Catégorie : Science

Les éruptions sont-elles devenues plus fréquentes? Have eruptions become more frequent ?

drapeau francaisAu cours de mes conférences ou quand je les rencontre dans la rue, les gens me demandent souvent pourquoi il y a maintenant plus d’éruptions que par le passé. En fait, je ne suis pas sûr qu’il y ait plus d’éruptions mais, avec les nouveaux moyens de communication, nous savons mieux quand elles se produisent. Avec Internet, l’information circule à la vitesse de la lumière et nous sommes informés du moindre événement – y compris les éruptions volcaniques – quelques secondes après qu’il se soit produit.
Cependant, certains scientifiques ont essayé de voir si certains facteurs peuvent contribuer à rendre les éruptions plus fréquentes.

Ils ont d’abord remarqué que les éruptions se produisent souvent pendant les jours les plus courts. En raison de facteurs tels que l’attraction gravitationnelle du soleil et de la lune, la vitesse à laquelle la Terre tourne change constamment. En conséquence, la durée d’une journée varie d’année en année. La différence est de l’ordre de quelques millisecondes, mais les dernières études indiquent que cette infime perturbation est susceptible d’entraîner des changements importants sur notre planète.
Une étude publiée dans la revue Terra Nova en février 2014 a montré que, depuis le début du 19ème siècle, les changements de vitesse de rotation de la Terre ont tendance à être suivis par une augmentation de l’activité volcanique mondiale. On a constaté qu’entre 1830 et 2013, la période la plus longue pour laquelle des mesures fiables étaient disponibles, des changements relativement importants dans la vitesse de rotation ont été immédiatement suivis d’une augmentation du nombre des grandes éruptions volcaniques.
Une modification de la rotation d’une planète, aussi faible soit-elle, exige une énorme quantité d’énergie. On a estimé que les changements de vitesse de rotation de la Terre dissipent environ 120.000 pétajoules d’énergie chaque année, assez pour alimenter les Etats-Unis pendant la même durée de temps (Un pétajoule équivaut à 1015 joules ou 3160 millions de mètres cubes de gaz naturel). Cette énergie est transférée dans l’atmosphère et dans le sous-sol de la Terre. C’est cette seconde conséquence qui, selon les auteurs de Terra Nova, pourrait affecter les volcans.
Les grandes quantités d’énergie envoyées vers le sous-sol lors des variations de rotation sont susceptibles de perturber le champ de contraintes. Ces variations de contraintes peuvent faciliter la remontée de la roche liquide vers la surface et donc augmenter le nombre d’éruptions volcaniques.

Un autre phénomène naturel peut, lui aussi, affecter l’activité volcanique: le changement climatique et la fonte des glaciers qui l’accompagne.
Il y a environ 19000 ans, la glaciation était à son comble. Une grande partie de l’Europe et de l’Amérique du Nord était sous la glace. Puis, le climat s’est réchauffé et les glaciers ont commencé à reculer. Depuis le milieu des années 1970, un certain nombre d’études émettent l’idée que, comme la glace a disparu, les éruptions volcaniques sont devenues beaucoup plus fréquentes.
Les calottes glaciaires sont lourdes. Chaque année, l’Antarctique perd environ 40 milliards de tonnes de glace. Les calottes de glace sont si lourdes que, au fur et à mesure qu’elles grandissent, elles font se plier la croûte terrestre, un peu comme le ferait une planche de bois placée sous un poids. De façon logique, quand la glace fond et que sa masse s’amoindrit, la croûte terrestre se redresse. Ce mouvement vers le haut entraîne probablement une chute de stress dans les roches sous-jacentes, ce qui pourrait faciliter la montée du magma qui alimente les éruptions volcaniques.
Le lien entre le changement climatique et le volcanisme est encore mal compris. De nombreux volcans ne semblent pas avoir été affectés par les caprices du climat. Pourtant, même s’il ne représente peut-être pas un danger immédiat, cet effet étrange nous rappelle que notre planète peut  réagir de façon imprévue à certains changements.
Source: The Vancouver Sun.

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drapeau anglaisDuring my conferences or when I meet them in the street, people often ask me why there are now more eruptions than in the past. Actually, I’m not sure there are more eruptions but, with the new means of communication, we better know when they occur. With the Internet, information travels at the speed of light and we are informed about the slightest event – including volcanic eruptions – seconds after it has happened.

However, some scientists have tried to see if some factors may have contributed to trigger more frequent eruptions.

They first noticed that eruptions often occurred during shorter days. Due to factors like the gravitational pull of the sun and moon, the speed at which the Earth rotates constantly changes. Accordingly, the length of a day actually varies from year to year. The difference is only in the order of milliseconds, but new research suggests that this seemingly small perturbation could bring about significant changes on our planet.

A study published in the journal Terra Nova in February showed that, since the early 19th century, changes in the Earth’s rotation rate tended to be followed by increases in global volcanic activity. It found that, between 1830 and 2013, the longest period for which a reliable record was available, relatively large changes in rotation rate were immediately followed by an increase in the number of large volcanic eruptions.

Altering the spin of a planet, even by a small amount, requires a huge amount of energy. It has been estimated that changes in the Earth’s rotation rate dissipate around 120,000 petajoules of energy each year, enough to power the United States for the same length of time (One petajoule equals  1015 joules or 3160 million cubic metres of natural gas). This energy is transferred into the Earth’s atmosphere and subsurface. And it is this second consequence that the Terra Nova authors believe could affect volcanoes.

The vast quantities of energy delivered to the subsurface by rotation changes are likely to perturb its stress field. These stress variations may make it easier for the liquid rock to rise to the surface, and thereby increase the rate of volcanic eruptions.

Another natural phenomenon may have a much stronger potential to affecting volcanic activity: climate change and the ensuing glacier melting.

Around 19,000 years ago, glaciation was at a peak. Much of Europe and North America was under ice. Then the climate warmed, and the glaciers began to recede. Since the mid-1970s, a number of studies have suggested that, as the ice vanished, volcanic eruptions became much more frequent.

Ice sheets are heavy. Each year, Antarctica’s loses around 40 billion tons of ice. The sheets are so heavy, in fact, that as they grow, they cause the Earth’s crust to bend, like a plank of wood when placed under weight. In a logical way, when an ice sheet melts, and its mass is removed, the crust springs back. This upward flexing can lead to a drop in stress in the underlying rocks, which could make it easier for magma to reach the surface and feed volcanic eruptions.

The link between climate change and volcanism is still poorly understood. Many volcanoes do not seem to have been affected by it. Yet, while it may not be an immediate hazard, this strange effect is a reminder that our planet can respond to change in unforeseen ways.

Source: The Vancouver Sun.

Columbia 02

Columbia Glacier (Alaska)   [Photo:  C.  Grandpey]

 

Une nouvelle carte des fonds océaniques // A new map of the Earth’s ocean floor

drapeau francaisComme je l’ai souvent écrit, nous savons souvent plus de choses sur les autres planètes que sur la nôtre. La NASA a montré de nombreuses images spectaculaires de la planète Mars alors que nous ne savons pratiquement rien sur les profondeurs extrêmes de nos océans.
Cependant, une nouvelle carte topographique du plancher océanique terrestre publiée le 2 octobre dans la revue Science par la Scripps Institution of Oceanography va probablement permettre aux scientifiques de mieux comprendre les profondeurs cachées de notre planète. La nouvelle carte révèle des milliers de volcans impressionnants, des fractures jusque là inconnues et d’autres éléments géologiques recouverts par des kilomètres d’eau et de sédiments.
Par rapport à la carte précédente éditée en 1997, la résolution est bien meilleure, faisant apparaître beaucoup mieux les zones côtières et les régions de l’Arctique. La topographie des fonds marins a été réalisée à partir d’un modèle du champ de gravité de l’océan qui s’appuie également sur l’altimétrie définie par les satellites Jason-1 et Cryosat-2.
Avec la nouvelle carte, le nombre de volcans dans le monde a augmenté de façon spectaculaire. Par exemple, le nombre de volcans sous-marins est passé de 5 000 à 20000 ! La carte montre tous les édifices volcaniques sous-marins de plus de 1,5 km de hauteur.
Certains édifices appartiennent à des chaînes linéaires, mais beaucoup ne correspondent pas à ce profil. Cela laisse supposer que ces volcans ne sont pas entrés en éruption au-dessus d’un panache mantellique. Certains scientifiques pensent que les panaches mantelliques n’existent pas, mais, comme pour le changement climatique, la majorité des chercheurs sont d’accord sur le concept et leurs avis divergent sur les détails. Un travail de recherche sur l’agencement des volcans sous-marins nouvellement identifiés permettra peut-être d’apporter des réponses.
Le mouvement des plaques tectoniques a modelé les fonds marins. On observe notamment des dorsales et des zones de fracture, là où les plaques s’écartent et où la lave se fraye un chemin vers la surface. Pour la première fois, la topographie du plancher océanique mondial fait apparaître les collines abyssales. Bien que leur origine soit encore débattue, les scientifiques pensent que c’est la combinaison de failles et de volcanisme qui a donné naissance à ces collines.
Le long des côtes, la carte révèle des failles et des fractures enfouies sous les épaisseurs de boue et de sable vomies par les continents. En particulier, on perçoit de nouveaux détails dans les zones de fracture entre l’Amérique du Sud et l’Afrique. On peut maintenant voir les failles transformantes ainsi que les zones de fractures qui s’étendent jusqu’aux marges continentales actuellement enfouies sous les sédiments et qui étaient invisibles jusqu’à maintenant. .
De même, dans le Golfe du Mexique, les chercheurs ont identifié une ancienne dorsale d’accrétion qui est aujourd’hui enfouie sous plusieurs kilomètres de sédiments. Cette dorsale a ouvert le golfe il y a environ 150 millions d’années, quand la péninsule du Yucatan a pivoté dans le sens antihoraire par rapport à l’Amérique du Nord.
Grâce à une amélioration importante de la précision, la carte de la Scripps Institution permettra de nouvelles découvertes de structures tectoniques, notamment dans les régions recouvertes d’épaisses couches de sédiments.
Source: Live Science.

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drapeau anglaisAs I have often written, we know other planets better than our own. NASA has shown dramatic pictures of Mars whereas we know nothing about the abysses of our oceans.

However, a new topographic map of the Earth’s ocean floor released on October 2nd in the journal Science by the Scripps Institution of Oceanography will probably help scientists better understand the hidden depths of our planet. The new map reveals thousands of impressive volcanoes, hidden faults and other features once veiled by kilometres of water and thick sediment.

Compared with the previous 1997 map, the resolution is twice as accurate, especially in coastal areas and the Arctic regions. The seafloor topography comes from a gravity model of the ocean, which is in turn based on altimetry from the Jason-1 and Cryosat-2 satellites.

With the new map, the number of volcanoes around the world has increased dramatically. For instance, the number of seamounts has soared from around 5,000 to about 20,000. The map captures all seamounts more than 1.5 kilometres tall.

Some of the new seamounts appear in linear chains, but many do not. This suggests the volcanoes did not erupt above a mantle plume. Some scientists think mantle plumes don’t exist, but, as with climate change, the majority of researchers agree on the concept but argue about the details. Finding patterns in the newly identified seamounts may help resolve the debate.

The motion of the Earth’s tectonic plates created very distinct features on the seafloor. These include spreading ridges and fracture zones, where the massive plates pull apart and lava oozes to the surface. For the first time, the global seafloor topography captures the abyssal hills. While the secrets of the origin are still debated, scientists think a combination of faulting and volcanism at spreading ridges creates the hills.

Along coastlines, the map reveals faults and fractures buried under thick piles of mud and sand pouring off the continents. In particular, it shows new details in fracture zones that extend from South America to Africa. One can now see transform faults or fracture zones all the way up to the continental margins that are currently buried by sediments, and that couldn’t be seen before.  .

Similarly, in the Gulf of Mexico, the researchers identified an ancient spreading ridge now buried under kilometres of sediment. The spreading ridge opened the gulf about 150 million years ago, when the Yucatan Peninsula pivoted counter-clockwise from North America.

Thanks to a major improvement in accuracy, the map will lead to more discoveries of tectonic features, especially in regions with thick sediments.

Source: Live Science.

Seafloor-blog

Source:   Scripps Institution of Oceanography.

Moins de neige sur la glace de l’Arctique // Less snow on Arctic ice

drapeau francaisComme je l’ai écrit à plusieurs reprises, le réchauffement climatique qui m’inquiète car j’ai eu l’occasion de voir à de nombreuses reprises ses effets sur les glaciers, que ce soit en Europe ou en Amérique.
Selon une nouvelle étude réalisée par des chercheurs de l’Université de Washington et de la NASA, la couche de neige qui recouvre la banquise arctique s’est amincie de façon spectaculaire depuis le milieu du 20ème siècle ; elle s’est réduite de plus d’un tiers dans l’Arctique de l’Ouest et de plus de moitié dans la Mer des Tchouktches et celle de Beaufort.
Les résultats sont frappants: Au printemps, le manteau neigeux sur la banquise en Arctique de l’Ouest est passé d’une épaisseur moyenne d’environ 35 centimètres pendant la période 1954-1991 à environ 22 cm dans la période 2009-2013. Sur les mers des Tchouktches et de Beaufort, la diminution a été spectaculaire, de 32 cm à 15 cm.
Les effets de la réduction du manteau neigeux dépendent de la période de l’année.
Une épaisse couche de neige en automne et au début de l’hiver freine le développement de la banquise car la neige est un isolant. En revanche, une mince couverture de neige en automne facilite le gel et la formation de la glace. Une faible chute de neige en début de saison signifie une couche plus fine et donc une fonte plus rapide au printemps. Contrairement à autrefois, la neige qui recouvre la glace disparaît maintenant chaque année et fond chaque été, exposée qu’elle est à la chaleur du soleil.
Les changements subis par la banquise et la couche de neige semblent être étroitement liés, et l’étude montre que les deux éléments sont interdépendants. La banquise commence à se former plus tard que par le passé, à la mi-septembre ou même plus tard, alors qu’elle se formait à la fin août ou début septembre au cours des dernières décennies. La fonte de la glace commence également plus tôt au printemps que dans les décennies passées, en moyenne sept jours plus tôt que dans les années 1970 et environ deux jours plus tôt en moyenne par décennie.
Les changements à long terme provoqués par le manque de neige ont des répercussions autres que sur la glace.
Ces modifications peuvent être néfastes pour les animaux de l’Arctique  – le phoque annelé par exemple – qui creusent  la neige au-dessus de la banquise pour créer des grottes pour leurs petits. Les phoques annelés ont été répertoriés comme espèce menacée en 2012, en partie à cause de la rareté de la neige de printemps qui est nécessaire pour la mise bas.
Les effets sur le phytoplancton sont probablement mitigés. Certains types de phytoplancton se développent dans des conditions de faible lumière de sorte qu’un manteau neigeux mince sur la glace pourrait avoir une incidence sur leur croissance. D’autres types de phytoplancton qui se développent dans des conditions de pleine mer où la lumière du soleil perce la surface pourraient bénéficier du peu de neige.
Source: Alaska Dispatch News.

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drapeau anglaisAs I put it several times, global warming worries me as I had the opportunity to see many times its effects on glaciers, whether in Europe or in America.

According to a new study by researchers at the University of Washington and NASA, snow atop Arctic sea ice has thinned dramatically since the mid-20th century, declining by more than a third in the western Arctic and by more than half in the Chukchi and Beaufort seas.

The results are striking: Spring snowpack on sea ice in the western Arctic went from average depths of about 35 centimetres in the 1954-1991 period to about 22 cm in the 2009-2013 period. On the Chukchi and Beaufort seas, the decrease was bigger, from 32 cm to 15 cm.

Implications of sparser snow depend on the time of year.

Thick snow layers in autumn and early winter inhibit sea-ice growth because snow is an insulator trapping heat. That means thin snow cover in autumn will aid in freeze-up. But sparse accumulations early in the snow season lead to thin layers and quicker melt-out in the spring. Unlike past times, the snow on top of ice now disappears each year and melts out every summer, which leaves bare ice exposed to the sun’s heat and thawing powers.

Changes in sea ice and snow appear interrelated, and they feed on each other, according to the study. Ice pack starts to form later now than in the past, in mid-September or even later, compared to the late-August or early-September timing of past decades. Ice melt is also starting earlier in the spring than in past decades, on average, seven days earlier than in the late 1970s, or about two days earlier per decade.

The long-term changes in snow have implications beyond ice coverage.

They could harm Arctic animals that use the snow, such as ringed seals, which burrow into the snow atop the sea ice to create caves for their pups. Ringed seals were listed in 2012 as threatened, in part because of the scarcity of spring snow needed for pupping.

Effects on phytoplankton could be mixed. Some phytoplankton types thrive in low-sunlight conditions, and thinner snowpack on ice would affect their growth. Other types of phytoplankton that thrive in open-ocean conditions in which sunlight streams down from the sea surface might benefit from the sparser snow.

Source: Alaska Dispatch News.

Phoque web

Les phoques figurent parmi les principales espèces menacées par le réchauffement climatique.

(Photo:  C.  Grandpey)

Les mystères du volcanisme islandais // The mysteries of Icelandic volcanism

drapeau francaisLa situation actuelle en Islande montre bien à quel point la volcanologie moderne est démunie devant l’activité volcanique. La situation sur et aux abords du Vatnajökull offre chaque jour une option différente et les pronostics se modifient avec la diversité des événements. Il est symptomatique de remarquer que l’éruption de la nuit dernière s’est produite alors qu’aucune sismicité n’avait été détectée dans le secteur. L’éruption a démarré tellement discrètement qu’elle était « à peine visible sur les sismos ».

Tout le monde se pose des questions sur le comportement du dyke et de la sismicité qui l’entoure. Après l’éruption éclair du 29 août, la sismicité semblait montrer un retour en arrière du magma le long de l’intrusion, ce qui a poussé certains à affirmer qu’il y avait à nouveau un risque d’éruption sous le glacier Dingjujökull. A l’heure actuelle, une telle éventualité ne s’est pas vérifiée et la sismicité a tendance à décliner, peut-être suite à l’évacuation de la pression au niveau de l’éruption fissurale. .

De la même façon, certains font ressortir de temps à autre le spectre d’une éruption du Bárðarbunga qui ressemblerait à celle de l’Eyjafjallajökull en 2010, et ils n’oublient jamais de rappeler les tracas causés au trafic aérien. A l’heure actuelle, un tel événement ne semble pas imminent car les séismes enregistrés semblent davantage provoqués par des effondrements ou des affaissements de la caldeira.

A ce sujet, je voudrais que l’on m’explique comment une éruption aurait pu avoir lieu sur le  Bárðarbunga autour du 23 août, comme le prétendent certains scientifiques islandais. Je ne comprends vraiment pas comment une éruption peut être invisible ! Aucune anomalie thermique n’a été détectée ; aucun tremor harmonique n’a été enregistré; aucun panache de vapeur (et encore moins de cendre) n’a été observé ; aucune inondation n’a trahi la fonte de la glace et l’eau des rivières n’a pas subi de modifications chimiques. A mes yeux, la sismicité qui a été enregistrée à cette époque traduisait la migration du magma vers le NE et les contraintes subies à cette occasion par le plancher du volcan sous les centaines de mètres de glace qui le surmontent. D’ailleurs, les fortes secousses encore enregistrées de temps en temps trahissent ces modifications, ce qui est confirmé par les crevasses et les affaissements visibles à la surface du glacier.

Y aura-t-il une éruption du Bárðarbunga dans un proche avenir ? Personne ne le sait et je ne m’aventurerai pas à faire un pronostic. Ce serait parler pour ne rien dire. Le dyke va-t-il donner naissance à d’autres éruptions fissurales ? Va-t-il se stabiliser avec un lent déclin de la sismicité ? Assistera-t-on à une éruption sous-glaciaire ? Mystère ! Autant de questions auxquelles la volcanologie actuelle n’est pas en mesure de répondre.

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drapeau anglaisThe current situation in Iceland shows the limits of modern volcanology in front of volcanic activity. The situation on and around Vatnajökull offers every day a different option and prognosis change according to the events. It is significant to note that last night’s eruption occurred with no seismic activity being detected in the area. The eruption started so quietly that she was « hardly visible on seismometers. »
Everyone is asking questions about the behaviour of the dyke and seismicity around it. After the very brief eruption of August 29th, seismicity appeared to show that magma was flowing back along the intrusion, prompting some people to say that there was again a risk of an eruption under Dingjujökull. Such an event did not happen and the seismicity tends to decline right now, perhaps following the release of pressure at the fissure eruption. .
Similarly, some people tell us from time to time that an eruption of Bárðarbunga rwould esemble that of Eyjafjallajökull in 2010, and they never forget to remind us of the problems caused to air traffic. At present, such an event does not seem imminent as the earthquakes that are recorded seem more caused by collapses or the subsidence of the caldera.
In this regard, I would like someone to explain to me how an eruption could possibly have occurred at Bárðarbunga around August 23rd, as claimed by some Icelandic scientists. I really do not understand how an eruption may be invisible! No thermal anomaly was detected; no harmonic tremor was recorded; no vapor plume (or even ash) was observed; no flooding betrayed the melting ice and river water did not undergo chemical changes. To my mind, the seismicity that was recorded at that time reflected the migration of magma towards the NE and the stresses undergone by the floor of the volcano under the hundreds of metres of ice that are above it. Moreover, the strong quakes that are occasionally recorded betray these changes, which is confirmed by the cracks and the subsidenvce that can be seen on the surface of the glacier.
Will there be an eruption of Bárðarbunga in the near future? Nobody knows and I would not venture to make a prognosis. That would be talking without saying anything. Will the dyke lead to other fissure eruptions? Will it stabilize with a slow decline in seismicity? Should we expect a subglacial eruption? This is a mystery! These are questions that current volcanology is not able to answer.

Islande-eruption-03

Fractures dans la glace du Bárðarbunga.    Source : RUV (Icelandic National Broadcasting Service)