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Le mystère des cryovolcans sur Cérès // The mystery of cryovolcanoes on Ceres

Dans une note publiée le 10 septembre 2016, j’expliquais qu’une étude publiée dans la revue Nature Communications révéle que les volcans de glace – ou cryovolcans – sur Cérès pourraient aider à résoudre le mystère de l’absence de grands cratères à la surface de cette planète naine.
Une nouvelle étude publiée en février 2017 dans la revue Geophysical Research Letters montre que la couche de glace qui recouvre Cérès a pu subir des changements au fil du temps, ce qui aurait permis à la seule montagne de la planète naine, le cryovolcan Ahuna Mons, de s’étirer progressivement et de s’enfoncer dans la croûte de glace qui recouvre la planète. Il n’est pas impossible que des montagnes semblables se dressaient autrefois à la surface de la planète et qu’elle se soient aplaties avec le temps.
Lorsque la mission Dawn de la NASA a atteint Cérès en 2015, elle a découvert un monde presque plat d’où émergeait une seule montagne, Ahuna Mons dont le sommet se dresse à 4 000 mètres au-dessus de la surface, avec un âge maximum estimé à 200 millions d’années. Des recherches antérieures ont laissé entendre que la montagne pourrait être un volcan glaciaire qui se serait formé selon le processus du cryovolcanisme, mais sa source fait l’objet de discussions.
L’isolement de Ahuna Mons a toujours été un casse-tête pour les scientifiques. D’autres planètes soupçonnées d’héberger des cryovolcans, comme Pluton et les lunes Europa, Triton et Titan, montrent plusieurs signes de tels édifices alors que Cérès n’en possède qu’un seul. Les chercheurs pensent que le cryovolcanisme a pu rester en sommeil sur Cérès jusqu’à assez récemment, mais une telle hypothèse leur semble peu probable.
Une autre option, plus probable celle-là, est que les cryovolcans se sont formés tout au long de la vie de la planète, puis ont disparu. Comme Cérès ne possède pas d’atmosphère ou d’éléments liquides à sa surface, les processus d’érosion par le vent et la pluie qui usent les montagnes sur Terre n’existent pas sur la planète naine.
Les chercheurs n’ont pas concentré leur travail sur la formation de la montagne proprement dite, mais sur ce qui s’est passé après. Ils ont procédé à des modélisations d’Ahuna Mons et ont constaté que, si au moins 40 pour cent de la montagne était constitués de glace, elle avait tendance à « couler » lentement sur ses flancs, un peu comme du miel sur une assiette, ce qui la faisait s’aplatir avec le temps. En ajoutant de la glace, la montagne devenait plus visqueuse, oscillant entre un ensemble solide et liquide.
L’observation des cratères permet de calculer l’âge d’un terrain. Alors que Ahuna Mons manque de signes d’impacts, la région dans laquelle il se trouve possède des cratères datant d’environ un milliard d’années, voire moins, pour Ahuna Mons. La montagne est probablement jeune, pas plus de 200 millions d’années, ce qui laisse supposer que la planète est probablement géologiquement active aujourd’hui, bien qu’aucun signe définitif n’ait été repéré.
Cérès ne montre qu’un seul sommet aujourd’hui, mais il y a des indications qu’une autre montagne se trouvait autrefois à la surface de la planète. Près d’Ahuna Mons se trouve une colline repérée par une équipe scientifique précédente. C’est peut-être le reste d’un ancien cryovolcan qui, comme Ahuna Mons, s’est aplati avec le temps. Cela pourrait signifier que la région d’Ahuna Mons est une source continue de cryovolcanisme. Sur terre, le mouvement des plaques tectoniques permet à la lave de percer la croûte en de nombreux endroits, souvent en donnant naissance à des chaînes de montagnes, mais Cérès n’a pas de tectonique des plaques. La région ressemblerait davantage à Mars, où la lave s’est accumulée pour façonner Olympus Mons, le plus grand volcan connu du système solaire. Mais tandis que Ahuna Mons a tendance à s’aplatir du fait de sa structure de glace, la structure rocheuse d’Olympus Mons reste ferme et bien en place
Les chercheurs envisagent maintenant de rechercher d’autres images de Cérès pour y trouver des signes de cryovolcans en train de s’aplatir.
Source: Space.com.

En cliquant sur ce lien, vous accéderez à un très intéressant document mis en ligne par la NASA sur la formation des cryovolcans sur Cérès:

https://youtu.be/-6nxKqPIUkE

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In a post released on September 10th 2016, I explained that a study published in the journal Nature Communications revealed that ice volcanoes on Ceres might help solve the mystery of why large craters seem to be missing on the dwarf planet’s surface

New research detailed in February 2017 in the journal Geophysical Research Letters suggests that the outer layer of the icy world on the dwarf planet Ceres may be slowly shifting over time, allowing the only mountain peak on Ceres, the ice volcano Ahuna Mons, to gradually stretch out and sink into the crust. Similar mountains may have peppered the planet in the past and flattened out over time.

When NASA’s Dawn mission arrived at Ceres in 2015, it found a nearly flat world with only a single mountain, Ahuna Mons. The massive summit towers 4,000 metres above the surface and is at most 200 million years old. Previous research has suggested the peak could be an ice volcano forming through the process of cryovolcanism but its source is still under debate.

The mountain’s isolation has always been a major puzzle. Other planets suspected of hosting cryovolcanoes, such as Pluto and the moons Europa, Triton and Titan, have multiple suspects whereas Ceres has only one. According to researchers, one possibility might be that cryovolcanism was dormant on Ceres until fairly recently, but they think such a hypothesis is unlikely.

The other, more likely, option is that cryovolcanoes formed throughout the planet’s lifetime, then disappeared. Because Ceres lacks an atmosphere or running liquids on its surface, the erosion processes of wind and rain that wear down Earth’s mountains don’t happen on the tiny world.

The researchers focused not on the formation of the mountain but on what happened afterward. They modeled possible compositions for Ahuna Mons and found that, if at least 40 percent of the mountain was made up of ice, it would slowly spread outward like honey on a plate, gradually relaxing or flattening down over time. With more ice, the mountain became more viscous, wavering between solid and liquid.

Cratering records provide one method for calculating the age of a terrain. While Ahuna Mons itself lacks signs of impacts, the region it sits in has craters that provide a limit of about a billion years, or even less, for the mountain. Ahuna Mons may be young, no more than 200 million years old, which suggests that the planet may still be geologically active today, though no definitive signs have been spotted.

Ceres may be the lone peak today, but there’s evidence that another spire may have risen in the past. Near Ahuna Mons lies the shape of another hill, spotted by a previous team. This may be the remnants of a previous cryovolcano like Ahuna Mons that gradually relaxed away. That could suggest that the region around Ahuna Mons may be an ongoing source of cryovolcanism. On Earth, shifting plates cause lava to erupt through the crust in multiple locations, often spawning chains of volcanoes, but Ceres has no plate tectonics. The region could be more like Mars, where rocky lava continued to pile up on itself to create the massive Olympus Mons, the largest known volcano in the solar system. But while Ahuna Mons may be relaxing due to ice, the rocky Olympus Mons stands firm.

Researchers now plan to search other images of Ceres for signs of potentially relaxed cryovolcanoes.

Source: Space.com.

By clicking on this link, you will have access to a very interesting document released by NASA about the formation of cryovolcanoes on Ceres :

https://youtu.be/-6nxKqPIUkE

Modélisation d’Ahuna Mons à la surface de Cérès (Source: NASA)

 

Volcanisme lunaire // Lunar volcanism

Alors qu’il était en orbite autour de la Lune en 1971, l’équipage d’Apollo 15 a photographié une étrange structure géologique, une dépression en forme de D d’environ trois kilomètres de long et 1,5 kilomètre de large, qui continue à fasciner les scientifiques. Certains pensent que ladite structure, connue sous le nom de Ina, est la preuve d’une éruption volcanique qui aurait eu lieu au cours des 100 millions d’années écoulées, soit un milliard d’années après la dernière grande activité volcanique sur la Lune.
Toutefois, de nouvelles recherches effectuées par des géologues de l’Université Brown à Providence (Rhode Island) indiquent que Ina n’est pas si jeune. L’étude, publiée dans la revue Geology, conclut que cette structure géologique a été façonnée par une éruption il y a environ 3,5 milliards d’années ; autrement dit, elle aurait le même âge que les dépôts volcaniques sombres que l’on peut voir au premier plan sur la photo ci-dessous. En fait, c’est le type particulier de lave émis par Ina qui donne une idée fausse de son âge.
Ina se trouve près du sommet d’un monticule de roche basaltique, raison pour laquelle de nombreux scientifiques ont conclu qu’il s’agissait probablement de la caldeira d’un ancien volcan lunaire. Alors que les flancs du volcan semblent vieux de plusieurs milliards d’années, la caldeira proprement dite semble beaucoup plus jeune. Un signe de cette possible jeunesse est sa couleur beaucoup plus claire comparée celle  des environs. Cette teinte plus claire révèle que Ina n’a pas eu le temps d’accumuler beaucoup de régolite, la couche de roche friable et de poussière qui s’accumule à la surface au fil du temps.
Une autre caractéristique qui montre que Ina pourrait être jeune réside dans les quelque 80 monticules qui dominent la caldeira. Ces monticules semblent avoir beaucoup moins de cratères d’impact que la zone environnante. Au fil du temps, on s’attend à ce qu’une surface accumule des cratères de différentes tailles à un rythme relativement constant. En 2014, une équipe de chercheurs a comptabilisé les cratères sur les monticules d’Ina et conclu qu’ils avaient très probablement été formés par la lave au cours des derniers 50 à 100 millions d’années.
Les chercheurs ont examiné des volcans sur Terre qui pourraient être semblables à Ina. Ina présente l’aspect d’un pit crater sur un volcan bouclier, comme le Kilauea Iki qui est entré en éruption en 1959 à Hawaii. En se solidifiant, la lave de cette éruption a créé une couche de roche fortement poreuse à l’intérieur du cratère, avec des bulles souterraines pouvant atteindre un mètre de diamètre et un espace vide jusqu’à 60 centimètres de profondeur. Cette surface poreuse a été créée par la nature de la lave émise dans la dernière phase de l’éruption. Au fur et à mesure que l’alimentation magmatique commençait à diminuer, la lave apparaissait sous forme d’écume ou de mousse, un mélange de lave et de gaz. Lorsque cette mousse a refroidi et s’est solidifiée, elle a créé une surface très poreuse. Les chercheurs pensent que, de la même façon, une éruption sur Ina a produit de la lave sous forme de mousse. En raison de la faible gravité et de l’atmosphère quasiment absente sur la Lune, la mousse était probablement encore plus fluide que sur Terre, donnant naissance à la grande porosité observée sur Ina. C’est cette porosité élevée de la surface qui fausse les estimations de date pour Ina. Elle dissimule l’accumulation de régolite et fausse le comptage des cratères. Des expériences en laboratoire utilisant un canon à projectiles à grande vitesse ont montré que les impacts sur des cibles poreuses créent des cratères beaucoup plus petits. La porosité extrême d’Ina explique la petite taille de ses cratères et il se pourrait que beaucoup de cratères ne soient plus visibles du tout. Cette constatation modifie considérablement l’estimation de l’âge de Ina au seul vu du nombre de cratères. Les chercheurs estiment que la surface poreuse réduit d’un facteur trois la taille des cratères sur les monticules de Ina. En tenant compte de cette relation d’échelle, l’équipe de chercheurs a obtenu un âge d’environ 3,5 milliards d’années pour les monticules d’Ina. Cela correspond à l’âge de surface du bouclier volcanique qui entoure Ina et place son activité dans la fourchette de temps du volcanisme généralement observé sur la Lune.
Source: Science Daily.

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While orbiting the Moon in 1971, the crew of Apollo 15 photographed a strange geological feature, a D-shaped depression about three kilometres long and 1.5 kilometres wide, that has fascinated planetary scientists ever since. Some have suggested that the feature, known as Ina, is evidence of a volcanic eruption within the past 100 million years, a billion years or so after most volcanic activity on the Moon is thought to have ceased.

However, new research led by geologists of Brown University in Providence (Rhode Island) suggests that Ina is not so young. The analysis, published in the journal Geology, concludes that the feature was actually formed by an eruption around 3.5 billion years ago, around the same age as the dark volcanic deposits we see on the Moon’s nearside. It is the peculiar type of lava that erupted from Ina that helps hide its age.

Ina sits near the summit of a mound of basaltic rock, leading many scientists to conclude that it was likely the caldera of an ancient lunar volcano. While the flanks of the volcano look billions of years old, the Ina caldera itself looks much younger. One sign of youth is its bright appearance relative to its surroundings. The brightness suggests Ina has not had time to accumulate as much regolith, the layer of loose rock and dust that builds up on the surface over time.

Another feature that shows that Ina might be young is the 80 or so mounds which dominate the landscape within the caldera. The mounds appear to have far fewer impact craters on them compared to the surrounding area, another sign of relative youth. Over time, it is expected that a surface should accumulate craters of various sizes at fairly constant rates. In 2014, a team of researchers did a careful crater-count on Ina’s mounds and concluded that they must have been formed by lava that erupted to the surface within the last 50 to 100 million years.

The researchers looked at well-studied volcanoes on Earth that might be similar to Ina. Ina appears to be a pit crater on a shield volcano similar to Kilauea in Hawaii. Kilauea has a pit crater similar to Ina – Kilauea Iki – which erupted in 1959. As lava from that eruption solidified, it created a highly porous rock layer inside the pit, with underground vesicles as large as one metre in diameter and surface void space as deep as 60 centimetres. That porous surface is created by the nature of the lava erupted in the late stages of events like this one. As the subsurface lava supply starts to diminish, it erupts as « magmatic foam » — a bubbly mixture of lava and gas. When that foam cools and solidifies, it forms the highly porous surface. The researchers suggest that an Ina eruption would have also produced magmatic foam. And because of the Moon’s decreased gravity and nearly absent atmosphere, the lunar foam would have been even fluffier than on Earth, so it is expected that the structures within Ina are even more porous than on Earth. It is the high porosity of those surfaces that throws off date estimates for Ina, both by hiding the buildup of regolith and by throwing off crater counts. Laboratory experiments using a high-speed projectile cannon have shown that impacts into porous targets make much smaller craters. Because of Ina’s extreme porosity, its craters are much smaller than they would normally be, and many craters might not be visible at all. That could drastically alter the age estimate derived from crater counts. The researchers estimate that the porous surface would reduce by a factor of three the size of craters on Ina’s mounds. Taking that scaling relationship into account, the team gets a revised age for the Ina mounds of about 3.5 billion year old. That’s similar to the surface age of the volcanic shield that surrounds Ina, and places the Ina activity within the timeframe of common volcanism on the Moon.

Source: Science Daily.

Vue de Ina, la structure géologique lunaire qui intrigue les géologues

(Crédit photo : NASA)

 

Une histoire de bisons, volcan et ADN // A story of bison, volcano and DNA

Après les humains, les bisons sont les mammifères qui ont le mieux réussi  à coloniser l’Amérique du Nord où ils s’installèrent dans les Grandes Plaines. Toutefois, l’époque de leur arrivée en provenance d’Asie est longtemps restée un mystère. Selon une nouvelle étude publiée par l’Académie Nationale des Sciences, les informations génétiques et géologiques ont permis de déterminer à quel moment ils ont migré et emprunté la Béringie, pont terrestre entre l’Alaska et la Sibérie orientale. L’étude révèle que les bisons sont arrivés il y a 135 000 à 195 000 ans, donc bien avant les hommes dont la première vague a emprunté le pont de terre il y a environ 20 000 ans, même si cette date est de plus en plus contestée parmi les scientifiques. Après les premières migrations, les bisons se sont multipliés, diversifiés et ils sont devenus plus nombreux que les mammouths, les chevaux du Pléistocène et d’autres mammifères qu’ils ont chassés de leurs pâturages.

Les résultats de l’étude reposent en grande partie sur l’ADN prélevé sur le plus ancien fossile de bison connu, un os découvert il y a une dizaine d’années dans le territoire du Yukon au Canada. Le fossile du Yukon a été trouvé près de la rivière Porcupine, juste en dessous d’une couche de cendre répandue par une puissante éruption massive du Complexe Volcanique du Lac Emmons il y a environ 130 000 ans. Le Complexe Volcanique du Lac Emmons est un grand stratovolcan dont les éruptions ont façonné l’une des plus vastes calderas de l’arc des Aléoutiennes. Les cendres émises par l’éruption ont permis aux scientifiques de déterminer l’âge du fossile du bison du Yukon et de confirmer que c’est le plus ancien fossile de bison connu en Amérique du Nord. Les datations au radiocarbone ne fonctionnant pas au-delà de 40 000 à 50 000 ans, les scientifiques ont dû avoir recours à d’autres techniques pour déterminer sa date. Grâce aux nouvelles technologies, l’ADN du fossile du Yukon a été extrait et analysé. Il a été comparé à celui d’un fossile légèrement plus jeune trouvé près de Snowmass dans le Colorado, et les deux spécimens ont été comparés à des dizaines de fossiles de bisons plus récents, y compris certains dans le sol du Yukon au-dessus de la cendre volcanique, où les animaux étaient fort nombreux. À partir de ce matériel génétique, les scientifiques ont déterminé que tous les bisons avaient un ancêtre commun qui vivait il y a 135 000 à 195 000 ans, époque où existait le pont terrestre de la Béringie. L’information génétique a également montré que les bisons ont migré sur le pont terrestre en une deuxième vague il y a 21 000 à 45 000 ans.
Une fois arrivés en Amérique du Nord, les bisons se sont rapidement développés en donnant naissance à de nouvelles formes génétiques. La première espèce sur le continent – l’espèce qui a laissé derrière elle l’os du Yukon – était le bison des steppes. Le fossile du bison du Colorado, bien que plus jeune d’environ 10 000 à 20 000 ans, était d’une espèce différente, mais liée aux précédentes : le bison à longues cornes. C’est une espèce connue pour sa très grande taille, mais dont les fossiles n’ont pas été trouvés au nord du 48ème parallèle. Le bison des steppes et le bison à longues cornes sont des espèces du Pléistocène qui ont disparu, mais les bisons tels que nous les connaissons aujourd’hui sont leurs descendants.
Source: Alaska Dispatch News.

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After humans, the mammals most successful at colonizing North America were the bison that thundered across the Great Plains. Just when they arrived on the continent from Asia has long been a mystery. According to a new study published by the National Academy of Sciences, genetic and geologic information has helped pinpoint the time of their migration across the Bering Land Bridge. The new study reveals that bison arrived between 135,000 and 195,000 years ago. Humans were believed to have been much more recent travellers, with the first wave of migrants about 20,000 years ago, though that arrival time is facing increasing contention among experts. After the first bison migrations, the animals multiplied, diversified and became the dominant grazers, displacing mammoths, Pleistocene horses and other mammals that arrived earlier.

The findings of the study rely in large part on DNA extracted from the oldest known bison fossil, a bone found a decade ago in Canada’s Yukon territory. The Yukon fossil was found near the Porcupine River. It was just below a layer of ash that was spread in a massive eruption about 130,000 years ago from the Emmons Lake Volcanic Center, a large stratovolcano with a pre-caldera volume of 300-400 cubic km and one of the largest calderas in the Aleutian arc. The ash spread by the eruption allowed scientists to determine the Yukon bison fossil’s age and confirm it as the oldest known bison fossil in North America, As radiocarbon dating does not work beyond ages of about 40,000 to 50,000 years, scientists needed other methods to determine the date. Thanks to new technology, DNA from the Yukon fossil was extracted and analyzed. It was compared with that from a slightly younger fossil found near Snowmass, Colorado, and both were compared with dozens of younger bison fossils, including some from Yukon soil above the volcanic ash, where there were lots of bison all over the place. From that genetic material, the scientists determined that all the bison had a common ancestor 135,000 to 195,000 years ago, a period when the Bering Land Bridge was exposed. The genetic information also showed that bison migrated over the land bridge in a second wave 21,000 to 45,000 years ago.

Once bison were in North America, they quickly developed into new genetic forms. The first species on the continent — the species that left the Yukon bone — was the steppe bison. The Colorado bison fossil, though only about 10,000 to 20,000 years younger, was of a different but related species, the giant long-horned bison. That is a species known for its huge size, with fossils not found north of the Lower 48 states. Steppe and giant long-horned bison are Pleistocene species now extinct, but modern bison are their descendants.

Source : Alaska Dispatch News.

Les bisons font partie des emblèmes du Parc de Yellowstone.

(Photo: C. Grandpey)

 

Sabancaya (Pérou / Peru)

L’activité éruptive du Sabancaya s’est intensifiée au cours des derniers jours, avec une moyenne de 41 explosions par jour. Parallèlement, on a observé une hausse de la sismicité, en particulier des événements LP et hybrides associés à la montée du magma. Entre le 1er et le 4 mai, 4 événements correspondant à des fracturations de roches ont été enregistrés à une distance de 25 km du volcan. Leur magnitude était comprise entre M 3,7 et M 4,2. Les panaches de cendre générés par les explosions montent en général jusqu’à 3500 mètres au-dessus du cratère. Aucune déformation de l’édifice volcanique n’a été observée.
Source: IGP.

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Eruptive activity at Sabancaya Volcano has been increasing inthe past days with an average of 41 explosions per day. In the same way, there has been an increase in seismicity (LP and hybrid events). Betwwen May 1st and 3rd, 4 events corresponding with rock fracturing have also been recorded at a distance of less than 25 km from the volcano. Their magnitude was between M 3.7 and 4.2. The ash plumes produced by the explosions rise up to 3,500 metres above the crater. No deformation of the volcanic edifice has been observed. .
Source: IGP.