Les éruptions du 6ème siècle // The sixth-century eruptions

On sait depuis longtemps que les éruptions volcaniques peuvent avoir un effet sur le climat. L’exemple le plus récent est l’éruption du Pinatubo en 1991 aux Philippines qui a fait baisser en moyenne de 0,6°C la température de notre planète pendant 2 ou 3 ans.
En 1815, l’éruption du Tambora en Indonésie, a provoqué, entre autres, des gelées en plein été dans l’État de New York et des chutes de neige en juin en Nouvelle-Angleterre. 1816 a été baptisée « l’Année sans été ».
L’été de 1783 a été exceptionnellement froid à cause de l’éruption du Laki en Islande. Le volcan a émis d’énormes quantités de dioxyde de soufre, ce qui a provoqué la mort d’une grande partie du bétail de l’île, ainsi qu’une famine catastrophique qui a tué un quart de la population islandaise. Les températures de l’hémisphère nord ont chuté d’environ 1°C dans l’année qui a suivi l’éruption du Laki.
Au cours de l’été 536, un mystérieux nuage a recouvert le bassin méditerranéen. Le climat local s’est refroidi pendant plus d’une décennie. Les récoltes ont été anéanties, ce qui a entraîné une famine de grande ampleur. De 541 à 542, une pandémie connue sous le nom de Peste de Justinien a affecté l’Empire Romain d’Orient.
Les scientifiques ont longtemps pensé que la cause des problèmes dont fut victime l’Empire Romain pouvait être une éruption volcanique majeure, probablement celle du volcan Ilopango au Salvador, dont la cendre aurait envahi l’atmosphère. Aujourd’hui, les chercheurs sont convaincus qu’il y a eu en fait deux éruptions – une sur 535 ou 536 dans l’hémisphère nord et une autre en 539 ou 540 sous les tropiques – qui ont refroidi les températures de l’hémisphère nord jusqu’en 550.
Cette nouvelle hypothèse fait suite à une analyse récente qui associe des carottes de glace prélevées en Antarctique et au Groenland et des données provenant de cernes (ou anneaux de croissance) d’arbres. Selon ces données, presque tous les événements de refroidissement survenus dans l’hémisphère nord au cours des 2 500 dernières années peuvent être attribués à des volcans.
Quand un volcan entre en éruption, il envoie des aérosols soufrés dans l’atmosphère où ils peuvent persister pendant deux à trois ans. Ces aérosols bloquent une partie du rayonnement solaire et provoquent un refroidissement.
Les arbres enregistrent les impacts climatiques d’une éruption et cela se traduit par la taille de leurs cernes; Quand un événement lié au climat se produit, les anneaux de croissance peuvent être plus larges ou plus minces que la moyenne, selon que la région est humide ou sèche, et en fonction de la durée normale de la période de croissance. Dans le même temps, les aérosols soufrés finissent par retomber sur Terre et s’infiltrent dans la glace de la banquise et des glaciers, fournissant un enregistrement des éruptions.
L’association des carottes glaciaires et des cernes des arbres s’est avérée difficile dans le passé. C’est pourquoi les chercheurs du Desert Research Institute de Las Vegas ont utilisé un plus grand nombre de carottes de glace que les  études précédentes. Ils ont également employé une nouvelle méthode pour améliorer la résolution des données obtenues à partir des carottes. Elle consiste à faire fondre la carotte à une extrémité et à analyser en continu l’eau de fonte. L’équipe scientifique a ensuite utilisé un algorithme pour faire correspondre les données obtenues à partir des carottes de glace et celles fournies par les cernes des arbres.
Dans un article publié dans la revue Nature, les chercheurs disent avoir détecté 238 éruptions au cours des 2500 dernières années. Environ la moitié d’entre elles se situaient dans les hautes et moyennes latitudes de l’hémisphère nord, tandis que 81 se trouvaient dans les zones tropicales. En raison de la rotation de la Terre, les matériaux émis par des volcans tropicaux se retrouvent au Groenland et en Antarctique, tandis que les matériaux émis par des volcans de l’hémisphère nord tendent à y rester. Les sources exactes de la plupart des éruptions restent inconnues, mais l’équipe de chercheurs a pu faire correspondre leurs effets sur le climat aux enregistrements fournis par les cernes des arbres.
En ce qui concerne l’Empire Romain, la première éruption, à la fin de l’année 535 ou au début de 536, a injecté de grandes quantités de sulfates et de cendres dans l’atmosphère. Selon les récits historiques, l’atmosphère s’est assombrie en mars 536, et est restée ainsi pendant 18 mois. Les cernes ont enregistré des températures froides en Amérique du Nord, en Asie et en Europe où les températures estivales ont chuté de 1,1 à 2,2 degrés Celsius par rapport à la moyenne des 30 années précédentes. Puis, en 539 ou 540, un autre volcan est entré en éruption. Il a émis 10 pour cent de plus d’aérosols dans l’atmosphère que l’éruption du Tambora en 1815. De nouvelles calamités sont apparues, avec des famines et des pandémies. Selon les auteurs de l’article, ces éruptions ont probablement contribué au déclin de l’empire maya.
Tous ces exemples montrent clairement l’impact des éruptions volcaniques sur notre climat et, dans certains cas, sur la santé humaine, l’économie et l’histoire.
Source: Smithsonian Magazine.

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It is well known that volcanic eruptions can have an effect on the climate. The most recent example is the 1991 eruption of Mount Pinatubo in the Philippines which cooled global temperatures for about 2–3 years.

The 1815 eruption of Mount Tambora in Indonesia, occasioned – among others – mid-summer frosts in New York State and June snowfalls in New England. 1816 came to be known as the « Year Without a Summer. »

The summer of 1783 was unusually cold because of the volcanic dust produced by the eruption of Laki volcano in Iceland. It released enormous amounts of sulfur dioxide, resulting in the death of much of the island’s livestock and a catastrophic famine which killed a quarter of the Icelandic population. Northern hemisphere temperatures dropped by about 1°C in the year following the Laki eruption.

In the summer of 536, a mysterious cloud appeared over the Mediterranean basin. The local climate cooled for more than a decade. Crops failed, and there was widespread famine. From 541 to 542, a pandemic known as the Plague of Justinian swept through the Eastern Roman Empire.

Scientists had long suspected that the cause of all this misery might be a volcanic eruption, probably from Ilopango in El Salvador, which filled Earth’s atmosphere with ash. But now researchers say there were actually two eruptions – one in 535 or 536 in the northern hemisphere and another in 539 or 540 in the tropics – that kept temperatures in the north cool until 550.

The revelation comes from a new analysis that combines ice cores collected in Antarctica and Greenland with data from tree rings. According to the data, nearly all extreme summer cooling events in the northern hemisphere in the past 2,500 years can be traced to volcanoes.

When a volcano erupts, it spews sulfur aerosols into the air, where they can persist for two to three years. These aerosols block out some of the sun’s incoming radiation, causing cooling.

Trees record the climate impacts of an eruption in the size of their rings ; when a climate-related event occurs, the rings may appear wider or thinner than average, depending on whether the region is typically wet or dry and the normal length of the growing season. Meanwhile, the sulfur particles eventually fall to Earth and get incorporated into polar and glacial ice, providing a record of the eruptions.

Combining the two types of records had proven difficult in the past. So, researchers at the Desert Research Institute in Las Vegas used more ice cores than any previous study. They also employed a method to enhance the resolution in the data obtained from the cores. It consisted in melting the core from one end and continuously analyzing the meltwater. The team then used a sophisticated algorithm to match up their ice core data with existing tree ring datasets.

In an article published in the journal Nature, the researchers say they detected 238 eruptions from the past 2,500 years. About half were in the mid- to high-latitudes in the northern hemisphere, while 81 were in the tropics. Because of the rotation of the Earth, material from tropical volcanoes ends up in both Greenland and Antarctica, while material from northern volcanoes tends to stay in the north. The exact sources of most of the eruptions are as yet unknown, but the team was able to match their effects on climate to the tree ring records.

As far as the Roman Empire is concerned, the first eruption, in late 535 or early 536, injected large amounts of sulfate and ash into the atmosphere. According to historical accounts, the atmosphere had dimmed by March 536, and it stayed that way for another 18 months. Tree rings recorded cold temperatures in North America, Asia and Europe, where summer temperatures dropped by 1.1 to 2.2 degrees Celsius below the average of the previous 30 years. Then, in 539 or 540, another volcano erupted. It spewed 10 percent more aerosols into the atmosphere than the huge eruption of Tambora in Indonesia in 1815. More misery ensued, including the famines and pandemics. According to the authors of the article, the same eruptions may have even contributed to a decline in the Maya empire.

All these examples clearly show the marked impact that volcanic eruptions have on our climate and, in some cases, on human health, economics and so history.

Source: Smithsonian Magazine.

Vue du lac et de la caldeira de l’Ilopango au Salvador (Crédit photo : Wikipedia)

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Eruption du volcan Io Yama (Japan) // Eruption of Io Yama Volcano (Japan)

Selon l’agence Reuters, le volcan Io Yama sur l’île de Kyushu est entré en éruption le jeudi 19 avril 2018, avec des nuages de cendre et des projections de blocs, ce qui a incité les autorités à interdire l’accès au sommet. Il n’est fait état d’aucun dégâts et d’aucune victime.
Les images diffusées à la télévision montrent une fumée grisâtre provenant de plusieurs endroits sur le flanc du Io Yama qui appartient au complexe volcanique de Kirishima.
Le niveau d’alerte est passé de 2 à 3 sur l’échelle de 5. La JMA a prévenu que les projections pouvaient atteindre une distance de 2 km.

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According to the Reuters press agency, Io Yama volcano on island of Kyushu erupted on Thursday, April 19th 2018, shooting clouds of smoke and rocks into the sky, and prompting authorities to ban access to the peak. There were no reports of any damage or casualties.

Television footage showed grayish smoke jetting from several spots on the side of the mountain in the Kirishima range.

The alert level for Io Yama was raised to 3 from 2 on Japan’s 5-level scale, with the Japan Meteorological Agency warning that volcanic rocks could be hurled as far as 2 km..

Kilauea (Hawaii): Ça se calme // Activity is decreasing

Après une hausse significative et un risque de débordement, la lave à l’intérieur de l’Overlook Crater a chuté de plusieurs mètres suite à un épisode de dégonflement du sommet du Kilauea. Le 18 avril au matin, son niveau se trouvait à une vingtaine de mètres sous la lèvre et n’était plus guère visible depuis la terrasse du Jaggar Museum.

La tendance au gonflement reste bien présente sur le Pu’uO’o où la sismicité reste stable.

Bien malin serait celui capable de dire comment va évoluer la situation. Semblables épisodes de gonflement ont eu lieu dans le passé. Certains ont été suivis d’éruptions tandis que d’autres sont restés sans suite. Wait and see…

Source : HVO.

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After a significant rise and a risk of overflowing, the lava inside the Overlook Crater dropped several metres following an episode of deflation of the summit of Kilauea. On the morning of April 18th, its level was about twenty metrss below the rim and was no longer visible from the terrace of the Jaggar Museum.
The inflationary tendency is still present on Pu’uO’o where seismicity remains stable.
Nobody can say how the situation will evolve. Similar episodes of inflation have occurred in the past. Some were followed by eruptions, others not. Wait and see …
Source: HVO.

Déformation du sommet du Kilauea (ligne bleue) et du flanc nord du Pu’uO’o (ligne verte) au cours de la dernière semaine et du dernier mois (Source : USGS / HVO)

 

Données GPS pour le sommet du Kilauea (un an et cinq ans) et pour le Pu’uO’o (année écoulée). On remarquera l’accélération d’inflation du Pu’uO’o (Source : USGS / HVO).

Plus de neige en Antarctique // More snow in Antarctica

Comme je l’ai écrit dans une note précédente, la calotte glaciaire de l’Antarctique se rétrécit à cause de la hausse des températures provoquée par le réchauffement climatique. Un autre effet du changement climatique est une augmentation des chutes de neige sur le continent antarctique. C’est la conclusion d’une étude publiée début avril par une équipe internationale de chercheurs sous la houlette du British Antarctic Survey (BAS).
L’équipe scientifique a analysé 79 carottes de glace prélevées sur l’ensemble du continent antarctique. Ces échantillons fournissent des informations précises sur la quantité de neige tombée depuis des centaines d’années. Ils ont révélé une augmentation de 10% des chutes de neige au cours des deux derniers siècles. Selon les chercheurs, l’augmentation des chutes de neige est causée par des changements intervenus dans la circulation océanique, avec arrivée d’air chaud et humide des latitudes moyennes, un phénomène qui réchauffe l’air et l’eau autour de l’Antarctique et réduit la surface occupée par la glace de mer. Cette humidité de l’air provoque des chutes de neige plus abondantes, en particulier dans la péninsule antarctique où,  selon les données fournies par carottes de glace, elles ont augmenté le plus.
Connaître le gain ou la perte en eau des calottes glaciaires est essentiel pour prévoir les variations de niveau des océans au cours des prochaines décennies et au-delà. Nous savons que la banquise fond et que cette eau s’écoule dans la mer en faisant augmenter son niveau, mais cette quantité d’eau émise est réduite par la quantité de neige qui tombe sur le continent. En d’autres termes, quand la perte de glace n’est pas compensée par les chutes de neige, le niveau de la mer monte.
Les résultats de la nouvelle étude indiquent que l’augmentation des chutes de neige en Antarctique devra être intégrée dans les prévisions d’élévation du niveau de la mer et induira une petite baisse. L’augmentation de 10% des chutes de neige au cours des deux derniers siècles équivaut à environ 272 gigatonnes d’eau qui se déposent sous forme de neige à la surface de l’Antarctique chaque année.
Un graphique inclus dans l’étude du BAS (voir ci-dessous) montre les chutes de neige en Antarctique au cours des 200 dernières années. La ligne continue montre la moyenne sur 10 ans et révèle une tendance à la hausse.
Cependant, il ne faudrait pas se réjouir trop vite. En effet, la réduction globale du niveau de la mer causée par l’augmentation des chutes de neige en Antarctique sera très, très faible, voire négligeable. Cette réduction est estimée à seulement 0,04 millimètres par décennie. Selon la NASA, l’élévation actuelle du niveau de la mer atteint 3,2 millimètres par an, soit 32 millimètres par décennie. À titre de comparaison, l’augmentation des chutes de neige en Antarctique compense à peu près la hausse du niveau de la mer provoquée par la fonte des glaciers de Patagonie au cours des 200 dernières années, ce qui est tout à fait négligeable.
La conclusion de l’étude du British Antarctic Survey est la suivante: « Bien qu’il soit certainement important de comprendre la dynamique changeante de l’Antarctique, la nouvelle étude n’aura pas d’impact sur les prévisions globales de l’élévation du niveau de la mer qui menace de grandes agglomérations sur notre planète dans les prochaines décennies. »
Source: CNN, British Antarctic Survey.

Les dernières chutes de neige sur le massif alpin ont été produites par un phénomène analogue : températures pas très froides et humidité importante de l’air ambiant. Cette neige a parfois atteint des épaisseurs impressionnantes (plus de 7 mètres dans les Alpes suisses). Reste à savoir avec quelle vitesse elle va fondre pendant le printemps et surtout l’été. La présence de cette neige – à condition qu’elle y persiste – dans les zones d’accumulation des glaciers alpins pourrait freiner, au moins momentanément ; leur recul. Quoi qu’il en soit, toute cette neige, qui vient s’ajouter à celle qui s’est accumulée pendant l’hiver sur d’autres régions de la planète, va fondre et rejoindre l’océan via les torrents, les rivières et les fleuves…

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As I put it in a previous post, Antarctica’s ice sheet is shrinking because of the increasing temperatures caused by global warming. Another effect of climate change is an increase in snowfall on the Antarctic continent. This is the conclusion of a study released early in April by an international team led by the British Antarctic Survey.

The team analyzed 79 ice cores from across Antarctica that provide detailed information on how much snow has fallen over hundreds of years, and it found a 10% increase in snowfall over the past two centuries. According to the researchers, the snowfall increase is driven by changing circulation patterns, drawing warm moist air from the mid-latitudes, a phenomenon which heats the air and water and reduces sea ice. This available moisture allows for additional snowfall, especially in the Antarctic Peninsula where snowfall has increased the most, according to the ice core data.

Knowing the net gain or loss of water from the ice sheets is essential in projecting how much sea levels will rise in the next several decades and beyond. We know that ice is melting from the ice sheets and flowing into the sea, raising its levels, but this amount is lessened by how much snow is falling back onto the continent. When ice loss is not replenished by snowfall, then sea level rises

The results of the new study indicate that the increased snowfall over Antarctica will have to be worked into the sea level rise projections and will lower them just a bit. The 10% increase in snowfall over the past two centuries equates to about 272 gigatons of water more being deposited as snow over Antarctica every year.

A graph from the study (see below) shows the total Antarctic snowfall over the past 200 years. The solid line shows the 10-year moving average, indicating the trend toward increasing snowfall.

However, the overall reduction of sea level from the increasing snowfall will be very, very small. It is expected to be just 0.04 millimetres per decade. According to NASA’s climate page, current rates of global sea level rise are 3.2 millimetres per year, or 32 millimetres per decade. As a comparison, the increased snowfall in Antarctica approximately offsets the contribution to sea level caused by the melting Patagonian ice fields in the past 200 years, which is quite negligible.

The conclusion of the British Antarctic Survey’s study goes as follows: “Although it is certainly important in understanding the changing dynamics in Antarctica, the new information doesn’t even make a dent in the overall projections of sea level rise that threaten major cities around the globe in the next few decades.”

Source: CNN, British Antarctic Survey.

Source : British Antarctic Survey

Kilauea (Hawaii) : Intensification de l’activité // Increased activity

Les observations et les mesures concernant l’éruption du Pu’uO’o au cours du mois dernier montrent que le système magmatique sous le cratère est de plus en plus sous pression. Si cette activité se poursuit, une nouvelle bouche pourrait s’ouvrir à tout moment, soit sur le cône du Pu’uO’o, soit à proximité, le long de l’East Rift Zone. Depuis la mi-mars 2018, les tiltmètres et les stations GPS sur le Pu’uO’o enregistrent un gonflement prononcé du cône. De plus, les images récentes des webcams ont révélé un soulèvement de plusieurs mètres du plancher du cratère. Ces observations sont la preuve que le magma s’accumule à de faibles profondeurs sous le Pu’uO’o. Des épisodes similaires d’inflation et de soulèvement du plancher du cratère sont survenus en mai-juin 2014 et en mai 2016. Ils ont précédé l’ouverture de nouvelles bouches sur le Pu’uO’o; elles ont donné naissance à la coulée du 27 juin (active en 2014-2016) et la 61g (active depuis 2016).

Au sommet du Kilauea, le niveau du lac de lave dans l’Halema’uma’u est le plus haut observé depuis plus d’un an. Le 16 avril au matin, il se trouvait à une dizaine de mètres sous la lèvre de l’Overlook Crater et était visible depuis la terrasse du Jaggar Museum. Il a baissé quelque peu depuis cette date et se situait ce matin à une vingtaine de mètres sous la lèvre. Le lac de lave avait atteint une telle hauteur le 4 janvier 2017. La lave est haute depuis vendredi mais on ne sait pas pendant combien de temps elle maintiendra cette tendance qui peut rapidement s’inverser….ou se poursuivre ! La lave pourrait déborder sur le plancher du cratère de l’Halema’uma’u, comme cela s’est produit en octobre 2016 et avril et mai 2015.

Outre l’augmentation d’activité du lac de lave, le HVO a détecté les 10 et 11 avril un essaim sismique avec 194 événements. Leur magnitude était de M 2 ou moins et ils étaient trop faibles pour être ressentis. Ils étaient situés entre 5 et 10 kilomètres sous le sommet. De tels essaims se produisent tous les deux ans, souvent sans aucun effet apparent sur l’activité éruptive au sommet ou sur le Pu’u’O’o.

Source: HVO.

Le Kilauea est l’un des volcans les mieux surveillés au monde. La situation est semblable à celle observée sur Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion). Les scientifiques travaillant dans les observatoires sont capables de décrire ce qui se passe, mais ils ne sont pas en mesure de faire des prévisions sur le comportement à court terme de ces deux volcans.

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Observations and measurements of the Pu‘uO‘o eruption during the past month suggest that the magma system beneath the crater has become increasingly pressurized. If this activity continues, a new vent could form at any time, either on the Pu’uO’o cone or along adjacent areas of the East Rift Zone. Since mid-March 2018, a tiltmeter and GPS stations on Pu’uO’o have recorded a pronounced inflationary trend of the cone, and recent webcam images have detected simultaneous uplift of the crater floor by several metres. These observations provide evidence that magma is accumulating at shallow depths beneath Pu‘uO’o. Similar episodes of inflation and uplift of the crater floor occurred in May–June 2014 and May 2016. These episodes preceded the opening of new vents on Pu‘uO’o that produced the June 27th flow (active in 2014-2016) and the 61g flow (active since 2016).

At the summit of Kilauea, the Halema’uma’u lava lake is the highest it has been in more than a year. On Monday morning, its level was just 10 metres below the Overlook rim, making it visible from the terrace of the Jaggar Museum. It has dropped a littlee since then and was about 20 metres beneath the rim this morning. The lava lake was last that high on January 4th, 2017.The lava has been rising since Friday but it is not known how long that trend, which can quickly reverse, will continue. The lake might go high enough to spill onto the floor of Halema‘uma‘u Crater. That happened in October 2016 and April and May 2015.

Beside the increased activity at the lava lake, on April 10th  and 11th, HVO detected a swarm of small earthquakes with 194 events. Their magnitude was M2 or smaller and they were too weak to be felt. They were located between 5 and 10 kilometres below the summit. Such swarms happen every couple of years, often with no apparent effects on eruption activity at the summit or at Pu‘u ‘O‘o.

Source: HVO.

Kilauea is one of the best monitored volcanoes in the world. The situation is like on the Piton de la Fournaise (Reunion Island). The scientists working at the observatories are able to describe what is happening but they are not able to make predictions about the short-term behaviour of both volcanoes.

Vue du lac de lave de l’Halema’uma’u le 15 avril 2018. La lave se situait à seulement une dizaine de mètres sous la lèvre du cratère (Crédit photo: HVO)

Magma et minerai de fer // Magma and iron ore

Des géologues ont découvert que certains magmas se composent de deux liquides distincts, dont l’un est très riche en fer. Leur étude, parue dans la revue Nature Communications, pourrait contribuer à la découverte de nouveaux gisements de minerai de fer pour l’exploitation minière.
Le minerai de fer est extrait dans quelque 50 pays ; l’Australie, le Brésil et la Chine sont les principaux producteurs. La plupart des gisements de minerai de fer se trouvent dans les roches sédimentaires. D’autres sont extraits dans des complexes volcaniques tels que El Laco dans la région d’Antofagasta au Chili, et Kiruna en Suède. Ces gisements de minerai de fer, appelés gisements de type Kiruna, représentent environ 10% de la production mondiale de fer, mais personne ne sait comment ils se sont formés.
L’équipe internationale de chercheurs appartenant à des institutions telles que KU Leuven (Belgique) , l’Université Leibniz de Hanovre (Allemagne) et l’ULiège (Belgique) explique avec certitude que ces gisements de minerai de fer se forment lorsque le magma se scinde en deux liquides distincts. Des études antérieures se sont attardées sur la texture ou la composition des roches naturelles. Les chercheurs mentionnés ci-dessus ont été les premiers à reproduire en laboratoire des magmas comme ceux d’El Laco. Autrement dit, ils ont reproduit les conditions observées dans les chambres magmatiques où s’accumule la roche en fusion lorsqu’elle ne peut remonter à la surface. C’est également là que se forment les gisements de minerai de fer sous les volcans. Il est donc intéressant de reproduire la température et la pression qui règnent dans les chambres magmatiques.
Dans ce but, l’équipe scientifique a utilisé un mélange d’échantillons de minerai riches en fer et de laves typiques que l’on rencontre autour des gisements de type Kiruna. Cela a donné naissance à une composition en vrac qui, selon les chercheurs, existe dans la chambre magmatique profonde sous les volcans. Ils ont placé le mélange dans un four et ont porté la température à 1000-140°C. Ils ont également augmenté la pression jusqu’à environ 1000 fois la pression atmosphérique terrestre. Ils ont ainsi reproduit les conditions qui règnent dans une chambre magmatique. Les chercheurs ont été surpris de constater que, dans ces conditions, le magma se scindait en deux liquides distincts, processus connu sous le nom d’immiscibilité. L’un de ces liquides contenait beaucoup de silice, tandis que l’autre était extrêmement riche en fer – jusqu’à 40% – et en phosphore. Lorsque le liquide riche en fer commence à se refroidir, on obtient du minerai de fer de type Kiruna riche en phosphore.
Cette expérience montre que l’immiscibilité est la clé de la formation de gisements de minerai de fer, comme celui extrait à El Laco. Si les résultats se vérifient, il pourront aider à trouver de nouveaux gisements de minerai de fer dans le monde.
Sources: Science Daily, KU Leuven.

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Geologists have discovered that some magmas split into two separate liquids, one of which is very rich in iron. Their findings could help to discover new iron ore deposits for mining.

Iron ore is mined in about 50 countries, with Australia, Brazil and China as the largest producers. Most iron ore deposits are found in sedimentary rocks. Others are mined in volcanic complexes such as El Laco in Chile and Kiruna in Sweden. These iron ore deposits, called Kiruna-type deposits, account for about 10% of the global production of iron, yet nobody knows how they are formed.

In Nature Communications, an international team of researchers from institutions including KU Leuven, Leibniz University Hannover, and ULiège present the first evidence that these iron ore deposits are formed when magma splits into two separate liquids. Previous studies have always focused on the texture or the composition of natural rocks. The researchers were the first to actually reproduce magmas in the lab such as the ones found in El Laco. They wanted to reproduce the conditions found in magma chambers, where molten rock accumulates when it cannot rise to the surface. This is also where the iron ore deposits beneath volcanoes are formed, so reproducing the temperature and pressure of the magma chambers seemed well worth examining.

That’s why the scientific team produced a mixture of iron-rich ore samples and typical lavas surrounding Kiruna-type deposits. This created a bulk magma composition that they believed exists in the deep magma chamber beneath volcanoes. They placed the mixture in a furnace and raised the temperature to 1,000-1,040°C. They also increased the pressure to about 1000 times the atmospheric pressure of Earth, which are the conditions of a magma chamber. The researchers were surprised to find that, under these conditions, the magma split into two separate liquids, a process known as immiscibility. One of these liquids contained a lot of silica, whereas the other was extremely rich in iron – up to 40% – and phosphorus. When this iron-rich liquid starts to cool down, one gets iron-phosphorus Kiruna-type ore deposits.

This is the first evidence that immiscibility is key to the formation of iron ore deposits such as the ones mined in El Laco. If the researchers are right, these findings may help to find new iron ore deposits.

Sources: Science Daily, KU Leuven.

Carte géologique du complexe volcanique d’El Laco

L’affaiblissement de l’AMOC // The weakening of the AMOC

Selon une nouvelle étude publiée récemment dans la revue Nature par le University College London (UCL) et la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique (AMOC) est en perte de vitesse depuis les années 1800. Les dernières données océanographiques ont révélé que cette circulation était relativement stable entre les années 400 et 1850, puis a commencé à s’affaiblir vers le début de l’ère industrielle. C’est une tendance qui pourrait accentuer les effets du changement climatique, avec l’élévation du niveau de la mer sur la côte est des États-Unis. Cela pourrait également multiplier les perturbations météorologiques en Amérique du Nord, en Europe et en Afrique du Nord, avec une intensification de la fréquence des phénomènes météorologiques extrêmes, comme les inondations, la sécheresse et les tempêtes hivernales. Les auteurs de l’étude pensent que l’affaiblissement de l’AMOC n’est pas près de s’arrêter en raison des émissions continues de dioxyde de carbone dans l’atmosphère.
Ces mêmes chercheurs conviennent que ce qui se passe est le résultat de la fonte de la glace de mer et des glaciers qui envoient l’eau douce, moins dense que l’eau salée, dans l’Atlantique Nord. Cette eau douce provoque l’affaiblissement de la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique car elle empêche les eaux de devenir suffisamment denses pour s’enfoncer dans les profondeurs océaniques. L’AMOC transporte l’eau chaude et salée depuis le Golfe du Mexique jusqu’à l’Atlantique Nord – le Gulf Stream – où il libère sa chaleur dans l’atmosphère avant de s’enfoncer dans les profondeurs de l’océan et de se diriger vers l’Antarctique où il recommence son parcours. L’étude montre que l’AMOC s’est affaiblie  de 15 à 20% au cours des 150 dernières années.
Le début d’affaiblissement de l’AMOC a eu lieu à la fin du Petit âge glaciaire, une période froide de plusieurs siècles qui a duré jusque vers 1850. Cependant, le fait que l’AMOC soit restée faible tout au long du 20ème siècle, avec un déclin notable depuis les années 1950, est très probablement dû à des facteurs humains.
L’étude a révélé que les périodes de réchauffement de la planète, une conséquence de la fonte de la glace de mer, des glaciers et des calottes glaciaires de l’Arctique, perturbent l’AMOC avec un afflux d’eau douce. Si la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique devait encore régresser, il y aurait probablement plus de refroidissement dans l’Atlantique Nord, des tempêtes hivernales plus intenses en Europe, un éventuel déplacement vers le sud de la ceinture pluviométrique tropicale et une élévation plus rapide du niveau de la mer.
Selon le projet de recherche ATLAS financé par l’Union européenne, les activités de pêche commerciale pourraient être affectées par l’affaiblissement de l’AMOC avec le déplacement des positions et des profondeurs des courants océaniques, et certaines régions se retrouveraient privées d’eau riche en oxygène. Un affaiblissement de l’AMOC peut également entraîner des hausses ou des baisses de température de plusieurs degrés centigrades, affectant certaines zones de pêche de grande valeur, ainsi que la concentration de plancton, de poissons, d’oiseaux marins et de baleines.
Un affaiblissement continu de l’AMOC fera apparaître plus de dioxyde de carbone dans l’atmosphère où il provoquera un réchauffement, perpétuant ainsi le cercle vicieux.
Les résultats de l’étude montrent que les modèles utilisés pour prévoir les scénarios de réchauffement de la planète n’ont probablement pas suffisamment pris en compte l’affaiblissement de la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique.

Source: Woods Hole Oceanographic Institution.

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According to new research recently published in the journal Nature by the University College London (UCL) and the Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), the circulation of water in the Atlantic has been declining since the 1800s. The data revealed that this circulation was relatively stable from about the year 400 to 1850, then started weakening around the start of the industrial era. It is a trend which could exacerbate the effects of climate change, such as rising sea levels on the US East Coast. It could also increase disrupted weather patterns across North America, Europe and North Africa, including the increase in frequency of extreme weather events, like flooding, drought and winter storms. The researchers think that the weakening of the system is not likely to be arrested any time soon due to continued carbon dioxide emissions.

They agree that what is happening is the result of melting sea ice, glaciers, and ice-shelves gushing freshwater, less dense than salty ocean water, into the North Atlantic. This freshwater causes the the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) to weaken because it prevents the waters from getting dense enough to sink. The AMOC brings warm, salty water north from the Gulf of Mexico to the North Atlantic – the Gulf Stream – where it releases its heat atmospherically before sinking to the depths of the ocean, and travelling south to the Antarctic, where it starts its journey again. The study’s findings suggest that the AMOC has weakened over the past 150 years by approximately 15 to 20 percent.

The initial weakening of the AMOC occurred at the end of the Little Ice Age, a centuries-long cold period that lasted until about 1850. However, the fact that AMOC has remained weak and weakened further throughout the 20th century, with a noticeable decline since about 1950, is very likely due to human factors.

The study found that periods of global warming, resulting in meltwater from Arctic sea ice, glaciers and ice sheets, disrupt the system with an influx of fresh water. If the AMOC were to regress further, there would likely be further cooling in the North Atlantic, increased winter storms for Europe, a possible southward shift in the tropical rainfall belt, and faster sea-level rise off the US eastern seaboard.

According to the European Union-funded ATLAS research project, commercial fisheries may be affected by the weakening of the AMOC as the positions and depths of ocean currents shift, and some regions are starved of oxygen-rich waters. A weakening of the AMOC can also result in temperature increases or decreases of several degrees centigrade, affecting some high-value fisheries as well as abundances of plankton, fish, sea birds, and whales.

Further weakening of the system will leave more carbon dioxide in the atmosphere where it causes warming, perpetuating the vicious circle.

The findings imply that models used to project global warming scenarios had likely underestimated the contribution of a weakening AMOC.

Source: Woods Hole Oceanographic Institution.

Schéma montrant la circulation thermohaline [Source :Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC))]