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Exploration des lunes de Jupiter // Exploration of Jupiter’s moons

Le 15 décembre 2022, Juno, un vaisseau spatial lancé par la NASA, a survolé Io la lune de Jupiter; c’est l’endroit le plus volcanique du système solaire. Ce survol est l’un des neuf survols d’Io qui seront effectués par Juno au cours des 18 prochains mois. Deux de ces missions auront lieu à une distance de 1 500 kilomètres de la surface d’Io.
Juno a capturé une vue infrarouge d’Io le 5 juillet à une distance de 80 000 kilomètres. Les points les plus brillants sur cette image correspondent aux températures les plus chaudes sur Io qui héberge des centaines de volcans dont certains peuvent envoyer des fontaines de lave à des dizaines de kilomètres de hauteur.
Les scientifiques utiliseront les observations de Juno sur Io pour en savoir plus sur cet ensemble de volcans et sur la manière dont ses éruptions interagissent avec Jupiter. En effet, la lune est constamment soumise à l’attraction gravitationnelle de Jupiter.
Juno a capturé une nouvelle image du cyclone le plus au nord sur Jupiter le 29 septembre 2022. L’atmosphère de Jupiter est dominée par des centaines de cyclones, et beaucoup se regroupent aux pôles de la planète.
Juno est en orbite autour de Jupiter depuis 2016; sa mission est de découvrir de nouveaux détails sur la planète et le vaisseau spatial effectue des survols des lunes de Jupiter pendant l’extension de sa mission qui a commencé en 2021 et devrait durer jusqu’à la fin de 2025.
Juno a survolé la lune de Jupiter Ganymède en 2021, puis Europe début 2022. Le vaisseau spatial a utilisé ses instruments pour pénétrer sous la croûte glacée des deux lunes et a recueilli des données sur l’intérieur d’Europe où l’on pense qu’existe un océan salé. La carapace de glace qui recouvre la surface d’Europe a une épaisseur comprise entre 16 et 24 kilomètres, et l’océan sur lequel elle se trouve a probablement une profondeur entre 64 et 161 kilomètres.
Les données et les images récoltées par Juno pourraient faciliter la tâche de deux missions d’exploration des lunes de Jupiter au cours des deux prochaines années : la mission JUpiter ICy moons Explorer de l’Agence spatiale européenne et la mission Europa Clipper de la NASA.
La première mission, dont le lancement est prévu en avril 2023, passera trois ans à explorer Jupiter et trois de ses lunes recouvertes de glace : Ganymède, Callisto et Europe. On pense que les trois lunes ont des océans sous leurs carapaces de glace, et les scientifiques veulent savoir si l’océan de Ganymède est potentiellement habitable. La mission Europa Clipper sera lancée en 2024 pour effectuer une série de 50 survols autour de cette lune après son arrivée en 2030. Passant d’une altitude de 2 736 kilomètres à seulement 26 kilomètres au-dessus de la surface de la lune, Europa Clipper pourrait être en mesure d’aider les scientifiques à déterminer si un l’océan intérieur existe vraiment et si la vie serait possible sur cette lune.
Source : NASA, CNN.

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On December 15th, 2022, a NASA spacecraft Juno flew by Jupiter’s moon Io, the most volcanic place inthe the solar system. It was one of nine flybys of Io made by Juno over the next year and a half. Two of the encounters will be from a distance of 1,500 kilometers away from the moon’s surface.

Juno captured a glowing infrared view of Io on July 5th from a distance of 80,000 kilometers. The brightest spots in that image correspond with the hottest temperatures on Io, which is home to hundreds of volcanoes, some of which can send lava fountains tens of kilometers high.

Scientists will use Juno’s observations of Io to learn more about that network of volcanoes and how its eruptions interact with Jupiter. The moon is constantly tugged by Jupiter’s massive gravitational pull.

Juno recently captured a new image of Jupiter’s northernmost cyclone on September 29th, 2022. Jupiter’s atmosphere is dominated by hundreds of cyclones, and many cluster at the planet’s poles.

The Juno spacecraft has been orbiting Jupiter since 2016 to uncover new details about the planet and is focused on performing flybys of Jupiter’s moons during the extended part of its mission, which began in 2021 and is expected to last through the end of 2025.

Juno flew by Jupiter’s moon Ganymede in 2021, followed by Europa earlier in 2022. The spacecraft used its instruments to look beneath the icy crust of both moons and gathered data about Europa’s interior, where a salty ocean is thought to exist. The ice shell that makes up Europa’s surface is between 16 and 24 kilometers thick, and the ocean it likely sits atop is estimated to be 64 to 161 kilometers deep.

The data and images captured by Juno could help inform two separate missions heading to Jupiter’s moons in the next two years: the European Space Agency’s JUpiter ICy moons Explorer, and NASA’s Europa Clipper mission.

The first mission, expected to launch in April 2023, will spend three years exploring Jupiter and three of its icy moons : Ganymede, Callisto and Europa. All three moons are thought to have oceans beneath their ice-covered crusts, and scientists want to know whether Ganymede’s ocean is potentially habitable. Europa Clipper will launch in 2024 to perform a dedicated series of 50 flybys around this moon after arriving in 2030. Eventually transitioning from an altitude of 2,736 kilometers to just 26 kilometers above the moon’s surface, Europa Clipper may be able to help scientists determine whether an interior ocean truly exists there and if the moon could support life.

Source: NASA, CNN.

Image infrarouge de Io capturée par Juno en juillet 2022 depuis une distance de 80 000 kilomètres. Le taches jaunes sont les zones de très haute température (Source: NASA)

Aurores polaires de Jupiter photographiées par le télescope spatial Hubble alors que le vaisseau spatial Juno s’apprêtait à entrer en orbite autour de Jupiter (Source: NASA)

Le Polarstern et l’expédition MOSAiC en 2020

A plusieurs reprises sur ce blog (12 mai, 4 juin 22 août 2020) , j’ai expliqué la finalité de la mission MOSAiC – Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate – dans l’Arctique. 300 scientifiques en provenance de 20 pays et 70 instituts de recherche se sont relayés en 2020 à bord du Polarstern, un brise-glace de recherche allemand qui a pris la direction du Pôle Nord. Le navire a ensuite coupé les moteurs au coeur de la banquise et s’est laissé dériver au gré des courants arctiques. Le but de l’expédition était de comprendre l’impact de l’homme sur la planète. En effet, la banquise arctique a perdu 30% de sa superficie depuis les années 1980, un indicateur évident du réchauffement climatique.

Je vous conseille vivement de regarder en replay sur la chaîne de télévision France 5 , dans le cadre de Science grand format, l’excellent documentaire qui retrace le déroulement de l’expédition. Intitulé « Expédition Arctique : au coeur du réchauffement climatique », d’une durée de 89 minutes, il montre les scientifiques sur le terrain, leurs travaux et leur ressenti. Le vous recommande de porter une attention particulière à la conclusion du document.

https://www.france.tv/france-5/science-grand-format/2874157-expedition-arctique-au-coeur-du-rechauffement-climatique.html

Vue du Polarstern (Source: Alfred Wegener Institute)

Glace de mer dans l’Arctique (Photo: C. Grandpey)

Attention aux fausses informations! // Beware of fake news!

La calotte glaciaire du Groenland continue de fondre et il faut se méfier de certains médias qui affirment que la calotte glaciaire du Groenland est en train de se rétablir et que la fonte était due à un « réchauffement naturel ». Cet article véhiculant des informations erronées a été publié sur le site The Daily Skeptic il y a quelques semaines, mais tout est faux. La calotte glaciaire du Groenland continue de perdre de la glace. Tous les chercheurs s’accordent à dire que ce processus est provoqué par le réchauffement climatique, lui-même causé par les émissions de gaz à effet de serre. Selon la NOAA, la calotte glaciaire du Groenland a perdu de la masse chaque année depuis 1998, exposant des terres auparavant couvertes et contribuant à l’élévation du niveau de la mer. La NASA ajoute que ces pertes se sont élevées en moyenne à environ 273 milliards de tonnes de glace par an depuis 2002.
Ce document accéléré montre la fonte de la calotte glaciaire du Groenland entre 2002 et 2020 :
https://youtu.be/sK4qz-h8o1M

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The Greenland ice sheet keeps melting and one should not take into account some media claims that the Greenland ice sheet is recovering and that previous melting was caused by « natural warming. » This fake news article was published on the website The Daily Sceptic a few weeks ago, but it’s all wrong. The ice sheet continues to lose ice. All researchers agree that this process is driven by warming caused by greenhouse gas emissions. According to NOAA, the Greenland ice sheet has lost mass every year since 1998, exposing previously covered land and contributing to global sea level rise. NASA adds that these losses have averaged around 273 billion tons of ice per year since 2002.

This timelapse document shows the melting of the Greenland ice sheet between 2002 and 2020:

https://youtu.be/sK4qz-h8o1M

Photo: C. Grandpey

L’albédo // Albedo

Quand j’aborde le réchauffement climatique dans l’Arctique, je fais souvent référence à l’albédo qui joue un rôle très important dans la hausse des températures. Plusieurs visiteurs de mon blog m’ont demandé des explications sur ce phénomène.

Pour faire simple, on peut dire que l’albédo – ou albedo – est la fraction de l’énergie solaire qui est renvoyée vers l’atmosphère. Le mot est emprunté au latin albedo signifiant « blancheur. »

L’albédo permet de calculer, grâce à un facteur entre 0 et 100, le rayonnement solaire réfléchi par une surface, 0 correspondant à une surface absorbant tous les rayons, et 100 à une surface renvoyant tous les rayons. Plus le rayonnement absorbé par la surface est important et moins il est réfléchi, plus la surface chauffe. Les objets noirs ont une valeur albédo faible; ils absorbent donc une grosse partie des rayons du soleil et se réchauffent fortement. Les objets blancs ont un albédo élevé et réfléchissent les rayons du soleil beaucoup plus fortement, de sorte qu’ils se réchauffent moins rapidement.

La banquise a un albédo proche de 100; elle peut renvoyer jusqu’à 70 % de l’énergie solaire pour la glace nue, voire 90 % quand elle est couverte de neige fraîche, quand l’océan n’en renvoie que 10 %. Cela signifie que la fonte de la glace de mer a un effet négatif, puisque l’eau absorbe alors plus l’énergie solaire que la glace, et que sa surface se réchauffe plus vite, accroissant encore la fonte de la glace dans une boucle de rétroaction positive. L’atténuation de l’albédo accélère ainsi encore le réchauffement dans les régions polaires.

On a beaucoup accusé les particules de carbone noir d’être responsables de la chute de l’albédo dans l’Arctique, mais les dernières études montrent que leur impact n’est pas aussi significatif qu’on le pensait. Les mesures satellitaires montrent une baisse de l’albédo dans le secteur arctique estimée à -1,2 à -1,5 % par décennie entre mars et septembre sur la période entre 1982 et 2014. Néanmoins, dans cette tendance, la part des dépôts de carbone noir est mal connue. La conclusion d’une étude effectuée en 2017 (voir ma note du 16 juillet 2017) était que le risque d’intensification des feux de forêts, et donc de la fonte du Groenland, doit être pris au sérieux, même si la relation entre les deux phénomènes est à peine prouvée à ce stade. Pour les auteurs de cette étude, le réchauffement de la température atmosphérique et de l’océan restait la principale cause de la fonte du Groenland, plus que les particules de carbone noir en provenance des feux de forêts.

Les auteurs d’une nouvelle étude parue dans les Proceedings de l’Académie Nationale des Sciences le 11 novembre 2019 ont pu déterminer quels étaient les principaux acteurs responsables de la diminution de l’albédo. Grâce à de multiples jeux de données et à un modèle couplant climat et chimie, ils ont pu exclure l’effet associé aux dépôts de noir de carbone. Cet effet a été jugé « marginal ». Au final, les données montrent que c’est la réduction de la couverture neigeuse – sur les continents et sur la glace – qui a joué le rôle le plus important. Ce recul fait suite à la hausse de la température et à la raréfaction des précipitations neigeuses. Il expliquerait 70 % de la baisse de l’albédo. Les 30 % restant seraient le résultat du recul de la banquise arctique et de la diminution de son épaisseur.

Les glaciers de l’Arctique, et du Groenland en particulier, ne sont toutefois pas les seuls à recevoir la suie des feux de forêt. Les glaciers de l’Himalaya et du Plateau Tibétain fondent eux aussi plus rapidement à cause des nuages ​​de suie provenant des gaz d’échappement des véhicules diesel et des feux d’écobuage, essentiellement en Inde. On trouve des concentrations de carbone noir dans l’Himalaya, un univers censé être vierge et d’une grande pureté.
L’Inde et la Chine produisent environ un tiers du carbone noir dans le monde, et les deux pays tardent à prendre des mesures. La réduction des émissions de carbone noir serait relativement peu coûteuse et aiderait à réduire sensiblement le réchauffement climatique.
En fait, les gouvernements indien et chinois sont réticents à proposer des plans visant à réduire les émissions de carbone noir parce qu’ils veulent que l’attention reste concentrée sur les pays riches qui, selon eux, doivent tout d’abord réduire leurs émissions de dioxyde de carbone.

C’est anecdotiques, mais voivi un exemple de la faculté du blanc à renvoyer la lumière et celle du noir à l’absorber. Dans les années 1960, une équipe de coureurs cyclistes professionnels était sponsorisée par la marque Peugeot. Les maillots avaient des damiers noirs et blancs et la marque était écrite en grosses lettres noires. Je me souveins qu’un soir d’étape du Tour de France, un des coureurs de l’équipe s’est mis torse nu et le nom de la marque était inscrit sur la peau de son dos!

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When I talk about global warming in the Arctic, I often refer to the albedo, which plays a very important role in rising temperatures. Several visitors to my blog have asked me for an explanation of this phenomenon.

Simply put, we can say that the albedo is the fraction of solar energy that is sent back to the atmosphere. The word is borrowed from the Latin albedo meaning « whiteness. »

The albedo makes it possible to calculate, thanks to a factor between 0 and 100, the solar radiation reflected by a surface, 0 corresponding to a surface absorbing all the rays, and 100 to a surface sending back all the rays. The more radiation absorbed by the surface and the less it is reflected, the more the surface heats up. Black objects have a low albedo value and therefore absorb a large part of the sun’s rays and heat up strongly. White objects have a high albedo and reflect the sun’s rays much more strongly, so they heat up less quickly.

The ice sheet has an albedo close to 100; it can reflect up to 70% of solar energy for bare ice, even 90% when it is covered with fresh snow, whereas the ocean only reflects 10%. This means that the melting of the sea ice has a negative effect, since the water then absorbs more solar energy than the ice, and its surface heats up faster, further increasing the melting of the sea ice in a positive feedback loop. The attenuation of the albedo thus further accelerates warming in the polar regions.

Black carbon particles have been widely blamed for the drop in albedo in the Arctic, but the latest studies show that their impact is not as significant as previously thought. Satellite measurements show a drop in albedo in the Arctic sector estimated at -1.2 to -1.5% per decade between March and September over the period between 1982 and 2014. Nevertheless, in this trend, the share of black carbon deposits is poorly understood. The conclusion of a study carried out in 2017 (see my post of July 16th, 2017) was that the risk of intensification of forest fires, and therefore of the melting of Greenland, must be taken seriously, even if the relationship between the two phenomena is barely proven at this stage. For the authors of this study, the warming of the atmospheric and ocean temperature remained the main cause of the melting of Greenland, more than the black carbon particles from the forest fires.

The authors of a new study published in the Proceedings of the National Academy of Sciences on November 11th, 2019 were able to determine which were the main players responsible for the decrease in albedo. Thanks to multiple datasets and a model combining climate and chemistry, they were able to exclude the effect associated with carbon black deposits. This effect was considered « marginal ». In the end, the data shows that it was the reduction in snow cover – on the continents and on the ice – that played the most important role. This decline follows the rise in temperature and the scarcity of snowfall. It would explain 70% of the drop in albedo. The remaining 30% would be the result of the retreat of the Arctic sea ice and the reduction in its thickness.

The glaciers of the Arctic, and of Greenland in particular, however, are not the only ones to receive soot from forest fires. Glaciers in the Himalayas and Tibetan Plateau are also melting faster due to soot clouds from diesel vehicle exhausts and burning fires, mostly in India. Concentrations of black carbon are found in the Himalayas, a universe believed to be pristine and of high purity.
India and China produce around a third of the world’s black carbon, and both countries are slow to take action. Reducing black carbon emissions would be relatively inexpensive and would help significantly reduce global warming.
In fact, the Indian and Chinese governments are reluctant to come up with plans to cut black carbon emissions because they want attention to remain focused on rich countries which they say must cut emissions first. of carbon dioxide.

Valeurs de l’albédo selon les surfaces (Source: Futura-Sciences)

La surface blanche immaculée du Groenland favorise l’albédo (Photo: C. Grandpey)