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Datation des éruptions de Yellowstone // Dating the Yellowstone eruptions

Les scientifiques de l’Observatoire Volcanologique de Yellowstone (YVO) ont recensé au moins 28 éruptions au sein de la caldeira de Yellowstone depuis sa formation il y a 631 000 ans. Il s’agit d’une estimation minimale basée sur les vestiges géologiques préservés. Les travaux en cours visent à affiner ce décompte en identifiant les éruptions plus anciennes dont les dépôts ont été enfouis ou masqués par des coulées de lave plus récentes. Ces résultats ont été présentés dans les Yellowstone Caldera Chronicles, une publication hebdomadaire rédigée par des scientifiques et des collaborateurs de l’Observatoire. À noter qu’en janvier 2025, un numéro des Yellowstone Caldera Chronicles avait déjà été consacré au passé du super volcan :

Yellowstone (1) : le passé du super volcan // Yellowstone (1) : the past of the super volcano

L’histoire volcanique de Yellowstone comprend trois éruptions qui ont formé la caldeira au cours des 2,1 derniers millions d’années. La plus récente, il y a 631 000 ans, a créé la caldeira que nous connaissons actuellement et a marqué un tournant vers des coulées de lave rhyolitique de plus petite taille et des dômes confinés principalement à l’intérieur de la caldeira, et non plus vers des éruptions d’envergure continentale.
La cartographie géologique et la datation ont permis d’identifier au moins 28 éruptions au sein de la caldeira depuis sa formation. Il s’agit d’un décompte minimal basé sur les éruptions identifiables avec certitude dans les archives géologiques. Les dépôts éruptifs plus anciens sont souvent masqués par des coulées de lave plus récentes, et dans de nombreuses zones, seuls de petits affleurements isolés subsistent, ce qui limite notre compréhension de leur étendue et de leur âge. La glaciation et l’érosion ont par ailleurs modifié le paysage, en déplaçant ou en redistribuant les matériaux volcaniques.
Pour reconstituer l’histoire éruptive de Yellowstone, les géologues ont établi une relation entre une cartographie de terrain détaillée avec la géochimie, la géochronologie et le paléomagnétisme. La composition chimique permet de distinguer les différents types de de magmas ; la datation radiométrique précise le calendrier des éruptions, tandis que les signatures paléomagnétiques conservées lors du refroidissement de la lave permettent de différencier les éruptions survenues à des périodes différentes.
Les rhyolites du Plateau Central (Central Member Plateau) constituent l’une des séquences éruptives post-caldeira les mieux étudiées et recouvrent une grande partie du fond de la caldeira. De nouvelles datations avec la méthode 40Ar/39Ar divisent ces coulées en cinq groupes éruptifs informels, avec des âges moyens rapportés à un niveau de confiance de 95 %, ce qui améliore la résolution entre les éruptions rapprochées.
La région de West Thumb, au bord du lac Yellowstone, enrichit ce tableau. On pense qu’il s’agit de la zone d’émission d’une éruption explosive à l’origine du Tuf de Bluff Point. Cela prouve que le volcanisme post-caldeira ne s’est pas limité aux seules coulées de lave.

Le canyon de la Yellowstone River présente de beaux exemples de tufs rhyolitiques (Photo: C. Grandpey)

Une coulée de lave affleurant dans la vallée de Hayden (célèbre pour ses meutes de loups) était auparavant associée à une éruption datée d’environ 102 000 ans, mais les nouvelles données montrent que la lave pourrait être plus proche de 160 000 ans, ce qui laisse supposer une éruption jusqu’alors inconnue. Des scientifiques de l’USGS ont prélevé des échantillons de cette coulée en 2025 pour une datation à l’argon ; on attend les résultats.
Des travaux effectués sur le terrain en 2025 ont également permis d’identifier un petit affleurement de lave le long de la Gibbon River, près du ruisseau Nez Perce Creek, qui semble se situer sous une coulée connue. L’analyse géochimique et la datation à l’argon permettront de déterminer si cet affleurement correspond à une éruption distincte ou s’il fait partie d’une unité déjà identifiée.
Par ailleurs, des chercheurs de l’Université du Montana ont identifié des dépôts volcaniques au nord-ouest de la caldeira, près de la Madison Junction. Ces dépôts pourraient provenir d’éruptions survenues peu avant la formation de la caldeira, il y a 631 000 ans. Si c’est le cas, cela permettrait de combler le fossé entre l’activité de pré-caldeira et de post-caldeira.
Source : USGS, The Watchers.

Carte de la caldeira de Yellowstone avec la localisation et l’âge des éruptions rhyolitiques les plus récentes à Yellowstone, et appartenant au Central Plateau Member. La région de West Thumb est indiquée car elle est considérée comme le lieu d’une éruption explosive et la source du Tuf de Bluff Point. Les rhyolites du Central Plateau Member sont divisées en cinq groupes informels d’après les nouvelles datations effectuées avec la méthode 40Ar/39Ar. Chaque groupe informel est représenté par la même couleur. Les numéros figurant sur la carte et dans la légende indiquent l’emplacement des différentes coulées de lave. L’âge moyen par groupe et son intervalle de confiance à 95 % sont indiqués à côté de la liste des unités. (Source : USGS)

Carte de meilleure résolution à cette adresse :

https://www.facebook.com/USGSVolcanoes/posts/how-many-eruptions-has-yellowstone-had-simple-questioncomplex-answer-todays-yell/1300881892086276/

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Scientists at the Yellowstone Volcano Observatory (YVO) have identified at least 28 eruptions within the Yellowstone Caldera since it formed 631 000 years ago, a minimum estimate based on preserved geologic evidence. Ongoing work is focused on refining this count by identifying older eruptions whose deposits were buried or obscured by younger lava flows. The findings were presented in Yellowstone Caldera Chronicles, a weekly column written by scientists and collaborators of the Yellowstone Volcano Observatory. In January 2025, an issue of the Yellowstone Caldera Chronicles was already dedicated to the supervolcano’s past (see above).

Yellowstone’s volcanic history includes three caldera-forming eruptions over the past 2.1 million years. The most recent, 631 000 years ago, created the present-day caldera and marked a shift toward smaller rhyolite lava flows and domes confined largely within the caldera rather than continent-wide eruptions.

Geologic mapping and age dating identify at least 28 eruptions within the caldera since its formation. This is a minimum count based on eruptions that can be confidently recognized in the geologic record. Earlier eruptive deposits are often obscured by younger lava flows, and in many areas, only small, isolated outcrops remain, limiting insight into their extent or age. Glaciation and erosion have further modified the landscape, removing or redistributing volcanic material.

To reconstruct Yellowstone’s eruptive history, geologists combined detailed field mapping with geochemistry, geochronology, and paleomagnetics. Chemical compositions distinguish magma batches, radiometric ages constrain eruption timing, while paleomagnetic signatures preserved during lava cooling separate eruptions that formed at different times.

The Central Plateau Member rhyolites form one of the best-studied post-caldera eruptive sequences and cover much of the caldera floor. New 40Ar 39Ar dating divides these flows into five informal eruption groups, with mean ages reported at the 95 percent confidence level, improving resolution between closely spaced eruptions.

The West Thumb region of Yellowstone Lake adds another layer to this picture. It is thought to be the vent area for an explosive eruption that produced the Tuff of Bluff Point, showing that post-caldera volcanism was not limited to lava flows alone.

A lava flow exposed in Hayden Valley was previously linked to an eruption dated at about 102 000 years but the new data suggest the lava may be closer to 160 000 years old, suggesting a previously unrecognized eruption. USGS scientists collected samples from this flow in 2025 for argon dating, with results pending.

Field work in 2025 also identified a small lava exposure along the Gibbon River near Nez Perce Creek that appears to lie beneath a known flow. Geochemical analysis and argon dating will determine whether this exposure represents a distinct eruption or part of an already identified unit.

In addition, researchers from Montana State University have identified volcanic deposits northwest of the caldera near Madison Junction. The deposits may represent eruptions that occurred shortly before the caldera-forming event 631 000 years ago, helping overcome the gap between pre-caldera and post-caldera activity.

Source : USGS, The Watchers.

Le magma de Long Valley (Californie) avant la super éruption // Long Valley’s magma (California) before the super eruption

Long Valley, en Californie, à proximité du  Parc National de Yosemite, est un supervolcan qui est entré en éruption il y a environ 765 000 ans. En une semaine, 760 kilomètres cubes de lave et de cendre ont été émis par le volcan. Cette cendre a probablement refroidi la planète en faisant obstacle aux rayons du soleil, avant de recouvrir toute la partie occidentale de l’Amérique du Nord. Aujourd’hui, de nombreux géologues visitent des sites comme Long Valley avec l’espoir de comprendre pourquoi les super éruptions se déclenchent et, au bout du compte, où et quand elles sont susceptibles de se produire à nouveau.
Un rapport publié au début du mois de novembre dans les Proceedings of the National Academy of Sciences par des chercheurs de l’Université du Wisconsin montre que le vaste réservoir magmatique sous Long Valley était beaucoup moins chaud avant l’éruption qu’on ne le pensait jusqu’à présent. Leur étude laisse supposer que des erreurs d’interprétation ont été commises. Selon l’un des auteurs de l’étude, un géologue au Georgia Institute of Technology, « l’image traditionnelle des volcans alimentés par des réservoirs magmatiques dans la croûte n’est pas la meilleure façon d’interpréter les processus physiques ». Selon lui, la plupart des scientifiques pensent que les chambres magmatiques se trouvent «dans un état plutôt calme, à basse température, et relativement stable pendant la plus grande partie de leur vie». Malheureusement, cela signifie que les scientifiques ne sont pas en mesure de les analyser correctement avec les outils mis à leur disposition.

L’idée reçue est que l’on a affaire à un gros réservoir de roche fondue qui stagne pendant une longue période dans la croûte. La nouvelle hypothèse est que le magma reste stocké pendant une longue période dans un état cristallin stable, à basse température, et incapable de produire une éruption. Ce système inerte a besoin d’un énorme apport de chaleur pour déclencher une éruption. En conséquence, la cause principale de l’éruption doit être une ascension rapide d’une quantité importante de roche plus chaude en provenance des profondeurs. Au lieu d’un réservoir de roche en fusion sur une longue durée, les cristaux de roche solidifiée ont été incorporés peu de temps avant l’éruption de Long Valley. Ainsi, les conditions de fusion n’ont probablement duré que quelques décennies, au plus quelques siècles.
Les conclusions de la nouvelle étude s’appuient sur une analyse détaillée des isotopes d’argon de 49 cristaux recueillis à Bishop Tuff, un dépôt de cendre fossilisée, émise lors de la formation de la caldeira de Long Valley. L’argon, produit par la désintégration radioactive du potassium, s’échappe rapidement des cristaux à haute température ; donc, si le réservoir magmatique contenant ces cristaux avait été uniformément chaud avant l’éruption, l’argon ne se serait pas accumulé, et les dates des 49 cristaux auraient été identiques.
En utilisant un nouveau spectromètre de masse de haute précision dans le laboratoire de géochronologie de l’Université de Wisconsin-Madison, les dates obtenues par l’équipe de chercheurs s’étendent sur 16 000 ans, indiquant la présence d’argon qui s’était formé bien avant l’éruption. Cela indique des conditions de basse température avant la méga éruption.
Le nouveau spectromètre de masse de haute précision est plus sensible que ses prédécesseurs, ce qui lui permet de mesurer un plus petit volume de gaz avec une plus grande précision. Lorsque les chercheurs ont examiné plus en détail les monocristaux, il est apparu que certains d’entre eux devaient provenir d’un magma complètement solidifié. Il est apparu également que près de la moitié des cristaux ont commencé à se cristalliser quelques milliers d’années avant l’éruption, indiquant des températures plus basses. Pour obtenir l’âge réel de l’éruption, il faut prendre en compte la dispersion des dates. Les plus jeunes cristaux montrent la date de l’éruption.
Ces résultats ont une signification au-delà de la volcanologie car les cendres de Long Valley et d’autres super éruptions sont fréquemment utilisées pour la datation. Une meilleure compréhension du processus pré éruptif pourrait conduire à une meilleure prévision du comportement des volcans.
Cependant, certains chercheurs remarquent que cette étude ne permettra pas de faire avancer la prévision volcanique. Elle ne fait que souligner le fait que nous ne comprenons pas ce qui se passe dans les systèmes magmatiques au cours de la période de 10 à 1000 ans qui précède une grande éruption. De plus, comme chaque volcan a son propre processus éruptif, les conclusions tirées de l’éruption de Long Valley ne sauraient être généralisées à tous les supervolcans du monde entier.
Source: Université du Wisconsin à Madison.

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Long Valley, California, is a supervolcano located neat Yosemite National Park, which erupted about 765,000 years ago. Within one week, 760 cubic kilometres of lava and ash were emitted by the volcano. The ash likely cooled the planet by shielding the sun, before settling across the western half of North America. Today, many geologists visit places like Long Valley with the hope to understand why super-eruptions happen, and ultimately to understand where and when they are likely to occur again.

A report published early in November in the Proceedings of the National Academy of Sciences by University of Wisconsin researchers shows that the giant body of magma at Long Valley was much cooler before the eruption than previously thought. The paper suggests we may be thinking about volcanoes and their eruptions in the wrong way. « The historical view of volcanoes as fed by basically these tanks of magma in the crust isn’t really a useful way to think about the physical processes, » said first author of the study, a geologist at the Georgia Institute of Technology. He added that scientists are realizing that underground magma chambers are « in a pretty calm, pretty cool, more or less unremarkable state for most of their lifetime. » Unfortunately, that means they don’t show up very well with the tools scientists have to monitor magma underground.

The older view was that there was a long period with a big tank of molten rock in the crust. A new view is that magma is stored for a long period in a state that is locked, cool, crystalline, and unable to produce an eruption. That dormant system needs a huge infusion of heat to erupt. Thus, the main cause of the eruption must be a quick rise of much hotter rock from deep below. Instead of a long-lasting pool of molten rock, the crystals from solidified rock were incorporated shortly before the eruption of Long Valley. So the molten conditions likely lasted only a few decades, at most a few centuries.

The new results are rooted in a detailed analysis of argon isotopes in 49 crystals from the Bishop Tuff, a fossilized ash deposit released when the Long Valley Caldera formed. Argon, produced by the radioactive decay of potassium, quickly escapes from hot crystals, so if the magma body that contained these crystals was uniformly hot before eruption, argon would not accumulate, and the dates for all 49 crystals should be the same.

Using a new, high-precision mass spectrometer in the Geochronology Lab at University of Wisconsin-Madison, the research group’s dates spanned a 16,000 year range, indicating the presence of some argon that formed long before the eruption. That points to unexpectedly cool conditions before the giant eruption.

The new, high-precision mass spectrometer is more sensitive than its predecessors, so it can measure a smaller volume of gas with higher precision. When the researchers looked in greater detail at single crystals, it became clear some must have been derived from magma that had completely solidified. It appeared that about half of the crystals began to crystallize a few thousand years before the eruption, indicating cooler conditions. To get the true eruption age, one needs to see the dispersion of dates. The youngest crystals show the date of eruption.

The results have meaning beyond volcanology, however, as ash from Long Valley and other giant eruptions is commonly used for dating. A better understanding of the pre-eruption process could lead to better volcano forecasting.

However, some researchers notice that this study does not point to prediction in any concrete way. It only points to the fact that we do not understand what is going on in these systems, in the period of 10 to 1,000 years that precedes a large eruption. Besides, as each volcano has its own erupting process, the conclusions about Long Valley should not be extended to all supervolcanoes around the world.

Source: University of Wisconsin at Madison.

Source: USGS