Les tunnels de lave : la solution à la vie sur Mars ? // Lava tubes : the solution to life on Mars ?

Aujourd’hui, les hommes – du moins certains d’entre eux – rêvent d’une vie sur la planète Mars, mais les défis à relever sont si nombreux que ce rêve est actuellement impossible. Le rayonnement cosmique fait partie des obstacles à surmonter. Contrairement à la Terre, Mars n’est pas entourée d’un champ magnétique ni d’une atmosphère empêchant le rayonnement cosmique d’atteindre sa surface. En raison de cette absence d’atmosphère protectrice, la survie de la matière organique est extrêmement difficile. Selon les estimations transmises par le robot Curiosity, le risque de développer diverses formes de cancer chez les futurs astronautes augmenterait de 5 %, même si la NASA fixe le seuil maximal acceptable à 3 %.
Sous la surface de la Planète Rouge, la situation pourrait être bien différente. Les tunnels de lave pourraient être LA solution pour protéger les astronautes du rayonnement cosmique. Ils pourraient également être la clé de la découverte de vie extraterrestre. C’est pourquoi des études ont été menées sur Terre où l’on trouve de tunnels très longs, comme à Hawaï ou aux îles Canaries.

Tunnel de lave à Lanzarote (Photo: C. Grandpey)

Une nouvelle étude explique que ces tunnels volcaniques, déjà considérés comme des abris parfaits pour les futurs astronautes, pourraient également être le meilleur endroit pour rechercher des biosignatures sur Mars. Après avoir examiné scrupuleusement les vastes tunnels sous Lanzarote, aux îles Canaries, les scientifiques étudient où et comment nous pourrions découvrir des signes de vie sous la surface de la Planète Rouge.
Les tunnels de lave se forment lors des éruptions volcaniques, lorsque la surface d’une coulée de lave durcit tandis que la roche en fusion continue de s’écouler en dessous. Une fois l’éruption terminée, la lave laisse derrière elle de longs tubes caverneux.
Des chercheurs ont récemment pénétré dans les anciens tunnels de lave de Lanzarote pour étudier leur composition minérale et y rechercher la vie. Leurs découvertes, publiées dans Communications Earth & Environment, pourraient remodeler notre recherche de vie sur Mars. En effet, l’équipe scientifique a découvert que ces tunnels offrent un environnement stable, idéal pour préserver les minéraux et l’activité microbienne. Ils ont découvert des colonies de bactéries prospères à l’intérieur, ainsi que des sulfates de calcium et de sodium qui témoignent de la présence d’une vie microbienne depuis un certain temps.

Un avantage essentiel des tunnels de lave est qu’ils pourraient fournir une protection naturelle contre les températures extrêmes et protéger des rayonnements cosmiques mortels. Par ailleurs, les tunnels de lave martiens contiennent probablement des minéraux riches en sulfates, que certaines bactéries utilisent comme source de nourriture. Cela les rend non seulement protecteurs, mais aussi potentiellement habitables.
Les résultats de cette nouvelle étude montrent que les futures missions devraient se concentrer non seulement sur la surface, mais aussi sur ces anciens tunnels de lave, où la vie a pu exister autrefois… et pourrait encore exister.
Source : Futura Sciences.

 

S’agissant de l’emplacement des tunnels sur Mars, une étude récente présentée lors de la 55e Conférence sur les sciences lunaires et planétaires a examiné où, comment et pourquoi les tunnels et grottes de lave pourraient contribuer à la survie des futurs astronautes martiens.
Cette étude pourrait permettre aux scientifiques et aux ingénieurs de mieux gérer les risques pour les futurs astronautes martiens et déterminer les mesures à prendre pour y parvenir.
Les auteurs de l’étude ont examiné plusieurs sites martiens présentant des grottes et des tunnels de lave propices à de futures implantations, notamment Arsia Mons, l’un des trois volcans composant Tharsis Montes.

Caverne dans le sol martien (Source : NASA)

L’étude mentionne également plusieurs autres sites martiens où des grottes ou des lucarnes ont été observées.
Une étude de 2007 a analysé sept lucarnes observées sur des images orbitales et les a interprétées comme les entrées de grottes de lave. Cette étude indique que le diamètre de ces grottes de lave pourrait être compris entre 100 et 250 mètres. Cela signifie que ces grottes pourraient servir à la création des premières colonies permanentes. L’étude indique que ces grottes « permettront de se protéger efficacement contre une exposition à de fortes radiations. Un inconvénient majeur résidera dans la nécessité d’organiser l’approvisionnement en glace d’eau pour fournir aux astronautes les ressources en eau et les matières premières nécessaires à l’extraction de l’oxygène et de l’hydrogène, indispensables aux moteurs des fusées.»
Source : phys.org.

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Today, men (at least some of them) are dreaming of a life on Mars, but so many challenges need to be overcome that this dream is currently impossible. Cosmic radiation is one of them. Unlike Earth, Mars is not surrounded by a magnetic field or atmosphere that prevents cosmic radiation from hitting its surface. Because id this lack of protective atmosphere, harmful radiation easily reaches the surface, making it extremely difficult for organic matter to survive up there. Because of this, the risk of developing various forms of cancer for future astronauts would increase by 5%, according to estimates from the Curiosity rover. However, NASA sets the maximum acceptable threshold at 3%.

But below ground, the story could be very different. Lava tubes on the Red Planet could be one solution to protect astronauts from cosmic radiation. They could also be the key to discovering alien life. This is why studies have been made using lava tubes on Earth. Some of them are very long, like in Hawaii or on the Canary Islands. A new study suggests that these deep volcanic tunnels, already considered ideal shelters for future astronauts, might also be the best place to look for biosignatures on Mars. Inspired by places like the vast tunnels beneath Lanzarote in the Canary Islands, scientists are rethinking where and how we might uncover signs of life beneath the Red Planet’s surface.

Lava tubes form during volcanic eruptions when the surface of a lava flow hardens while the molten rock underneath keeps flowing. Once the eruption ends, the lava drains away, leaving behind long, cavernous tubes.

Researchers recently entered the ancient lava tubes on Lanzarote to study their mineral makeup and to look for life. What they found, published in Communications Earth & Environment, could reshape how we search for life on Mars.

The team discovered that these tunnels offer a stable environment perfect for preserving both minerals and microbial activity. They found colonies of bacteria thriving inside, as well as calcium and sodium sulfates that show that microbial life had been present for quite some time.

An essential advantage of the lava tubes is that they could provide natural insulation from extreme temperatures and shield life from deadly cosmic radiation.

Even more promising: Martian lava tubes likely contain minerals rich in sulfates, which some bacteria use as a food source. That makes them not just protective, but potentially habitable.

It’s highly likely that Martian lava tubes closely resemble those found on Earth, especially in terms of mineral composition, including sulfate-rich materials that certain bacteria rely on to survive.

The findings of the new study strongly suggest that future missions should shift their focus from the surface down into these ancient lava tunnels, where life may have once existed… or still might.

Source : Futura Sciences.

As far as the location of tunnels on Mars is concerned, a recent study presented at the 55th Lunar and Planetary Science Conference investigated where, how, and why lava tubes and lava caves could aid future Mars astronauts regarding their survival.

This study holds the potential to help scientists and engineers help mitigate risks for future Mars astronauts and what steps that need to be taken to make that a reality.

The authors of the study examined several locations across Mars that have been found to possess lava caves and lava tubes suitable for future first-time settlements, including Arsia Mons, which is one of three extinct volcanoes that comprise Tharsis Montes. The study mentions several other locations across Mars where pits or skylights have been observed,

It is here that a 2007 study discussed seven alleged skylights observed from orbital images that were later interpreted to be entrances to lava caves. This recent study mentions that the diameters of these lava caves could be between 100 and 250 meters wide. As a consequence, these caves could be used to create the first permanent settlements. One couls read in the study that the caves « will allow you to reliably protect yourself from powerful radiation exposure. And a certain drawback will be the need to organize the delivery of water ice to provide the settlers with water resources and raw materials for extracting the much-needed oxygen and hydrogen fuel for rocket engines. »

Source : phys.org.

Une histoire de tunnels…

A Limoges (Haute-Vienne), tout le monde sait que le sous-sol de la ville est un véritable gruyère car nos prédécesseurs y ont creusé un nombre incalculable de souterrains dont certains se visitent.

A Hawaï ou sur l’île de la Réunion, c’est différent. Le gruyère a une origine naturelle. Au cours des éruptions, la lave très fluide dans ces deux parties du globe a creusé des galeries, parfois très longues. Sur la Grande Île d’Hawaï, le Kazumura présente une longueur de 65,5 kilomètres qui en fait le tunnel de lave le plus long du monde.

Les tunnels de la Réunion n’ont pas cette prétention, mais certains sont bien connus et méritent qu’on y pénètre. On comprend très vite comment la lave s’est comportée à l’intérieur.

Tous les tunnels réunionnais ne sont pas répertoriés. Un grand nombre reste dissimulé dans le sous-sol et il arrive que certains soient découverts par hasard. C’est ce qui est arrivé ces derniers temps à un habitant de Saint Joseph, une commune située dans le sud de l’île. En réalisant des travaux de terrassement sur sa propriété, un ouvrier a déplacé un bloc rocheux et mis à jour un trou profond de plusieurs mètres d’où émanait une odeur suspecte. Après vérification, il s’agit bel et bien d’un tunnel de lave d’une hauteur de 3 mètres et large de 2 mètres.

Comme cela se produit fréquemment dans des tunnels de lave, le boyau, qui est assez long, se resserre par endroits, puis s’élargit de nouveau en descendant vers la mer. Le propriétaire du terrain ne compte pas tirer profit de sa découverte. Dans un futur proche une dalle de béton en scellera définitivement l’accès.

Comme je l’ai indiqué plus haut, ce n’est pas la première fois qu’un tunnel est découvert de manière fortuite à la Réunion. En février 2004, lors de la construction de la route des Tamarins, les ouvriers ont mis au jour une telle cavité à Bois de Nèfles Piton Saint-Leu.

En 2013, un agriculteur du Tampon a fait une chute dans une cavité alors qu’il était au volant de son tracteur. L’Institut Physique du Globe de Paris (IPGP) a précisé qu’il s’agit d’un tunnel de lave vieux de 23000 ans, créé à proximité du Piton Bleu. Aujourd’hui il se visite, par petits groupes, tant les richesses géologiques qu’il contient sont grandes.

Source: Réunion la 1ère.

J’ai consacré une note au Tunnel Bleu – c’est son nom – à l’issue d’un long séjour à la Réunion en 2019.

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2019/07/13/quatre-bonnes-adresses-sur-lile-de-la-reunion-2-les-merveilles-du-tunnel-bleu/

La visite du Tunnel Bleu est à recommander à tous les amateurs de géologie et de volcanologie. Les quelques photos ci-dessous ne sont qu’un petit échantillon des beautés que l’on peut admirer dans les entrailles de la Terre.

Si, vous aussi, vous avez envie de visiter le Tunnel Bleu, voici les coordonnées de l’agence de l’ami Rudy Laurent qui gère le site:

KOKAPAT

Infos et réservations au 0692 699 414

Site web: www.kokapatrando-reunion.com

Vous verrez que Rudy Laurent organise également des randonnées à la journée sur le Piton de la Fournaise et les célèbres cirques de la Réunion, ainsi que des trekkings de 2 à 15 jours.

Photos: C. Grandpey

Les volcans sur la Lune

Le Hors Série d’octobre-novembre du National Geographic consacré à la Lune nous apporte des informations intéressantes sur notre voisine. Tous les cratères visibles à la surface de la Lune attestent de son passé volcanique. Les images rapportées par les astronautes et celles fournies par les sondes lunaires nous montrent des coulées lave baptisées « mers », des dômes et des chenaux de lave longs de plusieurs kilomètres.

 

Mers et cratères sur la face visible de la Lune (Source : Peter Freiman / Wikipedia)

Il y a également des IMP – Irregular Mare Patches (Taches irrégulières de mers) – qui font référence à des dépôts de lave. On pense que ces IMP pourraient être la preuve d’un volcanisme plus récent qu’on ne le pensait. Il se pourrait qu’il remonte à une centaine de millions d’années, ce qui est peu à l’échelle astronomique. Si c’était vrai, cela bouleverserait nos connaissances de la Lune que l’on considère comme un astre froid et volcaniquement inactif depuis un milliard d’années.

 

IMP à la surface de la Lune (Source : NASA)

C’est au moment de sa naissance, lorsque notre satellite s’est refroidi, que la lave aurait émergé de fissures à sa surface. La lave aurait ensuite rempli des bassins d’impact formés par des collisions lorsque la surface de la Lune a été bombardée de météorites. La lave s’est ensuite solidifiée, formant les ‘mers’ que nous connaissons aujourd’hui. Ces volcans n’étaient pas gigantesques mais la faible gravité lunaire a permis à la lave de couvrir de longues distances. Les échantillons de basalte rapportés par les astronautes confirment cette période volcanique sur la Lune. Ils montrent des variations dans leur âge ; la plupart datent de 3-3,9 milliards d’années, ce qui laisse supposer que c’est à cette époque que le volcanisme a été le plus actif.

 

Coulée de lave refroidie dans la Mer des Pluies (Mare Imbrium) [Source : NASA]

A la surface de la Lune, les scientifiques ont également découvert des cavités dont la taille varie de 5 mètres à un kilomètre. Elles correspondraient à l’effondrement de la voûte de tunnels de lave, comme on en rencontre sur le Kilauea à Hawaii ou le Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion). Ces cavités pourraient servir d’abris à de futures missions lunaires ; elles protégeraient les astronautes des radiations spatiales nocives et des micrométéorites.

Tunnel de lave à la Réunion (Photo: C. Grandpey)

Ces cavités me font inévitablement penser à la visite de la Lune par Tintin, Milou et leurs amis, et à l’épisode où Tintin et son chien pénètrent dans l’une de ces grottes et font une longue chute après avoir glissé sur une étendue de glace. Hergé n’était peut-être pas loin de la vérité….

 

Extrait de l’album « On a marché sur la Lune »

Hawaii : l’éruption d’‘Ailā‘au et ses tunnels de lave // Hawaii : the ‘Ailā‘au eruption and its lava tubes

Le dernier article de la série « Volcano Watch » publiée par l’Observatoire des Volcans d’Hawaii, le HVO, est consacré à ‘Ailā‘au, la plus grande coulée de lave subaérienne identifiée sur le Kilauea.
Il y a environ 1 000 ans, des éruptions effusives ont mis fin à une période de 1 200 ans d’activité essentiellement explosive. Des coulées de lave se sont accumulées sur le plancher de la caldeira de Powers qui a précédé la caldeira actuelle au sommet du Kilauea. La lave a rempli la caldeira et a commencé à déborder en formant deux grands champs qui ont pris la forme d’un bouclier.
Vers l’année 1400, peu de temps après la fin de la formation de cet immense champ de lave, une bouche a émis de la lave dans la partie orientale du bouclier, près de l’extrémité Est du cratère du Kilauea Iki. C’est ainsi qu’a débuté l’éruption d’Ailā’au.
On estime que l’éruption d’Ailā’au a duré une soixantaine d’années, au cours desquelles une superficie d’environ 430 kilomètres carrés a été recouverte de coulées de lave pahoehoe.
Les principales coulées se sont dirigées vers l’Est et ont couvert la majeure partie du District de Puna au nord de l’East Rift Zone du Kilauea, laissant derrière elles de nombreux kipuka de lave plus ancienne. Un grand nombre d’habitations dans le District de Puna sont aujourd’hui construites en partie, ou entièrement, sur les coulées de lave de l’éruption d’Ailā’au.
La plus grande partie de la lave s’est écoulée à l’intérieur d’un vaste réseau de tunnels. À la fin de l’éruption, la lave à l’intérieur des tunnels s’est évacuée, laissant place à des grottes souterraines. La plus connue, le Kazumura, est le plus long tunnel de lave continu identifié au monde. Il commence près du sommet du Kilauea et s’étend presque jusqu’à la côte, sur une quarantaine de kilomètres. Il a également la plus grande déclivité de tous les tunnels de lave, avec un dénivelé d’environ 1100 m entre la partie supérieure et la partie inférieure. De nombreuses lucarnes dans le Kazumura ont permis à des scientifiques, spéléologues et autres visiteurs de pénétrer à l’intérieur.
Bien que le Kazumura soit le principal réseau de tunnels à avoir véhiculé la lave pendant l’éruption d’Ailā’au, de nombreux autres tunnels plus courts se sont formés dans le champ de lave. C’est ainsi qu’est apparu, près de la source de l’éruption, le Nāhuku – Thurston Lava Tube – un site très populaire dans le Parc national des volcans d’Hawai’i
L’éruption d’Ailā’au a été étudiée, cartographiée et datée à l’aide du Carbone 14, ce qui a permis d’estimer la durée, la superficie et le volume de la coulée de lave. On retrouve également l’éruption dans de nombreuses histoires et chants hawaïens sur Pele et Hi’iaka.
Source : USGS/HVO.

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The latest « Volcano Watch » released by the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) is dedicated to ‘Ailā‘au, the largest identified subaerial lava flow on Kilauea Volcano.

About 1,000 years ago, effusive eruptions broke a 1,200-year-long period of predominantly explosive activity. During this time, lava flows accumulated on the floor of the Powers caldera, the predecessor of the present-day caldera at the Kilauea summit. Eventually, lava filled and started to overflow the caldera, forming two large shields.

Shortly after the shield formation ended in approximately 1,400, lava erupted from a vent on the eastern-most shield, near the eastern end of Kilauea Iki crater,commencing the Ailā‘au eruption.

The eruption is estimated to have lasted about 60 years during which time an area of about 430 square kilometres of land was covered by pahoehoe lava flows.

The main ‘Ailā‘au lava flows advanced to the east and covered most of the Puna District north of the East Rift Zone of Kilauea, leaving numerous kipuka of older lava within the flow field. A large number of communities within the Puna District today are built mainly, or entirely, on ‘Ailā‘au flows.

The majority of the lava was transported away from the ‘Ailā‘au vent by an extensive lava tube network which formed during the eruption. When the eruption ended, much of the lava within the tube drained away, leaving natural subsurface caves. The most well-known tube system, Kazumura cave, is the longest identified continuous lava tube in the world. It starts near Kilauea summit and extends almost to the coast, about 40 km away. It also has the largest vertical drop of any lava tube, descending approximately 1100 m in elevation between the upper and lower extents. Numerous skylight entrances into Kazumura cave have provided access for scientists, spelunkers, and other visitors.

Although Kazumura is the main tube system that transported lava during the eruption, many shorter lava tube sections formed in the ‘Ailā‘au flow field. One example, near the ‘Ailā‘au vent, is Nāhuku – Thurston Lava Tube – in Hawai‘i Volcanoes National Park

The ‘Ailā‘au eruption has been studied, mapped, and dated using radiocarbon data, in order to estimate the duration, area, and lava flow volume. The eruption has also been documented in many stories and Hawaiian chants about Pele and Hi‘iaka.

Source : USGS / HVO.

A l’intérieur du Kamuzura (Photos: C. Grandpey)