Catégorie : Yellowstone

Pas de cycle éruptif à Yellowstone // No eruptive cycle at Yellowstone

Je n’ai jamais cru aux cycles éruptifs, encore moins lorsque ces cycles couvrent des périodes de milliers d’années. Certains volcanologues affirment qu’une éruption à Yellowstone est «en retard» car le volcan a un cycle éruptif de 600 000 ans et aucune éruption ne s’est produite depuis 631 000 ans. À mes yeux, cela semble un peu tiré par les cheveux!
Heureusement, de nombreux scientifiques ne sont pas d’accord avec cette théorie et certains d’entre eux ont expliqué dans les Yellowstone Chronicles pourquoi elle n’était pas valable. Ils expliquent d’abord que beaucoup de gens ont tendance à évoquer les puissants séismes en faisant référence à la notion de cycle. Les séismes se produisent lorsque suffisamment de contrainte s’accumule sur une faille et provoque sa rupture. Cette contrainte s’accumule du fait du mouvement constant des roches de part et d’autre de la faille. La vitesse de ce mouvement est généralement constante sur des milliers, voire des millions d’années, de sorte que les séismes qui en résultent peuvent avoir une fréquence assez régulière. C’est pourquoi il est possible de calculer les probabilités à long terme de séismes dans certaines régions.
En suivant cette logique concernant les séismes, on devrait pouvoir prendre en compte les âges des éruptions passées à Yellowstone et calculer un intervalle de récurrence moyen (en supposant que les éruptions à Yellowstone se produisent sur une base régulière). S’agissant des éruptions majeures, Yellowstone en a connu trois: il y a 2,08, 1,3 et 0,631 millions d’années. Cela équivaut à un laps de temps d’environ 725 000 ans en moyenne entre les éruptions. Cela étant, il reste environ 100 000 ans à justifier, mais ce nombre est basé sur très peu de données et n’a donc pratiquement aucun sens.
Le problème, c’est que les volcans ne fonctionnent pas comme les failles qui déclenchent les séismes. À de rares exceptions près, le magma ne s’accumule pas à une vitesse constante à l’intérieur des édifices volcaniques. Au lieu de cela, les éruptions se produisent quand il y a suffisamment de magma dans le sous-sol et quand il y a une pression suffisante pour que ce magma monte à la surface. Cela ne se produit généralement pas selon un planning bien établi. Nous en avons la preuve avec les coulées de lave de Yellowstone qui sont la forme la plus courante l’activité éruptive sur ce volcan; la plus récente remonte à 70 000 ans.

Ces coulées de lave ne sont pas apparues régulièrement dans le temps. Elles sont apparues en tirs groupés, avec plusieurs éruptions en l’espace de quelques milliers d’années, séparées par des centaines de milliers d’années sans aucune éruption. En effet, les réservoirs magmatiques de Yellowstone reçoivent le nouveau magma de manière discontinue, ce qui entraîne plusieurs éruptions sur une courte période, avec de longues périodes de repos entre ces épisodes éruptifs.
Donc, dire que Yellowstone est « en retard » dans son cycle éruptif n’a aucun sens. Yellowstone n’est pas en retard et personne ne sait quand la prochaine éruption aura lieu. Visiter le Parc National de Yellowstone ne présente aucun risque… pour le moment!
Source: Yellowstone Chronicles.

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I have never believed in eruptive cycles, all the less when these cycles include periods of thousands of years. Some volcanologists affirm that an eruption in Yellowstone is “overdue” because the volcano has an eruptive cycle of 600,000 years and no eruption has occurred for 631,000 years. To my eyes, this seems a little far-fetched!

Fortunately, many scientists do not agree with this approach and some of them have explained in the Yellowstone Chronicles why it is not valid. They first explain that many people tend to think of big earthquakes by referring to the notion of cycles. Earthquakes occur when enough stress builds up on a fault and makes the fault snaps. The stress accumulates because of consistent motion of the rocks on either side of the fault. The rate of this motion is generally constant over thousands to millions of years, so the earthquakes that result from the motion can have fairly regular timing. This is why it is possible to calculate the long-term probabilities of earthquakes in some areas.

By this logic, we should be able to look at the ages of past Yellowstone eruptions and calculate an average recurrence interval (assuming Yellowstone eruptions occurred on a regular schedule). In terms of large explosions, Yellowstone has experienced three of them : 2.08, 1.3, and 0.631 million years ago. This comes out to an average of about 725,000 years between eruptions. That being the case, we still have about 100,000 years to go, but this number is based on very little data and so is basically meaningless.

Volcanoes, however, are not like faults. With rare exceptions, volcanoes do not accumulate magma at a constant rate. Instead, they erupt when there is a sufficient supply of liquid magma in the subsurface and sufficient pressure to cause that magma to ascend to the surface. This does not generally happen on a schedule.

We have the proof of this with the Yellowstone lava flows which are the most common form of magmatic eruption at Yellowstone; the most recent one was 70,000 years ago. However, these lava flows did not erupt regularly through time. Instead, they erupted in tight clusters, with several eruptions happening within the space of a few thousand years, separated by up to hundreds of thousands of years with no eruptions. This is because the Yellowstone magma reservoir system receives new magma only in discontinuous batches, causing several eruptions in a short period of time with long periods of quiet in between these episodes.

So, saying that Yellowstone is “overdue” is sheer nonsense. Yellowstone is not overdue and nobody knows when the next eruption will take place. Visiting Yellowstone National Park is safe…for the moment!

Source: Yellowstone Chronicles.

Source : Yellowstone Volcano Observatory

Photos: C. Grandpey

Les geysers de Yellowstone (Etats Unis) // Yellowstone geysers (United States)

Dès que quelque chose d’inhabituel se produit dans le Parc National de Yellowstone, les articles de presse deviennent de plus en plus nombreux et ils font immédiatement allusion au risque d’éruption de ce « super volcan ». C’est ce qui s’est passé ces derniers mois avec une augmentation de l’activité de certains geysers – pas tous – dans le Parc. Le plus célèbre est le Vieux Fidèle en raison de sa ponctualité, tandis que la plupart des autres sont beaucoup plus imprévisibles. Parmi tous les geysers de Yellowstone, certains peuvent être très paresseux et ne se manifester qu’une fois de temps en temps, parfois tous les cinquante ans.
À la fin de l’année 2018, un geyser endormi – Ear Spring, ainsi appelé en raison de sa forme – a vomi les déchets qu’il avait ingurgité pendant 80 ans. Sa dernière grande éruption remontait à 1957. La gerbe d’eau bouillante a atteint une hauteur de 9 mètres au mois de septembre et les rangers ont passé plusieurs jours à ramasser de vieilles pièces de monnaie, des canettes de bière et même une poupée des années 1930 ! L’éruption a offert aux géologues ce qu’il appellent « une capsule temporelle intéressante. »

Le Steamboat Geyser, autre attraction touristique du parc, avait l’habitude de se manifester de manière irrégulière, parfois après des pauses de seulement quatre jours, d’autres fois avec des intervalles de 50 ans. De façon surprenante, il a récemment envoyé des jets d’eau bouillante à 90 mètres de hauteur à raison de une fois par semaine. Le Yellowstone Volcano Observatory indique qu’il s’est manifesté 32 fois en 2018. On a recensé quatre autres éruptions en février 2019.
Malgré ce réveil de certains geysers, les géologues de l’USGS et les responsables du Parc ont répété ces derniers mois qu’il n’y avait aucun signe de reprise de l’activité volcanique. On peut lire dans l’un des rapports de l’Observatoire que «les modifications qui interviennent dans les systèmes hydrothermaux de Yellowstone sont fréquentes et ne sont pas la conséquence de changements de l’activité volcanique». Il convient de garder à l’esprit que le système hydrothermal de Yellowstone se limite à une trentaine de mètres de profondeur alors que le magma qui provoque l’activité volcanique se trouve à plusieurs kilomètres sous la surface.
On n’observe pas d’augmentation de la sismicité ni de déformation significative du sol dans la région de Yellowstone. La sismicité au mois de février 2019 a inclus un essaim de 17 événements le 20 février. Les secousses avaient une magnitude comprise entre M 0,1 et M 1,7  et se situaient à 8 km au nord de West Yellowstone. L’événement le plus important en février 2019 avait une magnitude de M 3,1. De tels essaims sismiques sont courants et représentent environ 50% de la sismicité dans la région de Yellowstone.
Source: Geology In, Observatoire du volcan Yellowstone.

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As soon as something unusual occurs in Yellowstone National Park, press articles get more and more numerous and there are immediately allusions to the risk on an eruption of the so-called “super volcano”. This is what happened in recent months with an increase in activity of some of the geysers – by no means all of them – in the Park. The most famous of all is Old Faithful because of its predictability, while most others are much more inscrutable. Among all the geysers at Yellowstone, some may be very lazy and erupt only once in a while, sometimes every half century.
Late in 2018, one slumbering geyser – Ear Spring, so called because of its shape – vomited up 80 years worth of trash. The spring’s last big eruption was in 1957. So, when it blew to a height of some 9 metres in September, National Parks rangers spent days collecting old coins, beer cans, and even a 1930s baby dummy from its surroundings. While the eruption offered what geologists call “an interesting time capsule.”

The Steamboat Geyser used to erupt erratically, sometimes after a duration as short as four days or as long as 50 years. However, it recently sent spouts of steaming water 90 metres high into the air once every week. The Yellowstone Volcano Observatory says it erupted 32 times in 2018. There were four more eruptions in February 2019.

USGS geologists and park officials kept repeating in recent months that there was no signs of renewed volcanic activity. One can read in one of the Yellowstone Observatory’s statements that “changes in Yellowstone’s hydrothermal features are common occurrences and do not reflect changes in activity of the Yellowstone volcano.” One should keep in mind that the hydrothermal system of Yellowstone is limited to mainly just the top 30 metres or so whereas the magma that triggers volcanic activity resides several kilometres deeper.

Until now, there has been no significant increase in seismicity and no significant ground deformation has been detected. February 2019 seismicity in Yellowstone included a swarm of 17 located earthquakes on February 20th. The swarm events ranged in magnitude from M 0.1 to M 1.7 and were located 8 kilometres north of West Yellowstone. The largest event in February was a minor earthquake of M 3.1. Earthquake swarms like this are common and account for roughly 50% of the total seismicity in the Yellowstone region.
Source: Geology In, Yellowstone Volcano Observatory.

 

Quelques geysers à Yellowstone (Photos: C. Grandpey)

 

Nouvelles recherches sur les Champs Phlégréens // New research on the Phlegrean Fields

Les supervolcans sont un peu comme le monstre du Loch Ness en Écosse: ils apparaissent de temps en temps dans les journaux et les magazines, mais personne n’a jamais assisté à leurs éruptions. En Italie, les Champs Phlégréens font partie de ces supervolcans qui pourraient devenir un danger pour les zones habitées.
Une étude récente a confirmé les conclusions de recherches précédentes. Les Campi Flegrei semblent accumuler du magma en évoluant vers une phase pré-éruptive. Les scientifiques ne disent pas qu’une éruption majeure est imminente, mais au vu des conditions actuelles, ils pensent qu’une telle éruption de grande envergure pourrait se produire dans les Champs Phlégréens à « un moment indéterminé du futur ». Ces propos confirment que nous ne sommes actuellement pas en mesure de prévoir les éruptions volcaniques.
Avec Yellowstone aux États-Unis, les Campi Flegrei font partie des rares supervolcans actifs dans le monde. Ils se trouvent dans le sud de l’Italie, à une quinzaine de kilomètres à l’ouest de Naples qui rassemble quelque 1,5 million d’habitants. La dernière éruption remonte à 1538; ce fut un événement relativement mineur, connu sous le nom d’éruption du Monte Nuovo. Cependant, il y a 40 000 ans, le volcan a connu une éruption majeure, à peine moins puissante que celles enregistrées à Yellowstone.
Au cours des 60 dernières années, la région volcanique avec ses 24 cratères et autres édifices a montré des signes d’activité, et les scientifiques l’ont étudiée de près pour mieux comprendre l’évolution de la situation.
Dans une étude publiée dans Science Advances, une équipe de chercheurs a examiné des échantillons de roche, de minéraux et de verre prélevés lors de 23 éruptions sur les Campi Flegrei, dont les deux plus importantes des 60 000 dernières années. En analysant les éléments contenus dans ces échantillons, les scientifiques ont pu se faire une idée de la situation avant et après les éruptions.
L’analyse des éléments montre qu’il y a eu des changements importants dans la température et la teneur en eau du magma à certains moments de l’histoire éruptive des Champs Phlégréens. Il a été constaté que les minéraux à l’intérieur du magma diminuaient avec le temps, tandis que la teneur en eau augmentait. Ils ont constaté qu’une telle évolution s’était produite avant l’éruption du Monte Nuovo.
L’équipe scientifique a remarqué qu’après l’éruption du Monte Nuovo, les Campi Flegrei sont entrés dans une nouvelle phase d’inactivité. Depuis les années 1950, il y a eu trois grandes périodes de regain d’activité qui ont fait craindre un réveil du volcan. Une ascension du magma  d’environ 8 km jusqu’à environ 3 km est tenue pour responsable de cette activité. [Note personnelle: tout cela est cohérent avec les épisodes bradysismiques observés dans la région.]
Les dernières études indiquent que la situation actuelle peut s’expliquer par la présence d’un magma saturé en eau dans la croûte supérieure, ce qui favoriserait la constitution d’un énorme réservoir magmatique. Les chercheurs pensent que le système d’alimentation des Champs Phlégréens entre actuellement dans une nouvelle phase qui pourrait aboutir, à un certain moment du futur, à une éruption de grande ampleur. On pense en général qu’une telle éruption ressemblerait assez à celles observées au cours des 15000 dernières années. Elle se situerait entre la dernière éruption (Monte Nuovo, 1538, 0,02 km3) et l’éruption du Vésuve qui a recouvert Pompéi et Herculanum. De tels scénarios sont pris en compte dans le cadre de la gestion des catastrophes.

Source: Newsweek.

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Earth’s supervolcanoes are like the Loch Ness monster in Scotland: they emerge from time to time in the newspapers and magazines but nobody has ever seen their eruptions. In Italy, the Phlegrean Fields is one of the supervolcanoes that could become a ththreat to populated areas.

A recent study has confirmed what previous research had already concluded. The Campi Flegrei appears to be accumulating magma as it transitions to a pre-eruption state. Scientists do not say that a large eruption is imminent, but they suggest that current conditions at Campi Flegrei indicate one could happen at « some undetermined point in the future. » This statement confirms that we are currently unable to predict volcanic eruptions.

With Yellowstone in the U.S., Campi Flegrei is one of the few active supervolcanoes in the world. It is located in southern Italy, about 15 kilometres to the west of Naples, which is home to around 1.5 million people. The last time it erupted was in 1538 ; it was a fairly small event known as the Monte Nuovo eruption. However, 40,000 years ago, it produced a major eruption, slightly less powerful than the ones recorded at Yellowstone.

Over the last 60 years, the volcanic region with its 24 craters and edifices has shown signs of unrest, and scientists have been studying it and monitoring it closely to better understand the changes taking place.

In a study published in Science Advances, a team of researchers examined rock, mineral and glass samples taken from 23 eruptions at Campi Flegrei, including the two biggest from the last 60,000 years. By analyzing the elements within these samples, the scientists were able to construct a picture of what was happening before and after eruptions.

Analysis of the elements suggests there were critical changes to the temperature and water content of the magma at certain points in the eruptive history of Campi Flegrei. Minerals in the magma were found to decrease over time, while water content increased. They found that this happened before the Monte Nuovo eruption.

The research team notes that after the Monte Nuovo eruption, Campi Flegrei entered a “new phase” of inactivity. Since the 1950s, there have been three “major periods of unrest,” raising concern that the volcano is reawakening. A magma ascent from about 8 km to about 3 km has previously been blamed for this unrest. [Persona note: All this is consistent with the episodes of bradyseism observed in the region.]

The latest findings suggest this is consistent with the presence of water-saturated magma in the upper crust, allowing for the buildup of a huge magma reservoir. The researchers suggest that the plumbing system at Campi Flegrei is currently entering a new buildup phase, potentially culminating, at some undetermined point in the future, in a large volume eruption.

Should an eruption occur, the best guess is that it will have a size and behaviour similar to that seen during past 15,000 years or so, hence ranging from the size of the last eruption (Monte Nuovo, 1538, 0.02 cubic km) to something similar to the eruption of Vesuvius that overwhelmed Pompeii and Herculaneum. These are the scenarios being used to prepare mitigation plans.

Source : Newsweek.

Site des Champs Phlégréens avec le Monte Nuova. A noter que la Solfatara reste fermée au public suite à l’accident qui a coûté la vie à un jeune garçon et ses parents en septembre 2017 (voir ma note à ce sujet: https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2017/09/13/drame-a-la-solfatara-italie-drama-at-the-solfatara-italy/)

Le GPS, de la navigation à la volcanologie // GPS, from navigation to volcanoes

Dans un article récent, des scientifiques du Yellowstone Volcano Observatory ont écrit une chronique expliquant comment un système peut être utilisé à des fins différentes de celles pour lesquelles il a été conçu à l’origine.
C’est le cas du Global Positioning System (GPS), qui est aujourd’hui l’une des techniques les plus efficaces pour suivre les déformations du sol à Yellowstone et sur les volcans en général.
Le système a été lancé en 1978 lorsque le Département américain de la Défense a mis sur orbite une constellation de satellites NAVSTAR pour fournir des informations de navigation à son personnel qui circulait dans des véhicules terrestres, des avions et des navires. Avec le GPS, ces personnes pouvaient savoir où elles se trouvaient et atteindre leur destination. Le service est rapidement devenu accessible aux civils, et la plupart des gens l’utilisent maintenant pour circuler avec leurs véhicules ou se repérer pendant une randonnée.
Aujourd’hui, à côté du NAVSTAR américain, le GLONASS russe et le Galilée de l’Union européenne sont d’autres systèmes de navigation par satellite (GNSS). La précision de ces systèmes varie en fonction des conditions de visibilité du ciel et d’autres facteurs, mais la marge d’erreur est généralement de 5 à 10 mètres pour la position horizontale et de 10 à 30 mètres pour l’altitude.
Cette marge d’erreur ne suffirait pas en volcanologie pour étudier la déformation d’un volcan sous la pression du magma. Les scientifiques effectuant de telles mesures doivent disposer d’une précision très fine, car la déformation d’un édifice volcanique est généralement une affaire de millimètres.
Le récepteur GPS d’une voiture ou d’un téléphone portable utilise les signaux radio des satellites de navigation comme horloge et règle virtuelles. Il mesure le temps nécessaire aux signaux pour parcourir la distance entre plusieurs satellites et le récepteur. Les signaux circulent à la vitesse de la lumière et les orbites des satellites sont connues. Ces informations, associées au temps de parcours des signaux, permettent au récepteur de calculer sa distance par rapport à chaque satellite à un instant donné. En utilisant les principes de la trigonométrie sphérique, le récepteur est capable de « fixer » sa position avec suffisamment de précision pour que les personnes puissent trouver leur chemin.
Pour atteindre une meilleure précision, les géodésistes ont conçu un récepteur qui traite les signaux des satellites de navigation de manière beaucoup plus précise. Au lieu d’utiliser le temps de parcours du signal pour calculer la distance entre les satellites et le récepteur, un récepteur géodésique compte le nombre de longueurs d’onde complètes et fractionnelles entre lui-même et plusieurs satellites à la fois. Les longueurs d’onde sont connues avec précision et les récepteurs géodésiques peuvent compter exactement le nombre de longueurs d’onde complètes. Au final, le récepteur est capable de déterminer instantanément la distance entre plusieurs satellites au millimètre près. Donc, avec un peu de trigonométrie sphérique, les scientifiques ont à leur disposition un moyen de surveiller la déformation du sol en utilisant un système conçu à l’origine pour la navigation avec des véhicules terrestres!
A Yellowstone, un réseau de stations GPS étudie en permanence l’évolution de la déformation du sol. Avec les informations fournies par un réseau de sismomètres et d’autres instruments de surveillance, les données GPS permettent aux scientifiques de mieux comprendre la structure complexe et les processus actifs des phénomènes qui se déroulent sous leurs pieds.
Source: Yellowstone Volcano Observatory.

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In a recent article, Yellowstone Volcano Observatory scientists have written a chronicle explaining how a system can be used for purposes different from those for which it was originally designed.

This was the case for the Global Positioning System (GPS) which is today one of the most effective techniques used to track ground deformation at Yellowstone and on world volcanoes.

The Global Positioning System had its start in 1978 when the U.S. Department of Defense began launching a constellation of NAVSTAR satellites to provide navigation information to its personnel in land vehicles, planes, and ships. With GPS, they could know where they were and how to get where they were going. The service soon became accessible to civilian users, and now most people use it to navigate in their car or to find their way around their favourite trail system.

Today, in addition to the United States’ NAVSTAR GPS, Russia’s GLONASS and the European Union’s Galileo are operational Global Navigation Satellite Systems (GNSS). The accuracy of such systems varies with sky view and other factors, but generally the margin of error is 5–10 metres for horizontal position and 10–30 metres for elevation.

This margin of error would not have been sufficient in volcanology to study the deformation of a volcano under the pressure of magma beneath the edifice. Scientists doing such measurements need to have a very sharp accuracy as the deformation is usually a matter of millimetres.

The GPS receiver in a car or on a cellphone uses radio signals from navigation satellites as a virtual clock and ruler. It measures the time required for signals to travel from several satellites at a time to the receiver. The signals travel at the speed of light and the satellites’ orbits are known. That information, plus the signals’ travel time, allows the receiver to calculate its distance from each satellite at a given instant. Using principles of spherical trigonometry, the receiver is able to « fix » its position well enough for people to find their way around.

To reach a better accuracy, geodesists designed a geodetic-grade receiver that processes signals from navigation satellites in a much more precise way. Instead of using signal travel times to calculate satellite-to-receiver distances, a geodetic receiver counts the number of full and fractional wavelengths between itself and several satellites at a time. The wavelengths are known precisely, and geodetic receivers can count the number of full wavelengths exactly. In the end, the receiver is able to determine its distance from several satellites instantaneously to within a millimetre or so. So, with a little spherical trigonometry you have a means to monitor ground deformation using a system that was originally designed to track jeeps !

At Yellowstone, a network of GPS stations tracks the changing pattern and pace of ground deformation continuously. Combined with information from a network of seismometers and other monitoring instruments, the GPS results help scientists unravel the complex structure and active processes that otherwise remain hidden underfoot.

Source: Yellowstone Volcano Observatory.

Station GPS au bord du Lac de Yellowstone (Crédit photo: USGS)