Catégorie : Science

Découverte de la plus grande caldeira sur Terre? // Discovery of the largest caldera on Earth ?

Selon un article publié dans la revue Marine Geology, une équipe de chercheurs parmi lesquels des membres de GNS Science (Nouvelle-Zélande) a identifié un ancien volcan de très grande taille, avec ce qui pourrait bien être la plus grande caldeira connue sur Terre. Elle se trouve sur la crête de Benham Rise, un plateau océanique au large de la côte des Philippines. En raison de sa taille impressionnante, on lui a donné le nom du dieu philippin du soleil et de la guerre, Apolaki, qui peut se traduire par « seigneur géant ».
La découverte d’une si grande caldeira soulève des questions sur le volcanisme de Benham Rise il y a environ 48 à 41 millions d’années et sur les conditions particulières qui ont entouré la formation de la caldeira d’Apolaki. Si la découverte est confirmée par d’autres recherches, Apolaki deviendra officiellement la plus grande caldeira connue sur Terre.
La caldeira de Benham Rise, d’environ 150 km de diamètre, peut être comparée aux plus grands cratères d’impact sur Terre. Parmi les plus grands figure le Chicxulub, large de 200 km environ, produit par l’impact de l’astéroïde qui a probablement fait disparaître les dinosaures il y a 66 millions d’années. Toutefois, l’étude publiée dans la revue Marine Geology montre que la caldeira d’Apolaki a plus de points communs avec les caldeiras qu’avec les cratères d’impact. Le sommet en forme de cratère de Benham Rise est semblable en taille aux caldeiras observées sur Mars, comme Olympus Mons. Il est également comparable à celles de Vénus, comme Colette et Sacajawea. Les scientifiques pensent que la caldera d’Apolaki a connu plusieurs effondrements et une phase de résurgence.
Il ne faudrait pas oublier que 80% des fonds océaniques de notre planète ne sont pas cartographiés. La découverte de l’immense caldeira d’Apolaki pourrait être une incitation à davantage d’études sur les fonds marins et pourrait conduire à des découvertes inattendues.
Source: The Watchers.

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According to an article published in the journal Marine Geology, a team of researchers including members from New Zealand GNS Science have identified an ancient mega-volcano with what could be the largest known caldera on Earth. The feature is on the crest of Benham Rise, an oceanic plateau off the Philippines coast. Due to its massive size, it was named after Filipino mythical god of the sun and war, Apolaki, whose name also translates to « giant lord ».

The discovery of such a large caldera raises questions about volcanism in the Benham Rise around 48-41 million years ago and what special conditions were present for the Apolaki caldera to form. If the team’s conclusions are confirmed by further research, it will officially become the largest known caldera on Earth.

The caldera on Benham Rise, about 150 km in diameter, can be compared to the biggest impact craters on Earth. The largest known identified craters on Earth include Chicxulub, about 200 km wide, produced by the impact of the asteroid that probably made dinosaurs extinct 66 million years ago. However, the study published in the journal Marine Geology shows it has more in common with calderas than impact craters. The crater-like summit of Benham Rise could be compared in size to calderas on Mars, such as Olympus Mons. It is also comparable to that of Venus, such as Colette and Sacajawea. Scientists believe that the Apolaki caldera went through multiple collapse events and a resurgence phase.

One should bear in mind that 80% of the world’s ocean floor is unmapped. The discovery of the huge Apolaki caldera might be a push for more study about the depth of the seafloor  and could lead to more rare discoveries.

Source : The Watchers.

Source: NAMRIA

Source:  GNS Science

Et si Yellowstone entrait de nouveau en éruption? // What if Yellowstone erupted again?

 À la fin de ma conférence «Volcans et risques volcaniques», j’explique que l’un des événements que je redoute le plus est l’éruption d’un super volcan. Yellowstone est l’un d’eux. L’USGS a expliqué qu’il était «des milliers de fois plus puissant qu’un volcan de taille normale».
Si le super volcan qui se cache sous le Parc National de Yellowstone devait entrer en éruption, ce serait une catastrophe pour une grande partie des États-Unis. Des nuages de cendre répandraient la mort et la désolation sur des milliers de kilomètres à travers le pays, détruisant des bâtiments, anéantissant les récoltes et affectant des infrastructures vitales. Cependant, selon les scientifiques de l’USGS, le risque que cela se produise est très faible.
Le super volcan de Yellowstone a connu trois éruptions majeures au cours de sa longue histoire. L’une d’elles s’est produite il y a 2,1 millions d’années, une autre il y a 1,3 million d’années et une autre il y a 664 000 ans. Rien n’indique actuellement qu’une autre super éruption va se produire dans un avenir proche ; il est même possible que Yellowstone ne connaisse plus jamais d’éruption d’une telle ampleur.
Les chercheurs de l’USGS ont calculé l’impact à court terme – sur des années, voire des décennies – d’une telle éruption sur les régions proches. Des coulées pyroclastiques pourraient affecter des parties des États environnants du Montana, de l’Idaho et du Wyoming qui sont les plus proches de Yellowstone, tandis que d’autres régions des États-Unis seraient touchées par les retombées de cendre. L’Europe devrait aussi supporter les conséquences d’une telle éruption. L’USGS se veut rassurante et explique que le risque de voir un tel événement se produire à Yellowstone est extrêmement faible pour les prochains millénaires.

Le Parc National de Yellowstone se trouve au-dessus d’un réservoir magmatique situé à environ 8 km de profondeur. Il est alimenté par un énorme panache de roches en fusion dont la source se trouve à des centaines de kilomètres à l’intérieur de la Terre. C’est cette chaleur qui permet l’existence des célèbres geysers et sources chaudes. Des scientifiques américains ont découvert il y a quelques mois qu’il y avait en fait deux chambres magmatiques sous le volcan.
Le sol se soulève et s’abaisse parfois à Yellowstone. En ce moment, on n’observe aucun mouvement significatif de ce type. À de rares occasions au cours de l’histoire, la chambre magmatique du super volcan a donné naissance à des éruptions. La grande majorité ont consisté en de petites coulées de lave ; la dernière s’est produite sur le Pitchstone Plateau il y a environ 70 000 ans.
Bien que le risque d’une super éruption à Yellowstone semble faible, il ne faut pas oublier qu’un tel événement atteint le niveau 8 sur l’indice d’explosivité volcanique (VEI). Au moins 1 000 kilomètres cubes de matériaux sont vomis par le volcan, ce qui suffirait pour enfouir l’ensemble du Texas sous 1,50 mètres de cendre. Dans le passé, des super éruptions ont secoué des volcans comme le Taupo en Nouvelle-Zélande ou le Toba en Indonésie. On ne peut pas affirmer que cela ne se reproduira plus jamais ailleurs sur Terre..

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At the end of my conference « Volcanoes and volcanic hazards », I explain that one of the events I fear most is the eruption of a super volcano. Yellowstone is one of them. USGS has explained that it was “thousands of times more powerful than a normal-sized volcano.”.

Should the supervolcano lurking beneath Yellowstone National Park ever erupt, it could spell calamity for much of the USA. Deadly ash would spew for thousands of kilometres across the country, destroying buildings, killing crops, and affecting key infrastructure. However, according to USGS scientists, the chance of this occurring is very low.

This supervolcano has had three truly enormous eruptions in its long history. One occurred 2.1 million years ago, one 1.3 million years ago, and one 664,000 years ago. There is currently little indication another super-eruption is due anytime soon; it is even possible Yellowstone might never have an eruption on a similar scale again.

USGS researchers have calculated how such an enormous eruption would affect nearby regions in the short-term, meaning years to decades. Parts of the surrounding states of Montana, Idaho, and Wyoming that are closest to Yellowstone would be affected by pyroclastic flows, while other places in the United States would be impacted by falling ash. Europe would also have to bear the consequences of such a huge eruption. USGS says that, fortunately, the chances of this sort of eruption at Yellowstone are exceedingly small in the next few thousands of years.

Yellowstone National Park sits on top of a reservoir of hot magma about 8 kilometres deep.

It is fed by a huge plume of molten rock welling up from hundreds of kilometres below. This heat fuels Yellowstone’s famed geysers and hot springs. US scientists a few months ago discovered that there were actually two magma chambers beneath the volcano.

Yellowstone occasionally rises and falls. At the moment, no real ground movements are being observed. On rare occasions throughout history, the supervolcano’s magma chamber has erupted. The overwhelming majority of those eruptions in Yellowstone have been smaller lava flows, with the last occurring at Pitchstone Plateau some 70,000 years ago.

Although the risk of a super eruption at Yellowstone looks low, one should bera in mind that such an event measures 8 or more on the volcano explosivity index (VEI) in which at least 1,000 cubic kilometres of material get ejected – enough to bury the state of Texas 1.50 metres deep. In the past, super eruptions shook volcanoes like Taupo in New Zealand or Toba in Indonesia. One can never be sure it will never happen again in some other place on Earth.

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La double chambre magmatique de Yellowstone (Source: USGS):

Des vestiges d’éruptions…

Des geysers…

 Des sources chaudes aux mille couleurs…

Photos: C. Grandpey

Le CO2 de la toundra, un autre sujet d’inquiétude // CO2 in the tundra, another area of concern

Au cours de ma conférence « Glaciers en péril », j’explique que l’on a beaucoup négligé jusqu’à aujourd’hui les conséquences de la fonte du permafrost – ou pergélisol – arctique sur le réchauffement climatique.

Une étude effectuée par une équipe internationale de scientifiques et publiée dans Nature Climate Change nous apprend que le sol de l’Arctique s’est réchauffé au point de libérer plus de carbone en hiver que les plantes nordiques peuvent en absorber en été. La toundra recouvre une grande partie de l’Arctique, que se soit en Sibérie, au Canada ou en Alaska. Elle représente un gigantesque réservoir qui contient nettement plus de carbone que ce qu’on trouve déjà dans l’atmosphère. Avec le réchauffement climatique, la toundra est en passe de devenir une source des gaz à effet de serre responsables du changement climatique.

Les auteurs de l’étude ont installé des détecteurs de dioxyde de carbone (CO2) sur le sol dans plus de 100 sites autour de l’Arctique et ont effectué plus d’un millier de mesures. Ils ont découvert que la quantité de carbone libérée pat le permafrost était beaucoup plus importante que prévu. Les résultats montrent que les émissions de CO2 – 1,7 milliard de tonnes par an – sont environ deux fois plus élevées que les estimations précédentes.

On pense que les plantes arctiques absorbent un peu plus d’un milliard de tonnes de gaz de l’atmosphère chaque année pendant la saison de croissance. Le résultat net est que les sols arctiques dans le monde rejettent probablement déjà plus de 600 millions de tonnes de CO2 par an.

Si la situation n’évolue pas, les émissions du sol nordique seraient susceptibles de libérer 41 % de carbone supplémentaire d’ici la fin du siècle. Or, l’Arctique se réchauffe déjà trois fois plus vite que le reste du monde. Selon la dernière étude, même si des efforts importants d’atténuation sont déployés, ces émissions augmenteront de 17 %.

Les chercheurs n’ont pas mesuré le méthane, un gaz à effet de serre environ qui est 30 fois plus puissant que le dioxyde de carbone et qui est également rejeté par le sol. On se souvient que de puissantes explosions de méthane ont creusé de spectaculaires cratères au cœur de la Sibérie.

Source : Presse canadienne.

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During my « Glaciers at Risk » conference, I explain that the consequences of the melting Arctic permafrost on global warming have been largely neglected.
A study conducted by an international team of scientists and published in Nature Climate Change tells us that Arctic soil has warmed to the point of releasing more carbon in winter than northern plants can absorb in summer. The tundra covers a large part of the Arctic, whether in Siberia, Canada or Alaska. It is a huge reservoir that contains significantly more carbon than is already found in the atmosphere. With global warming, the tundra is becoming a source of the greenhouse gases responsible for climate change.
The authors of the study installed carbon dioxide (CO2) detectors on the ground in more than 100 sites around the Arctic and made more than a thousand measurements. They discovered that the amount of carbon released from permafrost was much higher than expected. The results show that CO2 emissions – 1.7 billion tonnes per year – are about twice as high as previous estimates.
Arctic plants are thought to consume just over one billion tonnes of gas from the atmosphere each year during the growing season. The net result is that Arctic soils worldwide probably already emit more than 600 million tons of CO2 a year.
If the situation does not change, northern soil emissions could release 41% more carbon by the end of the century. The Arctic is already warming three times faster than the rest of the world. According to the latest study, even if significant mitigation efforts are made, these emissions will increase by 17%.
The researchers did not measure methane, a greenhouse gas that is about 30 times more powerful than carbon dioxide and is also released from the ground. One should remember that powerful explosions of methane have dug spectacular craters in the heart of Siberia.
Source: Canadian Press.

Vues de la toundra en Alaska (Photos: C. Grandpey)

Eruption du Kilauea en 2018 : Le dyke de la Lower East Rift Zone

Même si l’éruption dans la Lower East Rift Zone (LERZ) du Kilauea est terminée depuis environ un an, de la vapeur s’échappe du sol dans de nouveaux endroits ou réapparaît dans d’autres. De plus, la végétation continue de mourir en raison de la chaleur et de la vapeur qui persistent dans les zones fracturées. Certains habitants redoutent la poursuite ou la réapparition d’une nouvelle activité volcanique, car ils perçoivent en permanence la chaleur, la vapeur et les odeurs dans la zone de l’éruption.

Dans un article récent, le HVO a donné des explications sur la profondeur possible du dyke à l’origine de l’éruption de 2018 dans la LERZ. En géologie, un dyke est une structure tabulaire allongée parallèle à la zone de rift. Elle est alimentée par le magma en provenance des profondeurs dans la partie centrale de la zone de rift.
Entre le 5 et le 7 mai 2018, alors que les fractures 7 à 12 s’ouvraient dans les Leilani Estates, le revêtement de la Highway 130 s’est fissuré et a commencé à s’affaisser. La zone a immédiatement été envahie par des nuages très denses de vapeur et de SO2.
Lorsque le magma pénètre dans un dyke, il fait s’écarter les roches environnantes pour atteindre la surface. Cela fait s’affaisser le sol directement au-dessus du dyke et se soulever le sol situé de part et d’autre.
Tandis que le dyke continue de se déplacer vers la surface, l’affaissement au-dessus progresse et forme une dépression linéaire avec des parois bien définies. C’est ce que les géologues appellent un graben. En 2018, la Highway 130 a connu un affaissement, mais aucun graben ne s’est formé en travers de la route.
Dès que la Highway 130 s’est affaissée et que l’on a observé une augmentation des émissions de chaleur et de gaz, les équipes du HVO sur le terrain ont dénombré 10 fractures majeures en train de s’ouvrir sur la route. L’extension maximale mesurée sur ces 10 fractures a été de 21,5 centimètres sur deux jours. Les géologues n’ont plus été en mesure de continuer à mesurer la largeur des fractures car des plaques d’acier ont été disposées sur les fractures pour maintenir la route ouverte et permettre aux véhicules de circuler.
L’affaissement de la route et l’apparition de fractures, ainsi que l’augmentation des émissions de chaleur et de gaz, signifiaient que le magma remontait vers la surface sous la Highway 130. Parallèlement, de nouvelles fractures se sont ouvertes à proximité de la route.
Même si les fractures étaient dissimulées par les plaques d’acier, les géologues du HVO ont eu recours à d’autres moyens pour déterminer ce qui se passait sous la route. L’affaissement du sol au niveau de la Highway 130 et dans les terrains environnants a fourni aux scientifiques des informations précieuses sur la localisation du magma.
Les volcanologues procèdent depuis des décennies à des calculs théoriques sur la déformation du sol autour d’un dyke. Les modélisations déjà effectuées montrent que la distance horizontale entre deux sections de sol surélevées au-dessus d’un dyke est directement liée à la profondeur du dyke sous la surface du sol.
Sur la Highway 130, le sol s’est légèrement surélevé dans la zone des fractures 3 et 8, distantes d’environ 100 mètres. Entre ces deux fractures, le sol s’est affaissé. La fracture 5 se trouvait au milieu de l’affaissement, à environ 50 mètres de la fracture 8 au nord et de la fracture 3 au sud.
En utilisant le modèle susmentionné, on peut déterminer à quelle distance le magma s’est approché de la surface là où la Highway 130 s’est fracturée et affaissée en 2018. Sur la base d’une distance de 100 mètres entre les parties surélevées de part et d’autre de la zone d’affaissement, le bord supérieur du dyke devait se situer entre 50 et 100 mètres environ sous la route.
Heureusement, la partie du dyke située sous la Highway 130 n’a pas eu assez d’énergie pour atteindre la surface. Maintenant que la partie supérieure du dyke est probablement solidifiée, le magma de 2018 situé juste sous la surface de la route et des terrains environnants restera en place sous forme de roche dans le sol.

Source : USGS / HVO.

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Even though Kilauea Volcano’s Lower East Rift Zone (LERZ) eruption has been over for about a year, steam continues to appear in new places or reappear in old places, and vegetation continues to die because of lingering heat and steam in areas of the 2018 fissures. Some residents are concerned about continuing, or potentially new, volcanic activity because they are feeling, seeing and smelling the heat, steam and odours that remain in the area.

In a recent article, USGS HVO examined how deep the intrusive body of magma – or dike – that fed the 2018 LERZ eruption might be. Geologists define a dike as an elongated, tabular body that runs parallel to the rift zone. It is fed by magma from deeper within the rift zone core.

Between May 5th and 7th, 2018, when fissures 7 through 12 were opening in the Leilani Estates, the pavement on Highway 130 cracked and began to sag. As it did, the area was immediately engulfed in steam and SO2 gas, so much so that you could not see across the road.

As magma rises in a dike, it pushes the surrounding rock apart to reach the surface. This causes the ground directly above the dike to sink and ground on either side of the dike to lift.

As a dike continues moving toward the surface, the sagging above it can progress to form a linear depression with well-defined walls, a feature that geologists call a graben. In 2018, Highway 130 experienced sagging, but a graben did not form across the road.

As soon as Highway 130 sagged and increased heat and gas were observed, HVO field crews numbered 10 major cracks opening across the road. The total extension measured across these 10 cracks was 21.5 centimetres over two days. Geologists were later unable to continue measuring crack widths when steel plates were placed on top of them to keep the road open and allow the safe flow of traffic.

Sagging and cracks in the road, as well as increased heat and gas output, meant that magma was rising closer to the surface under Highway 130. At the same time, new fissures were opening closer to the highway.

Although steel plates concealed the growing cracks, HVO geologists had other ways to determine what was happening below the road. Sagging ground on Highway 130 and in neighbouring properties provided valuable information about where the magma was located.

Theoretical calculations of ground deformation around a dike have been known to volcanologists for decades. Previous modelling shows that the horizontal distance between two uplifted sections of ground above a dike is directly related to dike depth below the surface.

On Highway 130, the ground rose slightly in the area of cracks 3 and 8, which were about 100 metres apart. Between those two cracks, the ground sagged. Crack 5 was in the middle of the sag, about 50 metres from crack 8 to the north and crack 3 to the south.

Using the aforementioned model, one can determine how close magma came to reaching the surface where Highway 130 cracked and sagged in 2018. Based on a 100-metre distance between uplifts on either side of the down-dropped area, the upper edge of the dike must be only about 50 to 100 metres below the highway.

Thankfully, the portion of the 2018 dike below Highway 130 did not have enough energy to reach the surface. Now that the uppermost dike is probably solidified, the 2018 magma just below the surface of the highway and neighbouring properties will remain frozen in the ground as solid rock.

Source: USGS / HVO.

Le 10 mai 2018, la Highway 130 s’est fracturée, avec des émissions de vapeur, suite à l’intrusion du dyke dans la LERZ. Les deux tréteaux orange et blanc se trouvent sur des zones légèrement surélevées de la route, distantes d’environ 100 mètres. À mi-chemin entre les zones surélevées, la route est en train de s’affaisser à cause de l’intrusion magmatique en dessous. (Crédit photo: USGS)

Dykes déchaussés par l’érosion sur les berges de Crater Lake (Etats Unis) [Photo: C. Grandpey]