Catégorie : Science

Faut-il modifier l’indice d’explosivité volcanique (VEI)? // Should we revamp the Volcanic Explosivity Index (VEI)?

drapeau francaisErik Klemetti, professeur-assistant en Sciences de la Terre à l’Université Denison, a écrit un article intéressant sur l’indice d’explosivité volcanique (VEI) et la nécessité d’inclure les petites éruptions dans cet indice. Voici un résumé de l’article qui peut être lu à l’adresse suivante:
http://www.wired.com/wiredscience/2013/07/revamping-the-volcanic-explosivity-index-or-tiny-eruptions-need-love-too/
L’indice d’explosivité volcanique (VEI) a été conçu afin de comparer les éruptions (essentiellement les éruptions explosives), de la même manière que l’on compare la magnitude des séismes en utilisant l’échelle de Richter. Le VEI a été mis au point principalement pour faire référence aux grandes éruptions qui ont un impact sur le climat mondial. Il est basé sur le volume de téphra  produit par les éruptions. Cela signifie que les éruptions avec un VEI de 0 à1 émettent de petites quantités de téphra (environ 10.000 m3) tandis que les éruptions de VEI 7-8 produisent une quantité remarquable de 1.000.000.000.000 m3. Au cours de l’Holocène (les derniers 10 000 ans), il y a eu seulement 6 éruptions classées dans le registre de VEI 7-8 alors qu’il y a eu au moins 2215 éruptions connues de VEI 0-1.
Même si elles ne sont pas spectaculaires et n’affectent pas la planète, les explosions de VEI 0-1 peuvent être dangereuses dans des endroits fréquentés par des personnes. Il suffit de rappeler l’éruption du Mayon (Philippines) en mai 2013. Il s’agissait d’une explosion phréatique de faible ampleur susceptible de correspondre à un VEI de 0 mais elle a tué 5 randonneurs qui se trouvaient à proximité de la bouche éruptive quand le drame s’est produit.
De même, en 2008, le Kilauea (Hawaii) a produit une série de petites explosions stromboliennes au niveau du cratère sommital de Halema’uma’u. Ces explosions n’ont émis que 10-310 m3 de tephra, mais en raison de la proximité des attractions touristiques et des routes, elles auraient pu causer des dommages importants et des blessures.
Alors, que pourrait-on faire pour prendre en compte de tels événements sur l’indice d’explosivité volcanique sans pour autant modifier l’échelle de 1 à 8? Des scientifiques américains (Houghton et autres – 2013) suggèrent que nous étendions l’échelle vers le bas, de sorte que l’éruption du Kilauea en 2008 correspondrait à un VEI de -2 à -4: l’éruption était effectivement explosive, mais mineure.
Le prochain défi sera de comparer les éruptions effusives (coulée de lave) et les éruptions explosives. En attendant, en ajoutant des valeurs négatives au VEI, nous pouvons donner à ces petites explosions le rang qui leur est dû. .

 

drapeau anglaisErik Klemetti, an assistant professor of Geosciences at Denison University, has written an interesting article about the Volcanic Explosivity Index and the necessity to include small eruptions in this index. Here is a summary of the article which can be read at :

http://www.wired.com/wiredscience/2013/07/revamping-the-volcanic-explosivity-index-or-tiny-eruptions-need-love-too/

The Volcanic Explosivity Index (VEI) was devised in order to compare eruptions (mainly explosive eruptions) much in the same way we compare earthquake magnitude using the Richter Scale. It was developed mainly to refer to major eruptions that have an impact on global climate. The VEI is based on the volume of volcanic tephra that the eruption produces. This means VEI 0 to1 eruptions produce small amounts of tephra, only  about 10,000 m3 while VEI 7-8 eruptions produce a remarkable 1,000,000,000,000 m3. Across the Holocene (the last 10,000 years), there have been only 6 eruptions that were classified into VEI 7-8 range while there have been at least 2215 VEI 0-1 known eruptions.

Although they are not dramatic and do not affect the planet, VEI 0-1 explosions can be hazardous in places where people frequent. Just remember the eruption of Mayon (Philippines) in May 2013. It was a tiny phreatic explosion that was likely VEI 0 but it killed 5 climbers who were near the vent when it occurred.

Similarly, in 2008, Hawaii’s Kilauea produced a series of small strombolian explosions from the Halema’uma’u summit. They only produced 10-310 m3 of tephra, but due to the close proximity of the vent to tourist attractions and roads, they could have inflicted significant damage and injury.

So, what could be done to take such events into account on the Volcanic Explosivity Index without disrupting the VEI 1-8 scale ?  American scientists (Houghton and others – 2013) suggest we project downward, so the 2008 eruptions at Kilauea would be VEI -2 to -4 (see right): clearly explosive, but small.

The next challenge would be to compare effusive (lava flow) eruptions with explosive eruptions. However, by adding negative VEI values, we can give those small explosions a little more of their due.

VEI-blog

Suggestion d’un nouveau VEI

Carte géologique du Mauna Loa (Hawaii / Etats Unis) // Geologic map of Mauna Loa (Hawaii)

drapeau francaisJ’ai toujours été fasciné par les cartes géologiques. J’en possède un bon nombre dans ma bibliothèque personnelle: Vulcano, Stromboli, Lipari, le Vésuve, l’Etna, etc. Avec leurs nombreuses couleurs, elles sont faciles à lire et nous donnent des détails inestimables sur l’histoire géologique d’une région. De plus, ces cartes rappellent des événements naturels qui ont disparu de la mémoire humaine. Comprendre le passé oublié est essentiel pour préparer l’avenir.
L’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) a réalisé une carte du Mauna Loa qui montre les coulées de lave émises par le volcan jusqu’à nos jours. Ces coulées apparaissent sous différentes couleurs en fonction de leur âge. Les couleurs les plus vives indiquent les coulées récentes ; ainsi, celles en rouge sont apparues depuis 1832. Les couleurs claires indiquent les coulées anciennes, comme à South Point qui a été recouvert par des coulées datant de 7 000 à plus de 21 000 ans (bleues et violettes sur la carte).
À ce jour, 90 pour cent de la surface du Mauna Loa (5,271 kilomètres carrés), avec plus de 500 coulées individuelles, ont été cartographiés. L’âge de 35 pour cent des coulées – la plus ancienne a 36 700 ans – a été déterminé en utilisant la datation au Carbone 14. Même avec cette profusion de données, les géologues qui travaillent sur ​​le Mauna Loa ont encore du pain sur la planche avant que la carte géologique de ce volcan soit réalisée dans sa totalité.

Dans ses derniers bulletins, le HVO indique que le réservoir magmatique superficiel sous le Mauna Loa semble connaître une légère inflation (en moyenne 1 cm par an) et que la sismicité est un peu élevée.

 

drapeau anglaisI’ve always been fascinated with geologic maps. I’ve got quite a good number in my personal library : Vulcano, Stromboli, Lipari, Vesuvius, Mount Etna, and so on. With their many colours, they are easy to read and give us priceless details about the geologic history of an area. These maps serve as reminders of natural events that have faded from public consciousness. Understanding the forgotten past is paramount to preparing for what lies ahead.

HVO has issued a map of Mauna Loa which shows lava flows that have been emitted by the volcano until 2013. The flows are colour-coded to reflect their age. Warm colours indicate younger flows, with red indicating flows erupted since 1832. Lighter colours indicate older flows, such as at South Point, which is covered by flows ranging from 7,000 to more than 21,000 years old (blues and purple).

To date, 90 percent of Mauna Loa’s 5,271-square-kilometre surface, covered by more than 500 individual flows, has been mapped. The ages for 35 percent of the mapped flows, the oldest of which is over 36,700 years old, have been constrained, using radiocarbon dating. Even with this wealth of data, HVO geologists working on Mauna Loa still have a long way to go before completing the map.

In its latest bulletins, HVO indicates that minor inflation (1 cm per year) of a shallow magma reservoir beneath Mauna Loa may be occurring and that seismicity rates are slightly elevated.

Carte-Mauna-Loa

Avec l’aimable autorisation du HVO

Séismes et affaissements de volcans // Earthquakes and volcano sinking

drapeau francaisDes scientifiques du Japon et des États-Unis ont remarqué que plusieurs volcans japonais et chiliens ont perdu jusqu’à 15 centimètres après les violents tremblements de terre qui ont secoué les régions où ils se dressent.
Moins d’une journée après le terrible séisme de Tohoku en 2011 au Japon, cinq volcans sur l’île de Honshu ont perdu jusqu’à 15 centimètres de hauteur. La même chose est arrivée à plusieurs volcans chiliens qui se sont affaissés de 15 centimètres dans les semaines qui ont suivi le séisme de M 8,8 qui a dévasté le centre du pays en février 2010.
Cet effet d’enfoncement pourrait être une conséquence commune à la plupart des puissants séismes. Personne n’avait remarqué le phénomène jusqu’à présent parce que les capteurs satellites n’étaient pas assez sensibles pour le détecter.
La cause de cet affaissement n’est pas claire. Une hypothèse est que le tremblement de terre a pu ouvrir des fractures dans la roche, permettant à l’eau piégée sous terre de s’échapper à la surface dans des sources chaudes, ce qui provoquerait un affaissement.
Une autre théorie est que les chambres magmatiques des volcans peuvent avoir été déformées par les séismes, ce qui aurait permis à la roche au-dessus de se stabiliser.
Une question souvent posée après puissants tremblements de terre en zone volcanique est de savoir si ces événements sont susceptibles de déclencher des éruptions. Aucune réponse claire n’a été donnée à ce jour. Aucun des volcans touchés par les tremblements de terre au Chili et le Japon n’est entré en éruption depuis. Cependant, on peut raisonnablement penser qu’un violent séisme est susceptible d’accélérer un volcan qui se dirige vers une éruption
Source: The New Scientist.

 

drapeau anglaisScientists from Japan and the United States have noticed that several Japanese and Chilean volcanoes shrank by up to 15 centimetres after the powerful earthquakes that shook the areas where they are located.

Within a day of the 2011 Tohoku megaquake in Japan, five volcanoes on the island of Honshu lost up to 15 centimetres. The same thing happened to a string of Chilean volcanoes which subsided by 15 centimetres too within weeks of the M 8.8 quake that ripped through the centre of the country in February 2010.

This sinking effect could be common to most big earthquakes. Nobody had noticed the subsidence so far, mainly because satellite imaging was not sensitive enough to detect it.

What causes the subsidence is not clear. One hypothesis is that the earthquake opens cracks in the rock, allowing water trapped underground to escape to the surface in hot springs, and triggering subsidence.

Another theory is that the volcanoes’ magma chambers can have been deformed by the quakes, allowing the rock above to settle.

One question often asked after powerful earthquakes in volcanic areas is to know whether such events are likely to trigger eruptions. No clear answer has ever been given. None of the volcanoes affected by the Chile and Japan quakes has since erupted. However, we may think that a volcano that an earthquake may accelerate a volcano which is en route to an eruption

Source: The New Scientist.

Les lacs de lave de Io // Io’s lava lakes

drapeau francaisEn tant qu’êtres humains, nous sommes avant tout attirés par les volcans sur Terre, mais nous ne devons pas oublier que le volcanisme existe ou a existé sur d’autres planètes du système solaire. Jupiter et sa lune Io en sont un parfait exemple.

Des chercheurs de l’Université Brigham Young dans l’Utah ont examiné des photos prises par la sonde spatiale Cassini et ils ont fait des descriptions détaillées de trois des points chauds de Io: Pillan, Wayland Patera et Loki Patera. Ils ont constaté que chacun a son propre style éruptif. Les travaux des chercheurs nous aideront à comprendre ce qui se passe exactement sur Io, mais ils pourraient également offrir un aperçu de ce qu’était le volcanisme de la Terre à ses origines.
Io effectue une orbite ovale autour de Jupiter et, de ce fait, elle subit différentes forces gravitationnelles qui compriment périodiquement son intérieur rocheux. Ce phénomène génère tellement de chaleur que Io est, d’un point de vue géologique, l’objet le plus actif de tout le système solaire.
Cette trajectoire est peut-être aussi la raison pour laquelle les sondes qui ont été envoyés vers Jupiter ont recueilli si peu d’images. Dans les années 1970, les sondes spatiales Pioneer et Voyager n’ont pu prendre que quelques photos avant de filer dans l’espace. La sonde Galileo a visité Jupiter entre 1995 et 2003, tandis que Cassini a seulement effectué une brève visite au début des années 2000 alors qu’elle se dirigeait vers Saturne.
En examinant les photos, les chercheurs de l’Utah a accordé une attention particulière au flux de chaleur dégagé par les volcans. A partir de la température des lacs de lave, ils ont pu déterminer quel type de lave était le plus répandu et ils ont conclu qu’il s’agissait probablement de basalte. L’équipe a également essayé de voir comment l’émission de chaleur a évolué avec le temps, ce qui a révélé une personnalité unique pour chaque lac de lave.
Il semble que «Pillan soit l’architecte des trois». Les sondes précédentes l’ont vu entrer en éruption en 1997et émettre suffisamment de lave pour couvrir 5600 kilomètres carrés. Les relevés de température de Cassini suggèrent qu’il est maintenant entouré par une masse considérable de roches en voie de refroidissement qui s’est construite autour du lac de lave.
Wayland Patera, qui a environ 95 kilomètres de diamètre, semble être soit une coulée de lave en train de refroidir, soit un lac de lave qui connaît une période de faible activité.
Loki Patera s’étend sur 200 kilomètres et émet environ 13 pour cent de toute la chaleur de Io. Sa morphologie varie au fil du temps. Elle peut prendre l’aspect d’une croûte solide, ou bien cette croûte va se rompre et donner naissance à des fontaines de lave.
Comme souvent dans l’espace, l’échelle n’a rien à voir avec ce qui se passe sur Terre. L’Erta Ale en Ethiopie, le Kilauea à Hawaii et le mont Erebus en Antarctique sont beaucoup plus petits que leurs homologues sur Io.
Toutefois, de telles éruptions gigantesques ont eu lieu sur la Terre dans le passé et étudier celles qui se produisent sur Io peut donner des indices sur nos origines.

Source : The New Scientist.

 

drapeau anglaisAs humans, we mainly concentrate on volcanoes on Earth but we should not forget that volcanism exists or existed on other planets of the solar system. Jupiter and its moon Io are a perfect example of this volcanism.

Researchers at Brigham Young University in Utah have examined snapshots taken by the Cassini space probe and made detailed descriptions of three of Io’s hotspots: Pillan, Wayland Patera and Loki Patera. They found that each one has its own eruption style. The scientists’ work will help us understand what exactly happens on Io but it could also offer a glimpse of what the early, highly volcanic Earth was like.

Io traces an oval-shaped orbit around Jupiter, so it experiences varying gravitational forces that periodically squeeze its rocky interior. This generates so much heat that Io is  the most geologically active object in the solar system.

This may be the reason why the probes that were sent to Jupiter collected so few images. In the 1970s, the Pioneer and Voyager space probes could only take a few pictures before flying away into space. The Galileo spacecraft visited Jupiter between 1995 and 2003 while Cassini only paid a brief visit in the early 2000s on its way to Saturn.

While examining the pictures, the Utah researchers paid a particular attention to the volcanoes’heat flow. From the temperature of the lakes, they were able to determine what type of lava was most common and concluded that it was most likely molten basalt. The team also tried to see how heat emission changed over time, which revealed the lava lakes’ unique personalities.

It seems « Pillan is the architect of the three ». Previous probes saw it erupt in 1997, emitting enough lava to cover 5600 square kilometres. Cassini’s temperature readings suggest it is now surrounded by a relatively huge mass of cooling rock that has built up around the lava lake.

Wayland Patera, which is roughly 95 kilometres across, appears to be either a cooling lava flow or a lava lake during a period of low activity.

Loki Patera spans 200 kilometres and emits around 13 per cent of all the heat from Io. Its morphology varies over time. You may find a solid crust, or the crust will break and sometimes give way to lava fountains.

As often in space the scale has nothing to do with what happens on Earth. Erta Ale in Ethiopia, Kilauea in Hawaii and Mount Erebus in Antarctica are much smaller than their counterparts on IO.

However, such massive eruptions have occurred on Earth in the past and studying Io may give clues to our origins.

Source: The New Scientist.