Catégorie : Science

Le Veniaminof (Alaska) pour mieux comprendre le comportement du magma // Veniaminof (Alaska) to better undrestand magma behaviour

Le Veniaminof, l’un des volcans qui se dressent sur la péninsule d’Alaska, présente une longue histoire d’éruptions qui se produisent avec peu ou pas de signes précurseurs détectables. Malgré la présence de huit stations sismiques permanentes et d’une surveillance satellite par radar à synthèse d’ouverture interférométrique (InSAR), la plupart des éruptions depuis 1993 se sont produites sans véritables signes précurseurs. Sur les 13 dernières éruptions, seules deux ont été précédées de signes avant-coureurs détectables. Ce schéma éruptif a incité les chercheurs à examiner le système magmatique sous-jacent du Veniaminof et à étudier le comportement des volcans avant leur éruption.

Vue du Veniaminof (Crédit photo : USGS)

Des chercheurs de deux universités de l’Illinois ont cherché à déterminer si un système magmatique fermé pouvait entrer en éruption sans déclencher d’activité sismique ni de mouvements de terrain notables.
Dans les systèmes volcaniques ouverts, comme le Mauna Loa, le magma et les gaz se déplacent librement vers la surface, ce qui génère parfois peu de signaux avant-coureurs clairs. En revanche, les systèmes fermés, comme les Champs Phlégréens, accumulent généralement de la pression, ce qui peut provoquer un soulèvement du sol et une hausse de la sismicité avant une éruption. Pour comprendre comment des éruptions peuvent se produire sans ces signaux, les chercheurs ont construit des modèles thermomécaniques avec lesquels ils ont testé l’interaction des changements de forme, de taille, de profondeur et de débit de la chambre magmatique avec les propriétés physiques de la roche environnante.
L’équipe scientifique a créé des modèles intégrant le comportement de la roche, dépendant et indépendant de la température. Ils ont simulé le déplacement du magma depuis des sources profondes, à plus de 13 km de profondeur, vers des chambres magmatiques moins profondes, avec diverses géométries.
Pour tester le réalisme de ces modèles, ils ont comparé les résultats aux données InSAR et sismiques de l’éruption de Veniaminof de 2018. L’éruption de 2018 est intéressante car elle n’a montré aucun mouvement de terrain significatif ni aucune activité sismique préalable, ce qui en fait un bon exemple d’éruption ‘silencieuse’, autrement dit sans signes précurseurs.
La principale conclusion est que certains systèmes magmatiques peuvent entrer en éruption sans produire de signaux d’alerte détectables. Plus précisément, les systèmes disposant de petites chambres magmatiques profondes, avec de faibles apports de magma et une roche environnante ramollie par la chaleur peuvent produire des éruptions avec une déformation minimale du sol (moins de 10 mm) et une sismicité faible, voire nulle. Cette dernière est en général liée à la rupture de la roche par cisaillement.
Cependant, les scientifiques ont remarqué que certaines roches continuent à se fracturer suite à des contraintes trop intenses, ce qui est suffisant pour permettre au magma de remonter vers la surface et provoquer une éruption. Dans les modèles où le comportement de la roche évolue avec la température, un flux de magma plus important est nécessaire pour déclencher cette rupture, mais même dans ce cas, les signaux de surface restent faibles.
L’analyse InSAR de 2015 à 2018 n’a révélé aucun schéma cohérent de soulèvement ou d’affaissement du sol autour du Veniaminof, ce qui corrobore les résultats de la modélisation. Même lors de l’éruption de 2018, les signaux de déplacement étaient difficilement détectables et probablement masqués par des interférences atmosphériques ou par le glacier qui recouvre le sommet. Ces facteurs compliquent la détection de signes subtils d’inflation volcanique et étayent la conclusion selon laquelle le Veniaminof peut produire des éruptions avec peu ou pas de signes précurseurs en surface.

References:

Stealthy magma system behavior at Veniaminof Volcano, Alaska – Yuyu Li, Patricia M. Gregg, et al. – Frontiers in Earth Science – June 10, 2025 – DOI https://doi.org/10.3389/feart.2025.1535083 – OPEN ACCESS

The Watchers.

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Veniaminof volcano on the Alaska Peninsula has a long record of eruptions that occur with little or no detectable warning. Despite the presence of eight permanent seismic stations and satellite monitoring using Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR), most eruptions since 1993 have taken place without clear precursory signals. Of the last 13 eruptions, only two were preceded by detectable warning signs. This pattern prompted researchers to examine the underlying magma system at Veniaminof and investigate how volcanoes behave prior to eruption.

Researchers from two Illinois universities set out to test whether a sealed magma system could erupt without triggering any noticeable seismic activity or ground movement.

In open volcanic systems, such as Mauna Loa, magma and gases move more freely toward the surface, sometimes resulting in fewer clear warning signals. In contrast, closed systems, such as Campi Flegrei, typically accumulate pressure, which can cause ground uplift and increased seismicity before an eruption.

To figure out how eruptions might happen without these signals, the researchers built detailed thermomechanical models. They tested how changes in magma chamber shape, size, depth, and magma supply rate interact with the surrounding rock’s physical properties.

The scientific team created models incorporating both temperature-dependent and temperature-independent rock behavior. They simulated magma transport from deep sources, more than 13 km below the surface, into shallower magma chambers with varying geometries.

To test how realistic these models were, they compared the results with InSAR and seismic data from Veniaminof’s 2018 eruption. The 2018 eruption is valuable because it showed no obvious ground movement or any preceding seismic activity, making it a good example of a quiet eruption.

The main finding is that certain magma systems can erupt without producing detectable warning signals. Specifically, systems characterized by small, deep magma chambers, low magma supply rates, and heat-softened surrounding rock can produce eruptions with minimal ground deformation (less than 10 mm and little to no seismicity related to shear failure, which typically causes earthquakes.

However, some rock still fractured through tensile failure, which was enough to allow magma to rise and cause an eruption. In models where the rock’s behavior changed with temperature, a higher magma flux was needed to trigger this failure, but even then the surface signals remained weak.

InSAR analysis from 2015 to 2018 revealed no consistent uplift or subsidence patterns around the volcano, supporting the modeling results. Even during the 2018 eruption, displacement signals were ambiguous and likely masked by atmospheric interference or the glacier covering the summit. These factors complicate the detection of subtle signs of volcanic inflation and support the conclusion that Veniaminof can produce eruptions with little or no surface warning.

References:

Stealthy magma system behavior at Veniaminof Volcano, Alaska – Yuyu Li, Patricia M. Gregg, et al. – Frontiers in Earth Science – June 10, 2025 – DOI https://doi.org/10.3389/feart.2025.1535083 – OPEN ACCESS

The Watchers.

L’épaisseur de la calotte glaciaire du Mont Blanc

Aussi étrange que cela puisse paraître, l’épaisseur de la calotte de glace qui encapuchonne le sommet du Mont Blanc est mal connue. C’est pour cela qu’une équipe scientifique franco-italienne s’est rendue sur le toit de l’Europe le 31 mai 2025 pour y effectuer des mesures. L’opération était annoncée depuis le début 2025 comme l’un des points clefs de l’Année internationale des Glaciers décrétée par les Nations Unies, et dont j’ai fait état sur ce blog.

Le toit de l’Europe est en fait constitué de deux sommets : l’un rocheux, culmine à 4 792 mètres. L’autre est composé d’un amas de couches de neige et de glace. Il est situé plus à l’est et résulte d’une accumulation de neige par le soufflement du vent d’ouest ; c’est lui qui fait figure de référence lorsque le grand public parle d’une altitude variant entre 4 807 et 4 810 mètres.

Ludovic Ravanel, chercheur au laboratoire Edytem, explique que depuis la dernière campagne de mesure au début des années 2000, on a réussi à évaluer qu’une calotte d’une quinzaine de mètres de neige et de glace recouvre le sommet rocheux du Mont Blanc, contre une quarantaine de mètres pour celui en neige.

Il est d’autant plus intéressant de procéder à une nouvelle campagne de mesures qu’en 25 ans, les outils technologiques à disposition des scientifiques ont largement progressé. La précision des GPS différentiels et autres drones Lidar actuels n’a plus rien à voir avec celle des décennies précédentes

Au final,, chaque équipe scientifique a apporté au sommet du Mont Blanc ses connaissances sur ses thèmes de recherche et ses outils de mesure les plus performants. Les Italiens sont venus avec des drones tandis que les Français ont manipulé les GPS.

Le but ultime de la mission était de fixer précisément la topographie de la calotte glaciaire sommitale. Cela permettra, par la suite, d’en savoir davantage sur les conséquences du réchauffement climatique global à cette altitude élevée.

Lors de l’été 2022, les scientifiques ont mesuré des températures de +10 °C au sommet du Mont Blanc, ce qui n’est pas sans effet sur les glaciers. Ludovic Ravanel explique que certains glaciers qui, auparavant, restaient toujours froids et collés à la roche, peuvent passer à 0 °C et commencer à glisser. Ce n’est pas encore le cas pour le sommet du Mont Blanc, mais il est probable que sa calotte se réchauffe tout de même.

Des sismographes et autres géoradars faisaient aussi partie de la panoplie de l’équipée scientifique franco-italienne. L’objectif était de recueillir le maximum de données afin de réaliser, en laboratoire, un modèle en trois dimensions de la coiffe de glace et de neige du Mont Blanc. D’ici la fin de l’été, une fois la modélisation achevée, on en saura beaucoup plus sur la superficie, l’épaisseur, la masse externe et interne de l’immense tête blanche du toit de l’Europe. Mais il n’aura pas encore, pour autant, livré tous ses secrets.

Après la phase de mesures et la modélisation, une troisième étape devrait permettre d’effectuer des carottages dans la croûte de neige et de glace au sommet du Mont Blanc. Cela permettra peut-être de dater et de découvrir toutes les marques qui restent inscrites dans la neige et la glace, comme les traces de pollution. Selon Ludovic Ravanel, « si l’on peut prélever sur le sommet un échantillon de la couche qui s’est formée il y a des millénaires, lors du réenglacement des Alpes, on aura probablement un échantillon de la glace la plus vieille des Alpes, et avec elle, un océan de découvertes à faire pour mieux comprendre l’évolution du climat alpin. »

Source : France 3 Auvergne-Rhône-Alpes.

Photos: C. Grandpey

Arsia Mons, volcan martien // Arsia Mons, a Martian volcano

La NASA a publié une photo d’Arsia Mons, un ancien volcan martien, prise avant l’aube le 2 mai 2025. Le volcan a été photographié par la sonde Mars Odyssey 2001 alors qu’elle analysait l’atmosphère de la Planète rouge, qui apparaît sous la forme d’une brume verdâtre.

Arsia Mons est l’un des plus grands volcans de Mars. Il culmine à 20 kilomètres de haut, soit presque deux fois plus que le Mauna Loa (Hawaï) qui culmine à 9 kilomètres au-dessus du plancher océanique. Avec deux autres volcans, Arsia Mons forme les Tharsis Montes qui sont souvent entourés de nuages formés de glace d’eau – contrairement aux nuages ​​de dioxyde de carbone tout aussi fréquents sur Mars – surtout au petit matin.

Arsia Mons est le plus méridional des trois volcans qui composent les Tharsis Montes, au centre de cette carte. L’Olympus Mons, le plus grand volcan du système solaire, se trouve en haut à gauche.

La NASA explique qu’Arsian Mons est le plus méridional des trois volcans qui forment les Tharsis Montes ; c’est aussi celui où les nuages sont le plus présents. Ils se forment lorsque l’air se dilate en remontant les flancs de la montagne, puis se refroidit rapidement. Les nuages sont particulièrement épais au moment de l’aphélie, lorsque Mars est au plus loin du Soleil.
Ce panorama sur la photo marque la première image d’un des volcans à l’horizon de la planète. Il offre la même perspective de Mars que celle que les astronautes ont de la Terre lorsqu’ils observent notre planète depuis la Station spatiale internationale.
Lancée en 2001, Odyssey est la mission en orbite autour d’une autre planète la plus longue jamais réalisée.
Source : NASA.

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NASA has released a photo of Arsia Mons, an ancient Martian volcano, before dawn on May 2, 2025. The volcano was captured by the 2001 Mars Odyssey orbiter while the spacecraft was studying the Red Planet’s atmosphere, which appears as a greenish haze (see above).

Arsia Mons is one of the Red Planet’s biggest volcanoes, Arsia Mons. It stands 20 kilometers high, roughly twice as tall as Earth’s largest volcano, Mauna Loa, which rises 9 kilometers above the seafloor.With and two other volcanoes, Arsian Mons forms form the Tharsis Montes, or Tharsis Mountains, which are often surrounded by water ice clouds – as opposed to Mars’ equally common carbon dioxide clouds – especially in the early morning. (see map above)

NASA explains that Arsian Mons is the southernmost of the three Tharsis volcanoes and the cloudiest. The clouds form when air expands as it blows up the sides of the mountain and then rapidly cools. They are especially thick when Mars is farthest from the Sun, a period called aphelion.

This panorama marks the first time one of the volcanoes has been imaged on the planet’s horizon, offering the same perspective of Mars that astronauts have of the Earth when they peer down from the International Space Station.

Launched in 2001, Odyssey is the longest-running mission orbiting another planet.

Source : NASA.

L’alimentation magmatique du rift est-africain // The East African Rift’s magma feeding system

Le rift est-africain est l’un des plus vastes systèmes de rift de la planète. Il s’étend sur plus de 6 400 kilomètres, de l’Éthiopie au nord jusqu’au Malawi au sud. Il est parsemé de vallées de rift secondaires et de régions volcaniques actives, parmi lesquelles figurent certains des volcans les plus célèbres au monde, comme le Kilimandjaro et l’Ol Doinyo Lengai en Tanzanie, ou encore l’Erta Ale en Éthiopie. Cette activité volcanique fait de l’Afrique de l’Est un point chaud géothermique. Ainsi, une grande partie de l’électricité du Kenya est d’origine géothermique.
L’exploitation de cette énergie géothermique présente des avantages pour les scientifiques qui étudient le rift est-africain. Ils peuvent profiter des forages géothermiques pour mieux comprendre les mécanismes qui régissent les processus géologiques dans la région. Bien que la théorie dominante, avec une remontée de magma du manteau profond, soit à l’origine du processus de formation du rift, il est très difficile de déterminer si ce phénomène provient d’un panache unique d’origine profonde ou de plusieurs panaches disséminés le long du rift est-africain.

Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Geophysical Research Letters, des scientifiques de l’Université de Glasgow ont utilisé des données recueillies sur le champ géothermique de Menengai au Kenya. Ils ont analysé le néon, un gaz rare, et conclu qu’il provient du manteau profond, probablement d’une zone entre le noyau externe et le manteau. Grâce à la spectrométrie de masse de haute précision, l’équipe scientifique a également détecté une « empreinte » commune des gaz sur une grande distance, ce qui étaye l’idée que le rift est-africain est alimenté par un seul « super panache » plutôt que par plusieurs processus à moindre profondeur.
La nouvelle étude émet l’hypothèse d’une masse de matériaux à très haute température en provenance de la limite noyau-manteau sous l’Afrique de l’Est. La pression de cette masse fait s’écarter les plaques tectoniques et se soulever cette partie du continent africain qui se trouve ainsi à plusieurs centaines de mètres au-dessus de son niveau normal.
Pour déterminer si le rift est-africain est effectivement alimenté par un super panache, les chercheurs ont d’abord dû analyser les isotopes du néon car les gaz rares peuvent révéler le comportement de la Terre dans les profondeurs. Cependant, ces gaz sont également facilement contaminés, à la fois par l’atmosphère et par d’autres gaz rares qui se forment dans la lithosphère. En analysant les gaz rares du champ géothermique kényan, les scientifiques ont constaté que la contamination était minime. Ils ont également découvert que les caractéristiques isotopiques du néon avaient également été observées dans d’autres parties du système de rift, notamment dans les basaltes de l’Afar en Éthiopie et dans la vallée du Rift occidental, entre l’Ouganda et la République Démocratique du Congo. Selon ses auteurs, l’étude « fournit la première preuve géochimique de l’existence d’un manteau profond commun sous l’ensemble du système de rift est-africain ».
Ces données concordent également avec une étude de 2023 de la Virginia Tech qui a cherché à comprendre pourquoi le rift est-africain présentait des déformations parallèles, et non perpendiculaires, au rift. Leur analyse a étayé l’idée qu’un super panache à la source profonde devait propulser le magma vers le nord, donnant naissance à ces étranges déformations.
Bien que le rift est-africain semble relativement statique si l’on se place au niveau de l’espérance de vie humaine, il pourrait à terme déchirer l’Afrique en deux. Autrement dit, ce à quoi nous assistons actuellement pourrait un jour donner naissance à un nouvel océan. Cependant, toutes les rifts ne se transforment pas en océans. L’évolution géologique de notre planète dira un jour ce qu’il en est du rift est-africain.
Source : Popular Mechanics via Yahoo News.

Source: Wikipedia

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In East Africa, the East African Rift System (EARS) is one of the largest rift systems on Earth. It stretches over 6,400 kilometers from Ethiopia in the north to Malawi in the south. It is filled with rift valleys and active volcanic regions that include some of the world’s most famous volcanoes, like Mount Kilimanjaro and Ol Doinyo Lengai in Tanzania), or Erta Ale in Ethiopia. This volcanic activity means that eastern Africa is a geothermal hotspot. For example, a large majority of Kenya’s electricity is of geothermal origin.

Geothermal energy has positive side effects for scientists studying EARS. They can take advantage of the geothermal drilling to gain a better understanding of what is driving the geologic processes in the region. Although the running theory is that hot, buoyant deep-mantle upwelling drives the rifting process, it has been very difficult to figure out if this comes from one deep-sourced plume or multiple plumes along the EARS expanse.

In a new study published in the journal Geophysical Research Letters. , scientists at the University of Glasgow, using data gathered at the Menengai geothermal field in Kenya, analyzed of the noble gas neon and determined that it originates in the deep mantle, probably between the outer core and the mantle. Using high precision mass spectrometry, the scientific team also determined a common “fingerprint” of gases across a far distance, which supports the idea that EARS is powered by one singular “superplume” rather than multiple, shallower processes.

The new research suggests that a giant hot blob of rock from the core-mantle boundary is present beneath East Africa ; it is driving the plates apart and propping up the Africa continent so it is hundreds of meters higher than normal.

To investigate whether EARS is in fact powered by a superplume, the researchers first needed to analyze neon isotopes, as noble gasses can reveal deep Earth behavior. However, these gases are also easily contaminated, both by the atmosphere and by other noble gases formed in the lithosphere. However, by analyzing noble gases from the Kenyan geothermal field, scientists found that contamination was minimal. Additionally, they discovered that those same neon isotopic features had also been observed in other parts of the rift system, including in basalts from the Afar plume in Ethiopia, and in the Western Rift Valley between Uganda and the Democratic Republic of Congo. According to its authors, the study “provides the first geochemical evidence for a common deep mantle beneath the entirety of the East African Rift System.”

This data also aligns with a 2023 study from Virginia Tech that investigated why EARS displayed deformations parallel to the rift rather than perpendicular. Their analysis supported the idea that a deep-rooted superplume must be driving a northward-moving magma flow in order for these strange deformations to take shape.

While EARS appears somewhat static, at least, from a human lifespan perspective, the rift could eventually tear Africa in two. So, what we are now witnessing could one day result in the birth of an entirely new ocean. However, not all rifts turn into oceans, so we won’t know for sure until geologic history takes its course.

Source : Popular Mechanics via Yahoo News.