Catégorie : volcans

De l’ignimbrite sur la planète Mars? // Ignimbrite on Mars?

Le rover (robot tout-terrain) Perseverance de la NASA explore actuellement la région de Thea Nili Fossae sur Mars, avec en particulier le cratère Jezero. Cette zone rocheuse est riche en olivine, un minéral bien connu sur les volcans de notre planète. Un substrat rocheux identique, lui aussi riche en olivine, a été découvert dans le cratère Gusev, que le robot Spirit de la NASA avait exploré jusqu’en 2010. Cependant, les scientifiques ne savaient pas si on pouvait établir un lien entre ces deux régions de la planète Mars.
Les chercheurs ont examiné les données fournies par plusieurs rovers martiens pour confirmer les similitudes géologiques, et il semble donc que les roches de ces deux secteurs aient pu suivre le même processus de formation. Les scientifiques ont comparé les images de la roche du cratère Gusev fournies par le robot Spirit avec des images de roches sur Terre. Au final, ils ont trouvé dans les roches du cratère Gusev le même type de textures de roches volcaniques que l’on rencontre sur Terre.
Cette roche est l’ignimbrite, qui se forme à partir de cendres, de pierre ponce et de coulées pyroclastiques lors de puissantes éruptions volcaniques. Jusqu’à présent, personne n’avait imaginé que le substrat rocheux riche en olivine sur Mars pouvait être de l’ignimbrite. C’est probablement le type de roche sur lequel s’est déplacé le rover Perseverance en 2021 et où il a prélevé des échantillons. Bien que les chercheurs aient longtemps émis l’hypothèse que le volcanisme était responsable de la formation des Nili Fossae, l’identification de l’ignimbrite, si elle s’avérait exacte, indiquerait que les éruptions étaient plus cataclysmiques qu’on ne le pensait jusqu’à présent.
Pour confirmer la présence d’ignimbrite sur Mars, les scientifiques devront étudier les échantillons de roches dans un laboratoire sur Terre. Cela montre la nécessité de mettre sur pied la mission « Mars Sample Return » qui est prévue pour ramener sur Terre les échantillons prélevés par le robot Perseverance.
Source : space.com.

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NASA’s Perseverance rover is currently exploring Thea Nili Fossae region of Mars, which includes the Jezero Crater. The area is filled with bedrock laden with the volcanic mineral olivine. That same olivine-rich bedrock was also found at the Gusev Crater, where NASA’s Spirit rover roamed until 2010. However, the connection between the regions was not made until now.

The researchers examined data from multiple Mars rovers to confirm the geologic similarities, which indicates the local rocks might have formed by similar processes. Then the scientists compared Spirit’s images of the Gusev Crater rock with images of Earth rocks. They found the same kind of textures in the rocks of Gusev crater as those in a very specific kind of volcanic rock found on Earth.

That rock is ignimbrite, which is created from the ash, pumice and pyroclastic flows of powerful volcanic eruptions. Up to now, no one had suggested ignimbrites as an explanation for olivine-rich bedrock on Mars, It may be the kind of rock that the Perseverance rover has been driving around on and sampling for the past year.

Although researchers have long theorized that volcanism was responsible for producing the Nili Fossae, the identification of ignimbrite, if proven accurate, would indicate that the eruptions were more cataclysmic than previously thought.

To confirm the presence of ignimbrite on Mars, the scientists say they will have to study the rocks in a terrestrial lab, another argument for the planned Mars Sample Return mission to ferry Perseverance’s samples back to Earth.

Source: space.com.

Le Cratère Gusev photographié par le robot Spirit en 2005 (Source: NASA)

Les volcans à Cognac le 9 mai 2022 !

J’aurai le plaisir de présenter à COGNAC (Charente) – dans le cadre de l’Université Inter-Ages – une conférence intitulée « Volcans et risques volcaniques »  le lundi 9 mai 2022 à 14h45 à l’Auditorium de La Salamandre, rue du 14 juillet

Séismes et volcans sont souvent associés dans la pensée populaire. Il est malheureusement encore impossible de prévoir les tremblements de terre. Le but de la conférence est de faire le point sur la situation en volcanologie. Les statistiques montrent que les volcans ont souvent été meurtriers dans le passé. Les techniques modernes permettent-elles d’en savoir plus sur les humeurs des monstres de feu ? Sommes-nous capables aujourd’hui d’éviter que les volcans tuent ? Ce sont quelques unes des questions auxquelles j’essaierai de répondre.

Mon exposé se poursuivra avec un diaporamas en fondu-enchaîné sonorisé intitulé « L’Etna, de Glace et de Feu ».

A l’issue de la conférence, le public pourra se procurer les livres « Terres de Feu » et « Mémoires Volcaniques », ainsi que des CD d’images de volcans.

Photo: C. Grandpey

Martinique : il y a 120 ans, la Pelée détruisait Saint Pierre

A l’occasion du 120ème anniversaire de la Montagne Pelée, la Martinique organise la 47ème édition du « Mai de Saint-Pierre », avec de nombreuses manifestations que vous trouverez en cliquant sur ce lien :

https://la1ere.francetvinfo.fr/martinique/la-47e-edition-du-mai-de-saint-pierre-se-veut-memorielle-et-culturelle-1278748.html

On peut lire ce 8 mai 2022 sur le site Martinique la 1ère un intéressant article intitulé « Les leçons politiques éclairantes de l’éruption de la Pelée. »

https://la1ere.francetvinfo.fr/martinique/les-lecons-politiques-eclairantes-de-l-eruption-de-la-pelee-1280980.html

En marge de cette éruption, je recommande la lecture du livre de Daniel Picouly « Quatre-vingt-dix secondes » qui livre une approche très originale de ce tragique événement.

Saint-Pierre et la Montagne Pelée aujourd’hui

Cachot de Louis-Auguste Cyparis, l’un des deux survivants

N’oublions pas Alfred Lacroix qui a remarquablement décrit l’événement

Photos : C. Gtandpey

 

Panaches volcaniques et nuages d’incendies de végétation // Volcanic plumes and wildfire clouds

Sur la Grande Ile d’Hawaii, le vog – ou brouillard volcanique – est un phénomène bien connu quand se produit une éruption. Les nuages ​​de gaz toxiques sont un problème tant pour les agriculteurs que pour les personnes souffrant de problèmes respiratoires.
Lorsqu’il n’y a pas d’éruption, mais aussi parfois pendant les éruptions, les incendies de végétation sont une autre source de nuages susceptible d’affecter la qualité de l’air.
Depuis 2010, des chercheurs de l’Université d’Hawaï étudient la dispersion du brouillard volcanique. Le but est de fournir au public et aux services sanitaires des prévisions précises, et de permettre de limiter l’exposition à ce brouillard des personnes vivant dans les zones menacées. Un modèle de qualité de l’air a été développé; il combine la prévision météorologique, les émissions de dioxyde de soufre (SO2), la chimie et un modèle de dispersion dynamique pour suivre la trajectoire du panache.
Bien qu’il existe des différences considérables entre la chimie de la fumée des incendies de végétation et celle du brouillard volcanique, le déplacement des deux types de panaches est géré par des mécanismes physiques similaires. Une chaleur intense en surface génère des courants ascendants. Au fur et à mesure que l’air chaud monte, il fait s’élever verticalement les polluants, que ce soit les gaz volcaniques, les cendres ou la fumée des feux végétation, entre leur source et les niveaux supérieurs de l’atmosphère. La turbulence provoque l’élargissement et le refroidissement du panache au fur et à mesure qu’il se mélange à l’air ambiant propre. Par la suite, le panache se refroidit par expansion et il finit par atteindre un niveau à partir duquel son déplacement dans l’atmosphère dépend largement des vents horizontaux.
Lors d’incendies de forêt de très grande ampleur et d’éruptions volcaniques, le processus de refroidissement du panache peut entraîner la formation de flammagenitus. Communément appelés pyrocumulus, ces nuages ​​proviennent d’une forte source de chaleur et peuvent générer d’intenses turbulences, des rafales de vent en surface, des éclairs et de la pluie. La formation de pyrocumulus peut faire s’élever le panache encore davantage, ce qui entraîne les polluants plus haut dans l’atmosphère.
En raison de tous ces mécanismes dynamiques complexes, la détermination de la hauteur d’injection du panache dans l’atmosphère est une tâche difficile pour les scientifiques qui modélisent la qualité de l’air lors des épisodes de vog et de fumées d’incendies. Elle nécessite une connaissance détaillée de nombreux aspects de la source de chaleur et de l’atmosphère ambiante. Malheureusement, il est souvent impossible d’obtenir de telles informations dans des conditions de catastrophe naturelle
De petites erreurs dans l’estimation de la hauteur d’injection du panache peuvent entraîner de grosses erreurs dans les prévisions de concentrations de polluants dans les zones sous le vent. En effet, les vents horizontaux à différentes altitudes dans l’atmosphère ne soufflent souvent pas dans la même direction. En raison de ce comportement imprévisible du vent, un mauvais calcul de la hauteur d’injection du panache peut entraîner une erreur dans un modèle de qualité de l’air, avec une direction fausse du panache et donc une prévision erronée.
La question la plus importante pour les modélisateurs de vog et de fumée est de savoir à quelle hauteur s’élève un panache donné. De puissantes éruptions, comme celle du Pinatubo en 1991, peuvent envoyer des panaches de gaz et de cendres jusque dans la stratosphère, avec un transport de la pollution sur de longues distances, et même un effet de refroidissement climatique. Jusqu’à récemment, peu d’incendies de forêt étaient assez puissants pour avoir de telles conséquences. Pourtant, avec le réchauffement climatique, on a observé une augmentation spectaculaire des incendies de très grande ampleur dans le monde au cours de la dernière décennie. La puissance et l’impact de ces événements sont comparables à ceux des éruptions volcaniques. En fait, en les observant, il est parfois difficile de faire la différence entre les panaches de vog et les panaches de fumée.
Cette ressemblance entre les panaches éruptifs et ceux générés par les incendies de forêt a toutefois un aspect positif. Cela permet aux scientifiques de transférer des connaissances sur la physique et la dynamique des panaches dans les deux domaines de recherche. Grâce au développement récent de nouveaux algorithmes pour les modèles de fumée des feux de forêt, les scientifiques de l’Université d’Hawaï ont pu intégrer une nouvelle approche dynamique de l’élévation du panache dans leurs prévisions du brouillard volcanique. Cela a permis d’obtenir des prévisions plus précises concernant la qualité de l’air pour l’État d’Hawaii.
Source : USGS, HVO.

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On Hawaii Big Island, vog – or volcanic smog – is a well-known phenomenon during an eruption. The clouds of toxic gases are a problem both for the farmers and for persons suffering from respiratory problems.

When there is no eruption, or sometimes during eruptions, wildfires are another source of clouds likely to affect air quality.

Since 2010, University of Hawaii researchers have been studying the dispersion of vog in Hawaii. The aim has been to provide the public and emergency responders with accurate and timely forecasts that would help limit vog exposure for those in affected areas and communities. A custom air quality model has been developed; it combines numerical weather prediction, volcanic sulfur dioxide (SO2) emission rates, chemistry, and a dynamic dispersion model to track vog plume transport.

While there are drastic differences between the chemistry of smoke and vog, the movement of both types of plumes is controlled by similar physical mechanisms. Intense heating at the surface generates vertical updrafts. As the hot air rises, it moves pollutants, such as volcanic gases, ash, or wildfire smoke from their source to the upper levels of the atmosphere. Turbulence causes the plume to widen and cool as it mixes with clean ambient air. In addition, the plume cools through expansion. Eventually, the plume reaches a level from where its movement in the atmosphere is largely controlled by the ambient horizontal winds.

During extreme wildfires and volcanic eruptions, the plume cooling process can also lead to the formation of flammagenitus clouds. Commonly known as ‘pyrocumulus,’ these clouds originate above a strong, localized heat source and can produce intense turbulence, surface wind gusts, lightning and rain. The formation of pyrocumulus can generate further lift, pulling pollutants higher into the atmosphere.

As a result of all these complex dynamic mechanisms, determining the plume injection height has been a shared challenge for vog and smoke air-quality modelers. It requires detailed knowledge of many aspects of both the heat source and the ambient atmosphere. Unfortunately, it is often impossible to obtain such observations under natural disaster conditions

Meanwhile, small errors in estimating the plume injection height can lead to large errors in downwind predictions of pollutant concentrations. This is because horizontal winds at various elevations in the atmosphere often do not blow in the same direction. Due to this wind shear, miscalculating plume injection height can cause an air quality model to transport the plume in the wrong direction, leading to a poor forecast.

Hence, a key question for both vog and smoke modelers is to know how high a given plume will rise. Powerful eruptions, like Mount Pinatubo’s in 1991, can send plumes of volcanic gases and ash deep into the stratosphere, resulting in long-range pollution transport and even generating climate-cooling effects. Until recently, few wildfires were powerful enough to do this. Yet, with climate change, there has been a dramatic increase in high-intensity ‘mega-fires’ around the world over the last decade. The power and scale of impact of these events are comparable to that of volcanic eruptions. In fact, photos of vog and smoke plumes can sometimes be hard to distinguish.

There is a silver lining to this growing overlap between volcanic eruptions and wildfires. It allows scientists to transfer knowledge about the physics and dynamics of plumes across the two research domains. Owing to the recent rapid development of new algorithms for wildfire smoke models, University of Hawaii scientists have been able to incorporate a new dynamic plume-rise approach in their vog forecasts. This resulted in more accurate air quality predictions for the State of Hawaii.

Source: USGS, HVO.

Panache de vog à Hawaii (Photo: C. Grandpey)

Panache éruptif du Pinatubo en 1991 (Crédit photo: Wikipedia)

Pyrocumulus généré par un incendie de forêt dans le parc National de Yellowstone (Crédit photo: Wikipedia)