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Le cryovolcanisme sur Pluton // Pluto’s cryovolcanism

Pluton est une planète naine dans la ceinture de Kuiper, une région de forme circulaire au-delà de l’orbite de Neptune. La NASA explique que « Pluton est plus petite que notre Lune, avec un glacier en forme de cœur de la taille du Texas et de l’Oklahoma. »
Le 14 juillet 2015, le vaisseau spatial New Horizons de la NASA a effectué un vol historique qui a fourni les premières images rapprochées de Pluton et de ses lunes. La mission a rassemblé d’autres données qui ont transformé notre compréhension de ce monde mystérieux à la frontière extérieure du système solaire. Ces données ont, en particulier, révélé la présence de cryovolcanisme.
La NASA avait déjà supputé sur Pluton la présence d’un cryovolcan – autrement dit un volcan de glace – baptisé Wright Mons, probablement de la taille du Mauna Loa. Si la découverte était confirmée, les scientifiques affirmaient que « ce serait le plus grand édifice de ce type découvert dans le système solaire externe. » Une étude publiée dans la revue Nature Communications le 29 mars 2022 explique que les scientifiques de la NASA avaient raison.
Les volcans de glace de Pluton sont impressionnants car certains atteignent 7 kilomètres de hauteur. Ils se trouvent dans une zone où il y a peu de cratères d’impact. Cela laisse supposer que c’est de la glace de méthane, d’une consistance semblable à celle du dentifrice, qui serait émise par ces cryovolcans et qui aurait récemment remodelé la surface de la planète naine.
Pour que les volcans de glace soient actifs, il leur faut une source de chaleur. Selon les chercheurs de la NASA, « l’existence de ces édifices volumineux laisse supposer que la structure interne et l’évolution de Pluton permettent une meilleure rétention de la chaleur, ou la présence de davantage de chaleur globale qu’on le pensait avant la mission New Horizons. Cette chaleur a permis la mobilisation de matériaux riches en glace d’eau à la fin de l’évolution historique de Pluton. »
Les scientifiques ont observé des preuves de cryovolcanisme dans d’autres parties du système solaire, notamment sur la planète naine Cérès et Titan, la lune de Saturne. Les auteurs de l’étude affirment que les volcans de glace de Pluton ainsi que les conditions particulières de sa surface et de son atmosphère en font un lieu unique dans le système solaire ».
Source : Cnet, NASA.

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Pluto is a dwarf planet in the Kuiper Belt, a donut-shaped region of icy bodies beyond the orbit of Neptune. NASA explains « it is smaller than Earth’s Moon, with a heart-shaped glacier that’s the size of Texas and Oklahoma. »

On July 14th, 2015, NASA’s New Horizons spacecraft made its historic flight through the Pluto system, providing the first close-up images of Pluto and its moons and collecting other data that has transformed our understanding of this mysterious world on the solar system’s outer frontier. The spacecraft’s data suggested the presence of cryovolcanism.

NASA had eyed a suspected Mauna Loa-size cryovolcano on Pluto called Wright Mons, saying « it would be the largest such feature discovered in the outer solar system » if confirmed. A study published in the journal Nature Communications on March 29th, 2022 suggests NASA’s hunch was right.

Pluto’s ice volcanoes are impressive, with some reaching 7 kilometers in height. They are found in an area with few impact craters, hinting the volcanoes spewed out slush, probably methane ice, that reshaped the surface relatively recently in the dwarf planet’s history.

For ice volcanoes to work, they must have a heat source. According to the NASA researchers, « the existence of these massive features suggests Pluto’s interior structure and evolution allows for either enhanced retention of heat or more heat overall than was anticipated before New Horizons, which permitted mobilization of water-ice-rich materials late in Pluto’s history. »

Scientists have seen evidence of cryovolcanism in other parts of the solar system, notably on dwarf planet Ceres and Saturn’s moon Titan. The study’s authors say Pluto’s ice volcanoes and distinct surface and atmospheric conditions make it « unique among the visited places in the solar system. »

Source: Cnet, NASA.

Pluton vue par la sonde New Horizons (Source : NASA)

Bienvenue sur Io, la lune de Jupiter ! // Welcome to Io, Jupiter’s moon !

J’ai écrit plusieurs notes à propos de Io, l’une des lunes de Jupiter, bien connue pour son intense activité volcanique. Le site space.com invite ses lecteurs à la visiter.
Avec un rayon moyen de 1 821 km, Io est légèrement plus grande que la Lune. Elle présente une forme légèrement elliptique, avec son axe le plus long dirigé vers Jupiter. Parmi les satellites de Jupiter, Io occupe la troisième place tant en masse qu’en volume, derrière Ganymède et Callisto mais devant Europe.
La surface de Io est parsemée de centaines de volcans. Certains émettent des panaches riches en soufre, de plusieurs centaines de kilomètres de hauteur. La surface de la lune évolue et se modifie à une vitesse incroyable. Des fissures laissent échapper de la lave qui remplit les cratères d’impact et inonde de nouvelles étendues sous de la roche liquide. Bien que la composition exacte de Io soit inconnue, il s’agit probablement de soufre fondu et de dioxyde de soufre. La température de surface de la lune est en moyenne d’environ – 130°C. Les volcans, quant à eux, peuvent atteindre 1 649°C.
L’activité volcanique de Io a été découverte pour la première fois par les missions Voyager de la NASA en 1979. La plupart des informations figurant dans l’article de space.com ont été fournies par l’agence américaine.
Comme Io décrit une orbite elliptique autour de Jupiter, la force exercée par la gravité de Jupiter sur la lune varie en fonction de sa proximité avec la planète. Cette fluctuation gravitationnelle crée une poussée et une traction perpétuelles sur l’intérieur de Io dans différentes directions, ce qui fait gonfler sa surface d’une centaine de mètres. Ce mouvement entraîne une compression des roches de Io les unes contre les autres, ce qui génère de grandes quantités de chaleur.
Si Io était la seule lune de Jupiter, son orbite ressemblerait probablement à un cercle, mais les forces exercées par Europe et Ganymède, les lunes voisines de Io, empêchent une telle situation de se produire. Io ne peut pas échapper au jeu perpétuel de tiraillement gravitationnel permanent, ni à l’échauffement planétaire qui s’ensuit.
Io met 1,77 jours terrestres pour orbiter autour de Jupiter et, verrouillée par les forces de marée, montre toujours la même face à Jupiter.
La surface de Io est principalement composée de soufre et de dioxyde de soufre. L’atmosphère de dioxyde de soufre de Io est extrêmement ténue et représente environ un milliardième de la pression de surface de l’atmosphère terrestre.
L’orbite de Io traverse les puissantes lignes de force magnétiques de Jupiter, de sorte que la lune devient un puissant générateur électrique. Selon la NASA, ce courant dissipe une puissance de plus de 1 térawatt avec un potentiel de 400 000 volts, créant à son tour 3 millions d’ampères de courant électrique. Ce courant revient ensuite le long des lignes de champ magnétique de Jupiter et provoque des orages dans la haute atmosphère de la planète.
Pendant la rotation de Jupiter, les forces magnétiques retirent environ une tonne de matériau à Io chaque seconde. Ce matériau devient ionisé et forme un nuage de rayonnement toroïdal appelé tore de plasma. Certains des ions sont attirés dans la haute atmosphère de Jupiter et créent des aurores (voir mon article du 9 mai 2015 à ce sujet). Un exemple de cette activité a été repéré par le télescope spatial Hubble qui a révélé le rôle joué par Io et Ganymède dans les aurores de Jupiter.
Io a également une atmosphère au comportement variable. L’enveloppe de dioxyde de soufre du gaz se fige lorsque la lune passe dans l’ombre de Jupiter. Le dioxyde de soufre se retransforme en gaz lorsque Io revient à la lumière du soleil.

Io a été la première des lunes de Jupiter à être découverte par l’astronome italien Galileo Galilei le 8 janvier 1610. C’était la première fois qu’une lune était observée en orbite autour d’une planète autre que la Terre. La découverte de Galilée a permis de comprendre que les planètes tournent autour du soleil, et non que le système solaire tourne autour de la Terre.
Bien qu’aucune mission dédiée n’ait été envoyée sur Io, plusieurs engins spatiaux ont survolé Jupiter et observé ses lunes : les sondes Pioneer 10 de la NASA en 1973, Pioneer 11 en 1974, Voyager 1 et Voyager 2 en 1979. Entre 1995 et 2002, l’engin spatial Galileo de la NASA a effectué plusieurs survols de Io. ils ont fourni aux scientifiques les vues les plus proches à ce jour de la lune de Jupiter.
Bien qu’il n’y ait pas de mission spécifiquement prévue pour observer Io, d’autres missions passent actuellement à proximité de la lune ou le feront dans les années à venir. La mission JUICE de l’Agence spatiale européenne, dont le lancement est prévu en 2023, se concentrera sur Europe, Ganymède et Callisto. En 2024, les projets de mission Europa Clipper de la NASA s’attarderont sur l’habitabilité d’ Europe.
Vous trouverez plus de détails sur le site space.com.
Source : space.com.

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I have written several posts about Io, one of Jupiter’s moons. It is the most volcanically active body in the solar system. The website space.com invites its readers to an exhaustive visit of the celestial body.

With a mean radius of 1,821 km, Io is slightly larger than Earth’s moon. It has a slightly elliptical shape, with its longest axis directed toward Jupiter. Among the Galilean satellites, Io ranks third, behind Ganymede and Callisto but ahead of Europa, in both mass and volume.

Io’s surface is peppered with hundreds of volcanoes, some spewing sulfurous plumes hundreds of kilometers high. This surface is changing at an incredible rate. Volcanic fissures ooze lava that fills impact craters and creates new floodplains of liquid rock. While Io’s exact composition is unknown, it is likely molten sulfur and sulfur dioxide..Io’s surface temperature averages about minus 130°C. Io’s volcanoes can reach 1,649°C degrees C.

Io’s volcanic activity was first discovered by NASA’s Voyager missions in 1979. The American agency has provided most of the information of this article.

As Io orbits Jupiter in an elliptical fashion, the strength of Jupiter’s gravity on Io varies depending on how close the moon is to the planet. This gravitation fluctuation creates a perpetual push and pull on the moon’s interior in different directions, which causes Io’s surface to bulge by as much 100 meters. This movement causes Io’s rocks to grind past each other, generating vast quantities of heat.

If Io were Jupiter’s only moon, its orbit would probably look like a circle, but the ongoing, constant outward tug from Io’s outer neighbours Europa and Ganymede ensure that does not happen. Io cannot escape this perpetual game of gravitational tug-of-war and subsequent planetary heating.

Io takes 1.77 Earth-days to orbit Jupiter. Io is tidally locked, so the same side always faces Jupiter.

Io’s surface is primarily composed of sulfur and sulfur dioxide. Io’s sulfur dioxide atmosphere is extremely thin, about one billionth the surface pressure of Earth’s atmosphere.

Io’s orbit cuts across Jupiter’s powerful magnetic lines of force, turning Io into an electric generator. According to NASA, Io can develop 400,000 volts across itself, in turn creating 3 million amperes of electrical current. This then makes its way back along Jupiter’s magnetic field lines and causes lighting storms in Jupiter’s upper atmosphere.

As Jupiter rotates, the magnetic forces strip away about a ton of Io’s material every second. The material becomes ionized and forms a doughnut-shaped cloud of radiation called a plasma torus. Some of the ions are pulled into Jupiter’s upper atmosphere and create auroras (see my post of May 9th, 2015 about this topic). An example of this activity was spotted by the Hubble Space Telescope, which revealed the influences of Io and Ganymede, in Jupiter’s auroras.

Io also has a collapsible atmosphere. The sulfur dioxide envelope of gas freezes up while Io is in the shadow of Jupiter every day. When Io comes back into the sunlight, the freezing sulfur dioxide converts to gas once more.

Io was the first of Jupiter’s moons discovered by Italian astronomer Galileo Galilei on January 8th, 1610. This discovery, along with the discovery of three other Jovian moons, was the first time a moon was ever found orbiting a planet other than Earth. Galileo’s discovery eventually led to the understanding that planets orbit the sun, instead of our solar system revolving around Earth.

While no dedicated mission has been sent to Io, several spacecraft have flown by Jupiter and observed its moons : NASA’s Pioneer 10 in 1973, Pioneer 11 in 1974, Voyager 1 and Voyager 2 probes in 1979. Between 1995 and 2002, NASA’s Galileo spacecraft made multiple flybys of Io and provided scientists with the closest views to date of the volcanic moon.

While there is no mission specifically planned to look at Io, other missions are now in the vicinity of the moon or will be in future years. The European Space Agency’s JUICE mission, set to launch in 2023, will focus on Europa, Ganymede and Callisto. In 2024, NASA’s Europa Clipper mission plans investigate the habitability of another Galilean moon, Europa.

You will find more details on the space.com website

Source : space.com.

Eruption à la surface de Io

Aurore sur Jupiter (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)

Hausse du niveau des océans: 30 cm en 2050 ! // Sea level rise : one foot by 2050 !

Un nouveau rapport inter-agences du gouvernement américain prévient qu’en raison du changement climatique, le niveau de la mer le long du littoral des États-Unis augmentera de 25 à 30 centimètres d’ici 2050.
Le rapport, publié le 15 février 2022 et rédigé par des chercheurs de la NASA, de la NOAA et d’autres agences fédérales, examine l’impact de la hausse des températures et de la fonte de la glace de mer sur le niveau de la mer aux États-Unis et conclut que le phénomène a déjà commencé. On peut lire dans le rapport que « l’élévation du niveau de la mer provoquée par le changement climatique est un risque certain et bien présent aux États-Unis aujourd’hui et pour les décennies et les siècles à venir. Le niveau de la mer continuera d’augmenter en raison de la réaction de l’océan au réchauffement en cours, même si des efforts sont faits pour limiter la température de l’air dans les décennies à venir. »
Les températures plus élevées provoquent non seulement la fonte des glaciers et des calottes polaires, mais entraînent également un processus de dilatation thermique des océans par lequel les atomes d’eau se dilatent, ce qui aggrave encore l’élévation du niveau de la mer.
Le rapport explique que l’élévation du niveau moyen de la mer sur la planète est un effet direct du changement climatique. C’est la conséquence d’une combinaison de l’expansion thermique due au réchauffement des eaux océaniques et de l’ajout d’une masse d’eau provoquée par la perte de glace des glaciers et des calottes glaciaires.
La NOAA analyse depuis longtemps l’élévation du niveau de la mer. Depuis 1880, la hausse du niveau des océans a été de 20 à 22,5 cm, mais cette vitesse d’élévation a augmenté au cours des deux dernières décennies, en provoquant une augmentation de 300 à 900 % des inondations lors des marées hautes (HTF) aux États-Unis au cours des 50 dernières années. Le rapport prévient que le phénomène continuera de s’accélérer.
Le nombre de HTF [High Tide Flooding, autrement dit inondation à marée haute] est déjà passé d’environ 5 jours en 2000 à 10-15 jours à New York en 2020. En Floride et en Caroline du Sud, les fréquences annuelles de HTF sont passées de 0 à 2 jours à environ 5 à 10 jours au cours de la même période. Ces augmentations de HTF devraient se poursuivre, s’accélérer et s’étendre à d’autres secteurs du littoral au cours des deux prochaines décennies.
Le rapport conclut que « le niveau relatif de la mer le long de la côte américaine devrait augmenter autant au cours des 30 prochaines années qu’au cours des 100 dernières ». D’ici 2100, la NASA prévoit que le changement climatique entraînera une élévation des mers de 60 à 180 cm, en grande partie à cause de la fonte des glaces en Antarctique et au Groenland, mais ces estimations pourraient augmenter brusquement dans le cas où des parties de la calotte glaciaire de l’Antarctique, en particulier le glacier Thwaites, se mettraient à fondre brutalement. Une étude réalisée en décembre 2021, basée sur des images satellite du glacier, a révélé qu’il était sur le point de s’effondrer.
Bien que le rapport indique que l’augmentation du niveau de la mer au cours des 30 prochaines années en raison de l’expansion thermique et de la fonte des glaciers et de la calotte glaciaire est déjà un fait acquis, il ajoute qu’une réduction drastique des émissions de gaz à effet de serre et une limitation de l’augmentation de la température éviteraient une inondation catastrophique des zones côtières des États-Unis.
Ce rapport étaye des études antérieures et confirme ce que nous savons depuis longtemps : le niveau de la mer continue d’augmenter à un rythme alarmant et met en danger des zones habitées dans le monde entier. La France est bien sûr concernée et des situations très inquiétantes ont déjà été observées, en particulier sur le littoral atlantique durant les tempêtes au moment des grandes marées. Certaines localités – Lacanau par exemple – devront probablement être délocalisées dans les prochaines décennies.
Source : NASA, NOAA via Yahoo News.

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A new interagency U.S. government report warns that because of climate change, sea levels along the coastline of the United States will rise between 25 and 30 centimeters by 2050.

The report, released on February 15th, 2022 and written by researchers at NASA, NOAA and other federal agencies, examines the impact of rising global temperatures and melting sea ice on the U.S. sea level and concludes that a certain amount of sea level rise has already been assured. One can read in the report that « sea level rise driven by global climate change is a clear and present risk to the United States today and for the coming decades and centuries. Sea levels will continue to rise due to the ocean’s sustained response to the warming that has already occurred, even if climate change mitigation succeeds in limiting surface air temperatures in the coming decades. »

Higher temperatures are not only causing glaciers and the polar ice caps to melt, but also resulting in a process known as thermal expansion, by which the atoms in water expand, further exacerbating sea level rise.

The report explains that global mean sea level rise is a direct effect of climate change, resulting from a combination of thermal expansion of warming ocean waters and the addition of water mass into the ocean, largely associated with the loss of ice from glaciers and ice sheets..

NOAA has long tracked rising sea levels. Since 1880, the oceans have risen by between 20 and 22.5 cm, but that rate of rise has increased in the past two decades, resulting in a 300 to 900 percent increase in high-tide flooding in the U.S. over the last 50 years. The report warns that the rate will keep accelerating.

The trends in HTF [high tide flooding] have already grown from about 5 days in 2000 to 10-15 days in New York City in 2020; in Miami, Florida, and Charleston, South Carolina, annual frequencies have grown from 0-2 days to about 5-10 days over the same period,. These increases are likely to continue, further accelerate, and spread to more locations over the next couple of decades.

The report concludes, « relative sea level along the contiguous U.S. coastline is expected to rise on average as much over the next 30 years as it has over the last 100 years. » By 2100, NASA predicts, climate change will cause seas to rise by 60 to 180 cm, largely because of the melting of ice in Antarctica and Greenland, but those estimates could jump sharply in the event that portions of the Antarctic ice sheet, including the Thwaites Glacier, give way to sudden collapse. A December 2021 study based on satellite imagery of the glacier found it was on the verge of collapse.

While the report notes that the amount of sea level rise over the next 30 years due to thermal expansion and glacial and ice sheet melt is already locked in, it adds that dramatically curbing greenhouse gas emissions and limiting temperature rise would avert the catastrophic inundation of U.S. coastal regions.

This report supports previous studies and confirms what we have long known: Sea levels are continuing to rise at an alarming rate, endangering communities around the world, France is of course concerned and very worrying situations have already been observed, in particular during storms at the time of king tides. Some municipalities – Lacanau for example – will probably have to be relocated in the coming decades.

Source: NASA, NOAA via Yahoo News.

Photos : C. Grandpey