Catégorie : Science

Antarctique (1) : Les secrets du Lac Vostok // Antarctica (1) : Lake Vostok’s secrets

Aussi incroyable que cela puisse paraître, le continent antarctique cache de gigantesques poches d’eau douce sous la calotte glaciaire. Le lac Vostok est la plus grande de toutes. Son nom vient du fait qu’il se trouve en dessous de la station soviétique – puis russe – de Vostok. A cet endroit, la surface de l’inlandsis s’étale à 3 488 m au dessus du niveau de la mer. En conséquence, la surface de ce lac d’eau douce se situe à environ 4 000 m en dessous de la surface de la glace, soit à peu près 500 m en dessous du niveau de la mer.

Le lac Vostok mesure 250 kilomètres de long et 50 km de large et présente une superficie de 15 690 km2. Sa profondeur moyenne est de 344 m et son volume estimé est de 5 400 km3. Le lac est divisé en deux bassins reliés par une échancrure à environ 200 m sous l’eau, alors que la profondeur est de 400 m dans le bassin nord et de 800 m dans son homologue du sud. L’eau du lac Vostok reste liquide grâce au flux géothermique, à la pression et à l’isolation par l’épaisse couverture de glace.

L’eau du lac est peut-être isolée de tout contact avec l’extérieur depuis des millions d’années, ce qui en ferait une structure fossile tout à fait remarquable. On a tout d’abord pensé que l’eau du lac était intacte depuis sa formation, ce qui donnerait une durée de rétention de l’ordre du million d’années. Toutefois, des études ont suggéré qu’une partie de l’eau du lac gèle en permanence et est entraînée par le déplacement de l’inlandsis antarctique. En conséquence, la partie liquide serait renouvelée par l’apport géothermique du fond et par la fonte de la glace sous haute pression. L’estimation de la durée de renouvellement de l’eau du lac est alors fixée à une moyenne de 13 300 ans.

Dans des conditions aussi particulières (température, pression,absence de lumière, quantité de gaz dissous), on est en droit de penser que l’écosystème du lac est très différent de la vie ailleurs à la surface de la Terre. S’agissant de la température de surface, il faut noter que c’est à la verticale de ce lac, à la surface du glacier qui le surplombe, qu’a été mesurée la température la plus froide jamais observée sur terre : −90 °C, en juillet 1983. La température moyenne en surface se situe autour de −55 °C.

En 1989, une équipe soviétique a commencé à forer la glace afin d’étudier l’air emprisonné. Ce n’est que plus tard que les scientifiques se sont rendus compte de la présence du lac sous-glaciaire. Le forage s’arrêta en 1998 à 188 mètres de la surface de la poche d’eau. Les scientifiques espéraient alors découvrir dans les eaux du lac des formes de vie très anciennes. Dans la glace remontée sont apparues des bactéries proches des protéobactéries et des actinomycètes dont l’âge a été estimé à environ 500 000 ans. Cette découverte a cependant été contestée par une équipe franco-russe estimant qu’il s’agissait d’une contamination de la glace par le liquide de forage à base de kérosène. Les travaux de percement de la glace furent interrompus sous la pression de la communauté scientifique qui craignait une contamination de l’eau.

Le forage put reprendre en 2006 avec de nouvelles précautions pour éviter la contamination du site. Le lac a finalement été atteint le 5 février 2012. Il se dit que le fluide de forage aurait été expulsé sous la pression d’eau du lac qui serait remontée dans le puits sur une quarantaine de mètres, évitant toute contamination du lac lui-même. Les scientifiques ne sont retournés récupérer cette eau, gelée entre temps, qu’en fin d’année 2012.

Le forage a repris en janvier 2013. Le 10 de ce même mois, un premier échantillon d’eau du lac, puis d’autres, ont pu être prélevés pour la première fois. Il a fallu attendre la mi-mai pour acheminer les échantillons à Saint-Pétersbourg. Cela a permis aux chercheurs d’étudier les propriétés de cette glace et procéder à des analyses chimiques et microbiologiques.

La première analyse de la glace a montré que des micro-organismes pourraient exister sous une couche de glace de quatre kilomètres. Une seule espèce de bactéries thermophiles est connue de la science (Hydrogenophilus thermonucleus). Toutefois,  rien n’exclut que d’autres microorganismes existent dans l’ancien lac.

Une étude publiée en juillet 2013 fait état de la découverte de l’ADN de 3 507 organismes différents dans des carottes de glace prélevées en 1990 et dont l’âge serait situé entre 5 000 et 10 000 ans mais l’hypothèse d’une contamination par le forage n’est pas totalement exclue.

On pense que l’analyse de l’eau du Lac Vostok permettra de mieux comprendre ce qui se passe sous la surface d’Europe (une des lunes de Jupiter) et d’Encelade (une des lunes de Saturne) qui recèlent peut-être un océan liquide sous une épaisse couche de glace; cet océan pourrait être le point de départ du développement d’une vie extraterrestre.

Source : Wikipedia et plusieurs articles parus dans la presse scientifique internationale.

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Incredible as it may seem, the Antarctic continent hides gigantic pockets of fresh water under the ice cap. Lake Vostok is the largest of all. Its name comes from the fact that it is located beneath the Soviet – then Russian – station of Vostok. At this point, the surface of the ice sheet is 3,488 m above sea level. As a result, the surface of this freshwater lake is approximately 4,000 m below the surface of the sea. ice, roughly 500 m below sea level.
Lake Vostok is 250 kilometers long and 50 km wide and has an area of ​​15,690 km2. Its average depth is 344 m and its estimated volume is 5,400 km3. The lake is divided into two basins connected by a notch about 200 m underwater, while the depth is 400 m in the northern basin and 800 m in its southern counterpart.
The water in Lake Vostok remains liquid thanks to geothermal flow, pressure and insulation by the thick layer of ice.
The water in the lake may have been isolated from all contact with the outside for millions of years, which would make it a truly remarkable fossil structure. It was initially thought that the water from the lake had been present since its formation, which would give a retention period of the order of a million years. However, other research has suggested that some of the lake’s water freezes permanently and is carried away by the displacement of the Antarctic ice sheet. Consequently, the liquid part would be renewed by the geothermal input from the bottom and by the melting of the ice under high pressure. The estimate of the duration of the renewal of the lake water is then fixed at an average of 13,300 years.
In such particular conditions (temperature, pressure, absence of light, quantity of dissolved gas), the ecosystem of the lake is probably very different from life elsewhere on the surface of the Earth. Regarding the surface temperature, it should be noted that vertically above this lake, on the surface of the glacier above it, the coldest temperature was observed on Earth; it was measured: −90 ° C, in July 1983. The mean surface temperature is around −55 ° C.
In 1989, a Soviet team began drilling the ice in order to study the trapped air. It was only later that scientists realized the presence of the underground lake. The drilling stopped in 1998, 188 meters from the surface of the water pocket. Scientists then hoped to discover very ancient forms of life in the waters of the lake. In the upwelling ice, bacteria similar to proteobacteria and actinomycetes appeared, estimated to be around 500,000 years old. This discovery was, however, contested by a Franco-Russian team believing that it was a contamination of the ice by the kerosene-based drilling fluid. The ice drilling work was interrupted under pressure from the scientific community, which feared contamination of the water.
Drilling was able to resume in 2006 with new precautions to avoid contamination of the site. The lake was finally reached on February 5, 2012. It is said that the drilling fluid would have been expelled under the pressure of water from the lake which would have gone up into the well over about forty meters, avoiding any contamination of the lake itself. . The scientists returned to recover this water, frozen in the meantime, only at the end of 2012.
Drilling resumed in January 2013. On the 10th of the same month, a first sample of water from the lake, followed by others, was collected for the first time. The samples were shipped to St. Petersburg by mid-May. This allowed researchers to study the properties of this ice and to carry out chemical and microbiological analyzes.
The first analysis of the ice showed that microorganisms could exist under a four kilometer layer of ice. Only one species of thermophilic bacteria is known to science (Hydrogenophilus thermonucleus). However, nothing excludes that other microorganisms exist in the old lake.
A study published in July 2013 reports the discovery of the DNA of 3,507 different organisms in ice cores taken in 1990 and whose age would be between 5,000 and 10,000 years but the hypothesis of contamination by drilling is not totally excluded.
It is believed that the analysis of the water of Lake Vostok will provide a better understanding of what is happening under the surface of Europe (one of the moons of Jupiter) and Enceladus (one of the moons of Saturn) which may contain a liquid ocean under a thickness of ice, and which could be the starting point for the development of extraterrestrial life.
Source: Wikipedia and several articles published in the international scientific press.

Image RADARSAT du Lac Vostok obtenue en mai 2005

(Source : NASA)

 

Une éruption volcanique a permis de conserver des dinosaures en Chine // A volcanic eruption helped preserve dinosaurs in China

Après l’ours des cavernes en Sibérie, des chercheurs ont découvert des fossiles de dinosaures vieux de 125 millions d’années et parfaitement préservés, ce qui laisse supposer que les animaux ont été piégés par une éruption volcanique. Ils ont été découverts dans la province de Chine occidentale du Liaoning et ont été baptisés Changmiania liaoningensis, ce qui signifie «dormeur éternel du Liaoning» en chinois.
Il semble que ces dinosaures aient été rapidement recouverts de sédiments fins alors qu’ils étaient encore vivants ou juste après leur mort. L’espèce était de petite taille,comparée aux autres herbivores de l’espèce, tels que les titanosaures. Les dinosaures en question  mesurent environ 1,20 mètre de long, avec des pattes arrière très puissantes et une longue queue, ce qui prouve qu’ils étaient des coureurs robustes et rapides et qu’ils se tenaient debout, comme les iguanodons. Certains aspects du squelette montrent qu’ils pouvaient creuser des terriers, un peu comme les lapins.
Les scientifiques pensent que les deux spécimens de Changmiania ont été piégés par une éruption volcanique alors qu’ils se reposaient au fond de leurs terriers il y a 125 millions d’années. Pour expliquer leur parfaite préservation, les chercheurs expliquent que les dinosaures se reposaient lorsqu’ils sont morts. Il est probable qu’ils aient été piégés dans l’effondrement de leur terrier pendant qu’ils se reposaient, ce qui expliquerait leurs postures et l’absence totale de traces d’altération de leur squelette.
Les chercheurs continuent à étudier les schémas de migration et les habitudes des dinosaures. En mars, une étude qui s’était attardée sur les dents fossilisées d’un hadrosaure a conclu que ses déplacements étaient courts, d’environ 80 kilomètres. En avril 2019, une autre étude a expliqué que les dinosaures à bec de canard parcouraient l’Arctique il y a 69 millions d’années.
Rappelons que les dinosaures ont été anéantis il y a 65 millions d’années par la chute d’un astéroïde qui a frappé la Terre dans ce qui est aujourd’hui la Péninsule du Yucatan au Mexique.
Source: Fox News.

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After the cave bear in Siberia, researchers have discovered 125-million-year-old dinosaur fossils that are perfectly preserved and suggest the creatures were trapped by a volcanic eruption. They were discovered in the western Liaoning Province in China and have been named Changmiania liaoningensis, which means « eternal sleeper from Liaoning » in Chinese.

It seems these animals were quickly covered by fine sediment while they were still alive or just after their death. The species was small compared to its larger herbivore brethren, such as the titanosaur. The dinosaurs were approximately 1.20 metres long and had very powerful hind legs to go with a long tail, which suggests they were strong and fast runners and walked upright, similar to iguanodons. Certain characteristics of the skeleton suggest that they could dig burrows, much like rabbits.

Scientists believe that both Changmiania specimens were trapped by a volcanic eruption when they were resting at the bottom of their burrows 125 million years ago. As for their perfect preservation, the researchers suggest the two dinosaurs were resting when they died. It is likely they were suddenly entrapped in a collapsed underground burrow while they were resting, which would explain their perfect lifelike postures and the complete absence of weathering and scavenging traces..

Researchers continue to learn more about the migration patterns and habits of dinosaurs. In March, a study that had analysed the fossilized teeth of a hadrosaur concluded that its journeys were short, roughly about 80 kilometres. In April 2019, another study was explained that duck-billed dinosaurs roamed the Arctic 69 million years ago.

Dinosaurs were wiped out 65 million years ago by an asteroid that hit Earth in what is now the Yucatan Peninsula in Mexico.

Source : Fox News.

Fossiles de Changmiania_liaoningensis (Source : Wikipedia)

Août 2020 encore trop chaud // August 2020 still too hot

A part le monde agricole, la vague de chaleur qui a envahi la France ne semble pas préoccuper grand monde. Les présentatrices et présentateurs de la météo nous expliquent que nous sommes plusieurs degrés au-dessus de la normale, mais l’affolement s’arrête là. La plupart des gens voit avant tout dans ce temps anormalement chaud la possibilité de pouvoir aller se baigner et bronzer sur les plages pendant le week-end. Pourtant, la situation est extrêmement préoccupante car le réchauffement climatique est en mode ‘accélération’.

Selon la NASA et la NOAA, la température de surface terrestre et océanique à l’échelle de la planète en août 2020 a été de 0,94°C au-dessus de la moyenne du 20ème siècle (15,6°C). Il s’agit de la deuxième température la plus élevée pour un mois d’août au cours des 141 années d’archives des deux agences. Seul août 2016 a connu une température plus élevée. Il est très surprenant de constater que les médias ont passé cette information sous silence!
Août 2020 a  été le 44ème mois d’août consécutif et le 428ème mois consécutif avec des températures supérieures à la moyenne du 20ème siècle. Les 10 mois d’août les plus chauds ont tous eu lieu depuis 1998. Les cinq mois d’août les plus chauds ont eu lieu depuis 2015.
L’hémisphère nord a connu le mois d’août le plus chaud jamais enregistré, avec un écart de 1,19°C par rapport à la moyenne. Cette valeur a dépassé de 0,03°C le record précédent établi en 2016.

L’Amérique du Nord a connu son mois d’août le plus chaud jamais enregistré, avec un écart de température de 1,52°C par rapport à la moyenne.  Le record précédent établi en 2011 est battu de 0,13°C. L’Europe et la région des Caraïbes ont connu leur troisième mois d’août le plus chaud, tandis que pour l’Amérique du Sud et l’Océanie c’est le quatrième plus chaud.

S’agissant de la glace de mer, l’étendue moyenne de la glace de mer dans l’Arctique en août 2020 a été la troisième plus faible jamais enregistrée, soit 29,4 pour cent de moins que la moyenne de 1981-2010. 2020 se situe derrière les deux plus faibles étendues observées en 2012 et 2019.
L’étendue de la glace de mer dans l’Antarctique en août 2020 a été proche de la normale. C’est l’étendue de glace de mer la plus élevée en août depuis 2016.

La température mondiale de surface terrestre et océanique pour la période juin-août 2020 arrive en troisième position dans les 141 années d’archives de la NASA et de la NOAA
L’hémisphère nord a connu sa période la plus chaude entre juin et août. Les cinq périodes juin-août les plus chaudes dans l’hémisphère nord ont été enregistrées depuis 2015.

Sur le plus long terme, la température de surface terrestre et océanique de l’hémisphère nord de janvier à août 2020 arrive à égalité avec 2016 comme étant la période la plus chaude depuis le début des relevés en 1880. L’hémisphère sud a connu sa troisième période la plus chaude (à égalité avec 2017), derrière 2016 et 2019.
L’Europe, l’Asie et la région des Caraïbes ont connu leur période la plus chaude de janvier à août. Pour cette même période, l’Amérique du Sud se classe au deuxième rang des températures record.

On ne prend guère de risque pour affirmer que l’année 2020 figurera très probablement parmi les cinq années les plus chaudes jamais enregistrées.

Source: NASA, NOAA.

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Apart from the agricultural world, the heatwave that has invaded France does not seem to concern many people. The weather presenters tell us that we are several degrees above normal, but the panic stops there. Most people see in this unusually hot weather the opportunity to go swimming and sunbathing on the beaches during the weekends. However, the situation is extremely worrying because global warming is accelerating.

According to NASA and NOAA, the August 2020 global land and ocean surface temperature was 0.94°C above the 20th-century average of15.6°C. This is the second highest temperature for August in the 141-year record. Only August 2016 had a higher temperature. Surprisingly, the media did not mention this piece of news!

August 2020 marked the 44th consecutive August and the 428th consecutive month with temperatures above the 20th-century average. The 10 warmest  Augusts have all occurred since 1998. The five warmest Augusts have occurred since 2015.

The Northern Hemisphere had its warmest August on record with a combined land and ocean surface temperature departure from average of 1.19°C. This value surpassed the previous record set in 2016 by 0.03°C.

North America had its warmest August on record, with a temperature departure from average of 1.52°C. This exceeds the previous record set in 2011 by 0.13°C. Europe and the Caribbean region had their third-warmest August, while South America and Oceania had their fourth warmest on record.

As far as sea ice is concerned, the August average Arctic sea ice extent was the third smallest on record at 29.4 percent below the 1981–2010 average. This was behind the two smallest extents which occurred in 2012 and 2019.

Antarctic sea ice extent during August 2020 was close to normal. It was the highest August Antarctic sea ice extent since 2016.

The global land and ocean surface temperature for the period June-August 2020 was the third highest in the 141-year record,

The Northern Hemisphere had its warmest June-August period on record. The five warmest June-August periods for the Northern Hemisphere have occurred since 2015.

On the longer tem, the Northern Hemisphere January-August 2020 land and ocean surface temperature tied with 2016 as the warmest such period since global records began in 1880. The Southern Hemisphere had its third-warmest such period (tied with 2017) on record, behind 2016 and 2019.

Europe, Asia, and the Caribbean region had their warmest January-August period on record. South America had a January-August temperature that ranked as the second highest on record.

On the whole, the year 2020 is very likely to rank among the five warmest years on record.

Source: NASA, NOAA.

Répartition des températures terrestres et océaniques pour août 2020 ‘Source : NOAA)

Etendue de glace de mer en Arctique et en Antarctique (Source : NSIDC)

Bezymianny (Kamchatka): Effondrement et renaissance d’un volcan // Bezymianny (Kamchatka): The collapse and rebirth of a volcano

L’activité volcanique faisant suite à l’effondrement d’un volcan peut contribuer à la naissance d’un nouvel édifice. Le processus accompagnant une telle renaissance n’avait pas été étudié jusqu’à présent. Pour la première fois, des chercheurs du Centre National de Recherche pour les Sciences de la Terre de Potsdam et des volcanologues russes ont pu analyser le cycle de vie d’un volcan, depuis son effondrement jusqu’à sa renaissance. Ils ont présenté l’analyse de données photogrammétriques sur un laps de temps de 70 ans à propos du volcan Bezymianny dans la péninsule du Kamtchatka. Les images montrent la renaissance du volcan après son effondrement.
Le versant oriental du Bezymianny s’est effondré en 1956. Grâce à des techniques modernes, les chercheurs du GFZ Potsdam ont examiné des photographies de survols d’hélicoptères datant de l’époque soviétique, et les ont comparées avec des données satellitaires plus récentes.
Les images montrent le volcan après son effondrement en 1956. Sa première phase de reconstruction a commencé à partir de plusieurs bouches distantes d’environ 400 m les unes des autres.
L’activité volcanique s’est intensifiées au bout d’une vingtaine d’années. Elle est devenue plus effusive avec une migration des bouches qui se sont rapprochées à moins de 200 m les unes des autres.
50 années plus tard, l’activité s’est concentrée sur une bouche unique, ce qui a permis l’édification d’un stratovolcan couronné par un cratère sommital
Les chercheurs ont estimé le rythme de croissance moyen à  26 400 mètres cubes par jour. Cela a leur a permis d’estimer le regain de taille précédent le prochain effondrement.
Les résultats ont également permis aux scientifiques de prévoir à quel moment l’édifice volcanique pourrait atteindre à nouveau la hauteur fatidique précédant un nouvel effondrement sous son propre poids.
Les résultats montrent que la désintégration et la reconstruction d’un volcan ont un impact majeur sur les conduits magmatiques en profondeur.
En conclusion, les volcans qui se sont effondrés puis se sont reconstitués montrent une sorte de mémoire de leur niveau de contraintes. En conséquence, il faudrait intégrer l’histoire de la naissance et de l’effondrement d’un volcan dans les prévisions à venir car ces informations fourniront des indications sur les éruptions probables ou les effondrements imminents.

Référence : « The rebirth and evolution of Bezymianny volcano, Kamchatka after the 1956 sector collapse » – Shevchenko, A. V. et al. – Nature Communications Earth and Environment.
Source: The Watchers.

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Continued post-collapse volcanic activity can cause the rise of a new edifice. However, details of such edifice rebirth had not been documented up to now. For the first time, researchers from the GFZ German Research Center for Geosciences and volcanologists from Russia were able to analyse a volcano’s life cycle, from its 1956 collapse to its rebirth. They presented the results of 70-year-long photogrammetric data for Bezymianny volcano in the Kamchatka Peninsula. The images show the volcano’s rebirth after it collapsed.

The eastern sector of Bezymianny volcano collapsed in 1956. Using modern methods, researchers at the GFZ Potsdam studied photographs of helicopter overflights from Soviet times, combined with more recent satellite drone data.

The images show the volcano after its collapse. Its initial regrowth started at different vents around 400 m apart.

Volcanic activity increased after about 20 years. It became more effusive with vents migrating within ~200 m distance.

After 50 more years, activity focused on a single vent, allowing the growth of stratocone with a summit crater

The researchers identified an average growth rate of 26 400 cubic metres per day, allowing the researchers to estimate the regain of the pre-collapse size within the next 15 years.

The findings also allowed the scientists to predict when the volcanic building may reach a crucial height once again, so that it may collapse once more under its own weight.

The results show that the decay and re-growth of a volcano has a major impact on the pathways of the magma in the depth.

Thus, disintegrated and newly grown volcanoes show a kind of memory of their altered field of stress. The results indicate that the history of birth and collapse of a volcano must be included in future forecasts as the information will be able to provide estimates about probable eruptions or imminent collapses.

Reference: « The rebirth and evolution of Bezymianny volcano, Kamchatka after the 1956 sector collapse » – Shevchenko, A. V. et al. – Nature Communications Earth and Environment.

Source: The Watchers.

Vue du Bezymianny (Crédit photo : KVERT)