Étiquette : atmosphere

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).

Bienvenue sur Io, la lune de Jupiter ! // Welcome to Io, Jupiter’s moon !

J’ai écrit plusieurs notes à propos de Io, l’une des lunes de Jupiter, bien connue pour son intense activité volcanique. Le site space.com invite ses lecteurs à la visiter.
Avec un rayon moyen de 1 821 km, Io est légèrement plus grande que la Lune. Elle présente une forme légèrement elliptique, avec son axe le plus long dirigé vers Jupiter. Parmi les satellites de Jupiter, Io occupe la troisième place tant en masse qu’en volume, derrière Ganymède et Callisto mais devant Europe.
La surface de Io est parsemée de centaines de volcans. Certains émettent des panaches riches en soufre, de plusieurs centaines de kilomètres de hauteur. La surface de la lune évolue et se modifie à une vitesse incroyable. Des fissures laissent échapper de la lave qui remplit les cratères d’impact et inonde de nouvelles étendues sous de la roche liquide. Bien que la composition exacte de Io soit inconnue, il s’agit probablement de soufre fondu et de dioxyde de soufre. La température de surface de la lune est en moyenne d’environ – 130°C. Les volcans, quant à eux, peuvent atteindre 1 649°C.
L’activité volcanique de Io a été découverte pour la première fois par les missions Voyager de la NASA en 1979. La plupart des informations figurant dans l’article de space.com ont été fournies par l’agence américaine.
Comme Io décrit une orbite elliptique autour de Jupiter, la force exercée par la gravité de Jupiter sur la lune varie en fonction de sa proximité avec la planète. Cette fluctuation gravitationnelle crée une poussée et une traction perpétuelles sur l’intérieur de Io dans différentes directions, ce qui fait gonfler sa surface d’une centaine de mètres. Ce mouvement entraîne une compression des roches de Io les unes contre les autres, ce qui génère de grandes quantités de chaleur.
Si Io était la seule lune de Jupiter, son orbite ressemblerait probablement à un cercle, mais les forces exercées par Europe et Ganymède, les lunes voisines de Io, empêchent une telle situation de se produire. Io ne peut pas échapper au jeu perpétuel de tiraillement gravitationnel permanent, ni à l’échauffement planétaire qui s’ensuit.
Io met 1,77 jours terrestres pour orbiter autour de Jupiter et, verrouillée par les forces de marée, montre toujours la même face à Jupiter.
La surface de Io est principalement composée de soufre et de dioxyde de soufre. L’atmosphère de dioxyde de soufre de Io est extrêmement ténue et représente environ un milliardième de la pression de surface de l’atmosphère terrestre.
L’orbite de Io traverse les puissantes lignes de force magnétiques de Jupiter, de sorte que la lune devient un puissant générateur électrique. Selon la NASA, ce courant dissipe une puissance de plus de 1 térawatt avec un potentiel de 400 000 volts, créant à son tour 3 millions d’ampères de courant électrique. Ce courant revient ensuite le long des lignes de champ magnétique de Jupiter et provoque des orages dans la haute atmosphère de la planète.
Pendant la rotation de Jupiter, les forces magnétiques retirent environ une tonne de matériau à Io chaque seconde. Ce matériau devient ionisé et forme un nuage de rayonnement toroïdal appelé tore de plasma. Certains des ions sont attirés dans la haute atmosphère de Jupiter et créent des aurores (voir mon article du 9 mai 2015 à ce sujet). Un exemple de cette activité a été repéré par le télescope spatial Hubble qui a révélé le rôle joué par Io et Ganymède dans les aurores de Jupiter.
Io a également une atmosphère au comportement variable. L’enveloppe de dioxyde de soufre du gaz se fige lorsque la lune passe dans l’ombre de Jupiter. Le dioxyde de soufre se retransforme en gaz lorsque Io revient à la lumière du soleil.

Io a été la première des lunes de Jupiter à être découverte par l’astronome italien Galileo Galilei le 8 janvier 1610. C’était la première fois qu’une lune était observée en orbite autour d’une planète autre que la Terre. La découverte de Galilée a permis de comprendre que les planètes tournent autour du soleil, et non que le système solaire tourne autour de la Terre.
Bien qu’aucune mission dédiée n’ait été envoyée sur Io, plusieurs engins spatiaux ont survolé Jupiter et observé ses lunes : les sondes Pioneer 10 de la NASA en 1973, Pioneer 11 en 1974, Voyager 1 et Voyager 2 en 1979. Entre 1995 et 2002, l’engin spatial Galileo de la NASA a effectué plusieurs survols de Io. ils ont fourni aux scientifiques les vues les plus proches à ce jour de la lune de Jupiter.
Bien qu’il n’y ait pas de mission spécifiquement prévue pour observer Io, d’autres missions passent actuellement à proximité de la lune ou le feront dans les années à venir. La mission JUICE de l’Agence spatiale européenne, dont le lancement est prévu en 2023, se concentrera sur Europe, Ganymède et Callisto. En 2024, les projets de mission Europa Clipper de la NASA s’attarderont sur l’habitabilité d’ Europe.
Vous trouverez plus de détails sur le site space.com.
Source : space.com.

 ———————————————————–

I have written several posts about Io, one of Jupiter’s moons. It is the most volcanically active body in the solar system. The website space.com invites its readers to an exhaustive visit of the celestial body.

With a mean radius of 1,821 km, Io is slightly larger than Earth’s moon. It has a slightly elliptical shape, with its longest axis directed toward Jupiter. Among the Galilean satellites, Io ranks third, behind Ganymede and Callisto but ahead of Europa, in both mass and volume.

Io’s surface is peppered with hundreds of volcanoes, some spewing sulfurous plumes hundreds of kilometers high. This surface is changing at an incredible rate. Volcanic fissures ooze lava that fills impact craters and creates new floodplains of liquid rock. While Io’s exact composition is unknown, it is likely molten sulfur and sulfur dioxide..Io’s surface temperature averages about minus 130°C. Io’s volcanoes can reach 1,649°C degrees C.

Io’s volcanic activity was first discovered by NASA’s Voyager missions in 1979. The American agency has provided most of the information of this article.

As Io orbits Jupiter in an elliptical fashion, the strength of Jupiter’s gravity on Io varies depending on how close the moon is to the planet. This gravitation fluctuation creates a perpetual push and pull on the moon’s interior in different directions, which causes Io’s surface to bulge by as much 100 meters. This movement causes Io’s rocks to grind past each other, generating vast quantities of heat.

If Io were Jupiter’s only moon, its orbit would probably look like a circle, but the ongoing, constant outward tug from Io’s outer neighbours Europa and Ganymede ensure that does not happen. Io cannot escape this perpetual game of gravitational tug-of-war and subsequent planetary heating.

Io takes 1.77 Earth-days to orbit Jupiter. Io is tidally locked, so the same side always faces Jupiter.

Io’s surface is primarily composed of sulfur and sulfur dioxide. Io’s sulfur dioxide atmosphere is extremely thin, about one billionth the surface pressure of Earth’s atmosphere.

Io’s orbit cuts across Jupiter’s powerful magnetic lines of force, turning Io into an electric generator. According to NASA, Io can develop 400,000 volts across itself, in turn creating 3 million amperes of electrical current. This then makes its way back along Jupiter’s magnetic field lines and causes lighting storms in Jupiter’s upper atmosphere.

As Jupiter rotates, the magnetic forces strip away about a ton of Io’s material every second. The material becomes ionized and forms a doughnut-shaped cloud of radiation called a plasma torus. Some of the ions are pulled into Jupiter’s upper atmosphere and create auroras (see my post of May 9th, 2015 about this topic). An example of this activity was spotted by the Hubble Space Telescope, which revealed the influences of Io and Ganymede, in Jupiter’s auroras.

Io also has a collapsible atmosphere. The sulfur dioxide envelope of gas freezes up while Io is in the shadow of Jupiter every day. When Io comes back into the sunlight, the freezing sulfur dioxide converts to gas once more.

Io was the first of Jupiter’s moons discovered by Italian astronomer Galileo Galilei on January 8th, 1610. This discovery, along with the discovery of three other Jovian moons, was the first time a moon was ever found orbiting a planet other than Earth. Galileo’s discovery eventually led to the understanding that planets orbit the sun, instead of our solar system revolving around Earth.

While no dedicated mission has been sent to Io, several spacecraft have flown by Jupiter and observed its moons : NASA’s Pioneer 10 in 1973, Pioneer 11 in 1974, Voyager 1 and Voyager 2 probes in 1979. Between 1995 and 2002, NASA’s Galileo spacecraft made multiple flybys of Io and provided scientists with the closest views to date of the volcanic moon.

While there is no mission specifically planned to look at Io, other missions are now in the vicinity of the moon or will be in future years. The European Space Agency’s JUICE mission, set to launch in 2023, will focus on Europa, Ganymede and Callisto. In 2024, NASA’s Europa Clipper mission plans investigate the habitability of another Galilean moon, Europa.

You will find more details on the space.com website

Source : space.com.

Eruption à la surface de Io

Aurore sur Jupiter (Source; NASA)

Nouvelle alerte climatique // New climate warning

Selon une nouvelle étude, publiée le 1er février 2022 dans les Proceedings de l’Académie Nationale des Sciences, le monde court un risque de plus en plus important de devoir faire face à des événements météorologiques extrêmes. Pour arriver à cette conclusion, les auteurs de l’étude ont analysé comment l’augmentation de la température de surface de la Terre modifiera à la fois l’humidité et une partie de l’énergie contenue dans l’atmosphère.
Des chercheurs originaires de Chine et des États-Unis expliquent qu’à mesure que les températures de la planète augmentent, l’humidité et l’énergie contenue dans l’atmosphère le font encore plus rapidement. L’augmentation de l’humidité et de l’énergie atmosphérique est fortement corrélée aux tendances montrées par les épisodes extrêmes de chaleur et de précipitations.
Le réchauffement de la surface de la Terre provoque une augmentation plus rapide de l’humidité car l’air chaud peut absorber plus de vapeur d’eau, tandis que le réchauffement des mers et des terres envoie plus d’eau dans l’atmosphère par évaporation.
On sait que des émissions non contrôlées de gaz à effet de serre pourraient entraîner jusqu’à 4,8°C de hausse des températures de surface d’ici 2100, mais l’étude nous apprend qu’une telle situation pourrait faire grimper la mesure intégrée jusqu’à 12°C d’ici 2100, par rapport à l’ère préindustrielle. Cela pourrait aboutir à une augmentation de 60 % des précipitations extrêmes, avec une augmentation de 40 % de l’énergie nécessaire à l’alimentation des tempêtes tropicales.
Dans le même temps, les épisodes de chaleur extrême pourraient devenir 14 à 30 fois plus fréquents en raison de la combinaison d’une chaleur et d’une humidité élevées. Cette combinaison meurtrière de chaleur et d’humidité ultra-élevées que l’on voit actuellement dans certaines parties de l’Inde, du Golfe Persique, de l’Amérique du Nord et de l’Europe, s’accentuera et deviendra encore plus meurtrière. L’étude qualifie une telle augmentation de « débilitante », en particulier pour les populations vulnérables qui n’ont pas accès à la climatisation.
C’est l’augmentation de l’humidité accompagnée de la hausse des températures qui transformera le changement climatique en une crise climatique d’ampleur mondiale. L’amplification de l’humidité qui va de pair avec le réchauffement deviendra plus prononcée à mesure que le climat se réchauffera car elle augmente de façon exponentielle avec la température.
Dans la conclusion de leur étude, les auteurs posent cette question: « Combien de preuves supplémentaires faudra-t-il pour démontrer que nous allons droit dans le mur si nous n’infléchissons pas la courbe des émissions de gaz à effet de serre?
Source : Yahoo Actualités.

——————————————–

According to a new study, published on February 1st, 2022 in the Proceedings of the National Academy of Sciences, the world is at growing risk of extreme weather events. To come to this conclusion, the aauthors of the study analysed how increasing surface temperatures will alter both humidity and a measure of the energy contained in the atmosphere.

Researchers in China and the U.S. explain that as global temperatures climb, humidity and atmospheric energy do so even faster. The boost in humidity and atmospheric energy are strongly correlated with trends in extreme heat and precipitation events.

Surface warming is causing a faster increase in humidity, since warm air can hold more water vapor, and warming seas and land surfaces are giving up more water into the atmosphere through evaporation.

While unchecked emissions might bring up to 4.8°C of surface warming by 2100, the study finds it could cause the integrated measure to climb by up to 12°C by 2100, relative to the preindustrial era. This could yield up to a 60% increase in extreme precipitation, with a 40% increase in the energy to power tropical thunderstorms.

At the same time, heat extremes could become 14 to 30 times more frequent, due to the combination of high heat and humidity. The most lethal combinations of ultra-high heat and humidity, which are being seen now in parts of India, the Persian Gulf, North America and Europe, would get hotter and even more deadly. The study calls this increase « debilitating » especially for vulnerable populations that lack access to air conditioning.

It is the humidity increase accompanied by warming which makes climate changes into a climate crisis worldwide. The humidity amplification of the warming becomes more pronounced as the climate becomes warmer in the future because it increases exponentially with temperature.

In the conclusion of their study, the authros ask: « How much more evidence do we need to see that it’s going to be bad if we don’t bend the emissions curve downward?

Source: Yahoo News.

 

Anomalies thermiques à la surface de la Terre en 2021 (Source: NASA)

Dernières nouvelles de Io, la lune de Jupiter // Latest news of Io, Jupiter’s moon

 CNN a publié un article très intéressant sur les dernières observations d’Io, la lune volcanique de Jupiter. Cette lune a été nommée ainsi en référence à une mortelle transformée en vache lors d’un combat entre Zeus et Hera dans la mythologie grecque
Plus de 400 volcans ornent la surface de Io, en faisant le monde volcanique le plus actif de notre système solaire. Certains de ces volcans sont si puissants que leurs éruptions peuvent être vues à l’aide de grands télescopes sur Terre.
De nouvelles images recueillies par un réseau de télescopes ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) au Chili ont permis de voir pour la première fois l’effet direct de cette activité volcanique sur la mince atmosphère de la lune. Une étude incluant ces données devrait être publiée prochainement  dans le Planetary Science Journal.
Les images capturées le réseau de télescopes offrent une nouvelle perspective sur la lune et sa palette de couleurs, avec du jaune, du blanc, de l’orange et du rouge. Ces couleurs sont dues aux gaz sulfureux émis par les nombreux volcans, et qui gèlent lorsqu’ils rencontrent les températures froides de la surface.

Une lune couverte de volcans pourrait faire penser que Io est un corps céleste chaud, mais il n’en est rien ; la surface d’Io est  froide en permanence, avec une température d’environ moins 145°C (- 230°F).
L’atmosphère d’Io est si ténue qu’elle est environ un milliard de fois plus mince que celle de la Terre. Des observations et études antérieures de la lune ont révélé que cette atmosphère est en grande partie composée de dioxyde de soufre (SO2).
Cependant, on ne sait pas quel processus entraîne la dynamique dans l’atmosphère d’Io. Il se peut qu’il s’agisse d’une activité volcanique ou d’un gaz qui se sublime au contact de la surface glacée lorsque Io est au soleil. Les chercheurs ont utilisé ALMA pour capturer des images de la lune alors qu’elle se déplaçait dans et hors de l’ombre de Jupiter afin de mieux comprendre son atmosphère. Lorsque Io passe dans l’ombre de Jupiter et qu’elle n’est pas exposée directement à la lumière du soleil, le SO2 condense à la surface de Io. Pendant ce temps, on ne peut voir que du SO2 d’origine volcanique. On peut donc mesurer exactement quelle proportion de l’atmosphère est affectée par l’activité volcanique. Par la suite, dès que Io reçoit le lumière du soleil, la température augmente, son atmosphère se reforme en 10 minutes environ, plus vite que l’avaient prédit les modèles précédents. Cependant, les dernières données montrent que tout le SO2 ne gèle pas pendant les périodes de baisse de température quand Io se trouve dans l’ombre de Jupiter. En fait, ALMA a pu détecter les émissions de SO2 en provenance de ce que les chercheurs appellent des « volcans furtifs », qui n’émettent pas de gaz ou de particules détectables, mais qui émettent leur gaz dans une atmosphère suffisamment chaude pour éviter leur condensation et le gel.
Les scientifiques sont désormais en mesure d’expliquer le déroulement de ces processus chauds. L’attraction de Jupiter, Ganymède et Europa chauffe l’intérieur d’Io, ce qui donne naissance à des volcans qui émettent du dioxyde de soufre sous forme de gaz. Finalement, le gaz se condense et gèle pour former une épaisse couche de glace à la surface d’Io. Cette couche est recouverte de poussière volcanique, ce qui fait apparaître les couleurs caractéristiques de la lune.
Les images ALMA ont révélé des panaches distincts de SO et de SO2 émis par les volcans, et contribuant pour 30% à 50% à l’atmosphère de la lune. Les scientifiques ont également détecté du chlorure de potassium gazeux (KCl), un composant observé dans le magma des volcans. Les chercheurs pensent que cela montre qu’il existe des réservoirs de magma diffèrents entre les volcans.
Io est à peine plus grande que notre Lune, mais elle est très différente. De plus, son environnement ne ressemble à rien de ce que l’on trouve sur Terre. À côté des volcans, la surface d’Io est également recouverte de lacs de lave silicatée en fusion. Avec un tel paysage, les scientifiques affirment qu’il serait totalement impossible d’y vivre.
Io est coincée entre la puissante gravité de Jupiter et le tiraillement des orbites des autres lunes comme Europa et Ganymède, ce qui participe à l’activité sur Io. Certains volcans sont imposants, comme Loki Patera, qui mesure 200 kilomètres de diamètre. La lune est sur une orbite verrouillée autour de Jupiter, ce qui signifie que c’est toujours la même face de la lune qui est orientée vers la planète.
Les images ALMA ont révélé que l’atmosphère d’Io devient incroyablement instable lorsqu’elle traverse l’ombre de Jupiter. Cela se produit toutes les 42 heures pendant l’orbite d’Io autour de sa voisine.
Les observations et études futures permettront aux chercheurs de déterminer la température de la basse atmosphère d’Io, qui reste inconnue pour le moment.
Source: CNN.

————————————————-

CNN has released a very interesting article about the latest observations of IO, Jupiter’s volcanic moon. The moon was named with reference to a mortal woman who is transformed into a cow during a fight between Zeus and Hera in Greek mythology

Io is covered by more than 400 active volcanoes, and it is the most volcanically active world in our solar system. Some of Io’s volcanoes are so powerful that their eruptions can be seen using large telescopes on Earth.

New images collected by an array of telescopes on Earth have observed for the first time the direct effect of this volcanic activity on the moon’s thin atmosphere. A study including this data is expected to be published in the Planetary Science Journal.

The images captured by ALMA, or the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array of telescopes in Chile, provide a new perspective on the moon and its colour palette of yellow, white, orange and red. These colours are due to the sulphurous gases spewing from the moon’s many volcanoes that freeze when they meet the cold temperatures of the icy surface.

Although the idea of a moon covered in volcanoes suggests Io would be a hot celestial body, Io’s surface is always cold at about – 145°c (- 230°F)..

Io’s atmosphere is so faint that it is about a billion times thinner than Earth’s. Previous observations and studies of the moon revealed that this atmosphere is largely comprised of sulphur dioxide gas (SO2).

However, it is not known which process drives the dynamics in Io’s atmosphere. It might be volcanic activity, or gas that has sublimated from the icy surface when Io is in sunlight. Researchers used ALMA to capture images of the moon as it moved into and out of Jupiter’s shadow to understand more about the moon’s atmosphere. When Io passes into Jupiter’s shadow, and is out of direct sunlight, it is too cold for SO2, and it condenses onto Io’s surface. During that time one can only see volcanically-sourced SO2. One can therefore see exactly how much of the atmosphere is impacted by volcanic activity. Then, as soon as Io gets into sunlight, the temperature increases, its atmosphere reforms in about 10 minutes’ time, faster than what models had predicted. However, the researchers’ data show that not all of the SO2 freezes during the temperature drop Io experiences while in Jupiter’s shadow. In fact, ALMA was able to detect global radio SO2 emissions from what the researchers call “stealth volcanoes”, which don’t emit smoke or detected particles, but release the gas into the atmosphere that is warm enough to keep from condensing and freezing.

Scientists are now able to explain these hot processes unfold. The tug of Jupiter, Ganymede and Europa heat the interior of Io, which creates volcanoes that release hot sulphur dioxide gas. Eventually, the gas condenses and freezes in a thick layer of SO2 ice on Io’s surface. That layer is covered over by volcanic dust, which creates Io’s signature colours.

The clarity of the ALMA images revealed distinct plumes of SO and SO2 coming from the volcanoes, contributing between 30% to 50% of the moon’s atmosphere. The scientists also saw potassium chloride gas (KCl), a common component of magma, emerging from the volcanoes. The researchers believe that this suggests that the magma reservoirs differ between volcanoes.

Io is only slightly larger than our moon, but it is very different. What’s more, its environment is unlike anything found on Earth. Beside the volcanoes, Io’s surface is also covered with lakes of molten silicate lava. With such a dramatic landscape, scientists say it would be totally impossible to live there.

Io is caught between Jupiter’s massive gravity and the tug of orbits from the planet’s other moons like Europa and Ganymede, which contributes to the activity on Io. Some of its volcanoes are massive, like Loki Patera, which is 200 kilometres across. The moon is in a tidally locked orbit around Jupiter, meaning that the same side of the moon always faces the planet.

The ALMA images revealed that Io’s atmosphere becomes incredibly unstable when it passes through Jupiter’s massive shadow. This occurs every 42 hours during Io’s orbit around its neighbour.

Future observations and studies will allow researchers to determine the temperature of Io’s lower atmosphere, which remains unknown for now.

Source: CNN.

Les images ALMA d’Io montrent pour la première fois des panaches de dioxyde de soufre (en jaune) s’élevant des volcans. Jupiter est visible en arrière-plan (image de la sonde Cassini). [Source : ALMA, NASA, Space Science Institute]