Catégorie : volcans

Prévision volcanique en Nouvelle Zélande // Volcanic prediction in New Zealand

drapeau francaisLa Nouvelle-Zélande possède un grand nombre de volcans actifs et une fréquence éruptive élevée. L’activité volcanique se produit dans six secteurs, dont cinq dans l’île du Nord et un au large des côtes, dans les Iles Kermadec.
Les scientifiques néo-zélandais aimeraient savoir quand se produira la prochaine éruption majeure. Ils vont essayer de répondre à cette question en utilisant les mathématiques pour calculer la date probable et l’importance de la prochaine éruption de chacun des 10 principaux volcans de ce pays.
Les éruptions les plus récentes ont eu lieu à White Island, île volcanique toujours très active, au Mont Tongariro à deux reprises en 2012, et au Mont Ruapehu il y a huit ans, quand un lahar a traversé la partie occidentale du champ de ski de Whakapapa.
A côté de ces volcans régulièrement actifs, les Néo-zélandais redoutent les prochaines éruptions de volcans en sommeil tels que le Taranaki dont on pense que la probabilité éruptive est de 50% dans les 50 prochaines années, ou de la zone volcanique d’Auckland et ses 50 volcans qui ne dorment peut-être que d’un oeil.
L’événement le plus inquiétant serait une éruption de l’une des énormes caldeiras volcaniques dans la partie centrale de l’île du Nord. Par exemple; l’éruption du Taupo, il y a environ 1800 ans, a eu des effets visibles jusqu’en Chine et à Rome. Elle a généré une coulée pyroclastique dévastatrice de 1,5 kilomètres de hauteur qui a recouvert la région de cendre et de pierre ponce sur une distance de 80 km.
Pour créer un nouveau modèle de probabilité, les chercheurs vont établir une base de données incluant l’histoire éruptive de volcans similaires à travers le monde. Une référence possible serait le Merapi en Indonésie, qui est entré en éruption en 2010, après une longue période de calme, tout comme le Taranaki. Si l’équipe scientifique peut prouver que les histoires éruptives de ces deux volcans se superposent, ils pourront étendre cette approche à d’autres dans le monde.
L’un des scientifiques, spécialiste des avalanches pyroclastiques dévastatrices, a entamé une autre étude avec ses collègues. Il va utiliser un simulateur d’éruption basé sur le campus de l’Université de Manawatu pour comprendre comment réagissent les infrastructures quand elles sont frappées par une coulée pyroclastique.
Une étude publiée le mois dernier a révélé qu’une éruption volcanique majeure dans le centre industriel d’Auckland pourrait avoir un impact économique désastreux et affecter profondément le PIB de la ville.
Source: New Zealand Herald.
Maintenant, la question est de savoir si des sciences exactes comme les mathématiques et les simulations peuvent vraiment aider à prévoir les prochaines éruptions en Nouvelle-Zélande! Il en est de même avec les cycles éruptifs qui n’ont jamais été définitivement prouvés. Quand on sait que chaque volcan a un fonctionnement qui lui est proche, il semble hasardeux de vouloir essayer de calquer les histoires éruptives de deux volcans éloignés de plusieurs milliers de kilomètres. À une époque où nous ne sommes pas capables de prévoir les éruptions de point chaud dans le court terme, j’ai des doutes sur le succès d’une telle recherche pour prévoir les éruptions des volcans Nouvelle-Zélande qui sont situés dans les zones de subduction et sont d’autant plus imprévisibles.

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drapeau anglaisNew Zealand has a lot of active volcanoes and a high frequency of eruptions. Volcanic activity occurs in six areas, five in the North Island and one offshore in the Kermadec Islands.

Kiwi scientists would like to know when the next major eruption will occur. They will try to answer the question by using maths to calculate the estimated time and size of the next eruption of each of New Zealand’s 10 main volcano centres.

The most recent eruptions have taken place at White Island which is still quite active, at Mt Tongariro twice in 2012, and at Mt Ruapehu eight years ago, when a large lahar travelled through the western boundary of Whakapapa skifield.

Beside these regularly active volcanoes, a greater fears concern the next eruptions at quiet mountains such as Mt Taranaki, which is said to have a 50 per cent probability of erupting in the next 50 years, or at one of Auckland’s long-silent field of 50 volcanoes.

More worrying still is the thought of an eruption at one of the huge caldera volcanoes in the Central North Island. For instance; the Taupo eruption around 1800 years ago created effects visible in China and Rome and generated a devastating 1.5 km-high pyroclastic flow that covered the landscape with ash and pumice for a distance of 80km.

To create a new probability model, the researchers will build a database of historical records from similar volcanoes worldwide. A possible reference would be Mt Merapi in Indonesia which erupted in 2010 after a long quiet past, just like Mt Taranaki. If the scientific team can work out how the records of the two volcanoes can map on to one another, then they will extend it to other ones worldwide.

One of the scientists, who specialises in devastating pyroclastic surges, is starting another study with his colleagues. It will use a large-scale eruption simulator based at the Manawatu University campus to understand what happens to infrastructures when they are hit by a pyroclastic flow.

A research published last month indicated that a catastrophic volcanic eruption in Auckland’s industrial heart could have a disastrous economic impact and knock out a large area of the city’s Gross Domestic Product (GDP).

Source : New Zealand Herald.

Now, the question is to know whether exact sciences like mathematics and simulations can really help predict the next eruptions in New Zealand! It’s the same with eruptive cycles which have never been definitively proved. Knowing that each volcano has its own eruptive process, superimposing the eruptive histories of two volcanoes which are thousands of kilometres apart seems a bit far-fetched. At a time when we are not able to predict hotspot eruptions in the short term, I have doubts about the success of such research to predict the eruptions of New Zealand volcanoes which are located in subduction zones and are all the more unpredictable.

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Le Ruapehu et White Island sont deux volcans actifs de Nouvelle Zélande.

(Photos:  C. Grandpey)

Les carbonatites de l’Ol Doinyo Lengai (Tanzanie)

drapeau francaisUne équipe internationale de scientifiques a publié une étude intitulée « Chimie volatile du manteau supérieur à l’Ol Doinyo Lengai et origine des carbonatites ». Vous trouverez le texte complet en cliquant sur le lien ci-dessous.
Le Lengai est actuellement le seul volcan actif au monde à produire des carbonatites qui sont exceptionnelles car elle ne contiennent presque pas de SiO2 et plus de 50% de minéraux carbonatés. Dans l’étude, les chercheurs montrent que les gaz volcaniques récoltés lors d’un épisode éruptif du Lengai ne présentent pas de différences avec ceux émis le long des dorsales océaniques, malgré le fait que les carbonatites du Lengai sont émises dans une région bien à l’écart des centres d’expansion océanique.

Les résultats de l’étude démontrent qu’un réservoir globalement homogène existe dans le manteau supérieur et fournit les volatiles à la fois aux dorsales médio-océaniques et aux rifts continentaux. Cela va à l’encontre de la théorie d’un manteau exceptionnellement riche en Carbone qui serait responsable au Lengai de la genèse de carbonatites riches en sodium (Na) et de son magma source à base de  néphélinite. Les scientifiques pensent plutôt  ces carbonatites se sont formées dans la croûte peu profonde par immiscibilité de magmas comme la néphélinite, et restent stables dans des conditions d’éruption en raison de leur contenu élevé en sodium.
https://www.deepdyve.com/lp/nature/upper-mantle-volatile-chemistry-at-oldoinyo-lengai-volcano-and-the-EM4aFfE2Am?key=citeulike

Les dernières images du Lengai montrent quelques coulées de carbonatite au fond du pit crater qui est apparu au cours de l’éruption de 2007 – 2008. Le sommet n’a plus rien à voir avec celui que j’ai pu observer lors d’une visite en 2002.

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drapeau anglaisAn international team of scientists has published a study entitled “Upper-mantle volatile chemistry at Ol Doinyo Lengai volcano and the origin of carbonatites”. You will find the complete text by clicking on the link below.

Lengai is currently the only active volcano in the world to produce carbonatite lavas which are highly unusual in that they contain almost no SiO2 and are >50 per cent carbonate minerals. In the study, the researchers show that volcanic gases captured during an eruptive episode at Oldoinyo Lengai are indistinguishable from those emitted along mid-ocean ridges, despite the fact that Oldoinyo Lengai carbonatites occur in a setting far removed from oceanic spreading centres.

The results of the study demonstrate that a globally homogenous reservoir exists in the upper mantle and supplies volatiles to both mid-ocean ridges and continental rifts. This argues against an unusually C-rich mantle being responsible for the genesis of Na-rich carbonatite and its nephelinite source magma at Oldoinyo Lengai. Rather, these carbonatites are formed in the shallow crust by immiscibility from silicate magmas (nephelinite), and are stable under eruption conditions as a result of their high Na contents.

https://www.deepdyve.com/lp/nature/upper-mantle-volatile-chemistry-at-oldoinyo-lengai-volcano-and-the-EM4aFfE2Am?key=citeulike

The latest images of Ol Doinyo Lengai show a few carbonatite flows at the bottom of the pit crater that appeared during the 2007 – 2008 eruption. The summit is now quite different from what i saw during my visit to the volcano in 2002.

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Sommet du Lengai et émissions de carbonatite en 2002  (Photos:  C. Grandpey)

Le Krakatau et les nuages noctulescents // Krakatau and noctilucent clouds

drapeau francaisL’éruption du Kralatau en 1883 a donné naissance à de somptueux couchers de soleil qui ont inspiré des peintres célèbres comme Edgar Degas ou Edvard Munch et son célèbre tableau « Le Cri ». Outre les couchers de soleil, l’éruption a également produit des nuages noctulescents, nuages nocturnes lumineux, espèces de filaments bleus qui apparaissent à la lisière de l’espace. Au 19ème siècle, les gens pensaient qu’ils étaient un effet secondaire de l’éruption volcanique, mais on a continué à les observer longtemps bien après que la cendre du Krakatau se soit dissipée.
Ces nuages ​​insolites se forment à la fin du printemps et en été, dans la haute atmosphère au-dessus des régions polaires du globe. Alors que la basse atmosphère se réchauffe, la haute atmosphère se refroidit, et des cristaux de glace se forment sur les poussières météoritiques et autres particules très haut dans le ciel.
Le satellite spatial AIM (Aeronomy of Ice in the Mesosphere) de la NASA, chargé de l’étude des nuages polaires de la mésosphère, a observé les nuages ​​noctulescents le 10 juin 2015. L’image ci-dessous est un composite de plusieurs passages du satellite au-dessus de l’Arctique. Les nuages ​​apparaissent dans diverses nuances de lumière allant du bleu au blanc en fonction de la densité des particules de glace. L’AIM mesure l’albédo, autrement dit la quantité de lumière réfléchie.
Dans la dernière décennie, le satellite a observé et mesuré ces formations nuageuses saisonnières en haute altitude. Les chercheurs ont constaté qu’elles ont tendance à apparaître plus tôt et à s’étendre plus fréquemment à des latitudes plus basses. Il semblerait que ce soit la conséquence de l’augmentation des gaz à effet de serre dans l’atmosphère.
Source: NASA.

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drapeau anglaisThe eruption of Kralatau in 1883 generated sumptuous sunsets that inspired some famous painters like Edgar Degas or Edvard Munch and his famous work “The Scream”. Beside the sunsets, the eruption also produced noctilucent or “night-shining” clouds (NLCs) – electric blue wisps that grow on the edge of space. At first people thought they were a side-effect of the volcano, but they were still observed long after Krakatau’s ash settled.

These unusual clouds form in the late spring and summer, high in the atmosphere above the polar regions of the world. As the lower atmosphere warms, the upper atmosphere gets cooler, and ice crystals form on meteor dust and other particles high in the sky.

NASA’s Aeronomy of Ice in the Mesosphere (AIM) spacecraft observed noctilucent clouds on June 10th 2015. The image below is a composite of several satellite passes over the Arctic, and the clouds appear in various shades of light from blue to white, depending on the density of the ice particles. The instrument measures albedo, namely how much light is reflected back

In the past decade, AIM has been observing and measuring these seasonal, high-altitude cloud formations. Researchers have found that they are appearing earlier and stretching to lower latitudes with greater frequency. There is some evidence that this is a result of increased greenhouse gases in the atmosphere.

Source : NASA.

Clouds

Vue des nuages noctulescents au-dessus de l’Arctique

Vous obtiendrez une superbe image, beaucoup plus grande, en cliquant sur ce lien :

http://www.scientificcomputing.com/sites/scientificcomputing.com/files/Night-shining_Clouds_created_when_Ice_Crystals_form_on_Meteor_Dust.jpg

Horloges atomiques et prévision volcanique // Atomic clocks and volcanic prediction

drapeau francaisGrâce aux technologies modernes, les scientifiques testent régulièrement de nouvelles méhodes susceptibles de faire avancer la prévision des éruptions volcaniques. Il reste beaucoup à faire, mais chaque innovation doit être sérieusement prise en compte. C’est dans cette optique qu’une équipe de l’Université de Zurich a développé une méthode de surveillance des événements volcaniques en utilisant des horloges atomiques.
Les horloges atomiques sont les instruments les plus précis que l’on ait jamais construits pour mesurer le temps. En utilisant la vibration des atomes de césium à la place d’un pendule oscillant, elles atteignent un niveau de précision si élevé qu’elles perdent moins d’une seconde en 10 milliards d’années. Cela les rend extrêmement utiles pour toutes sortes d’applications, telles que l’astronomie, la physique, l’informatique et la navigation. Il se pourrait qu’elle soient bientôt utilisées également en géologie. En effet, une équipe dirigée par l’Institut de Physique de l’Université de Zurich a mis au point une méthode d’utilsation de ces horloges pour surveiller l’activité volcanique.
La technique repose sur la théorie de la relativité d’Einstein qui dit que le temps s’écoule à des vitesses différentes dans des circonstances différentes. C’est cet effet relativiste que l’équipe de Zurich veut utiliser pour étudier les volcans. Quand un volcan va entrer en éruption, la chambre magmatique se remplit, ce qui augmente la masse et donc la gravité locales. Une horloge atomique positionnée à proximité du volcan détectera ce changement car l’augmentation de la masse provoquera un ralentissement du temps. La vitesse de ce ralentissement, et donc la variation de la masse, peuvent être mesurées en comparant l’horloge sur le terrain à une horloge de référence installée à une certaine distance.
Cette technique est déjà utilisée, mais elle dépend de signaux GPS émis par les satellites qui s’appuient sur des horloges beaucoup moins précises, de sorte que les mesures peuvent prendre des mois, tandis qu’une horloge atomique peut effectuer le même travail en quelques heures.
L’équipe de Zurich pense que cette technique pourrait être opérationnelle dans quelques années. Elle permettrait de mettre en place un réseau d’horloges atomiques à l’aide de câbles à fibres optiques afin d’annoncer les éruptions. En outre, un tel réseau pourrait aussi être utilisé pour étudier les marées qui influent sur les mouvements de la mer, mais font également varier la masse de la Terre jusqu’à 50 centimètres deux fois par jour.
Source: Université de Zurich

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drapeau anglaisThanks to modern technologies, scientists are testing new ways to try and predict eruptions. There is still a long way to go but each innovation should seriously be taken into account.  Keeping up with this tendency, a team at the University of Zurich have developed a means of monitoring volcanic events using atomic clocks.
Atomic clocks are the most accurate timepieces ever constructed. Using the vibration of cesium atoms instead of a swinging pendulum, they attain a level of precision so fine that they lose less than one second in 10 billion years. This makes them extremely useful for all sorts of applications, such as astronomy, physics, computing and navigation. They might soon be used in geology as well. Indeed, a team led by the Institute of Physics from the University of Zurich has come up with a way to use these clocks to monitor volcanic activity.
The technique relies on Einstein’s theory of general relativity, which says that time flows at different rates in different circumstances. This relativistic effect is what the Zurich team is using to study volcanoes. When a volcano is approaching an eruption, chambers beneath it fill with molten magma. This increases the local mass, and therefore the local gravity. An atomic clock positioned in the vicinity of the volcano will detect this change because the increase in mass will cause time to slow down. The rate of this slowing, and hence the mass build up, can be measured by comparing the clock to a reference clock some distance away.
This technique is already in use, but it depends on GPS satellite signals which rely on much less precise clocks, so the measurements can take months, while an atomic clock can do the same job in a matter of hours.
The Zurich team’s hope is that the technique could be running in a few years by linking a network of atomic clocks using fiber optic cables as a new early warning system against eruptions. In addition, such a network could also be used to study tides that not only influence the movements of the sea, but also cause the Earth’s mass to shift by up to 50 centimetres twice a day.
Source: University of Zurich