Catégorie : Science

Carte du Volcán de Colima (Mexique) gravée sur un vieux rocher // Map of Volcán de Colima (Mexico) engraved on an old rock

La carte « très détaillée » d’un volcan, vieille de 2 000 ans, a été découverte gravée sur un bloc de roche volcanique au Mexique. Des experts de l’Institut national d’anthropologie et d’histoire du Mexique (INAH) ont récemment analysé le bloc, qui se trouve sur un terrain privé à Colima. La roche basaltique qui le compose est le résultat d’une éruption du Volcán de Colima, également appelé Fuego de Colima, à 14 kilomètres de là, il y a des milliers d’années.
Avec une hauteur de 1,70 m. à son point le plus haut, le bloc mesure entre 2 et 2,70 m de large et entre 0,60 et 1,70 m. d’épaisseur.
Lorsque les archéologues ont examiné la roche, ils ont découvert que des cartes y étaient gravées. L’INAH explique qu’elles ont été utilisées pour gérer les terres dans cette zone et aussi pour transmettre les connaissances d’une génération à l’autre.
En étudiant les techniques de gravure utilisées, les experts expliquent que le travail a probablement eu lieu entre 200 ans avant J.C. et 200 ans après. Différentes techniques de gravure ont été mises en oeuvre pour représenter le versant sud du volcan qui est parcouru par des caractéristiques géologiques telles que les rivières et les ravines. Sur la surface principale du rocher, de petites cavités ont été creusées pour représenter les communautés locales.
Source: Fox News.

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An elaborate 2,000-year-old « volcano map » has been discovered carved into a large volcanic rock in Mexico. Experts from Mexico’s National Institute of Anthropology and History (INAH) recently analyzed the rock, which is on private land in Colima, Mexico. The basalt rock was the result of an eruption from the Volcán de Colima, also called Fuego de Colima, 14 kilometres away, which occurred thousands of years ago.

Standing 1.70 m. at its highest point, the rock is between 2 and 2.70 m.wide and between .60 and 1.70 m. thick.

When archaeologists examined the rock, they found maps were carved into it. INAH explains that the maps were used to manage the land in that area and also to pass knowledge from one generation to another.

By studying the carving techniques used on the stone, experts say that the work likely took place between 200 B.C. and 200 A.D. Different engraving techniques were used to represent the volcano’s southern slope, which is furrowed by features such as rivers and ravines. On the main surface of the rock, small cavities were carved to represent local communities.

Source: Fox News.

Crédit photo : INAH

Un nouveau volcan actif en Chine? // New active volcano in China ?

Il existe des volcans et des champs volcaniques en Chine, bien qu’ils soient moins connus que leurs homologues aux États-Unis ou en Europe. Entre 2014 et 2018, j’ai écrit plusieurs notes à propos du Mont Paektu (également appelé Baekdu ou Changbai), un volcan considéré comme sacré, qui se trouve près de la frontière nord-coréenne avec la Chine et qui est entré en éruption pour la dernière fois en 1903. Cependant, une explosion en 946 après JC a été l’un des événements volcaniques les plus puissants de l’histoire.
Un article paru dans le South China Morning Post nous informe qu’une équipe de géophysiciens de l’Université chinoise des sciences et technologies a étudié le volcan Weishan qui se trouve dans le champ volcanique de Wudalianchi au nord-est de la Chine, près de la frontière avec la Corée du Nord et la Russie. Ils précisent que le volcan Wei pourrait entrer prochainement en éruption suite à la découverte de deux énormes chambres magmatiques sous le volcan qui s’est manifesté pour la dernière fois il y a plus de cinq cent mille ans et était considéré comme éteint jusqu’à présent. .
Dans le cadre de leur étude, les chercheurs ont étudié près de 100 sites sur le massif du Wei. Ils ont utilisé des capteurs pour détecter les anomalies électromagnétiques sous terre. Ils ont ainsi découvert une première chambre magmatique à 15 km de profondeur et une autre à 8 km. Les chambres font partie d’un système plus vaste qui pourrait également appartenir au volcan Paektu par convection mantellique. Les modèles indiquent que les chambres éclipsent le volcan par leur taille ; en effet l’édifice ne mesure qu’une centaine de mètres de hauteur et 5 kilomètres de diamètre.
L’équipe scientifique chinoise a remarqué que l’activité sismique avait augmenté sur le Mt Paektu de 2002 à 2005, signe que l’activité magmatique sous le volcan avait augmenté elle aussi. Ils ont également indiqué que l’activité volcanique dans le nord-est de la Chine se trouvait probablement à un stade actif, et qu’une surveillance était nécessaire pour mieux comprendre les systèmes magmatiques dans cette région. La dernière éruption dans le champ volcanique de Wudalianchi a eu lieu au début du 18ème siècle; elle a donné naissance à deux volcans, le Laohei et le Huoshao. Les chercheurs n’ont détecté aucune présence de chambres magmatiques actives sous ces deux volcans.
Les chercheurs sont un peu déconcertés par les résultats de l’étude du volcan Wei. L’un d’eux a déclaré: « S’il y a vraiment de volumineuses chambres magmatiques dans la région, nous aurions dû détecter des signes activité sismique en relation avec elles, en particulier lorsque la chambre inférieure recharge celle qui la surmonte ; dans ce cas, on devrait détecter des mouvements. » Pourtant, après des décennies de surveillance du site, aucune activité significative n’a été détectée. Les signaux anormaux détectés par les chercheurs semblaient être provoqués par des chambres magmatiques, mais il se pourrait qu’ils aient été causés par d’autres matériaux à haute conductivité, comme l’eau ou des roches.
Source: The Watchers et The South China Morning Post.

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There are volcanoes and volcanic fields in China, although they are less popular than their counterparts in the U.S. or in Europe. Between 2014 and 2018, I wrote several posts about Mount Paektu (also called Baekdu or Changbai), a volcano considered  sacred, that stands close to the North Korean border with China and which last erupted in 1903. However, an explosion in 946 A.D. was one of the strongest volcanic events in history.

An article in the South China Morning Post informs us that a team of geophysicists from the University of Science and Technology of China has studied the Weishan volcano in the Wudalianchi volcanic field in northeast China, near the border with North Korea and Russia. They have warned that Wei Mountain could be ready for an eruption after two huge magma chambers were discovered under the volcano, which last erupted more than five hundred thousand years ago and was considered extinct up to now. .

For the study, the researchers studied almost 100 sites across Wei Mountain. They used sensors to spot electromagnetic abnormalities underground. They discovered a first magma chamber 15 km underground, and another one 8 km deep. The chambers are part of a larger system that could be linked with the neighbouring Paektu volcano by secondary mantle convection. The models indicate the chambers dwarf the volcano, which is about 100 metres high and 5 kilometres wide.

The Chinese scientific team remarked that seismic activity had increased at Paektu from 2002 to 2005, indicating that magmatic activity beneath the volcano had increased. They also indicated that volcanic activity in northeast China was probably in an active stage, and active volcanic monitoring is needed to further understand the magmatic systems in this region. The last eruption at the Wudalianchi field was in the early 18th century; it formed two volcanic mountains, Laohei and Huoshao.The researchers have not detected any sign of active magma chambers under these two volcanoes.

The researchers are a little disconcerted by the results of the Wei study One of them said: « If there really are huge magma chambers in the area, we should have detected some related seismic activities – when the lower chamber recharges the upper one, there should be some movement. » However, after decades of monitoring on the site, no significant activity has been detected. While the abnormal signals detected by the researchers appeared to be magma chambers, they could have been caused by other substances with high conductivity, like water or rocks.

Source : The Watchers and The South China Morning Post.

Carte montrant les volcans Paektu (ou Changbai) et Wei  (Source : South China Morning Post)

Volcan Wei (Source : South China Morning Post)

Les super éruptions de Yellowstone // Yellowstone’s super eruptions

Attraction touristique majeure aux États-Unis, Yellowstone est l’un des rares volcans du monde à avoir connu des super éruptions. Ces événements comptent parmi les plus extrêmes et les plus redoutés sur Terre. Les super volcans émettent d’énormes quantités de matériaux – au moins 1 000 fois plus que l’éruption du Mont St. Helens en 1980 – et ils sont capables de modifier le climat de la planète.
La dernière super éruption de Yellowstone se serait produite il y a environ 630 000 ans. Certains scientifiques affirment que le volcan est en retard dans son cycle éruptif, ce qui signifie qu’une éruption pourrait se produire à court terme. Heureusement, les cycles éruptifs n’ont jamais été clairement démontrés en volcanologie et il n’y a actuellement aucun signe d’une éruption imminente dans le Parc National de Yellowstone.
Une nouvelle étude publiée dans la revue Geology explique que deux super éruptions ont récemment été identifiées à Yellowstone, en relation avec le déplacement du point chaud sous la région. L’une d’elles a été probablement l’événement le plus cataclysmique jamais observé. Au final, les résultats de l’étude indiquent que le point chaud qui donne naissance aujourd’hui à l’activité hydrothermale dans le Parc National de Yellowstone est peut-être en train de décliner en intensité.
Les auteurs de l’étude ont utilisé un ensemble de techniques scientifiques pour analyser les dépôts volcaniques répartis sur des dizaines de milliers de kilomètres carrés. Ils ont découvert que ceux que l’on croyait appartenir à plusieurs éruptions mineures sont en fait d’immenses nappes de matériaux volcaniques émis par deux super éruptions il y a environ 9,0 et 8,7 millions d’années. La plus jeune, la super éruption de Grey’s Landing, est à ce jour l’événement le plus important observé dans l’ensemble de la province volcanique de Snake-River-Yellowstone.
L’équipe scientifique, qui comprend des chercheurs de l’Université de Leicester, du British Geological Survey et de l’Université de Californie à Santa Cruz, estime que la super éruption de Grey’s Landing était 30% plus puissante que la détentrice du record précédent, celle de Huckleberry Ridge. Elle a eu des effets dévastateurs à l’échelle locale et au niveau de la planète. L’éruption de Grey’s Landing a recouvert de verre volcanique à haute température une zone de la taille du New Jersey où tout a été brûlé et stérilisé à la surface du sol. Tout ce qui se trouvait dans cette région a été enfoui et très probablement vaporisé pendant l’éruption. Les particules de cendre ont probablement saturé la stratosphère, avec des retombées d’abord sur l’ensemble des Etats-Unis, puis l’ensemble de la planète.
Les deux super éruptions qui viennent d’être découvertes se sont produites pendant le Miocène, il y a 23-5,3 millions d’années. Elles portent à six le nombre de super éruptions enregistrées au Miocène dans la province volcanique de Yellowstone-Snake River. Cela signifie que la fréquence des super éruptions au niveau du point chaud de Yellowstone au cours du Miocène était, en moyenne, une fois tous les 500 000 ans.
En comparaison, deux super éruptions ont eu lieu au cours des trois derniers millions d’années dans ce qui est maintenant le Parc National de Yellowstone. Il semble donc que le point chaud de Yellowstone connaisse un très net déclin de sa capacité à produire des super éruptions.
Les chercheurs font remarquer que leur étude n’a pas pour but d’évaluer le risque d’une nouvelle super éruption à Yellowstone. Leurs recherches démontrent que la fréquence des super éruptions à Yellowstone semble être d’une fois tous les 1,5 million d’années. Comme je l’ai écrit plus haut, la dernière super éruption a eu lieu il y a 630 000 ans, ce qui laisse supposer qu’il faudra attendre jusqu’à 900 000 ans avant que se produise une autre éruption de cette ampleur. Cependant, cette estimation est loin d’être exacte et il faut continuer à surveiller l’activité volcanique dans la région.
Source: Geological Society of America.

La prévision éruptive à court terme pose toujours de gros problèmes. Inutile de dire que nous sommes bien incapables de prévoir ce qui se produira à Yellowstone dans les prochaines décennies ou les prochains siècles !

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 A major tourist attraction in the United States, Yellowstone volcano lists among the few volcanoes of the world that went through super eruptions. Super eruptions are some of the most extreme events on Earth. They eject enormous volumes of material – at least 1,000 times more than the 1980 eruption of Mount St. Helens – and have the potential to alter the planet’s climate.

The latest super eruption at Yellowstone is said to have occurred about 630,000 years ago and some scientists affirm that the volcano is late in its eruptive cycle, which means an eruption would happen in the short term. Fortunately, eruptive cycles have never clearly been proved in volcanology and there are currently no signs of an impending eruption.

A new study published in Geology announces the discovery of two newly identified super-eruptions associated with the Yellowstone hotspot track, including what researchers believe was the volcanic province’s largest and most cataclysmic event. The results indicate the hotspot, which today fuels hydrothermal activity in Yellowstone National Park, may be waning in intensity.

The scientists used a combination of techniques to correlate volcanic deposits scattered across tens of thousands of square kilometres. They discovered that deposits previously believed to belong to multiple, smaller eruptions were in fact colossal sheets of volcanic material from two previously unknown super-eruptions at about 9.0 and 8.7 million years ago. The younger of the two, the Grey’s Landing super-eruption, is now the largest recorded event of the entire Snake-River-Yellowstone volcanic province.

The team, which   includes researchers from the University of Leicester, the British Geological Survey and the University of California, Santa Cruz, estimates the Grey’s Landing super-eruption was 30% larger than the previous record-holder (the well-known Huckleberry Ridge Tuff) and had devastating local and global effects. The Grey’s Landing eruption enamelled an area the size of New Jersey in searing-hot volcanic glass that instantly sterilized the land surface. Anything located within this region was probably buried and most likely vaporized during the eruption. Particulates probably choked the stratosphere, raining fine ash over the entire United States and gradually encompassing the globe.

Both of the newly discovered super-eruptions occurred during the Miocene, namely 23-5.3 million years ago. These two new eruptions bring the total number of recorded Miocene super-eruptions at the Yellowstone-Snake River volcanic province to six. This means that the recurrence rate of Yellowstone hotspot super-eruptions during the Miocene was, on average, once every 500,000 years.

By comparison, two super-eruptions have, so far, taken place in what is now Yellowstone National Park during the past three million years. It therefore seems that the Yellowstone hotspot has experienced a three-fold decrease in its capacity to produce super-eruption events, which is a very significant decline.

The reserachers indicate that the findings of their study have little bearing on assessing the risk of another super-eruption occurring today in Yellowstone. They have demonstrated that the recurrence rate of Yellowstone super-eruptions appears to be once every 1.5 million years. As I put it above, the last super-eruption there was 630,000 years ago, suggesting we may have up to 900,000 years before another eruption of this scale occurs. However, this estimate is far from exact and monitoring of volcanic activity in the region should continue.

Source :  Geological Society of America.

Short-term eruptive prediction is still a problem. Needless to say that we are fully unable to predict what will happen at Yellowstone in the next decades or centuries.

Déplacement du point chaud de Yellowstone en millions d’années (Source : Wikiwand)

Coupe sud-ouest / nord-est sous Yellowstone obtenue grâce à l’imagerie sismique (Source: University of Utah)

Photos : C. Grandpey

Des drones sur le Santiaguito (Guatemala)

En avril, mai et août 2017, en mars 2018 et 2019, et en juillet 2019, j’ai écrit plusieurs notes sur l’utilisation des drones en volcanologie, que ce soit sur le Kilauea ou l’Etna. Ces aéronefs sans pilote  peuvent être utilisés pour surveiller l’activité volcanique, mais aussi pour mesurer les gaz.
L’utilisation des drones en volcanologie vient d’être confirmée par des scientifiques du Centre de recherche allemand pour les géosciences (GFZ Potsdam). Ils ont présenté les résultats d’une série de vols effectués avec des drones dotés de caméras d’imagerie visuelle et thermique au-dessus du Santiaguito au Guatemala. Le volcan est né en 1922 dans la caldeira du Santa Maria, volcan qui est entré en éruption en octobre 1902, la même année que Montagne Pelée en Martinique, tuant environ 6 000 personnes.
Le Santiaguito est actif en quasi permanence depuis 1922. Son complexe de dômes de lave est instable avec des effondrements fréquents générant des coulées pyroclastiques destructrices et des lahars. C’est la raison pour laquelle les chercheurs allemands ont voulu observer le comportement du Dome Caliente qui est actuellement le plus actif. Ce dôme montre deux types de mouvements: d’une part une expansion et une croissance radiales lentes, et d’autre part une extrusion rapide de lave visqueuse. Les deux processus produisent également des systèmes de fractures détectables par les mouvements de surface, et des zones de déformation associées à des anomalies thermiques.
Les scientifiques ont équipé leur drone de différentes caméras et l’ont envoyé au-dessus du cratère à différents intervalles. Ils ont pu ainsi analyser le comportement de la coulée de lave et du dôme en utilisant un type particulier de photographie stéréo avec une précision jamais vue auparavant.
En comparant les données fournies par le drone, les chercheurs ont pu déterminer la vitesse d’écoulement de la lave, modéliser les mouvements du dôme et la température de surface du volcan.
Ces facteurs sont importants dans la prévision des volcans explosifs. Les scientifiques allemands pensent que, grâce aux progrès de la technologie, une observation régulière et systématique des volcans dangereux est aujourd’hui tout à fait réalisable à l’aide des drones.
Deux caméras à bord du drone utilisé sur le Santiaguito ont pris des photos haute définition du dôme, mais aussi réalisé des images thermiques. Elles ont permis d’élaborer des modèles 3D très précis du volcan à l’aide d’un algorithme informatique spécial. Il a également été possible d’acquérir une topographie 3D et un modèle de température du volcan, avec une résolution de quelques centimètres seulement.
Les missions de drones sont très intéressantes d’un point de vue humain et sécuritaire. Ces aéronefs sans pilote réduisent le risque pour les volcanologues car les caméras peuvent être dirigées directement vers les zones dangereuses sans que les scientifiques se trouvent à proximité.
Cependant, le travail à l’aide de drones n’est pas facile. Les modèles 3D obtenus lors des différents vols doivent être positionnés de manière très précise pour pouvoir être comparés. Cela nécessite un travail minutieux mais le jeu en vaut la chandelle car même des mouvements ou des déformations infimes peuvent être immédiatement détectés.
Source: The Watchers, GFZ German Research Centre for Geosciences.

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In April, May and August 2017, in March 2018 and 2019, and in July 2019, I wrote several posts about the use of drones in volcanology, whether on Kilauea or Mt Etna. These Unmanned Aicraft Systems (UAS) can be oused to monitor volcanic activity, but also to measure volcanic gases.

This use of drones in volcanology is confirmed by researchers from the German Research Centre for Geosciences (GFZ Potsdam) who presented results of a series of repeated flights with visual and thermal imaging cameras of Santiaguito volcano in Guatemala. The volcano was born in1922 in the caldera of Santa Maria which erupted in October 1902, the same year as Montagne Pelée in Martinique, killing about 6,000 people.

Santiaguito has been permanently active since 1922. Its lava dome complex is instable with frequent collapses generating destructive pyroclastic flows and lahars. This is the reason why the German researchers wanted to observe the behaviour of the Caliente Dome which is currently the most active. This dome shows two kinds of movements: slow radial expansion and growth, and fast-moving extrusion of viscous lava. Both processes also produce distinctive fracture sets detectable with surface motion, and high strain zones associated with thermal anomalies.

The scientists equipped a drone with different cameras. They flew it over the crater at various intervals, measuring the movements of the lava flow and a lava dome using a specific type of stereo photography with a precision never seen before.

By comparing the data provided by the drone, the scientists were able to determine the flow velocity, movement patterns, and surface temperature of the volcano.

These factors are important for predicting the danger of explosive volcanoes. The German researchers believe that, thanks to the progress of the drone technology, a regular and systematic survey of hazardous volcanoes is quite feasible today.

Two cameras of the drone used on Santiaguito took both high definition and thermal photos. They allowed to work out complete and detailed 3D models using a special computer algorithm. It was also possible to acquire a 3D topography and temperature model of the volcano, with a resolution of only a few centimetres.

Drone missions are very interesting from a human and security point of view. They lessen the risk for volcanologists, as cameras can be flown directly to the dangerous areas without scientists having to be near them.

However, the job is not easy. The 3D models of the various flights must be positioned exactly so that they can be compared. This requires painstaking detail work, but the effort is worth it because even minimal movements become immediately visible.

Source : The Watchers, GFZ German Research Centre for Geosciences.

Photos : C. Grandpey