Catégorie : Science

Les cristaux de feldspath du Mont St Helens // Mount St Helens’ feldspar cristals

drapeau francaisPlus de 36 ans après l’éruption du Mont St Helens en mai 1980, des scientifiques présents à la conférence Goldschmidt au Japon – événement réunissant plus de 3500 des meilleurs géochimistes au monde – ont révélé que les cristaux de feldspath inclus dans le magma pourraient permettre d’évaluer le risque de futures éruptions du St Helens et de certains autres volcans actifs dans monde.
Le point central des études effectuées par les géochimistes est le mouvement des cristaux de feldspath. Les chercheurs ont étudié la manière selon laquelle les cristaux de feldspath zonés ont grandi et se sont déplacés sous le St. Helens au cours de la phase pré-éruptive qui a débouché sur l’explosion de 1980. Tout comme les arbres, les cristaux sont constitués de couches concentriques, et comme les anneaux des arbres, les couches offrent aux scientifiques une fenêtre sur la formation et le déplacement des cristaux. Si l’on est capable de lire les données enregistrées dans les cristaux zonés, on apprend où et quand le magma s’est déplacé sous le volcan. L’ascension rapide du magma à des profondeurs de plusieurs kilomètres est une bonne indication que quelque chose d’important est en train de se produire.
Les chercheurs ont constaté que, pendant les trois années qui ont précédé l’éruption du Mt St Helens, les cristaux présents dans le magma sous le volcan sont passés d’une profondeur de plus de 10 kilomètres à moins de 5 kilomètres. C’est la preuve que le système magmatique était devenu instable, probablement au cours des mois ou des années avant l’éruption. Au vu de cette évolution, il est raisonnable de penser qu’une situation semblable précédera d’autres éruptions du St Helens et peut-être de nombreux autres volcans de la planète.
Cependant, la révélation faite lors de la conférence Goldschmidt ne se situe pas dans le cadre de la prévision en temps réel ; il s’agit davantage d’une étude rétrospective de ce qui s’est produit en profondeur sous le volcan avant l’éruption de 1980. Pourtant, les chercheurs espèrent que cette nouvelle approche facilitera les travaux sur d’autres volcans actifs comme le Pinatubo aux Philippines et le Bezymianny en Russie.
Source: The Oregonian.

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drapeau anglaisMore than 36 years after the eruption of Mt St Helens in May 1980, experts at the Goldschmidt conference in Japan, a meeting of more than 3,500 of the world’s top geochemists, have revealed that feldspar crystals in the magma could help experts assess the risk of future eruptions at Mount St Helens and some of the world’s other most active volcanoes.

The focus of the studies was on the movement of feldspar crystals. The researchers looked for signs in the way zoned feldspar crystals grew and moved beneath Mount St. Helens in the build-up to the 1980 eruption. Much like trees, the crystals are made up of concentric layers, and like tree rings, the layers offer scientists a window into the conditions present when the crystals form and how they move as they grow. If one can read the record preserved in the zoned crystals, one can learn where and when magma has moved under the volcano. Rapid upward movement of magma at depths of several kilometres is a good indication that something significant is happening.

Researchers found that, in the three years preceding the Mt St Helens eruption, crystals in the magma beneath the volcano rose from a depth of more than 10 kilometres to less than 5 kilometres. This indicated that the magma system beneath the volcano had become destabilised, probably in the months to years before the eruption. Taking this movement into account, it is reasonable to assume that similar movement will precede any further eruptions on Mt St Helens and perhaps on many other volcanoes.

However, the revelation made during the Goldschmidt conference is not real-time monitoring it is rather a retrospective study of what went down deep beneath the volcano before it erupted. Still, researchers are hopeful this new information will help their studies of other active volcanoes like Mt. Pinatubo in the Philippines and Bezymianny in Russia.

Source: The Oregonian.

St-Helens-blog

Photo: C. Grandpey

L’affaissement du Lassen Peak (Californie) // Lassen Peak is sinking in California

drapeau francaisErik Klemetti, professeur de Sciences de la Terre à l’Université Denison, vient de publier une note très intéressante qui indique que de nombreux volcans dans le monde ont tendance à s’affaisser pour des raisons que les géologues ne parviennent pas vraiment à cerner. Certains de ces volcans ont eu des éruptions récentes, d’autres sont en sommeil depuis des millénaires.
Le Lassen Peak, au sud de la Chaîne des Cascades, est un bon exemple de ce phénomène. Sa dernière éruption a eu lieu en 1915. Les données présentées dans le Journal of Volcanology and Geothermal Research montrent que toute la zone du Lassen Peak s’affaisse depuis le milieu des années 1990. Les données satellitaires de 1992 à 2010 révèlent qu’une zone 30-40 kilomètres de diamètre centrée près de Reading Peak s’enfonce à raison d’environ 10 millimètres par an, ce qui équivaut à un affaissement de 18 centimètres du Lassen Peak pour cette période!
Ce résultat a été obtenu grâce à l’interférométrie radar à synthèse d’ouverture (InSAR). Comme je l’ai écrit il y a quelque temps, cette méthode utilise des mesures satellitaires précises de la surface de la Terre. Elles produisent des interférences d’images qui sont ensuite converties en valeurs positives ou négatives selon le degré d’interférence.
Les données géodésiques terrestres – moins précises que l’InSAR – rassemblées au cours des 70 dernières années ne montrent pas vraiment d’affaissement du Lassen avant le début des années 1990. Il semble que la source de l’affaissement soit un point situé à environ 8,3 kilomètres sous le centre volcanique. Il n’est pas directement sous le Lassen Peak, mais en décalage vers le sud, sous certaines des zones hydrothermales les plus actives de la région. La profondeur est à peu près la même que celle où le magma est censé être stocké sous le volcan.

Comme je l’ai écrit plus haut, les causes de l’affaissement ne sont pas claires et il pourrait y en avoir de plusieurs types. La plus probable est le refroidissement et la cristallisation du magma après l’éruption du Lassen entre 1914-1917. En effet, au fur et à mesure que le magma refroidit, il perd de son volume. Une autre raison pourrait être une modification des fluides hydrothermaux en dessous de la zone d’affaissement. Il existe une certaine corrélation entre la phase importante d’affaissement entre 2004 et 2007 et l’activité sismique dans la zone du système hydrothermal. Le séisme de M 7.3 enregistré à Landers en 1992, à environ 840 km du Lassen, peut avoir déclenché le processus et provoqué un événement de M 3.5 dans la zone de Lassen Peak13 minutes plus tard. Cependant, ces événements sont des corrélations plus que des causalités et n’ont pas fait l’objet d’une étude plus approfondie.
Il se pourrait aussi que le phénomène d’affaissement ne soit pas lié au magmatisme. Des failles locales liées à la Basin and Range Province sont à l’origine d’un bassin d’effondrement autour de l’ensemble volcanique du Lassen. La nature plus chaude de la croûte dans la région pourrait signifier que cette zone est plus sensible aux effondrements que les zones plus froides. Medicine Lake dans le nord de la Californie est un autre volcan des Cascades en phase d’affaissement. Dans ce cas, les études pointent du doigt les forces tectoniques ainsi que le refroidissement d’un corps de magma en profondeur. Il se pourrait que ce double phénomène soit relativement fréquent dans les Cascades, y compris dans la région du Lassen Peak..

Vous pourrez lire l’article d’Eril Klemetti à cette adresse:
http://www.wired.com/2016/06/lassen-peak-sinking-volcanologists-dont-know/

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drapeau anglaisErik Klemetti, an assistant professor of Geosciences at Denison University, has just posted a very interesting note indicating that many volcanoes in the world are subsiding for reasons geologists can’t really understand. Some have had recent eruptions, others haven’t erupted for millennia.

One good example is Lassen Peak, the southernmost volcano in the Cascade Range, which last erupted in 1915. Data presented in the Journal of Volcanology and Geothermal Research shows that the whole Lassen Peak area has been sinking since the mid-1990s. Satellite data from 1992 to 2010 reveal that an area 30-40 kilometres across centered near Reading Peak has been sinking at a rate of about 10 millimetres per year. So, over that span the Lassen Peak area has subsided about 18 centimetres!

This result was obtained thanks to Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR). As I put it before, this method uses precise measurements of the Earth’s surface performed by satellites. It produces interference in the images which are then converted into values of up and down based on the extent of interference.

Land-based geodetic data collected by leveing for the last 70 years show no measurable evidence for subsidence at lassen Peak prior to the early 1990s. It seems that the source causing the sinking is a point located 8.3 kilometres beneath the volcanic centre. It isn’t directly under Lassen Peak, but offset to the southeast under some of the more hydrothermally active areas in the Lassen Peak area. It is at a depth that is roughly the same as where magma is supposed to be stored underneath the Lassen Volcanic Center.

AsI put it above, the reasons for the sinking are not clear and there could be many of them. The most likely culprit is cooling and crystallizing of magma after the 1914-17 eruption of Lassen Peak. Indeed, as magma cools, it loses volume. Another reason might be a change in the flow of hydrothermal fluids underneath the area to prompt subsidence. There is some loose correlation between the times of greater subsidence between 2004-07 and more earthquakes within the area of the hydrothermal system. The M7.3 Landers earthquake in 1992, centered about 840 kilometres away may have started the processes it triggered a M3.5 earthquake at Lassen within 13 minutes. However, these events are still correlations rather than causations without further study.

The sinking might not be related to the magmatism at the Lassen Volcanic Center. Local faults related to the Basin and Range province are causing a deepening basin around the Lassen Volcanic Center and the warmer nature of the crust in the area might mean this area is susceptible to more sinking compared to cooler areas. Medicine Lake in northern California is one of the other volcanoes in the Cascades that is also sinking. Studies there point the finger at tectonic forces along with cooling of a magma body at depth, so this combination might be a common occurrence in the Cascades.

You will find Erik’s complete article at this address :

http://www.wired.com/2016/06/lassen-peak-sinking-volcanologists-dont-know/

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Photo: C. Grandpey

 

Possible réduction du trou dans la couche d’ozone // Possible reduction of the ozone layer hole

drapeau francaisSelon une équipe internationale de scientifiques, on observe les premiers signes d’une réduction du trou dans la couche d’ozone au-dessus de l’Antarctique. Les chercheurs ont constaté en septembre 2015 que le trou avait diminué de plus de 4 millions de kilomètres carrés depuis 2000, année où la situation était la plus inquiétante. L’équipe a également montré pour la première fois que cette reprise avait quelque peu ralenti à certains moments, en raison des effets des éruptions volcaniques (celle du Calbuco au Chili, par exemple). Dans l’ensemble, cependant, le trou dans la couche d’ozone semble être sur la voie de la guérison.
La réduction correspond aux modélisations et est largement due à la diminution de la quantité de chlore dans l’atmosphère. En effet, à l’origine, l’agrandissement du trou dans la couche d’ozone a été attribué aux chlorofluorocarbures, les fameux CFC. En 1987, le protocole de Montréal, qui est entré en vigueur le 1er janvier 1989, a interdit l’utilisation des CFC. Il semble que les récents résultats optimistes soient le résultat du protocole. Cependant, comme l’a fait remarquer une scientifique française du CNRS sur une radio, il ne faudrait pas s’enthousiasmer trop vite. Il faudra attendre plusieurs années pour avoir confirmation de la tendance.

En cliquant sur ce lien, vous verrez une animation montrant la moyenne de septembre concernant le trou dans la couche d’ozone au niveau de l’Antarctique entre 1979 et 2015 :
https://zippy.gfycat.com/WaterloggedWindingKentrosaurus.webm

Source: Massachusetts Institute of Technology.

Par ailleurs, il faut insister sur le fait que les CFC et le trou dans la couche d’ozone n’ont rien à voir avec les gaz à effet de serre qui sont responsables du changement climatique actuel. Si nous pouvons être optimistes quant à la réduction du trou dans la couche d’ozone, le réchauffement climatique reste préoccupant et il n’y a actuellement aucune indication que la santé de la planète s’améliore.

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drapeau anglaisAccording to an international team of scientists, there are the first clear signs that the hole in the Antarctic ozone layer is beginning to close. The team found that the September 2015 ozone hole had shrunk by more than 4 million square kilometres since 2000 when ozone depletion was at its peak. The team also showed for the first time that this recovery has slowed somewhat at times, due to the effects of volcanic eruptions (Calbuco’s in Chile, for instance). Overall, however, the ozone hole appears to be on a healing path.

The decline matches the model’s predictions and more than half the shrinkage is due solely to the reduction in atmospheric chlorine. Originally, the widening of the ozone hole was attributed to the CFCs. In 1987, the Montreal protocol, which entered into force on 1 January 1989, banned the use of CFCs. It seems that the recent positive results are the outcome of the protocol. However, as a French CNRS scientist put it on a French radio, we should not be enthusiastic too fast. More years will be necessary to confirm the trend.

By clicking on this link, you will see an animation showing September averages of the ozone hole in Antarctica from 1979 to 2015;

https://zippy.gfycat.com/WaterloggedWindingKentrosaurus.webm

Source : Massachusetts Institute of Technology.

Besides, one should insist that CFCs and the hole in the ozone layer have nothing to do with greenhouse gases which are responsible for the current climate change. If we can be optimistic about the reduction of the hole in the ozone layer, the situation about global warming is preoccupying and there is currently no indication that the world’s health is improving.

Complexité du basalte des arcs volcaniques // Complexity of basalt in volcanic arcs

drapeau-francaisLes dernières recherches effectuées par des chercheurs de l’Université de Washington et publiées en juin 2016 dans les Proceedings of the National Academy of Sciences au sujet des volcans d’arc montrent qu’ils n’émettent pas à cent pour cent de la lave en provenance du manteau. En effet, cette dernière contient également des éléments qui laissent supposer que le processus de subduction fait entrer en jeu certains matériaux retirés à la plaque de la croûte terrestre pendant qu’elle s’enfonce dans les profondeurs.
Les géologues ont longtemps pensé que le basalte provenait du manteau. Toutefois, la nouvelle étude utilise une analyse chimique détaillée pour démontrer que, dans le cadre des volcans d’arc, le magnésium du basalte – qui représente environ 40% du manteau, mais est rare dans la croûte – ne ressemble pas à celui du manteau et montre une importante contribution de la croûte. Alors que les basaltes du plancher océanique sont uniformes dans le type de magnésium qu’ils contiennent, il n’en va pas de même pour les volcans d’arc.
L’étude a utilisé des échantillons de roches prélevés sur un volcan inactif de la Martinique, région où la plaque océanique s’enfonce lentement sous la plaque continentale. Les chercheurs ont choisi d’étudier un volcan des Caraïbes parce que le fleuve Amazone fait se déposer une énorme quantité de sédiments sur le plancher océanique. Les scientifiques voulaient savoir quelle quantité de sédiments de surface, riches en carbone, était entraînée dans les profondeurs de la Terre, et quelle quantité était extirpée de la plaque descendante avant de réapparaître dans l’atmosphère de la planète.
L’analyse des atomes de magnésium présents dans le basalte émis montre qu’ils ne proviennent pas du manteau, ni des sédiments organiques entraînés pendant la subduction, mais directement de la croûte océanique pendant cette même subduction. Malgré tout, ce basalte volcanique ne contient pas tous les composants de la croûte. La majeure partie montre la composition du manteau; la seule différence concerne le magnésium. Il se pourrait que dans les grandes profondeurs, l’eau riche en magnésium s’échappe par compression de la roche qui compose la croûte terrestre. Au moment du déplacement du fluide, la roche qui l’entoure joue le rôle de filtre Brita qui retient le magnésium, transférant ainsi les particules de magnésium de la croûte vers le manteau juste en dessous de la zone de subduction. La plupart des scientifiques pensent que les matériaux de la croûte ou du manteau interviennent sous forme solide. Dans le cas présent, il se peut que le magnésium ait été ajouté par un fluide.
Les fluides semblent intervenir dans l’activité sismique au niveau des zones de subduction, et si l’on connaît mieux la façon dont ces fluides se déplacent dans les profondeurs de la Terre on comprendra certainement mieux les processus tels que le volcanisme et la sismicité profonde. A cet effet, d’autres études seront effectuées sur des roches basaltiques de la Chaîne des Cascades et sur d’autres volcans d’arc pour analyser la composition de leur magnésium.
Source: Université de Washington.

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drapeau-anglaisNew University of Washington research published in June 2016 in the Proceedings of the National Academy of Sciences about arc volcanoes shows that they are not just emitting molten rock from the mantle. The emitted lava also contains elements that suggest something more complicated is drawing material out of the descending plate of Earth’s crust.

Geologists have long believed that basalt originates in the mantle. However, the new study uses detailed chemical analysis to find that the basalt’s magnesium, which makes up about 40 percent of the mantle but is rare in the crust, does not look like that of the mantle, and shows a surprisingly large contribution from the crust.  While the ocean-floor basalts are uniform in the type of magnesium they contain, the one found in arc volcanoes is not.

The study used rock samples from an inactive volcano on the Caribbean island of Martinique, a region where the ocean plate is slowly subducting, beneath the continental plate. Researchers chose to study a volcano in the Caribbean partly because the Amazon River carries so much sediment from the rainforest to the seabed. Scientists wanted to learn how much of the carbon-rich sediment from the surface gets carried deep in the Earth, and how much gets scraped off from the descending plate and reemerges into the planet’s atmosphere.

Analyzing the weight of magnesium atoms in the erupted basalt shows that they came not from the mantle, nor from the organic sediment scraped off during the slide, but directly from the descending oceanic crust. Yet the volcanic basalt lacks other components of the crust. The majority of the other ingredients are still like the mantle; the only difference is the magnesium. The reason might be that at great depths, magnesium-rich water is squeezed from the rock that makes up Earth’s crust. As the fluid travels, the surrounding rock acts like a Brita filter that picks up the magnesium, transferring magnesium particles from the crust to the mantle just below the subduction zone. Most people think you add either crustal or mantle materials as a solid. Here the magnesium may have been added by a fluid.

Fluids seem to play a role in seismic activity at subduction zones, and having more clues to how those fluids travel deep in the Earth could help better understand processes such as volcanism and deep earthquakes. For this purpose, more studies will be performed on basalt rocks from the Cascade Range and other arc volcanoes to analyze their magnesium composition.

Source: University of Washington.

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Illustration du processus de subduction dans le volcanisme d’arc (Source: USGS)