Catégorie : Science

Mayotte : Une possible activité volcanique ? // A possible volcanic activity ?

En lisant le Journal de Mayotte du 3 avril 2019, on apprend que « deux scientifiques de la mission de volcanologie ‘Tellus Mayotte’ sont sur le territoire du 3 au 10 avril afin de poursuivre la mission initiée en décembre 2018. Ils vont notamment s’intéresser aux émanations gazeuses observées en Petite Terre, et à l’activité éruptive. »

La mission ‘Tellus Mayotte’ de l’Institut Physique du Globe de Paris (IPGP) était venue fin février déposer 6 sismomètres sous-marins autour de la zone d’épicentre des séismes. Ils devraient être relevés vers le mois de septembre.

Une autre équipe de la mission ‘Tellus Mayotte’ est actuellement sur l’île, avec un chercheur de l’Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise (OVPF) et une physicienne du Laboratoire Magmas et Volcans de Clermont-Ferrand.

Lors de la récupération des 6 sismomètres dans 6 mois, on devrait en savoir plus sur le phénomène qui secoue et angoisse les mahorais depuis prés de 10 mois.

Les deux scientifiques de la mission ‘Tellus Mayotte’ vont poursuivre les études en cours, avec en particulier le suivi de la composition et de la température des émissions gazeuses constatées en Petite Terre, notamment dans le secteur de la plage de l’aéroport et de la Vigie. L’objectif est d’identifier les sources de ces fluides et de détecter tout changement potentiel, notamment en relation avec l’activité sismique en cours.

Un autre objectif sera « la reconstruction de l’activité éruptive et de sa variabilité spatiale et temporelle. » Autrement dit, il s’agit de constater le volume de matière en fusion émise sur la période. On remarquera ici que, pour la première fois, on parle officiellement d’une activité volcanique, ce qui n’avait été jusqu’à présent qu’une hypothèse émise par la mission le mois dernier.

Affaire à suivre, mais il serait grand temps que l’on sache ce qui se passe au large de Mayotte.

Source : Journal de Mayotte

 ———————————————–

Reading the Journal de Mayotte of April 3rd, 2019, we learn that « two scientists from the volcanology mission ‘Tellus Mayotte’ are in the territory from April 3rd to 10th to continue the mission initiated in December 2018. They will focus on gaseous emissions observed in Petite Terre, and eruptive activity.  »
The ‘Tellus Mayotte’ mission of the Physical Institute of the Globe of Paris (IPGP) arrived at the end of February to install 6 underwater seismometers around the epicentre zone of the earthquakes. They are expected to be picked up around September.
Another team of the ‘Tellus Mayotte’ mission is currently on the island, with a researcher from the Volcanological Observatory of Piton de la Fournaise (OVPF) and a physicist from the Magmas and Volcanoes Laboratory of Clermont-Ferrand.
After the recovery of the 6 seismometers in 6 months, we should know more about the phenomenon that has shaken and worried the Maorais for nearly 10 months.
The two scientists of the ‘Tellus Mayotte’ mission will continue studies in progress, with in particular the monitoring of the composition and the temperature of the gaseous emissions observed in Petite Terre, in particular in the sector of the beach of the airport and La Vigie . The objective is to identify the sources of these fluids and to detect any potential changes, particularly in relation to the ongoing seismic activity.
Another objective will be « the reconstruction of eruptive activity and its spatial and temporal variability. In other words, it is necessary to note the volume of molten material emitted over the period. It will be noted here that, for the first time, there is officially talk of volcanic activity, which until now had only been a hypothesis emitted by the mission last month.
Well see what happens next, but it is high time we knew what is happening off Mayotte.
Source: Journal de Mayotte.

Carte montrant l’emplacement des six sismomètres sous-marins (petits carrés) autour de la zone d’épicentre (Source : IPGP)

Pas de cycle éruptif à Yellowstone // No eruptive cycle at Yellowstone

Je n’ai jamais cru aux cycles éruptifs, encore moins lorsque ces cycles couvrent des périodes de milliers d’années. Certains volcanologues affirment qu’une éruption à Yellowstone est «en retard» car le volcan a un cycle éruptif de 600 000 ans et aucune éruption ne s’est produite depuis 631 000 ans. À mes yeux, cela semble un peu tiré par les cheveux!
Heureusement, de nombreux scientifiques ne sont pas d’accord avec cette théorie et certains d’entre eux ont expliqué dans les Yellowstone Chronicles pourquoi elle n’était pas valable. Ils expliquent d’abord que beaucoup de gens ont tendance à évoquer les puissants séismes en faisant référence à la notion de cycle. Les séismes se produisent lorsque suffisamment de contrainte s’accumule sur une faille et provoque sa rupture. Cette contrainte s’accumule du fait du mouvement constant des roches de part et d’autre de la faille. La vitesse de ce mouvement est généralement constante sur des milliers, voire des millions d’années, de sorte que les séismes qui en résultent peuvent avoir une fréquence assez régulière. C’est pourquoi il est possible de calculer les probabilités à long terme de séismes dans certaines régions.
En suivant cette logique concernant les séismes, on devrait pouvoir prendre en compte les âges des éruptions passées à Yellowstone et calculer un intervalle de récurrence moyen (en supposant que les éruptions à Yellowstone se produisent sur une base régulière). S’agissant des éruptions majeures, Yellowstone en a connu trois: il y a 2,08, 1,3 et 0,631 millions d’années. Cela équivaut à un laps de temps d’environ 725 000 ans en moyenne entre les éruptions. Cela étant, il reste environ 100 000 ans à justifier, mais ce nombre est basé sur très peu de données et n’a donc pratiquement aucun sens.
Le problème, c’est que les volcans ne fonctionnent pas comme les failles qui déclenchent les séismes. À de rares exceptions près, le magma ne s’accumule pas à une vitesse constante à l’intérieur des édifices volcaniques. Au lieu de cela, les éruptions se produisent quand il y a suffisamment de magma dans le sous-sol et quand il y a une pression suffisante pour que ce magma monte à la surface. Cela ne se produit généralement pas selon un planning bien établi. Nous en avons la preuve avec les coulées de lave de Yellowstone qui sont la forme la plus courante l’activité éruptive sur ce volcan; la plus récente remonte à 70 000 ans.

Ces coulées de lave ne sont pas apparues régulièrement dans le temps. Elles sont apparues en tirs groupés, avec plusieurs éruptions en l’espace de quelques milliers d’années, séparées par des centaines de milliers d’années sans aucune éruption. En effet, les réservoirs magmatiques de Yellowstone reçoivent le nouveau magma de manière discontinue, ce qui entraîne plusieurs éruptions sur une courte période, avec de longues périodes de repos entre ces épisodes éruptifs.
Donc, dire que Yellowstone est « en retard » dans son cycle éruptif n’a aucun sens. Yellowstone n’est pas en retard et personne ne sait quand la prochaine éruption aura lieu. Visiter le Parc National de Yellowstone ne présente aucun risque… pour le moment!
Source: Yellowstone Chronicles.

—————————————————-

I have never believed in eruptive cycles, all the less when these cycles include periods of thousands of years. Some volcanologists affirm that an eruption in Yellowstone is “overdue” because the volcano has an eruptive cycle of 600,000 years and no eruption has occurred for 631,000 years. To my eyes, this seems a little far-fetched!

Fortunately, many scientists do not agree with this approach and some of them have explained in the Yellowstone Chronicles why it is not valid. They first explain that many people tend to think of big earthquakes by referring to the notion of cycles. Earthquakes occur when enough stress builds up on a fault and makes the fault snaps. The stress accumulates because of consistent motion of the rocks on either side of the fault. The rate of this motion is generally constant over thousands to millions of years, so the earthquakes that result from the motion can have fairly regular timing. This is why it is possible to calculate the long-term probabilities of earthquakes in some areas.

By this logic, we should be able to look at the ages of past Yellowstone eruptions and calculate an average recurrence interval (assuming Yellowstone eruptions occurred on a regular schedule). In terms of large explosions, Yellowstone has experienced three of them : 2.08, 1.3, and 0.631 million years ago. This comes out to an average of about 725,000 years between eruptions. That being the case, we still have about 100,000 years to go, but this number is based on very little data and so is basically meaningless.

Volcanoes, however, are not like faults. With rare exceptions, volcanoes do not accumulate magma at a constant rate. Instead, they erupt when there is a sufficient supply of liquid magma in the subsurface and sufficient pressure to cause that magma to ascend to the surface. This does not generally happen on a schedule.

We have the proof of this with the Yellowstone lava flows which are the most common form of magmatic eruption at Yellowstone; the most recent one was 70,000 years ago. However, these lava flows did not erupt regularly through time. Instead, they erupted in tight clusters, with several eruptions happening within the space of a few thousand years, separated by up to hundreds of thousands of years with no eruptions. This is because the Yellowstone magma reservoir system receives new magma only in discontinuous batches, causing several eruptions in a short period of time with long periods of quiet in between these episodes.

So, saying that Yellowstone is “overdue” is sheer nonsense. Yellowstone is not overdue and nobody knows when the next eruption will take place. Visiting Yellowstone National Park is safe…for the moment!

Source: Yellowstone Chronicles.

Source : Yellowstone Volcano Observatory

Photos: C. Grandpey

La situation sismique à Mayotte (suite) // The seismic situation in Mayotte (continued)

Dans son bulletin mensuel du mois de mars, l’OVPF fait le bilan de la situation sur le Piton de la Fournaise, mais donne aussi des nouvelles de la sismicité sur l’île de Mayotte. Comme indiqué précédemment, cette sismicité a débuté au début du mois de mai 2018. Elle consiste en essaims sismiques dont les épicentres se situent à 30 à 60km à l’est de la côte de Mayotte. La grande majorité de ces séismes est de faible magnitude, mais plusieurs évènements de magnitude modérée (avec un maximum de M 5,9) ont été ressentis par la population et ont endommagé certaines constructions.

Depuis le mois de juillet l’activité sismique a diminué mais une sismicité persiste et certains événements sont ressentis par les habitants. Cette situation m’a été confirmée par des Mahorais à l’occasion du Salon du Livre de Paris. Mars 2019 a été particulièrement actif avec notamment 24 séismes de magnitude supérieure ou égale à M 4 comptabilisés par le BRGM entre le 1er et le 24 mars. A noter que le 28 mars, lendemain de la publication par le BRGM de son bulletin mensuel évoquant une stabilité des secousses sismiques, les habitants ont été réveillés vers 4h40 par un événement de M 4,6. L’épicentre a été localisé à environ 60 kilomètres de Mamoudzou.

Les données des stations GPS du réseau Teria installées sur l’île de Mayotte indiquent depuis le mois de juillet un déplacement d’ensemble vers l’est d’environ 15 cm et une subsidence d’environ 6-12 cm suivant les sites au cours de cette même période. Pour les 3 derniers mois, la source à l’origine de ces déplacements a pu être localisée à une trentaine ou quarantaine de km à l’est de Mayotte et à environ 35 km de profondeur. Cela laisse supposer que des transferts de fluides dans la croûte se poursuivent toujours dans le secteur de l’essaim sismique.

Source : OVPF, Outremer News, Le Journal de Mayotte.

————————————————–

In its monthly bulletin of March, OVPF explains the situation on Piton de la Fournaise, but also gives news of seismicity on the island of Mayotte. As mentioned previously, this seismicity began in early May 2018. It consists of seismic swarms whose epicentres are located 30 – 60km east of the coast of Mayotte. The vast majority of these earthquakes are of low magnitude, but several events of moderate magnitude (with a maximum of M 5.9) have been felt by the population and have damaged some buildings.
Since the month of July, seismic activity has decreased but seismicity persists and certain events are felt by the inhabitants. This situation was confirmed to me by Mahorais at the Paris Book Festival. March 2019 was particularly active, with 24 earthquakes with magnitudes greater than or equal to M 4 recorded by BRGM between March 1st and 24th. It should be noted that on March 28th, the day after the publication by BRGM of its monthly bulletin evoking a stability of the earthquakes, the inhabitants were awakened around 4.40am by an M 4.6 event. The epicentre was located about 60 kilometres from Mamoudzou.
Data from the Teria network of GPS stations installed on the island of Mayotte have indicated since July an overall displacement to the east of about 15 cm, and a subsidence of about 6-12 cm according to the sites during this same period. For the last 3 months, the source at the origin of these displacements could be located about thirty or forty kilometres east of Mayotte and about 35 km deep. This suggests that fluid transfers in the crust are still continuing
in the sector of the seismic swarm.
Source: OVPF, Outremer News, Le Journal de Mayotte.

Déplacements (en mètres) enregistrés sur 4 stations GPS localisés à Mayotte et au nord de Madagascar à Diego Suarez  sur les composantes est (en haut), nord (au milieu) et vertical (en bas) entre avril 2018 et mars 2019 (Source : OVPF, IPGP)

.

 

Volcanisme stratosphérique et isotopes du sulfate // Stratospheric volcanism and sulphate isotopes

Dans les archives glaciaires, les éruptions volcaniques du passé sont associées à des pics de concentration de sulfate. Pour estimer la contribution volcanique aux variations climatiques passées, il est nécessaire de pouvoir faire la différence, dans ces enregistrements, entre les éruptions stratosphériques, à fort impact climatique, et les éruptions troposphériques, d’impact faible et local. L’étude des isotopes du sulfate (soufre et oxygène), permet de faire cette distinction et d’établir un inventaire des éruptions stratosphériques enregistrées à Dôme C, Antarctique, sur les 2600 dernières années. Cette étude a été réalisée par l’Institut des géosciences de l’environnement de l’Université de Grenoble et le Laboratoire de géologie de Lyon.

La glace polaire est la meilleure archive en terme de paléovolcanisme. Les reconstructions du volcanisme passé se basant sur l’analyse des carottes de glace sont nombreuses. Elles permettent d’estimer l’effet refroidissant du volcanisme et ses conséquences climatiques, dû aux interactions entre aérosols d’acide sulfurique d’origine volcanique, et le rayonnement solaire incident.

Différencier, dans les enregistrements volcaniques polaires, les éruptions troposphériques des éruptions stratosphériques (à forte conséquence climatique) est crucial pour estimer l’impact climatique naturel exercé par le volcanisme dans le passé. La découverte d’une signature isotopique particulière sur le sulfate volcanique formé dans la stratosphère a permis d’établir une reconstruction des éruptions stratosphériques enregistrées à Dôme C, Antarctique, sur les 2600 dernières années.

Jusqu’alors, les reconstructions volcaniques ont été faites à partir d’enregistrements volcaniques bipolaires (carottes de glace issues d’Antarctique et du Groenland), et reposent sur le principe qu’une éruption stratosphérique, à fort impact climatique, entraîne un dépôt global de sulfate, mis en évidence par comparaison de carottes de glace de pôles opposés. Les émissions soufrées issues d’une éruption dite troposphérique ont, quant à elles, une faible durée de vie dans cette basse couche de l’atmosphère, et leur incidence climatique reste négligeable. Cette approche, dite bipolaire, nécessite une excellente synchronisation et datation des carottes de glace entre elles.

En 2010-2011, 5 carottes de glace de 100 mètres de long ont été collectées à Dôme C en Antarctique et ensuite rapatriées à Grenoble. Ces carottes ont été analysées et échantillonnées dans le but de reconstruire une histoire du volcanisme stratosphérique des 2600 dernières années, par la méthode isotopique.

Cette première reconstruction des éruptions stratosphériques par la méthode isotopique fournit une validation indépendante des reconstructions antérieures. Elle met en évidence des évènements stratosphériques de hautes latitudes, non bipolaires mais néanmoins significatifs d’un point de vue climatique. Il arrive en effet que les aérosols issus d’une éruption stratosphérique localisée dans les hautes latitudes se cantonnent à un seul hémisphère. L’analyse isotopique révèle également, en profondeur, des signaux troposphériques jusqu’alors considérés comme bipolaires. Elle permet donc d’affiner les précédentes reconstructions.

Tandis que l’analyse isotopique du soufre renseigne sur la nature de l’éruption, l’analyse isotopique de l’oxygène révèle un effondrement du traceur suite à deux éruptions majeures. Cette évolution du signal isotopique reflète soit une altitude d’injection particulièrement importante, soit un épuisement de l’ozone atmosphérique, provoqué par une large injection de composés halogénés.

Etendue à d’autres régions et d’autres types de sites, cette approche isotopique constitue un outil intéressant pour affiner et compléter les reconstructions du volcanisme passé, et à terme, pour mieux quantifier l’impact du volcanisme sur le climat.

Source : Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble (OSUG).

———————————————————-

In glacial records, volcanic eruptions of the past are associated with peaks of sulphate concentration. To estimate the volcanic contribution to past climatic variations, it is necessary to be able to make a diffrence, in these recordings, between stratospheric eruptions, with high climatic impact, and tropospheric eruptions, of weak and local impact. The study of sulphate isotopes (sulphur and oxygen) makes it possible to make this distinction and to establish an inventory of the stratospheric eruptions recorded at Dome C, Antarctica, over the last 2600 years. This study was carried out by the Institute of Environmental Geosciences of Grenoble University and the Geology Laboratory of Lyon.
Polar ice is the best archive in terms of paleovolcanism. The reconstructions of past volcanism based on the analysis of ice cores are numerous. They make it possible to estimate the cooling effect of volcanism and its climatic consequences, due to the interactions between sulphuric acid aerosols of volcanic origin, and the incident solar radiation.
Differentiating in polar volcanic recordings tropospheric eruptions from stratospheric (high climatic) eruptions is crucial for estimating the natural climatic impact of volcanism in the past. The discovery of a particular isotopic signature on the volcanic sulphate formed in the stratosphere has made it possible to establish a reconstruction of the stratospheric eruptions recorded at Dome C, Antarctic, over the last 2600 years.
Up to now, volcanic reconstructions have been made from bipolar volcanic records (ice cores from Antarctica and Greenland), and are based on the premise that a stratospheric, climate-impacting eruption results in a global sulphate deposition, highlighted by comparison of ice cores from opposite poles. The sulphur emissions resulting from a so-called tropospheric eruption have, for their part, a short life in this low layer of the atmosphere, and their climatic incidence remains negligible. This so-called bipolar approach requires excellent synchronization and dating of the ice cores.
In 2010-2011, five 100-meter-long ice cores were collected at Dome C in Antarctica and then repatriated to Grenoble. These cores were analyzed and sampled with the aim of reconstructing a history of stratospheric volcanism of the last 2600 years by the isotopic method.
This first reconstruction of stratospheric eruptions by the isotopic method provides an independent validation of previous reconstructions. It highlights stratospheric events of high latitudes, non-bipolar but nevertheless significant from a climatic point of view. Aerosols from a stratospheric eruption located in high latitudes may be confined to a single hemisphere. Isotopic analysis also reveals, in depth, tropospheric signals previously considered as bipolar. It allows to refine previous reconstructions.
While isotopic analysis of sulphur provides information on the nature of the eruption, isotopic analysis of oxygen reveals a collapse of the tracer after two major eruptions. This evolution of the isotopic signal reflects either a particularly high injection altitude, or a depletion of atmospheric ozone, caused by a large injection of halogenated compounds.
Extended to other regions and other types of sites, this isotopic approach is an interesting tool to refine and complete reconstructions of past volcanism, and ultimately to better quantify the impact of volcanism on the climate.
Source: Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble (OSUG).

L’analyse isotopique des sulfates volcaniques permet de différencier les éruptions stratosphériques (en rouge), à fort impact climatique, des éruptions troposphériques (en bleu), d’incidence climatique négligeable et locale. Les éruptions enregistrées à Dôme C (Antarctique) sur les 2600 dernières années sont majoritairement d’origine stratosphérique.