Catégorie : volcanoes

Les secrets de Petrified Forest (Etats Unis) // The secrets of Petrified Forest (United States)

En mai 2017, au cours de mon périple à travers l’ouest des États-Unis, j’ai fait une halte au Parc National de Petrified Forest, l’un des endroits les plus fantastiques pour voir des arbres pétrifiés. Cependant, on peut en observer ailleurs dans le monde, que ce soit en Nouvelle-Zélande, en Grèce ou en Argentine.

Il y a 225 millions d’années, le site de Petrified Forest était recouvert d’une forêt dense avec de nombreux conifères et d’une douzaine d’autres espèces d’arbres. Des entassements de troncs se sont produits à cette époque lointaine lorsque des arbres morts et d’autres éléments de végétation sont tombés dans les rivières qui traversaient le paysage. Toutes ces plantes ont ensuite été rapidement enfouies sous des sédiments et des cendres volcaniques riches en silice.
La transformation en bois pétrifié ne peut avoir lieu que dans certaines circonstances. Quand un organisme meurt, il se décompose habituellement et les micro-organismes attaquent la matière organique. De temps en temps, cependant, il se peut qu’un arbre mort se trouve rapidement enseveli sous la boue ou la cendre volcanique. En le recouvrant, ces matériaux protègent l’arbre mort mais le privent d’oxygène. Comme l’oxygène est le principal moteur du processus de décomposition, la plante se décompose beaucoup plus lentement qu’elle ne le ferait normalement. Dans le même temps, de l’eau et/ou de la boue s’infiltre dans les pores de l’arbre mort et d’autres ouvertures. Au fur et à mesure que la structure interne de la plante se dégrade, sa matière organique (dans le cas présent les fibres de bois) est remplacée par de la silice et d’autres minéraux. Sur une période de quelques millions d’années, ces minéraux vont se cristalliser. Le résultat final est une pierre qui prend la forme et la structure de l’arbre telles qu’elles étaient à l’origine.
Le niveau de détail observé sur certains spécimens est vraiment étonnant. Les troncs, les branches et les feuilles sont parfois parfaitement conservés. Dans certains segments de troncs pétrifiés, il est même possible de compter les cernes de croissance.
En parcourant les sentiers de Petrified Forest, j’ai été fasciné par la palette de couleurs vives offerte par certaines sections de troncs. Les différentes teintes sont dues à la présence de plusieurs minéraux. Par exemple, certains troncs pétrifiés arborent une teinte rouge ou rose à cause de la présence d’hématite. S’il y a une couleur verdâtre, cela signifie que du fer natif se trouve à l’intérieur du fossile. Les nuances de noir sont associées à la pyrite.
Il est strictement interdit de récolter du bois pétrifié dans le Parc National de Petrified Forest. Il y a quelques années, les gardes pesaient les véhicules à l’entrée et à la sortie pour s’assurer que les visiteurs n’emportaient pas de cailloux. On estime actuellement que les visiteurs du parc volent environ 900 kilogrammes de ces fossiles chaque mois. Pourtant, le bois volé a tendance à revenir dans le parc. En effet, les gens éprouvent souvent des remords après avoir dérobé les fossiles et les renvoient au parc. Le Rainbow Forest Museum a prévu une pièce entière baptisée Guilt Room – salle de culpabilité – où sont stockés les spécimens retournés avec des lettres d’excuses.
Ce genre de comportement empreint de remords est observé aussi à Hawaï. Certains visiteurs du Parc National des Volcans d’Hawaii renvoient les morceaux de lave qu’ils avaient prélevés en guise de souvenirs. Ils expliquent qu’ils ont été victimes de la malédiction de Pelé et ont dû faire face à des problèmes après leur retour à la maison.
Source: Howstuffworks.

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In May 2017, travelling across western USA, I made a stop at Petrified Forest National Park, one of the most fantastic places in the world to see petrified trees. However, caches of petrified wood can be found all over the world, from New Zealand to Greece to Argentina.

225 million years ago, Petrified Forest was the site of a dense forest loaded with conifers and about a dozen other tree species. Log jams were often created when deceased trees fell into the prehistoric rivers that ran across the landscape. Scores of these plants were then buried rapidly in sediment and silica-rich volcanic ash.

The transformation from real wood to petrified wood can only take place under the right set of circumstances. When an organism dies, it usually decomposes and microorganisms break down organic matter. Once in a while, though, a newly-deceased tree gets rapidly buried by mud, silt or volcanic ash. This blanketing material then shields the dead tree from oxygen. Because oxygen is the main driving force behind the decaying process, the smothered plant will begin to decompose far more slowly than it normally would. Meanwhile, mineral-laden water or mud seeps into the dead tree’s pores and other openings. As the plant’s internal structure gradually breaks down, its organic material (namely wood fibers) gets replaced by silica and other minerals. Over a period of a few million years, those minerals will crystalize. The end result is a rock that appropriates the shape and structure of the original tree.

The level of detail we find in some specimens is really astonishing. Petrified logs with well-preserved trunks, branches and leaves.  In certain petrified log segments, it is even possible to count the growth rings.

While visiting Petrified Forest, I was surprised at the coloration of the trunks’cross-sections. They often showcase a nice rainbow of colours. The different hues are produced by different minerals. For example, some petrified logs have a red or pink tint to them. Internal hematite is responsible for this hue. If there is a greenish colour, that means native iron is inside the fossil. Shades of black are associated with pyrite.

It is strictly forbidden to harvest petrified wood in Petrified Forest National Park. A few years ago, park rangers weighed the vehicles when they entered and left the park to make sure visiyors were not taking rocks away. Nevertheless, it is estimated that park visitors steal around 900 kilograms worh of these fossils per month. Yet, the kidnapped wood tends to find its way home. People often feel remorse after swiping the fossils and mail them back to the park. The on-site Rainbow Forest Museum has in fact dedicated an entire room — aptly named « the guilt room » — to specimens that were returned with letters of apology.

This kind of remorse also happens at Hawaii. Some visitors send back the pieces of lava thay have brought back home. They say they were the victims of Pele’s curse and had to face problems at home.

Source: Howstuffworks.

Photos: C. Grandpey

Les séismes lents du Kilauea (Hawaii) // Kilauea Volcano’s slow earthquakes (Hawaii)

Périodiquement, des séismes sont enregistrés sur le flanc sud du Kilauea et le HVO les attribue au glissement lent de l’édifice volcanique dans l’Océan Pacifique. Le dernier événement de ce type a eu lieu en octobre 2015 et, auparavant, en mai 2012, février 2010 et juin 2007.
Ces séismes de glissement lent se produisent lorsqu’une faille commence à glisser, mais si lentement que le phénomène prend plusieurs jours au lieu de quelques secondes dans le cas d’un tremblement de terre classique. Sur le Kilauea, les séismes lents se produisent sur la faille de décollement presque horizontale qui se trouve sous le flanc sud du volcan, à une profondeur de 6 à 8 km. C’est cette même faille qui a été responsable du séisme de magnitude M 7,7 à Kalapana en 1975. Cependant, les séismes lents ne produisent pas d’ondes sismiques et donc pas de fortes secousses destructrices comme un séisme classique. Ils permettent d’évacuer une partie de la contrainte qui s’est accumulée sur la faille.
Au cours d’un séisme lent, le flanc sud du Kilauea avance en général d’environ 3 cm vers l’océan. L’événement s’étale sur 2 ou 3 jours, et présente les mêmes caractéristiques qu’un séisme de magnitude M 6.0. Le réseau GPS du HVO montre que le flanc sud avance régulièrement vers la mer d’environ 6 cm chaque année. Les événements de glissement lent du Kilauea ont tendance à se produire uniformément dans le temps; en particulier, ceux postérieurs à 2005 qui ont eu lieu tous les deux ans et demi, à trois mois près. Ils ont été provoqués chaque fois par un glissement sur la même section de la faille et présentent la même magnitude.
Les séismes lents du Kilauea sont des exemples de « séismes types», autrement dit des événements à répétition, de magnitude et de localisation identiques, qui correspondent à une rupture la même section de la faille. Au début, la notion de « séisme type » a été avancée dans l’espoir qu’elle pourrait permettre de prévoir les séismes classiques, les plus destructeurs. Cette idée a fait suite à l’observation d’une série de séismes qui semblaient se produire tous les 22 ans près de la ville de Parkfield en Californie. Après les séismes de 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 et 1966, tous de magnitude M 6.0 sur le même section de la faille de San Andreas, les scientifiques avaient prédit que le prochain séisme se produirait en 1988. En fait, le séisme de Parkfield n’a pas eu lieu avant 2004, soit 16 ans après la date prévue. Cependant, même si l’hypothèse de « séisme type » n’a pas permis de prévoir un séisme classique, elle est utile pour prévoir des « séismes lents » partout dans le monde. De tels événements, récurrents et prévisibles, affectent la zone de subduction de Cascadia au large des Etats de Washington et de l’Oregon. Cette faille génère tous les 15 mois des glissements lents équivalant à un séisme de magnitude M 6. Au Japon, sur la zone de subduction le long de la fosse de Nankai, des glissements importants se produisent environ tous les 7 ans et correspondent à des séismes de magnitude M 7,0.
Dans la mesure où l’événement de glissement lent le plus récent sur le Kilauea s’est produit en octobre 2015 et que les « séismes lents » ont une périodicité de 2,5 ans (à 3 mois près), le HVO pense que le prochain pourrait être enregistré d’ici août 2018, mais aucune secousse ne sera ressentie par la population. .
Source: USGS / HVO.

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Occasionally, earthquakes are recorded on the southern flank of Kilauea Volcano and HVO attributes them to the slow sliding of the volcanic edifice into the Pacific Ocean. The last slip event was in October 2015, and before then, in May 2012, February 2010, and June 2007.

Slow slip events are sometimes called “slow earthquakes.” They happen when a fault begins sliding, just like in a regular earthquake, but so slowly that it takes several days to finish instead of several seconds. At Kilauea, slow earthquakes occur on the nearly flat-lying décollement fault that underlies the volcano’s south flank at a depth of 6-8 km. This is the same fault that was responsible for the M 7.7 Kalapana earthquake in 1975. However, slow earthquakes produce no seismic waves and, therefore, none of the damaging shaking of a regular earthquake. They help relieve a small amount of stress on the fault.

During a slow earthquake, the south flank usually surges seaward by about 3 cm. This additional motion occurs over 2-3 days, and is about the same amount that would happen in a regular M 6.0 earthquake. HVO’s GPS monitoring network shows that the south flank moves steadily seaward about 6 cm every year. Kilauea slow slip events tend to occur evenly in time; in particular, events after 2005 have occurred every 2.5 years, give or take 3 months. They are also caused by slip on the same section of the fault every time and tend to be about the same size.

Kilauea slow slip events are examples of so-called “characteristic” earthquakes, a series of several earthquakes of similar magnitude and location, which indicates that they are breaking the exact same part of the fault again and again. The characteristic earthquake hypothesis was originally developed in hope that it could predict regular, and possibly damaging, earthquakes. This idea emerged from observations of a series of earthquakes that seemed to strike about every 22 years near the town of Parkfield, California. After earthquakes in 1857, 1881, 1901, 1922, 1934, and 1966, all of which occurred as M 6.0 events in the same part of the San Andreas Fault, scientists predicted the next earthquake would occur in 1988. As it turned out, the next Parkfield earthquake did not occur until 2004, 16 years after the predicted date. However, even though the characteristic earthquake hypothesis was not successful at predicting a regular earthquake, it has been useful for forecasting the occurrence of slow slip events around the world. Locations where recurring, predictable slow slip events happen include the Cascadia Subduction zone offshore of Washington and Oregon. This fault produces slow slip events equivalent to an M 6.7 earthquake every 15 months. In Japan, on the subduction zone along the Nankai Trough, major slow slip events occur approximately every 7 years and are equivalent to M 7.0 earthquakes!

Because the most recent slow slip event on Kilauea happened in October 2015, and the events have a recurrence time of 2.5 years (give or take 3 months), HVO can forecast that the next one might occur between now and August 2018. But there won’t be any shaking that could be easily felt by individuals.

Source: USGS / HVO.

Sur le schéma ci-dessus, les flèches noires montrent l’intensité des séismes lents (voir échelle en bas du schéma), ainsi que leur orientation telle qu’elle a été enregistrée par le réseau GPS du HVO en octobre 2015. Les couleurs font référence à la topographie, depuis le niveau de la mer (en vert) jusqu’à 1200 m d’altitude (en marron). L’océan est en bleu. (Source : HVO)

Sommes-nous prêts à affronter la prochaine super éruption? // Are we ready to face the next super eruption ?

Je termine généralement ma conférence «Volcans et risques volcaniques» en disant que ce que je crains le plus, c’est l’éruption d’un «super volcan» comme le Taupo en Nouvelle-Zélande, le Toba en Indonésie ou le Yellowstone aux États-Unis. S’agissant de Yellowstone, j’explique que les volumineux nuages ​​de cendre produits par l’éruption causeraient de très sérieux dégâts aux Grandes Plaines qui sont le grenier des États-Unis. Ils affecteraient aussi profondément les communications. Notre société basée sur Internet serait certainement en grande difficulté si une telle situation se produisait. Je suis d’accord avec les scientifiques qui disent que le monde doit faire davantage d’efforts pour se préparer à la prochaine méga éruption volcanique.
Le tsunami dévastateur dans l’Océan Indien en 2004 et le séisme de Tohoku au Japon en 2011 sont des exemples de graves catastrophes naturelles. Cependant, le monde moderne n’a pas eu à faire face à une véritable catastrophe volcanique depuis au moins 1815, lorsque l’éruption du Tambora en Indonésie a tué des dizaines de milliers de personnes et provoqué une «année sans été» en Europe et en Amérique du Nord. De telles éruptions majeures atteignent le niveau 7 ou plus sur l’Indice d’Explosivité Volcanique (VEI) qui présente 8 échelons.
Il faut garder à l’esprit que la prochaine éruption de VEI-7 pourrait survenir au cours de notre vie et nous ne savons pas prévoir les éruptions. Même si nous en étions capables, je ne suis pas certain que nous soyons prêts à affronter de tels super événements
Un article publié par trois chercheurs américains au début du mois de mars 2018 dans Geosphere examine les conséquences potentielles d’une éruption de VEI-7. Les trois scientifiques ont analysé l’éruption de VEI-5 du Mont St Helens en 1980, et l’éruption de VEI-6 du Pinatubo en 1991. Ces événements ont tué des dizaines, voire des centaines de personnes, et occasionné des perturbations à des régions entières. Le Pinatubo a même envoyé assez de SO2 dans la stratosphère pour provoquer une baisse des températures sur la planète.
Une éruption de VEI-7 aurait des conséquences bien différentes. En 1257, une éruption de VEI-7 en Indonésie a probablement refroidi suffisamment la planète pour provoquer un Petit âge glaciaire. Le problème est que la prochaine super éruption aura lieu dans un environnement bien différent de celui du 13ème siècle. Aujourd’hui, l’agriculture, les systèmes de santé, le monde de la finance et d’autres secteurs de la vie moderne sont beaucoup plus interconnectés à l’échelle mondiale qu’ils ne l’étaient il y a quelques décennies. Il suffit de voir ce qui s’est passé en 2010 lors de l’éruption d’Eyjafjallajökull en Islande. L’éruption qui n’avait qu’un VEI-3 a paralysé le trafic aérien européen pendant plusieurs jours à cause des nuages ​​de cendre émis par le volcan. L’événement a causé des pertes économiques estimées à 5 milliards de dollars.
En conséquence, il serait souhaitable que les chercheurs commencent à anticiper une éruption de VEI-7 en étudiant ses effets potentiels sur les liaisons de communication. Par exemple, il faudrait savoir comment l’humidité atmosphérique et les cendres volcaniques peuvent interférer avec les signaux GPS. Il faudrait aussi faire des études afin de mieux comprendre comment de grandes quantités de magma s’accumulent et provoquent des éruptions. Cela permettrait de mieux prévoir où le prochain événement de VEI-7 est susceptible de se produire.
Les chercheurs possèdent déjà une longue liste de volcans capables de déclencher une éruption de VEI-7. Comme je l’ai écrit plus haut, ces volcans comprennent le Taupo en Nouvelle-Zélande, site de la dernière éruption du VEI-8 il y a 26 500 ans, et le Mont Damavand, situé à seulement 50 kilomètres de Téhéran.
Même s’il existe actuellement une faible probabilité de voir une super éruption survenir dans le court terme, si un tel événement devait se produire, les gens se tourneraient vers les scientifiques, les gestionnaires des services d’urgences, les gouvernements et d’autres entités et s’attendraient à ce qu’ils soient prêts à y faire face.
Source: D’après un article publié dans Nature.

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I usually end my conference « Volcanoes and volcanic risks” with the conclusion that what I fear most is an eruption of a ‘super volcano’ like Taupo in New Zealand, Toba in Indonesia, or Yellowstone in the United States. As far as Yellowstone is concerned, I explain that the massive ash clouds produced by the eruption would cause very serious damage to the Great Plains which are the granary of the U.S. They would also deeply affect communications. Our society based on the Internet would certainly be at a loss if such a situation occurred.  I agree with the scientists who say that the world needs to do more to prepare for the next huge volcanic eruption.

The devastating Indian Ocean tsunami of 2004 and the Tohoku earthquake in Japan in 2011 highlighted some of the worst-case scenarios for natural disasters. However, humanity has not had to deal with a cataclysmic volcanic disaster since at least 1815, when the eruption of Tambora in Indonesia killed tens of thousands of people and led to a ‘year without a summer’ in Europe and North America. Such powerful eruptions rank at 7 or more on the Volcanic Explosivity Index (VEI), which goes to 8.

We have to admit that the next VEI-7 eruption could occur within our lifetime, but we are not yet able to predict future eruptions. Even if we did, I am not sure we are ready to face super events

A paper published by three American researchers in early March 2018 in Geosphere explores the potential consequences of the next VEI-7 eruption.  All three have researched the VEI-5 eruption of Mount St Helens in Washington state in 1980, and the VEI-6 eruption of Mount Pinatubo in the Philippines in 1991. Those events killed dozens to hundreds of people and disrupted entire regions. Pinatubo even spewed enough SO2 into the stratosphere to cause global cooling.

A VEI-7 eruption would be of an entirely different scale. In 1257, a VEI-7 eruption in Indonesia probably cooled the planet down enough to kick off the Little Ice Age. The problem is the next super eruption will take place in quite a different environment. Today, agriculture, health care, financial systems and other aspects of modern life are much more globally interconnected than they were just a few decades ago. It suffices to see what happened in 2010 with the eruption of Eyjafjallajökull in Iceland. The eruption that ranked at just VEI 3 grounded European air traffic for days because of the ash clouds emitted by the volcano. The event caused an estimated 5 billion US dollars in economic losses.

As a consequence, researchers should start to prepare for a VEI-7 eruption by studying potential effects on crucial communications links such as how atmospheric moisture and volcanic ash can interfere with GPS signals. Others could work to improve their understanding of how large amounts of magma accumulate and erupt, helping scientists to forecast where the next VEI-7 event might occur.

The researchers already have a long list of candidate volcanoes that might be capable of a VEI-7 blast. As I put it before, they include Taupo in New Zealand, site of the world’s last VEI-8 eruption 26,500 years ago, and Iran’s Mount Damavand, which lies just 50 kilometres from Tehran.

Even if there is currently a low probability of a super eruption in the short term, when it occurs people will look to scientists, emergency managers, governments and other entities and expect them to be prepared.

Source : After an article published in Nature.

Yellowstone fait partie des super volcans de la planète (Photo: C. Grandpey)

Nouvelles fouilles à Pompéi (Italie) // New excavations at Pompeii (Italy)

Un nouveau secteur du site de Pompéi, jusqu’alors inexploré, est sur le point d’être l’objet de fouilles qui continueront dans les prochains mois. Les archéologues vont utiliser les dernières technologies, telles que drones, laser, reconstitution en 3D, etc. La nouvelle zone de fouilles – Regio V – d’une superficie d’un demi hectare, se trouve dans la partie nord de Pompéi qui a été, elle aussi, recouverte de cendre et autres matériaux par l’éruption de l’an 79. Elle comporte une avenue bordée de maisons, de boutiques et de tavernes.

L’événement, ouvert au public, sera dirigé par le directeur du Département de Mathématique de l’École polytechnique, et diffusé en direct sur la chaîne Science et Technologie de l’ANSA.
Les travaux demandent une consolidation du front de fouilles et les archéologues ont reçu l’autorisation de déblayer les restes des coulées pyroclastiques de l’éruption de l’an 79 pour mettre à jour les structures effondrées. Les fouilles seront effectuées selon la technique stratigraphique et pour la première fois les archéologues effectueront les relevés topographiques à l’aide de drones et des scanners laser qui permettront de reconstituer les volumes en 3 D. Selon le directeur du Département de Mathématique, « il est probable que l’on découvrira l’effondrement du deuxième étage des bâtiments ; il sera donc important de documenter toutes les cavités avec des caméras en continu, afin d’effectuer la restauration d’une manière philologique.» Ce sera ensuite au tour du Laboratoire de Recherche Appliquée de se lancer dans l’étude des pollens et des plantes, ainsi que la datation des restes organiques.

Source : ANSA.

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A new area of Pompeii, until then unexplored, is about to be the object of excavations that will continue in the next months. Archaeologists will use the latest technologies, such as drones, laser, 3D reconstruction, etc. The new area of ​​excavations – Regio V – which covers ​​half a hectare, lies in the northern part of Pompeii; it was covered with ash and other materials during the eruption of 79 A.D. It has an avenue lined with houses, shops and taverns.
The event, open to the public, will be led by the Director of the Dipartimento di Matematica del Politecnico, and broadcast live on the ANSA Science and Technology Channel.
The work requires a consolidation of the front of the excavations and the archaeologists were authorized to clear the remains of the pyroclastic flows of the eruption to reach the collapsed structures. The excavations will be carried out according to the stratigraphic technique and for the first time the archaeologists will perform the topographic surveys using drones and laser scanners which will make it possible to reconstruct the volumes in 3 D. According to the director of the Department of Mathematics, « it is likely that the collapse of the second floor of the buildings will be discovered; it will therefore be important to document all the cavities with cameras in order to carry out the restoration in a philological way. » It will then be up to the Applied Research Laboratory to engage in the study of pollen and plants, as well as the dating of organic remains.
Source: ANSA.

Photos: C. Grandpey