Catégorie : Science

Les panaches mantelliques sont-ils une réalité? // Do mantle plumes really exist?

drapeau francais   Afin d’expliquer l’activité de volcans qui, comme le Kilauea (Hawaii) ou le Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion), ne sont pas situés à la limite de plaques tectoniques, les scientifiques ont adopté depuis plusieurs décennies la théorie des panaches mantelliques qui, tels des chalumeaux, sont censés percer de la croûte terrestre et permettre au magma d’atteindre la surface.

Toutefois, plus de 40 ans après que cette théorie ait été proposée, les scientifiques se demandent si de tels panaches existent réellement. Par exemple, le débat reste ouvert pour savoir si et comment les panaches mantelliques peuvent rester actifs et fixes pendant plus de 100 millions d’années.
Le mystère de l’existence ou non de ces panaches géants en provenance des entrailles de la Terre et susceptibles de donner naissance à des chaînes d’îles volcaniques pourrait bientôt être résolu par un projet franco-allemand dont le but est de cartographier ces montées de magma sous la surface de la Terre. Il vise à produire une image d’un panache qui pourrait avoir joué un rôle dans l’extinction des dinosaures.
Les scientifiques ont installé 60 sismomètres dans l’océan Indien sur une vaste zone du fond océanique de plus de 3 millions de kilomètres carrés autour de l’île de la Réunion, l’un des volcans les plus actifs au monde. Les dispositifs reposent à des profondeurs qui varient entre 2.300 mètres et 5.500 mètres sous la surface de l’océan.
Le panache qui se cache peut-être sous l’île de la Réunion est censé avoir déclenché une série d’éruptions volcaniques entre la Réunion et la région du plateau du Deccan, aujourd’hui l’Inde. Il y a environ 65 millions d’années, le volcanisme gigantesque de la région du Deccan a émis d’énormes quantités de lave, ce qui a modifié radicalement le climat de la Terre et peut-être précipité la disparition des dinosaures.
Le nouveau projet vise à produire une image de la croûte et du manteau sous l’île de la Réunion, à des profondeurs jamais atteintes jusqu’à maintenant. Le réseau de capteurs installé sur le plancher océanique va révéler des structures sous l’île à environ 1000 kilomètres au-dessous de la surface de la Terre, tandis que les sismomètres terrestres fourniront l’image de la zone située jusqu’à la frontière entre le noyau et le manteau. Dans le même temps, deux autres expériences sismologiques déploieront 50 stations sismiques dans le secteur de Madagascar, avec des données qui devraient donner une image de la couche mantellique sous l’île de la Réunion.
En utilisant des méthodes qui tiennent compte de la façon dont les ondes sismiques se propagent autour de conduits magmatiques étroits, les chercheurs espèrent pouvoir détecter l’existence et l’emplacement d’un éventuel panache, ainsi que la façon dont il pourrait éroder les roches qui le recouvrent ou s’étaler sous elles.
Les sismomètres au fond de la mer vont analyser la Terre pendant environ 13 mois, jusqu’à ce que la partie la plus légère de chaque appareil se détache et remonte à la surface de l’océan pour livrer toutes les données. Les premiers résultats sont attendus en 2015.
Source: Live Science.

 

 

drapeau anglaisIn order to explain the activity of volcanoes such as Kilauea (Hawaii) or the Piton de la Fournaise (Reunion Island) which are not located near the borders of tectonic plates, scientists have adopted the theory of mantle plumes that are supposed to pierce the Earth’s crust and allow magma to reach the surface.

The mystery of whether or not giant plumes of hot rock from near Earth’s core force volcanic island chains to form could soon be solved with the largest campaign ever to map such jets of magma beneath the Earth’s surface.

More than 40 years after mantle plumes were first proposed, scientists are debating whether they actually exist. For example, it remains hotly debated whether and how mantle plumes can remain active and stationary for more than 100 million years.

To help resolve the controversy, a French-German project now aims to image a plume that may have played a role in the extinction of the dinosaurs.

The scientists have set up 60 seismometers in the Indian Ocean over a vast area of seafloor of more than 3 million square kilometres around the Reunion Island, one of the most active volcanoes in the world. The devices rest at depths that range between 2,300 metres and 5,500 metres below the ocean’s surface.

The plume that may hide under the Reunion Island is supposed to have triggered a series of volcanic eruptions between the Reunion and the Deccan Plateau region of what is now India. About 65 million years ago, massive volcanism in the Deccan area spewed huge amounts of lava, radically altering Earth’s climate and perhaps hastening the end of the dinosaurs.

The new project aims to image the crust and mantle under the Reunion Island at depths never reached so far. The network of ocean floor sensors will reveal structures under the island down to about 1,000 km below the Earth’s surface, while the land-based seismometers will image the area below down to the boundary between the core and the mantle. Coincidentally, two other seismological experiments are deploying 50 more seismic stations in Madagascar with data that should help boost imaging of the mantle layer under the Reunion Island.

Using methods that account for how seismic waves scatter around narrow conduits of magma, the researchers hope to pin down the existence and location of any plume that might exist, as well as how it might erode or spread under overlying rock.

The seafloor seismometers will analyze the Earth for about 13 months before the buoyant part of each machine detaches and rises, with all its data, back to the surface. The first results are expected in 2015.

Source : Live Science.

Piton-Fournaise

Un panache mantellique sous le Piton de la Fournaise?  (Crédit photo:  NASA)

Les Champs Phlégréens ont-il tué l’Homme de Néandertal? // Did the Campi Flegrei kill the Neanderthals?

drapeau francais   C’est la question à laquelle essayent de répondre cette semaine des scientifiques réunis ou British Museum de Londres à l’occasion d’un colloque intitulé « Quand l’Europe était couverte de cendre et de glace ».

Certains chercheurs pensent qu’une éruption majeure des Champs Phlégréens (site volcanique à proximité de Naples) il y a 39 000 ans aurait entraîné l’extinction de l’Homme de Néandertal et conduit au triomphe de l’Homo Sapiens. Cette éruption fut la plus importante en Europe sur une période de 200 0000 ans et les scientifiques expliquent que d’énormes panaches de cendre ont probablement fait disparaître le soleil pendant des mois, voire des années. Les températures ont chuté et l’atmosphère a été envahie par des matières toxiques qui ont pu conduire à la disparition de l’Homme de Néandertal.

Toutefois, l’ensemble de la communauté scientifique n’approuve pas cette hypothèse. Certains chercheurs affirment que l’Homme de Néandertal avait déjà disparu au moment de l’éruption des Champs Phlégréens.

Source : ANSA.IT.

 

drapeau anglais   This is the questions scientists are trying to answer this week at London’s British Museum during a conference entitled “When Europe was covered by ice and ash”.

Some researchers are suggesting that Neanderthals were driven to extinction by a massive volcanic eruption of the Campi Flegrei near Naples 39,000 years ago that led to the triumph of the Homo Sapiens. That was the biggest volcanic eruption in Europe for more than 200,000 years and scientists say that its enormous plumes of ash would have blotted out the sun for months, or possibly years. Temperatures plummeted and the eruption filled the atmosphere with toxic matter that may have contributed to the end of the Neanderthals.

However, not all scientists agree with this hypothesis. Some argue the Neanderthals were already extinct before the eruption of the Campi Flegrei.

Source: ANSA.IT.

Champs-Phlegreens

Un guide se livre à l’expérience d' »ionisation de l’air » dans les Champs Phlégréens. Selon Maurice Krafft dans le Guide des Volcans d’Europe, « l’ion ammonium contenu dans le papier se combine avec les ions chlorures des fumerolles pour donner des vapeurs blanches visibles de chlorure d’ammonium ».  (Photo:  C.  Grandpey)

3èmes Journées Haroun Tazieff à Octon (Hérault)

En ce moment (du 29 mai au 2 juin) ont lieu à Octon – charmant petit village de l’Hérault – les 3èmes Journées Tazieff, organisées par l’APNHC, présidée par Bernard Halleux, le Centre Haroun Tazieff présidé par Frédéric Lavachery, et l’association LAVE, représentée par Claude Lesclingand, président d’honneur.

On peut découvrir des expositions sur les expéditions Tazieff et sur les Volcans d’Europe.

Les scolaires et centres aérés sont accueillis et bénéficient d’ateliers scientifiques  animés par Bernard Halleux.  Est également prévue pour les scolaires une sortie sur le terrain encadrée par Claude Lesclingand et Jean-François Dumont, près du Salacs.

Des sorties tout public sont prévues ce samedi et dimanche. La première porte sur le thème : « Coulée, Dyke et Neck », celle de dimanche sur le Château de Lauzière.

Quatre conférences sont programmées : les paysages des terres rouges par M. Dumont, Les volcans éteints de l’Hérault par M. Dautria, les terroirs viticoles, paysages et géologie du Lodévois et du pays du Salagou par M. Bousquet et enfin l’épopée Tazieff : aventure ou recherche scientifique par Frédéric Lavachery.

Vous trouverez toutes les informations à cette adresse :

http://tazieff.fr/CHT/wp-content/uploads/2013/05/programe-3%C3%A8me-Journ%C3%A9es-Tazieff-Octon.pdf

 

J’étais invité jeudi soir à l’inauguration de ces journées. Ce fut l’occasion de donner le nom d’ « Espace Haroun Tazieff » à la bibliothèque d’Octon au cours d’une petite cérémonie très sympathique. Frédéric Lavachery et Michel Siffre ont coupé ensemble le ruban tricolore qui donne accès à ce nouvel espace.

Octon

Frédéric Lavachery lors de l’inauguration de l’Espace Haroun Tazieff

(Photo:  C. Grandpey)

Hélium et éruptions volcaniques // Helium and volcanic eruptions

drapeau francais   Tazieffien convaincu, j’ai toujours affirmé qu’il fallait donner priorité à l’analyse des gaz en volcanologie. Ce sont eux qui sont le moteurs des éruptions et leur analyse, plus que toute autre, peut permettre de comprendre –voire d’anticiper – le comportement d’un volcan.

C’est ce que viennent de réaliser les scientifiques espagnols en observant les échantillons de gaz recueillis pendant l’éruption de 2011-2012 à El Hierro (Iles Canaries). Suite à l’analyse de quelque 8 000 échantillons d’hélium, un géochimiste a déclaré : « Nous sommes persuadés que l’hélium peut anticiper la détection de mouvements magmatiques avant même que ces mouvements soient détectés par une activité sismique».

Dans l’étude et la prévision des éruptions volcaniques, les volcanologues se concentrent généralement sur le dioxyde de carbone, le deuxième gaz le plus abondant (après la vapeur d’eau) émis pendant leur déroulement. Pourtant, selon les scientifiques espagnols, l’hélium est « un meilleur candidat pour le suivi et la prévision des éruptions parce qu’il ne réagit pas avec les roches ou les eaux souterraines, et les microorganismes ne consomment pas ou ne produisent pas d’hélium ». Ils ont constaté que la mesure des émissions d’hélium dans le sol et l’eau d’El Hierro donnait des indications sur les périodes où le magma se déplaçait sous l’île et sa position par rapport à la surface, deux facteurs importants dans la prévision d’une éruption volcanique.
L’équipe espagnole a également mesuré deux isotopes d’hélium – atomes du même élément avec un nombre différent de neutrons. L’hélium-3, par exemple, a un seul neutron tandis que l’hélium-4 en a deux. L’hélium-4 est produit lorsque des éléments radioactifs se désintègrent dans la croûte terrestre alors que l’hélium-3, qui représente la majeure partie de l’hélium de la Terre, se trouve principalement dans le manteau.
En observant les proportions d’hélium-3 et d’hélium-4 dans un échantillon de gaz, les chercheurs ont pu déterminer quelle quantité d’hélium était venue directement du manteau et quelle quantité provenait de fractures récentes dans la croûte en dessous d’El Hierro.

Les analyses montrent que, lorsque l’activité volcanique a débuté à El Hierro, la croûte s’est fracturée et l’hélium, principalement en provenance du manteau, est remonté à la surface. Lorsque l’éruption a vraiment commencé, les émissions de gaz à la surface ont augmenté de façon spectaculaire tandis que la pression gazeuse sous l’île diminuait rapidement. Ensuite, lorsque l’activité sismique à El Hierro a recommencé, la croûte s’est profondément fracturée et déformée et l’hélium-4 est devenu une composante majoritaire de l’ensemble d’hélium émis sur l’île.
Le système utilisé par les scientifiques espagnols à El Hierro pourrait  servir de référence pour les chercheurs qui surveillent d’autres volcans actifs de la planète. Cette approche géochimique s’est avérée importante à El Hierro car le magma a migré vers la surface sans sismicité préalable.

En fait, l’étude des émissions d’hélium à El Hierro au cours de la dernière éruption n’est pas vraiment un scoop. Les géochimistes italiens – en particulier l’équipe de l’Istituto di Geochimica dei Fluidi de Palerme – a déjà mis en évidence le rôle important joué par ce gaz dans le mécanisme éruptif, que ce soit sur l’Etna ou aux Iles Eoliennes. J’avais moi-même attiré l’attention sur les émanations gazeuses (y compris l’helium) sur les basses pentes de l’Etna et indiqué dans quelle mesure elles pouvaient servir d’indicateurs sur le comportement éruptif du volcan (voir colonne de gauche de ce blog).

Source : Live Science.

drapeau anglais   In the wake of H. Tazieff, I have always asserted that we should give priority to gas analysis in volcanology. Indeed, gases drive the eruptions and their analysis, more than any other, may help understand, or even anticipate, the behaviour of a volcano. This is what Spanish scientist have realised while observing 8,000 helium samples collected during the 2011-2012 eruption at El Hierro. A geochemist declared: “We believe that helium can anticipate the detection of magmatic movement even before those movements can be detected by seismic activity. »

When studying and trying to forecast volcanic eruptions; researchers usually focus on carbon dioxide, the second most abundant gas (after water vapor) in volcanic eruptions. However, helium is a better candidate for tracking and forecasting eruptions because it doesn’t react with rocks or groundwater and microorganisms don’t consume or produce helium.

The Spanish team found that measuring the flow of helium in El Hierro’s soil and water gave them clues as to when magma under the island was moving and how close it was to the surface — both important factors in forecasting a volcanic eruption.

They also measured two helium isotopes — atoms of the same element with different numbers of neutrons. Helium-3, for example, has one neutron whereas helium-4 has two. Helium-4 is produced when radioactive elements decay in the Earth’s crust but helium-3, which accounts for the bulk of Earth’s helium, is primarily found in the mantle.

Looking at the proportions of helium-3 and helium-4 in a gas sample, the researchers could determine how much helium had come straight from the mantle, and how much came from new fractures in the crust below El Hierro island.

The analyses show that, when volcanic activity began, the crust fractured and helium, mostly from the mantle, flowed to the surface. As the actual eruption started, gas flow at the surface increased dramatically, and gas pressure beneath the island dropped. Then as seismic activity at El Hierro picked up again, the crust fractured and deformed extensively, and helium-4 became a larger component of the total helium released on the island.

The system used by Spanish scientists at El Hierro could serve as a reference for researchers who monitor other active volcanoes in the world. This geochemical approach has been important in El Hierro since the magma migrated to the surface without any preliminary seismicity.
In fact, the study of helium emissions in El Hierro during the last eruption is not really a scoop. Italian geochemists – especially the team of the Istituto di Geochimica dei Fluidi at Palermo – has already highlighted the important role of this gas in the eruptive mechanism, both of Mount Etna or the Aeolian Islands. I myself have drawn attention to the gaseous emissions (including helium) on the lower slopes of Mount Etna and indicated to what extent they could be used as indicators of the eruptive behaviour of the volcano (see left-hand column of this blog).

Source: Live Science.

Paterno-blog

Emanations gazeuses dans les salinelle de Paterno  (Sicile)  [Photo:  C. Grandpey]