Catégorie : Science

Nouvelle approche des chambres magmatiques // A new approach of magma chambers

   Des chercheurs de l’Université de Bristol (Grande Bretagne) ont publié dans le Journal of Geophysical Research les résultats d’une nouvelle étude censée aider les scientifiques dans la compréhension des processus de formation des chambres magmatiques et le déclenchement des éruptions. La recherche a été financée par le Conseil Européen de la Recherche.

C’est bien connu : à l’issue des éruptions les plus violentes, il peut se produire l’effondrement du couvercle qui se trouve au-dessus du réservoir magmatique qui vient de se vider. Il se forme alors une dépression appelée caldeira. Il s’agit de l’un des événements les plus dévastateurs sur Terre car il menace les zones habitées à proximité et peut avoir un impact sur le climat de la planète.

L’étude, réalisée par deux étudiants du département des Sciences de la Terre de l’Université de Bristol, montre que les chambres magmatiques susceptibles de provoquer des éruptions donnant naissance à des caldeiras se développent probablement plus rapidement et avec une montée de magma initiale plus faible qu’on le pensait jusqu’à présent.

L’idée la plus répandue jusqu’à aujourd’hui était que seule une augmentation progressive de l’alimentation magmatique pouvait former la chambre magmatique de grande envergure nécessaire au déclenchement d’une forte éruption entraînant la formation d’une caldeira.

Contrairement à cette hypothèse, les modélisations informatiques réalisées par les chercheurs montrent que cette formation n’est guère possible avec une alimentation magmatique progressive. Cette alimentation doit augmenter très fortement et presque instantanément, en tout cas beaucoup plus fortement que la normale, pour donner naissance à un volumineux réservoir magmatique.

Si cette hypothèse se vérifie, il sera vraiment difficile de prévoir de telles éruptions volcaniques dans la mesure où les signes annonciateurs tels que la déformation du sol ne pourront être détectés que très peu de temps avant le début de l’éruption.

Source: The Post (This is Bristol).

 

   Researchers from Bristol University in Great Britain have unveiled in the Journal of Geophysical Research the results of a new study which is supposed to help scientists to understand magma chamber processes and volcanic eruption timing. The research was funded by the European Research Council (ERC).

It is well known that violent eruptions can lead to collapse of the solid lid above the drained magma reservoir and create a depression called a caldera. They are among the most devastating natural processes on Earth, threatening not only nearby settlements but also impacting upon the global climate.

The study by two students in Bristol’s School of Earth Sciences shows that magma chambers required for caldera-forming eruptions might grow faster and with less initial magma input than previously thought. Indeed, it was previously believed that a gradual increase in the magma input could form a large magma chamber which is necessary prior to a big caldera-forming eruption. However, the researchers’ numerical models show that this is quite difficult with a continuously rising magma influx. Instead, the magma input has to increase drastically and almost instantaneously above the background magma flux in order to create a big magma reservoir.

If such a hypothesis is confirmed, it will increase the difficulty of making volcanic eruption forecasts because precursors of an eruption such as ground deformation would be detectable just shortly before an eruption.

Source: The Post (This is Bristol).

Crater-Lake

Caldeira de Crater Lake (Etats Unis)   [Photo:  C. Grandpey]

La zone de fracture sud-ouest du Kilauea // Kilauea’s Southwest Rift Zone

   Aujourd’hui, la plupart des éruptions du Kilauea se produisent le long de l’East Rift Zone (ERZ) et beaucoup de gens oublient que plusieurs éruptions du passé ont aussi eu lieu le long de la South West Rift Zone (SWRZ) qui est loin d’être inactive. De tels événements ont été enregistrées en 1823, 1868, 1919-1920, 1971 et 1974. C’était avant l’apparition du GPS, de sorte que la plupart des informations sur les séquences pré-eruptives et la géométrie des conduits ont été obtenues grâce à la sismologie.
En observant les séismes avant les éruptions de 1971 et 1974, on a aujourd’hui des indications sur ce que sera la prochaine éruption le long de la SWRZ.

Des essaims sismiques ont eu lieu plusieurs mois avant l’éruption de Septembre 1971, en particulier dans la caldeira sommitale et dans la zone au sud. La sismicité s’est également dirigée vers le Mauna Iki et, parfois, au sud vers la côte. Le sommet était très gonflé, et une éruption sommitale de courte durée a eu lieu juste un mois avant l’éruption de 1971 sur la SWRZ. Quand l’éruption a finalement débuté sur la SWRZ, les secousses se sont déplacées à l’ouest de la zone sismique pré-éruptive. Elles ont ensuite migré le long de la fracture à environ 500 mètres à l’heure. La sismicité et le tilt laissent supposer que l’éruption de 1971 a été effectivement alimentée par la partie peu profonde du réservoir sommital.

En revanche, l’éruption 1974 a suivi le schéma défini par la sismicité historique. Environ 7 jours avant l’éruption, un vigoureux essaim sismique a eu lieu à la fois dans la partie supérieure de la SWRZ et de l’East Rift Zone. À partir du 31 décembre, un autre essaim a commencé au sud de la caldeira sommitale à environ 2,5 km de profondeur. Le tremor a bientôt remplacé les petites secousses et, environ 9 heures après le début de l’essaim, une éruption s’est produite sur la partie supérieure de la SWRZ.

Plusieurs essaims sismiques ont été enregistrés sur la SWRZ depuis 1974. En 2006, un gonflement associé à une augmentation de la sismicité superficielle sur la SWRZ a été détecté en utilisant le GPS et les données satellitaires. Au cours du mois passé, il y a eu une légère augmentation du nombre de séismes au sud de la caldeira sommitale.

À l’avenir, lorsque l’activité éruptive reviendra sur la SWRZ, les scientifiques se tourneront vers des éruptions passées pour obtenir des informations. Depuis celle de 1974, le réseau sismique s’est considérablement étoffé et de nombreuses nouvelles technologies telles que le GPS et l’InSAR, sont désormais disponibles. De cette façon, le HVO dispose de nombreux outils pour travailler beaucoup plus efficacement qu’autrefois.

Source: HVO.

 

   Today, most of Kilauea’s eruptions occur along the East Rift Zone (ERZ) and many people forget that several eruptions of the past years also took place along the South West Rift Zone (SWRZ) which is far from dead. Eruptions were recorded in 1823, 1868, 1919-1920, 1971, and 1974. They occurred before the advent of GPS, so most of the information on pre-eruptive sequences and conduit geometry comes from seismology.

By looking at the earthquakes that occurred prior to eruptions in 1971 and 1974, we may be able to gain clues into what to expect before the next SWRZ eruption.

Prior to the September 1971 eruption, several swarms occurred months ahead of time, especially in the summit caldera and in the area to the south. Seismicity also extended sparsely to Mauna Iki and, at times, south to the coast. The summit was highly inflated, and a short-lived summit eruption occurred just a month before the 1971 SWRZ eruption. When the 1971 SWRZ eruption finally started, earthquakes were shifted west of the pre-eruption earthquakes. The earthquakes migrated downrift at about 500 metres per hour. The pattern of seismicity and summit tilt suggests that the 1971 eruption was actually fed from the shallow part of the summit reservoir..

In contrast, the 1974 eruption followed the structure most obviously outlined by historical seismicity. About 7 days before the eruption, a vigorous earthquake swarm occurred in the Upper SWRZ and Upper East Rift Zone. Beginning on December 31, another swarm began at the eruption site south of the summit caldera at about 2.5-km depth.

Tremor soon replaced discrete earthquakes, and about 9 hours after the swarm began, an eruption occurred on the uppermost SWRZ.

Several earthquake swarms have been recorded on the SWRZ since 1974. In 2006, inflation associated with an increase in shallow seismicity in the SWRZ was detected using GPS and satellite data. Even over the past month, there has been a small increase in the number of earthquake to the south of the summit caldera.

In the future, when eruptive activity returns to the SWRZ, scientists will look to past eruptions to give them clues to look for. Since the last SWRZ eruption in 1974, the seismic network has improved dramatically, and many new technologies, such as GPS and InSAR, have become available. That leaves HVO with many tools to work far more efficiently than before.

Source: HVO.

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Les zones de rift du Kilauea  (Avec l’aimable autorisation du HVO)

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Southwest Rift Zone  (Photo:  C. Grandpey)

L’Irlande et la cendre volcanique // Ireland and volcanic ash

   Depuis l’éruption de l’Eyjafjallajökull – le volcan islandais qui a causé une panique monstre dans le transport aérien en 2010 – les compagnies aériennes affirment les unes après les autres qu’elles seront en mesure d’éviter pareil scénario catastrophe si un autre volcan vient à émettre un important panache de cendre.

Cette fois-ci, c’est la compagnie irlandaise Aer Lingus qui prétend que son nouveau système de détection et de prévision de cendre volcanique réduira les perturbations causées aux avions en europe. La nouvelle technologie vient d’être présentée aux responsables de la compagnie. Elle utilise des satellites et des modélisations pour détecter les nuages de cendre et prévoir leur trajectoire. L’Agence Spatiale Européenne (ESA) a investi 2,1 millions d’euros dans le projet qui est piloté par l’Institut Norvégien pour la Recherche aérienne. La société Entreprise Ireland – qui assure la coordination avec l’ESA en Irlande – a permis de sécuriser le financement du projet.

Il faut noter que tous ces projets ont été conçus pendant des périodes de calme volcanique et qu’ils s’appuient essentiellement sur des simulations informatiques. Reste à savoir ce qui se passera le jour où le Katla ou l’un de ses copains reprendra du service en émettant un volumineux nuage de cendre. Il y a un fossé énorme entre la théorie et la pratique, la simulation et la réalité !

Source: Presse irlandaise.

 

   Since the eruption of Eyjafjallajökull  – the Icelandic volcano that caused an incredible stampede in air transport in 2010 – most air companies pretend that they will be able to avoid such a scenario in the future if some other volcano happens to emit a voluminous ash plume.

This time, it is up to the Irish company Aer Lingus to affirm that a new ash cloud detection and forecasting system will reduce the disruption to aviation in the event of a volcanic eruption in Europe. The new technology, which has just been demonstrated at the company’s headquarters, uses satellites and forecast models to detect ash clouds and forecast their movements. The European Space Agency (ESA) has invested 2.1 million euros in the project, which is led by the Norwegian Institute for Air Research. The funding was secured with the aid of Enterprise Ireland, which is the coordinating body for ESA in Ireland.

One can notice that all these projects have been set up during periods of volcanic calm and mostly rely on computer models. The point is to know what will happen the day when Katla or some other volcano will start erupting and emit a voluminous ash cloud. There is a huge gap between theory and practise, between simulation and reality!

Source: Irish newspapers.

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Eruption de l’Eyjafjallajökull en 2010  (Crédit photo:  Wikipedia)

Les éruptions volcaniques peuvent-elles masquer les effets du réchauffement climatique ? / Can volcanic eruptions mask global warming effects ?

   Bien que la décennie 2000-2010 ait été la plus chaude jamais enregistrée, elle n’a pas été aussi chaude que le prévoyaient les scientifiques. Une étude récente indique que les composés chimiques émis pendant les éruptions, même de taille modeste,  à travers le monde ont pu contribuer à cette situation.

Quand les émissions de dioxyde de soufre (SO2) en provenance des volcans atteignent la stratosphère, elles subissent des réactions chimiques et forment des particules qui renvoient la lumière du soleil vers l’espace au lieu de lui permettre d’atteindre la surface de notre planète. Ce phénomène entraîne un effet de refroidissement qui contrebalance peut-être l’impact des gaz à effet de serre.

Les scientifiques ont observé une augmentation de ces aérosols chargés de SO2 dans l’atmosphère entre 2000 et 2010. Jusqu’à présent, on pensait en général que les responsables étaient les émissions industrielles de pays comme l’Inde ou la Chine dont les émissions de SO2 ont augmenté de 60% au cours de la dernière décennie à cause de la combustion du charbon. Toutefois, d’autres études prétendent que les coupables sont aussi les volcans qui représentent une importante source de SO2.

Les auteurs de l’étude – publiée avec plus de détails dans la revue en ligne Geophysical Research Letters – ont utilisé des simulations informatiques pour faire la part des choses et se rendre compte quelle proportion des changements dans la stratosphère pouvait être attribuée à la combustion du charbon en Asie et quelle autre proportion pouvait être attribuée aux émissions volcaniques entre 2000 et 2010. Les résultats laissent entendre que des éruptions volcaniques modérées participent à l’augmentation des aérosols dans l’atmosphère et ralentissent donc le réchauffement global de la planète. Toutefois, les chercheurs font remarquer qu’à long terme les volcans ne seront pas capables de contrebalancer ce réchauffement global. En effet, les émissions de gaz volcaniques sont irrégulières ; elles varient au gré des éruptions, alors que les émissions de gaz à effets de serre d’origine humaine ne cessent de s’accroître.

Les chercheurs ajoutent que des éruptions plus importantes peuvent avoir des effets significatifs. Par exemple, quand le Pinatubo est entré en éruption en 1991, il a rejeté dans la stratosphère une telle quantité de SO2 que la température globale de la Terre s’est abaissée de 0,55°C et est restée inférieure à la normale pendant plus de deux ans.

Source : LiveScience.com.

 

   Although the period between 2000 and 2010 was the warmest decade on record, the Earth didn’t heat up as much as scientists expected it. A new study finds that chemical compounds spewed during modest eruptions around the globe could be behind the trend.

When sulphur dioxide (SO2) emissions by volcanoes reach the stratosphere, they undergo chemical reactions, forming particles that reflect sunlight back into space instead of letting it get to the surface of the planet. This has a cooling effect that could help mitigate the impacts of greenhouse gases.

Scientists observed an increase in these SO2-laden aerosols in the atmosphere from 2000 to 2010. It is usually thought that industrial emissions from countries like China or India are to blame as they have increased their SO2 output by about 60 % over the decade through coal burning. However, other studies point to volcanoes, which are also an important source of SO2.

The authors of the new study – detailed online in the journal Geophysical Research Letters – used computer simulations to see which changes in the stratosphere could be attributed to coal burning in Asia and worldwide volcanic emissions from 2000 to 2010. The results suggested that moderate volcanic eruptions were behind the increases of aerosols in the atmosphere and thus the slowdown of global warming. However, the researchers cautioned that in the long run, volcanoes won’t be able to counterbalance global warming. Emissions of volcanic gases go up and down according to the eruptions, helping to cool or heat the planet, while greenhouse gas emissions from human activity never stop going up.

The research adds that larger volcanoes can have a much bigger effect. For instance, when Mount Pinatubo erupted in 1991, it ejected so much SO2 into the stratosphere that the planet cooled by 0.55°C and stayed slightly cooler for more than two years.

Source: LiveScience .com.

Pinatubo-blog

Photographie prise depuis la navette spatiale au-dessus de l’Amérique du Sud en août 1991 et montrant la double couche du nuage d’aérosols (en gris foncé au-dessus des nuages) généré par l’éruption du Pinatubo. (Crédit photo : NASA)