Catégorie : Yellowstone

Prévision volcanique à Yellowstone // Volcanic prediction at Yellowstone

drapeau francaisComme je l’ai écrit dans une note précédente, la situation actuelle à Yellowstone est très calme et aucun paramètre n’indique une éruption à court terme.
Dans une étude récente publiée dans la revue Geology, des scientifiques américains pensent pouvoir estimer entre 10 mois et 10 ans à l’avance le déclenchement de la prochaine éruption. Ils affirment qu’elle ne sera pas cataclysmale, même si la lave et la cendre sont susceptibles de provoquer un hiver volcanique.
L’étude a été réalisée par des chercheurs de l’Université d’Arizona. Ils se sont basés sur les éruptions passées du volcan de Yellowstone – la plus récente a eu lieu il y a près de 70 000 ans – afin de mieux étudier la fin de sa période de sommeil. Ils ont mis en commun des données sur le passé du volcan et des mesures obtenues par NanoSIMS, un instrument d’imagerie chimique de dernière génération. Ce dernier a permis une observation plus précise des cristaux de magma qui, à son tour, a permis un calcul du laps de temps entre la remontée en température du magma et l’éruption du volcan. Les scientifiques ont remarqué que la dernière éruption du Yellowstone après une longue période de sommeil s’est produite dans les 10 mois qui ont suivi la remontée du magma à l’intérieur de l’édifice volcanique. Par contre, d’autres fois, l’éruption a eu lieu dans un délai proche d’une dizaine d’années.
Les derniers résultats suggèrent que l’éruption au début du dernier cycle volcanique s’est déclenchée dans les 10 mois après la montée en température d’un réservoir de magma partiellement cristallisé après une période de repos de 220 000 ans. Une montée en température du magma qui se trouve actuellement sous la surface de Yellowstone pourrait mettre un terme à une période d’environ 70 000 années de repos volcanique et conduire à une nouvelle éruption avec un délai similaire.
Yellowstone est surveillé en continu depuis une trentaine d’années et rien n’indique que le volcan va entrer en éruption dans 10 mois, ni même dans 10 ans. Les scientifiques indiquent par ailleurs que la prochaine éruption « ne sera pas cataclysmale. » En effet, en se basant sur des données géologiques, ils  pensent qu’il y a eu 3 éruptions majeures à Yellowstone, mais que les éruptions mineures sont beaucoup plus nombreuses. Depuis la dernière grande éruption il y a environ 640 000 années, il y a eu plus de 23 petites éruptions, avec la plus récente il y a quelque 70 000 ans.
Malgré cet optimisme, il ne fait guère de doute qu’une éruption dans la caldeira de Yellowstone causerait de nombreux problèmes. Il est à craindre qu’elle donnerait lieu à un cataclysme à l’échelle mondiale. Une grande partie du territoire américain serait recouvert de cendre et le nuage de cendre affecterait sérieusement le trafic aérien. C’était le fond de ma pensée il y a quelques jours alors que je l’observais l’activité du Norris Geyser Basin, l’un des endroits les plus chauds du Parc National de Yellowstone.
Source: The Austrian Tribune.

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drapeau anglaisAs I put it in a previous note, the current situation in Yellowstone is very quiet and there are no parameters to indicate an eruption will occur in the short term.
In a recent study published in the journal Geology, US scientists have found a way to estimate the time of the next eruption from 10 months to 10 years beforehand. They promise it won’t be cataclysmic, even though lava and ash could cause a volcanic winter.
The study was made by Arizona State University researchers.They focused on past eruptions of theYellowstone volcano, with the most recent happening nearly 70,000 years ago, in order to learn more about the time when its sleep is over. They combined the data on the volcano’s past with measurements obtained by NanoSIMS, an advanced chemical imaging instrument. It allowed a closer observation of magma crystals that enabled a calculation of the time period between magma’s reheating and the volcano’s eruption. They noticed that the last time Yellowstone erupted after being dormant for a long time, the eruption was triggered within 10 months of new magma moving into the base of the volcano, while other times it erupted closer to the 10-year mark.
The latest results suggest an eruption at the beginning of Yellowstone’s most recent volcanic cycle was triggered within 10 months after reheating of a mostly crystallized magma reservoir following a 220,000-year period of volcanic quiescence. A similarly energetic reheating of Yellowstone’s current sub-surface magma bodies could end approximately 70,000 years of volcanic repose and lead to a future eruption over similar timescales.
As Yellowstone has been continuously monitored for about 30 years, there have been no indications that the volcano will erupt in 10 months, or even 10 years. They also reassure that the next eruption “won’t be cataclysmic.” Indeed, within the past 2.1 million years there have been three major eruptions at Yellowstone, according to geological evidence, but smaller ones are far more numerous. Since the last wide scale eruption that took place approximately 640,000 years ago, there have been over 23 smaller ones with the most recent one happening some 70,000 years ago.
Despite this optimism, there is little doubt that an eruption within the Yellowstone caldeira would cause many problems. It is feared that it could lead to a global cataclysm, with much of the US territory covered in ash and air travel complicated by the resulting ash cloud. This was my own fear a few days ago while I was observing activity at the Norris Geyser Basin, one of the hotttest spots of Yellowstone National Park.
Source: The Austrian Tribune.

Norris  Vue du Norris Geyser Basin  (Photo:  C.  Grandpey)

Nouvelles du Parc de Yellowstone (Etats Unis) // News of Yellowstone National Park

drapeau francaisQuatre ans après ma dernière visite, j’ai retrouvé avec grand plaisir le Parc de Yellowstone. Ce plaisir a toutefois été quelque peu entamé par la foule de touristes (asiatiques en particulier) qui s’étaient donné rendez-vous dans le Parc à la fin du mois de juin 2015. Il est vrai que certains articles de presse sans aucun fondement avaient laissé entendre que le volcan pourrait bientôt se réveiller. On avait pu lire que la chaleur du sous-sol faisait fondre le goudron des routes et que les bisons couraient parce que leur instinct leur avait indiqué qu’un événement grave allait se produire. Comme me l’avait confirmé Jake Lowenstern, scientifique responsable de l’Observatoire Volcanologique de Yellowstone, ces informations frisaient le ridicule. Ce n’était pas la première fois que le goudron fondait à Yellowstone. En effet, les fluides hydrothermaux ne sont pas stables et leur déplacement peut parfois les conduire à la verticale des voies de communication. Quant à la course des bisons, c’est un spectacle fréquent dans le Parc. A ce sujet, j’ai été une fois encore frappé par l’inconscience de certains touristes qui n’ont pas compris que les bisons ou les wapitis étaient des animaux sauvages et qu’une approche trop serrée pouvait tourner à la catastrophe, surtout à cette époque de l’année où les mères sont accompagnées des veaux nés au printemps.
L’afflux massif de touristes à Yellowstone va poser des problèmes dans les mois et années à venir car les infrastructures du Parc – les aires de stationnement en particulier – ne sont pas prévues pour accueillir autant de monde. Comme me le faisait remarquer un ranger, si la situation devait se confirmer, il faudrait metre en place des restrictions d’accès.
S’agissant des sources, la chaleur et la sécheresse qui sévissaient à Yellowstone lors de mon séjour avaient quelque peu perturbé leur fonctionnement. Ainsi, les mares de boue de West Thumb étaient quasiment inexistantes et certaines sources comme Opal Pool dans le Midway Geyser Basin étaient carrément taries. Le White Dome Geyser a consuidérablement espacé ses éruptions. Les Mammoth Hot Springs ont perdu une grande partie de leur beauté des années 2000, époque où elles offraient une merveilleuse variété de couleurs. Aujourd’hui, par manque d’eau ou parce que l’alimentation des sources s’est modifiée, c’est le blanc qui domine, avec toutefois quelques variantes de marron là où l’eau réussit encore à s’écouler. Ma préférée, Canary Spring n’est plus qu’un lointain souvenir…
Il ne fait guère de doute que les Etats Unis sont victimes du réchauffement climatique. Il a très peu neigé à Yellowstone l’hiver dernier, tout comme en Alaska où les températures hivernales ont atteint des records. Le gouvernement et les médias américains ont, semble-t-il, conditionné la population dans l’idée que le réchauffement climatique répond à un cycle naturel et n’est pas provoqué par les activités humaines. Plusieurs conversations que j’ai pu avoir avec des rangers et des citoyens américains ont conforté cette impression. C’est pourtant à Hawaii, sur le Mauna Loa, que les scientifiques américains observent depuis plusieurs années une hausse nquiétante des concentrations de CO2 dans l’atmosphère!
La température des sources montrent une grande stabilité, voir un déclin, par rapports à mes relevés précédents. Les derniers communiqués de l’Observatoire ne révèlent aucune évolution notable, que ce soit au niveau de la déformation de la caldeira ou de la sismicité qui reste à un niveau normal. La visite du Parc de Yellowsone peut donc se faire sans la moindre appréhension!
TVB.

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drapeau anglaisFour years after my last visit, it was a great pleasure to see Yellowstone Park again. This pleasure, however, was somewhat mitigated by the crowds of tourists (especially Asian) who came to the Park by the end of June 2015. It is true that some articles suggested that the volcano could soon wake up. We could read that the underground heat had melted the tar on a road and that buffaloes were running because their instinct had told them that a serious event would occur. As was confirmed to me by Jake Lowenstern, scientific in charge of the Yellowstone Volcano Observatory, this information was ridiculous. It was not the first time that tar had melted at Yellowstone. Indeed, hydrothermal fluids are not stable and their movement can sometimes lead them beneath the roads of the park. As for bison running, it is a frequent sight in the Park. In this regard, I was once again struck by the unconsciousness of some tourists who do not understand that buffaloes or bull elk are wild animals and too close an approach could be catastrophic, especially at this time of the year when cows are accompanied by their calves born in the spring.
The massive influx of tourists to Yellowstone will pose problems in the months and years to come as the infrastructures of the park – parking areas in particular – are not designed to accommodate so many people. As a ranger pointed out to me, if the situation goes on, access restrictions will need to be set up.
Regarding the hydrothermal basins and the springs, the heat and drought that prevailed in Yellowstone during my stay had somewhat disrupted their good working. Thus, the mud pools of West Thumb were almost non-existent and some sources such as Opal Pool in the Midway Geyser Basin were downright dried up. There is little doubt that the United States is a victim of global warming. There was very little snow in Yellowstone last winter, as in Alaska where winter temperatures reached records. It seems the US government and the media are conditioning the population to the idea that global warming is caused by a natural cycle and not by human activities. Several conversations I had with rangers and American citizens have reinforced this impression.
The temperature of the sources show a high stability, even a decline, compared to my previous measurements. The Observatory’s latest reports show no significant change, either in the deformation of the caldera or seismicity which remains at a normal level. Thus, te visit of Yellowsone Park can be done without the slightest apprehension!

Bald eagle

En ce 4 juillet, National Day aux Etats Unis, voici une image du Bald Eagle,  pygargue à tête blanche, que j’ai pu observer il y a quelques jours dans le Parc de Yellowstone.

Réservoir et chambre magmatiques à Yellowstone // Magma reservoir and chamber at Yellowstone

drapeau francaisUne étude récente réalisée par des scientifiques de l’Université de l’Utah et publiée dans la revue Science fournit pour la première fois une vue complète du système d’alimentation du volcan de Yellowstone. L’étude montre qu’il existe un énorme réservoir magmatique sous la chambre magmatique que l’on connaissait déjà.
Le réservoir se situe entre 20 et 45 kilomètres sous le volcan de Yellowstone et il est 4,4 fois plus grand que la chambre magmatique peu profonde que l’on connaît depuis longtemps.
Contrairement à la perception populaire, la chambre et le réservoir magmatiques ne sont pas remplis de roche fondue. Au lieu de cela, la roche chaude est, la plupart du temps solide avec une texture spongieuse, avec des poches de roche en fusion à l’intérieur. La chambre magmatique supérieure  contient environ 9% de la roche en fusion (ce qui correspond aux estimations antérieures de 5% à 15%) tandis que le réservoir inférieur en contient environ 2%.
Les chercheurs soulignent que la chambre magmatique supérieure a été la source directe de trois éruptions cataclysmales de la caldeira de Yellowstone il y a 2.000.000, 1.200.000 et 640 000 ans. Ces chiffres restent valables après la découverte du réservoir sous-jacent qui alimente la chambre supérieure.
Des recherches antérieures ont montré que le panache qui alimente le point chaud de Yellowstone s’élève d’une profondeur d’au moins 710 kilomètres dans le manteau terrestre. Certains chercheurs pensent même qu’il provient d’une profondeur de 2300 km. Le panache s’élève depuis une zone située au nord-ouest de Yellowstone sur une largeur d’environ 80 km. Il s’étale ensuite comme une crêpe lorsqu’il atteint le manteau supérieur à environ 65 km de profondeur. Des études antérieures par les chercheurs de l’Utah ont indiqué que le sommet du panache avait une largeur de 480 km. La nouvelle étude suggère qu’il n’est probablement pas aussi large, mais les données actuelles ne sont pas assez précises pour faire une telle affirmation.

La roche partiellement fondue s’élève sous forme de dykes depuis le sommet du panache à 65 km de profondeur pour atteindre la base du réservoir magmatique d’un volume de 47000 kilomètres cubes, à environ 45 km de profondeur. Le sommet de ce réservoir (qui vient d’être découvert) se trouve à environ 19 km de profondeur. Le réservoir mesure 48 km au nord-ouest au sud-est et 70 km du sud-ouest au nord-est. La chambre supérieure d’un volume de 10 420 kilomètres se trouve sous la caldeira de Yellowstone qui mesure 65 km sur 40. Elle a la forme d’une poêle à frire gigantesque et se trouve entre 5 et 15 km sous la surface, avec le « manche » qui s’élève en direction du nord-est. La chambre mesure environ 30 km du nord-ouest au sud-est et 90 km du sud-ouest au nord-est. Le « manche » est la partie longue et la moins profonde de la chambre ; il s’étire sur 16 km au nord-est de la caldeira. Les scientifiques pensaient autrefois que la chambre magmatique peu profonde avait un volume de 4200 kilomètres cubes. En fait, il est 2,5 fois plus grand.
La découverte d’un réservoir sous la chambre magmatique résout un mystère de longue date: On se demandait pourquoi le sol et les sources géothermales de Yellowstone émettent plus de CO2 que par le seul gaz en provenance de la chambre magmatique. L’hypothèse d’un réservoir profond avait été avancée en raison de cet excès de CO2 émis par la roche en fusion ou partiellement fondue.
Pour effectuer cette nouvelle étude, les chercheurs de l’Utah ont développé une technique qui combine deux types d’informations: des données sismiques locales détectées dans l’Utah, l’Idaho, la Teton Range et Yellowstone par l’Université de l’Utah et les données de stations plus éloignées détectées par le réseau sismique EarthScope (financé par la National Science Foundation) qui a été utilisé pour cartographier la structure souterraine des 48 états situés plus au sud.
Le réseau sismique de l’Utah inclut des sismomètres installés à proximité des uns des autres, ce qui permet d’obtenir de meilleures images de la croûte peu profonde sous Yellowstone, tandis que les sismomètres de EarthScope permettent d’obtenir des images des structures plus profondes.
Source: presse scientifique américaine.

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drapeau anglaisA new University of Utah study in the journal Science provides the first complete view of the plumbing system that supplies hot and partly molten rock from the Yellowstone hotspot to the Yellowstone volcano. The study revealed a gigantic magma reservoir beneath the previously known magma chamber.

The reservoir lies 20 to 45 kilometres beneath the Yellowstone volcano, and it is 4.4 times larger than the shallower, long-known magma chamber.

For the first time, the researchers have imaged the continuous volcanic plumbing system under Yellowstone, which includes the upper magma chamber plus a lower reservoir that had never been imaged before and that connects the upper chamber to the Yellowstone hotspot plume below.

Contrary to popular perception, the magma chamber and magma reservoir are not full of molten rock. Instead, the rock is hot, mostly solid and spongelike, with pockets of molten rock within it. The upper magma chamber averages about 9% molten rock (which corresponds to earlier estimates of 5% to 15%) and the lower magma reservoir includes about 2% molten rock.

The researchers point out that the previously known upper magma chamber was the immediate source of three cataclysmic eruptions of the Yellowstone caldera 2 million, 1.2 million and 640,000 years ago. This is not changed by the discovery of the underlying magma reservoir that supplies the magma chamber.

Previous research has shown the Yellowstone hotspot plume rises from a depth of at least 710 km in the Earth’s mantle. Some researchers suspect it originates 2,300 km deep. The plume rises from the depths northwest of Yellowstone. The plume conduit is roughly 80 km wide as it rises through Earth’s mantle and then spreads out like a pancake as it hits the uppermost mantle about 65 km deep. Earlier Utah studies indicated the plume head was 480 km wide. The new study suggests it may be smaller, but the data aren’t good enough to know for sure. Hot and partly molten rock rises in dikes from the top of the plume 65 km deep up to the bottom of the 47,000 cubic-kilometre magma reservoir, about 45 km deep. The top of this newly discovered magma reservoir is about 19 km deep. The reservoir measures 48 km northwest to southeast and 70 km southwest to northeast. The 10,420 cubic-kilometre upper magma chamber sits beneath Yellowstone’s 65-by-40 km caldera. It is shaped like a gigantic frying pan about 5 to 15 km beneath the surface, with a « handle » rising to the northeast. The chamber is about 30 km from northwest to southeast and 90 km southwest to northeast. The handle is the shallowest, long part of the chamber that extends 16 km northeast of the caldera.

Scientists once thought the shallow magma chamber was 4,200 cubic kilometres. Actually, it is 2.5 times bigger than previously thought.

Discovery of the magma reservoir below the magma chamber solves a longstanding mystery: Why Yellowstone’s soil and geothermal features emit more CO2 than can be explained by gases from the magma chamber. A deeper magma reservoir had been hypothesized because of the excess carbon dioxide, which comes from molten and partly molten rock.

For the new study, the Utah researchers developed a technique to combine two kinds of seismic information: Data from local quakes detected in Utah, Idaho, the Teton Range and Yellowstone by the University of Utah Seismograph Stations and data from more distant quakes detected by the EarthScope (funded by the National Science Foundation) array of seismometers, which was used to map the underground structure of the lower 48 states.

The Utah seismic network has closely spaced seismometers that are better at making images of the shallower crust beneath Yellowstone, while EarthScope’s seismometers are better at making images of deeper structures.

Source : American scientific press.

Yellowstone-reservoir

Cette coupe sud-ouest / nord-est sous Yellowstone a été obtenue grâce à l’imagerie sismique.

(Source: University of Utah)

Dans les profondeurs des geysers // In the depths of geysers

drapeau francaisDes chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley ont essayé de comprendre comment fonctionnent les geysers et pourquoi certains d’entre eux se manifestent avec la régularité d’une horloge. Pour leurs recherches, ils sont allés à Yellowstone, où ils ont observé le Vieux Fidèle et le Lone Star, et au Chili où les geysers d’El Tatio sont une attraction touristique. Leur conclusion est que des geysers comme le Vieux Fidèle entrent en éruption périodiquement en raison de la présence de boucles ou de chambres latérales dans leur plomberie souterraine.
En cliquant sur le lien ci-dessous, vous verrez une expérience en laboratoire destinée à illustrer ce sujet.
https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=SUNwIm3o-64

Selon les scientifiques, la clé du fonctionnement des geysers est « un coude ou une boucle souterraine qui piège la vapeur, puis la libère lentement sous forme de bulles qui vont chauffer la colonne d’eau au-dessus jusqu’à ce que sa température soit juste en deçà du point d’ébullition. Au final, les bulles de vapeur provoquent l’ébullition soudaine de la tête de la colonne, libérant la pression sur l’eau en dessous et lui permettant de bouillir elle aussi. La colonne d’eau entre en ébullition de haut en bas, propulsant eau et de vapeur à des dizaines de mètres de hauteur. »

De nombreux scientifiques ont voulu savoir pourquoi certains geysers se manifestent périodiquement, parfois avec la régularité d’une horloge. Selon le chimiste allemand Robert Bunsen qui a étudié le Grand Geyser en Islande en 1846, les éruptions commencent lorsque l’eau commence à bouillir à la surface, ce qui réduit la pression dans la colonne d’eau surchauffée et ce qui permet à l’ébullition de se propager de la surface vers le bas. L’eau sous pression bout à une température plus élevée, donc la réduction de pression de l’eau surchauffée lui permet de bouillir.
Les chercheurs de Berkeley ont conclu que Bunsen avait globalement raison, mais que ce sont les bulles qui s’échappent de la vapeur emprisonnée dans les conduits sous le geyser qui portent la colonne d’eau au point d’ébullition. Lorsque la colonne d’eau jaillit à la surface de la terre, plus de la moitié des émissions sont constituées de vapeur, même si la plus grande partie de la masse est de l’eau liquide. Le panache que l’on peut voir de loin est surtout dû à la condensation de la vapeur qui se transforme en gouttelettes d’eau dans l’air.

Au 20ème siècle, quelques chercheurs ont introduit des caméras à l’intérieur des geysers. Les images obtenues laissent supposer qu’il existe des cavités ou des boucles qui piègent les bulles de vapeur. Ils ont effectué de telles observations dans la Vallée des Geysers au Kamchatka. J’ai rédigé une note à ce sujet en février 2013:
http://volcans.blogs-de-voyage.fr/2013/02/16/a-linterieur-des-geysers-inside-geysers/

Aujourd’hui, les mesures effectuées à Yellowstone et au Chili établissent un lien entre les changements de température et de pression dans la colonne d’eau et la plomberie souterraine du geyser, ce qui explique les éruptions périodiques.

Les chercheurs californiens pensent que l’étude des geysers pourrait permettre de mieux comprendre les éruptions volcaniques qui ont beaucoup de points communs, mais qui sont beaucoup plus difficiles à étudier. En effet, il est possible d’introduire des capteurs de température et de pression jusqu’à une dizaine de mètres dans les geysers – chose impossible à faire sur un volcan – et de les corréler avec les mesures de surface à l’aide de capteurs sismiques et d’inclinomètres permettant d’étudier la séquence d’événements souterrains conduisant à l’éruption du geyser.
Source: Université de Berkeley (Californie)

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drapeau anglaisResearchers from the University of California at Berkeley have tried to understand how geysers work and why some of them erupt with the regularity of a clock. For their research, they went to Yellowstone where they observed Old Faithful and Lone Star, and to Chile where the Tatio geysers are a tourist attraction. Their conclusion is that geysers like Old Faithful erupt periodically because of loops or side-chambers in their underground plumbing.

By clicking on the link below, you will see an experiment in a lab destined to illustrate this topic.

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=SUNwIm3o-64

According to the scientists, the key to geysers is “an underground bend or loop that traps steam and then bubbles it out slowly to heat the water column above until it is just short of boiling. Eventually, the steam bubbles trigger sudden boiling from the top of the column, releasing pressure on the water below and allowing it to boil as well. The column essentially boils from the top downward, spewing water and steam tens of metres into the air.”

Why geysers erupt periodically, some with the regularity of a clock, has drawn the interest of many scientists. According to German chemist Robert Bunsen who studied the Great Geysir in Iceland in 1846, eruptions start when water starts to boil at the surface, reducing pressure within the superheated water column and allowing boiling to propagate downward from the surface. Pressurized water boils at a higher temperature, so reducing the pressure on overheated water allows it to boil.

The Berkeley researchers concluded that Bunsen was essentially correct but also that it’s the escaped bubbles from trapped steam in the rock conduits below the geyser that heat the water column to the boiling point. As the entire water column boils out of the ground, more than half the volume of stuff emerging is steam, though most of the mass is liquid water. The plume seen from afar is mostly steam condensing into water droplets in the air.

In the 20th century, a few researchers have stuck video cameras into geysers and seen features that suggest there are underwater chambers or loops that trap steam bubbles. They did it in the Valley of Geysers (Kamchatka). I wrote a note about this in February 2013:

http://volcans.blogs-de-voyage.fr/2013/02/16/a-linterieur-des-geysers-inside-geysers/

This time, the measurements made in Yellowstone and Chile link the temperature and pressure changes down the water column with the underground plumbing to explain the periodic eruptions.

The Californian researchers think that studying geysers might allow to gain insight into volcanic eruptions, which bear many similarities to geysers but are much harder to study. It is possible to feed temperature and pressure sensors as deep as 10 metres into geysers – something impossible to do with a volcano – and correlate these with above-ground measurements from seismic sensors and tiltmeters to deduce the sequence of underground events leading to an eruption.

Source: Université de Berkeley (Californie).

Lone-Star-Geyser

Lone Star Geyser (Parc de Yellowstone)   Photo:  C.  Grandpey