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Champs Phlégréens (Italie) : nouvelle méthode de surveillance thermique depuis l’espace // Campi Flegrei (Italy) : new method of thermal monitoring from space

Une étude menée par des chercheurs de l’INGV propose l’utilisation des  données thermiques fournies par la Station spatiale internationale (ISS) pour alerter sur la sismicité dans les Champs Phlégréens.
Les Champs Phlégréens sont l’une des zones volcaniques les plus actives au monde et, ces dernières années, leur sismicité a considérablement augmenté. L’étude de l’INGV a été publiée dans la revue Remote Sensing Letters. Elle est intitulée « Un nouvel algorithme de surveillance thermique utilisant les séries temporelles ECOSTRESS : le cas des Champs Phlégréens, à Naples, en Italie ». L’étude décrit une méthode d’analyse des images thermiques prises par l’ISS capable de détecter les variations de température significatives précédant les séismes les plus intenses dans cette région.
La méthode utilise les données collectées par ECOSTRESS, un capteur du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA installé à bord de l’ISS. Cet outil estime la température de surface avec une haute résolution spatiale d’environ 70 m au cours de passages fréquents au-dessus de la même zone pendant environ trois jours.
Les scientifiques ont généré deux séries historiques de températures extraites d’images thermiques de deux zones de la Solfatare entre 2021 et 2024. La différence de température entre les deux zones a été analysée avec deux méthodes statistiques distinctes, permettant de comparer les anomalies détectées aux principaux événements sismiques enregistrés dans la zone.

Vues de la Solfatara (Photos: C. Grandpey)

Un chercheur de l’INGV et co-auteur de l’étude a déclaré : « Nous avons détecté des variations de température anormales dans la Solfatare ayant précédé certains séismes de plus grande intensité, avec une anticipation allant de quelques jours à quelques semaines.» Par exemple, le 17 mai 2024, une augmentation de température de 5°C a précédé de trois jours un séisme de magnitude M4,4. S’agissant de l’événement de magnitude M4,2 du 27 septembre 2023, l’augmentation de température observée le 21 septembre a dépassé 7°C. La deuxième méthode statistique a également mis en évidence des anomalies de température pour ces deux événements apparus respectivement le 12 avril 2024 et le 6 septembre 2023. De plus, la valeur moyenne de l’écart de température a augmenté ces dernières années, en parallèle avec la hausse d’autres signaux déjà observés dans la région, tels que l’élévation du sol provoquée par le bradyséisme et les émissions de dioxyde de carbone.
Les anomalies de température mises en évidence par deux analyses statistiques différentes conforte les chercheurs dans l’idée qu’il existe un lien possible entre la fluctuation de la température de surface et l’activité sismique de la région.
L’étude complète peut être consultée en cliquant sur ce lien :
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/2150704X.2025.2459213

À mon avis, cette étude est intéressante dans la mesure où la technique utilisée permettrait d’anticiper les séismesdans les Champs Phlégréens. Cependant, elle ne donne aucune indication sur la magnitude des séismes prévus et n’indique donc pas aux autorités compétentes si des mesures doivent être prises pour assurer la sécurité de la population.

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A study conducted by researchers at INGV suggests the use of thermal data from the International Space Station in seismic alerting of the Phlegraean area

The Campi Flegrei are one of the most active volcanic areas in the world and, in recent years, their seismicity has increased significantly. The INGV study was published in the magazine Remote Sensing Letters. It is entitled “A novel algorithm for thermal monitoring using ECOSTRESS time series : the case of Campi Flegrei, Naples, Italy”. It describes a method of analysis of thermal images taken by the International Space Station (ISS) capable of detecting significant temperature variations that precede the most intense earthquakes in the Phlegraean area.

The method uses the data collected by the tool ECOSTRESS, a NASA-Jet Propulsion Laboratory (JPL) sensor installed on the ISS, which estimates surface temperature with a high spatial resolution of about 70 m and frequent passes over the same area around three days.

Scientists have generated two historical temperature series extracted from thermal images of two areas of the Solfatara between 2021 and 2024. The temperature difference between the two areas was analyzed with two distinct statistical methods, allowing the detected anomalies to be compared with the main seismic events recorded in the area.

An INGV researcher and first author of the article said : « We have detected anomalous temperature variations in the Solfatara emission zone that preceded some earthquakes of greater intensity, with an advance ranging from a few days to a few weeks. » For example, on May 17, 2024, a temperature increase of 5°C anticipated an M4.4 earthquake by three days. For the M4.2 event on September 27, 2023, the temperature increase observed on September 21 exceeded 7°C. The second statistical method also highlighted temperature anomalies for these two events that appeared on April 12, 2024 and September 6, 2023, respectively. Furthermore, the average value of the temperature difference has increased in recent years, consistently with the increase in other signals already observed in the area, such as ground rise with bradyseism and carbon dioxide emissions.

The temperature anomalies highlighted through two different statistical analyses make researchers more confident about the possible link between the surface temperature fluctuation and the seismic activity of the area.

The whole study can be found by clicking on this link :

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/2150704X.2025.2459213

Le méthane, un poison pour le climat (2ème partie) // Methane, a poison for the climate (part 2)

À l’aide de l’EMIT (Earth Surface Mineral Dust Source Investigation), un outil conçu pour étudier l’impact de la poussière sur le climat, les scientifiques de la NASA ont identifié plus de 50 sites émetteurs de méthane dans le monde. Cette technologie pourrait aider à lutter contre le puissant gaz à effet de serre. Depuis son installation en juillet 2022 à bord de la Station spatiale internationale, l’outil a détecté des « super-émetteurs » de méthane en Asie centrale, au Moyen-Orient et dans le sud-ouest des États-Unis.
Les sites émetteurs de méthane nouvellement détectés – certains déjà connus et d’autres récemment découverts – comprennent de vastes installations pétrolières et gazières et de grands sites d’enfouissement des ordures. L’instrument de la NASA permettra de localiser les super-émetteurs de méthane afin que ces émissions puissent être stoppées à la source.
Effectuant une rotation autour de la Terre toutes les 90 minutes à bord de la Station spatiale à quelque 400 km d’altitude, l’EMIT est capable de scanner de vastes étendues de la planète sur des dizaines de kilomètres, avec la capacité de se concentrer sur des zones de la taille d’un terrain de football.
L’instrument, baptisé « spectromètre imageur », a été conçu principalement pour identifier la composition minérale de la poussière envoyée dans l’atmosphère terrestre par les déserts et d’autres régions arides, mais il s’est avéré apte à détecter d’importantes émissions de méthane.
Parmi les super-émetteurs de méthane nouvellement imagés, on relève un groupe de 12 panaches provenant d’infrastructures pétrolières et gazières au Turkménistan. Certains panaches s’étirent sur plus de 32 km. Les scientifiques estiment qu’ensemble des panaches du Turkménistan envoient dans l’atmosphère du méthane à raison de 50 400 kg par heure. C’est du même ordre que le débit de pointe du champ gazier d’Aliso Canyon en 2015 près de Los Angeles, qui est l’un des plus grands rejets accidentels de méthane de l’histoire des États-Unis.
Deux autres grands émetteurs sont un champ pétrolifère au Nouveau-Mexique et un complexe de traitement des déchets en Iran. Ils émettent ensemble près de 29 000 kg de méthane par heure. Le panache de méthane au sud de Téhéran mesure au moins 4,8 km de long. Aucun des deux sites n’était auparavant connu des scientifiques.
Source : Al Jazeera et agences de presse.

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Using the Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT), a tool designed to study how dust affects climate, NASA scientists have identified more than 50 methane-emitting hotspots around the world, a development that could help combat the potent greenhouse gas. Since the tool was installed in July onboard the International Space Station it has detected methane “super-emitters” in Central Asia, the Middle East and the southwestern United States.

The newly measured methane hotspots – some previously known and others just discovered – include sprawling oil and gas facilities and large landfill sites. NASA’s instrument will help “pinpoint” methane super-emitters so that such emissions can be stopped “at the source”.

Circling Earth every 90 minutes from its perch onboard the space station some 400km high, EMIT is able to scan vast tracts of the planet dozens of kilometres across while also focusing in on areas as small as a football field.

The instrument, called an imaging spectrometer, was built primarily to identify the mineral composition of dust blown into Earth’s atmosphere from deserts and other arid regions, but it has proven adept at detecting large methane emissions.

Examples of the newly-imaged methane super-emitters include a cluster of 12 plumes from oil and gas infrastructure in Turkmenistan, some plumes stretching more than 32 km. Scientists estimate the Turkmenistan plumes collectively spew methane at a rate of 50,400 kg per hour, rivalling the peak flow from the 2015 Aliso Canyon gas field blowout near Los Angeles that ranks as one of the largest accidental methane releases in US history.

Two other large emitters were an oilfield in New Mexico and a waste-processing complex in Iran, emitting nearly 29,000 kg of methane per hour combined. The methane plume south of the Iranian capital Tehran was at least 4.8 km long. Neither site were previously known to scientists.

Source: Al Jazeera and news agencies.

Image d’une source de méthane obtenue avec l’EMIT (Source: NASA)

Une coulée de lave de 75 km ! // A 75-kilometer-long lava flow !

La NASA a réussi à capturer dans sa totalité le Carrizozo Malpaís, une formation de lave longue de… 75 kilomètres. Sa largeur varie de 1 kilomètre dans sa partie la plus étroite à 5 kilomètres au niveau des extrémités. L’Administration a dû assembler quatre clichés pour capturer la coulée dans toute son ampleur. Les photos ont été réalisées depuis la Station spatiale internationale (ISS). Sur le montage final, on peut voir le Carrizozo Malpaís, une grande coulée de lave basaltique au Nouveau-Mexique.

Les différents clichés, pris le 30 juin 2022, couvrent les quelque 33.700 hectares et 75 kilomètres de long de la formation. Selon l’USGS, cette coulée de lave, en plein cœur du désert de Chihuahua, a été produite en une seule fois par une éruption il y a environ 5200 ans; elle aurait duré entre 20 et 30 ans. La source est un cône de 27 mètres de hauteur que les locaux appellent «Little Black Peak. Il est l’un des points culminants d’un volcan bouclier aujourd’hui inactif. L’USGS explique que « la coulée est l’une des plus longues connues à avoir surgi sur Terre au cours des 10 000 dernières années. » Sa composition lui a permis d’avancer facilement dans le Tularosa Basin. Une autre coulée, moins visible dans le paysage, a été émise par le Broken Back Crater au nord.

Connu depuis longtemps, le Carrizozo Malpaís n’avait pas pu être capturé dans sa totalité et en détail. Les derniers clichés constituent les images aériennes les plus détaillées jamais prises de la coulée de lave. Contrairement à ce que l’on pourrait penser en regardant la couleur très sombre de la lave, elle n’est pas dépourvue de vie. Un certain nombre d’espèces de plantes, caractéristiques des milieux désertiques, comme le figuier de Barbarie ou encore le genévrier, ont élu domicile sur la coulée.

Source: NASA.

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NASA has managed to capture the Carrizozo Malpaís in its entirety, a lava formation 75 kilometers long. Its width varies from 1 kilometer in its narrowest part to 5 kilometers at the extremities. The Administration had to put together four shots to capture the full extent of the flow. The photos were taken from the International Space Station (ISS). On the final montage, one can see the Carrizozo Malpaís, a large basaltic lava flow in New Mexico.
The various shots, taken on June 30th, 2022, cover the approximately 33,700 hectares and 75 kilometers long of the formation. According to USGS, this lava flow, in the heart of the Chihuahua Desert, was produced in one go by an eruption about 5200 years ago; it probably lasted between 20 and 30 years. The source was a 27 meter tall cone that locals call “Little Black Peak. It is one of the highest points of a now inactive shield volcano. USGS explains that « the flow is one of the longest known on Earth in the past 10,000 years. » Its composition allowed it to easily advance in the Tularosa Basin. Another flow, less visible in the landscape, was emitted from the Broken Back Crater to the north.
Known for a long time, the Carrizozo Malpaís could not be captured in its entirety and in detail. The latest snaps are the most detailed aerial images ever taken of the lava flow. Contrary to what one might think looking at the very dark color of the lava, it is not devoid of life. A number of plant species, characteristic of desert environments, such as the prickly pear or even the juniper, have taken up residence on the lava flow.
Source: NASA.

Source: NASA

Un instrument pour prévoir les éruptions volcaniques // An instrument to predict volcanic eruptions

La NASA a lancé un nouveau prototype d’instrument qui permettra peut-être – c’est le souhait de l’Administration – de prévoir les éruptions volcaniques. D’un poids de moins de six kilogrammes, ce sera le plus petit appareil spatial, avec la résolution la plus élevée, dédié à la détection de gaz comme le dioxyde de soufre et le dioxyde d’azote qui sont souvent des signes avant-coureurs d’activité volcanique.
Baptisé « Nanosat Atmospheric Chemistry Hyperspectral Observation System », ou NACHOS, l’instrument n’est encore qu’un prototype, mais la NASA prévoit sont développement. Il a été lancé depuis la Virginie le 19 février 2022 à bord d’une mission de réapprovisionnement Northrop Grumman vers la Station Spatiale Internationale (ISS). Le NACHOS sera bientôt fixé sur un minuscule satellite CubeSat positionné à environ 480 km au-dessus de la Terre. Le CubeSat est un satellite miniaturisé et modulaire avec des composants qui ont à peu près la taille d’un Rubik’s cube. Lorsque le CubeSat quittera l’ISS en mai 2022, il placera le NACHOS en orbite terrestre basse avant de rentrer dans l’atmosphère.
Le NACHOS sera capable de détecter des gaz dans des zones d’une superficie de seulement 0,4 kilomètre carré. Un communiqué de presse de la NASA explique qu' »un volcan en sommeil qui vient de se réveiller peut émettre du SO2 avant de montrer une activité sismique détectable. Cela laisse donc une chance d’identifier un volcan sur le point d’entrer en éruption avant que celle-ci se déclenche ». .
Les chercheurs de la NASA espèrent que le NACHOS fera plus que simplement prévoir les éruptions volcaniques. L’Administration prévoit d’utiliser l’instrument pour surveiller la qualité de l’air autour des villes et des quartiers et même autour des centrales électriques. Savoir que des gaz sont présents et localiser leurs sources à une échelle inférieure au kilomètre donne la possibilité de prendre des mesures et de minimiser les effets négatifs sur la santé.
La taille du NACHOS fait qu’il est beaucoup moins cher que les satellites actuellement utilisés pour observer les gaz traces. Il a environ la taille d’un ballon de football. Avec plus de puissance et moins de poids, c’est un excellent candidat pour les futures missions de gaz traces dans l’atmosphère.

Le NACHOS restera à bord du Northrop Grumman jusqu’en mai 2022, date à laquelle le vaisseau spatial reviendra sur Terre depuis l’ISS. Le NACHOS devrait rester en orbite pendant environ un an. Cela donnera suffisamment de temps à la NASA pour vérifier la conception de l’instrument et recueillir suffisamment de données pour s’assurer que le concept technologique est réalisable. Ensuite, il sera remplacé par un autre instrument
Source : NASA, CBS News.

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NASA has launched a new prototype instrument that it hopes will help predict volcanic eruptions. Weighing less than six kilograms, the instrument will be the smallest space-based device, together with the highest resolution, dedicated to observing gases like sulfur dioxide and nitrogen dioxide that can be harbingers of volcanic activity.

Named the « Nanosat Atmospheric Chemistry Hyperspectral Observation System, » or NACHOS, the instrument is still just a prototype, but NASA plans to deploy the device. It was launched from Virginia on February 19th, 2022 aboard a Northrop Grumman resupply mission to the International Space Station. NACHOS will soon be perched aboard a tiny CubeSat satellite positioned about 480 km above Earth. The Cube Sat is a type of miniaturized and modular satellite system with components that are roughly the size of a Rubik’s cube. When the spacecraft departs the International Space Station in May 2022, it will place NACHOS in low-Earth orbit before re-entering the Earth’s atmosphere.

NACHOS will be able to detect gases in areas as small as 0.4 square kilometers. A NASA press release explains that « a dormant volcano just waking up may emit SO2 before there is any detectable seismic activity. That gives a chance to identify a potentially erupting volcano before it actually blows. » .

NASA researchers hope that NACHOS will do more than just predict volcanic eruptions. It plans to use the device to monitor the air quality around cities and neighbourhoods and even individual power plants. Recognizing that these gases are present and localizing their sources on a sub-kilometer scale, gives the opportunity to take action and minimize negative health outcomes.

NACHOS’ size makes it much cheaper and smaller than the satellites currently used to observe trace gases. The device is only about the size of a football. Showing more power and less weight, it is an excellent candidate for future atmospheric trace gas missions.

NACHOS will stay on board Northrop Grumman’s Cygnus spacecraft until May 2022, when the spacecraft will head back to Earth from the ISS. NACHOS will be placed in Earth’s lower orbit. It is expected to remain in orbit for around a year. That will give NASA enough time to verify the instrument design and gather enough test data to ensure the technology concept is feasible. Then, it will be replaced with another instrument

Source: NASA, CBS News.

Vue du NACHOS avec ses panneaux solaires déployés (Source : Los Alamos National Laboratory)