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Une étude, dont les résultats intitulés «Mega-earthquakes rupture flat megathrusts» ont été publiés dans la revue Science, a permis de montrer que les méga-séismes se produisent avant tout sur les failles de subduction les plus planes. Cet indicateur va rendre plus pertinentes la surveillance et la prévention du risque sismique et du risque de tsunami.
Notons tout d'abord que «les méga-séismes (de magnitude supérieure à 8,5) se produisent très majoritairement sur les failles de subduction, là où une plaque tectonique passe sous une autre plaque». En effet, comme les roches glissent «difficilement les unes par rapport aux autres, le mouvement des plaques tectoniques peut être bloqué le long de cette zone d'interaction, pendant des périodes pouvant dépasser le millier d'années» de sorte que «ce déficit de glissement s'accumule sous forme d'énergie qui est relâchée brutalement au cours de séismes».
Dans ce contexte, «une théorie, qui fut longtemps dominante, suggérait que les méga-séismes se produisent essentiellement dans les zones de subduction où les plaques convergent rapidement et dans celles où la plaque plongeante est relativement jeune».Cependant, «les méga-séismes de Sumatra-Andaman en 2004 et de Tohoku-Oki en 2011, générateurs de tsunamis meurtriers, ont mis à mal cette théorie», car, dans le premier cas, «la vitesse des plaques en jeu est relativement faible (3 à 4 cm par an)», et, dans le second, «la plaque Pacifique plongeant sous le Japon est âgée de plus de 120 millions d'années». De ce fait, on a été amené à se demander si toutes les zones de subduction pouvaient générer des méga-séismes.
Pour sa part, l'étude ici présentée s'est intéressée à «la géométrie des zones de subduction». Plus précisément la confrontation du «degré de courbure des plaques plongeantes aux grands séismes historiques connus» a fait apparaître «que la magnitude maximale des séismes enregistrés dans chaque zone de subduction est inversement proportionnelle au degré de courbure»: c'est-à-dire que «plus le contact entre les deux plaques est plan, plus les méga-séismes sont probables».
L'explication découle du fait que, les séismes se produisant «lorsque l'énergie accumulée en raison du déficit de glissement dépasse un certain seuil», plus le degré de courbure est important «plus ce seuil est variable le long de la zone» et, alors, l'hétérogénéité de ce seuil «produit des séismes plus fréquents mais de plus faible étendue spatiale, et donc de plus faible magnitude», tandis qu'un seuil de rupture homogène le long d'une grande portion de faille a plus de chance de résulter en une rupture simultanée de toute la zone bloquée, et de générer un méga-séisme».
Il en résulte que «les zones de subduction telles que celles des Philippines, des Salomon, ou de Vanuatu ne semblent pas propices à la génération de méga-séismes», alors que d'autres «telles que celles du Pérou, de Java ou du Mexique, qui n'ont pas connu de très grands séismes au cours des 200 à 300 dernières années, semblent en revanche réunir des conditions favorables pour qu'un méga-séisme se produise dans le futur».
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Une étude, dont les résultats intitulés «The role of carbon dioxide in the transport and fractionation of metals by geological fluids» ont été publiés dans la revue Geochimica et Cosmochimica Acta (GCA), remet en question le paradigme selon lequel le CO2 a joué un rôle mineur dans la formation des dépôts de métaux, car la prise en compte des effets du CO2 sur la solubilité des métaux explique de façon élégante les signatures des métaux dans les gisements de type or orogénique.
Soulignons tout d'abord que, jusqu'ici, le rôle du CO2 qui «est, après l’eau, le deuxième constituant le plus abondant des fluides géologiques de haute température et pression qui opèrent dans la lithosphère, transportant la matière et formant des dépôts métalliques», a été quasiment ignoré «principalement en raison de la nature chimique inerte de cette molécule qui, contrairement à l’eau, a un très faible pouvoir de dissolution».
L'étude ici présenté a modifié cette situation en mesurant «les capacités de mélanges eau-CO2-sels-soufre typiques des fluides de la croûte terrestre [teneurs en CO2 pouvant aller jusqu’à 50 pds% (pourcentage en poids)] à solubiliser les minerais contenant des métaux de haute valeur économique comme l’or (Au), le fer (Fe), le cuivre (Cu), le molybdène (Mo), le platine (Pt) et l’étain (Sn)». Pour ce faire, «des réacteurs chimiques (une sorte de cocotte-minute capable d’atteindre des températures de 500°C et des pressions de 2 kbar, soit des conditions équivalentes à celles rencontrées à une profondeur de 6-8 km environ)» ont été mis en œuvre.
Il est ainsi apparu «que, contrairement à toutes attentes, la présence du CO2 dans le fluide à des effets très contrastés sur la solubilité des différents métaux»: par exemple, «l’apport de CO2 enrichit en fer et or une phase fluide de faible salinité et teneur en soufre, alors que le même apport appauvrit considérablement en ces mêmes métaux un fluide riche en sel et soufre» et, par ailleurs, «dans la plupart des fluides, la solubilité du cuivre diminue fortement en présence du CO2, alors que celle des autres métaux augmente (Sn) ou reste constante (e.g. Pt, Mo)».Ces résultats surprenants ont été interprétés «à l’aide d’un modèle physico-chimique basé sur la constante diélectrique du solvant H2O-CO2, laquelle dépend de la polarité des molécules composant le fluide» («H2O étant fortement polaire et CO2 apolaire, la présence de molécules de CO2 conduit à un abaissement considérable de la constante diélectrique du fluide»). Il découle de cela «des changements de solubilité très contrastés selon la nature du métal, l’identité de ses complexes majeurs et la composition du fluide».
Cette étude a ainsi permis «de fournir une explication élégante des signatures des métaux dans les gisements de type or orogénique, riches en fer, or et métalloïdes (arsenic, tellure) mais pauvres en cuivre, qui font partie des plus importants producteurs mondiaux d’or».De plus, «le comportement des fluides des grands gisements associés à des plutons magmatiques (de type porphyre) d’où provient la majeure partie de la production mondiale de cuivre» a été analysé à l’aide du même modèle. Cette dernière analyse amène à conclure qu'il est «possible que de riches gisements d’or et de cuivre se cachent sous les volcans».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Plasmodium falciparum malaria in 1st–2nd century CE southern Italy» ont été publiés dans la revue Current Biology, a permis, grâce à des analyses génétiques des fragments d’ADN mitochondrial (ADNmt) prélevés dans les pulpes dentaires de deux individus provenant de nécropoles italiennes du 1er au IVe siècle de notre ère, de découvrir la présence de Plasmodium falciparum, l’organisme pathogène à l’origine de la malaria, ce qui constitue les «premières preuves directes de la présence de cette maladie parasitaire dans la Rome impériale».
Rappelons tout d'abord que, dans l’Antiquité, «la 'mal aria' était ce 'mauvais air' qu’il ne fallait pas respirer» provenant «des eaux stagnantes entourant Rome» qui «généraient cette terrible maladie des marais». Jusqu'ici, «en dehors de sources indirectes, historiques ou épigraphiques», la preuve concrète de la présence de la malaria dans des sites romains «n’avait jamais été produite» et «encore moins la détection précise du pathogène à leur origine».
Ce n'est plus le cas désormais, grâce à l'étude ici présentée qui a «analysé les restes de 58 adultes et 10 enfants provenant de trois nécropoles italiennes du 1er au IVe siècle de notre ère: Isola Sacra, cimetière associé à Portus Romae, l’ancien port de Rome situé à 25km de la ville; Velia, petite ville portuaire du sud-ouest de l’Italie; et Vagnari, cité rurale du sud-est».
Plus précisément, «les analyses génétiques des fragments d’ADN mitochondrial (ADNmt) prélevés dans les pulpes dentaires ont mis en évidence chez deux individus la présence de Plasmodium falciparum, l’organisme pathogène à l’origine de la malaria».
Comme de façon étonnante, «aucune trace de paludisme n’aurait été trouvée dans les échantillons humains provenant du cimetière de Portus Romae, alors que les chercheurs s’attendaient à en rencontrer», on peut supposer que les corps porteurs de paludisme n'ont «pas encore été découverts».
Cette étude, dont l'un des résultats notables «est d’avoir pu prouver que le paludisme a potentiellement joué un rôle important dans des communautés antiques vivant au sud de l'Italie, qu’elles aient vécu dans un port ou dans une cité rurale», va contribuer à «comprendre l'évolution de Plasmodium falciparum au cours des deux derniers millénaires, celui-ci continuant à faire plus de 214 millions de victimes chaque année dans le monde».
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Une étude, dont les résultats intitulés «ALMA observations of the nearby AGB star L2 Puppis I. Mass of the central star and detection of a candidate planet» ont été publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics, a permis de montrer que, grâce à L2 Puppis, nous disposons d'une référence exceptionnelle sur le futur lointain du Soleil, à 208 années-lumière de la Terre.
Rappelons tout d'abord que, dans cinq milliards d'années, le Soleil, qui «se transformera en étoile géante rouge, plus de 100 fois plus grande que sa taille actuelle», perdra alors «une partie importante de sa masse par l'intermédiaire d'un vent stellaire très intense» en se transformant en «une minuscule naine blanche, d'une taille proche de celle de la Terre, chaude et extrêmement dense (un centimètre cube de matière de naine blanche a une masse de l'ordre d'une tonne!)».
Les modèles indiquent qu'en raison de cette métamorphose «Mercure et Vénus seront absorbées par l'étoile géante, et très probablement détruites». Cependant, «le destin de la Terre est plus incertain»: si, du fait de l'augmentation considérable de la luminosité du Soleil, notre planète deviendra hostile à toute forme de vie, «la Terre elle-même, en tant que planète rocheuse, pourrait survivre et continuer à orbiter autour de la naine blanche solaire».
Pour tenter d'en apprendre plus sur cette question, l'étude ici présentée a analysé, à l'aide du radiotélescope ALMA, l'étoile évoluée L2 Puppis (L2 Pup), qui «est une étoile proche du Soleil (208 années-lumière)», entourée «d'un disque constitué à partir du gaz et de la poussière éjectés par l'étoile centrale». La mesure fournie par ALMA de la vitesse orbitale du gaz dans le disque de L2 Pup, prouve «qu'elle suit précisément la troisième loi de Kepler». L'étude en a déduit «la masse de L2 Pup: 2/3 de celle du Soleil (0.66 ± 0.04 masses solaires précisément)».
A partir de cette masse, «les modèles d'évolution stellaire prévoient que l'âge de L2 Pup est de 10 milliards d'années», ce qui montre qui L2 Pup «était une jumelle du Soleil actuel» il y a cinq milliards d'années, de sorte que «le tiers de masse solaire manquant a été perdu par L2 Pup au cours de son évolution». Nous disposons ainsi, «à 208 années-lumière de la Terre», d'une référence exceptionnelle «sur le futur lointain de notre étoile».
D'autre part, près de l'étoile L2 Pup, «une seconde source cent fois plus faible», dénommée L2 Pup B, a été identifiée: «à une séparation de deux fois la distance Terre-Soleil (soit 300 millions de kilomètres), sa faible masse implique qu'il s'agit d'une planète (ou d'une petite 'naine brune')».
Cette planète nous offre un «aperçu du devenir des planètes du système solaire»: en particulier, «la luminosité élevée de L2 Pup B et la coïncidence de sa position avec un long et très fin panache de poussière indique qu'elle pourrait être en train d'accréter de la matière expulsée par l'étoile centrale». Ainsi, cette étude nous fait penser que «l'observation des interactions entre L2 Pup et sa planète au cours des prochaines années» va fournir «de précieuses informations sur l'évolution finale du Soleil, son impact sur les planètes du système solaire».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Post-eruptive flooding of Santorini caldera and implications for tsunami generation» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis de démontrer que la caldera de Santorin n’était pas ouverte sur la mer au moment de la phase principale de l’éruption du volcan et qu'elle ne fut inondée par la mer qu’une fois l’éruption terminée, via un énorme chenal situé au nord-ouest de la caldera. Il en résulte que c'est «l’entrée en mer, au paroxysme de l’éruption, d’écoulements pyroclastiques qui a été la source principale des tsunamis provoqués par cette éruption».
Rappelons tout d'abord que «la formation de calderas sur les îles volcaniques, telle que celle du volcan Santorin (Grèce) à l’âge de bronze, est connue pour être à l’origine de tsunamis». Cependant, la prévision des impacts de tels tsunamis reste encore limitée «du fait de la faible compréhension des mécanismes qui leur donnent naissance».
Pour sa part, l'étude ici présentée a cherché à mieux comprendre ces mécanismes en se focalisant sur l'éruption du volcan Santorin en combinant «de nouvelles données bathymétriques et sismiques obtenues dans l’archipel de Santorin à des observations de terrain de dépôts terrestres» (cette éruption «fut l’une des plus puissantes des 10 000 dernières années (30-80 km3 de magma et de roches) et eu peut être des conséquences sur le déclin de la civilisation minoenne en Crête»).
L'éruption en elle-même «causa la vidange d’une chambre magmatique sous le volcan ce qui entraina l’effondrement d’une caldera de 10 km x 7 km dont le fond repose désormais 300 à 400 m sous la surface de la mer» et les tsunamis qu'elle a produit «affectèrent la côte nord de la Crête et possiblement un large secteur de côtes situé à l’est de la méditerranée».
Des analyses précédentes «de dépôts terrestres de l’éruption ont montré que la dernière phase éruptive a impliqué l’émission d’écoulements pyroclastiques chauds et rendus fluides par émission de gaz chauds (processus de fluidisation)». Comme ce type d’écoulement est «incompatible avec une interaction avec l’eau de mer», la caldera «devait être encore sèche en fin d’éruption».Du fait que l’effondrement de cette caldera a «probablement été synéruptif, comme pour beaucoup de calderas», l’accumulation d’épais dépôts volcaniques a dû empêcher «l’entrée immédiate de la mer» et c'est une fois que la caldera s'est effondrée que «ces barrières auraient cédé, permettant le remplissage par la mer».
En vue de savoir comment et en combien de temps cette inondation a eu lieu, l'étude ici présentée a analysé «deux types de données marines acquises, au cours de différentes campagnes, au niveau des trois détroits (un au NO et deux au SO) qui connectent aujourd’hui la caldera de Santorin à la mer : des données bathymétriques multifaisceaux ainsi que des profils sismiques des sédiments recouvrant la caldera».
Il alors apparu que «le détroit du NO, en forme de U et limité vers l’extérieur par une large paroi arquée (‘headwall’)», qui «est long de 3 km, large d’1 km et d’un volume de 2 à 2,5 km3», a «dû être creusé, lors du remplissage post-éruptif de la caldera, par un courant d’eau particulièrement puissant combiné à une érosion régressive et à des glissements» en raison de «la nature très fortement érodée de la paroi et du fond du chenal» («la ressemblance avec les érosions associées aux ruptures de barrages artificiels est d’ailleurs particulièrement frappante même si, à Santorin, l’échelle est bien plus imposante»).Les simulations numériques, réalisées «à l’aide du code VolcFlow développé au LMV, indiquent que le remplissage complet de la caldera aurait nécessité quelques jours avec des débits d’eau aussi énormes que 250000 m3/s». Pour ce qui concerne, les deux détroits SO, qui sont «des cicatrices bien préservées de glissements de terrain», l'étude les interprète «comme s’étant formés une fois la caldera remplie par la mer».
En résumé, comme ce travail montre «que les tsunamis de Santorin n’ont pas pu être déclenchés par l’effondrement de la caldera, puisque celle-ci n’était pas connectée à la mer à ce moment-là», il est «fort probable qu’ils aient été engendrés par l’entrée en mer, au paroxysme de l’éruption, de gigantesques volumes d’écoulements pyroclastiques».
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