Catégorie : Science

L’inclinométrie sur les volcans // Inclinometry on volcanoes

Le dernier Volcano Watch de l’Observatoire des Volcans Hawaiiens (HVO) est dédiée à la mesure des déformations et en particulier de l’inclinaison du sol – tilt en anglais – sur les volcans, avec le Kilauea comme référence.
La mesure des déformations subies par un volcan sous la pression du magma est un paramètre essentiel en matière de surveillance volcanique. Les instruments à la disposition du HVO incluent un certain nombre de méthodes satellitaires récentes, mais un instrument revêt une importance depuis très longtemps : l’inclinomètre, aussi appelé tiltmètre.
L’inclinaison du sol sur un volcan constitue la première donnée géodésique utilisée par le HVO et continue d’être très importante à la fois pour la surveillance et la recherche fondamentale sur le comportement des volcans.

 

Images de déformation de la zone sommitale du Kilauea (Source : HVO)

Ce n’est qu’au début du 20ème siècle que les scientifiques ont commencé à se rendre compte que les éruptions volcaniques s’accompagnaient de changements topographiques.
En 1917, le Dr Thomas Jaggar a commencé à étudier les variations d’inclinaison des volcans hawaiiens. Dans un premier temps, il a observé les déviations des sismomètres Omori et Bosch-Omori du HVO. Plus tard, il a construit des « clinoscopes » spécialement conçus pour les volcans hawaiiens. Ces instruments donnaient une idée approximative de l’inclinaison sur une période d’une journée à une semaine.
Dans les années 1950, un scientifique du HVO a conçu un inclinomètre plus performant utilisant de l’eau. Cet appareil fournissait une mesure précise de l’inclinaison quotidienne ou même horaire. Les « inclinomètres à tube d’eau » ont permis aux scientifiques du HVO de suivre les mouvements du sommet du Kilauea au cours de plusieurs éruptions. Ils ont pu ainsi obtenir une mesure en continu de l’inflation et de la déflation du sol.
L’inclinomètre à tube d’eau se compose de trois « pots » d’eau reliés par des tubes de telle sorte que l’eau puisse circuler librement entre eux. Un pot est placé au centre et les deux autres sont placés à l’est et au nord du pot central. L’eau dans les tubes cherche toujours à être de niveau, mais lorsque le sol s’incline et déplace les pots vers le haut ou vers le bas, on a l’impression que le niveau d’eau descend ou monte. En lisant la profondeur de l’eau dans chaque pot, on peut déterminer l’inclinaison du sol depuis la dernière mesure.
Les données fournies par les inclinomètres à tube d’eau étaient particulièrement précieuses car elles pouvaient être récupérées régulièrement et constituer une série chronologique continue. Ce type de mesures en continu facilite l’analyse de l’activité volcanique, ce qui ne serait pas possibles si les données n’étaient collectées que lors des éruptions. En particulier, les inclinomètres à tube d’eau ont montré des cycles d’inflation rapide entre les éruptions, puis une déflation soudaine lorsque les éruptions vidaient les chambres magmatiques.

Tiltmètre à tube d’eau (Crédit photo : HVO)

Au début des années 1970, des inclinomètres électroniques ont commencé à être installés sur le Kilauea. Ces instruments sont insérés dans des forages d’environ 5 mètres de profondeur, afin d’être à l’abri des intempéries, et ils peuvent fournir des mesures d’inclinaison précises, jusqu’à une fraction de microradian chaque minute.

Après la fin de l’éruption du Pu’uO’o en 2018, la nature de l’inclinaison du sommet du Kilauea a encore changé. Les inclinomètres électroniques ont commencé à enregistrer une forte tendance inflationniste, pas très différente des niveaux observés par les inclinomètres à tube d’eau dans les années 1950-1970. Des éruptions majeures, semblables à celles du Kilauea Iki ou du Mauna Ulu – qui ont entraîné d’importantes déflations au sommet – ne se sont pas produites récemment, mais la similitude des mesures actuelles avec celles des années 1950 et 1970 montre que le comportement du Kilauea aujourd’hui n’est pas très différent de celui d’avant l’éruption de 2018.
Cela signifie que les données collectées et les enseignements tirés du système d’alimentation du Kilauea sont toujours valables aujourd’hui. Les scientifiques peuvent toujours s’appuyer sur le comportement passé du Kilauea pour faire des prévisions sur le comportement futur de ce volcan, et émettre de nouvelles hypothèses sur ce qui a pu se produire dans le passé.
Par exemple, en examinant les données du passé, les scientifiques ont conclu que la situation actuelle au sud de la caldeira du Kilauea est probablement due à l’accumulation de magma dans un réservoir de la caldeira sud en 2015 et 2021.
Le dernier Volcano Watch ne s’y attarde pas, mais aujourd’hui l’interférométrie radar satellitaire (InSAR) fournit une image instantanée de la déformation d’un volcan depuis l’air et l’espace.. L’InSAR utilise des images radar du sol fournies par des avions ou des satellites pour établir des cartes de déformation du sol.
Source : USGS/HVO.

 

Image InSAR du Kilauea en mars 2011 (Source : HVO)

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The latest Volcano Watch by the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) is dedicated to the measurement of tilt on volcanoes, especialli Kilauea.

Measuring how a volcano deforms in response to moving magma is an essential parameters of volcano monitoring. The Observatory’s instrumentation includes a number of newer, satellite-based methods but another important instrument has been around a lot longer: the tiltmeter.

Tilt data was the first geodetic data collected by HVO and continues to be very important both for monitoring and basic research in volcano behaviour.

In the early 20th century, scientists were only beginning to recognize that volcanic eruptions were accompanied by topographic changes.

In 1917, Dr. Thomas Jaggar began tracking tilt changes at Hawaiian volcanoes. At first, he looked at the deflections of the HVO’s Omori and Bosch-Omori seismometers. Later, he constructed specially designed “clinoscopes.” These provided a rough idea of the amount of tilt over the span of a day to a week.

In the 1950s, an HVO scientist designed an improved tiltmeter using water. This apparatus provided a precise tilt measurement to track daily or even hourly tilt. The “water tube tiltmeters” allowed HVO scientists to track the movement of Kilauea’s summit through several eruptions, providing a continuous record of inflation and deflation.

The water tube tiltmeter consists of three “pots” of water connected by tubes such that the water can freely flow between them. One pot is placed in the center, and the other two are placed east and north of the center pot. The water in the tubes will always seek to be level, but when the ground tilts and moves the pots up or down, it will look like the water level is moving down or up. By reading the depth of the water in each pot, one can work out how much the ground has tilted since the last reading.

Water tube tilt data was especially valuable because it could be collected regularly to form a continuous time series. This kind of continuous record facilitates discoveries that wouldn’t be possible if data was only collected during eruptions. In particular, the water tube tiltmeters showed cycles of steep inflationary tilt between eruptions and then sudden deflation as eruptions drained magma chambers.

In the early 1970s, electronic tiltmeters began to be installed around Kilauea. These instruments are installed in boreholes about 5 meters) deep, so that they might be protected from the weather, and can provide tilt measurements down to a fraction of a microradian every minute.

After the end of the Pu’uO’o eruption in 2018, the character of tilt at Kilauea’s summit changed again. Electronic tiltmeters began to record steep inflationary tilt, not too different from the rates observed by the water tube tiltmeter in the 1950s–1970s. Major eruptions, similar to Kilauea Iki or Mauna Ulu – which resulted in large summit deflations – have not occurred recently, but the similarity of the current records to those from the 1950s-1970s is another sign that Kilauea is not too different now from how it was before the 2018 eruption.

This means that the data collected, and the lessons learned about Kilauea’s plumbing system, are still applicable today. Scientists can still use Kilauea’s past behaviour to make forecasts about future behaviour and test out new ideas for what may have happened in the past.

For example, by looking back at past records, scientists have concluded that the current situation south of Kilauea’s caldera is likely due to magma accumulation in a South Caldera reservoir, which occurred in 2015 and 2021.

The latest Volcano Watch does not mention it, but today Interferometric Aperture Radar (InSAR) provides a snapshot of volcano deformation from air and space. InSAR uses radar images of the ground that are collected by airplanes or orbiting satellites to make maps of ground deformation.

Source : USGS / HVO.

Surveillance acoustique des volcans // Acoustic monitoring of volcanoes

Aux États-Unis et ailleurs dans le monde, l’activité volcanique peut prendre différentes formes, depuis les éruptions fissurales basaltiques relativement tranquilles à Hawaï jusqu’aux éruptions explosives très violentes du Mont St. Helens. Les scientifiques en poste dans les observatoires volcanologiques essayent en permanence de comprendre de tels événements et leurs implications en matière de dangers et donc de sécurité.
Les observatoires volcanologiques utilisent souvent des instruments de surveillance continue à distance comme les sismomètres et les microphones acoustiques pour détecter les événements sismiques et les explosions. Ces capteurs sont très utiles car ils peuvent assurer une surveillance permanente et les scientifiques peuvent appliquer des capacités de détection à distance pour surveiller l’activité.
Des chercheurs de plusieurs observatoires volcanologiques gérés par l’USGS se sont joints à d’autres scientifiques de différents pays pour observer et analyser deux types d’activité éruptive sur le Stromboli (Sicile/Italie).
Les scientifiques souhaitaient découvrir les différences entre les éruptions explosives discrètes et les événements plus violents, ou épisodes éruptifs ‘soutenus’. Les deux types d’éruptions ont des conséquences différentes en matière de danger et de sécurité des populations à Stromboli. L’étude du comportement du volcan permet une meilleure compréhension de ces événements, et l’application à des types similaires d’activité volcanique ailleurs dans le monde.
Les éruptions explosives se caractérisent par leur soudaineté et ont tendance à répandre de l’énergie de manière uniforme dans toutes les directions. Ces éruptions peuvent également projeter des matériaux dans toutes les directions. Sur le Stromboli, les épisodes éruptifs ‘soutenus’ ont des durées plus longues et produisent un panache de cendres et de matériaux qui jaillit loin de la bouche éruptive. Le processus est semblable à la dynamique des moteurs à réaction et de tels phénomènes volcaniques peuvent propulser les cendres à des hauteurs dépassant l’altitude du trafic aérien.
S’agissant de la surveillance volcanique, il est utile de comprendre les types de signatures produits par ces événements et comment ils sont enregistrés par les réseaux de surveillance conventionnels. En fait, ces réseaux ne sont pas vraiment performants car les capteurs sismiques et acoustiques sont presque toujours placés à la surface du sol et ne sont pas parfaits pour capter l’énergie des éruptions dans l’atmosphère.
L’équipe italienne de chercheurs a tenté d’améliorer la compréhension de la dynamique des éruptions en plaçant un capteur acoustique en hauteur, sur un drone au-dessus du Stromboli, pour capturer à la fois les explosions et les épisodes éruptifs ‘soutenus’. Les travaux ont révélé les principales caractéristiques qui permettent de distinguer facilement les deux types d’événements grâce à un capteur stationné brièvement au-dessus du volcan.
Cette expérience particulière réalisée en Italie présente un intérêt pour des éruptions ponctuelles mais ne peut être utilisée pour la surveillance des éruptions sur le long terme. Cependant, elle montre la capacité de capturer ces données, et elle identifie les contraintes qui entourent la conception de meilleurs réseaux au sol pour surveiller une grande variété de types d’éruption. Ce travail propose des méthodes pour améliorer la surveillance et la détection des éruptions volcaniques sur les volcans aux Etats Unis et ailleurs dans le monde.
L’Observatoire des volcans d’Hawaii (HVO) utilise actuellement les drones pour mesurer les gaz volcaniques et mener des relevés d’imagerie aérienne afin de générer des modèles tridimensionnels.
Source : USGS/HVO.

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In the U.S. And elsewhere in the world, volcanic eruptive activity may take many forms, from basaltic fissures eruptions in Hawai‘i to explosive eruptions like those of Mount St. Helens. Volcano observatory scientists permanently try to understand such events and their implications for hazards.

Volcano observatories often use continuous remote monitoring instruments like seismometers and acoustic microphones to detect earthquakes and explosions. These types of sensors are ideal because they can monitor constantly, and scientists can apply remote detection capabilities to monitor activity.

USGS volcano observatory researchers joined international volcano scientists to examine two types of eruptive activity at Stromboli (Sicily / Italy).

The scientists were interested in discovering differences between discrete explosive eruptions compared to sustained eruptions (also called jet eruptions). The two eruption types have different implications for hazardous conditions at Stromboli. The motivation of the study is a better understanding of these events, at Stromboli, that can be applied to similar types of volcanic activity occurring around the globe.

Explosive eruptions are characterized by their impulsive onset and tend to radiate energy equally in all directions. These types of eruptions may throw rocks in all directions. At Stromboli, sustained jets have longer durations and produce a directed plume of ash and rocks away from the vent. The events are analogous to jet engine dynamics and such volcanic jetting can push ash to heights beyond international airline traffic altitudes.

From a volcano monitoring perspective, it is useful to understand the types of signatures that these events produce and how they are recorded on standard monitoring networks. However, networks are hindered because seismic and acoustic sensors are almost always placed on the ground surface and are not ideal for the capture of eruption energetics into the atmosphere.

The research team working in Italy attempted to improve the understanding of eruption dynamics by placing an acoustic sensor on a drone above Stromboli to capture both explosions and jet eruptions. The work revealed key features of the two event types that allow them to be easily distinguished by a sensor briefly suspended above the volcano.

This particular experiment in Italy is impractical from the perspective of long-term eruption monitoring. However, it demonstrates the ability to capture these data and identifies constraints on how to design better ground networks to monitor the wide variety of eruption types. This work introduces methods for improved monitoring and detection of volcanic eruptions at United States and international volcanoes.

The Hawaiian Volcano Observatory currently uses UAS techniques to measure volcanic gas and conduct aerial imagery surveys to generate three-dimensional models.

Source : USGS / HVO.

Eruption ‘soutenue’ du Stromboli, avec puissant  jet de matériaux (Photo: C. Grandpey)

Etude d’une éruption ‘soutenue’ sur le Stromboli. L’image de gauche montre l’événement. L’image du centre montre l’orientation du capteur par rapport à la direction de l’éruption et une image rapprochée du drone en vol stationnaire. L’image de droite montre l’expérience sur le terrain, avec le capteur attaché sous le drone. (Crédit photo : David Fee)

Des vers vieux de 46 000 ans reprennent vie après avoir été dégelés // 46,000-year-old worms brought to life after being thawed

Des vers vieux de 46 000 ans extraits du pergélisol sibérien ont été ramenés à la vie par l’Institut Max Planck de biologie cellulaire moléculaire (MPI-CBG) à Dresde (Allemagne) et deviennent les plus anciennes créatures connues à avoir existé. Les vers ont été découverts par des scientifiques russes à l’intérieur d’un dépôt glaciaire profond près de la rivière Kolyma en 2018, mais on ne savait pas de quelle espèce il s’agissait, ni depuis combien de temps ils étaient piégés dans la glace.
Aujourd’hui, le séquençage génétique montre qu’il s’agit d’une toute nouvelle espèce de ver nématode qui était en sommeil depuis la dernière période glaciaire. La datation au radiocarbone des végétaux trouvés au même niveau que les vers montre que les dépôts de permafrost n’avaient pas dégelé depuis le Pléistocène supérieur. Cela signifie qu’ils existaient déjà lorsque les Néandertaliens, les mammouths laineux et les tigres à dents de sabre parcouraient la région.
Les minuscules vers, qui mesurent moins d’un millimètre de long, ont été décongelés et ramenés à la vie dans une boîte de Pétri remplie d’une soupe nutritive conçue pour favoriser leur croissance. Après quelques semaines dans la boîte, les vers ont commencé à bouger et à manger. Ils sont morts en quelques mois, mais l’espèce s’est reproduite et est actuellement l’objet d’expériences en laboratoire. L’étude sur les nématodes a été publiée dans la revue Plos Genetics.
Les vers nématodes sont l’une des nombreuses créatures connues pour être capables de survivre dans des conditions difficiles en entrant dans un état semblable à l’hibernation, la cryptobiose. En 2021, des rotifères bdelloïdes, une classe d’invertébrés microscopiques, ont été découverts dans l’Arctique et ramenés à la vie après 24 000 ans.
Bien que les scientifiques aient déjà fait revivre des microbes et des bactéries unicellulaires datant de 250 millions d’années, on pense qu’avec les vers découverts dans le permafrost sibérien, il s’agit de la plus ancienne créature multicellulaire jamais ramenée à la vie. Auparavant, le record était de 25,5 ans dans l’Arctique. L’analyse génétique montre que ces vers appartiennent à une espèce jusque-là inconnue, et qui a été baptisée Panagrolaimus kolymaensis.
Selon les scientifiques, l’étude prouve que les vers peuvent rester en sommeil non seulement pendant des décennies, voire des centaines d’années, mais des ères géologiques entières, en attendant que les conditions s’améliorent. L’étude démontre aussi que les nématodes ont développé des mécanismes qui leur permettent de préserver la vie pendant des périodes géologiques.
Plusieurs espèces anciennes ont été ramenées à la vie ces dernières années. En 2020, des scientifiques japonais et américains ont réanimé des microbes vieux de 200 millions d’années trouvés dans des sédiments à 100 mètres sous le fond de l’océan dans le gyre – un courant océanique.- du Pacifique Sud.
Les résultats de l’étude ne montrent pas seulement que la vie peut attendre dans les environnements les plus extrêmes sur Terre, mais laisse aussi supposer qu’on peut la trouver sur des planètes inhospitalières, telles que Mars et d’autres parties du système solaire.
Certains scientifiques ont toutefois mis en garde contre la réanimation d’espèces « voyageuses dans le temps », car cela pourrait libérer d’anciens virus susceptibles de menacer la santé humaine et l’environnement. De la même façon, le réchauffement climatique, en provoquant la fonte des glaciers et du pergélisol, pourrait permettre la réémergence de microbes en sommeil depuis très longtemps.
Une nouvelle étude publiée dans Plos Genetics par le Centre commun de recherche de la Commission européenne a utilisé l’intelligence artificielle pour simuler ce qui se passerait si d’anciens virus contaminaient des environnements modernes. Ils ont découvert que de nombreux anciens agents pathogènes pourraient survivre et évoluer dans de tels environnements ; 1% d’ entre eux seraient capables d’éliminer un tiers des espèces.
Source : The Telegraph.

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46,000-year-old worms dug up from the Siberian permafrost were brought back to life by scientists of the Max Planck Institute of Molecular Cell Biology (MPI-CBG) in Dresden (Germany) and are becoming the oldest-known creatures to have existed. The roundworms were discovered by Russian scientists inside a deep glacial deposit near the Kolyma River in 2018, but it was unclear what they were, or how long they had been trapped in the ice.

Now genetic sequencing has shown they are an entirely new species of nematode worm which has lain dormant since the last Ice Age. Radiocarbon dating of plant material found on the same level of the worms has shown that the frozen deposits had not thawed since the late Pleistocene. It means they existed when Neanderthals, woolly mammoths and saber-toothed tigers still roamed the region.

The tiny worms, which are less than a millimetre in length, were thawed out and coaxed back to life in a petri dish filled with a nutritious soup designed to encourage their growth. After a few weeks in the dish, they began moving and eating. The worms died within a few months, however scientists said the species has reproduced and is now undergoing lab experiments. The nematode study was published in the journal Plos Genetics.

Nematode worms are one of several creatures known to be able to survive harsh conditions by entering a hibernation-like state called cryptobiosis. In 2021, Bdelloid rotifers, a class of microscopic invertebrates, were found in the Arctic and brought back after 24,000 years.

Although scientists have revived single cell microbes and bacteria dating back 250 million years, it is thought to be the oldest multicellular creature ever reanimated. Previously the longest known record for nematode worms staying in cryptobiosis was 25.5 years in the Arctic.

Genetic analysis shows the ancient worms belong to a previously unknown species, which has been named Panagrolaimus kolymaensis.

Experts say that the study proves that the worms can lie dormant not just for decades, or hundreds of years, but entire geological eras, waiting for conditions to improve. The research demonstrates that nematodes have developed mechanisms that allow them to preserve life for geological time periods.

Several ancient species have been revived in recent years. In 2020, Japanese and US scientists reanimated 200-million-year-old microbes found in sediments 100 meters beneath the ocean floor within the South Pacific Gyre, an ocean current.

The findings do not show that life can lie waiting in the most extreme environments on Earth but gives new hope that it could be found on inhospitable planets, such as Mars and other parts of the solar system.

However, some scientists have cautioned against reanimating “time-travelling” species, warning that it could unleash ancient viruses that could threaten human health and the environment.

There are fears that global warming may cause glaciers and permafrost to melt, allowing long dormant microbes to re-emerge.

A new study published in Plos Genetics by the European Commission Joint Research Centre used artificial intelligence to simulate what would happen if ancient viruses were unleashed onto modern communities. They found that ancient invading pathogens could often survive and evolve in the modern community with 1 per cent capable of wiping out one third of the species.

Source : The Telegraph.

Source : Institut Max Planck de biologie cellulaire de Dresde

L’Afrique se coupera-t-elle en deux ? // Will Africa split in two ?

C’est un phénomène géologique bien connu : une zone de faille géante déchire lentement l’Afrique. Cette dépression, le Rift est-africain, inclut un réseau de vallées qui s’étend sur environ 3 500 kilomètres, depuis la Mer Rouge jusqu’au Mozambique.

Le Rift dans la région de l’Ol Doinyo Lengai (Photo : C. Grandpey)

L’Afrique va-t-elle finir par se déchirer complètement ? Pour répondre à cette question, il faut observer les plaques tectoniques de la région. Le long du Rift est-africain, la plaque somalienne s’écarte de la plaque nubienne. D’autre part,les plaques somalienne et nubienne s’éloignent de la plaque arabique au nord. Ces plaques se rencontrent dans la région Afar en Éthiopie, en formant un système de failles en Y.

 

Source : Wikipedia

Le Rift est-africain a commencé à se former il y a environ 35 millions d’années entre l’Arabie et la Corne de l’Afrique dans la partie orientale du continent. Au cours de sa formation, le Rift s’est étendu vers le sud et a atteint le nord du Kenya il y a environ 25 millions d’années.
Le Rift est africain se compose de deux ensembles à peu près parallèles de fractures dans la croûte terrestre. Le rift oriental traverse l’Éthiopie et le Kenya, tandis que le rift occidental forme un arc de cercle entre l’Ouganda et le Malawi. La branche orientale est aride, tandis que la branche occidentale se situe en limite de la forêt tropicale congolaise.

L’existence des rifts est et ouest et la découverte de zones sismiques et volcaniques offshore indiquent que l’Afrique s’ouvre lentement sur plusieurs lignes, à un rythme de plus de 6,35 millimètres par an. C’est à peu près à la vitesse de croissance des ongles. 

Source : Wikipedia

Le Rift est-africain s’est probablement formé suite à une remontée de magma en provenance de l’asthénosphère (partie supérieure du manteau terrestre) entre le Kenya et l’Éthiopie. Cette chaleur a provoqué l’expansion et l’élévation de la croûte sus-jacente, ce qui a entraîné l’étirement et la fracturation de la roche continentale. Cela a conduit à une importante activité volcanique, avec la formation du Kilimandjaro.
Le déchirement de l’Afrique pourrait se produire de différentes façons. Selon un scénario, la majeure partie de la plaque somalienne pourrait se séparer du reste du continent africain, avec formation d’une mer entre les deux masses de terre. Cette nouvelle masse continentale comprendrait la Somalie, l’Érythrée, Djibouti et les parties orientales de l’Éthiopie, du Kenya, de la Tanzanie et du Mozambique. Selon un autre scénario, l’est de la Tanzanie et le Mozambique seraient seuls à se séparer.
Les scientifiques expliquent que si le continent africain se rompt, le rift en Éthiopie et au Kenya pourrait entraîner la formation d’une plaque somalienne dans les 1 à 5 millions d’années à venir. Cependant, il se peut aussi que l’Afrique ne se scinde pas en deux. Les forces géologiques à l’origine du processus de rift pourraient s’avérer trop lentes pour séparer les plaques somalienne et nubienne. On aurait alors un exemple de rift avorté. De tels rifts avortés peuvent être observés ailleurs dans le monde, comme le Midcontinent Rift, qui s’incurve sur environ 3 000 km au sein de l’Upper Midwest en Amérique du Nord.
La branche orientale du Rift est-africain est un exemple de rift avorté, alors que la branche occidentale est toujours active. Selon la Geological Society de Londres, « on ne sait pas si le Rift continuera à s’ouvrir à son rythme actuel pour éventuellement donner naissance à un bassin océanique comme la Mer Rouge et, plus tard, quelque chose de beaucoup plus grand, comme une petite version de l’Océan Atlantique. Le processus peut-il s’accélérer…ou s’arrêter ? » Personne ne le sait.
Source : Yahoo Actualités, Live Science.

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It is a well-known geological phenomenon : a giant rift is slowly tearing Africa apart. This depression, known as the East African Rift, is a network of valleys that stretches over about 3,500 kilometers, from the Red Sea to Mozambique.

Will Africa rip apart completely? To answer this question, one needs to have a look at the region’s tectonic plates. Along the East African Rift, the Somalian tectonic plate is pulling eastward from the Nubian tectonic plate. The Somalian and Nubian plates are also separating from the Arabian plate in the north. These plates intersect in the Afar region of Ethiopia, creating a Y-shaped rift system. (see map above)

The East African Rift started forming about 35 million years ago between Arabia and the Horn of Africa in the eastern part of the continent. This rifting extended southward over time, reaching northern Kenya about 25 million years ago.

The rift consists of two broadly parallel sets of fractures in Earth’s crust. The eastern rift passes through Ethiopia and Kenya, while the western rift runs in an arc from Uganda to Malawi. The eastern branch is arid, while the western branch lies on the border of the Congolese rainforest. The existence of the eastern and western rifts and the discovery of offshore zones of earthquakes and volcanoes indicate that Africa is slowly opening along several lines, at a rate of more than 6.35 millimeters per year. This means the current rifting is very slow, about the rate that one’s toenails grow.

The East African Rift most likely formed because of heat flowing up from the asthenosphere (upper part of Earth’s mantle) between Kenya and Ethiopia. This heat caused the overlying crust to expand and rise, leading to stretching and fracturing of the brittle continental rock. This led to substantial volcanic activity, including the formation of Mount Kilimanjaro.

If Africa does rip apart, there are different ideas for how that might happen. One scenario has most of the Somalian plate separating from the rest of the African continent, with a sea forming between them. This new landmass would include Somalia, Eritrea, Djibouti, and the eastern parts of Ethiopia, Kenya, Tanzania and Mozambique. Another scenario has only eastern Tanzania and Mozambique separating.

Scientists say that if the African continent does rupture, the rift in Ethiopia and Kenya may split to create a Somali plate in the next 1 million to 5 million years. However, Africa may not split in two. The geological forces driving the rifting might prove too slow to separate the Somalian and Nubian plates. This would be an example of a failed rift. Such failed rifts can be observed elsewhere in the world, like the Midcontinent Rift, which curves for about 3,000 km across the Upper Midwest of North America.

The eastern branch of the East African Rift is a failed rift. However, the western branch is still active. According to the Geological Society of London, « what we do not know is if this rifting will continue on its present pace to eventually open up an ocean basin, like the Red Sea, and then later to something much larger, like a small version of the Atlantic Ocean. Or might it speed up and get there more quickly? Or it might stall out? »Nobody can tell.

Source : Yahoo News, Live Science.