Catégorie : Science

Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai (Tonga): Faut-il s’attendre à d’autres éruptions? // Should we expect more eruptions?

L’éruption du volcan Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai le 15 janvier 2022 a été si violente qu’elle a envoyé des ondes de choc à travers quasiment la moitié du globe terrestre. Le site The Conversation apporte des informations très intéressantes sur l’éruption proprement dite et sur l’histoire de ce volcan.
Le volcan se compose de deux petites îles inhabitées, Hunga-Ha’apai et Hunga-Tonga qui s’élèvent à une centaine de mètres au-dessus du niveau de la mer, à 65 km au nord de la capitale des Tonga, Nuku’alofa. Mais sous la surface de la mer se cache un volcan beaucoup plus imposant, d’environ 1800 m de hauteur et 20 km de largeur.
Le volcan Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai est entré en éruption régulièrement au cours des dernières décennies. Lors des éruptions de 2009 et 2014-2015, il a propulsé d’impressionnantes gerbes cypressoïdes typiques des éruptions phréato-magmatiques. Cependant, ces éruptions étaient mineures et ont été largement éclipsées par les événements de janvier 2022. Si on se réfère à l’histoire du volcan, il semble que la dernière éruption majeure fasse partie d’une série d’événements qui se produisent environ tous les mille ans.
L’éruption de 2014-2015 a créé un cône volcanique qui a réuni les deux anciennes îles Hunga pour créer une île double d’environ 5 km de long.

Source: NASA

Lorsque les scientifiques ont cartographié le plancher océanique en 2016, ils ont découvert une caldeira qui se cache à 150 mètres de profondeur sous la surface de la mer. La caldeira mesure environ 5 km de diamètre.

 

Source: The Conversation

Les éruptions mineures (comme celles de 2009 et 2014-2015) se produisent principalement au bord de la caldeira, mais les très grosses éruptions naissent au coeur de la caldeira proprement dite. Ces grandes éruptions sont si importantes que le sommet de la colonne magmatique s’effondre vers l’intérieur de la caldeira et contribue à son approfondissement.
En étudiant la chimie des éruptions passées, on se rend compte que les éruptions mineures correspondent à la lente recharge du système magmatique et annonce le déclenchement d’un événement majeur.

Les scientifiques ont trouvé des preuves de deux énormes éruptions passées de la caldeira Hunga dans des dépôts sur les anciennes îles. Ils ont comparé les analyses chimiques de ces dépôts à des échantillons de cendres prélevés sur la plus grande île habitée de Tongatapu, à 65 km, puis ont utilisé des datations au Carbone 14; il s’avère que de grandes éruptions se produisent dans la caldeira environ tous les 1000 ans, la dernière ayant eu lieu vers 1100. Il semble donc que l’éruption du 15 janvier 2022 soit en plein dans le cycle des événements majeurs.
Les auteurs de l’article de The Conversation ont tenté de prévoir ce qui pourrait arriver par la suite à Hunga-Ha’apai et Hunga-Tonga. Les deux éruptions du 20 décembre 2021 et du 13 janvier 2022 étaient modérées. Elles ont généré des panaches qui se sont élevés jusqu’à 17 km et ont agrandi l’île double qui était apparue en 2014-2015.
La dernière éruption a montré une autre échelle de grandeur. Le panache de cendres est monté à environ 20 km de hauteur. Il s’est étendu de manière concentrique sur une distance d’environ 130 km par rapport au volcan, créant un panache de 260 km de diamètre. Cela démontre une énorme puissance explosive qui ne peut être expliquée par la seule interaction entre le magma et l’eau de mer. Cela montre que de grandes quantités de magma juvénile chargé de gaz se sont échappées de la caldeira.

Source: Tonga Services

L’éruption a également produit un tsunami à travers les Tonga et les Fidji et Samoa voisins. Les ondes de choc ont parcouru plusieurs milliers de kilomètres, ont été observées depuis l’espace et enregistrées en Nouvelle-Zélande à environ 2000 km.
Tous ces événements laissent supposer que la grande caldeira Hunga a repris du service. Les vagues de tsunami ont probablement été causées par des glissements de terrain sous-marins et des effondrements de la caldeira
Reste à savoir si l’événement du 15 janvier 2022 est le point culminant de l’éruption. Il représente la libération d’une importante pression magmatique, ce qui peut contribuer à stabiliser le système. Cependant, les dépôts géologiques des éruptions précédentes de ce volcan montrent que chacun des épisodes éruptifs millénaires majeurs de la caldeira incluait de nombreux événements explosifs. Il se pourrait donc que la dernière grande éruption ne soit pas un événement isolé et que de nouveaux épisodes majeurs d’activité se produisent pendant plusieurs semaines, voire des années sur le volcan Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai.
Source : The New Zealand Herald, The Conversation.

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The Hunga-Ha’apai and Hunga-Tonga eruption of January 15th, 2022 was so violent that it sent shock waves, quite literally, around half the world. The website The Conversation brings very interesting information about the eruption itself and about the history of this volcano.

The volcano consists of two small uninhabited islands, Hunga-Ha’apai and Hunga-Tonga, rising about 100 m above sea level 65 km north of Tonga’s capital Nuku‘alofa. But hiding below the waves is a massive volcano, around 1800 m high and 20 km wide.

The Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai volcano has erupted regularly over the past few decades. During eruptions in 2009 and 2014-2015, the volcano sent impressive cypressoid sheaves typical of phreato-magmatic eruptions. However, these eruptions were small and dwarfed in scale by the January 2022 events. Looking at the history of the volcano, it looks as if the last eruption is one of the massive explosions the volcano is capable of producing roughly every thousand years.

The 2014-2015 eruption created a volcanic cone, joining the two old Hunga islands to create a combined island about 5km long.

When scientists mapped the sea floor in 2016, they discovered a hidden caldera 150 meters below the waves. The caldera is about 5 km across. Small eruptions (such as in 2009 and 2014-2015) occur mainly at the edge of the caldera, but very big ones come from the caldera itself. These big eruptions are so large the top of the erupting magma collapses inward, deepening the caldera.

Looking at the chemistry of past eruptions, it is thought the small eruptions represent the magma system slowly recharging itself to prepare for a big event.

Scientists found evidence of two huge past eruptions from the Hunga caldera in deposits on the old islands. They matched these chemically to volcanic ash deposits on the largest inhabited island of Tongatapu, 65 km away, and then used radiocarbon dates to show that big caldera eruptions occur about ever 1000 years, with the last one at AD1100. With this knowledge, the eruption on January 15th, 2022 seems to be right on schedule for a major event.

The authors of the article in The Conversation tried to figure out what could happen next at Hunga-Ha’apai and Hunga-Tonga. The two earlier eruptions on December 20th, 2021 and January 13th, 2022 were of moderate size. They produced clouds that rose up to 17 km and added new land to the 2014-2015 combined island.

The latest eruption has stepped up the scale in terms of violence. The ash plume is already about 20 km high. It spread out almost concentrically over a distance of about 130 km from the volcano, creating a plume with a 260 km diameter, before it was distorted by the wind. This demonstrates a huge explosive power which cannot be explained by magma-water interaction alone. It shows instead that large amounts of fresh, gas-charged magma have erupted from the caldera.

The eruption also produced a tsunami throughout Tonga and neighbouring Fiji and Samoa. Shock waves traversed many thousands of kilometres, were seen from space, and recorded in New Zealand some 2000 km away.

All these signs suggest the large Hunga caldera has awoken. The tsunami waves may have been caused by submarine landslides and caldera collapses

It remains unclear if this is the climax of the eruption. It represents a major magma pressure release, which may settle the system. However, the geological deposits from the volcano’s previous eruptions show that each of the 1000-year major caldera eruption episodes involved many separate explosion events. Hence, the last big eruption might not be an isolated event and we could be in for several weeks or even years of major volcanic unrest from the Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai volcano.

Source: The New Zealand Herald, The Conversation.

https://theconversation.com/fr

Bilan climatique 2021 (suite) // Climate assessment 2021 (continued)

La NASA, la NOAA et Berkeley Earth viennent de publier leur rapport climatique pour 2021. Les trois agences sont d’accord avec celles citées précédemment pour affirmer que 2021 a été la sixième année la plus chaude jamais enregistrée. La présence de La Niña dans l’océan Pacifique tropical, avec des températures de surface de la mer plus froides que la moyenne près de l’équateur, n’a pas suffi pour faire sortir 2021 de la liste des 10 années les plus chaudes. La prochaine année qui connaîtra un épisode El Niño dans le Pacifique tropical est presque assurée de devenir l’année la plus chaude de tous les temps.
2021 a présenté une série incroyable de catastrophes météorologiques et climatiques accompagnées de températures extrêmes et de sécheresses sans précédent. Ainsi, une vague de chaleur en juin dans le nord-ouest du Pacifique, a établi un record de température (49,4 °C) jamais vu au Canada. Le thermomètre a également atteint des sommets dans l’Oregon et dans l’Etat de Washington. La ville de Lytton (Colombie-Britannique) qui a établi le record de température au Canada, a brûlé dans un incendie de forêt le lendemain.
Pour illustrer à quel point la planète s’est réchauffée, la NOAA et la NASA expliquent qu’elle n’a pas connu d’année plus froide que la moyenne, par rapport à la moyenne du 20ème siècle, depuis 1977. Dans les archives de la NASA, 1988 est longtemps restée l’année la plus chaude jamais enregistrée. En raison du réchauffement climatique, 1988 est maintenant la 28ème année la plus chaude dans l’ensemble de données de la NASA.
Les statistiques contenues dans les rapports publiés par les trois agences montrent à quel point le climat est différent d’il y a à peine quelques décennies.
En 2021, près de 2 milliards de personnes ont connu leur année la plus chaude. Selon Berkeley Earth, aucun endroit sur Terre n’a connu son année la plus froide.
Quatre des 20 plus grands incendies de forêt de l’histoire de la Californie se sont produits en 2021. Les vagues de chaleur et la sécheresse avaient préparé l’environnement à ces incendies gigantesques.
La NOAA indique que les neuf années de 2013 à 2021 se classent parmi les 10 années les plus chaudes jamais enregistrées..
La température globale sur Terre se situe maintenant à 1,2°C au-dessus des niveaux préindustriels. On est donc tout proche de l’objectif de l’Accord de Paris sur le climat qui était de limiter le réchauffement à 1,5°C au-dessus des niveaux préindustriels. Selon les scientifiques, au-delà de ce seuil, des conséquences climatiques périlleuses et potentiellement irréversibles se produiront inévitablement, notamment la fonte des calottes glaciaires polaires et la perte d’écosystèmes emblématiques, tels que les récifs coralliens.
Pour conclure, la NASA, la NOAA et Berkeley Earth préviennent que même les années relativement «froides» se classent désormais parmi les huit plus chaudes de la liste, sans perspective de ralentissement du réchauffement climatique, à moins que le monde réussisse à infléchir fortement la courbe des émissions de gaz à effet de serre, jusqu’à zéro et éventuellement en dessous de zéro, dans les décennies à venir.

C’est l’été en ce moment dans l’Hémisphère Sud. La température a atteint 50,7°C dans l’ouest de l’Australie le 13 janvier 2022, égalant un record établi en 1960.

A côté de ces révélations climatiques, on apprend aujourd’hui à travers une nouvelle étude publiée dans Advances in Atmospheric Sciences que le contenu en chaleur de l’océan entre 0 et 2000 mètres a encore battu un record en 2021 pour atteindre un niveau sans précédent depuis le début de l’ère instrumentale. Le record avait été battu en 2017 puis en 2019 et en 2020. La hausse en 2021 est plus importante que les années précédentes et montre que le réchauffement pénètre toujours davantage dans l’océan.

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NASA, NOAA and Berkeley Earth have just released their climate report for 2021. They agree with the other agencies to affirm that 2021 was the sixth-warmest on record. The presence of a La Niña event in the tropical Pacific Ocean, which features cooler than average sea surface temperatures near the equator, failed to dislodge 2021 from the list of top 10 years. The next year that features an El Niño in the tropical Pacific is almost assured to set a record for the warmest year.

2021 featured a relentless series of extreme weather and climate disasters that saw temperatures and water levels reach unprecedented levels. A June heat wave in the Pacific Northwest, for example, set a temperature record for the hottest reading (49.4°C) ever seen in Canada, along with all-time highs in Oregon and Washington. The town of Lytton (British Columbia) that set the Canadian record, burned in a wildfire the next day.

To illustrate how much the world has warmed, NOAA and NASA explain that the world has not experienced a cooler than average year, compared to the 20th century average, since 1977. In NASA’s data set, 1988 long reigned as the warmest year on record. Due to the warming since then, 1988 now stands as the 28th warmest year in NASA’s data set.

The statistics contained in the reports released by the three agencies are astounding, and drive home just how different the climate is today from just a few decades ago.

In 2021, nearly 2 billion people lived through their hottest year on record. No place on Earth had its coldest year on record, according to Berkeley Earth.

Four of the top 20 largest wildfires in California history occurred in 2021, as heat waves and drought primed the environment for massive blazes.

The nine years from 2013 through 2021 rank among the top 10 warmest years on record, according to NOAA.

The world is now 1.2°C warmer than preindustrial levels, Berkeley Earth found, closing in on the Paris Climate Agreement’s temperature target of limiting warming to 1.5°C above preindustrial levels.

Beyond that point, scientists say, more perilous and potentially irreversible climate consequences may occur, including melting polar ice caps and loss of iconic ecosystems, such as coral reefs.

To conclude, NASA, NOAA and Berkeley Earth warn that even the world’s relatively « cool » years are now ranking among the top eight warmest on the list, with no prospect of slowing global warming, unless the world bends the greenhouse gas emissions curve sharply downward, all the way to zero and eventually below zero in coming decades.

It is summer in the Southern Hemisphere. The temperature hit 50.7 degrees Celsius in a part of Western Australia on January 13th, 2022, matching a national record set in 1960,

Alongside these revelations about the Earth’s climate, we learn today through a new study published in Advances in Atmospheric Sciences that the heat content of the ocean between 0 and 2000 meters has again broken a record in 2021 to reach an unprecedented level. since the beginning of the instrumental era. The record was broken in 2017, then in 2019 and 2020. The increase in 2021 is greater than in previous years and shows that global warming is penetrating more and more in the ocean.

Cette image montre parfaitement les régions du monde les plus affectées par le réchauffement climatique en 2021.

Russie : Une ISS sur Terre // Russia : An ISS on Earth

Des travaux sont en cours pour créer la première station arctique au monde alimentée à l’hydrogène et aux énergies renouvelables. La Snezhinka (russe pour Flocon de Neige), d’une valeur de 27 millions de dollars, est censée devenir un pôle scientifique international en matière de biotechnologie, robotique et intelligence artificielle. Le projet est soutenu par le ministère des Sciences et de l’Enseignement supérieur, le ministère des Affaires étrangères, le ministère du Développement de l’Extrême-Orient et de l’Arctique, le Conseil de l’Arctique et la Fondation Bellona. Il est piloté par une équipe de l’Institut de physique et de technologie de Moscou (MIPT). Il devrait être opérationnel en 2024 dans le sud de la péninsule de Yamal (voir carte ci-dessous), cœur de la production gazière de la Russie.
La station, une sorte de Station spatiale internationale (ISS) sur Terre, ressemble à un flocon de neige – d’où son nom – avec sept grands dômes transparents reliés les uns aux autres par des couloirs. La Snezhinka sera construite à proximité d’un grand lac, à environ 30 kilomètres du village de Kharp. Le trajet jusqu’à la station se fera en véhicule tout-terrain depuis l’aéroport de Salekhard, le centre administratif de la région, et prendra deux heures.
Les dômes, dotés de tout les éléments nécessaires à la vie, pourront accueillir 80 personnes à la fois : 60 visiteurs et 20 membres du personnel. Les scientifiques russes ont l’intention de l’utiliser toute l’année en alternant l’énergie produite par les éoliennes, les panneaux solaires et l’hydrogène généré par électrolyse, qui sera essentiel pendant la longue nuit polaire quand il fait noir pendant des semaines.
Il s’agira de la première station scientifique entièrement autonome alimentée en énergie verte. Il n’y a aucune autre installation au monde semblable à la Snowflake. La plus ressemblante est la station antarctique belge Princess Elisabeth qui fonctionne avec de petites éoliennes et des panneaux solaires, mais il n’y a pas d’hydrogène, bien que des installations de stockage à cet effet soient prévues. Une autre différence avec la Snowflake est que toutes les stations antarctiques ne sont opérationnelles que pendant trois ou quatre mois, pendant le jour polaire, alors que la Snowflake sera utilisée toute l’année dans l’Arctique.
L’équipe scientifique à l’origine du projet vise à en faire une plate-forme de recherche, avec un accent particulier mis sur les technologies appliquées aux énergies renouvelables et à l’hydrogène. D’autres projets comprennent des observatoires géomagnétiques et astronomiques, une station de surveillance de l’environnement et un banc d’essai pour de nouvelles solutions techniques autour du pergélisol.
Un groupe électrogène de secours alimenté par du mazout servira d’alimentation de secours. Il est probable que le lancement devra se faire au diesel avant que la station passe à l’énergie verte.
Une autre station autonome utilisant l’hydrogène et les énergies renouvelables sera construite dans la région de Mourmansk, et un projet similaire est prévu aux Émirats Arabes Unis. Des scientifiques russes ont récemment signé un accord avec les Émirats pour développer conjointement des technologies pour la production, le stockage et l’utilisation d’hydrogène dans les systèmes énergétiques, ainsi que la construction d’un laboratoire parfaitement autonome sur les sources d’énergie renouvelables à base d’hydrogène.
Source : The Siberian Times.

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Work is underway to create the world’s first Arctic station powered by hydrogen and renewables. The $27-million Snezhinka (russian for Snowflake) is seen as a future international science hub for biotech, robotic and AI-driven projects. It is backed up by the Ministry of Science and Higher Education, Ministry of Foreign Affairs, Ministry for the Development of Far East and Arctic, Arctic Council, and The Bellona Foundation. It isdriven by the team of Moscow Institute of Physics and Technology (MIPT). It is scheduled to launch in 2024 inthe southernYamal Peninsula (see map below), the heart of Russia’s gas production.

The station, described as the International Space Station on Earth, resembles a snowflake – which accounts for its name – with seven large transparent domes connected by passageways. Snezhinka will be built close to a large lake, some 30 kilometres away from the village of Kharp. Driving to the station on an all-terrain vehicle from the airport of Salekhard, the administrative centre for the area, will take two hours.

The domes, with everything necessary for living, will be able to host 80 people at a time: 60 visitors and 20 personnel. Russian scientists aim to use it year-round by combining wind power, solar panels and hydrogen, generated by electrolysis, which will be essential during the long Polar Night when it is dark for weeks.

This is the first attempt to build a fully autonomous scientific station supplied by green energy. There is no other facility in the world similar to the Snowflake. The closest is the Belgian Antarctic station Princess Elisabeth, running on small wind turbines and solar panels. They don’t have hydrogen there, although work with hydrogen storage is planned. Another difference with Snowflake is that all Antarctic stations are active for only three or four months, during the polar day whereas the Snowflake will be a year-round Arctic facility.

The scientific team behind the project aims to make it a research platform, with particular focus on applied technologies in renewable and hydrogen energy. Other projects will include geomagnetic and astronomical observatories, an environment-monitoring station, and a testing facility for new technical solutions in permafrost.

An emergency diesel power station will be designed as a backup power source. It is likely that the launch will have to be made with the help of diesel until the station will switch to green energy.

Another autonomous hydrogen and renewables station will be built in Murmansk region, and a similar project is planned in the United Arab Emirates. Russian scientists have recently signed an agreement with the Emirates to jointly develop effective technologies for the production, storage and use of hydrogen in energy systems, as well as the construction of a fully autonomous laboratory on hydrogen-based renewable energy sources.

Source: The Siberian Times.

Localisation de Kharp et vue de la localité (Source : Wikipedia)

La vie sous l’Antarctique // Life underneath Antarctica

Lorsqu’on prononce le mot Antarctique, on pense en général à un désert de glace, même si on sait qu’il existe des formes de vie à la surface du continent avec les phoques et les manchots.
Une nouvelle étude publiée fin décembre 2021 dans la revue Current Biology nous apprend que des scientifiques ont découvert des formes de vie plus abondantes que prévu sous la banquise antarctique.
En utilisant la technique du forage à l’eau chaude, des scientifiques de l’Institut Alfred Wegener en Allemagne ont percé deux trous d’environ 200 mètres de profondeur dans la banquise antarctique. Au fond des forages, ils ont découvert sur le plancher océanique des fragments de vie appartenant à plus de 77 espèces. Certaines d’entre elles avaient déjà été observées en Antarctique, mais les fragments de plusieurs nouvelles espèces sont inconnus dans la région. Cette abondance d’êtres vivants dans ces conditions extrêmes est très surprenante et nous rappelle à quel point la vie marine en Antarctique est unique en son genre.La plupart de ces nombreuses espèces animales se nourrissent de phytoplancton, en sachant qu’aucune plante ou algue ne peut vivre dans cet environnement.
Les chercheurs expliquent que la chose la plus surprenante est la durée de vie sous l’Antarctique. La datation au Carbone 14 de fragments prélevés sur les fonds marins révèle un laps de temps allant de l’époque actuelle jusqu’à il y a 5 800 ans. Les chercheurs rappellent par ailleurs que les théories actuelles affirment que la vie devient moins abondante au fur et à mesure que l’on s’éloigne de l’eau libre. Effectivement, certains poissons et autres vers peuvent vivre dans ces environnements. Cependant, les organismes filtreurs comme ceux observés par les scientifiques allemands sont généralement les premiers à disparaître et encore plus lorsque l’on s’éloigne de l’eau et du soleil. Cela ne semble donc pas être le cas sous l’Antarctique.
Les scientifiques se désespèrent en constatant les effets du réchauffement climatique sur l’Antarctique. Cela signifie qu’ils auront de moins en moins de temps pour étudier ces formes de vie avant que leur environnement ne cesse d’exister.
Sources : Yahoo News, BGR.

Cette étude confirme les découvertes de vie que le biologiste marin français Laurent Ballesta (que je salue ici) avait faites lors d’une remarquable plongée sous la banquise antarctique en 2016. Dans le même temps, Vincent Munier (que le salue également) avait fait un très bon reportage en surface sur les moeurs des manchots La vidéo de cette expédition dirigée par le cinéaste Luc Jacquet et intitulée « Antarctica, sur les traces de l’empereur » est disponible aujourd’hui en DVD.

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When you mention the word Antarctica, you think about a frozen wasteland, although you’ve heard there is some life on the continent: seals,penguins…

In a new study published late December in the journal Current Biology, scientists have discovered more marine life than previously expected under the Antarctic ice shelf.

Using hot water, scientists from the Alfred Wegener Institute in Germany drilled two holes. The holes were roughly 200 meters deep in the Antarctic ice shelf. There they found fragments of life on the seabed which included over 77 species. Some of the species had already been discovered in Antarctica. However, there were fragments from several new species that they did not previously know about in the area. The discovery of so much life living in these extreme conditions comes as a complete surprise and reminds us how Antarctic marine life is so unique and special. Among the many animal types, most feed on phytoplankton, yet no plants or algae can live in this environment.

Researchers say that the most surprising thing is how long life has been underneath Antarctica. Carbon dating of dead fragments of these seafloor animals varied from current to 5,800 years, Despite living 3-9km from the nearest open water, an oasis of life may have existed continuously for nearly 6,000 years under the ice shelf. The researchers also note that current theories say life becomes less abundant as you move further from the open water. Indeed, some fish, worms, and other small mobile scavengers can live in these environments. However, filter feeding organisms like the ones found by scientists usually disappear first. Especially as you move farther from the water and sun. That does,not appear to be the case underneath Antarctica.

Unfortunately, scientists say the rapid rate of climate change our world is currently undergoing means we have less and less time to study these lifeforms before their environment ceases to exist.

Sources: Yahoo News, BGR.