Catégorie : eruption

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.

Nouvelle éruption du Fuego (Guatemala)

Le Fuego connaît depuis vendredi 5 mai un violent épisode éruptif. Selon les autorités, c’est le plus intense des 12 dernières années. L’INSIVUMEH indique que les panaches de cendre ont atteint une hauteur de 5000 mètres, avant de dériver sur une vingtaine de kilomètres. L’événement s’accompagne de fortes explosions et de coulées de lave. Selon l’AFP, 300 personnes ont été évacuées par précaution du village de Panimache. Les retombées de cendre ont entraîné la fermeture de 10 écoles dans le district d’Escuintla.

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Fuego Volcano started erupting on Friday. Local authorities say it is the strongest eruption of the last 12 years.he ash emitted by the volcano was threatening nearby villages. INSIVUMEH indicates that the ash clouds rose up to more than 5,000 meters into the air, before travelling more than 20 kilometers. They were accompanied by loud explosions and new lava flows. According to the AFP press agency, three hundred people were evacuated as a precaution from the village of Panimache. Falling ash forced the suspension of classes in 10 schools in the southern Escuintla district.

Une cartographie des super éruptions du passé // Mapping the super eruptions of the past

De nouvelles recherches effectuées par des géologues de l’Université Carleton à Ottawa (Canada) et de l’Université d’État de Tomsk (Russie) ont révélé que de colossales éruptions volcaniques ont déversé leur lave à la surface de la Terre beaucoup plus souvent qu’on ne le pense généralement. Ces énormes éruptions se sont produites au moins 10 fois au cours des 3 milliards d’années écoulées. Elles ont provoqué certains des changements les plus profonds de l’histoire de la Terre, comme la grande extinction de masse il y a 252 millions d’années, lorsque les volcans ont déversé sur la Sibérie des flots de lave et des nuages de gaz toxiques.
Savoir quand et où se sont produites de telles éruptions permettra aux géologues de repérer les gisements de minerais, de reconstruire les anciens super continents et de comprendre la naissance de la croûte terrestre. L’étude ce type d’activité volcanique sur d’autres planètes peut aussi donner des indications sur l’histoire géologique de la Terre.
Les données fournies par les dernières recherches devraient être rendues publiques d’ici la fin de l’année, avec la publication d’une carte par la Commission de la Carte Géologique du Monde à Paris. Les éruptions du passé apparaissent clairement sur cette carte. La lave émise par ces super volcans s’est érodée depuis longtemps, mais les conduits d’alimentation qui ont fait sortir la lave à la surface de la Terre sont toujours là. Les géologues qui ont effectué l’étude ont parcouru le globe pour trouver des traces de cette tuyauterie. Les conduits d’alimentation apparaissent généralement sous forme de lignes radiales, signes d’anciennes émissions de lave, réparties autour de la bouche éruptive d’un volcan disparu depuis longtemps. Les géologues ont cartographié ces dykes et ont effectué une datation de chacun d’eux à l’uranium-plomb. En faisant correspondre les âges des dykes, ils ont pu établir un lien entre ceux issus d’une seule méga éruption.
Chacune des éruptions nouvellement identifiées entre dans une base de données. On y trouve, entre autres, une éruption qui a eu lieu il y a 1,32 milliard d’années en Australie et qui se connecte à une autre dans le nord de la Chine. Techniquement, ces méga éruptions sont connues sous le nom de «grandes provinces ignées» (Large Igneous Provinces – LIP). Elles sont capables de répandre plus d’un million de kilomètres cubes de roche en quelques millions d’années. Par comparaison, l’éruption de 1980 du Mont St Helens dans l’Etat de Washington a émis seulement 10 kilomètres cubes de matériaux.
Ces grandes éruptions émettent également des gaz qui peuvent modifier la température de l’atmosphère et la chimie des océans. Une modélisation publiée en février 2017 montre que la température de notre planète a probablement augmenté de 7°C par an au plus fort des éruptions de Sibérie. Les particules de soufre provenant de ces éruptions ont ensuite rapidement conduit à un refroidissement global et à des pluies acides qui ont provoqué la disparition de plus de 96% des espèces marines.
Les chercheurs ont été confrontés à des difficultés en remontant loin dans le temps. En effet, les traces laissées par les grandes provinces ignées deviennent de plus en plus floues avec le temps. Les incertitudes de datation grandissent, et il devient difficile de corréler les éruptions individuelles avec des impacts environnementaux spécifiques.
En moyenne, ces méga éruptions qui ont donné naissance aux grandes provinces ignées se produisent environ tous les 20 millions d’années. La plus récente est celle qui a  façonné le plateau basaltique de la Columbia River il y a 17 millions d’années, dans ce qui est maintenant le nord-ouest des États-Unis. La découverte de nouvelles grandes provinces ignées sur Terre permettrait de mettre en perspective l’histoire géologique des planètes voisines. Vénus, Mars, Mercure et la Lune montrent toutes des signes d’énormes éruptions. Sur la Lune, le volcanisme de style LIP a commencé il y a 3,8 milliards d’années et sur Mars il y a peut-être 3,5 milliards d’années. Sans tectonique des plaques pour maintenir la surface active, ces éruptions ont fini par s’arrêter. Les chercheurs pensent que d’autres corps planétaires conservent des informations sur les premières phases de l’évolution planétaire, une information que nous avons perdu sur Terre. Elles pourraient ouvrir une fenêtre sur l’histoire ancienne de notre propre planète.
Source: Scientific American.

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New research by geologists at Carleton University in Ottawa (Canada) and Tomsk State University (Russia) has revealed that enormous volcanoes vomited lava over the ancient Earth much more often than geologists had suspected. Such huge eruptions occurred at least 10 times in the past 3 billion years. Such eruptions are linked with some of the most profound changes in Earth’s history, like the biggest mass extinction which happened 252 million years ago when volcanoes blanketed Siberia with lava and poisonous gases.

Knowing when and where such eruptions happened can help geologists to pinpoint ore deposits, reconstruct past supercontinents and understand the birth of planetary crust. Studying this type of volcanic activity on other planets can even reveal clues to the geological history of the early Earth.

The data provided by the mew research are expected to be made public by the end of the year, through a map from the Commission for the Geological Map of the World in Paris. Surprisingly, the ancient eruptions lurk almost in plain sight on the map. The lava they spewed has long since eroded away, but the underlying plumbing that funnelled molten rock from deep in the Earth up through the volcanoes is still there. The geologists who performed the study scoured the globe for traces of this plumbing. It usually appears as radial spokes of ancient squirts of lava, fanned out around the throat of a long-gone volcano. The geologists mapped these dyke swarms, and used uranium–lead dating to pinpoint the age of the rock in each dyke. By matching the ages of the dykes, they could connect those that came from a single huge eruption.

Each of those newly identified eruptions goes into the database. They include a 1.32-billion-year-old eruption in Australia that connects to one in northern China. Technically, the eruptions are known as ‘large igneous provinces’ (LIPs). They can spew more than one million cubic kilometres of rock in a few million years. By comparison, the 1980 eruption of Mount St Helens in Washington State put out just 10 cubic kilometres.

These large events also emit gases that can change atmospheric temperature and ocean chemistry. A modelling study published in February 2017 suggests that global temperatures could have soared by as much as 7°C per year at the height of the Siberian eruptions. Sulphur particles from the eruptions would have soon led to global cooling and acid rain; more than 96% of marine species went extinct.

The researchers were confronted with difficulties as they went very far back in time. The picture of how LIPs affected the global environment gets murkier the further back in time you get. Uncertainties in dating grow, and it becomes hard to correlate individual eruptions with specific environmental impacts.

On average, LIPs occur every 20 million years or so. The most recent one was the Columbia River eruption 17 million years ago, in what is now the northwestern United States. Discovering more LIPs on Earth helps to put the geological history of neighbouring planets in perspective. Venus, Mars, Mercury and the Moon all show signs of enormous eruptions. On the Moon, LIP-style volcanism started as early as 3.8 billion years ago; on Mars, possibly 3.5 billion years ago. But without plate tectonics to keep the surface active, those eruptions eventually ceased. The researchers think that other planetary bodies retain information about the earliest parts of planetary evolution, information that we have lost on Earth. They can give us a window into the early history of our own planet.

Source: Scientific American.

Epanchements basaltiques du Columbia Plateau aux Etats Unis.

(Photos: C. Grandpey)