Catégorie : Science

Sensibilisation aux risques volcaniques dans l’Etat de Washington (Etats Unis) // Awareness of volcanic risks in Washington State (United States)

Mai est le mois de la sensibilisation aux risques volcaniques dans l’État de Washington. Les volcans de la Chaîne des Cascades ne sont pas loin et les scientifiques de l’USGS organisent des réunions destinées à informer la population. Ce mois de sensibilisation coïncide avec l’anniversaire de l’éruption du Mt St Helens en 1980 ; il permet  aux habitants de l’Etat de Washington de se familiariser avec le risque volcanique là où ils habitent.

Une journée portes ouvertes le 12 mai 2018 dans les locaux de l’USGS de Vancouver et l’ouverture du Johnston Ridge Observatory près du Mont St. Helens le 16 mai feront partie de ce mois de la sensibilisation.
Au cours de la journée portes ouvertes, les visiteurs auront l’occasion de discuter avec des scientifiques, de visiter les laboratoires et de tester leurs connaissances sur les zones de danger et la sécurité sur les volcans.
Des expositions et des exposés illustreront le travail quotidien des scientifiques, notamment l’identification des séismes et l’interprétation des données provenant des stations de surveillance installées sur les volcans de la Chaîne des Cascades.
Les scientifiques présenteront des équipements de surveillance, notamment l’imagerie thermique, l’échantillonnage de gaz volcaniques et un bras robotisé qui permet l’analyse des échantillons de sédiments.
Des simulations informatiques montreront la trajectoire des nuages de cendre lors d’une future éruption ainsi que la distance que les lahars sont susceptibles de parcourir dans les vallées. Ce dernier point est particulièrement important pour le Mt Rainier car la fonte des glaciers lors d’une éruption menacerait rapidement des localités comme Orting le long de la vallée de la Puyallup. Voir cette note que j’ai écrite il y a quelques mois: https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2016/03/07/chaine-des-cascades-etats-unis-le-mont-rainier-cascade-range-united-states-mount- rainier /

Le Johnston Ridge Observatory, au terminus de la Highway 504, ouvrira ses portes le 16 mai 2018. Le 19 mai, le Mount St. Helens Institute, un organisme à but non lucratif, présentera «It’s a Blast», un événement destiné aux familles. Il comprendra des activités pratiques, des discussions avec les rangers, des films et des expositions. L’argent des entrées permettra de financer les programmes du Mount St Helens Institute, y compris ceux destinés à l’éducation des jeunes.
Deux sessions en ligne sont également au programme:
Le 9 mai à 10 h 30, Seth Moran, le scientifique responsable de l’observatoire, fera un bilan de l’activité volcanique sur la Chaîne des Cascades. Ce sera le point de départ d’une séance en direct sur  Facebook. (Plus de détails sur la page USGS Volcanoes sur Facebook.)

À 13 heures le 15 mai, la Washington Emergency Management Division, organisme qui gère les situations d’urgence dans l’Etat de Washington, parrainera une réunion axée sur les volcans de la Chaîne des Cascades. Une équipe de volcanologues et de géologues sera sur place pour répondre aux questions.
Toutes les informations sont accessibles sur le site :

https://volcanoes.usgs.gov/observatories/cvo/

Source: USGS.

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May is Preparedness month in Washington State. The volcanoes of the Cascade Range are close by and USGS scientists organise meetings destined to inform the population. Volcano Preparedness Month uses the anniversary of the Mt St Helens1980 eruption as an opportunity to help Washington residents become more familiar with volcanic risk in their communities.

An open house on May 12th, 2018 at Vancouver’s USGS centre and the opening of the observatory near the crater of Mount St. Helens on May 16th will be part of this Volcano Preparedness Month.

During the open house, visitors will be given the opportunity to talk with scientists, visit the labs and test their knowledge of volcano hazard zones and volcano safety.

Displays and demonstrations will illustrate the work that happens daily at the observatory, including identification of earthquakes and interpretation of data arriving from monitoring stations on Cascade Range volcanoes.

Scientists will demonstrate monitoring instruments, including thermal imaging, volcanic gas collection and a robotic arm that processes sediment samples.

Computer simulations will show the ash path of a future eruption and forecast how far debris flows will travel downstream. This is particularly important for Mt rainier as the melting of glaciers during an eruption would rapidly threaten communities like Orting along the valley of the Puyallup River. See this note I wrote a few months ago:   https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2016/03/07/chaine-des-cascades-etats-unis-le-mont-rainier-cascade-range-united-states-mount-rainier/

The Johnston Ridge Observatory, at the end of state Highway 504, will open for the season on May 16th, 2018. On May 19th, the nonprofit Mount St. Helens Institute will present “It’s a Blast”, a family friendly event. It will feature hands-on activities, ranger talks, films and exhibits. All admissions collected on May 19th will support the Mount St. Helens Institute’s programs, including youth education.

Two online sessions also are on the schedule:

At 10:30 a.m. on May 9th, Seth Moran, the observatory scientist in charge, will deliver a “State of the Cascades” report to begin a live Facebook session. Visit USGS Volcanoes on Facebook for more information.

At 1 p.m. on May 15th, Washington Emergency Management Division will sponsor meeting with a focus on Cascade volcanoes. A team of experts in volcanology, geology and preparedness will be on hand to answer questions.

Information is available at volcanoes.usgs.gov/observatories/cvo

Source : USGS.

Vue de la ville d’Orting qui serait directement menacée par des lahars en cas d’éruption du Mont Rainier (Crédit photo: USGS)

Des nouvelles inquiétantes de l’Antarctique // Worrying news from Antarctica

Il y a deux ans, des scientifiques de la NASA ont prévu un scénario très inquiétant dans lequel de colossales arrivées d’eau douce provenant de la fonte des glaciers viendraient perturber la circulation océanique, avec pour conséquence une hausse rapide du niveau des mers et des phénomènes météorologiques extrêmes. Le scénario reposait sur une simulation informatique et non sur des observations concrètes sur le terrain. Il a déclenché une vague de scepticisme  chez un certain nombre de climatologues. Une nouvelle étude océanographique semble pourtant confirmer, au moins en partie, les conclusions du scénario informatique.
Cette nouvelle étude, basée sur des mesures effectuées au large des côtes de l’Antarctique de l’Est, montre que la fonte des glaciers est en train de refroidir l’océan qui les entoure. Ce phénomène, à son tour, bloque le processus dans lequel l’eau de mer froide et salée s’enfonce sous la surface de la mer en hiver. Cette eau a cessé de se former au fond de l’Antarctique dans deux régions clés du continent: la côte ouest et la côte autour du gigantesque glacier Totten, dans l’Antarctique de l’Est. Ce sont deux des régions où la fonte de la glace est la plus rapide.
Lorsque l’eau froide de surface ne s’enfonce plus dans les profondeurs, une couche d’eau chaude océanique plus profonde peut traverser la plateforme continentale et atteindre la base des glaciers en conservant sa chaleur car les eaux froides restent au-dessus. Cette eau plus chaude fait fondre rapidement les glaciers et les plateformes de glace flottantes auxquelles ils sont reliés et qui les retiennent. En d’autres termes, la fonte des glaciers de l’Antarctique semble provoquer une boucle de rétroaction dans laquelle la fonte, par son effet sur les océans, déclenche encore plus de fonte. L’eau de fonte stratifie la colonne océanique, avec de l’eau froide piégée en surface et de l’eau plus chaude en dessous. La couche inférieure fait fondre les glaciers et fait apparaître encore plus d’eau de fonte, sans oublier la hausse du niveau des océans lorsque les glaciers perdent de la masse.
A grande échelle, les auteurs de l’étude pensent qu’il est trop tôt pour dire comment va évoluer ce processus de rétroaction. Si les émissions de gaz à effet de serre restent stables et si le réchauffement climatique continue sur la même trajectoire, il est probable que l’injection d’eau douce augmentera.
Selon un océanographe du Centre National de Recherche Atmosphérique, l’étude ne fait que confirmer un grand nombre de documents qui ont prouvé le réchauffement et le refroidissement de l’océan profond dans l’hémisphère sud. Selon cet océanographe, « le fait que nous constations un réchauffement et un refroidissement constants montre que les processus initialement prévus pour le siècle prochain ont déjà débuté. »
S’il se confirme que le processus de formation des eaux profondes de l’Antarctique est perturbé, au moins dans certaines régions de ce continent, on se trouvera dans l’hémisphère sud dans une situation qui a déjà causé de vives inquiétudes dans l’hémisphère nord : un ralentissement possible de la circulation de retournement dans l’Océan Atlantique Nord, suite au refroidissement de l’océan par la fonte du Groenland.
Source: Médias d’information scientifique aux États-Unis.

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Two years ago, NASA scientists laid out a dire scenario in which gigantic pulses of fresh water from melting glaciers could upend the circulation of the oceans, leading to a world of fast-rising seas and even superstorms. The scenario was based on a computer simulation, not hard data from the real world, and met with skepticism from a number of other climate scientistsToday, a new oceanographic study appears to have confirmed one aspect of this picture, in its early stages, at least.

The new research, based on ocean measurements off the coast of East Antarctica, shows that melting Antarctic glaciers are indeed freshening the ocean around them. And this, in turn, is blocking a process in which cold and salty ocean water sinks below the sea surface in winter. This Antarctic bottom water has stopped forming in two key regions of Antarctica: the West Antarctic coast and the coast around the enormous Totten glacier in East Antarctica. These are two of Antarctica’s fastest-melting regions.

When cold surface water no longer sinks into the depths, a deeper layer of warm ocean water can travel across the continental shelf and reach the bases of glaciers, retaining its heat as the cold waters remain above. This warmer water then rapidly melts the glaciers and the large floating ice shelves connected to them. In other words, the melting of Antarctica’s glaciers appears to be triggering a “feedback” loop in which that melting, through its effect on the oceans, triggers still more melting. The melting water stratifies the ocean column, with cold fresh water trapped at the surface and warmer water sitting below. Then, the lower layer melts glaciers and creates still more melt water, not to mention rising seas as glaciers lose mass.

On the large-scale issue, the authors of the study say it is too early to say how these feedback processes will play out. If greenhouse gas emissions rates do not change, so that global warming continues to increase, it is likely that the freshwater injection rate will increase.

According to an oceanographer at the National Center for Atmospheric Research, the study is consistent with a large body of existing literature that shows warming and freshening of the deep ocean in the southern hemisphere. X said he: “The fact that we see consistent warming and freshening indicates that the processes we expect to play out over the next century are already underway.”

If the process of Antarctic bottom water formation is being impaired, at least in some regions, then it would be a Southern Hemisphere analogue of a process that has already caused great worry – a potential slowdown of the overturning circulation in the North Atlantic Ocean, thanks to freshening of the ocean from the melting of Greenland.

Source : U.S. scientific news media.

Source: NOAA

Le magma du super volcan de Yellowstone // Magma of the Yellowstone super volcano

J’ai écrit plusieurs articles sur ce blog concernant la source magmatique de Yellowstone et la présence d’un double réservoir sous le super volcan.
À l’aide d’une modélisation par superordinateur, des scientifiques de l’Université de l’Oregon ont pu fournir de nouvelles hypothèses concernant ce double réservoir qui se cache sous le Parc National de Yellowstone. L’étude a été publiée dans Geophysical Research Letters.
À des profondeurs de 5 à 10 kilomètres, des forces opposées donnent naissance à une zone de transition où les roches froides et rigides de la croûte supérieure cèdent la place à des roches chaudes et partiellement fondues qui se trouvent en dessous. Cette zone de transition piège les magmas ascendants et les pousse à s’accumuler et à se solidifier dans un filon horizontal appelé sill qui, selon la modélisation informatique réalisée par les chercheurs, peut atteindre 15 kilomètres. Les résultats de la modélisation confirment les observations effectuées précédemment en envoyant des ondes sismiques à travers cette zone.
Le sill se compose essentiellement de gabbro solidifié. Au-dessus et au-dessous se trouvent des corps magmatiques distincts. Celui du dessus contient un magma rhyolitique qui peut produire de temps en temps des explosions très puissantes. Des structures similaires existent probablement sous des super volcans ailleurs dans le monde. La morphologie du sill peut aussi expliquer des signatures chimiques différentes que l’on observe dans les matériaux éruptifs.
En 2014, un article publié dans Geophysical Research Letters par une équipe scientifique de l’Université de l’Utah a révélé, grâce à l’analyse d’ondes sismiques, la présence d’un grand volume de magma dans la croûte supérieure. Les scientifiques avaient toutefois remarqué que d’énormes quantités de dioxyde de carbone et d’hélium s’échappaient du sol, ce qui laissait supposer la présence d’une autre poche de magma sous la précédente. Ce mystère a été résolu en mai 2015, lorsqu’une étude réalisée par l’Université de l’Utah, publiée dans la revue Science, a identifié, au moyen d’ondes sismiques, la présence d’un deuxième volume de magma, encore plus important, à une profondeur de 20 à 45 kilomètres.
Cependant, les études des données sismiques n’ont pas permis de déterminer la composition, ou la quantité de magma dans ces deux réservoirs, ni comment et pourquoi ils se sont formés. Pour comprendre les deux structures, les chercheurs de l’Université de l’Oregon ont créé de nouveaux codes de modélisation pour les superordinateurs afin de savoir à quel niveau le magma est susceptible de s’accumuler dans la croûte. Le travail a été réalisé en collaboration avec des chercheurs de l’Institut fédéral suisse de technologie de Zurich.
Les résultats de la modélisation ont révélé qu’une importante couche de magma refroidi, avec un point de fusion élevé, existait au niveau du sill séparant deux corps magmatiques avec un magma à un point de fusion inférieur ; une grande partie de cette couche de magma refroidi proviendrait de la fusion de la croûte. Les auteurs de l’étude pensent que cette structure est à l’origine du volcanisme rhyolite-basalte que l’on trouve dans l’ensemble du point chaud de Yellowstone, y compris les matériaux produits par les super éruptions. En particulier, la modélisation a permis d’identifier la structure géologique du secteur où se trouve le matériau rhyolitique.
Pour le moment, la dernière étude ne permet pas de savoir quand se produiront les prochaines éruptions du super volcan de Yellowstone, mais elle permet d’expliquer la structure du système d’alimentation magmatique. Elle montre l’endroit où le magma prend sa source et là où il s’accumule.
Étudier l’interaction de l’ascension du magma avec la zone de transition dans la croûte terrestre, et comment ce processus influence les propriétés des poches magmatiques qui se forment au-dessus et au-dessous, devrait permettre de mieux comprendre le rôle joué par les panaches mantelliques dans l’évolution et dans la structure de la croûte continentale.
Source: Université de l’Oregon.

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I have written several posts on this blog about the magma source of Yellowstone and the presence of two magma bodies beneath the volcano.

Using supercomputer modelling, University of Oregon scientists have unveiled a new explanation for the geology underlying magma bodies below Yellowstone National Park. The study was published in Geophysical Research Letters.

At depths of 5-10 kilometres, opposing forces counter each other, forming a transition zone where cold and rigid rocks of the upper crust give way to hot, partially molten rock below. This transition traps rising magmas and causes them to accumulate and solidify in a large horizontal body called a sill, which can be up to 15 kilometres, according to the team’s computer modelling. The results of the modelling matches observations done by sending seismic waves through the area.

The sill is comprised of mostly solidified gabbro. Above and below lay separate magma bodies. The upper one contains rhyolitic magma that occasionally erupts in very powerful explosions. Similar structures may exist under super volcanoes around the world. The geometry of the sill also may explain differing chemical signatures in eruptive materials.

In 2014, a paper in Geophysical Research Letters by a University of Utah-led team revealed evidence from seismic waves of a large magma body in the upper crust. Scientists had suspected, however, that huge amounts of carbon dioxide and helium escaping from the ground indicated that more magma is located farther down. That mystery was solved in May 2015, when a second University of Utah-led study, published in the journal Science, identified by way of seismic waves a second, larger body of magma at depths of 20 to 45 kilometres.

However, the seismic-imaging studies could not identify the composition, state and amount of magma in these magma bodies, or how and why they formed there. To understand the two structures, University of Oregon researchers wrote new codes for supercomputer modelling to understand where magma is likely to accumulate in the crust. The work was done in collaboration with researchers at the Swiss Federal Institute of Technology, also known as ETH Zurich.

The researchers repeatedly got results indicating a large layer of cooled magma with a high melting point forms at the mid-crustal sill, separating two magma bodies with magma at a lower melting point, much of which is derived from melting of the crust. The authors of the study think that this structure is what causes the rhyolite-basalt volcanism throughout the Yellowstone hotspot, including supervolcanic eruptions. More particularly, the modelling helps to identify the geologic structure of where the rhyolitic material is located.

The new research, for now, does not help to predict the timing of future eruptions. Instead, it helps explain the structure of the magmatic plumbing system that fuels these eruptions. It shows where the eruptible magma originates and accumulates.

Studying the interaction of rising magmas with the crustal transition zone, and how this influences the properties of the magma bodies that form both above and below it should boost scientific understanding of how mantle plumes influence the evolution and structure of continental crust.

Source: University of Oregon.

Source: University of Oregon

Les fumeurs noirs du volcan Brothers (Arc Tonga-Kermadec) // The black smokers of Brothers Volcano (Tonga-Kermadec Arc)

Les bouches hydrothermales au fond des océans se forment généralement le long des dorsales telles que la dorsale est-Pacifique et la dorsale médio-atlantique. Ce sont des lieux où deux plaques tectoniques s’écartent et où une nouvelle croûte se forme. Ces bouches hydrothermales apparaissent souvent sous forme de « fumeurs noirs ». Les zones qui les entourent sont riches d’un point de vue biologique et hébergent souvent des communautés complexes qui trouvent leur nourriture dans les éléments chimiques dissous dans les fluides émis par les bouches.
À l’aide d’un véhicule télécommandé équipé d’une caméra vidéo haute définition et d’instruments de mesure, une équipe scientifique internationale a pu observer des filons riches en cuivre dans les parois du cratère du volcan Brothers, dans l’Arc des Kermadec, à 1550 mètres de profondeur.
Les observations ont été effectuées au cours d’une mission de 21 jours par des scientifiques des États-Unis et de Nouvelle-Zélande sur ce volcan situé à environ 400 km au nord-est de White Island. La mission était financée par la National Science Foundation, en collaboration avec la Woods Hole Oceanographic Institution, la  Portland State University et GNS Science.
Le système hydrothermal du volcan Brothers est très actif. Il représente un domaine encore inexploré où se développe une vie microbienne extrêmophile dans des fluides à haute température, riches en acides et en métaux. Les scientifiques ont pu étudier comment un volcan sous-marin envoie dans l’océan de la chaleur, des éléments chimiques et des métaux, et comment ces derniers affectent la vie autour du volcan.
Sur l’Arc des Kermadec, des volcans comme le Brothers se forment là où deux plaques tectoniques, en l’occurrence la plaque Pacifique et la plaque australienne, entrent en collision. Des fractures à la surface du volcan permettent à l’eau de mer de s’enfoncer à l’intérieur de la croûte terrestre. L’eau est chauffée par la chambre magmatique et les réactions chimiques entre l’eau de mer et les roches donnent naissance à des sources chaudes qui laissent échapper des fluides riches en minéraux. Selon les scientifiques, ils peuvent fournir des indications importantes sur l’évolution des volcans, sur la formation des dépôts de minéraux, et sur la vie proprement dite. Une partie de la mission consistait à échantillonner les fluides à haute température qui sortent des bouches hydrothermales afin d’évaluer la quantité de métaux et des divers autres éléments chimiques.
Le système hydrothermal du volcan Brothers héberge des formes de vie abondantes. A ce jour, environ 50 espèces d’êtres vivants comme des crevettes, des crabes, des vers et diverses espèces de poissons ont été identifiés.
D’un point de vue chimique, le système hydrothermal du volcan Brothers comprend deux types de sources d’eau chaude très différents. L’un d’eux produit des fluides riches en métaux à une température atteignant 318°C tandis que l’autre émet des fluides riches en gaz et pauvres en métaux qui sont extrêmement acides. Les scientifiques ont pu voir des dizaines de fumeurs noirs jusqu’à 20 mètres de hauteur, perchés sur les parois abruptes du cratère. Les fluides riches en métaux contiennent beaucoup de fer, de cuivre, de zinc et d’or qui se déposent sur le plancher océanique en formant les hautes structures en forme de cheminées.
Les connaissances recueillies par les scientifiques sur les métaux présents dans le volcan et la manière dont ils sont répartis permettront de mieux comprendre la formation de grands gisements de minerais. Des missions scientifiques comme celle-ci fournissent des indications précieuses à une époque où la demande mondiale en faveur de technologies vertes s’accélère et où l’on se tourne vers l’océan pour trouver de nouvelles ressources en métaux rares.
Source: New Zealand Herald.

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Hydrothermal vents in the deep ocean typically form along the mid-ocean ridges, such as the East Pacific Rise and the Mid-Atlantic Ridge. These are locations where two tectonic plates are diverging and new crust is being formed. Hydrothermal vents may form features called black smokers. The areas around submarine hydrothermal vents are biologically quite productive, often hosting complex communities fuelled by the chemicals dissolved in the vent fluids.

Using a remotely operated vehicle equipped with a high-definition video camera and an array of scientific measuring equipment, an international scientific team observed copper-rich veins in the inner crater walls of Brothers volcano in the Kermadec Arc, at a depth of 1550 metres.

The observations were made during a 21-day US-New Zealand mission at the volcano which lies about 400, km northeast of White Island. The voyage was a US National Science Foundation-funded project involving Woods Hole Oceanographic Institution and Portland State University, in collaboration with GNS Science

The Brothers volcano hydrothermal system is very active.. It represents an unexplored frontier for new extremophilic microbial life that thrives in acid and metal-rich, high-temperature fluids. The scientists investigated how an undersea volcano releases heat, chemicals, and metals into the ocean and how they affect the life around it.

Volcanoes like Brothers form where two of the Earth’s tectonic plates, in this case the Pacific Plate and the Australian Plate, are colliding. Cracks at the surface of the volcano allow seawater to circulate deep into the Earth’s crust. The water is heated up by the underlying magma chamber and chemical reactions between the seawater and rocks result in hot springs that vent mineral-rich fluids from the seafloor. According to the scientists, the fluids can hold important clues about the formation and evolution of volcanoes and how significant mineral deposits can be formed, and about life itself. Part of the mission was to sample the hot fluids coming out of hydrothermal vents to see how much metal and various other chemicals are contained within them.

The Brothers volcano hydrothermal system harbours a vast array of life. So far, around 50 species of animals, including shrimp, crabs, worms, and various species of fish have been identified.

From a chemical point of view, the Brothers volcano hydrothermal system features two very different types of hot springs. One expels metal-rich fluids up to 318°C and the other gas-rich, metal-poor fluids that are extremely acidic. The scientists could see dozens of black smokers up to 20 metres tall, perched on the steep walls of volcano’s crater. The fluid coming out of the metal-rich fluid is rich in iron, copper, zinc, and gold that precipitate on the seafloor, forming the tall chimney structures.

The knowledge the scientists gleaned about what metals were being transported within the volcano and how they are distributed provide insights into the formation of large mineral deposits. Investigations such as this provide valuable insights as world demand for green technologies gathers pace and explorers look to the ocean for new supplies of critical metals.

The voyage was a US National Science Foundation-funded project involving Woods Hole Oceanographic Institution and Portland State University, in collaboration with GNS Science

Source : New Zealand Herald.

Vue de l’arc des Kermadec avec le volcan Brothers.

Fumeurs noirs sur le site du volcan Brothers (Source : GNS Science)