Un panache mantellique sous l’Ouest Antarctique ? // A mantle plume beneath West Antarctica ?

Des chercheurs de la NASA ont découvert sous la Terre Marie-Byrd en Antarctique, entre la Barrière de Ross et la Mer de Ross, un panache mantellique produisant presque autant de chaleur que le super volcan de Yellowstone. Ce point chaud donne naissance à de vastes lacs et de longues rivières sous la calotte glaciaire. La présence d’un énorme panache mantellique pourrait expliquer pourquoi la région est si instable aujourd’hui, et pourquoi elle s’est effondrée si rapidement à la fin de la dernière période glaciaire, il y a 11 000 ans.
Depuis 30 ans, les scientifiques sont persuadés qu’un panache mantellique existe sous la Terre Marie-Byrd. Sa présence expliquerait l’activité volcanique observée dans la région, ainsi que le dôme qui s’y trouve. Cependant, il n’y avait jusqu(à présent aucune preuve pour étayer cette idée. Aujourd’hui, les scientifiques du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA ont créé des modèles numériques performants pour montrer quelle quantité de chaleur devrait exister sous la glace pour confirmer leurs observations. Ces dernières incluent le dôme et les rivières, ainsi que les lacs souterrains géants présents sur le substrat rocheux de l’Antarctique. Au fur et à mesure que les lacs se remplissent et se vident, la glace située à des centaines de mètres au-dessus monte et descend, parfois avec des variations de niveau allant jusqu’à 6 mètres.
Pour avoir une meilleure idée du fonctionnement d’un point chaud, les chercheurs du JPL ont examiné l’un des panaches mantelliques les plus étudiés sur Terre, le point chaud de Yellowstone. L’équipe scientifique a créé un modèle de panache mantellique afin de déterminer la quantité de chaleur nécessaire pour expliquer ce qui se passe au niveau de la Terre Marie-Byrd. Ils ont ensuite utilisé l’Ice Sheet System Model (ISSM), qui montre les propriétés physiques de la banquise, pour étudier les sources naturelles de chaleur et de transport de cette chaleur. Ce modèle a permis aux chercheurs de tester différents scénarios montrant comment la chaleur est produite en profondeur sous la glace.
Leurs résultats montrent qu’en général l’énergie produite par le panache mantellique ne dépasse pas 150 milliwatts par mètre carré; une énergie supérieure ferait trop fondre la glace. La chaleur produite dans le Parc National de Yellowstone est en moyenne de 200 milliwatts par mètre carré. Les scientifiques ont également identifié une zone où le flux de chaleur doit être d’au moins 150-180 milliwatts par mètre carré, mais les données laissent supposer que la chaleur en provenance du manteau à cet endroit sort d’une fracture dans la croûte terrestre.
Dans la conclusion de leur étude, les chercheurs du JPL expliquent que le panache mantellique de la Terre Marie-Byrd s’est formé il y a entre 50 et 110 millions d’années, bien avant que la terre qui se trouve au-dessus ait été recouverte par la glace. Ils ajoutent que la chaleur produite par le panache a un «impact local important» sur la calotte glaciaire. Comprendre ces processus permettra aux chercheurs de déterminer le comportement de la banquise dans les années à venir.
Source: Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

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Researchers at NASA have discovered a mantle plume producing almost as much heat as Yellowstone supervolcano under Marie Byrd Land in Antarctica, which lies between the Ross Ice Shelf and the Ross Sea. This hotspot is creating vast lakes and rivers under the ice sheet. The presence of a huge mantle plume could explain why the region is so unstable today, and why it collapsed so quickly at the end of the last Ice Age, 11,000 years ago.

For 30 years, scientists have suggested that a mantle plume may exist under Marie Byrd Land. Its presence would explain the volcanic activity seen in the area, as well as a dome feature that exists there. However, there was no evidence to support this idea. Now, scientists from NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) have created advanced numerical models to show how much heat would need to exist beneath the ice to account for their observations which include the dome and the giant subsurface rivers and lakes that are present on Antarctica’s bedrock. As lakes fill and drain, the ice hundreds of metres above rises and falls, sometimes by as much as 6 metres.

To have a better idea of how a hotspot works, the JPL researchers looked at one of the most well studied magma plumes on Earth, the Yellowstone hotspot. The team developed a mantle plume model to look at how much geothermal heat would be needed to explain what is seen at Marie Byrd Land. They then used the Ice Sheet System Model (ISSM), which shows the physics of ice sheets, to look at the natural sources of heating and heat transport. This model enabled researchers to test out different scenarios of how much heat was being produced deep beneath the ice.

Their findings showed that generally the energy being generated by the mantle plume is no more than 150 milliwatts per square metre; any more would result in too much melting. The heat generated under Yellowstone National Park, on average, is 200 milliwatts per square meter. Scientists also found one area where the heat flow must be at least 150-180 milliwatts per square metre, but data suggests mantle heat at this location comes from a rift in the Earth’s crust where heat can rise up.

In the conclusion of their study, the JPL researchers say the Marie Byrd Land mantle plume formed 50-110 million years ago, long before the land above was hidden by ice. They add that heat from the plume has an “important local impact” on the ice sheet. Understanding these processes will allow researchers to work out what will happen to it in the future.

Source: NASA’s Jet Propulsion Laboratory.

L’Ouest Antarctique et la terre Marie-Byrd (Source: Wikipedia)

Vue de la Terre Marie-Byrd (Crédit photo: NASA)

 

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Les panaches mantelliques sont-ils une réalité? // Do mantle plumes really exist?

drapeau francais   Afin d’expliquer l’activité de volcans qui, comme le Kilauea (Hawaii) ou le Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion), ne sont pas situés à la limite de plaques tectoniques, les scientifiques ont adopté depuis plusieurs décennies la théorie des panaches mantelliques qui, tels des chalumeaux, sont censés percer de la croûte terrestre et permettre au magma d’atteindre la surface.

Toutefois, plus de 40 ans après que cette théorie ait été proposée, les scientifiques se demandent si de tels panaches existent réellement. Par exemple, le débat reste ouvert pour savoir si et comment les panaches mantelliques peuvent rester actifs et fixes pendant plus de 100 millions d’années.
Le mystère de l’existence ou non de ces panaches géants en provenance des entrailles de la Terre et susceptibles de donner naissance à des chaînes d’îles volcaniques pourrait bientôt être résolu par un projet franco-allemand dont le but est de cartographier ces montées de magma sous la surface de la Terre. Il vise à produire une image d’un panache qui pourrait avoir joué un rôle dans l’extinction des dinosaures.
Les scientifiques ont installé 60 sismomètres dans l’océan Indien sur une vaste zone du fond océanique de plus de 3 millions de kilomètres carrés autour de l’île de la Réunion, l’un des volcans les plus actifs au monde. Les dispositifs reposent à des profondeurs qui varient entre 2.300 mètres et 5.500 mètres sous la surface de l’océan.
Le panache qui se cache peut-être sous l’île de la Réunion est censé avoir déclenché une série d’éruptions volcaniques entre la Réunion et la région du plateau du Deccan, aujourd’hui l’Inde. Il y a environ 65 millions d’années, le volcanisme gigantesque de la région du Deccan a émis d’énormes quantités de lave, ce qui a modifié radicalement le climat de la Terre et peut-être précipité la disparition des dinosaures.
Le nouveau projet vise à produire une image de la croûte et du manteau sous l’île de la Réunion, à des profondeurs jamais atteintes jusqu’à maintenant. Le réseau de capteurs installé sur le plancher océanique va révéler des structures sous l’île à environ 1000 kilomètres au-dessous de la surface de la Terre, tandis que les sismomètres terrestres fourniront l’image de la zone située jusqu’à la frontière entre le noyau et le manteau. Dans le même temps, deux autres expériences sismologiques déploieront 50 stations sismiques dans le secteur de Madagascar, avec des données qui devraient donner une image de la couche mantellique sous l’île de la Réunion.
En utilisant des méthodes qui tiennent compte de la façon dont les ondes sismiques se propagent autour de conduits magmatiques étroits, les chercheurs espèrent pouvoir détecter l’existence et l’emplacement d’un éventuel panache, ainsi que la façon dont il pourrait éroder les roches qui le recouvrent ou s’étaler sous elles.
Les sismomètres au fond de la mer vont analyser la Terre pendant environ 13 mois, jusqu’à ce que la partie la plus légère de chaque appareil se détache et remonte à la surface de l’océan pour livrer toutes les données. Les premiers résultats sont attendus en 2015.
Source: Live Science.

 

 

drapeau anglaisIn order to explain the activity of volcanoes such as Kilauea (Hawaii) or the Piton de la Fournaise (Reunion Island) which are not located near the borders of tectonic plates, scientists have adopted the theory of mantle plumes that are supposed to pierce the Earth’s crust and allow magma to reach the surface.

The mystery of whether or not giant plumes of hot rock from near Earth’s core force volcanic island chains to form could soon be solved with the largest campaign ever to map such jets of magma beneath the Earth’s surface.

More than 40 years after mantle plumes were first proposed, scientists are debating whether they actually exist. For example, it remains hotly debated whether and how mantle plumes can remain active and stationary for more than 100 million years.

To help resolve the controversy, a French-German project now aims to image a plume that may have played a role in the extinction of the dinosaurs.

The scientists have set up 60 seismometers in the Indian Ocean over a vast area of seafloor of more than 3 million square kilometres around the Reunion Island, one of the most active volcanoes in the world. The devices rest at depths that range between 2,300 metres and 5,500 metres below the ocean’s surface.

The plume that may hide under the Reunion Island is supposed to have triggered a series of volcanic eruptions between the Reunion and the Deccan Plateau region of what is now India. About 65 million years ago, massive volcanism in the Deccan area spewed huge amounts of lava, radically altering Earth’s climate and perhaps hastening the end of the dinosaurs.

The new project aims to image the crust and mantle under the Reunion Island at depths never reached so far. The network of ocean floor sensors will reveal structures under the island down to about 1,000 km below the Earth’s surface, while the land-based seismometers will image the area below down to the boundary between the core and the mantle. Coincidentally, two other seismological experiments are deploying 50 more seismic stations in Madagascar with data that should help boost imaging of the mantle layer under the Reunion Island.

Using methods that account for how seismic waves scatter around narrow conduits of magma, the researchers hope to pin down the existence and location of any plume that might exist, as well as how it might erode or spread under overlying rock.

The seafloor seismometers will analyze the Earth for about 13 months before the buoyant part of each machine detaches and rises, with all its data, back to the surface. The first results are expected in 2015.

Source : Live Science.

Piton-Fournaise

Un panache mantellique sous le Piton de la Fournaise?  (Crédit photo:  NASA)