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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)

Des éruptions récentes sur Vénus // Recent eruptions on Venus

drapeau-francaisSelon une nouvelle étude, l’activité volcanique sur Vénus a eu lieu dans le passé géologique récent, et il se pourrait même qu’elle continue encore de nos jours.
Le volcan Idunn Mons, dans l’hémisphère sud-ouest de la planète, culmine à 2500 mètres au-dessus des plaines environnantes. En 2010, les observations effectuées par la sonde Venus Express de l’Agence Spatiale Européenne avaient révélé que Idunn Mons était un « point chaud », ce qui laissait penser que la lave avait coulé récemment, et que la zone était encore chaude.
Aujourd’hui, les dernières recherches révèlent que les observations du point chaud sur Idunn Mons vont de pair avec plusieurs coulées de lave le long du flanc E du volcan. Les chercheurs pensent que les volcans de Vénus étaient actifs dans un passé relativement récent, et le sont peut-être encore aujourd’hui.
En 2010, Venus Express avait identifié le point chaud sur Idunn Mons en utilisant le spectro-imageur VIRTIS. La majeure partie de la surface de Vénus semblait froide dans son rendu par VIRTIS, ce qui prouvait qu’elle n’avait pas changé depuis des millions d’années. En revanche, les chercheurs qui avaient étudié le point chaud pour la première fois estimaient que la région pouvait être âgée de moins de 2,5 millions d’années. Malheureusement, l’épaisse couche nuageuse qui recouvre Vénus n’avait pas permis à la sonde Venus Express d’obtenir davantage de détails du volcan et des coulées de lave.
La dernière analyse des coulées de lave sur Idunn Mons utilise des données radar collectées au début des années 1990 par la sonde Magellan de la NASA. Les scientifiques ont construit un nouveau modèle numérique afin de simuler des coulées de lave sur le sommet de la montagne et sur le flanc E, et ils ont comparé ce modèle avec les données de la sonde Magellan. Selon le nouveau modèle, ces coulées de lave sont à elles seules responsables du point chaud. C’est la première fois que sont cartographiées des coulées de lave émises par une structure volcanique censée avoir été active récemment, ou être encore active, sur un corps terrestre autre que la Terre.
Source: Space.com.
http://www.space.com/

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drapeau-anglaisAccording to a new study, volcanic activity on Venus took place in the recent geological past, and may still be happening on the planet today.

The Idunn Mons volcano in the southwestern hemisphere of Venus rises 2.5 kilometres above the surrounding plains. In 2010, observations by the European Space Agency’s Venus Express probe revealed that Idunn Mons is a « hotspot », which could mean that lava flowed at the spot recently, and that the area is still warm.

Now, the new research suggests that the hotspot observations at Idunn Mons are consistent with multiple cooled lava flows along the volcano’s eastern flank. The researchers think that Venus’ volcanoes were active in the relatively recent past, and may still be active today.

Venus Express initially identified the hotspot on Idunn Mons in 2010 using the Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer (VIRTIS) instrument. Most of Venus’ surface appears cool when viewed with VIRTIS, and this is a sign that those regions haven’t changed in millions of years. By contrast, the researchers who initially studied the hotspot estimated that the region could be less than 2.5 million years old. Unfortunately, the thick clouds that cover Venus prevented the Venus Express probe from getting a more detailed look at the volcano and the lava flows.

The new analysis of lava flows on Idunn Mons uses radar data collected in the early 1990s by NASA’s Magellan probe. The scientists built a new numerical model to simulate lava flows on the top of the mountain and the eastern flanks, and compared that model with the Magellan data. According to the new model, the flank lava flows are the ones responsible for this hotspot. This is the first time lava flows from a volcanic structure which is believed to be recently or still active on a terrestrial body other than Earth have been mapped.

Source: Space.com.

 http://www.space.com/

venus

Carte géologique du flanc E de Idunn Mons, avec un ensemble de cinq coulées de lave identifiées à l’aide des simulations numériques et des données radar de la sonde Magellan (Source: NASA)

 

Volcanisme actif très probable sur Vénus // Very likely active volcanism on Venus

drapeau francaisDans une note publiée le 22 mars 2014 et intitulée «Des volcans actifs sur Vénus? », j’écrivais que les images fournies par la sonde Venus Express lancée par l’Agence Spatiale Européenne (ESA) montraient que les éruptions volcaniques ne faisaient peut-être pas uniquement partie du passé sur cette planète qui est la plus proche de la Terre. En effet, des scientifiques avaient découvert quatre points lumineux éphémères dans une zone de rift relativement jeune connue sous le nom de Ganiki Chasma.
Aujourd’hui, une équipe internationale de scientifiques (deux Allemands et trois Russes) a trouvé des preuves quasi certaines que Vénus est volcaniquement active. Leurs recherches sont publiées en ligne dans les Geophysical Research Letters.
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015GL064088/full

Comme je l’ai écrit plus haut, en examinant les données fournies par la mission Venus Express, les scientifiques avaient détecté des pics de température éphémères en plusieurs endroits de la surface de la planète. Ces points chauds, qui donnaient l’impression de s’allumer et s’éteindre sur un laps de temps de quelques jours, semblent aujourd’hui être générés par des coulées de lave actives.
Les points chauds qui apparaissent dans l’imagerie thermique de Venus Express montrent des pics de température de plusieurs centaines de degrés dans des secteurs allant d’un kilomètre carré à plus de 200. Les points chauds sont concentrés dans la grande zone de rift de Ganiki Chasma.

Les chercheurs russes avaient déjà cartographié la région lorsqu’ils avaient réalisé une carte globale de Vénus suite aux missions soviétiques Venera dans les années 1980 et la mission américaine Magellan dans les années 1990. Le travail de cartographie avait alors montré que Ganiki Chasma était très jeune, géologiquement parlant, mais les scientifiques ne savaient pas si la région s’était formée hier ou il y a un milliard d’années. Les récentes anomalies thermiques détectées par Venus Express correspondent exactement aux endroits où ils avaient cartographié ces dépôts relativement jeunes et en avaient déduit une possible activité en cours.
Les dernières conclusions de l’étude correspondent à d’autres données qui avaient révélé la probabilité d’une activité volcanique très récente. En 2010, l’imagerie infrarouge de plusieurs volcans semblait montrer des coulées de lave vieilles de quelques milliers ou quelques millions d’années. Quelques années plus tard, les scientifiques ont signalé des pics de SO2 éphémères dans la haute atmosphère de Vénus, autre signal potentiel de volcanisme actif.
L’observation des points chauds par Venus Express, qui s’ajoute à la cartographie géologique des missions Venera et Magellan, confirme la très forte probabilité d’un volcanisme actif sur Vénus. Cette découverte souligne l’importance de la collaboration internationale dans l’exploration de notre système solaire et la compréhension de son évolution.
Source : ESA

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drapeau anglaisIn a note published on Mars 22nd 2014 and entitled “Active volcanoes on Venus?”, I wrote that images provided by ESA’s Venus Express orbiter were showing that volcanic eruptions may not just be a thing from the past on the Earth’s nearest neighbour. Scientists had discovered four transient bright spots in a relatively young rift zone known as Ganiki Chasma.

Today, an international team of scientists (two Germans and three Russians) has found some of the best evidence yet that Venus is volcanically active. Their research is published online in Geophysical Research Letters.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015GL064088/full

As I put it above, in scrutinizing data provided by ESA’s Venus Express mission, the scientists had found transient spikes in temperature at several spots on the planet’s surface. The hotspots, which were found to flash and fade over the course of just a few days, appear to be generated by active flows of lava on the surface.

The hotspots turned up in thermal imaging taken by Venus Express. The data showed spikes in temperature of several hundred degrees in spots ranging in size from one square kilometre to over 200 kilometres. The spots were clustered in a large rift zone called Ganiki Chasma. The Russian researchers had previously mapped the region as part of a global geologic map of Venus generated from the Soviet Venera missions in the 1980s and U.S. Magellan mission in the 1990s. The mapping work had shown that Ganiki Chasma was quite young, geologically speaking, but the scientists didn’t know if it formed yesterday or was a billion years old. The recent active anomalies detected by Venus Express fall exactly where they had mapped these relatively young deposits and suggest ongoing activity.

The latest finding is consistent with other data that had revealed probable very recent volcanic activity. In 2010, infrared imaging from several volcanoes seemed to indicate lava flows from thousands to a few million years old. A few years later, scientists reported transient spikes in SO2 in Venus’ upper atmosphere, another potential signal of active volcanism.

The observation of hotspots by Venus Express, combined with the geologic mapping from Venera and Magellan, make a strong case for a volcanically active Venus. This discovery   underscores the importance of international collaboration in exploring our solar system and understanding how it evolves. »

Source: ESA.

Venus

drapeau francaisCette carte de la surface de Vénus a été créée à partir de l’observation de plus de dix années d’images radar de la planète. Les données fournies par la sonde Magellan de la NASA entre 1990 et 1994 forment la base de l’image, avec des lacunes compensées par l’Observatoire d’Arecibo du Porto Rico. L’image a été colorisée pour montrer le relief en utilisant les informations recueillies par l’altimètre radar de la sonde Magellan, avec des données supplémentaires fournies par la sonde soviétique Venera et les missions Pioneer Venus de la NASA.

drapeau anglaisThis map of the surface of Venus was created from observations accumulated during more than a decade of radar imaging of the planet. Observations made by NASA’s Magellan spacecraft between 1990 and 1994 form the base of the image, with gaps in the data filled in by the Arecibo Observatory in Puerto Rico. The image is colour-coded to show elevation, using information gathered by the Magellan radar altimeter, with additional data provided by the Soviet Venera spacecraft and NASA’s Pioneer Venus missions.