Petrified Forest (Arizona)

Mon périple dans l’ouest américain m’a conduit à Petrified Forest, un extraordinaire parc national situé dans la partie nord-est de l’Arizona.

Il y a 3,4 millions d’années, le Mont Helena (rien à voir avec le Mont St Helens dans l’Etat de Washington !), un volcan dominant la région à environ 11 km au nord-est du site, est entré en éruption. Celle-ci fut particulièrement violente et le souffle fut tel que des séquoias géants furent arrachés et couchés au sol où leurs troncs gisent dans une direction SO-NE, conforme au souffle de l’éruption. Ils ont ensuite été recouverts d’une énorme épaisseur de cendre, ce qui a créé un milieu anaérobie interdisant la présence de bactéries susceptibles de décomposer la matière organique..

Par la suite, de l’eau chargée en minéraux, silice en particulier, s’est infiltrée dans la cendre et dans les troncs en décomposition. Avec le temps, au cours des millénaires, la silice a remplacé le bois ; elle s’est cristallisée jusqu’à ce que les arbres deviennent de la pierre au cours du processus de perminéralisation.

Ce n’est qu’en 1870 qu’un fermier suédois qui travaillait dans ses champs découvrit par hasard l’un de ces troncs fossilisés. Sa découverte attira nombre de scientifiques désireux d’en savoir plus sur ce site exceptionnel qui est devenu parc national le 9 décembre 1962.

Le Parc National de Petrified Forest propose un circuit passionnant au long duquel le visiteur peut voyager 3 millions d’années en arrière. Voici quelques images rapportées de cette visite.

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My journey across the American West took me to Petrified Forest, an amazing national park in the northeastern part of Arizona.
3.4 million years ago, Mount Helena (nothing to do with Mount St Helens in Washington State!), a volcano dominating the area about 11 km northeast of the site, went through a particularly violent eruption. The blast was such that giant sequoias were torn off and thrown onto the ground where they lay in a  SW-NE direction, corresponding to the blast of the eruption. They were then covered with an enormous thickness of ash, which created an anaerobic environment discouraging the presence of bacteria capable of decomposing organic material.
Subsequently, mineral-rich water, heavy with silica, percolated through the ashy deposits and decaying trunks. Over time, over the millennia, silica replaced wood; It crystallized until the trees became stone during the process of permineralization.
It was not until 1870 that a Swedish farmer who worked in his fields accidentally discovered one of these fossilized trunks. Its discovery attracted many scientists who wanted to know more about this exceptional site which became a national park on December 9th, 1962.
Petrified Forest National Park offers an exciting tour through which the visitor can travel 3 million years back. Here are some photos of this visit.

Photos: C. Grandpey

Des similitudes entre El Tatio (Chili) et la planète Mars // Similarities between El Tatio (Chile) and Mars

drapeau-francaisEn 2007, Spirit, le module d’exploration de la planète Mars – Mars Exploration Rover (MER) – a atteint une plate-forme légèrement surélevée que les scientifiques ont baptisée Home Plate. Cet affleurement rocheux avait une base composée de cendres solidifiées avec, à proximité, des dépôts de basaltes riches en gaz. A côté de cette plate-forme, on apercevait sous la surface un sol de couleur claire mis à jour par les roues du robot. Les spectres des minéraux de ce sol ont été envoyés vers la Terre et les analyses ont révélé qu’il était composé presque entièrement de silice.
D’un point de vue géologique, il semblait y avoir deux hypothèses: Home Plate avait peut-être été une fumerolle volcanique, ou bien il pouvait s’agir des restes d’une source chaude riche en minéraux. Quoi qu’il en soit, l’eau et la chaleur avaient probablement joué un rôle, et la découverte a fait naître de nouvelles questions et de nouveaux projets d’études.
C’est à ce moment que le robot Spirit a décidé de se taire et de ne plus émettre ! Pour essayer de percer le mystère de la Home Plate martienne, les chercheurs ont parcouru la Terre dans l’espoir de trouver des signaux minéralogiques semblables à ceux observés sur Mars. Ils pensaient qu’en découvrant des conditions identiques ou quasiment identiques à l’environnement martien, ils pourraient être en mesure de reconstituer les événements qui ont ponctué l’ancien passé de la planète.
C’est pourquoi une équipe scientifique de l’Université d’Arizona s’est rendue à El Tatio, un ensemble de sources chaudes de l’altiplano chilien. À 4200 mètres d’altitude, le paysage froid et sec est proche de l’environnement martien. Une fois sur place, les chercheurs sont partis à la recherche de la silice opaline, une combinaison amorphe de dioxyde de silicium (SiO2) et d’eau qui forme une fine croûte de dépôts autour des canaux d’évacuation de l’eau. En utilisant le même type de spectromètre infrarouge que le robot Spirit sur Mars, ils ont cherché des échantillons montrant une forte capacité d’absorption au nombre d’ondes 1 260 dans le spectre. Alors que la plupart des bandes d’absorption sur Home Plate étaient plausibles en se référant la géologie terrestre, cette bande d’absorption de 1 260 restait mystérieuse.
Les scientifiques ont découvert que certains échantillons prélevés à El Tatio présentaient la capacité d’absorption à 1 260 dans le spectre ; de plus, ces échantillons présentaient une fine couche de chlorure de sodium (NaCl) au-dessus de la silice. En y regardant de plus près avec un microscope électronique, ces roches présentaient des couches minces qui faisaient alterner la silice compacte et une texture remplie de trous qui, semblables à des échantillons prélevés en Nouvelle Zélande, ont été façonnées par des activités microbiennes. Au fur et à mesure que les biofilms des communautés microbiennes denses croissent, ils excrètent une boue riche en sucre qui se lie à la silice ou aux minéraux riches en calcium qui précipitent hors de l’eau chaude. Des roches se forment, et tandis que certaines cellules sont trop lentes pour s’échapper et se trouvent noyées dans la silice, la plupart s’extirpent vers la surface, laissant derrière elles  un réseau de trous qui se remplit d’eau salée pour finir recouvert de halite (espèce minérale solide composée de chlorure de sodium de formule brute).
Suite à leurs observations à El Tatio, les scientifiques de l’Arizona ont publié un rapport faisant valoir que la silice opaline à Home Plate provenait probablement d’une source chaude plutôt que d’une fumerolle volcanique.

Source: Discover Magazine.

Et pendant ce temps, les abysses de nos océans, où se cachent les zones de subduction génératrices de puissants séismes et tsunamis, restent dans l’obscurité. Comme me le faisait remarquer le biologiste marin Laurent Ballesta il y a quelque temps, plus de 75 % des zones très profondes restent inexplorées.

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drapeau-anglaisIn 2007, the Mars Exploration Rover (MER) Spirit came across a slightly raised platform which scientists named Home Plate. The rocky outcrop had a base of solidified ash, with nearby deposits of gas-filled basalts. Next to the plateau, a light-coloured soil just beneath the surface was exposed by the rover’s wheels. Mineralogical spectra of this soil were beamed back to Earth, revealing that it was composed almost entirely of silica.

From a geological standpoint, there seemed to be two main options: Home Plate may have been a volcanic fumarole, or it could signify the remnants of a mineral rich hot spring. Either way, water and heat were likely involved, and the discovery led to new questions and exciting plans for further studies.

But then, the Spirit rover went silent. To pursue the Home Plate mystery, they travelled over the Earth for mineralogical signals most similar to those found on Mars. They thought that by determining the conditions that best recapitulate the Martian data, they might be able to piece together the events of Mars’ ancient past.

Which is why a team of scientists at Arizona State University travelled to El Tatio, a series of hot springs in Chile’s altiplano. At 4,200 metres high, the cold and dry landscape was close to the Martian environment. Once there, they tracked down opaline silica, an amorphous combination of SiO2 and water that forms thin, crusty deposits around water channels. Using the same type of infrared spectrometer that the Spirit rover deployed on Mars, they looked for samples that showed a strong absorption feature at 1,260 wavenumbers in the spectrum. While most of the Home Plate absorption bands made sense based on terrestrial geology, that 1,260 band had remained mysterious.

Remarkably, some samples at El Tatio showed the 1,260 feature – samples that had a thin crust of NaCl on top of the silica. Looking even closer with electron microscopy, these rocks showed thin layers that alternated between compacted silica and a hole-filled texture that has, in similar samples from New Zealand, been shaped through microbial activity. As biofilms of dense microbial communities grow, they excrete sugar-rich slime, which binds silica or calcium minerals that precipitate out of the hot water. Rocks are constructed, and while some cells are too sluggish to escape and are entombed by the silica, most squirm upward to the surface, leaving a network of holes that is filled in with salty water and ultimately coated with halite.

Bringing several types of data together – mineralogical, morphological, and chemical – The Arizona scientists have published a report arguing that the opaline silica at Home Plate came from a hot spring rather than a volcanic fumarole.

Source : Discover Magazine.

And during this time, the abysses of our oceans, where subduction zones are generating powerful earthquakes and tsunamis, remain in complete darkness. As marine biologist Laurent Ballesta told me some time ago, more than 75% of the very deep ocean areas remain unexplored.

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« Geysers » d’El Tatio (Photo: C. Grandpey)

Les choux-fleurs de la planète Mars // The cauliflowers of Mars

drapeau-francaisLes images de Mars envoyées par les différentes sondes et autres robots semblent donner la preuve qu’il y a eu un jour de l’eau et un climat plus chaud et plus humide sur la planète rouge, mais les scientifiques ne savent toujours pas si la vie a laissé son empreinte à sa surface.
Les roches recueillies par le rover (en français l’astromobile) Spirit en 2008 près de l’affleurement rocheux Home Plate, dans le cratère Gusev, pourraient apporter une réponse. Leurs protubérances bosselées ressemblent étrangement à un chou-fleur ou du corail.

CauliflowerGros plan sur des roches silicatées recueillies par le rover Spirit

(Crédit photo: NASA)

La question est de savoir si ces roches ont été façonnées par des microbes, par le vent ou un autre processus.
Les analyses effectuées par le spectromètre à émission thermique Mini-TES à bord de Spirit ont révélé qu’elles sont composées de silice presque pure (SiO2), un minéral qui est très répandu dans les environnements volcaniques à haute température. Sa formation est bien connue: l’eau de pluie s’infiltre dans les fissures du sol et entre en contact avec des roches chauffées par le magma en profondeur. Portée à des centaines de degrés, l’eau devient dynamique et remonte en direction de la surface en dissolvant en chemin la silice et d’autres minéraux avant de les déposer autour d’une bouche ou une fumerolle. Ces dépôts se rencontrent autour des sources chaudes dans le Parc National de Yellowstone aux États-Unis, dans la zone volcanique de Taupo en Nouvelle-Zélande, ou encore en Islande.

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Dépôts de geysérite à Yellowstone et en Nouvelle Zélande

(Photos: C. Grandpey)

Dans ces sites, les bactéries sont intimement impliquées dans la création de curieux bulbes et d’étranges ramifications dans des formations de silice qui ressemblent fortement aux roches martiennes en forme de chou-fleur. C’est la raison pour laquelle plusieurs chercheurs de l’Université de l’Arizona étudient la possibilité de l’implication des microbes dans l’élaboration des roches martiennes.
Source: Universe Today : http://www.universetoday.com/

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drapeau anglaisThe images of Mars sent by the different probes and rovers tend to give evidence of water and a warmer, wetter climate on the Red Planet, but scientists still do not know whether life ever put its stamp on its surface.
Rocks collected by the Spirit Rover in 2008 near the rock outcrop Home Plate in Gusev Crater might give some answer. Their knobby protuberances look like cauliflower or coral.

The question is to know whether these rocks were sculpted by microbes, wind or some other process.
Analyses performed by the Spirit Rover’s Mini-Thermal Emission Spectrometer (or Mini-TES) revealed they were made of nearly pure silica (SiO2), a mineral that is very common in hot, volcanic environments. Its formation is well-known: Rainwater seeps into cracks in the ground and comes in contact with rocks heated by magma from below. Heated to hundreds of degrees, the water becomes buoyant and rises back toward the surface, dissolving silica and other minerals along the way before depositing them around a vent or fumarole. Such deposits are to be seen around the hot springs in Yellowstone National Park in the U.S., in the Taupo Volcanic Zone in New Zealand, or else in Iceland.

In such places, bacteria are intimately involved in creating curious bulbous and branching shapes in silica formations that strongly resemble the Martian cauliflower rocks. This is the reason why several researchers of Arizona State University are exploring the possibility that microbes might have been involved in fashioning the Martian rocks, too.
Source: Universe Today : http://www.universetoday.com/