Des volcans actifs sur Vénus ! // Active volcanoes on Venus!

Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Geoscience le 20 juillet 2020 des chercheurs ont identifié 37 structures volcaniques récemment actives sur la planète Vénus. L’étude fournit de bonnes preuves démontrant que Vénus est une planète géologiquement active. Cela va à l’encontre de l’idée largement répandue jusqu ‘à présent selon laquelle Vénus serait inactive d’un point de vue géologique car elle ne dispose pas de tectonique des plaques comme c’est le cas sur Terre.
Les recherches ont été menées par des scientifiques de l’Université du Maryland et de l’Institut de géophysique de l’ETH de Zurich en Suisse. Les auteurs de l’étude expliquent que « c’est la première fois [qu’ils] sont capables de désigner des structures spécifiques et de dire : Regardez, il s’agit certes d’un volcanisme ancien mais qui est bien actif aujourd’hui ; il est peut-être en sommeil, mais il n’est pas mort. « 

Les scientifiques savent depuis pas mal de temps que Vénus a une surface plus jeune que d’autres planètes comme Mars et Mercure dont l’intérieur est froid. Les preuves de chaleur interne et d’activité géologique sont visibles à la surface de Vénus sous forme de structures annulaires baptisées coronae qui se créent lorsque des panaches de matière chaude s’élèvent à travers le manteau et la croûte avant de percer la surface, de la même façon que se sont formées les îles volcaniques de l’archipel hawaïen.
Jusqu’à présent, on pensait que les coronae sur Vénus étaient probablement des signes d’activité ancienne et que Vénus s’était suffisamment refroidie pour empêcher la matière chaude issue des profondeurs de percer sa surface. De plus, les processus exacts par lesquels les panaches mantelliques ont formé les coronae sur Vénus ont fait l’objet de débats.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé des modèles numériques d’activité thermomécanique sous la surface de Vénus pour créer des simulations 3D haute résolution de la formation des coronae. Leurs simulations fournissent une vue très détaillée de ce processus de formation.
Les résultats des simulations ont permis d’identifier des détails qui ne peuvent être présents que dans les coronae récemment actives. Ils ont pu comparer ces détails à ceux déjà observés à la surface de Vénus par la sonde Magellan de la NASA dans les années 1990. Cette comparaison a révélé qu’une partie de l’évolution des coronae sur la planète représente différentes étapes de leur développement géologique. L’étude fournit la première preuve que les coronae sur Vénus évoluent et que l’intérieur de la planète est donc toujours actif.
La plupart des 37 structures volcaniques actives forment un vaste anneau dans l’hémisphère sud de la planète, avec en particulier une impressionnante couronne baptisée Artemis qui mesure 2 100 km de diamètre. Les résultats de la dernière étude peuvent permettre d’identifier les zones cibles où des instruments pourraient être déposés lors de futures missions sur Vénus, comme la mission européenne EnVision prévue pour 2032.
Source: Presse scientifique internationale.

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 A new study published in the journal Nature Geoscience on July 20th, 2020 has identified 37 recently active volcanic structures on Venus. The study provides some of the best evidence that Venus is still a geologically active planet. This goes against the thought that Venus was essentially dormant geologically because it lacks the plate tectonics that gradually reshape Earth’s surface.

The research was conducted by scientists at the University of Maryland and the Institute of Geophysics at ETH Zurich, Switzerland. The authors say « this is the first time [they] are able to point to specific structures and say ‘Look, this is not an ancient volcano but one that is active today, dormant perhaps, but not dead. »

Scientists have known for some time that Venus has a younger surface than planets like Mars and Mercury, which have cold interiors. Evidence of a warm interior and geologic activity dots the surface of the planet in the form of ring-like structures known as coronae, which form when plumes of hot material rise through the mantle layer and crust. This is similar to the way mantle plumes formed the volcanic Hawaiian archipelago.

Up to now, it was thought that the coronae on Venus were probably signs of ancient activity, and that Venus had cooled enough to prevent deep hot material from piercing its surface. In addition, the exact processes by which mantle plumes formed coronae on Venus has been a matter for debate.

In the new study, the researchers used numerical models of thermo-mechanic activity beneath the surface of Venus to create high-resolution, 3-D simulations of coronae formation. Their simulations provide a very detailed view of the formation process.

The results helped the researchers identify features that are present only in recently active coronae.  They were able to match those features to those already observed on the surface of Venus by NASA’s Magellan spacecraft in the 1990s. This comparison revealed that some of the variation in coronae across the planet represents different stages of geological development. The study provides the first evidence that coronae on Venus are still evolving, indicating that the interior of the planet is still active.

Many of the 37 active volcanic structures reside within in a gigantic ring in the planet’s southern hemisphere, including a colossal corona called Artemis which is 2,100km in diameter. These results may help identify target areas where geologic instruments should be placed on future missions to Venus, such as Europe’s EnVision that is scheduled to launch in 2032.

Source: International scientific press.

De gauche à droite : Mercure, Vénus, la Terre et Mars (Source : Wikipedia)

Des volcans jeunes sur Vénus? // Young volcanoes on Venus ?

Je n’arrive pas à comprendre pourquoi nous sommes si impatients de trouver des volcans potentiellement actifs sur d’autres planètes alors que nous en savons si peu sur ceux qui existent sur Terre. Nous savons à peine prévoir les éruptions et pas du tout les séismes et nous nous acharnons à étudier le comportement des volcans sur des planètes sur lesquelles nous ne mettrons probablement jamais les pieds!
En lisant le site web space.com, nous apprenons qu’il se pourrait bien que Vénus héberge des volcans potentiellement actifs car des éruptions ont peut-être eu lieu il y a quelques années. C’est la conclusion d’une étude récente publiée dans la revue Science Advances.
Certains signes montrent que Vénus pourrait posséder des volcans actifs. Les scientifiques ont en effet détecté des traces de gaz sulfureux dans son atmosphère. De plus, en analysant en 2010 les données fournies par la sonde Venus Express de l’ESA, ils ont découvert que certaines coulées de lave sur Vénus sont âgées de moins de 2,5 millions d’années, et peut-être même moins de 250 000 ans. Ils ont trouvé des émissions inhabituellement élevées de lumière visible dans le proche infrarouge sur un certain nombre de sites sur Vénus. En théorie, on devrait détecter des émissions plus faibles de cette lumière sur les surfaces les plus anciennes suite à leur longue exposition à l’atmosphère chaude et caustique de Vénus. Les chercheurs ont donc conclu que ces zones d’émissions plus élevées de lumière visible dans le proche infrarouge étaient liées à des coulées de lave récentes. Cependant, leur âge exact reste incertain. En effet, nous ne savons pas à quelle vitesse les roches volcaniques s’altèrent au contact de l’atmosphère très agressive de Vénus et comment ces modifications interagissent avec les émissions de lumière visible dans le proche infrarouge.
Pour voir si les coulées de lave sur Vénus sont récentes, les scientifiques ont fait des expériences avec des cristaux d’olivine. Ils ont chauffé l’olivine dans les conditions d’atmosphère terrestre à l’intérieur d’un four à 900°C maximum pendant un mois. Ils ont découvert que l’olivine se recouvre en quelques jours d’une couche composée essentiellement d’hématite d’un noir rougeâtre rendant certaines caractéristiques de l’olivine plus difficiles à détecter.
Étant donné que le Venus Express de l’ESA – qui a tourné autour de Vénus de 2006 à 2014 – a été capable de détecter des signes réels d’olivine, les dernières expériences laissent supposer que cette olivine provenait d’éruptions volcaniques récentes, sinon, les réactions chimiques avec l’atmosphère de Vénus l’auraient obscurcie.
Les scientifiques poursuivront leurs recherches avec d’autres minéraux volcaniques , mais cette fois dans des conditions semblables à l’atmosphère de Vénus qui est riche en soufre et dioxyde de carbone.
Source: Space.com.

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 I fail to understand why we are so eager to find possibly active volcanoes on other planets while we know so little about volcanoes on Earth. We are not able to predict eruptions or earthquakes and we insist on studying the behaviour of volcanoes on planets we will probably never set foot on!

Reading the website space.com, we learn that Venus may still harbour active volcanoes, with eruptions taking place as recently as a few years ago. This is the conclusion of a new study published in the journal Science Advances.

There are indeed indications that Venus might harbour active volcanoes. Scientists have detected traces of sulphurous gases in its atmosphere. In addition,  researchers analyzing data from ESA’s Venus Express probe in 2010 discovered that some of the lava flows on Venus are less than 2.5 million years old, and possibly even less than 250,000 years old. They found unusually high emissions of visible to near-infrared light from a number of sites on Venus. Surface regions that are old are expected to have lower emissions of such light after long exposure to weathering from Venus’ hot, caustic atmosphere, so these patches of higher emissions were linked to recent lava flows. However, their exact ages remain uncertain. This is because we do not know how quickly volcanic rocks alter in response to Venus’ harsh atmosphere and how such changes influence emissions of visible to near-infrared light.

To see if lava flows on Venus are recent, scientists experimented with crystals of olivine. They heated olivine along with regular Earth air in a furnace up to 900 degrees Celsius for up to a month. They found olivine became coated within days mostly with the reddish-black mineral hematite, which in turn made certain features of olivine more difficult to detect.

Since ESA’s Venus Express – which orbited Venus from 2006 to 2014 – apparently could detect signs of olivine even from orbit, these new findings suggested that such olivine came from volcanic eruptions recently; otherwise, chemical reactions with Venus’ atmosphere would have obscured it.

The scientists will continue their research with other volcanic minerals baked in air more similar to Venus’ atmosphere which is laden with carbon dioxide and sulphur.

Source: Space.com.

Eruption sur Io, la lune de Jupiter (Source: NASA)


Des volcans boucliers sur la Lune? // Shield volcanoes on the Moon ?

L’avènement de nouvelles technologies de haute précision, comme la topographie haute résolution, a conduit les scientifiques à réexaminer des domaines et des processus admis jusqu’à présent, et à les interpréter parfois différemment. C’est le cas de la science qui entoure la Lune. La 42ème Conférence sur la Science Lunaire et Planétaire qui s’est tenue en novembre 2017 à Houston (Texas) a mis en lumière de nouvelles approches scientifiques sur l’histoire et les processus lunaires.
Les dernières études portent sur les volcans boucliers. Que ce soit Olympus Mons sur Mars (avec 600 kilomètres de large et 27 km de haut) ou ceux sur Vénus, les volcans boucliers ont toujours été considérés comme une expression du volcanisme sur tous les corps rocheux du système solaire; toutefois, la Lune faisait figure d’exception. Les volcans boucliers que l’on peut observer sur Terre varient de quelques kilomètres à plus de 200 km pour la Grande Ile d’Hawaï, si on considère les édifices hawaiiens jusqu’à leur base sur le fond de l’Océan Pacifique.
Les volcans boucliers présents sur Mars, Vénus et sur Terre semblaient absents sur la Lune. Avant que les astronautes d’Apollo 11 visitent le Mer de  la Tranquillité – Mare Tranquillitatis – en 1969, les scientifiques ont toujours interprétés ces étendues sombres – ou maria – sur la Lune comme des plaines dont la surface était le produit de l’activité volcanique. Beaucoup de ces caractéristiques volcaniques tendent à se regrouper dans les provinces concentrées à l’ouest.
Les roches qui composent les mers lunaires sont des basaltes, le type le plus commun de roches ignées observé dans le système solaire. Sur Terre, le magma qui les génère présente une très faible viscosité. Sur la Lune, les maria ont été formées à partir d’éruptions qui ont émis d’importants volumes de lave fluide qui se sont épanchés sur des centaines de kilomètres. Ici et là à l’intérieur de ces anciennes mers lunaires, on observe de nombreuses petites structures volcaniques qui étaient considérées auparavant comme la seule manifestation volcanique à partir d’une bouche centrale sur la Lune.
Lorsque la topographie de la Lune a été cartographiée pour la première fois grâce à l’altimétrie laser en 1994, on a distingué des ensembles de nombreux petits volcans présents sur des points élevés quasi-circulaires, avec un faible relief, et en forme de bouclier. Les scientifiques ont constaté que ces grandes ondulations topographiques sont constituées de lave basaltique et présentent des concentrations de structures volcaniques. Une telle structure sur Vénus ou Mars est classée comme volcan bouclier; par conséquent, ces structures semblables sur la Lune sont interprétées comme étant, elles aussi, des volcans boucliers. Sept de ces grandes structures ont été découvertes sur la Lune. Elles ont des diamètres de 66 à près de 400 kilomètres et de 600 à plus de 3200 mètres de hauteur. De telles tailles et formes rappellent fortement les grands volcans boucliers sur Terre, Vénus et Mars. Les pentes de ces volcans sont très faibles, généralement de quelques degrés, comme c’est le cas pour des structures façonnées par de la lave très fluide. Ces volcans boucliers lunaires présentent également des dômes et des cônes, ainsi que des caractéristiques d’effondrement que l’on rencontre sur les volcans boucliers terrestres.
Bien que les scientifiques restent persuadés que ces structures lunaires sont des volcans boucliers, cette nouvelle interprétation ne saurait être définitive. En effet, contrairement à la plupart des volcans boucliers sur les autres planètes, aucun des volcans boucliers lunaires n’a de caldeira. Il faut toutefois noter que de nombreux volcans de ce type, en particulier ceux de Vénus, ne montrent pas, eux non plus, de caldeira centrale. De plus, alors que la preuve de la présence de certains volcans boucliers sur la Lune, tels que les Marius Hills, est assez convaincante, la présence des autres n’est pas aussi claire. Le plus grand édifice identifié, le volcan bouclier de Cauchy, possède la forme topographique adéquate et montre de nombreux petits cônes, fractures et bouches éruptives, mais les données de mesure à distance laissent supposer que l’épaisseur de la lave dans la Mare Tranquillitatis est relativement mince, ce qui pourrait signifier le Cauchy n’est pas un amoncellement de lave aussi épais qu’à Marius Hills. Les scientifiques continuent de penser que le Cauchy est un volcan bouclier, mais reconnaissent que cette interprétation est provisoire et ils continueront à étudier ces structures énigmatiques pour mieux comprendre leur histoire.
Source: Air and Space.

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The advent of new, high-precision data (high resolution topography) has led scientists to re-examine areas and processes long thought understood and sometimes come to different interpretations. This is the case with lunar science.  The 42nd Lunar and Planetary Science Conference held in November 2017 in Houston highlighted new scientific findings about the history and processes of the Moon.

The latest studies are about shield volcanoes on the Moon. From the giant Olympus Mons shield on Mars (600 kilometres across and 27 km high) to the large volcanoes of Venus, shield-building was thought to be a common expression of volcanism on all rocky Solar System bodies; the Moon appeared to be a conspicuous exception. Earth’s shield volcanoes range in size from a few to more than 200 km for the Big Island of Hawaii, the extent of its base on the sea floor beneath the surface of the Pacific Ocean.
The large-scale shield volcanoes so prominent on Mars, Venus and Earth were believed to be absent on the Moon.  Before the Apollo 11 astronauts visited Mare Tranquillitatis in 1969, scientists understood that the dark seas – or maria – of the Moon were volcanic lava plains, surface features created by volcanic activity.  Many of these small volcanic features tend to be clustered in provinces concentrated on the western near side.
Rocks from the maria are basalts, the most common type of igneous rock in the Solar System.  On Earth, when such rocks are molten, the resulting magma has a very low viscosity. On the Moon, the maria formed as massive high-volume eruptions built up stacks from the thin, fluid flows which extended for hundreds of kilometres.  Scattered within the ancient maria are numerous small volcanic structures, previously believed to be the only manifestation of central-vent volcanism on the Moon.
When the Moon’s topography was mapped for the first time with laser altimetry in 1994, it showed clusters of many small volcanoes occurring on topographic highs that are quasi-circular, with low relief and shield-shaped. Scientists found that these large shield-shaped topographic swells are made of basaltic lava and display concentrations of volcanic features.  Such a structure found on Venus or Mars would be classified as a shield volcano; therefore, these features on the Moon are interpreted as shield volcanoes.  Seven of these large structures have been discovered on the Moon, ranging in size from 66 to almost 400 kilometres in diameter and from 600 to over 3200 metres in height.  Such sizes and shapes are very similar to large shields on Earth, Venus and Mars.  The average slopes on these volcanoes are very low, typically less than a few degrees, as would be expected for structures made from very fluid lava.  These lunar shields display abundant volcanic features, including domes and cones, and collapse features which are all common morphologies in terrestrial shield volcanoes.
Although scientists believe these features are shield volcanoes, this new interpretation is not without some difficulties.  Unlike most shield volcanoes on the other planets, none of the lunar shields has a caldera. However, many shields, especially those on Venus, likewise do not show central calderas.  Additionally, while evidence for some lunar shields such as the Marius Hills is pretty convincing, the evidence for others is not as clear.  The largest feature that was identified, the Cauchy shield, possesses the correct topographic shape and has numerous small cones, rilles, and vents on it, but remote sensing data suggest that the lava thickness in eastern Mare Tranquillitatis is relatively thin, which might mean that Cauchy is not a thick stack of lava as Marius appears to be.  Scientists still think that Cauchy is a shield volcano, but acknowledge that this interpretation is tentative and they will continue studying these enigmatic features to better understand their history.

Source: Air and Space.

Mauna Loa (Hawaii): un superbe exemple de volcan bouclier (Photo: C. Grandpey)

Vue du sommet du Mauna Loa (Crédit photo: USGS)

Les cheveux de Vénus au large d’El Hierro (Iles Canaries) // Venus’s Hair off El Hierro (Canary Islands)

Tout comme celles qui se produisent sur terre, les éruptions volcaniques sous-marines émettent de la lave et des gaz toxiques qui détruisent toute vie à proximité, des bactéries jusqu’aux poissons. En 2011, le volcan sous-marin Tagoro, au large des côtes de l’île d’El Hierro aux Canaries,  a connu une violente éruption qui a fait disparaître tous les animaux et les plantes à proximité. En 138 jours (entre octobre 2011 et mars 2012), l’éruption a remodelé plus de neuf kilomètres carrés de fond marin. Elle a laissé un cône qui s’élève du plancher océanique depuis une profondeur d’environ 363 mètres jusqu’à 89 mètres de la surface.
L’éruption a provoqué une forte augmentation de la température et de la turbidité de l’eau, une diminution de la concentration d’oxygène et une émission importante de dioxyde de carbone, ce qui a entraîné une diminution prononcée des producteurs primaires et une augmentation de la mortalité des poissons.
Deux ans après l’éruption, les scientifiques sont retournés sur le site pour effectuer des analyses géochimiques. Ils ont découvert qu’il était recouvert d’un épais tapis d’une bactérie capillaire nommée Thiolava veneris – ou Cheveux de Vénus – qui couvrait le fond marin sur un diamètre de plusieurs kilomètres.
Les chercheurs ont étudié cette nouvelle bactérie et ont constaté qu’elle pouvait prospérer dans l’environnement riche en soufre laissé par une éruption volcanique. La bactérie n’a pas besoin de nourriture pour survivre, mais elle est capable de décomposer l’oxygène et certaines formes d’azote pour récupérer l’énergie dont elle a besoin. Les scientifiques font remarquer que cette espèce remarquable constitue le point de départ de la renaissance des zones affectées par des catastrophes naturelles. Les pelouses de bactéries deviennent une source de nourriture pour les copépodes, petits crustacés qui attirent à leur tour les poissons.
À partir de leurs observations, les scientifiques ont conclu que les caractéristiques métaboliques particulières de la Thiolava veneris lui permettent de coloniser les fonds marins nouvellement formés suite à des éruptions volcaniques sous-marines isolées. Cela ouvre la voie au développement d’écosystèmes en phase initiale et, par la suite, à la subsistance des métazoaires et des niveaux trophiques supérieurs.
Source: Newsweek / The Daily Mail / The New Scientist.

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Just like on land, underwater volcanic eruptions produce lava and toxic gases, destroying all life in their vicinity, from bacteria to fish. In 2011, the Tagoro submarine volcano located off the coast of El Hierro in the Canary Islands violently erupted, wiping out all the animals and plants in close range. In 138 days (from October 2011 to March 2012), the eruption reshaped more than nine square kilometres of the seafloor. It left a cone that raised from the seafloor from about 363 metres up to 89 metres of water depth.

The eruption led to an abrupt increase in water temperature and turbidity, a decrease of oxygen concentration and a massive release of carbon dioxide, causing a pronounced decrease of primary producers and increase in fish mortality.

Two years after the eruption, scientists returned to the site to carry out geochemical analyses. They discovered that the site of the eruption was covered in thick mats of a hair-like bacteria named Thiolava veneris – Venus’s Hair – that covered the seafloor over several kilometres in diameter.

The researchers studied the new bacteria and found that it can thrive in the sulphur-rich environment left by a volcanic eruption. The bacteria does not need food to survive, but instead can break down oxygen and some forms of nitrogen to glean energy. The scientists added this remarkable species acts as the starting point for the recovery of areas affected by natural disasters. The lawns of bacteria act as a food source for small animals called copepods, who in turn attract fish.

From their observations, the scientists concluded that the peculiar metabolic characteristics of the Venus’s hair microbial assemblage allows it to colonise the newly formed seabed resulting from isolated submarine volcanic eruptions. This paves the way for the development of early-stage ecosystems and the consequent subsistence of metazoans and higher trophic levels.

Source: Newsweek / The Daily Mail / The New Scientist.

El Hierro vue depuis l’espace (Source: NASA)

Matériaux émis par la dernière éruption (Source: AVCAN)