Étiquette : research

De l’énergie propre à partir de volcans endormis ? // Clean energy from dormant volcanoes ?

Avec l’accélération du réchauffement climatique et l’augmentation de la concentration de gaz à effet de serre (surtout le CO2) dans l’atmosphère, il est devenu urgent de rechercher et de développer des sources d’énergie alternatives. Dans cet état d’esprit, on peut lire sur le site Interesting Engineering que des chercheurs de l’Université d’Oxford travaillent sur une nouvelle façon d’extraire des métaux essentiels à la production de sources d’énergie propres sans laisser d’empreinte carbone significative.
Les métaux comme le cuivre et le lithium sont des composants essentiels dans la fabrication des batteries des véhicules électriques, mais leur extraction entraîne l’utilisation et l’émission de polluants nocifs tels que le dioxyde de carbone et le méthane qui jouent un rôle important dans le réchauffement de notre planète.
D’après une vidéo diffusée par le programme ReSET d’Oxford, la capacité à extraire ces matériaux à partir des géofluides pourrait réduire considérablement l’impact sur l’environnement. L’équipe scientifique d’Oxford travaille sur l’île de Montserrat, un territoire d’outre-mer britannique dans les Caraïbes, pour déterminer si les métaux contenus dans les géofluides sous le volcan Soufrière Hills, qui s’est réveillé dans les années 1990 et a connu des épisodes éruptifs pendant une vingtaine d’années, pourraient être extraits et utilisés dans des batteries et d’autres sources d’énergie propre. L’activité du volcan a fortement diminué, mais il émet toujours de manière constante des gaz dans l’atmosphère. Les chercheurs cherchent à savoir si la chaleur résiduelle du volcan pourrait être utilisée pour la production d’électricité à Montserrat, ce qui permettrait à l’île d’arrêter ses importations d’énergies polluantes, ne serait-ce que pour faire fonctionner les générateurs diesel. Cela réduirait également l’empreinte carbone de toute activité minière potentielle sur l’île.
Les chercheurs d’Oxford devraient terminer leurs recherches en octobre 2026. Il faudra donc s’armer de patience pour savoir si l’extraction de métaux à partir de géofluides est une solution valable. Si c’est le cas, ce processus pourrait être utilisé dans d’autres lieux et rendre la production d’énergie propre encore plus propre. Montserrat n’est qu’un exemple montrant comment les chercheurs pourraient concevoir de nouvelles façons d’utiliser les phénomènes naturels sur Terre pour générer de l’énergie.
Source : Interesting Engineering.

Volcan Soufriere Hills sur l’île de Montserrat (Crédit photo: Wikipedia)

——————————————————–

With the acceleration of global warming and the inbrease of the concentration of greenhouse gases (above all CO2) it has become urgent to look for and develop renewable energy sources. In this state of mind, we can read on the website Interesting Engineering that researchers from the University of Oxford are working on a revolutionary new way to extract metals crucial to the production of clean energy sources without leaving a significant carbon footprint.

Metals like copper and lithium are key components in electric vehicle batteries, but the mining of such metals entails the release of harmful pollutants such as carbon dioxide and methane that play a big role in overheating the planet.

According to a video shared by Oxford’s ReSET program, the ability to extract these materials from geofluids could greatly reduce the impact of extraction on the environment. The Oxford team is working on the island of Montserrat, a British overseas territory in the Caribbean, to find out if metals in the geofluids beneath the Soufrière Hills volcano, which woke up in the 1990s and sustained a continued eruption for nearly 20 years, can be extracted and put to use in batteries and other clean energy sources. Activity at the volcano has strongly decreased, but it still releases a constant stream of gases into the atmosphere. The researchers are looking to find out if the residual heat from the volcano can be used for the generation of electricity on Montserrat, which would would allow the island to stop omporting dirty energy sources like diesel-powered generators. It would also reduce the carbon footprint of any potential mining activities.

The Oxford team is expected to wrap up its research in October 2026, so the world will have to wait to find out if the extraction of metals from geofluids is a viable source of materials. If it is, this process could be used in other locations and make clean energy production even cleaner. This is just an example showing how researchers could devise new ways to use the earth’s natural occurrences to generate energy.

Source : Interesting Engineering.

L’Ol Doinyo Lengaï (Tanzanie) s’enfonce dans le sol // Ol Doinyo Lengai (Tanzania) is sinking into the ground

Il y a quelques jours (le 4 août 2024), j’ai diffusé une note donnant les dernières nouvelles de l’Ol Doinyo Lengaï, le seul volcan actif au monde à émettre des carbonatites.
Un article publié sur le site Live Science nous informe que le Lengaï s’enfonce peu à peu dans le sol depuis 10 ans, et que la cause pourrait être la perte de volume d’un réservoir qui se trouverait juste sous l’un des deux cratères. C’est la conclusion d’une nouvelle étude publiée le 8 juin 2024 dans la revue Geophysical Research Letters. Les chercheurs ont utilisé les données de deux systèmes satellitaires, Sentinel-1 et Cosmo-SkyMed, pour élaborer des cartes montrant l’évolution au fil du temps du sol autour de l’Ol Doinyo Lengai.
La nouvelle étude révèle que le sol autour du sommet du Lengai s’est affaissé à raison de 3,6 centimètres par an entre 2013 et 2023. Cela signifie que le volcan qui culmine officiellement à 2 962 mètres d’altitude a perdu environ 36 centimètres au cours de la période couverte par l’étude. Les cartes montrent qu’une zone circulaire autour du cratère nord du volcan « s’éloigne du satellite, de manière constante au fil du temps. »

Illustration du système d’alimentation sous le Lengaï, extraite de l’étude mentionnée ci-dessus.

Comme je l’ai écrit précédemment, l’Ol Doinyo Lengai a connu un épisode explosif en septembre 2007. Cette activité s’est poursuivie jusqu’au printemps 2008, après quoi le volcan a recommencé à produire des coulées de lave. Des études antérieures avaient déjà signalé que le cratère qui venait d’exploser était probablement en train de s’affaisser. La nouvelle étude confirme que les pentes supérieures du cratère s’affaissent depuis 2013. Il convient de noter que les chercheurs n’ont pas étudié les données entre 2008 et 2013. Selon les auteurs de la dernière étude, la cause probable de cet affaissement est un réservoir de magma dont la taille est en train de se réduire, à un millier de mètres sous le volcan.
On peut lire dans la dernière étude qu’« aucune recherche ne s’est intéressée à la géométrie et aux caractéristiques du système d’alimentation magmatique peu profond sous l’Ol Doinyo Lengai. » Il se peut que ce réservoir soit connecté à un réservoir plus profond et plus volumineux à 3 000 mètres ou plus sous le volcan.
Les chercheurs expliquent que la surveillance de l’affaissement de l’Ol Doinyo Lengai est importante pour prévoir les éruptions. Ils ajoutent qu’il existe également une fissure remplie de lave, d’une centaine de mètres de longueur, le long du bord ouest du volcan. « Elle pourrait s’allonger encore davantage avec les éruptions et le processus d’affaissement du Lengai. Selon Francis Balland, cette fracture présente une longueur d’une centaine de mètres, une largeur d’environ 5 mètres et des parois verticales de 5 à 10 mètres de hauteur.
Source :Live Science via Yahoo News.

Voici une bonne vidéo qui montre parfaitement les caractéristiques physiques de la carbonatite, ainsi que sa fluidité :

https://youtu.be/qputaVyn7TE

Débordement d’un lac de lave au sommet du Lengaï (Photo: C. Grandpey)

————————————————————

A few days ago August 4th, 2024), I wrote a post giving the latest news of Ol Doinyo Lengai, the only active volcano in the world to erupt carbonatite lava.

An artiicle published on the Live Science website informs us that this volcano has been steadily sinking into the ground for the past 10 years, and the cause could be a deflating reservoir directly beneath one of the volcano’s two craters. This is the conclusion of a new study published on June 8th, 2024 in the journal Geophysical Research Letters. It used data from two satellite systems, Sentinel-1 and Cosmo-SkyMed, to produce maps showing changes over time in the ground around Ol Doinyo Lengai.

The new research reveals that the ground around the summit of Ol Doinyo Lengai subsided at a rate of 3.6 centimeters per year between 2013 and 2023. This means the 2,962-meter-tall volcano lost about 36 centimeters in the timeframe of the study.

The maps indicate that a circular patch of ground around the volcano’s northern crater is « moving away from the satellite with a steady rate of displacement over time.

As I put it before, Ol Doinyo Lengai showed explosive activity in September 2007. This activity continued through spring 2008, after which the volcano resumed producing lava flows. Previous research suggested the newly-blasted crater may be subsiding, and the new study confirms that the upper slopes of this crater have been sinking since 2013. It should be noted the researchers did not look at data between 2008 and 2013. According to the authors of the latest study, the likely cause for this subsidence is a deflating magma reservoir located about 1,000 meters beneath the volcano.

One can read in the study that « the geometry and characteristics of the shallow magma plumbing system below Ol Doinyo Lengai remain elusive. » This reservoir may be connected to a bigger magma storage area 3,000 meters or deeper beneath the volcano.

The researchers explain that monitoring the subsidence of Ol Doinyo Lengai is important to forecast eruptions. There is also a growing 100-meter-long lava-filled fissure along the western rim of the volcano that « could further elongate as Ol Doinyo Lengai continues to erupt and subside, » according to the study. Francis Balland has informed me that this fissure is about 100 meters long, 5 meters wide, with 5-10-meter-high walls.

Source : Live Science via Yahoo News.

Here is a good video that perfectly shows the physical characteristivs of carbonatite lava, as well as its fluidity :

https://youtu.be/qputaVyn7TE

Compréhension en profondeur des éruptions // Deep understanding of eruptions

Les derniers événements en Islande ont montré que les scientifiques savent qu’une éruption est susceptible de se produire, mais ils ne peuvent pas prédire le moment précis où elle débutera. Lorsqu’ils sont sur le point d’entrer en éruption, les volcans montrent des signes qui sont enregistrés par des instruments tels que des sismomètres, des inclinomètres ou même par les satellite. Ces paramètres concernent les couches les plus superficielles de la croûte terrestre.
De nouvelles recherches, menées par des équipes de l’Imperial College de Londres et de l’Université de Bristol, révèlent que nous devrions observer ce qui se passe plus profondément, jusqu’à 20 km sous terre. Certains indices annonciateurs d’éruptions pourraient nous aider à améliorer nos prévisions.

Les auteurs de l’étude se sont concentrés sur la compréhension des réservoirs magmatiques, là où une chaleur extrême fait fondre les roches solides et les transforme en magma à des profondeurs d’environ 10 à 20 kilomètres.
Après avoir collecté des données sur cette zone, l’équipe scientifique les a intégrées dans des modèles informatiques. Les chercheurs ont découvert que certaines conditions au sein des réservoirs magmatiques profonds pouvaient donner des indications sur la taille, la composition et la fréquence des éruptions volcaniques. En d’autres termes, en étudiant ce qui se passe en bas, nous pouvons mieux prévoir ce qui pourrait se passer en haut.
La flottabilité du magma est peut-être l’un des indicateurs les plus surprenants d’une éruption. Contrairement aux théories émises jusqu’à présent, la nouvelle étude montre que c’est la flottabilité du magma, plus que la proportion de roches solides et fondues, qui déclenche les éruptions. Une fois que la densité du magma lui permet de flotter, donc de s’élever, il crée des fractures dans la roche solide sus-jacente. ; il s’engouffre alors très rapidement dans ces fractures et provoque une éruption.
Un autre facteur est la taille du réservoir magmatique proprement dit. Un réservoir magmatique de grande taille ne signifie pas forcément que l’éruption sera plus importante. En effet, plus le réservoir est grand, plus la chaleur est dispersée, ce qui réduit la vitesse de fusion des roches et leur transformation en magma. De plus, plus le magma reste longtemps sous terre, plus l’éruption sera réduite.
Un auteur de l’étude affirme qu' »en améliorant notre compréhension des processus à l’origine de l’activité volcanique et en fournissant des modèles qui mettent en lumière les facteurs contrôlant les éruptions, la nouvelle étude constitue une étape cruciale vers une meilleure surveillance et prévision de ces puissants événements géologiques ».
Source : Science Advances.

Vous pourrez lire l’étude (en anglais) et découvrir les illustrations en plus grande taille en cliquant sur ce lien :

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add1595

——————————————————-

The recent events in Iceland have shown that scientissts know that an eruption is likely to erupt. However, they cannot predict the precise moment an eruption will begin. When tey are bout to erupt,volcanoes often show signs that are recorded by instruments suchas seismometers, tiltmetersor even satellite images. These parameters concern the topmost layers of Earth’s crust.

New research, led by teams from Imperial College London and the University of Bristol, suggests we should look deeper, down to 20 km underground, at different eruption clues that might help us improve our predictions.

The authors of the study focused on understanding magma source reservoirs deep beneath our feet, where extreme heat melts solid rocks into magma at depths of around 10 to 20 kilometers.

After collecting data from this part of the Earth’s crust, the team fed that data into computer models. What they found was that certain conditions within deep magma reservoirs could indicate the size, composition and frequency of volcanic eruptions. In other words, by studying what is going on below, we can better predict what might happen above.

Magma buoyancy is perhaps one of the most surprising indicators of an eruption. Contrary to previous beliefs, the new study suggests that the buoyancy of the magma, rather than the proportion of solid and molten rock, is what drives eruptions, Once the magma becomes buoyant enough to float, it rises and creates fractures in the overlying solid rock ; it then flows through these fractures very rapidly, causing an eruption.

Another factor is the size of the reservoir itself. While it is true that larger reservoirs hold more magma, that doesn’t always mean the eruption will be greater. The larger the reservoir, the more heat is dispersed, reducing the rate of melting rock into magma. Plus, the longer magma sits underground, the smaller the eruption will be.

One author of the study says that « by improving our understanding of the processes behind volcanic activity and providing models that shed light on the factors controlling eruptions, the new research is a crucial step towards better monitoring and forecasting of these powerful geological events. »

Source : Science Advances.

You can read the whole  study and discover the full-scale  illustrations by clicking on this link :

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add1595

Un rideau pour sauver le glacier Thwaites (Antarctique) ? // A curtain to save the Thwaites Glacier (Antarctica) ?

Le Thwaites est un immense glacier situé sur la côte ouest de l’Antarctique, auquel j’ai déjà consacré plusieurs notes sur ce blog. Son front mesure 120 kilomètres.

 

Les scientifiques lancent constamment des messages d’alerte car le Thwaites fond très rapidement. Il a perdu plus de 1 000 milliards de tonnes de glace depuis l’an 2000. Les scientifiques souhaitent l’équiper de rideaux de 100 kilomètres de long afin de ralentir sa fonte. Le projet est évalué à 50 milliards de dollars. Si le Thwaites disparaissait entièrement, le niveau de la mer dans le monde augmenterait d’environ 3 mètres.

 

Crédit photo: NASA

Si le niveau de la mer augmentait de seulement 60 centimètres dans le monde,  les conséquences pour les villes côtières seraient terribles. New York, Miami et la Nouvelle-Orléans connaîtraient des inondations dévastatrices. Dans le monde entier, 97 millions de personnes seraient confrontées à une montée rapide des eaux mettant en danger leurs maisons et leurs moyens de subsistance.

La ville de Miami est déjà confrontée à la montée des eaux de l’océan (Photo : C. Grandpey)

À l’heure actuelle, la banquise de l’Antarctique constitue un rempart qui empêche les eaux chaudes de l’océan Austral d’atteindre les glaciers. Si le Thwaites venait à fondre dans sa totalité, cela déclencherait une cascade de fonte glaciaire avec une hausse supplémentaire de trois mètres du niveau de la mer. En effet, les glaciers côtiers de l’Antarctique sont interconnectés. Si la fonte de l’un s’accélère, celle des autres fera de même.

Image montrant les glaciers de l’ouest Antarctique (Source ; BAS)

La fonte du Thwaites contribue déjà à 4 % de l’élévation du niveau de la mer dans le monde.Certains scientifiques – qui jouent parfois aux apprentis-sorciers – tentent de trouver des solutions innovantes susceptibles de ralentir la fonte des glaciers. La dernière stratégie réside dans l’installation de gigantesques rideaux sous-marins de 100 kilomètres de long pour empêcher l’eau de mer chaude d’atteindre et de faire fondre les glaciers. En effet, l’un des principaux facteurs responsables de la fonte des glaciers en Antarctique est la pénétration d’eau de mer chaude, aidée par les courants, sous la banquise, ce qui provoque sa fonte rapide. À mesure que les océans se réchauffent avec le réchauffement climatique, les courants érodent de plus en plus le Thwaites, menaçant de le faire fondre, ce qui serait une catastrophe.

L’eau chaude de l’océan Austral mine la banquise par en dessous (Source : BAS)

En théorie, ces rideaux bloqueraient l’arrivée des courants chauds vers le Thwaites. Cela donnerait à sa banquise le temps de se régénérer et donc de mieux protéger les glaciers en amont. L’idée du rideau s’appuie sur une solution similaire qui a été suggérée en 2018 et qui consistait à bloquer l’eau chaude à l’aide d’un mur. Les rideaux semblent une meilleure option. En effet, ils sont tout aussi efficaces qu’un mur pour bloquer les courants chauds, mais beaucoup plus faciles à retirer si nécessaire.

Diagramme montrant comment un rideau ancré au fond marin pourrait empêcher les courants d’eau chaude et profonde d’atteindre les glaciers (Source :.Arctic Centre / Université de Laponie)

Des chercheurs de l’Université de Cambridge ont déjà effectué les premiers tests sur un prototype, et ils pourraient passer à l’étape suivante dès l’été 2025. Ils testent actuellement une version d’un mètre de long à l’intérieur de réservoirs. Une fois qu’ils auront prouvé sa faisabilité du projet, ils procéderont à son test dans la rivière Cam, soit en installant un rideau au fond de la rivière, soit en le tirant derrière un bateau. L’idée est de développer progressivement les prototypes jusqu’à ce qu’ils prouvent que la technologie est suffisamment fiable pour être installée en Antarctique. Si tout se passe bien, les chercheurs pourraient tester un ensemble de prototypes de rideaux de 10 mètres de long dans un fjord norvégien d’ici environ deux ans. Un problème majeur sera d’obtenir le financement nécessaire pour mener à bien ce projet extrêmement coûteux..
Source  : Business Insider via Yahoo Actualités.

Je suis personnellement extrêmement sceptique devant ce projet de rideaux en Antarctique. Tout d’abord, je ne suis pas certain que la somme colossale exigée par sa réalisation sera attribuée aux scientifiques britanniques. Par ailleurs, le gigantisme du projet tient davantage du fantasme d’un Professeur Nimbus que de scientifiques raisonnables. Il est fort à parier que les rideaux prévus dans le projet ne pèseront pas lourd devant la force des courants marins. Vouloir freiner la chaleur qu’ils transportent semble une douce illusion. De toute façon, comme je l’ai écrit à maintes reprises, ce n’est pas aux conséquences du réchauffement climatique qu’il faut s’attaquer mais à ses causes. Priorité doit être donnée à la lutte contre les émissions de gaz à effet de serre, CO2 et NH4 en particulier. Malheureusement, la Courbe de Keeling et celle de la température mondiale qui lui est parallèle ne montrent pas le moindre fléchissement. Si des mesures ne sont pas prises de toute urgence, nos enfants et petits-enfants seront confrontés à de très graves problèmes.

————————————————-

Thwaites is a massive glacier on Antarctica’s western coast. Its front is 120 kilometers wide. Scientists are worried because Thwites is melting very fast. It has lost over 1,000 billion tons of ice since 2000. Scientists want to build 100-kilometer-long curtains around the glacier to slow its catastrophic melting. The cost of the project is estimated at $50 billion.

If the Thwaites collapsed entirely, global sea levels would ultimately rise by about 3 meters.

Sixty centimeters of sea level rise may not sound like a lot. But if sea levels rose by 60 centimeters worldwide, the effects on coastal communities would be catastrophic. Cities like New York, Miami, and New Orleans would experience devastating flooding. Across the globe, 97 million people would be in the path of rapidly encroaching waters, putting their homes, communities, and livelihoods at risk.

Right now, the Antarctic ice shelf prevents the warming waters of the Southern Ocean from reaching the glaciers on land. If the Thwaites collapsed, it would trigger a cascade of melting that could raise sea levels another 3 meters. Indeed, the coastal glaciers in Antarctica are interconnected

Already, the melting Thwaites contributes to 4% of global sea level rise. Geoengineers are trying to find innovating technologies that could slow glacial melting. The latest strategy lies with underwater curtains. They would like to install gigantic 100-kilometer-long underwater curtains to prevent warm seawater from reaching and melting glaciers. Indeed, one of the main drivers of glacial melting is the flow of warm, salty sea water deep within the ocean. These warm currents lap against the sides of the Thwaites, melting away the thick ice that keeps the shelf’s edge from collapsing. As oceans warm due to global warming, these intruding currents will increasingly erode the Thwaites, driving it closer to total collapse.

In theory, these curtains would block the flow of warm currents to the Thwaites to halt its melting and give its ice shelf time to re-thicken. The curtain idea is based on a similar solution that was suggested in 2018, which would block warm water using a massive wall.. Curtains are supposed to be a much safer option. They are just as effective as a wall at blocking warm currents, but much easier to remove if necessary.

Researchers at the University of Cambridge are already in the very early stages of developing and testing a prototype, and they could progress to the next stage as early as summer 2025. Right now, they are testing a one-meter-long version of this technology inside tanks. Once they have proven its functionality, they willl move on to testing it in the River Cam, either by installing it at the bottom of the river or by pulling it behind a boat. The idea is to gradually scale up the prototypes until evidence suggests the technology is stable enough to install in the Antarctic. If all goes well, they could be testing a set of 10-meter-long curtain prototypes in a Norwegian fjord in about two years. A major problem will be to get the necessary funds to complete the project.

Source : Business Insider via Yahoo News.