Le « Polarstern » et l’expédition MOSAiC (suite / continued)

Dans une note publiée le 12 mai 2020, j’expliquais que l’expédition MOSAiC (Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) est la plus importante jamais mise sur pied dans l’Arctique. Le 20 septembre 2019, le Polarstern, navire amiral de l’Institut Alfred Wegener, a levé l’ancre dans le port de Tromsø en Norvège, pour rejoindre le cœur de l’Océan Arctique et y faire des mesures scientifiques. La mission implique 600 chercheurs de dix-sept pays. Une fois sur place, le Polarstern s’est laissé emprisonner par les glaces et s’est laissé dériver vers le sud.

A côté des 50 membres de l’équipage, une cinquantaine de scientifiques effectue des recherches sur 5 principaux domaines d’intérêt (atmosphère, océan, glace de mer, écosystème, biogéochimie).

L’équipe scientifique est renouvelée tous les deux mois ; les successeurs, acheminés par des brise-glace russes, chinois et suédois, assurent également une partie du ravitaillement.

En septembre 2020, libéré des glaces, le Polarstern retournera en Allemagne et retrouvera Bremerhaven, son port d’attache.

Le problème, c’est que personne n’avait prévu l’épidémie de Covid-19 qui est venue tout chambouler car les équipes ne peuvent pas se relayer comme prévu et la mission a pris deux mois de retard. La prochaine équipe scientifique devrait arriver ce début juin dans l’archipel norvégien du Svalbard. Le Polarstern devrait donc bientôt débarquer une centaine de chercheurs internationaux. Il prendra alors à son bord une centaine de leurs collègues, dont le chef de la mission. Ce climatologue et physicien, qui a déjà effectué un premier séjour de septembre à janvier à bord du navire, avait élaboré avec son équipe plus d’une dizaine de scénarios en cas d’imprévu durant les 390 jours de l’expédition.

Initialement, la nouvelle équipe, composée d’experts d’une douzaine de pays différents, devait rejoindre le Polarstern début avril, en avion, depuis les Svalbard. La fermeture des frontières ayant cloué les appareils au sol, les responsables de la mission ont finalement décidé d’acheminer les scientifiques, ainsi que des vivres et du carburant, par bateau jusqu’à Spitzberg. Le Polarstern de son côté a interrompu quelques semaines ses recherches pour venir chercher sa nouvelle équipe.

La deuxième grosse difficulté à laquelle a été confrontée la mission, c’était de s’assurer que le virus ne se répande pas parmi les membres de l’expédition. Pour cela, une quarantaine stricte de plus de 14 jours a été imposée à toute la nouvelle équipe dans deux hôtels de Bremerhaven entièrement loués pour eux. Les scientifiques ont subi trois tests de dépistage du Covid-19.

Source : France Info.

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In a post released on May 12th, 2020, I explained that the Multidisciplinary Drifting Observatory for the Study of Arctic Climate (MOSAiC) expedition is the largest ever set up in the Arctic. On September 20th, 2019, the Alfred Wegener Institute’s flagship Polarstern weighed anchor in the port of Tromsø in Norway to reach the heart of the Arctic Ocean for scientific measurements. The mission involves 600 researchers from seventeen countries. Once there, the Polarstern got caught in the ice and strated drifting south.
In addition to the 50 crew members, around fifty scientists are carrying out research on 5 main areas of interest (atmosphere, ocean, sea ice, ecosystem, biogeochemistry).
The scientific team is renewed every two months; successors, routed by Russian, Chinese and Swedish icebreakers, also provide part of the supply.
In September 2020, freed from the ice, the Polarstern will return to Germany and find Bremerhaven, its home port.

The problem is that no one had foreseen the Covid-19 epidemic which turned everything upside down because the teams could not take turns as planned and the mission was two months behind schedule. The next scientific team is expected to arrive in early June in the Norwegian Svalbard archipelago. The Polarstern should therefore soon land a hundred international researchers. It will then take on board a hundred of their colleagues, including the head of the mission. This climatologist and physicist, who already made a first stay from September to January on board the ship, worked out with his team more than ten scenarios in case of unforeseen events during the 390 days of the expedition.
Initially, the new team, made up of experts from a dozen different countries, was to join the Polarstern in early April, by plane, from the Svalbards. With the border closures having grounded the aircraft, mission officials finally decided to ship the scientists, along with food and fuel, by boat to Spitsbergen. The Polarstern, for its part, interrupted its research for a few weeks to pick up its new team.
The second major challenge facing the mission was to ensure that the virus did not spread among the members of the expedition. For this, a strict quarantine of more than 14 days was imposed on the whole new team in two hotels in Bremerhaven fully rented for them. Scientists underwent three tests for Covid-19.
Source: France Info.

Le Polarstern (Source: Alfred Wegener Institute)

Les sources chaudes de Yellowstone et le coronavirus // Yellowstone hot springs and COVID-19

Les sources chaudes et les geysers du Parc National de Yellowstone sont l’un des hauts lieux du tourisme aux États-Unis. Cependant, très peu de visiteurs savent que ces sources contiennent des éléments essentiels à la science. Une fois encore, la Nature peut aider à sauver des vies.
Au cours de cinq visites à Yellowstone – dont une avec des mesures de température pour le compte de l’Observatoire – j’ai pris des centaines de photos des geysers, des sources chaudes et des mares de boue. On me demande souvent dans mes conférences pourquoi ces sources ont des couleurs aussi vives. J’explique qu’elles sont dues aux bactéries thermophiles (elles aiment la chaleur de l’eau) qui colonisent les sources chaudes. Ces couleurs extraordinaires varient également en fonction de la température de l’eau: bleu, jaune, orange, vert
Un article très intéressant sur le site Web du National Geographic nous apprend que certaines bactéries découvertes à Yellowstone sont utilisées en science, et plus particulièrement en science médicale. Un microbiologiste a découvert un jour un microbe qui produit des enzymes capables de résister remarquablement bien à la chaleur. Aujourd’hui, ces enzymes sont un élément clé de la réaction en chaîne par polymérase – Polymerase Chain Reaction ou PCR – une méthode utilisée dans les laboratoires du monde entier pour étudier de petits échantillons de matériaux génétiques en faisant des millions de copies. Cette technique est actuellement utilisée pour augmenter le signal des virus dans la plupart des tests disponibles pour le COVID-19.
Alors que le nouveau coronavirus se propage sur toute la planète, les tests sont devenus le coeur du suivi et du ralentissement de la pandémie. Il ne faudra donc oublier que le processus de PCR, partie essentielle du test, relativement simple et rapide, a pu être réalisé grâce à un groupe de bactéries qui prospèrent dans les sources chaudes de Yellowstone.
Une autre bactérie découverte à Yellowstone est le Thermus aquaticus. Cette bactérie a révolutionné la biologie moléculaire en donnant aux scientifiques un nouvel outil pour manipuler et étudier l’ADN. Depuis la découverte de la double hélice de l’ADN en 1953, les scientifiques n’ont eu de cesse d’étudier ces minuscules molécules génétiques. Pour mieux comprendre les différents types d’ADN, les scientifiques avaient besoin d’échantillons à grande échelle.
Dans les années 1980, une nouvelle technique a été élaborée pour imiter la façon dont une cellule copie naturellement son ADN pour croître et se diviser. L’ADN doit être chauffé puis refroidi dans un cycle permanent, ce qui double plus ou moins chaque fois le nombre de copies génétiques. Le problème, c’est que dans les premières expériences, les températures élevées de chaque cycle endommageaient l’ADN polymérase nécessaire pour faire ces copies.
Les chercheurs ont réalisé qu’une enzyme des bactéries Yellowstone pouvait survivre aux cycles de chauffage et de refroidissement et accélérer le processus. Au fil des ans, de telles enzymes ont permis aux scientifiques d’automatiser le processus de copie d’ADN. Désormais, les chercheurs sont capables de produire des centaines de millions de copies génétiques en quelques heures. Le test du COVID-19 utilise ce même processus, mais en intégrant quelques étapes supplémentaires.
Ces découvertes ont permis à la science de progresser à grands pas. Les scientifiques savent maintenant que les microbes ont mis au point des techniques uniques pour pouvoir se développer dans presque tous les environnements extrêmes de la Terre, que ce soit les sources chaudes de Yellowstone ou les fumeurs noirs au fond des océans. Ces organismes contiennent une mine de mécanismes biologiques jusque-là inimaginables. Il ne reste plus q’à les découvrir et les exploiter !
Source: National Geographic.

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Yellowstone hot springs and geysers are one of the highlights of tourism in the United States. However, very few visitors realise that these springs contain elements that are critical in science. Once again, Nature can help to save lives.

Having visited Yellowstone five times – once on behalf of the Observatory to take temperature measurements –, I have hundreds of photos of the geysers, hot springs and mud pools. I am often asked in my conferences about the cause of their vivid colours. I explain that they are due to the thermophile bacteries (they love the heat of the water) that colonise the hot springs. These colours are also different according to the water temperature : blue, yellow, orange, green

An interesting article on the National Geographic website explains that certain species of bacteria have been used in science, and more particularly medical science. A microbiologist once discovered a microbe that produces unusual heat-resistant enzymes. Today, those enzymes are a key component in polymerase chain reaction, or PCR, a method used in laboratories around the world to study small samples of genetic material by making millions of copies. This technique is currently being used to boost the signal of viruses in most of the available tests for COVID-19.

As the novel coronavirus sweeps around the world, testing has become the crux of tracking and slowing the extension of the pandemic. The PCR process that is an essential part of the test is relatively simple and quick, thanks to a cluster of bacteria thriving in the thermal pools of Yellowstone.

Another example of the importance of Yellowstone bacteria is the Thermus aquaticus which has revolutionised molecular biology by giving scientists a new tool to manipulate and study DNA. Since the discovery of DNA’s double helix in 1953, scientists have grappled with the challenge of studying these tiny genetic molecules. To see and understand different types of DNA, scientists needed large scale samples.

In the 1980s, a new technique was developed to mimic the way a cell naturally copies its DNA to grow and divide. The DNA has to be heated and then cooled in a cycle again and again, each time roughly doubling the number of genetic copies. But in early experiments, the high temperatures of each cycle damaged the DNA polymerase needed to make those copies.

The researchers realised that an enzyme from the Yellowstone bacteria could survive the cycles of heating and cooling and speed up the process. Over the years, these enzymes have allowed scientists to automate the DNA-copying process. Now, researchers can produce upward of hundreds of millions of genetic copies in hours. The COVID-19 test uses this same process—but with a few additional steps.

Such discoveries have made a world of difference. Scientists now know that microbes have perfected unique ways to make a living in nearly every extreme environment on Earth, from Yellowstone’s hot pools to the black smokers of the deep sea. These organisms contain a trove of previously unimagined biologic mechanisms just waiting to be found.

Source : National Geographic.

Photos: C. Grandpey

L’éruption mystère des Champs Phlégréens (Italie) // The mystery eruption of the Phlegrean Fields (Italy)

Les Campi Flegrei – Champs Phlégréens en français – sont considérés comme l’un des volcans les plus dangereux sur Terre, d’autant plus qu’il se situe à la périphérie de Naples, dans une région densément peuplée. Les Champs Phlégréens forment une vaste caldeira de 13 km de large au sein de laquelle on trouve de nombreux anneaux de tuf phréatique et des cônes pyroclastiques. La région est bien connue pour ses épisodes bradysismiques qui se caractérisent par des soulèvements et des affaissements du sol. On peut parfaitement voir les signes de ce phénomène sur les colonnes du temple de Sérapis à Pouzzoles. La dernière éruption des Champs Phlégréens a eu lieu en 1528.
Dans une récente étude publiée dans la revue Geology, des chercheurs de l’Université d’Oxford ont fait remonter aux Champs Phlégréens une éruption préhistorique de grande envergure qui avait recouvert de cendre la Méditerranée il y a 29 000 ans. Ce qui est intéressant, c’est que les recherches ont réduit considérablement l’intervalle de temps qui sépare les éruptions de ce volcan.
L’étude britannique situe le moment de cette éruption majeure entre deux éruptions bien connues des Champs Phlégréens, il y a 15 000 et 40 000 ans. Depuis la fin des années 1970, les scientifiques ont identifié une couche de cendre volcanique préhistorique dans des carottes de sédiments extraites de sites couvrant une superficie de 150 000 km2 en Méditerranée centrale. Cette couche de cendre indique clairement qu’une grande éruption volcanique a eu lieu. Bien que la région soit bien connue pour ses nombreux volcans actifs, tels que le Vésuve, les scientifiques n’avaient encore pas réussi à faire correspondre cette couche de cendre plus ancienne et plus étendue à un volcan ou une éruption spécifique.
Les chercheurs de l’Université d’Oxford ont identifié un dépôt de matériaux  riche en cendre dans la ville de Naples, produit par les Champs Phlégréens, et dont la composition chimique correspond à la couche de cendre préhistorique identifiée dans la région méditerranéenne.
Les scientifiques ont éprouvé des difficultés pour attribuer de manière irréfutable ces retombées de cendre aux Champs Phlégréens car il y existait peu de preuves d’une importante éruption à proximité du volcan. Cela est dû en partie au fait qu’une puissante éruption plus récente avait enseveli la région de Naples sous une épaisse couche de cendre qui dissimulait en grande partie les preuves de cet événement plus ancien. En établissant un lien entre l’épaisseur des dépôts de cendre trouvés à Naples et ceux conservés dans des carottes de sédiments prélevées en Méditerranée centrale, il a été possible d’apporter des preuves sur l’envergure de cette éruption majeure.
L’étude montre l’importance de prendre en compte les retombées de cendre retombées à une grande distance du volcan lorsque l’on essaye de retrouver le moment et l’ampleur des éruptions explosives du passé.
Source: Université d’Oxford, The Watchers.

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The Campi Flegrei – or Phlegrean Fields – are considered as one of the most dangerous volcanoes in the world, all the more as they are located on the outskirts of Naples, in a densely populated area. The Phlegran Fields form a large 13-km-wide caldera that contains numerous phreatic tuff rings and pyroclastic cones. The region is well known for its bradyseismic episodes characterised by dramatic uplift and subsidence of the ground. Signs of thesde events can be clearly seen on the columns of Temple of Serapis in Pozzuoli. The last eruption of this volcano took place in 1528.

In a recent study published in the journal Geology, University of Oxford researchers have traced the origin of a large-scale pre-historic eruption that blanketed the Mediterranean region in ash 29 000 years ago to the Phlegrean Fields volcano. What is interesting is that the research drastically reduces the volcano’s eruption recurrence interval.

This research positions the timing of this large-scale eruption between two well-known large-scale eruptions of the volcano, at 15 000 and 40 000 years ago, drastically reducing the recurrence interval of large magnitude eruptions at the volcano.

Since the late 1970s scientists have identified the same pre-historic volcanic ash layer in sediment cores extracted from sites ranging across 150 000 km2 of the central Mediterranean. This widespread ash layer clearly indicated a large volcanic eruption. Although the region is well known for its many active volcanoes, such as Mount Vesuvius, scientists had failed to confidently match this older, far-ranging ash deposit to a specific volcano or eruption.

The University of Oxford reserachers have identified an ash rich-eruption deposit within the city of Naples which was produced by the Phlegean Fields and has a chemical composition that matches the prehistoric ash layer traced across the Mediterranean region.

It was difficult to reliably attribute this major ashfall event to the Phlegean Fields because there was limited evidence for a large eruption close to the volcano. This was in part because a more recent large-scale eruption of the volcano buried the Naples area in a thick ash deposit, largely concealing the evidence of this older event. By linking the thickness of the ash deposits found in Naples, to those preserved in cores from across the central Mediterranean, the model was able to demonstrate and provide important constraints on the size of this large magnitude eruption.

The study also highlights the importance of considering ashfall events preserved well away from the volcano when reconstructing the timing and scale of past explosive eruptions.

Source : University of Oxford, The Watchers.

Zone des Champs Phlégréens (Source: Wikipedia)

Kilauea (Hawaii): Quand l’éruption finira-t-elle ? // When will the eruption come to an end ?

Quand l’éruption finira-t-elle? C’est la question à laquelle seule Madame Pele est capable de répondre. Bien sûr, les scientifiques qui étudient actuellement l’éruption du Kilauea tireront de nombreuses leçons des événements qu’ils ont pu observer au sommet et sur l’East Rift Zone. Ils ont à leur disposition des technologies de pointe qui n’existaient pas pendant les éruptions de 1924, 1955 et 1960. Le HVO existe depuis plus de 100 ans et les techniques de surveillance du Kilauea ont beaucoup évolué. Les volcanologues ont utilisé de nouvelles méthodes pour évaluer la profondeur du lac de lave de l’Halema’uma’u, ou encore la hauteur des panaches et les particules de cendres. Les drones ont été essentiels à la cartographie des coulées de lave. Cette éruption marque probablement l’arrivée des drones en volcanologie grâce à leur capacité de collecter des données dans des zones dangereuses et inaccessibles. En plus, ils sont relativement bon marché et ne mettent pas des personnes en danger.
Cependant, même avec toutes ces nouvelles technologies et tous les scientifiques mobilisés pour étudier l’éruption du Kilauea, beaucoup de questions restent sans réponse, au moins pour l’instant.
Si la hausse de l’activité sismique, les déformations du sol et d’autres paramètres peuvent alerter les scientifiques sur l’imminence d’une éruption, les prévisions à plus long terme restent impossibles. Comme l’a dit un volcanologue: « Il est très difficile d’étudier un volcan et de prévoir la date de sa prochaine éruption, tout comme il est impossible de prévoir les séismes. On peut examiner le comportement d’un volcan dans le passé et voir à quelle fréquence il est entré en éruption, mais nous ne savons pas vraiment ce qui se passe sous terre.  »
La question que tout le monde se pose à l’heure actuelle est la suivante: Quand cessera l’éruption du Kilauea?
L’étude des éruptions les plus récentes peut fournir quelques indices. Les événements majeurs qui se sont produits sur l’East Rift Zone en 1840, 1955 et 1960 ont duré respectivement 26 jours, 88 jours et 36 jours. La journée d’aujourd’hui marque le 41ème anniversaire de la sortie de la lave dans les Leilani Estates. La plus longue des trois éruptions précédentes a duré un peu moins de trois mois. La plus longue éruption sommitale a duré 70 ans. L’éruption qui se déroule actuellement à Puna est très différente et la plupart des scientifiques pensent qu’il est peu probable qu’elle dure aussi longtemps.
Une évaluation approximative du volume de lave émis par l’éruption actuelle a été proposée au vu de la zone couverte le 5 juin. On estime que le volume de lave dans les Leilani Estates avait alors atteint 84,5 millions de mètres cubes, ce qui est inférieur aux éruptions de 1840 (205 millions de mètres cubes), de 1955 (87,6 millions de mètres cubes) et de 1960 (113,2 millions de mètres cubes). Il y a certes une marge d’erreur dans le chiffre proposé pour l’éruption actuelle, mais la quantité de lave émise – au moins jusqu’à présent – est loin des impressionnants volumes précédents.
Le magma de l’éruption actuelle est probablement issu du point chaud qui alimente habituellement les volcans hawaiiens et il ne peut pas être exclu que l’éruption des Leilani Estates donne naissance à une nouvelle bouche qui serait active sur le long terme, comme l’a été le Pu’u O’o. Cependant, ce n’est qu’une simple hypothèse, car personne ne sait comment évoluera l’éruption en cours.
Adapté d’un article dans le Honolulu Star Advertiser.

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When will the eruption come to an end? This is the question only Madame Pele is able to answer. Sure, scientists studying the current eruption of Kilauea will learn a lot from the events at the summit and along the East Rift Zone. They are benefiting from advanced technologies that were not available during corresponding events in 1924, 1955 and 1960. The Hawaiian Volcano Observatory has existed for more than 100 years and the technology has changed tremendously with new ways to monitor Kilauea. For instance, scientists have been using new techniques to track the depth of the Halemaumau lava lake, plume heights and ashfall particles. Drones have been essential to mapping lava flows. This eruption may be really the coming of age of drone technology being able to collect data from dangerous and inaccessible areas relatively cheaply and with minimal danger to people.

However, even with all the advanced science and staff mobilized to document and study the Kilauea eruption, many questions about the volcano will remain unanswered, at least for now.

Although increased seismic activity, ground movement and other signs can alert scientists to imminent eruptions, longer-term forecasts are still impossible. As one volcanologist put it: “It’s very difficult to look at a volcano and put a date on a calendar when it will erupt next, just like it’s impossible to predict earthquakes. You can look at what it’s done in the past and how frequently it’s erupted, but we don’t really know what’s going on underground.”

The most pressing question at the moment is: When will Kilauea stop erupting?

Studying previous eruptions most similar to the current one may provide some clues. Major East Rift Zone events in 1840, 1955 and 1960 lasted 26 days, 88 days and 36 days, respectively. Today marks the 40th day since lava emerged in the Leilani Estates. The longest of those three previous eruptions lasted just shy of three months. The longest eruption at the summit lasted 70 years. The current one down in Puna is very different, and most scientists think it is unlikely to last that long.

A rough calculation has been made of the volume of lava produced by the current eruption, based on the area covered as of June 5th. It is estimated the Leilani Estates flows put out 84.5 million cubic metres of lava, less than the eruptions of 1840 (205 million cubic metres), 1955 (87.6 million cubic metres) and 1960 (113.2 million cubic metres). The margin of error is big, but at least so far the amount of lava is far from the impressive previous volumes.

Magma is probably still being supplied from the hotspot and it cannot be excluded that the Leilani Estates eruption will become a new long-term vent, like Pu’u O’o. However, this is just a simple hypothesis as nobody knows about the future of the current eruption.

Adapted from an article in the Honolulu Star Advertiser.

Crédit photo: USGS

Prévision et prévention volcaniques : Les défis de la communauté scientifique // Volcanic prevision and prevention : The challenges of the scientific community

Un rapport publié aux Etats-Unis par les Académies Nationales des Sciences, d’Ingénierie et de Médecine identifie de grands défis pour la communauté scientifique afin de mieux se préparer aux éruptions volcaniques
Malgré une meilleure compréhension des volcans, notre capacité à prévoir le moment, la durée, le type, la taille et les conséquences des éruptions volcaniques est limitée. Afin d’améliorer la prévision éruptive et sauver des vies, le rapport identifie les priorités de recherche pour un meilleur suivi des éruptions volcaniques et trois grands défis auxquels est confrontée la communauté volcanologique.
Le comité qui a mené l’étude a décrit les priorités de recherche dans des domaines tels que les processus qui gèrent le déplacement et le stockage du magma sous les volcans; comment les éruptions commencent, évoluent et finissent; comment un volcan entre en éruption; la prévision des éruptions; la transformation des paysages, des océans et de l’atmosphère face aux éruptions volcaniques; le comportement des volcans face aux changements à la surface de la Terre.
Sur la base de ces priorités de recherche, le comité a identifié trois grands défis majeurs pour faire progresser la science et le suivi des volcans:

Prévision de l’ampleur, de la durée et du risque induit par les éruptions en intégrant les observations avec des modèles.
Les prévisions actuelles sont basées sur la simple reconnaissance de données de surveillance volcanique. Ces approches ne sont pas toujours couronnées de succès parce que ces données de surveillance n’appréhendent pas la diversité des volcans ou leur évolution au fil du temps. Une approche basée sur des modèles de processus physiques et chimiques, s’appuyant sur le suivi des données de surveillance, comme cela se fait dans les prévisions météorologiques, pourrait améliorer la précision de la prévision éruptive. Une telle approche nécessite l’intégration de données et de méthodologies à partir de disciplines multiples.

Quantifier les cycles de vie des volcans et surmonter notre compréhension partielle actuelle.
La compréhension actuelle du cycle de vie d’un volcan est faussée car seulement un petit nombre de volcans sont étudiés. Une surveillance accrue depuis le sol, la mer et l’espace peut surmonter certaines de ces lacunes d’observation. L’amélioration des capacités de surveillance actuelles et la mise en place d’infrastructures permettant de rendre disponibles  les données historiques et de surveillance sont essentielles pour améliorer la compréhension des processus volcaniques et l’évaluation des risques volcaniques. Le comité a fait remarquer que des technologies innovantes telles que les capteurs peu coûteux, les drones et les nouvelles méthodes géochimiques micro-analytiques sont des outils prometteurs pour fournir de nouvelles connaissances sur l’activité volcanique.

Mettre en place une coordination au sein de la communauté volcanologique.
Près de 100 volcans entrent en éruption quelque part sur Terre chaque année. Le renforcement de la recherche pluridisciplinaire, de la recherche nationale et internationale, la mise en place de partenariats et de réseaux de formation peuvent aider la communauté scientifique à donner un nouvel élan aux progrès scientifiques résultant de l’étude des éruptions à travers le monde.

L’étude a été parrainée par la National Science Foundation, la NASA, l’USGS et les Académies Nationales des Sciences, d’Ingénierie et de Médecine. Le rapport complet peut être lu à cette adresse:
Http://www8.nationalacademies.org/onpinews/newsitem.aspx?RecordID=24650&_ga=1.36767842.396567824.1492636182

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A report published by the National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine identifies grand challenges for the scientific community to better prepare for volcanic eruptions

Despite broad understanding of volcanoes, our ability to predict the timing, duration, type, size, and consequences of volcanic eruptions is limited. To improve eruption forecasting and warnings to save lives, the report identifies research priorities for better monitoring of volcanic eruptions and three grand challenges facing the volcano science community.

The committee that conducted the study outlined several key questions and research priorities in areas such as the processes that move and store magma beneath volcanoes; how eruptions begin, evolve, and end; how a volcano erupts; forecasting eruptions; the response of landscapes, oceans, and the atmosphere to volcanic eruptions; and the response of volcanoes to changes on Earth’s surface.

Based on these research priorities, the committee identified three overarching grand challenges for advancing volcano science and monitoring:

Forecasting the size, duration, and hazard of eruptions by integrating observations with models

Current forecasts are based on recognizing patterns in monitoring data. These approaches have had mixed success because monitoring data do not capture the diversity of volcanoes or their evolution over time. An approach based on models of physical and chemical processes, informed by monitoring data, as is done in weather forecasting, could improve the accuracy of eruption forecasts. Such an approach requires integrating data and methodologies from multiple disciplines.

Quantifying the life cycles of volcanoes and overcoming our current biased understanding

Current understanding of a volcano’s life cycle is skewed because only a small number of volcanoes are studied. Extended monitoring from the ground, sea, and space can overcome some of these observational biases. Expanding and maintaining monitoring capabilities and supporting the infrastructure to make historical and monitoring data available are critical for advancing understanding of volcanic processes and assessing volcanic hazards. The committee noted that emerging technologies such as inexpensive sensors, drones, and new micro-analytical geochemical methods are promising tools to provide new insights into volcanic activity.

Building a coordinated volcano science community

Close to 100 volcanoes erupt somewhere on Earth each year. Strengthening multidisciplinary research, domestic and international research and monitoring partnerships, and training networks can help the research community maximize scientific advances that result from the study of eruptions around the world.

The study was sponsored by the National Science Foundation, NASA, the U.S. Geological Survey, and the National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. The whole report can be read at this address :

http://www8.nationalacademies.org/onpinews/newsitem.aspx?RecordID=24650&_ga=1.36767842.396567824.1492636182

Les volcans de l’arc des Aléoutiennes sont parmi les moins équipés et donc les plus difficiles à surveiller dans le monde (Source: AVO).

 

Du Kilauea (Hawaii) au Bogoslof (Iles Aléoutiennes / Alaska) // From Kilauea Volcano (Hawaii) to Bogoslof Volcano (Aleutians / Alaska)

Situé au cœur des Iles Aléoutiennes en Alaska, le Bogoslof est loin d’Hawaii, mais pas si loin que cela d’un point de vue volcanologique. En 1907, Thomas Jaggar, le fondateur de l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) s’est rendu au chevet du Bogoslof  au cours d’une expédition organisée par le Massachusetts Institute of Technology. Son but était l’exploration des volcans de l’Alaska et la recherche de minéraux. Le rapport de l’expédition concernant l’évolution du Bogoslof se trouve dans le Bulletin of the American Geographical Society publié en juillet 1908.
Thomas Jaggar était un observateur avisé et ses notes sur le Bogoslof prennent en compte le récit de l’activité éruptive décrite par les marins pendant les années qui ont précédé 1907. En utilisant ces anciens récits et ses propres observations lors de l’exploration de l’île, Jaggar a compilé une série de cartes montrant les changements intervenus sur l’île, de la même façon que le font les géologues de l’Observatoire des Volcans d’Alaska (AVO) aujourd’hui.
Il a également montré le mécanisme qui anime les éruptions du Bogoslof et a trouvé des similitudes entre les formations de lave mises en place par ce volcan et celles qu’il avait observées sur la Montagne Pelée à la Martinique en 1902. Il a également noté des preuves de l’élévation de l’île et a réfléchi aux causes de ce phénomène.
A l’issue de son voyage, Jaggar a rappelé la nécessité de créer des observatoires pour étudier les volcans, les séismes et d’autres phénomènes naturels. Il était convaincu que leur étude attentive et systématique était essentielle pour vivre en toute sécurité sur notre planète.
Un tel réseau d’observatoires volcanologiques existe aujourd’hui dans une grande partie du monde. Ils fonctionnent grâce à des données envoyées par les satellites qui passent plusieurs fois par jour au-dessus des volcans. A côté de cela, le réseau mondial de détection de la foudre envoie des alertes quelques minutes après que des éclairs aient été détectés à proximité du Bogoslof ; ils coïncident souvent avec des explosions de cendre. Enfin, des ondes infrasoniques ou de pression de l’air produites par les explosions sont détectées par des capteurs sismiques et infrasoniques sur les volcans Okmok et Makushin situés pas très loin du Bogoslof.
Source: USGS / HVO.
Vous obtiendrez plus d’informations sur l’activité éruptive du Bogoslof en vous connectant au site Internet de l’AVO : www.avo.alaska.edu.

La dernière mise à jour d’AVO (en date du 5 avril 2017) indique qu' »aucune nouvelle activité n’a été observée sur les données  sismiques ou infrasoniques du Bogoslof depuis une petite explosion le 13 mars. La dernière éruption significative a eu lieu le 8 mars 2017 et les images satellitaires ne révèlent pas d’activité éruptive depuis cette époque. Au vu de l’absence d’activité volcanique au cours des trois dernières semaines, l’AVO a décidé d’abaisser l’alerte aérienne à la couleur Jaune. »

A noter qu’un bulletin similaire vient d’être diffusé à propos du volcan Cleveland pour lequel l’alerte aérienne a également été abaissée à la couleur Jaune.

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Located in the Aleutians in Alaska, Bogoslof Volcano is far from Hawaii but not far from a volcanological point of view. In 1907, Hawaiian Volcano Observatory (HVO) founder Thomas Jaggar sailed to this very island volcano in Alaska on an expedition from the Massachusetts Institute of Technology. Their objectives to explore Alaska’s volcanoes and search for mineral deposits led to a report on the evolution of Bogoslof published in the Bulletin of the American Geographical Society in July 1908.

Jaggar was a keen observer and his notes on Bogoslof chronicle the record of eruptive activity summarized by mariners in the century leading up to 1907. Using these data and his own observations while exploring the island, Jaggar compiled a sequence of maps of the changing island in a manner very similar to Alaska Volcano Observatory (AVO) geologists today.

He also surmised the mechanism of Bogoslof eruptions and found similarities in the extrusive lava formations with those he had seen at Mount Pelee in the Caribbean in 1902. He also noted evidence of uplift of the island and pondered its significance.

Jaggar used his trip to renew his call for the establishment of Earth observatories to study volcanoes, earthquakes and other earth processes. He was convinced that careful and systematic study of these phenomena was essential to living safely on our planet.

Such a network of volcano observatories exists today for much of the world. They act with data sent by satellites in Earth orbit that peer down at the volcano multiple times per day. The World Wide Lightning Location Network provides automated alerts within minutes of lightning near Bogoslof that often coincides with explosions of ash. Moreover, infrasound or pressure waves from explosions are detected on seismic and infrasound sensors at nearby Okmok and Makushin volcanoes.

Source : USGS / HVO.

You will get more news about the ongoing eruption at Bogoslof by following the Alaska Volcano Observatory at www.avo.alaska.edu.

AVO’s latest update (April 5th) indicates that “ No new volcanic activity has been observed at Bogoslof Volcano in satellite, seismic or infrasound data since a small explosion was detected on March 13. The last major explosive event occurred on March 8, 2017, and satellite images have shown no eruptive activity since that time. Based on the absence of detected activity over the past three weeks, AVO is lowering the Aviation Colour Code to Yellow. »

A similar update has just been released about Cleveland Volcano whose aviation colour code has been lowered to Yellow.

Crédit photo: Alaska Volcano Observatory

Les papyrus d’Herculanum livrent leurs secrets (suite) // Scrolls of Herculaneum are telling their secrets (continued)

drapeau francaisUne nouvelle étude sur les célèbres rouleaux de la Villa des Papyrus à Herculanum, carbonisés il y a près de 2000 ans par l’éruption du Vésuve, a révélé la présence d’encre contenant du métal dans deux fragments de papyrus. Cette découverte prouve que l’encre ‘métallique’ a été utilisée beaucoup plus tôt qu’on le croyait jusqu’à présent.
L’étude a été publiée dans la revue PNAS. Les chercheurs ont utilisé la technologie du rayonnement synchrotron à l’European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) de Grenoble pour faire apparaître une forte concentration de plomb dans l’ancienne encre. Ils sont pratiquement certains que le plomb a été utilisé intentionnellement et qu’il ne provient pas de la contamination de l’eau par les aqueducs romains ou par un récipient de bronze. Il se peut que le plomb ait été ajouté pour sa faculté à accélérer le processus de séchage de l’encre.
Les chercheurs ont examiné deux fragments multicouches qui avaient été remis à Napoléon Bonaparte comme cadeau en 1802 et qui appartiennent aujourd’hui à la collection de l’Institut de France. Leur datation exacte est inconnue. La plupart des papyrus de la villa d’Herculanum datent du premier siècle avant Jésus-Christ, et le plus ancien remonte même au 3ème siècle avant notre ère.

On pense que les rouleaux carbonisés cachent les 30 dialogues perdus d’Aristote, des œuvres philosophiques d’Epicure, de poèmes érotiques de Philodème (de Gadara), des oeuvres de Virgile, des travaux scientifiques d’Archimède et de la poésie lesbienne de Sappho. Sur les 1785 rouleaux de papyrus découverts au cours des fouilles effectuées au 18ème  siècle, seuls 585 ont été complètement déroulés en utilisant une méthode mécanique du 18ème siècle, tandis que 209 autres ont été partiellement déroulés. Environ 400 n’ont jamais été déroulés et 450 sont si difficiles à lire que leurs textes restent inconnus.

Toutes les tentatives utilisant des procédures non invasives pour lire les papyrus, y compris la technologie multi-spectrale, se sont révélées inefficaces, jusqu’à l’année dernière. En effet, en janvier 2015 (voir ma note du 21 janvier 2015), les chercheurs ont utilisé la tomographie à contraste de phase, une technologie à base de puissants rayons X,  pour déchiffrer des mots dans les rouleaux. Ils ont reconstruit un alphabet grec presque complet à partir de papyrus gravement endommagés.
Source: Discovery News: http://news.discovery.com/

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drapeau anglaisA new research into the famous scrolls from the Villa of the Papyri in Herculaneum, carbonized nearly 2,000 years ago by Mount Vesuvius’ eruption, has revealed metallic ink in two papyrus fragments. The finding proves that metal-bearing ink was used several centuries earlier than previously believed.

The research, published in the journal PNAS, relied on synchrotron X-ray based techniques at the European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble, France, to reveal a high concentration of lead in the ancient ink. The researchers are reasonably certain that lead was intentionally used and that it doesn’t come from contamination of water from Roman aqueducts or from a bronze container. It could have been added for its property to speed up the process of ink drying.

The researchers examined two multilayered fragments that were handed to Napoleon Bonaparte as a gift in 1802 and now belong to the collection of the Institut de France. Their exact dating is not known. Most of the papyri in the villa date from the first century B.C., though the oldest one goes back to the 3rd century B.C.

The carbonized scrolls are thought to hold Aristotle’s lost 30 dialogues, philosophical work by Epicurus, erotic poems by Philodemus, Virgilius, scientific work by Archimedes and lesbian poetry by Sappho. Out of the 1,785 scrolls discovered during the 18th century excavation, only 585 had been completely unrolled using a 18th century mechanical method, while 209 have been partly unrolled. About 400 have never been unrolled and 450 are so difficult to read that their text remains unknown.

Any attempt using non invasive procedures to read the scroll, including multi-spectral technology, had proven ineffective -– until last year. In January 2015 (see my note of January 21st 2015), researchers used phase contrast tomography, a powerful X-ray procedure, to decipher words in the scrolls. They reconstructed an almost complete Greek alphabet from inside badly damaged papyri.

Source: Discovery News: http://news.discovery.com/

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.files.wordpress.com/2015/01/villa-of-the-papyri.jpg

Vue de la Villa des Papyrus à Herculanum  (Crédit photo: Wikipedia)