Catégorie : volcanoes

L’Islande enterre le gaz carbonique ! // Iceland buries carbon dioxide !

Dans une note publiée le 17 juin 2016, j’expliquais qu’une équipe dirigée par des chercheurs de l’Université de Southampton a participé au projet CarbFix, à côté d’une centrale géothermique dans la périphérie de Reykjavik. Cette centrale exploite une source de vapeur produite par le magma à faible profondeur, en sachant que du CO2 et des gaz soufrés d’origine volcanique sont émis en même temps que la vapeur. Le but est de capter le gaz et de le réinjecter dans le sous-sol. Le processus se fait avec un puits d’injection foré dans le soubassement basaltique. Les chercheurs séparent le dioxyde de carbone de la vapeur produite par la centrale et l’envoient vers un puits d’injection. Le dioxyde de carbone est injecté dans un tuyau qui de trouve lui-même logé à l’intérieur d’un autre tuyau rempli d’eau en provenance d’un lac situé à proximité. A plusieurs dizaines de mètres de profondeur, le dioxyde de carbone est libéré dans l’eau où la pression est si élevée qu’il se dissout rapidement. Ce mélange d’eau et de dioxyde de carbone dissous, qui devient très acide, est envoyé plus profondément dans une couche de roche basaltique où il commence à lessiver des minéraux comme le calcium, le magnésium et le fer. Les composants du mélange finissent par se recomposer et se minéraliser en roches carbonatées.
Les chercheurs ont été surpris de voir à quelle vitesse la roche islandaise absorbe le CO2. Des expériences en laboratoire ont montré qu’il faudrait des décennies pour que le CO2 injecté dans le basalte parvienne à minéraliser. Les résultats du projet islandais démontrent, quant à eux, que la minéralisation pratiquement intégrale du CO2 in situ dans les roches basaltiques peut se produire en moins de 2 ans.
Suite à ce premier succès, Reykjavik Energy, qui exploite la centrale géothermique, a accéléré l’injection de CO2 au cours des deux dernières années. Les techniciens vont bientôt injecter dans le sous-sol un quart du CO2 émis par la centrale. Le coût du projet est relativement faible, d’environ 30 dollars par tonne de CO2.
Malgré son succès, il n’est pas certain que cet exemple de stockage du CO2 en Islande puisse être appliqué dans le monde entier. On ne sait pas vraiment ce qui permet la minéralisation rapide sur le site de CarbFix. Ce peut être dû à une combinaison de caractéristiques géologiques du sous-sol et de la géochimie des eaux souterraines, bien que les chercheurs pensent que leur approche de dissolution du CO2 dans l’eau avant l’injection joue un rôle important. D’autres expériences ailleurs dans le monde ont révélé des taux plus lents de minéralisation. En conséquence, même si le projet CarbFix est encourageant, il y a encore de grands défis à relever si l’on veut utiliser cette technologie pour réduire les émissions de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

Un récent reportage diffusé sur le site de la radio France Info revient sur ce projet fort intéressant. En conclusion, le journaliste évoque son utilisation dans les régions volcaniques françaises, comme le Massif Central, la Guadeloupe ou l’Ile de la Réunion. Vous accéderez au reportage en cliquant sur ce lien :

http://www.francetvinfo.fr/monde/environnement/rechauffement-climatique-l-islande-enterre-le-co2_2468294.html

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In a post released on June 17th 2016, I explained that a team led by a University of Southampton researcher was involved in the CarbFix project, located next to a geothermal power plant outside Reykjavik. This plant basically taps a source of steam above Iceland’s shallow magma chambers, but some volcanic CO2 and sulfur gas come along with it. The goal is to capture that gas and stick it back underground. That’s done with an injection well drilled down into basalt bedrock. The researchers separate the carbon dioxide from the steam produced by the plant and send it to an injection well. The carbon dioxide gets pumped down a pipe that’s actually inside another pipe filled with water from a nearby lake. Dozens of metres below the ground, the carbon dioxide is released into the water, where the pressure is so high that it quickly dissolves. That mix of water and dissolved carbon dioxide, which becomes very acidic, gets sent deeper into a layer of basaltic rock, where it starts leaching out minerals like calcium, magnesium and iron. The components in the mixture eventually begin to mineralize into carbonate rocks.

The researchers were surprised to see how quickly it all happened. Laboratory experiments have shown that it ought to take decades for CO2 injected into basalt to mineralize. However, the results of this study demonstrate that nearly complete in situ CO2 mineralization in basaltic rocks can occur in less than 2 years.

Following on this early success, Reykjavik Energy, which operates the geothermal power plant, has ramped up injection over the past couple years. They’ll soon be injecting a quarter of the CO2 released by the plant. The cost of the project is comparatively low, about $30 per ton of CO2.

Although successful, it is not sure this breakthrough demonstration of CO2 storage can be emulated around the world. It’s not entirely clear what allowed such rapid mineralization about the CarbFix site. It could be some combination of characteristics of the geology and groundwater chemistry, although the researchers think their approach of dissolving the CO2 in water before injection played a role. Other experiments elsewhere in the world have revealed slower rates of mineralization. As a consequence, even though the CarbFix project is encouraging, there are still some big challenges to be met if we want to use this technology to reduce greenhouse gas emissions in the atmosphere.

A recent report video on the website of the French radio France Info develops this very interesting project. In conclusion, the journalist imagines its use in the French volcanic regions, such as the Massif Central, Guadeloupe or Reunion Island. You will access the report by clicking on this link:
http://www.francetvinfo.fr/monde/environnement/rechauffement-climatique-l-islande-enterre-le-co2_2468294.html

Principe de l’enfouissement du CO2 dans le basalte islandais (Source: France Info)

Les volcans sous surveillance aux Etats-Unis // Volcanoes to be monitored in the U.S.

Il y a un peu plus de 10 ans, l’U.S. Geological Survey (USGS) a entrepris une mise à jour systématique des données sur les 169 volcans jeunes et potentiellement actifs aux États-Unis, autrement dit ceux pour lesquels moins de 12 000 années se sont écoulées depuis la dernière éruption. L’objectif était de déterminer ceux qui représentaient le plus grand danger pour les populations et les infrastructures. Les données étaient basées sur le type spécifique et la fréquence des éruptions connues et susceptibles de se produire, la proximité des zones habitées ou des principales industries, des aéroports ou d’autres installations essentielles. Dans le même temps, il a été procédé à une évaluation des réseaux de surveillance existants et de l’instrumentation pour chaque volcan ; le but était de connaître leur capacité à détecter les signes d’activité et d’éruption.
Le résultat se trouve dans une publication qui a classé les 169 volcans en fonction de leur dangerosité – de niveau très haut à très bas. Les auteurs ont également fourni une liste des volcans les plus menaçants et qui seront prioritaires pour être dotés d’un équipement de surveillance supplémentaire. Le National Volcano Early Warning System (NVEWS), réseau national pour améliorer la surveillance des volcans américains, est la conséquence du travail entrepris par l’USGS..
À Hawaï, le Kilauea et le Mauna Loa sont considérés comme des volcans «à très haute menace». En conséquence, ce sont ceux sur lesquels l’USGS et le HVO ont concentré leur surveillance instrumentale et leurs études scientifiques. Même si ces deux volcans sont bien équipés en réseaux de surveillance, il reste des lacunes que les scientifiques tentent de combler.
Le Hualalai représente une «menace élevée» car ses éruptions sont beaucoup moins fréquentes (environ une éruption à quelques siècles d’intervalle). Le HVO dispose d’un seul sismomètre et d’un récepteur GPS sur le Hualalai, mais l’Observatoire est toujours en mesure de suivre l’activité sismique sur ce volcan grâce à la bonne couverture des volcans Mauna Kea et Mauna Kea qui se trouvent à proximité. En raison de la population importante qui pourrait être mise en danger lors d’une future éruption, le Hualalai est prioritaire pour l’installation d’équipements de surveillance supplémentaires.
Parmi les volcans à «menace modérée» on note le Mauna Kea sur la Grande Ile d’Hawaii et l’Haleakala sur Maui. Il y a quelques stations sismiques et un seul point de mesure GPS en temps réel sur le Mauna Kea, et un également sur l’Haleakala. Le HVO entreprend des mesures GPS sur l’Haleakala tous les cinq ans.
Le volcan sous-marin Lō’ihi ne fait pas partie du classement car il se trouve dans les profondeurs de l’océan et présente un risque extrêmement faible pour les personnes et les infrastructures. Les volcans sous-marins n’ont pas été pris en compte dans les analyses du NVEWS, en partie parce qu’on sait très peu de choses à leur sujet. [NDLR : On sait beaucoup plus de choses sur la surface de la planète Mars !!!]
En ce qui concerne les volcans situés sur la partie continentale des États-Unis, la plus grande menace concerne le Lassen Peak, la Long Valley Caldera et le Mont Shasta en Californie;  Crater Lake, le Mount Hood, Newberry et South Sister dans l’Oregon; le Mont Baker, Glacier Peak, le Mont Rainier et le Mont St. Helens dans l’Etat de Washington. L’Alaska compte cinq volcans très menaçants: Akutan, Augustine, Makushin, Redoubt et Mount Spurr. On peut obtenir plus d’informations sur chacun de ces volcans sur le site web du USGS Volcano Hazards Program: (volcanoes.usgs.gov/index.html)
Source: USGS / HVO.

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A little more than 10 years ago, the U.S. Geological Survey (USGS) undertook a systematic review of the 169 young and potentially active volcanoes of the United States, with less than about 12,000 years since the last eruption. The aim was to determine which ones posed the greatest danger to people and infrastructure. Assignments were based on the specific type and frequency of known and expected eruptions; proximity to population centres or key industries, airports, or other critical facilities; and other factors. At the same time, existing monitoring networks and instrumenation for each volcano were evaluated for their adequacy to help detect signs of unrest and eruption.

The result was a publication that ranked all 169 volcanoes by their threat level—from very high to very low. The authors also listed the volcanoes that were ranked most threatening and needed to be prioritized for additional monitoring equipment. An outgrowth of this was the National Volcano Early Warning System (NVEWS), a proposed national plan to improve monitoring at U.S. volcanoes.

In Hawaii, Kīlauea and Mauna Loa are considered “very high threat” volcanoes. Accordingly, they are the volcanoes on which the USGS and HVO have focused instrumental monitoring and scientific studies. While the monitoring networks on these two volcanoes are quite extensive, there are gaps in coverage that scientists are attempting to fill.

Hualālai Volcano is considered “high threat” based on its much less frequent eruptions (at a rate of one eruption every few hundred years). HVO maintains a single seismometer and GPS receiver atop Hualālai, but the Observatory is still able to track earthquakes at this volcano because of good station coverage on the adjacent Mauna Loa and Mauna Kea volcanoes. Because of the number of residents who could be in harm’s way during a future eruption, Hualālai is considered a high priority for additional monitoring instrumentation.

“Moderate threat” volcanoes include both Mauna Kea on Hawaii Big Island and Haleakalā on Maui. There are scattered seismic stations and a single real-time GPS site on Mauna Kea, and one of each on Haleakalā. HVO also completes a GPS campaign survey of Haleakalā every five years.

Lō’ihi is not ranked, because it is a deep submarine volcano that poses an extremely low risk to people and infrastructure. Submarine volcanoes were not considered in the NVEWS analyses, in part because so little is known about them.

As far as U.S. mainland volcanoes are concerned, the high threat lies with Lassen Peak, Long Valley Caldera, and Mount Shasta in California; Crater Lake, Mount Hood, Newberry, and South Sister in Oregon; and Mount Baker, Glacier Peak, Mount Rainier, and Mount St. Helens in Washington. Alaska has five very high threat volcanoes: Akutan, Augustine, Makushin, Redoubt, and Mount Spurr. One can get more information about each of these volcanoes through the USGS Volcano Hazards Program website: (volcanoes.usgs.gov/index.html).

Source: USGS / HVO.

Mauna Loa & Mauna Kea, points culminants de la Grande Ile d’Hawaii

(Photo: C. Grandpey)

Quelques nouvelles du Kilauea (Hawaii) // Some news of Kilauea Volcano (Hawaii)

L’éruption du Kilauea continue, au sommet et au niveau du Pu’uO’o sur l’East Rift Zone. Malheureusement pour ceux qui visitent actuellement la Grande Ile d’Hawaii, l’activité est assez faible.
Au sommet, le niveau de la lave dans l’Halema’uma’u se trouve à 30-35 mètres sous la lèvre de l’Overlook Crater. Il est bon de rappeler à tous les visiteurs que l’accès au cratère est interdit. La meilleure vue – et l’un des rares lieux autorisés – est obtenue depuis la terrasse du Musée Jaggar.
La situation est stable dans le cratère du Pu’uO’o, avec un petit lac de lave dans la partie ouest du cratère. Ici encore, les visiteurs ne sont pas autorisés à ce site. Les pilotes d’hélicoptères transportant des touristes informent souvent les rangers de la présence de personnes dans la zone interdite.

La lave arrive de manière intermittente sur le site de Kamokuna. Un jour, elle pénètre dans l’océan tandis que le lendemain, le delta de lave est inactif. C’est ce qui s’est passé entre la fin d’octobre et le 11 novembre. De petites coulées éphémères sont toujours observées sur le pali et la plaine côtière mais l’activité est globalement faible.
Source: HVO.

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Kilauea Volcano continues to erupt at its summit and from the Pu’uO’o vent on its East Rift Zone. Unfortunately for the people who currently visit Hawaii Big Island, activity is quite low.

At the summit, the level of lava within Halema’uma’u crater lies 30-35 metres beneath the crater rim. It is necessary to remind all visitors that access to the crater is forbidden. The best viewing and authorised place is the terrace of the Jaggar Museum.
The situation is stable at Pu’uO’o, with a small lava lake in the western part of the crater. Here again, visitors are not allowed to visit the crater. The pilots of helicopters carrying tourists often inform the rangers about the presence of people in the unauthorized area.

Lava arrives in an intermittent way at the Kamokuna entry. One day sees it flowing into the ocean while the next day the lava delta is inactive. This was what happened late in October and until November 11th. Small lava breakouts are still observed on the pali and the coastal flat but activity is globally low.

Source: HVO.

L’entrée de lave de Kamokuna était au point mort le 10 novembre mais avait repris un peu de vigueur le 11 (Crédit photo: HVO)

La dernière éruption de Yellowstone // Yellowstone Volcano’s last eruption

La plupart des scientifiques s’accordent pour dire que la dernière grande éruption du super volcan de Yellowstone s’est produite il y a environ 630 000 ans. Plus récemment, des géologues ont découvert trois phases éruptives distinctes remontant à 2,1 millions d’années, 1,3 million d’années et 630 000 ans.
L’éruption la plus récente, il y a 630 000 ans, a déposé une épaisse couche de cendre qui a recouvert une grande partie du centre-ouest des États-Unis. On estime qu’elle atteint par endroits 200 mètres d’épaisseur. Étant donné que cette couche de cendre s’est tassée sous le poids des sédiments, on peut raisonnablement penser qu’elle serait suffisamment épaisse pour recouvrir aujourd’hui la plupart de nos gratte-ciels.
Il ne fait aucun doute que l’éruption a envoyé une énorme quantité de cendre dans l’atmosphère et que cette cendre a recouvert une grande partie des États-Unis. Elle a également eu d’importantes conséquences sur le climat et la vie sur Terre. Chaque éruption a eu un impact mortel immédiat à cause des retombées de cendre. Il y a aussi eu un impact à plus long terme à cause de la faible capacité des plantes à opérer la photosynthèse et des animaux à respirer dans une atmosphère envahie par la cendre et les gaz nocifs.
Une étude récente par une équipe scientifique de l’Université de Californie à Santa Barbara a abouti à la conclusion que la dernière éruption de Yellowstone a connu deux phases successives. Les chercheurs ont en effet découvert deux couches de cendre volcanique dans les sédiments océaniques du Bassin de Santa Barbara. Ils ont prélevé des empreintes chimiques des couches de cendre et constaté qu’elles provenaient d’une double éruption du super volcan de Yellowstone.
Pour étayer une telle affirmation, deux conditions devaient être présentes dans le Bassin de Santa Barbara. Tout d’abord, pour s’assurer que les couches de cendre volcanique étaient intactes dans l’océan côtier et non modifiées par les vers et autres mollusques, l’équipe scientifique a choisi une zone où les eaux des fonds marins étaient anoxiques. Cela signifie qu’il n’y avait pas assez d’oxygène pour que les animaux puissent venir gratter et endommager les couches de cendre. Au vu des résultats, les scientifiques furent convaincus qu’il y a eu deux événements éruptifs distincts à Yellowstone.
Le point suivant à éclaircir était la distinction dans le temps entre les deux événements volcaniques. La présence simultanée de sédiments terrigènes et de coquilles de foraminifères pélagiques dans le bassin de Santa Barbara a permis à l’équipe scientifique d’identifier distinctement les deux couches de cendre. De plus, les coquilles des foraminifères ont été utilisées pour déterminer la température de l’eau de mer en surface au moment où elles étaient encore vivantes.
Une fois obtenue la certitude que les couches de cendre appartenaient à des événements distincts et provenaient du super volcan de Yellowstone, les scientifiques ont pu compiler d’autres informations sur les événements. La datation a montré que les éruptions se sont produites à environ 170 ans d’intervalle. Cela signifie que deux générations successives d’animaux ont probablement été témoins d’une éruption du super volcan de Yellowstone au cours de leur vie.
En outre, les chercheurs ont constaté que les éruptions ont eu de vastes répercussions à l’échelle mondiale. Ils ont acquis la certitude que chaque éruption a causé le refroidissement d’environ 3 degrés Celsius de l’océan. Ils l’ont prouvé en mesurant les isotopes dans la coquille de foraminifères. Les foraminifères sont de petits organismes photosynthétiques qui flottent près de la surface de l’océan. Ils absorbent différents rapports d’isotopes d’oxygène lors de la fabrication de leur carapace à base de carbonate, en fonction de la température de l’eau océanique environnante. En mesurant avec précision le rapport de ces isotopes et en les comparant aux normes sur la planète dans son ensemble, les scientifiques ont été en mesure de déterminer la température de surface de l’océan  pendant la courte période où ces foraminifères étaient vivants. En effectuant ces mesures sur une carotte de sédiments, ils ont pu établir une courbe de la température de la surface de la mer à travers le temps.
C’est ainsi que l’équipe géologique de Santa Barbara est arrivée à la conclusion que chacune des deux éruptions du super volcan de Yellowstone a provoqué une baisse de la température de l’océan d’environ 3 degrés Celsius. Cela contraste avec la tendance générale au réchauffement de la planète à l’époque. Les deux éruptions ont refroidi temporairement la planète et inversé la tendance au réchauffement.
La double éruption a certainement provoqué des hivers volcaniques dans le monde car les cendres et les gaz émis dans l’atmosphère ont bloqué temporairement le soleil. Une chose est certaine, le super volcan de Yellowstone entrera de nouveau en éruption à l’avenir. La date exacte de cet événement est bien sûr inconnue, de même que son ampleur. A l’heure actuelle, nous ne savons pas comment nous pourrons réagir pour tenter d’atténuer son impact et nous protéger.
Source: Forbes.

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Most scientists agree on the fact that the last major eruption of Yellowstone super volcano occurred about 630,000 years ago. More recently, geologists have deduced three separate eruption events dating back 2.1 million years ago, 1.3 million years ago, and 630,000 years ago.

The most recent volcanic eruption 630,000 years ago produced a massive volcanic ash bed which covered much of western central United States. It is estimated that the maximum thickness the volcanic ash is up to 200 metres. Given the ash has since compacted due to the weight of overlying sediment, the ash bed deposited would have been thick enough to cover most of our modern skyscrapers.

There is little doubt that the eruption released a catastrophic amount of ash into the atmosphere and blanketed a large portion of the United States. It also had a significant impact on both climate and life. During one of these eruptions, there was an immediate deadly impact of widespread ash fallout. However, there was also a more prolonged deadly impact of reduced ability for plants to photosynthesize and animals to respire under a sky filled with ash and harmful gases.

Recent research by a U.C. Santa Barbara scientific team has found that the latest eruption from the Yellowstone caldera was, in fact, two eruptions that occurred back to back. The research team deduced this after finding two layers of volcanic ash in ocean sediments at the Santa Barbara Basin. The team was able to chemically fingerprint the ash layers to identify that they were both sourced from the Yellowstone supervolcano.

However, to do this, two ideal conditions had to line up in the Santa Barbara Basin.

First, to ensure the volcanic ash beds were preserved in the coastal ocean and not reworked by worms or mollusks, the team selected a region where the ocean bottom waters were anoxic. This means there was no oxygen for critters to churn and damage ash bed layers. Given that, scientists are convinced there were two separate events.

The next concern is the distinction in time between the two volcanic events. The combination of terrigenous sediment and pelagic foraminifera shells in the Santa Barbara Basin allowed the scientific team to distinctly identify the two ash beds. In addition, the foraminifera shells were used to deduce the surface sea water temperature at the time when they were alive.

Once the team was able to determine that both ash beds were separate events and sourced from the Yellowstone supervolcano, they were able to compile some information about the events. Based on age dating, the eruption events are approximately 170 years apart from each other. This means potentially two successive generations of animals witnessed a Yellowstone supervolcano eruption in their lifetime.

In addition, researchers found that there were broad global impacts from the eruptions. The team found that each eruption caused the ocean to cool by about 3 degrees Celsius. They determined this by measuring the isotopes within foraminifera shell. Foraminifera are small photosynthetic organisms that float near the surface of the ocean. They absorb different ratios of oxygen isotopes when making their carbonate shell, dependent on the temperature of the surrounding ocean water. By precisely measuring the ratio of these isotopes and comparing them with standards around the world, scientists can determine the surface ocean temperature during the short time when these foraminifera were alive. By making these measurements throughout a sediment core, scientists can develop a curve of sea surface temperature through time.

This was how the U.C. Santa Barbara geology team concluded that each of the two Yellowstone supervolcano eruptions caused an approximately 3 degrees Celsius drop in ocean temperature. This was in contrast to the general trend toward a warming planet at the time. Both eruptions halted and cooled the planet temporarily, reversing the warming trend.

This sent the world into volcanic winters, whereby ash and gasses emitted into the atmosphere temporarily block out the sun and cool the planet. One thing is certain, that Yellowstone volcano will erupt again in the future. However, the exact timing is still unknown. As is the magnitude of the next eruption and what humans can do to try to mitigate it or protect themselves.

Source : Forbes.

Photo: C. Grandpey