Des volcans de glace sur une comète ? // Cryovolcanoes on a comet ?

drapeau-francaisOn peut lire sur le site web d’Astronomy Magazine un article très intéressant qui nous apprend que, très probablement, les volcans n’existent pas que sur les lunes et les planètes. La comète 29P / Schwassmann-Wachman, en orbite entre Mars et Jupiter semble montrer les signes d’un volcanisme de glace et émet cette dernière en lieu et place de lave à haute température. Toutefois, au lieu de se cantonner éternellement en un seul lieu, les éruptions se produisent plusieurs fois au même endroit avant de se déplacer vers un autre point dans la croûte de glace de la comète.
La rotation lente de la comète permet à la croûte de s’affaiblir pendant le temps que dure sa journée, tandis que le monoxyde de carbone s’accumule à la surface pendant la nuit. Finalement, l’accumulation de pression sous la surface provoque une éruption. Contrairement à ce qui se passe sur les autres comètes, la «lave» froide de la comète 29P est émise de manière brusque et explosive, et non graduellement. L’éruption cesse d’un seul coup, sans le déclin lent observé sur les autres comètes.
La comète 29P / Schwassmann-Wachman est la plus active de toutes celles qui ont pu être observées. Peu de temps après sa découverte en 1927, la luminosité de la comète commença à changer radicalement. Alors que de nombreuses comètes deviennent de plus en plus lumineuses au fur et à mesure qu’elles se rapprochent du soleil, la 29P a une orbite circulaire presque parfaite et maintient une distance assez constante par rapport à l’étoile. Malgré cette orbite stable, la comète montre des changements remarquables de luminosité, ce qui en fait un objet d’observation passionnant pour les astronomes amateurs.
Les scientifiques cométaires de l’Association Britannique d’Astronomie étudient la comète 29P depuis plus d’une décennie et ils ont identifié 64 éruptions. Leurs recherches ont été publiées dans revue Icarus. Le corps glacé de la comète peut n’avoir que trois à quatre éruptions chaque année, bien que l’on puisse assister à 7 ou 8 événements certaines années. En repérant leur emplacement à la surface de la comète, les scientifiques ont constaté que beaucoup d’éruptions se produisaient dans les mêmes régions. Alors que certaines éruptions réapparaissent après un jour ou deux, d’autres mettent jusqu’à 20 ans pour réapparaître. C’est leur apparition répétée qui a conduit les chercheurs à les considérer comme des événements cryovolcaniques.
Les cryovolcans sont observés sur certaines lunes du système solaire, comme  Europe et Ganymède de Jupiter et la lune Titan de Saturne. Les planètes naines peuvent également les héberger ; Pluton et Cérès ont des caractéristiques qui en font de possibles cryovolcans.
L’activité étrange observée sur la comète 29P peut être due à son cycle jour / nuit qui est inhabituellement long. Contrairement à la plupart des comètes, qui tournent selon des échelles horaires, la 29P effectue une rotation seulement une fois tous les 60 jours terrestres. Pendant la longue nuit de la comète, le matériau a le temps de s’accumuler dans des chambres situées sous la surface. Pendant que la comète effectue une rotation au cours de sa longue journée, le gaz se dilate, et comprime la surface. La pression très forte peut ainsi permettre au gaz d’atteindre la surface, au cours d’un événement semblable à une éruption volcanique. Au lieu de magma à haute température, c’est du gaz très froid qui est émis par la comète. Le matériau ainsi émis se comporte pratiquement comme la cire de paraffine. Après s’être accumulé autour de la fracture éruptive, il finit par la reboucher hermétiquement, jusqu’à la fois suivante où la pression devient suffisamment forte pour affaiblir la surface et provoquer une nouvelle éruption.

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drapeau-anglaisOn the Astronomy Magazine website, one can read a very interesting article that tells us that volcanoes may not just exist on moons and planets. A comet orbiting between Mars and Jupiter seems to have its own signs of icy volcanism, spewing frozen material instead of hot lava. Rather than a single stagnant mound, however, the eruptions come from a single location multiple times before eventually travelling to another point in the icy crust.

The slow rotation of the comet allows the crust to weaken over the course of its day, while carbon monoxide piles up on the surface again during the night. Eventually, the pressure building beneath the surface erupts. Unlike the jets spotted on other comets, the cold ‘lava’ bursts through suddenly and explosively, with no signs of gradual buildup. Once the explosion is complete, it shuts down without the slow decline common to jets.

Comet 29P/Schwassmann-Wachman is the most active of all known comets. Shortly after its 1927 discovery, the comet’s brightness began to dramatically change. While many comets grow brighter as they travel closer to the sun, 29P orbits in an almost-perfect circle, maintaining a fairly consistent distance from the star. Despite its stable orbit, the comet can make remarkable changes in brightness, making it a favorite for amateur astronomers to observe.

Cometary scientists with the British Astronomical Association studied the comet over more than a decade, identifying 64 outbursts. Their research was published in the journal Icarus. The icy body can have as few as three to four outbursts a year, though some years released seven to eight eruptions. By tracking their location over the surface of the comet, the scientists found that many of the eruptions came from the same regions. While some reappeared after a day or so, others took as long as 20 years to reappear. It was their repeated appearance that led the researchers to dub them as cryovolcanic.

Cryovolcanoes may be common on the icy moons of the solar system, including Jupiter’s moons Europa and Ganymede and Saturn’s moon Titan. Dwarf planets may also host them ; both Pluto and Ceres have features identified as possible cryovolcanoes.

The strange activity on Comet 29P may be due to the unusually long day/night cycle. Unlike most comets, which rotate on hourly scales, 29P rotates only about once every 60 Earth-days. During the comet’s long night, material may pool in chambers beneath the surface. When the comet rotates into its long day, the gas expands, flexing the surface. High pressures can help the gas break through the surface, exploding outward in a volcano-like event. Instead of hot magma, frozen gas streams from the comet.

The material gushing forth behaves a lot like paraffin wax. Material around the eruption fissure eventually seals it closed, where it waits until the next time the pressure beneath is strong enough to weaken the surface.

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Image infrarouge (couleurs fausses) de la comète 29P / Schwassmann-Wachman

(Source : NASA)

 

Neige et glace du Groenland // Snow and ice in Greenland

drapeau-francaisCette année encore, nous n’aurons pas de Noël blanc et aucune chute de neige digne de ce nom n’est prévue en France d’ici 2017. Pour compenser, voici quelques photos aériennes du Groenland et de la Mer de Beaufort que j’ai prises en septembre 2016 en me rendant en Alaska. Comme l’ensemble de l’Arctique, le Groenland est en train de fondre et il se pourrait bien que ces images de neige et de glace soient bientôt de lointains souvenirs.

Joyeux Noël!

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drapeau-anglaisThis year again, we will not have a white Christmas and no significant snowfall is expected in France by 2017. To compensate, here are some aerial photos of Greenland and the Beaufort Sea that I took in September 2016 while flying to Alaska. Like the Arctic as a whole, Greenland is melting and these images of snow and ice might soon become distant memories.

Merry Christmas!

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Photos: C. Grandpey

2016: L’Arctique se réchauffe, la glace et la neige diminuent // 2016: The Arctic is warming up, the ice and the snow are melting

drapeau-francaisSelon le Bulletin Annuel de l’Arctique (Artic Report Card) publié le 13 décembre 2016, la fonte de l’Arctique a connu une évolution sans précédent au cours de l’année écoulée. Le Bulletin, présenté par la NOAA à la conférence de l’American Geophysical Union à San Francisco, a mis en avant les changements rapides observés dans cette région du globe en 2016 où plusieurs records ont été battus. Le Bulletin de l’Arctique est publié par la NOAA depuis 2006. Il rassemble les données fournies par 61 scientifiques de 11 pays. Plusieurs nouveaux records ou quasi-records ont été enregistrés en 2016, et la tendance générale s’oriente vers un cycle d’accélération du réchauffement dans une région où la température augmente déjà deux fois plus vite que sur le reste de la planète. Le Bulletin de cette année montre clairement un  réchauffement plus prononcé et d’une durée plus longue que les années précédentes. Les températures de l’air et de la surface de la mer sont plus élevées, la glace de mer se fait plus rare et est plus fragile, tandis que les eaux océaniques absorbent plus de carbone, ce qui modifie leur composition chimique en les faisant devenir plus acides. La toundra se réchauffe elle aussi et envoie maintenant dans l’atmosphère plus de carbone qu’elle en absorbe.

Mois après mois, l’étendue moyenne de la glace de mer bat de nouveaux records de faiblesse. La surface couverte en septembre est la deuxième plus faible depuis que sont effectuées les observations satellitaires. Le gel automnal a été très lent, avec des niveaux record entre la mi-octobre et la fin novembre. La glace vieille de plusieurs années (qui subsiste en permanence) ne représentait que 22% de la masse totale cette année, alors que ce pourcentage était de 45% en 1985.

La température moyenne de l’air sur terre en 2016 a été la plus élevée jamais enregistrée et de 6,3 degrés supérieure aux relevés de 1900. La température à la surface des mers des Tchouktches et de Barents et sur les côtes est et ouest du Groenland a grimpé à 9 degrés au-dessus des moyennes de 2010.

La couverture de neige au printemps dans l’Arctique nord-américain a atteint un niveau record et, en mai, se situait en dessous de 3,8 millions de kilomètres carrés pour la première fois depuis que le début des observations satellitaires il y a 50 ans.

Au fur et à mesure que l’Arctique se réchauffe et que la différence de température entre cette région et le reste du monde diminue, les vents du jet stream – qui soufflent d’ouest en est – ralentissent et se mettent à onduler. Cela a probablement affecté la météo plus au sud cette année. Cette ondulation du jet stream – qui fait remonter vers le nord  l’air plus chaud et l’humidité du sud – pourrait perpétuer le cycle.

En conséquence, il faut s’attendre à la mise en place d’un nouveau régime climatique et écologique dans l’Arctique au cours des années à venir. Un changement semblable s’est produit en 2007, année où la glace de mer pendant l’été a brillé par son absence. L’événement le plus remarquable de l’année écoulée a été le réchauffement observé à l’automne. Les observations du passé se sont concentrées sur l’été. Aujourd’hui, on observe un déplacement du réchauffement persistant vers les mois d’hiver.

Le Bulletin de l’Arctique de cette année est publié alors que des menaces planent sur la climatologie. Malgré cet environnement politique, les climatologues continueront à diffuser le Bulletin Annuel de l’Arctique et les données scientifiques qui s’y rattachent, y compris les observations de la NASA, même si un conseiller de Donald Trump voudrait empêcher cette administration de poursuivre les recherches sur le changement climatique.

Voici une illustration du bulletin de l’Arctique 2016.
Https://youtu.be/G0rp6-BEur8

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drapeau-anglaisAccording to the annual Arctic Report Card released on December 13th 2016, during 2016, the meltdown of the Arctic proceeded at an unprecedented clip over the past year. The Report Card, presented by the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) at the American Geophysical Union conference in San Francisco, documented rapid changes in the region in 2016, including several records. The Arctic Report Card is an annual, peer-reviewed summary that has been issued by NOAA since 2006. This year’s report gathers information from 61 scientists across 11 nations. Several new records or near-records were posted in 2016, and the overall trend is feeding into a cycle that is speeding warming in a region already heating up at twice the global pace. The Report Card this year clearly shows a stronger and more pronounced signal of persistent warming than in any previous year. Air and sea-surface temperatures are higher, sea ice is sparser and more fragile and ocean waters are absorbing more carbon, changing their chemistry to more acidic levels, while warming tundra is now expelling more carbon that it is drawing in from the atmosphere.

Month after month, average sea-ice extent hit new lows. The minimum extent reached in September tied for the second-lowest extent on the satellite record, and freeze-up after that was slow, with record-low fall levels persisting from mid-October to late November. Thick multiyear ice made up only 22 percent of the pack this year, compared to 45 percent of the 1985 ice cover.

The average air temperature over land in 2016 was the highest on record and 6.3 degrees warmer than in 1900. August sea-surface temperatures in the Chukchi and Barents seas and off the east and west coasts of Greenland soared to levels 9 degrees above the 1982-2010 average for those regions.

Spring snow cover in the North American Arctic hit a record low, and in May dropped below 1.5 million square miles for the first time since satellite observations began five decades ago.

As the Arctic warms and the temperature difference between it and the rest of the world diminishes, the jet stream winds that blow from west to east are slowed and become wavy and meandering. That has likely skewed southern weather this year. And wavy jet streams that pull more warm southern air and moisture into the north could be perpetuating the cycle.

As a consequence, another big shift into a new Arctic ecological regime is to be expected in the coming years. A previous big shift happened in 2007, when summer sea ice hit what was then a record low. The striking development of the past year was the big warmup in the fall. Past stories have focused on the summer. Now we are seeing the persistent warming carrying over into the winter months.

This year’s Arctic Report Card comes amid new threats to climate science. Despite that political environment, climate scientists plan to continue the Report Card and the science that goes into it, including observations from NASA, an agency where at least one Trump adviser wants to halt climate-change research.

Here is an illustration of the Arctic Report Card 2016.

https://youtu.be/G0rp6-BEur8

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Photo: C. Grandpey

 

La fonte de l’Antarctique (suite) // The melting of Antarctica (continued)

drapeau-francaisUn article paru dans le journal belge Le Soir nous apprend que des chercheurs de l’Université Libre de Bruxelles (ULB) ont découvert d’immenses lacs gelés sous la couche de glace de l’Antarctique. Ils minent la résistance de la calotte glaciaire qui pourrait s’effondrer et provoquer un immense tsunami. Les résultats des explorations ont été publiés dans le dernier numéro de Nature Climate Change.

Les scientifiques ont découvert un immense cratère sous la plateforme de glace Roi Baudouin, une immense étendue de glace au nord-est de l’Antarctique. En janvier 2016, ils se sont rendus physiquement dans le cratère et ont découvert qu’il s’agit d’un lac affaissé dont l’eau s’échappe vers l’océan par l’intermédiaire d’un « moulin », terme employé par les glaciologues pour désigner un puits de fonte dans la glace. L’eau d’un moulin ressort souvent à la base d’un glacier ou de la banquise, et finit parfois sa course dans la mer, comme c’est le cas au Groenland. Dans le cas d’un glacier, l’eau peut lubrifier sa base et accélérer son mouvement, voire son vêlage si le glacier arrive dans la mer.

La découverte de moulins en Antarctique a surpris les chercheurs car la plupart sont observés au Groenland. De plus, les chercheurs ont découvert de nombreux lacs cachés sous la surface de la glace, alimentés par des eaux de fonte. Certains mesurent plusieurs kilomètres. Sur des images vidéo prises sous l’eau, on voit clairement qu’une grande quantité d’eau de fonte est présente dans la région.

L’article s’accompagne d’une petite vidéo montrant les moulins de fonte :

http://mobile.lesoir.be/1390347/article/actualite/sciences-et-sante/2016-12-12/un-cratere-geant-menace-l-antarctique

Merci à S. Chermette (80 Jours Voyages) de m’avoir communiqué cette information.

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drapeau-anglaisAn article in the Belgian newspaper Le Soir tells us that researchers at the Université Libre de Bruxelles (ULB) have discovered huge frozen lakes under the ice of Antarctica. They undermine the resistance of the ice cap which could collapse and cause a huge tsunami. The results of the explorations were published in the latest issue of Nature Climate Change.
The scientists discovered a huge crater beneath the Roi Baudoin ice platform, an immense expanse of ice in northeastern Antarctica. They visited the crater in January 2016 and discovered that it was a collapsed lake whose water escaped to the ocean through a « moulin » or glacier mill, a French term used by glaciologists to designate the escape of melting water through the ice. Water from a moulin often exits the glacier at base level, sometimes into the sea. Water from moulins may help lubricate the base of the glacier, affecting glacial motion.

This discovery surprised the researchers because most of the mills are observed in Greenland. In addition, researchers have discovered many lakes hidden under the surface of the ice, fed by meltwater. Some measure several kilometers. On video images taken underwater, it is clear that a large amount of meltwater is present in the area.
The article is accompanied by a short video showing the mills:
http://mobile.lesoir.be/1390347/article/actualite/sciences-et-sante/2016-12-12/un-cratere-geant-menace-l-antarctique

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Exemple de moulin sur un glacier (Crédit photo: Wikipedia)