Catégorie : volcans

Le volcanisme à la surface de Io, lune de Jupiter // Volcanisme on Io, Jupiter’s moon

drapeau-francaisEn février 2001, une éruption s’est produite sur le volcan Surt sur Io, la lune de Jupiter, et a développé une énergie estimée à 78 000 gigawatts. En comparaison, l’éruption de l’Etna en 1991-1994 a été estimée à 12 gigawatts. Au plus fort de l’éruption, observée par le télescope WM Keck II sur le Mauna Kea à Hawaï, cette puissance a presque égalé la celle combinée de tous les volcans actifs de Io.
L’éruption de Surt semble avoir couvert une superficie de 1900 kilomètres carrés, plus grande que toute la ville de Londres. L’énergie enregistrée indique qu’il s’agissait d’une violente éruption, avec des très hautes températures. Les éruptions qui produisent ce type de signature thermique présentent des fontaines de lave de plusieurs kilomètres de hauteur, avec de vastes coulées de lave à la surface.
Le volcanisme de Io a été observé pendant les huit dernières années par la sonde Galileo et maintenant, avec l’avènement de nouveaux systèmes optiques, il est contrôlé par les astronomes en poste dans les observatoires Keck et Gemini à Hawaii.
A cause d’une résonance orbitale avec deux de ses lunes voisines, Europe et Ganymède, Io est soumise à une pression permanente. Le frottement qui en résulte chauffe l’intérieur de la lune suffisamment pour créer un océan de magma à seulement 50 kilomètres sous sa surface. Il est probable que cette asthénosphère partiellement fondue fournit la source de lave basaltique qui alimente les éruptions de centaines de volcans à la surface de Io.
L’activité volcanique de Io a été suivie au cours des 35 dernières années par des observatoires terrestres, le télescope spatial Hubble, et plusieurs sondes qui ont visité Jupiter au fil des ans. Malheureusement, le dernier véhicule spatial à avoir visité le système de Jupiter était la sonde New Horizons il y a sept ans ; le prochain sera le Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) lancé par l’Agence Spatiale Européenne, qui n’arrivera pas à destination avant 2030.
Beaucoup des volcans de Io sont permanents, ce qui signifie qu’ils maintiennent des niveaux et des styles d’activité relativement constants pendant des années, voire des décennies. Parmi eux figurent Pele, un lac de lave dont la croûte mince est régulièrement brassée par les gaz, et Prométhée, un champ de lave qui chauffe le dioxyde de soufre à l’état de glace qui se trouve en dessous pour produire un panache de gaz et de poussière de 100 kilomètres de hauteur.
et en forme de parapluie.
Beaucoup de lacs et champs de lave d’Io (certains atteignent 300 kilomètres de longueur) sont permanents, mais ils peuvent montrer des fluctuations significatives d’activité. A côté de cela, certains volcans peuvent rester au repos pendant des années avant de connaître des éruptions soudaines et brutales. Ces éruptions peuvent démarrer à partir de fractures dans la croûte de Io et générer des fontaines de lave jaillissant jusqu’à un kilomètre dans l’espace avant de retomber sur le sol et produire de gigantesques coulées de lave. Des observations récentes ont révélé trois éruptions de ce type dans un intervalle de deux semaines en août 2013 à Rarog Patera, Heno Patera, et un volcan sans nom situé à 350 kilomètres à l’ouest de Isum Patera.
Source: The Daily Galaxy.

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drapeau-anglaisIn February 2001 an eruption from the Surt volcano on Io, Jupiter’s moon, occurred with an estimated output of 78,000 Gigawatts. By comparison, the 1991-94 eruption of Mt Etna in Sicily was estimated at 12 Gigawatts. During its peak, observed by the WM Keck II Telescope on Hawaii Mauna Kea, its output almost matched the eruptive power of all of Io’s active volcanoes combined.

The Surt eruption appears to cover an area of 1,900 square kilometres, which is larger than the entire city of London. The observed energy indicates the presence of a vigorous, high-temperature volcanic eruption. The kind of eruption to produce this thermal signature has incandescent fire fountains of molten lava which are kilometres high, accompanied by extensive lava flows on the surface.

Io’s volcanism has been monitored for the last eight years by the Galileo spacecraft and now, with the advent of adaptive optics systems, by Earth-bound astronomers such as those at the Keck and Gemini Observatories.

Thanks to an orbital resonance with two of its neighboring moons, Europa and Ganymede, Io is continuously squeezed. The resulting friction heats Io’s interior enough to create a mushy magma ocean only 50 kilometres beneath its surface. It is likely that this partially molten asthenosphere provides the source for basaltic silicate lava that erupts at hundreds of volcanoes across Io’s surface.

This volcanic activity has been monitored over the last 35 years by ground-based observatories, the Hubble Space Telescope, and several spacecraft that have visited Jupiter over the years. Unfortunately, the most recent spacecraft to visit the Jupiter system was New Horizons seven years ago and the next spacecraft to visit the system, the European Space Agency’s Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE), will not arrive until 2030.

Many of Io’s volcanoes are persistent, meaning they maintain relatively consistent levels and styles of activity for years or even decades. Examples include Pele, a lava lake whose thin crust is regularly broken up by churning from below, and Prometheus, a lava flow field that heats up the sulfur dioxide frost below it to produce an umbrella-shaped plume of gas and dust 100 kilometres tall.

Many of Io’s lava lakes and lava flow fields (some reaching 300 kilometres in length) are persistent, but can show significant fluctuations in activity. However, some volcanoes are much less regular in their volcanic activity, remaining quiescent for years before experiencing “outburst” eruptions. These outbursts can begin suddenly, starting at fissures in Io’s crust, and generate fire fountains that can jet lava up to a kilometre into space before falling back to the ground to produce extensive lava flows. Recent observations revealed three outburst eruptions over the course of two weeks in August 2013 at Rarog Patera, Heno Patera, and an unnamed volcano 350 kilometres west of Isum Patera (201308C).

Source: The Daily Galaxy.

Io

Eruption à la surface de Io le 25 avril 2006, vue par la sonde Galileo de la NASA. Le panache a une hauteur d’environ 140 km. (Crédit photo: NASA)

Des abeilles du Masaya aux coccinelles du Stromboli // From the bees of Masaya to the ladybirds of Stromboli

drapeau-francaisAu cours de la visite des volcans, on peut faire des découvertes surprenantes. Un chercheur britannique ne s’attendait pas à voir les abeilles à proximité du cratère actif du Masaya au Nicaragua. De la même façon, je fus très surpris de découvrir des grappes de coccinelles sur le Stromboli et sur l’Etna.

Un scientifique qui effectuait des observations sur le Masaya, à proximité de Managua, la capitale du Nicaragua, a découvert une petite abeille, Anthophora squammulosa, qui essayait de se frayer un chemin à travers les amoncellements de cendre, à la recherche de nectar. Cette petite abeille et ses congénères ont élu domicile dans un seul secteur du Masaya. C’est un endroit où les températures peuvent monter jusqu’à 42°C et où des pluies acides tombent de temps en temps sur les pentes supérieures de la montagne. Aucune végétation n’est visible dans cette partie du volcan. Le scientifique s’est demandé pourquoi des abeilles se trouvaient là et une étude a été lancée avec la collaboration d’autres chercheurs du monde entier.

Ils ont voulu tout d’abord savoir combien d’abeilles étaient présentes et ils sont arrivés à une estimation de 1000 à 2000 insectes.
Un autre mystère était la nourriture des abeilles. Les femelles creusent des nids composés d’alvéoles à une trentaine de centimètres de profondeur sur le flanc du volcan, où elles pondent leurs œufs. Elles recueillent ensuite le pollen et le nectar qu’elles déposent dans le nid pour nourrir les larves après l’éclosion des oeufs. La majeure partie du pollen provient d’une seule plante, Melanthera nivea, une fleur sauvage robuste qui peut résister aux précipitations acides sur le volcan.
Les chercheurs pensent que les abeilles peuvent vivre dans l’environnement hostile du volcan car il y a peu de prédateurs et de parasites qui pourraient menacer leur survie. De plus, leurs nids ne sont pas brisés par des racines souterraines vu qu’il n’y a guère de végétation sur le Masaya. Cependant, il existe une double menace bien réelle pour cette population d’abeilles: Une éruption pourrait les anéantir, et comme elles dépendent d’un seul type de plante, si cette plante venait à disparaître, il ne leur resterait plus rien pour se nourrir et pour vivre. Quelle drôle de vie !
Source: Science Mag.

Tout comme les abeilles sont inattendues sur le Masaya, une rencontre avec des coccinelles constitue une réelle surprise sur l’Etna ou le Stromboli en Sicile. La population de coccinelles est spectaculaire entre juin et février de l’année suivante. Les espèces Cocinella septempunctata et Adalia bipunctata se concentrent sur ou sous les pierres et à l’intérieur des fractures dans la lave. Les deux espèces se différencient par le nombre de points noirs sur leurs élytres rouges.
Les coccinelles sont très utiles pour la nature car elles se nourrissent de pucerons et ce sont de remarquables prédateurs qui peuvent parfois manger leur propre progéniture. Quand leur nombre est très élevé dans certaines régions du monde, on les recueille pour les utiliser dans la protection des arbres fruitiers.
Lorsque l’on regarde les coccinelles qui se cachent à l’intérieur des fractures volcaniques, on pourrait penser qu’elles y ont été apportées par le vent et qu’elles attendent une mort certaine en raison du manque de nourriture. Cependant, la réalité est très différente. Dirigées par une sorte d’instinct, les coccinelles effectuent un vol migratoire vers les zones élevées de leur habitat lorsque l’air chaud des plaines provoque un manque de pucerons qui représentent leur principale source de nourriture. Après avoir pondu leurs œufs dans les vergers d’agrumes de la Sicile, les coccinelles, repues, migrent vers les pentes supérieures de l’Etna qui sont dépourvues de prédateurs tels que les araignées, les oiseaux ou les rongeurs. Au début du printemps suivant, lorsque la population de pucerons réapparaît, les coccinelles sortent de leurs cachettes et migrent dans l’autre sens ; elles envahissent alors les lieux où elles peuvent trouver une nourriture abondante.
On peut se demander pourquoi les coccinelles se rassemblent en grappes si fournies. Aucune réponse définitive n’a été proposée. C’est peut-être parce qu’elles réagissent de la même manière à des facteurs microclimatiques (humidité, chaleur et lumière), ou parce qu’elles sont attirées par les odeurs laissées par les premiers insectes qui sont arrivés sur place.
Source: Revue de L’Association Volcanologique Européenne.

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drapeau-anglaisWhen visiting volcanoes, you can make surprising discoveries. A British researcher did not expect to see bees close to the active crater of Masaya volcano in Nicaragua. In the same way, I was very surprised to find swarms of ladybirds on Stromboli and Mount Etna.

A scientist who was visiting Masaya volcano, just outside the Nicaraguan capital city of Managua, discovered a little bee, Anthophora squammulosa, which was zipping through the ash heaps looking for nectar and burrowing in a pile of volcanic debris. These bees nest almost exclusively in one patch of Masaya. There, temperatures may climb as high as 42°C, and acid rain occasionally falls on the upper slopes of the mountain. Nothing visible grows. The scientist wondered why the bees were there and a study was launched with other researchers from around the globe.

First, they wanted to figure out just how many bees were present and came to an estimation of 1000 to 2000 insects.

Another mystery was what the bees were eating. The females dig cell-like nests nearly 30 centimetres into the side of the volcano, where they lay their eggs. They then collect pollen and nectar to deposit in the nest for the developing larva to eat after they hatch. 99% of the pollen comes from only one plant, Melanthera nivea, a tough wildflower that can survive the volcano’s acid rainfall.

The researchers think that the bees may thrive in the volcano’s adverse environment because it hosts few predators and parasites that would threaten their survival. It could also be that their nests aren’t broken up by underground roots as there is hardly any vegetation on Masaya. However, the bee population living on the volcano may be under a real threat: Not only could an errant eruption kill them, but because they are specialized to only one type of plant, if that plant died out, they would be left with nothing. The little bees are living life literally on the edge!

Source : Science Mag.

Just like the bees are quite unexpected on Masaya volcano, ladybirds come as a real surprise on Mt Etna or Stromboli volcano in Sicily. The ladybird population is at its highest between June and February of the next year.  Cocinella septempunctata and Adalia bipunctata concentrate on or under the stones and within the fissures of the lava. Both species are differentiated by the number of black dots on their red wings.
Ladybirds are very precious to nature as there are remarkable predators that can sometimes eat their own offspring.  As their numbers is sometimes very high in some regions of the world, they are collected to be used in the protection of fruit trees.

When looking at the ladybirds hiding inside the fissures, one might think they have been carried on the volcano by the wind where they are waiting for a certain death because of the lack of food. However, reality is quite different. Led by some sort of instinct, they perform a migratory flight towards the elevated areas of their habitat when the warmer air of the plains induces a drastic lack of aphids which represent their main food source. After having laid their eggs in the citrus fruit orchards of Sicily, the ladybirds migrate to the higher slopes of Mt Etna which are devoid of predators such as spiders, birds or rodents. Early during the next spring, when the aphid population reappears, the ladybirds come out of their hiding places and migrate the other way round and invade the places with plentiful food.

Another question needs to be answered: why are the ladybirds gathering in such great numbers? The reason may be that they react in the same way to microclimatic factors (humidity, heat and light), or because they are drawn by the odours left by the first insects that arrived on the spot.

Source: Review of L’Association Volcanologique Européenne.

Coccinelles

Les coccinelles du Stromboli (Photo: C. Grandpey)

Un bref essaim sismique a secoué le Katla (Islande) // A brief seismic swarm rattled Katla Volcano (Iceland)

drapeau-francaisUn bref essaim sismique a secoué le Katla aux toutes premières heures de la journée du 29 août. Les événements les plus intenses avaient des magnitudes égales ou supérieures à M 4, avec des hypocentres localisés à quelques kilomètres de profondeur et sous la surface. Cette magnitude est la plus importante depuis 1977, année où des secousses semblables n’avaient pas été suivies d’éruption. Le dernier essaim sissmique semble avoir pris fin et aucune autre secousse significative n’a été enregistrée depuis. Les autorités islandaises n’ont d’ailleurs pas modifié le niveau d’alerte du Katla.
L’essaim sismique a été suivi d’une augmentation du débit de la rivière Múlakvísl qui sort du glacier Myrdalsjökull sous lequel se cache le Katla. Une forte augmentation des émissions de H2S et de SO2 a été observée. Ces deux gaz sont généralement associées à des fluides hydrothermaux au moment d’une hausse de la sismicité sous le volcan. Ils ne devraient donc pas annoncer une prochaine éruption, d’autant qu’aucun tremor harmonique n’a été enregistré.
Le Katla a déjà connu de nombreux essaims sismiques depuis sa dernière éruption il y a 98 ans. Les prochains jours et les prochaines semaines nous apporteront davantage d’informations sur la situation. .

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drapeau-anglaisA brief seismic swarm rattled Katla volcano in the early hours of August 29th. The largest events were over M 4, with hypocentres from a few kilometers deep to near the surface.. These M 4 earthquakes are the largest to occur at Katla since 1977, when they did not lead to any eruption. However,the seismic swarm seems to have been short-lived as seismicity has returned to background levels. Icelandic officials have not changed the alert status for the volcano..
The seismic swarm was followed by an increased in the flow of the Múlakvísl River, which flows out from under Mýrdalsjökull. A significant concentrations of H2S and SO2 has also been observed. Both gases gases are probably related to hydrothermal fluids and are a common occurrence when earthquake swarms have disturbed Katla. They may not be directly linked to any change in eruptive activity, all the less as no harmonic tremor has been detected…
Katla has already experienced numerous earthquake swarms in the 98 years since its last eruption. The next few days and weeks will give us more information about the situation.

Myrdals

Vue aérienne du Myrdalsjökull (Crédit photo: Wikipedia)

Le maïs de Sunset Crater (Arizona) // The corn of Sunset Crater (Arizona)

drapeau-francaisSi un jour vous vous trouvez à passer par l’Arizona, le Sunset Crater Volcano National Monument est un endroit intéressant à visiter, à quelques kilomètres au nord de Flagstaff.
Les éruptions qui ont façonné le cône de 340 mètres de hauteur ont probablement eu lieu vers l’an 1085. L’événement le plus important s’est situé sur le Sunset Crater proprement dit et a été à l’origine des coulées de lave Bonito et Kana’a qui ont parcouru respectivement 2,5 kilomètres vers le NO et 9,6 kilomètres vers le NE. L’éruption du Sunset Crater a saupoudré de cendre et de lapilli une superficie de plus de 2100 kilomètres carrés. Le volcan, qui est partiellement recouvert de végétation, avec des forêts de pins, est considéré comme en sommeil par les volcanologues.
En 1998, au cours de l’étude d’un site à quelques kilomètres à l’ouest du Sunset Crater Volcano National Monument, une équipe d’archéologues a identifié et recueilli 55 morceaux de basalte en provenance de Sunset Crater sur lesquels figuraient les empreintes d’épis de maïs. Ces morceaux de basalte pèsent une quarantaine de kilos chacun et ils ont probablement été transportés depuis une coulée de lave par les Sinaguas, une population amérindienne locale. Il est évident que ces roches étaient importantes pour ces paysans.
Les empreintes de maïs présentent des détails remarquables: on distingue bien les grains, de même que des textures fines comme des rides à l’extrémité des grains pas tout à fait mûrs. On observe aussi quelques empreintes de feuilles de maïs en train de se consumer. Plusieurs morceaux de charbon de bois ont été extirpés des cavités les plus profondes.
Au cours d’un voyage à Hawaii avec leurs élèves, les archéologues ont apporté avec eux des épis de maïs hopi, ainsi que du maïs acheté dans un magasin à proximité. Tout d’abord, plusieurs épis ont été placés sur la trajectoire d’un lobe de lave qui avançait lentement, mais la lave visqueuse en cours de refroidissement n’a pas permis d’obtenir de bonnes empreintes du maïs. Il est donc peu probable que la lave du Sunset Crater ait recouvert  un amoncellement de maïs déjà récolté. Un scénario plus probable est que le maïs a été placé de manière intentionnelle, probablement comme une offrande, à proximité d’un cône de projections ou hornito. Bien qu’il y ait des hornitos actifs sur les coulées de lave du Kilauea, les archéologues n’ont pas été autorisés à s’en approcher, pour des raisons de sécurité.
Au cours de l’éruption du Sunset Crater, des hornitos semblables à ceux du Kilauea se sont formés au point de départ des deux coulées de lave Kana’a et Bonito. Plusieurs sont d’ailleurs facilement identifiables de nos jours. Les plaques de basalte et leurs empreintes de maïs ressemblent davantage à des conglomérats formés par des projections de lave qu’à la lave plus compacte d’une coulée.
Comme plusieurs morceaux de basalte avec des empreintes de maïs contiennent de la cendre, il se peut que les offrandes aient été placées sur une surface cendreuse ou que des retombées de cendre se produisaient au même moment que les projections de lave des hornitos. Dans les deux cas, les retombées de cendre avaient lieu en même temps, ou à peu près au même moment, que l’écoulement de la lave. Cette remarque est cohérente avec les recherches récentes qui indiquent que l’éruption s’est concentrée sur une période de temps d’un an ou moins.
Un détail des empreintes de maïs donne encore plus de précision. En effet, les rides présentes à l’extrémité des grains indiquent que le maïs était à quelques semaines de sa maturité. En supposant que le maïs ait été juste récolté, on peut penser que les offrandes ont été faites fin août ou début septembre. Cela correspond à une étude récente qui conclut que la majeure partie de l’éruption a eu lieu au cours d’une période allant de l’été au début de l’automne, quand le vent soufflait du sud-ouest.
On peut voir une exposition du basalte avec ses empreintes de maïs au Sunset Crater Visitor Center.
Source: Arizona Daily Sun.

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drapeau-anglaisIf you travel to Arizona, the Sunset Crater Volcano National Monument is an interesting place to visit, north of Flagstaff. The date of the eruptions that formed the 340-metre-high cone was probably around A.D. 1085. The largest vent of the eruption, Sunset Crater itself, was the source of the Bonito and Kana’a lava flows that extended about 2.5 kilometres NW and 9.6 kilometres NE, respectively. The Sunset Crater eruption produced a blanket of ash and lapilli covering an area of more than 2,100 square kilometres. The volcano, which has partially been revegetated with pines, is considered dormant by volcanologists.

In 1998, during the investigation of an archaeological site a few kilometres west of Sunset Crater Volcano National Monument, a team of archaeologists identified and collected 55 pieces of Sunset Crater basalt lava bearing impressions of prehistoric corn cobs. They weighed approximately 40 kilograms and had probably been carried from a Sunset lava flow by the Sinagua, a local Amerindian population. Clearly these corn rocks were important to the carriers.

The corn impressions are remarkably detailed: individual kernels can be easily distinguished; fine features like dimples at the tips of not-quite-ripe kernels are evident. Even a few impressions of flammable corn husk were preserved. Several pieces of charcoal were recovered from some of the deeper corn casts.

During a trip to Hawaii with their students, the archaeologists brought Hopi corn with them, supplemented by corn from a nearby store. First, several cobs were placed in the path of a slow-flowing lava lobe. But the cooling, viscous lava at the leading tip of the flow lobe failed to form decent impressions. Thus it is unlikely that the corn rocks formed when Sunset lava overran a pile of harvested corn. A more likely scenario is that the corn was intentionally placed, probably as some form of offering, close by a spatter cone or hornito. Although there are hornitos on Kilauea’s lava flows, the team was not permitted to approach active ones.

During the Sunset volcano eruption, similar hornitos formed atop both the Kana’a and Bonito lava flows. Several are identifiable today. The Sunset corn rocks more closely resemble agglomerations of lava spatter than dense masses of lava flow.

Because several Sunset corn rocks contain cinders, the offerings were either placed on a cindery surface or else cinder fallout was occurring simultaneous to the spattering. In either case, the cinder fallout from an eruption column was taking place simultaneously, or nearly so, with lava flow emplacement. This is consistent with recent research indicating a compressed period of time – one year or less – for the entire eruption.

One detail of the corn impressions provides the most precise timing. In the corn impressions, dimples on individual kernels signify that the corn was a few week shy of ripeness. Assuming the corn was freshly harvested, the corn offerings were made in late August or early September. This is consistent with the recent interpretation that much of the main eruption occurred during the period of summer-to-early-autumn southwesterly winds.

The corn rock display can be seen at Sunset Crater Visitor Center.

Source: Arizona Daily Sun.

Sunset crater

Photo: C. Grandpey