)