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Les volcans de Vénus // Venus volcanoes

On découvre ces jours-ci dans la presse scientifique internationale « la carte la plus détaillée des volcans de Vénus. » C’est aussi la cartevolcanique la plus complète de toutes les planètes du système solaire.
La carte fait apparaître l’emplacement et la taille des 85 000 reliefs volcaniques découverts sur Vénus à ce jour. Pendant des années, les scientifiques ont pensé que les volcans de Vénus étaient éteints depuis longtemps. Cependant, la récente découverte d’un volcan actif sur Vénus au début de l’année 2023 a changé la donne et ravivé l’intérêt des planétologues pour cette planète.
La carte, publiée le 29 mars 2023, représente le catalogue le plus complet du volcanisme planétaire, y compris sur Terre. La plupart des volcans de notre planète n’ont pas encore été découverts car ils sont cachés sous l’eau, au fond de l’océan. La différence, c’est que Vénus a tous ses volcans en surface, ce qui permet de repérer et d’étudier la plupart d’entre eux. Les chercheurs espèrent que le nouveau catalogue permettra de mieux comprendre comment les volcans de différentes tailles se forment, se répartissent et évoluent à la surface de Vénus.
Les seules informations dont disposent actuellement les astronomes sur le volcanisme de Vénus proviennent d’images envoyées par le vaisseau spatial Magellan de la NASA au début des années 1990. L’équipe scientifique qui a confectionné la carte a utilisé ces données vieilles de 30 ans pour dresser l’inventaire complet des volcans vénusiens. Les chercheurs ont classé les volcans de la base de données en trois groupes en fonction de leur taille : les petits reliefs (moins de 5 kilomètres) de diamètre, les volcans de taille intermédiaire (entre 5 et 100 km) et les grands volcans (plus de 100 km de large).
La carte a révélé que de nombreux petits volcans, oubliés auparavant, constituent une grande partie du catalogue. Ils représentent environ 99 % de l’ensemble des données. À l’autre extrémité du spectre des tailles, les scientifiques ont découvert que les grands volcans sont peu nombreux et se regroupent près de l’équateur vénusien. Les chercheurs ont également remarqué que les volcans de Vénus ont tendance à être ou très petits, ou assez grands, avec peu de tailles intermédiaires. On trouve ces formes de relief de taille moyenne essentiellement dans l’hémisphère oriental de la planète. Fait intéressant, l’équipe n’a trouvé aucun volcan autour du pôle sud de la planète, ce qui reste un mystère.
Les scientifiques expliquent que ces découvertes permettent de mieux comprendre les processus qui se produisent à l’intérieur de Vénus. Le nombre de volcans et leur taille pourraient s’expliquer par des quantités spécifiques de magma actif sous la surface de la planète, ou par le rythme des éruptions sur Vénus.
Bien que le dernier catalogue dévoile 50 fois plus de volcans que précédemment, l’équipe scientifique pense qu’il y en a d’autres à découvrir. Par exemple, des volcans extrêmement petits avec seulement 1 km de diamètre étaient trop insignifiants pour être visibles dans les anciennes données de Magellan.
Les scientifiques espèrent que de tels petits volcans seront découverts par la mission Vénus VERITAS de la NASA, qui est conçue pour percer l’atmosphère épaisse de la planète et aura la capacité de remarquer des changements centimétriques à sa surface. Cependant, en raison de problèmes financiers, la NASA a dû reporter indéfiniment cette mission.
Source : space.com et d’autres médias internationaux.

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One can find these days in the international scientific press « the most detailed map of volcanoes on Venus. » It is also the most complete volcano map of all planets in the solar system.

The map reveals the locations and sizes of all 85,000 volcanic landforms discovered on Venus to date. For years, scientists thought that Venus’ volcanism had long been extinct. However, the discovery of a recently active volcano on Venus in early 2023 renewed interest among planetary scientists who looked for more live volcanoes on the planet’s surface.

The map, released on March 29th, 2023, is the most complete catalog of volcanism on any world, including Earth. Most of Earth’s volcanoes are yet to be found because they are hidden underwater on the planet’s ocean floor. Venus, however, displays all volcanoes on its surface, allowing scientists to spot and study most of them. The researchers hope the new catalog will provide better understanding about how volcanoes of various sizes form, spread and evolve across the surface of Venus.

The only information astronomers currently have about volcanism on Venus is from images sent by NASA’s Magellan spacecraft in the early 1990s. The scientific team behind the latest study used that 30-year-old data to put together the comprehensive inventory of Venusian volcanoes. Researchers categorized all volcanoes in the database into three groups based on their sizes: small landforms (less than 5 kilometers) in diameter, intermediate sizes (between 5 and 100 km) and large volcanoes (more than 100 km wide.)

The map revealed that numerous small volcanoes, which were previously overlooked, make up much of the catalog. They represent about 99% of the dataset. On the other end of the spectrum of volcanic sizes, the scientists found that large volcanoes are few in number, and are clustered near the Venusian equator. The team also noticed that volcanoes on Venus have a tendency to be either very small or quite large, with few volcanic landforms of intermediate sizes. Such moderately sized landforms were found to be huddled on the planet’s eastern hemisphere. Interestingly, the team did not find any volcanoes around the planet’s south pole, which is still a mystery.

Scientists say these findings shed more light on the processes occurring in the interior of Venus. The number of volcanoes and their sizes could be explained by specific amounts of magma swirling underneath the planet’s surface, or by the rates at which volcanoes erupt on Venus.

Although the latest catalog unveils 50 times more volcanoes than what researchers thought existed on the planet’s surface, the scientific team thinks there are more waiting to be discovered. For example, extremely small volcanoes spanning just1 km in diameter are too tiny to be spotted in the old Magellan data.

Scientists hope such small volcanoes will be found by NASA’s Venus mission VERITAS, which is designed to see through the planet’s thick atmosphere and has the ability to notice centimeter-sized changes on its surface. However, because of financial problems, NASA had to postopone the VERITAS mission indefinitely.

Source :  space.com and other international news media.

Source : Rebecca Hahn, Washington University in St. Louis

Source : sonde Magellan de la NASA

Nouvelles informations sur l’éruption du Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai // More information on the Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai eruption

Des chercheurs viennent de terminer la cartographie du cratère du Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai, le volcan sous-marin de l’archipel des Tonga qui, le 15 janvier 2022, a produit l’une des plus grandes explosions atmosphériques jamais observées sur Terre. La caldeira mesure maintenant 4 km de large et descend à 850 m sous le niveau de la mer. Avant l’éruption, la base du volcan était à une profondeur d’environ 150m. Le volume de matière émis est estimé à au moins 6,5 km3.
Des scientifiques de l’Université d’Auckland (Nouvelle-Zélande) ont publié un rapport qui analyse le processus éruptif et formule des recommandations pour la résilience future. Là encore, on remarquera que les scientifiques sont capables de décrire l’éruption, mais que personne n’a jamais été en mesure de la prévoir.
Bien qu’il soit peu probable que le Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai (HTHH) produise une éruption semblable avant plusieurs siècles, il ne faudrait pas oublier qu’il existe au moins 10 volcans sous-marins dans cette région du Pacifique sud-ouest. Eux aussi pourraient entrer violemment en éruption sur une échelle de temps plus brève.
L’Institut national de recherche sur l’eau et l’atmosphère (NIWA) de Nouvelle-Zélande a publié une carte bathymétrique de la zone autour du volcan. Une comparaison avec les cartes de la caldeira, réalisées en 2015 et 2016, donc avant l’éruption, montre des changements majeurs.
En plus d’un approfondissement général de la caldeira, de grosses parties des parois intérieures de la falaise ont disparu, en particulier à l’extrémité sud du cratère. Cependant, le cône du volcan tel qu’il se présente aujourd’hui semble structurellement solide. La caldeira est un peu plus grande en diamètre et un peu moins profonde à cause des effondrements des côtés vers l’intérieur. Le côté nord-est semble un peu mince et fragile; s’il lâchait prise, un tsunami mettrait en danger les îles Ha’apai, mais la structure du volcan semble globalement assez robuste.
Les scientifiques commencent à avoir une bonne idée du processus éruptif. Les très nombreuses données d’observation obtenues le15 janvier montrent que l’événement a connu une surcharge dans la demi-heure après 17h00 (heure locale).
Au fur et à mesure que la caldeira s’est fracturée, l’eau de mer a commencé à interagir avec le magma à haute température qui se décompressait en remontant des profondeurs. Il y a eu des explosions assourdissantes causées par des interactions entre le magma et l’eau à grande échelle.
Les scientifiques néo-zélandais insistent sur l’importance des coulées pyroclastiques au cours de l’éruption. Les nuages de cendres et de roches très denses projetés dans le ciel sont retombés et ont roulé sur les flancs du volcan et sur le fond de l’océan. Ils sont en grande partie à l’origine des vagues de tsunami qui ont déferlé sur les côtes de l’archipel des Tonga. Ces vagues de tsunami atteignaient 18 m de hauteur à Kanokupolu, à l’ouest de Tongatapu (65 km au sud du HTHH) ; 20m de haut sur l’île Nomukeiki (une distance similaire mais au nord-est); 10m de haut sur les îles à des distances supérieures à 85 km du volcan.
Source : Université d’Auckland, NIWA.

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Researchers have just finished mapping the crater of Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai, the underwater Tongan volcano that, on January 15th, 2022, produced one of Earth’s biggest atmospheric explosions. The caldera of the volcano is now 4km wide and drops to a base 850m below sea level. Before the eruption, the base was at a depth of about 150m. The volume of material ejected by the volcano can thus be estimated at least 6.5 cubic km.

Scientists from the University of Auckland (New Zealand) have issued a report which assesses the eruption and makes recommendations for future resilience. Here again, we can notice that we are able to describe the eruption but nobody was ever able to predict it.

Although Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai (HTHH) is unlikely to give a repeat performance for many hundreds of years, there are at least 10 volcanic seamounts in the wider region of the south-west Pacific that could produce something similar on a shorter timescale.

New Zealand’s National Institute for Water and Atmospheric (NIWA) Research has released a bathymetry map for the area immediately around the volcano. A comparison with pre-eruption maps of the caldera, made in 2016 and 2015, shows the major changes.

In addition to a general deepening, big chunks have been lost from the interior cliff walls, particularly at the southern end of the crater. However, the volcano cone as it stands today looks structurally sound. The caldera is a little bigger in diameter and a little shallower as the sides collapse inwards. The north-eastern side looks a bit thin and if that failed, a tsunami would endanger the Ha’apai islands. But the volcano’s structure looks quite robust.

Scientists are beginning to get a good idea of how the eruption progressed. The wealth of observational data from January 15th suggests the event became supercharged in the half-hour after 17:00 (local time).

As the caldera cracked, seawater was able to interact with decompressing hot magma being drawn up rapidly from depth. There were sonic booms caused by large-scale magma-water interactions.

NZ scientists insist on the significance of pyroclastic flows in the eruption. These thick dense clouds of ash and rock thrown into the sky fell back to roll down the sides of the volcano and along the ocean floor. They caused much of the tsunami wave activity that inundated coastlines across the Tongan archipelago. The tsunami waves were 18m high at Kanokupolu, on western Tongatapu (65km south of HTHH); 20m high on Nomukeiki Island (a similar distance but to the north-east); 10m high on islands at distances greater than 85 km from the volcano.

Source: University of Auckland, NIWA.

Source: Université d’Auckland

Source: Tonga Services

Le système fissural sur la Péninsule de Reykjanes (Islande) // The fissure system on the Reykjanes Peninsule (Iceland)

Compte tenu de la situation éruptive actuelle sur la Péninsule de Reykjanes et de l’ouverture de plusieurs fissures éruptives, il est intéressant de jeter un œil aux cartes géologiques de la région. J’en ai choisi deux proposées par Dominik Pałgan du Département de géophysique de l’Institut d’océanographie de l’Université de Gdansk.

(A) La carte A propose la topographie de la péninsule basée sur le modèle numérique d’élévation (DEM) quadrillé à 100 m. La zone est un prolongement direct sur terre de la Dorsale de Reykjanes. Sept séismes majeurs (M l> 4) se sont produits dans la région entre 1950 et 2015 (points rouges). D’une manière générale, la Péninsule de Reykjanes possède 4 grands champs géothermiques à haute température (étoiles rouges) et 4 champs géothermiques beaucoup plus petits (étoiles orange). Les quatre champs à haute température sont: 1-Reykjanes, 2-Krýsuvík, 3-Brennisteinsfjöll et 4-Nesjavellir (Hengill).

(B) La carte B est une présentation géologique simplifiée de la péninsule basée sur les travaux de Saemundsson et al. (2010). La zone se caractérise par quatre essaims distinctifs survenus sur des fissures. Chaque site présente de multiples fissures éruptives, failles, fractures, édifices volcaniques, ainsi qu’un champ géothermique à haute température.

L’éruption actuelle se trouve sur le système volcanique de Krysuvik, au sud du mont Fagradalsfjall

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Considering the current eruptive situation on the Reykjanes Peninsula and the opening of several eruptive fissures, it is interesting to have a look at geological maps of the region. I have chosen two of them as suggested by Dominik Pałgan from the Department of Geophysics, Institute of Oceanography at the University of Gdansk.

(A) Map A shows the topography of the peninsula based on the Digital Elevation Model (DEM) gridded at 100 m. The area is a direct, onshore prolongation of the Reykjanes Ridge. Seven major earthquakes (M l >4) occurred here between 1950 and 2015 (red dots). In general, the Reykjanes Peninsula has 4 major high-temperature (red stars) and 4 much smaller geothermal fields (orange stars). The four high-temperature fields are: 1-Reykjanes, 2-Krýsuvík, 3-Brennisteinsfjöll and 4-Nesjavellir (Hengill). (B) Simplified geological map of the peninsula based on Saemundsson et al. (2010). The area is characterized by four distinctive fissure swarms (named underneath each swarm) each with multiple eruptive fissures, faults, fractures, volcanic edifices and an associated high-temperature geothermal field.

The current eruption is located on the Krysuvik volcanic system, south of Mt Fagradalsfjall.

Nouvelle carte sismique des Etats Unis // New seismic map of the United States

Des scientifiques de l’Université de Stanford ont compilé la carte la plus détaillée à ce jour des contraintes sismiques en Amérique du Nord. La carte et l’étude qui l’accompagne fournissent des informations précises sur les régions les plus exposées aux séismes ainsi que les types de séismes susceptibles de se produire.
La nouvelle carte est apparue dans une étude publiée le 22 avril 2020 dans la revue Nature Communications. Grâce à l’incorporation de près de 2 000 «orientations de contraintes» (mesures indiquant la direction dans laquelle la pression s’exerce sous terre) ainsi que 300 mesures non incluses dans les études précédentes, la carte fournit une image de bien meilleure résolution de l’activité sismique régionale.
Pour élaborer la carte, les chercheurs ont compilé des mesures nouvelles et anciennes obtenues à partir de forages, puis ils ont utilisé des informations relatives aux séismes passés pour en déduire quels types de failles étaient susceptibles de se trouver en différents endroits.
Connaître l’orientation d’une faille et le niveau de contrainte à proximité permet de savoir dans quelle mesure elle est susceptible de s’activer et si les gens doivent s’inquiéter, que ce soit dans le cadre de scénarios de séismes naturels ou de ceux déclenchés par l’industrie. L’expression « séismes déclenchés par l’industrie» fait référence à l’activité sismique causée par l’homme, en particulier dans certaines parties de l’Oklahoma et du Texas où la fracturation hydraulique est monnaie courante. Il est utile de rappeler que cette méthode d’extraction du pétrole et du gaz consiste à injecter de l’eau en profondeur dans des couches de roches pour forcer l’ouverture de crevasses et extraire le pétrole ou le gaz qui se trouve à l’intérieur. Le risque, c’est que cette technique déstabilise le sol. En 2018, l’USGS a constaté que le niveau de risque sismique dans l’Oklahoma était à peu près le même qu’en Californie.
Tout en confirmant les connaissances existantes, certaines caractéristiques de la nouvelle carte donnent des indications supplémentaires sur les types de séismes les plus susceptibles de se produire à travers le continent. Ces informations peuvent jouer un rôle majeur dans la façon dont les régions se préparent aux catastrophes. Dans l’ouest des États-Unis, par exemple, les chercheurs ont observé que la direction des contraintes sous la surface de la Terre avait changé jusqu’à 90 degrés sur des distances de seulement 10 kilomètres. Cela signifie que les fluides injectés dans le sol dans le processus de fracturation hydraulique peuvent être chahutés, même à une courte distance de l’endroit où ils sont injectés.

Sur la carte ci-dessous, des lignes noires indiquent la direction de la pression dans les zones de contrainte maximale. Les zones bleues représentent des failles d’extension où la croûte s’étire horizontalement. Les zones vertes représentent des failles transformantes, comme la faille de San Andreas. Les zones rouges représentent les failles de chevauchement, où la Terre se déplace sur elle-même.
Source: Business Insider.

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Scientists at Stanford University have compiled the most detailed map to date of seismic stress across North America. The map and accompanying study offer precise information about the regions most at risk of earthquakes, and which types of quakes are likely to occur.

The new map was described in a study published on April 22nd, 2020 in the journal Nature Communications. By incorporating nearly 2,000 « stress orientations » (measurements indicating the direction that pressure gets exerted underground in high-stress areas) as well as 300 measurements not included in previous studies, the map provides a higher-resolution picture of regional seismic activity than ever before.

To make the map, the researchers compiled new and previously published measurements from boreholes, then used information about past earthquakes to infer which types of faults were likely to be found in different locations.

Knowing the orientation of a fault and the state of stress nearby allows to know how likely it is to fail and whether people should be concerned about it in both naturally triggered and industry-triggered earthquake scenarios. The term « industry-triggered » earthquakes refers to seismic activity caused by humans, which is most common in parts of Oklahoma and Texas where hydraulic fracturing, or « fracking, » commonly occurs. This method of oil and gas extraction involves injecting water deep into the Earth’s layers of rocks to force open crevices and extract the oil or gas buried inside. But it destabilizes the ground. In 2018, USGS found that Oklahoma’s earthquake threat level was roughly the same as California’s.

While some of the researchers’ findings in the new map reaffirm existing knowledge, they also reveal new discoveries about the types of earthquakes that are most likely to occur across the continent. That information could have profound implications for how regions prepare for disasters. In the Western US, for example, the researchers observed that the direction of pressure under the Earth’s surface changed by up to 90 degrees over distances as short as 10 kilometres. That means the fluids injected into the ground in the fracking process could get pushed around in completely different ways even just a short distance from where they get injected.

In the map below, black lines indicate the direction of pressure in maximum stress areas. Blue areas represent extensional, or normal faulting, where the crust extends horizontally. Green areas represent strike-slip faulting, where the Earth slides past itself, like the San Andreas fault. Red areas represent reverse, or thrust faulting, where the Earth moves over itself.

Source: Business Insider.

Source : Stanford University