Les secrets des prismes volcaniques // The secrets of volcanic prisms

Une nouvelle étude réalisée par des scientifiques de l’Université de Liverpool a identifié la température à laquelle le magma en phase de refroidissement se fracture pour former des colonnes géométriques telles que celles, bien connues, de la Chaussée des Géants en Irlande du Nord et de Devils Tower aux États-Unis.
Les colonnes géométriques sont présentes dans de nombreux types de roches volcaniques et se forment au fur et à mesure que la roche se refroidit et se contracte, en donnant naissance à un ensemble régulier de prismes ou de colonnes polygonales. Ces formations géologiques sont particulièrement étonnantes et ont donné naissance à de nombreuses et belles légendes. Celle sur la Chaussée des Géants figure dans le livre Mémoires Volcaniques que j’ai écrit conjointement avec Jacques Drouin (voir la colonne de droite de ce blog).
Les géologues ont longtemps voulu savoir à quelle température le magma en cours de refroidissant façonne ces colonnes aux formes régulières. Dans un article publié dans Nature Communications, des chercheurs de la School of Environmental Sciences de l’Université de Liverpool ont mis sur pied un nouveau type de manipulation visant à montrer comment, à mesure que le magma se refroidit, il se contracte et accumule des contraintes au point de se fracturer. L’étude a été réalisée sur des colonnes basaltiques du volcan Eyjafjallajökull en Islande.
Les scientifiques ont mis au point un nouvel appareil permettant à la lave en cours de refroidissement et maintenue dans une presse, de se contracter et de se fissurer pour former une colonne. Ces expériences ont démontré que la roche se fracture lorsqu’elle refroidit entre 90 et 140°C, en dessous de la température à laquelle le magma se cristallise, ce qui correspond à environ 980°C pour les basaltes. Cela signifie que les joints entre les colonnes basaltiques de la Chaussée des Géants et de Devils Tower, entre autres, se sont formés vers 840-890°C. Autrement dit, l’étude révèle que les prismes se forment lorsque le magma est encore très chaud mais après qu’il se soit solidifié. Les expériences en laboratoire démontrent clairement le rôle joué par la contraction thermique dans l’évolution des roches en phase de refroidissement et la formation des fractures.
Selon un scientifique de l’Université de Liverpool qui a participé à l’étude, il est très important de connaître le moment auquel le magma en cours de refroidissement se fracture, car il déclenche la circulation des fluides dans le réseau de fractures. L’écoulement des fluides contrôle le transfert de chaleur dans les systèmes volcaniques, ce qui peut être exploité pour la production d’énergie géothermique. Les résultats de l’étude ouvrent donc la voie à  d’importantes applications pour la recherche en volcanologie et en géothermie. Qui plus est, il est essentiel de comprendre comment le magma et les roches en cours de refroidissement se contractent et se fracturent afin de comprendre la stabilité des édifices volcaniques ainsi que le transfert de chaleur à l’intérieur de la Terre. Les résultats de l’étude ont mis en lumière les pertes de fluides de refroidissement observées par les ingénieurs islandais lors de forages dans des roches volcaniques à des températures dépassant 800 ° C. Une telle perte de fluides de refroidissement dans cet environnement n’était pas prévue, mais la dernière étude suggère qu’une contraction substantielle des roches chaudes a pu ouvrir des fractures suffisamment importantes pour permettre l’évacuation des boues de refroidissement par le trou de forage en, Islande.
Source: Université de Liverpool.

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A new study by scientists at the University of Liverpool has identified the temperature at which cooling magma cracks to form geometric columns such as those found at the Giant’s Causeway in Northern Ireland and Devils Tower in the USA.
Geometric columns occur in many types of volcanic rocks and form as the rock cools and contracts, resulting in a regular array of polygonal prisms or columns. These columnar joints are amongst the most amazing geological features on Earth and in many areas, they have inspired mythologies and legends. The one about the Giant’s Causeway is told in the book Mémoires Volcaniques I wrote together with Jacques Drouin (see right-hand column of this blog).
One of the most enduring and intriguing questions facing geologists has been the temperature at which cooling magma forms these columnar joints. In a paper published in Nature Communications, researchers and students at the University of Liverpool’s School of Environmental Sciences designed a new type of experiment to show how as magma cools, it contracts and accumulates stress, until it cracks. The study was performed on basaltic columns from Eyjafjallajökull volcano in Iceland.
The scientists designed a novel apparatus to permit cooling lava, gripped in a press, to contract and crack to form a column. These new experiments demonstrated that the rocks fracture when they cool about 90 to 140°C, below the temperature at which magma crystallises into a rock, which is about 980°C for basalts. This means that columnar joints exposed in basaltic rocks, as observed at the Giant’s Causeway and Devils Tower, amongst others, were formed around 840-890°C. In a nutshell, the study revealed that the prisms form when the magma was hot, but after it solidified. The laboratory experiments clearly demonstrate the power and significance of thermal contraction on the evolution of cooling rocks and the development of fractures.
According to one scientist in the Liverpool group, knowing the point at which cooling magma fractures is critical, as it initiates fluid circulation in the fracture network. Fluid flow controls heat transfer in volcanic systems, which can be harnessed for geothermal energy production. So the findings have tremendous applications for both volcanology and geothermal research. What is more, understanding how cooling magma and rocks contract and fracture is central to understand the stability of volcanic constructs as well as how heat is transferred in the Earth. The findings shed light on the enigmatic observations of coolant loss made by Icelandic engineers as they drilled into hot volcanic rocks in excess of 800°C; the loss of coolant in this environment was not anticipated, but the latest study suggests that substantial contraction of such hot rocks would have opened wide fractures that drained away the cooling slurry from the borehole in Iceland.
Source: University of Liverpool.

 

Illustration du processus de fracturation et de formation des colonnes basaltiques(Source: Université de Liverpool)

Chaussée des Géants (Irlande du Nord)

Devils Tower: De la science à la légende…

Photos: C. Grandpey

Histoire d’eau et de manteau…. // A story of water and mantle….

drapeau-francaisUne étude conjointe de la Carnegie Institution for Science et la Woods Hole Oceanographic Institution, dont les résultats ont été publiés dans la revue Science, a permis de découvrir que la température moyenne du manteau terrestre sous les bassins océaniques est d’une soixantaine de degrés Celsius supérieure à ce que l’on pensait jusqu’à présent, à cause de la présence d’eau dans les minéraux profonds.
Le manteau, la couche intermédiaire entre le noyau et la croûte terrestre, est la principale source du magma qui s’échappe à la surface sous forme de lave lors des éruptions volcaniques. Les minéraux qui composent le manteau contiennent de petites quantités d’eau, pas sous forme liquide, mais sous forme de molécules individuelles dans la structure atomique du minéral. Les dorsales océaniques se forment lorsque les minéraux contenus dans le manteau dépassent leur point de fusion, fondent partiellement et produisent le magma qui monte à la surface. En se refroidissant, le magma forme le basalte qui constitue la base de la croûte océanique. Dans ces dorsales océaniques, le basalte peut avoir de 5 à 7 kilomètres d’épaisseur. L’étude des dorsales sous-marines peut donner des indications sur ce qui se passe dans le manteau, ainsi que sur la géochimie sous la surface de la Terre.
Les scientifiques se sont pendant longtemps posé des questions sur  la mesure de la température potentielle du manteau. La température potentielle est une quantification de la température moyenne d’un système dynamique en supposant que chaque partie de ce système est théoriquement soumise à la même pression. La détermination de la température potentielle d’un système mantellique permet aux scientifiques de mieux comprendre les voies d’écoulement du magma et la conductivité sous la croûte terrestre. On peut estimer avec plus de précision la température potentielle d’une zone du manteau en connaissant le point de fusion des roches qui participent à une éruption sous forme de magma et refroidissent ensuite pour former la croûte océanique.
Dans les conditions d’humidité, le point de fusion de la péridotite, qui fond pour former l’essentiel des basaltes des dorsales médio-océaniques, est considérablement plus bas que dans les conditions sèches, quelle que soit la pression. Cela signifie que la profondeur à laquelle les roches du manteau commencent à fondre et remontent à la surface sera différente si la péridotite contient de l’eau et, sous la croûte océanique, on pense que les minéraux du manteau supérieur contiennent de petites quantités d’eau, entre 50 et 200 ppm.
Les auteurs de l’étude ont mis en oeuvre des expériences de laboratoire afin de déterminer le point de fusion de la péridotite sous des pressions analogues à celles du manteau, en présence de quantités d’eau connues. C’était la première fois que des expériences étaient menées pour déterminer précisément dans quelle mesure la température de fusion du manteau dépendait de petites quantités d’eau. Les chercheurs ont constaté que la température potentielle du manteau sous la croûte océanique est plus élevée que celle qui avait été estimée précédemment. Ces résultats sont importants car ils peuvent changer notre compréhension de la viscosité du manteau et ils permettront peut-être de savoir jusqu’à quel point elle joue un rôle dans certains mouvements des plaques tectoniques.
Source: Carnegie Institution for Science.

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drapeau-anglaisA joint study between the Carnegie Institution for Science  and the Woods Hole Oceanographic Institution, whose results have been published in the journal Science, has determined that the average temperature of Earth’s mantle beneath ocean basins is about 60 degrees Celsius higher than previously thought, due to water present in deep minerals.

Earth’s mantle, the layer just beneath the crust, is the source of most of the magma that erupts at volcanoes. Minerals that make up the mantle contain small amounts of water, not as a liquid, but as individual molecules in the mineral’s atomic structure. Mid-ocean ridges are formed when these mantle minerals exceed their melting point, become partially molten, and produce magma that ascends to the surface. As the magmas cool, they form basalt, the basis of oceanic crust. In these oceanic ridges, basalt can be 5 to 7 kilometres thick. Studying these undersea ridges can teach scientists about what is happening in the mantle, and about the Earth’s subsurface geochemistry.

One longstanding question has been a measurement of the mantle’s potential temperature. The potential temperature is a quantification of the average temperature of a dynamic system if every part of it were theoretically brought to the same pressure. Determining the potential temperature of a mantle system allows scientists to better understand flow pathways and conductivity beneath the Earth’s crust. The potential temperature of an area of the mantle can be more closely estimated by knowing the melting point of the mantle rocks that eventually erupt as magma and then cool to form the oceanic crust.

In damp conditions, the melting point of peridotite, which melts to form the bulk of mid-ocean ridge basalts, is dramatically lower than in dry conditions, regardless of pressure. This means that the depth at which the mantle rocks start to melt and well up to the surface will be different if the peridotite contains water, and beneath the oceanic crust, the upper mantle is thought to contain small amounts of water, between 50 and 200 ppm.

The authors of the study set out to use lab experiments in order to determine the melting point of peridotite under mantle-like pressures in the presence of known amounts of water. This was the first time experiments had ever been conducted to determine precisely how the mantle’s melting temperature depends on such small amounts of water. The researchers found that the potential temperature of the mantle beneath the oceanic crust is hotter than had previously been estimated. These results are important as they may change our understanding of the mantle’s viscosity and how it influences some tectonic plate movements.

Source : Carnegie Institution for Science.

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Nodules de péridotite (Photo: C. Grandpey)

Du volcan Kilauea à la Planète Rouge // From Kilauea Volcano to the Red Planet

drapeau-francaisEn septembre 2016, la simulation d’une mission d’atterrissage sur la planète Mars a eu pour cadre le volcan Kilauea. L’expérience faisait partie du programme Biologic Analog Science Associated with Lava Terrains (BASALT).de la NASA.  Le programme BASALT se compose d’un groupe international de 65 scientifiques, ingénieurs, informaticiens et astronautes dont la mission est l’exploration humaine de Mars à l’aide de robots. L’un des principaux objectifs de BASALT est d’examiner comment les humains peuvent effectivement explorer la surface de Mars pour y détecter des signes de vie, et de comprendre l’histoire géologique de la Planète Rouge.
Le Kilauea offre des paysages qui ne sont pas vraiment ceux de la planète Mars, mais ils s’en rapprochent. La région du Mauna Ulu sur l’East Rift Zone a été choisie comme zone d’atterrissage et d’exploration de Mars.
L’équipe scientifique du programme BASALT a installé un poste de contrôle de la mission à l’intérieur du camp militaire du Kilauea. La transmission bidirectionnelle de la voix, des vidéos et des données a été établie entre ce centre de commandement et l’équipe sur le terrain composée de deux membres qui ont effectué des échantillonnages en simulant, dans le secteur du Mauna Ulu, les conditions d’une mission sur Mars. Par exemple, les communications ont été établies avec une latence de 15 minutes pour imiter les délais de transmission imposés par la grande distance entre la Terre et Mars.
Outre la simulation des conditions de mission sur Mars, le programme BASALT a également testé diverses plates-formes scientifiques mobiles, des dispositifs portatifs pour déterminer la température et la composition des roches, ainsi que des technologies de pointe pour la transmission et l’affichage des vidéos et des données.
Le HVO a cautionné le projet BASALT en acceptant d’installer des antennes relais sur le toit de sa tour d’observation du cratère de l’Halema’uma’u.
Les volcans hawaïens ont toujours occupé une place prépondérante dans la formation des astronautes américains. Dans les années 1960 et 1970, la NASA a utilisé divers sites du Kilauea et les hautes pentes du Mauna Kea pour enseigner la volcanologie aux astronautes des missions Apollo et pour les préparer aux missions lunaires.

Plus récemment, la NASA, en collaboration avec l’Université d’Hawaï, a conduit des expériences pour étudier la faisabilité de longs séjours sur Mars.
De 2008 à 2012, des missions ont testé sur le Mauna Kea les méthodes d’extraction de l’oxygène et de l’eau de la cendre volcanique. Depuis 2012, le programme Hawaiii Space Exploration Analog and Simulation (HI-SEAS) a organisé des missions d’isolement de longue durée dans lesquelles des équipes scientifiques ont passé jusqu’à un an à l’intérieur d’un dôme géodésique situé sur le Mauna Loa.
Avant le programme BASALT sur le Kilauea, l’équipe scientifique de la NASA a effectué une autre simulation d’atterrissage sur Mars en 2015 sur le site des Cratères de la Lune dans l’Idaho.
L’équipe scientifique du programme BASALT espère retourner à Hawaï en 2017 pour répéter la mission dans un autre secteur du Kilauea.

Source: USGS / HVO.

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drapeau-anglaisA simulated Mars landing mission unfolded on Kilauea Volcano for two weeks in September 2016. The work was part of NASA’s Biologic Analog Science Associated with Lava Terrains (BASALT) program. BASALT consists of an international group of 65 scientists, engineers, computer scientists and astronauts dedicated to furthering the human-robotic exploration of Mars. One of the main objectives of the BASALT research program is to examine how humans can effectively explore the surface of Mars for life and to understand the geologic history of the Red Planet.

Kilauea Volcano offers landscapes that are not perfect analogs for Mars, but come quite close. The Mauna Ulu region on the east Rift Zone has been targeted as the Mars landing and exploration area.

The BASALT team also set up a Science Mission Control at Kilauea Military Camp. Two-way voice, video and data streaming was established between this command center and the field team, which consisted of two crew members who conducted field sampling under simulated Mars mission conditions around Mauna Ulu. These communications were delayed by up to 15 minutes to mimic transmission latencies due to the great distance between Earth and Mars.

In addition to simulating Mars mission conditions, the project also evaluated the use of various mobile science platforms, hand-held devices to determine temperature and composition of rocks, and cutting-edge video and data display technologies.

The Hawaiian Volcano Observatory (HVO) supported the BASALT project by hosting communication relay antennae in its observation tower.

Hawaiian volcanoes have featured prominently in the training of American astronauts for decades. In the 1960s and 1970s, NASA used various locations on Kilauea and the high slopes of Mauna Kea to teach Apollo astronauts volcanology and prepare them for what they might encounter on the surface of the Moon.

More recently, NASA, along with the University of Hawaii, has conducted experiments to advance the feasibility of long-term human habitation on Mars.

From 2008 to 2012, international campaigns carried out on Mauna Kea tested methods of extracting oxygen and water from volcanic cinder. Since 2012, the Hawai‘i Space Exploration Analog and Simulation, or HI-SEAS, program has conducted long-duration isolation missions in which crews spend up to a year inside a geodesic dome located on the slope of Mauna Loa.

Prior to the BASALT program at Kilauea Volcano, the NASA team conducted another simulated Mars landing in 2015 at the Craters of the Moon National Monument in Idaho.

The BASALT team hopes to return to Hawaii in 2017 to repeat the mission in another area of Kilauea.

Source: USGS / HVO.

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Vue du Mauna Ulu (Photo: C. Grandpey)

 

Le maïs de Sunset Crater (Arizona) // The corn of Sunset Crater (Arizona)

drapeau-francaisSi un jour vous vous trouvez à passer par l’Arizona, le Sunset Crater Volcano National Monument est un endroit intéressant à visiter, à quelques kilomètres au nord de Flagstaff.
Les éruptions qui ont façonné le cône de 340 mètres de hauteur ont probablement eu lieu vers l’an 1085. L’événement le plus important s’est situé sur le Sunset Crater proprement dit et a été à l’origine des coulées de lave Bonito et Kana’a qui ont parcouru respectivement 2,5 kilomètres vers le NO et 9,6 kilomètres vers le NE. L’éruption du Sunset Crater a saupoudré de cendre et de lapilli une superficie de plus de 2100 kilomètres carrés. Le volcan, qui est partiellement recouvert de végétation, avec des forêts de pins, est considéré comme en sommeil par les volcanologues.
En 1998, au cours de l’étude d’un site à quelques kilomètres à l’ouest du Sunset Crater Volcano National Monument, une équipe d’archéologues a identifié et recueilli 55 morceaux de basalte en provenance de Sunset Crater sur lesquels figuraient les empreintes d’épis de maïs. Ces morceaux de basalte pèsent une quarantaine de kilos chacun et ils ont probablement été transportés depuis une coulée de lave par les Sinaguas, une population amérindienne locale. Il est évident que ces roches étaient importantes pour ces paysans.
Les empreintes de maïs présentent des détails remarquables: on distingue bien les grains, de même que des textures fines comme des rides à l’extrémité des grains pas tout à fait mûrs. On observe aussi quelques empreintes de feuilles de maïs en train de se consumer. Plusieurs morceaux de charbon de bois ont été extirpés des cavités les plus profondes.
Au cours d’un voyage à Hawaii avec leurs élèves, les archéologues ont apporté avec eux des épis de maïs hopi, ainsi que du maïs acheté dans un magasin à proximité. Tout d’abord, plusieurs épis ont été placés sur la trajectoire d’un lobe de lave qui avançait lentement, mais la lave visqueuse en cours de refroidissement n’a pas permis d’obtenir de bonnes empreintes du maïs. Il est donc peu probable que la lave du Sunset Crater ait recouvert  un amoncellement de maïs déjà récolté. Un scénario plus probable est que le maïs a été placé de manière intentionnelle, probablement comme une offrande, à proximité d’un cône de projections ou hornito. Bien qu’il y ait des hornitos actifs sur les coulées de lave du Kilauea, les archéologues n’ont pas été autorisés à s’en approcher, pour des raisons de sécurité.
Au cours de l’éruption du Sunset Crater, des hornitos semblables à ceux du Kilauea se sont formés au point de départ des deux coulées de lave Kana’a et Bonito. Plusieurs sont d’ailleurs facilement identifiables de nos jours. Les plaques de basalte et leurs empreintes de maïs ressemblent davantage à des conglomérats formés par des projections de lave qu’à la lave plus compacte d’une coulée.
Comme plusieurs morceaux de basalte avec des empreintes de maïs contiennent de la cendre, il se peut que les offrandes aient été placées sur une surface cendreuse ou que des retombées de cendre se produisaient au même moment que les projections de lave des hornitos. Dans les deux cas, les retombées de cendre avaient lieu en même temps, ou à peu près au même moment, que l’écoulement de la lave. Cette remarque est cohérente avec les recherches récentes qui indiquent que l’éruption s’est concentrée sur une période de temps d’un an ou moins.
Un détail des empreintes de maïs donne encore plus de précision. En effet, les rides présentes à l’extrémité des grains indiquent que le maïs était à quelques semaines de sa maturité. En supposant que le maïs ait été juste récolté, on peut penser que les offrandes ont été faites fin août ou début septembre. Cela correspond à une étude récente qui conclut que la majeure partie de l’éruption a eu lieu au cours d’une période allant de l’été au début de l’automne, quand le vent soufflait du sud-ouest.
On peut voir une exposition du basalte avec ses empreintes de maïs au Sunset Crater Visitor Center.
Source: Arizona Daily Sun.

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drapeau-anglaisIf you travel to Arizona, the Sunset Crater Volcano National Monument is an interesting place to visit, north of Flagstaff. The date of the eruptions that formed the 340-metre-high cone was probably around A.D. 1085. The largest vent of the eruption, Sunset Crater itself, was the source of the Bonito and Kana’a lava flows that extended about 2.5 kilometres NW and 9.6 kilometres NE, respectively. The Sunset Crater eruption produced a blanket of ash and lapilli covering an area of more than 2,100 square kilometres. The volcano, which has partially been revegetated with pines, is considered dormant by volcanologists.

In 1998, during the investigation of an archaeological site a few kilometres west of Sunset Crater Volcano National Monument, a team of archaeologists identified and collected 55 pieces of Sunset Crater basalt lava bearing impressions of prehistoric corn cobs. They weighed approximately 40 kilograms and had probably been carried from a Sunset lava flow by the Sinagua, a local Amerindian population. Clearly these corn rocks were important to the carriers.

The corn impressions are remarkably detailed: individual kernels can be easily distinguished; fine features like dimples at the tips of not-quite-ripe kernels are evident. Even a few impressions of flammable corn husk were preserved. Several pieces of charcoal were recovered from some of the deeper corn casts.

During a trip to Hawaii with their students, the archaeologists brought Hopi corn with them, supplemented by corn from a nearby store. First, several cobs were placed in the path of a slow-flowing lava lobe. But the cooling, viscous lava at the leading tip of the flow lobe failed to form decent impressions. Thus it is unlikely that the corn rocks formed when Sunset lava overran a pile of harvested corn. A more likely scenario is that the corn was intentionally placed, probably as some form of offering, close by a spatter cone or hornito. Although there are hornitos on Kilauea’s lava flows, the team was not permitted to approach active ones.

During the Sunset volcano eruption, similar hornitos formed atop both the Kana’a and Bonito lava flows. Several are identifiable today. The Sunset corn rocks more closely resemble agglomerations of lava spatter than dense masses of lava flow.

Because several Sunset corn rocks contain cinders, the offerings were either placed on a cindery surface or else cinder fallout was occurring simultaneous to the spattering. In either case, the cinder fallout from an eruption column was taking place simultaneously, or nearly so, with lava flow emplacement. This is consistent with recent research indicating a compressed period of time – one year or less – for the entire eruption.

One detail of the corn impressions provides the most precise timing. In the corn impressions, dimples on individual kernels signify that the corn was a few week shy of ripeness. Assuming the corn was freshly harvested, the corn offerings were made in late August or early September. This is consistent with the recent interpretation that much of the main eruption occurred during the period of summer-to-early-autumn southwesterly winds.

The corn rock display can be seen at Sunset Crater Visitor Center.

Source: Arizona Daily Sun.

Sunset crater

Photo: C. Grandpey

La Grotte de Fingal (Ecosse) // Fingal’s Cave (Scotland)

drapeau-francaisBien que moins populaire que la Chaussée des Géants en Irlande du Nord, la Grotte de Fingal mérite une visite. Comme la célèbre Chaussée, il s’agit d’un ensemble de colonnes basaltiques hexagonales façonnéess par une activité volcanique très ancienne. La Grotte fait partie de l’île inhabitée de Staffa, dans les Hébrides intérieures, au large de la côte ouest de l’Ecosse.
La grotte doit son nom au héros d’un poème épique du 18ème siècle écrit par James Macpherson, poète-historien écossais du 18ème siècle. Dans la mythologie irlandaise, le héros Fingal est connu sous le nom de Fionn mac Cumhaill, et on pense que Macpherson a utilisé le nom Fingal (qui signifie «étranger blanc») suite à une interprétation erronée du nom en vieux gaélique. La légende de la Chaussée des Géants attribue à Fionn ou Finn la construction de la chaussée entre l’Irlande et l’Ecosse.
Les centaines de colonnes de basalte sont apparues il y a quelque 60 millions d’années en même temps qu’une volumineuse coulée de lave. C’est le processus classique de solidification et de refroidissement de la lave qui a conduit à la prismation et donc à la forme hexagonale des colonnes.
En raison de la taille de la grotte et de sa proximité de l’océan, chaque son émis produit un écho semblable à ceux que l’on peut entendre dans les cathédrales. Le phénomène ne fait qu’amplifier la beauté et le mystère de la Grotte de Fingal dont le nom gaélique, An Uaimh Bhinn, signifie «la grotte mélodieuse.»
Il n’est pas étonnant que la popularité de la grotte soit allée en grandissant au cours des siècles. Jules Verne a utilisé la grotte dans son livre Le Rayon vert et il la mentionne dans les romans Voyage au Centre de la Terre et l’Ile Mystérieuse. La reine Victoria a également visité la grotte, mais ce n’est qu’en 1829 qu’elle est devenue célèbre dans le monde entier. Inspiré par les échos uniques à l’intérieur, Félix Mendelssohn a écrit cette année-là  sa célèbre Ouverture Les Hébrides, Opus 26, la « Grotte de Fingal ».
La grotte peut être visitée. Plusieurs compagnies organisent des excursions d’avril à Septembre. Elles partent de Oban, Iona et l’île de Mull. Il est possible de débarquer sur Staffa et d’atteindre la grotte à pied. Une rangée de colonnes fracturées forme un sentier juste au-dessus du niveau de la mer, ce qui permet l’exploration de la grotte à pied sec.

Voici un lien pour écouter l’Ouverture de la Grotte de Fingal de Mendelssohn : https://www.youtube.com/watch?v=zyZ5cHUaiBI

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drapeau-anglaisAlthough less popular than the Giant’s Causeway in Northern Ireland, Fingal’s Cave is worth a visit.  Like the Causeway, it is a formation made of hexagonal basalt columns produced by ancient volcanic activity. It is part of the uninhabited island of Staffa, in the Inner Hebrides, off the western coast of Scotland.

The cave was named after the hero of an epic poem by 18th century Scots poet-historian James Macpherson. In Irish mythology, the hero Fingal is known as Fionn mac Cumhaill, and it is suggested that Macpherson rendered the name as Fingal (meaning « white stranger ») through a misapprehension of the name in old Gaelic. The legend of the Giant’s Causeway has Fionn or Finn building the causeway between Ireland and Scotland.

The hundreds of columns made of basalt took shape 60 million years ago, due to a massive lava flow. The typical process of solidification and cooling of the lava has led to the hexagonal shape of the columns.
Because of cave’s size and its proximity to the ocean, every sound leads to an echo similar to those created in cathedrals. This phenomenon only amplifies the beauty and the mystery of Fingal’s Cave. The cave’s Gaelic name, An Uaimh Bhinn, means « the melodious cave. »
It is no wonder that the popularity of the cave has gradually increased over the centuries. Jules Verne used the cave in his book The Green Ray and mentions it in the novels Journey to the Center of the Earth and The Mysterious Island. Queen Victoria also visited the cave, but it was not until 1829 that it became known worldwide. Inspired by the unique echoes of the cave, Felix Mendelssohn wrote the “Fingal’s Cave overture”.

The cave can be visited. Several companies organise sightseeing cruises from April to September. They depart from Oban, Iona and the Isle of Mull. It is possible to land on Staffa and walk overland to the cave, where a row of fractured columns forms a walkway just above high-water level permitting exploration on foot.

Here is a link to listen to Fingal Cave’s Overture:  https://www.youtube.com/watch?v=zyZ5cHUaiBI

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Gravure réalisée en 1804 (National Library of Scotland)

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Crédit photo: Wikipedia.

Basaltes lunaires // Lunar basalts

drapeau-francaisVous n’avez probablement jamais entendu parler du Lapin Jade ! Son nom appartient à un ancien mythe chinois qui explique qu’un lapin vit sur la Lune et sert d’animal de compagnie à la déesse lunaire Chang’e. Lapin Jade est aussi le nom donné à un véhicule d’exploration lunaire chinois, le premier à se déplacer à la surface de notre satellite depuis les missions américaines des années 1970.
Lapin Jade pèse 120 kg et dispose de 6 roues qui lui permettent de gravir des pentes jusqu’à 30 degrés et d’avancer à 200 mètres à l’heure. Il a à son bord une charge utile de haute technologie, avec un radar à pénétration de sol qui a effectué des mesures du sol et de la croûte lunaires. Lapin Jade est actuellement immobile sur la Lune.
Le robot a examiné une surface volcanique qui, jusqu’à maintenant, n’avait jamais été analysée de façon détaillée. Bien que les mesures prises lors des missions lunaires précédentes aient révélé la présence d’une vaste gamme de roches volcaniques sur la Lune, il avait été jusqu’à maintenant impossible de les échantillonner sur le terrain. En 2013, Lapin Jade a parcouru la surface de la Lune autour du cratère Zi Wei dans le bassin Imbrium et a pu effectuer des mesures.
Les premiers résultats montrent que cette région relativement jeune de notre satellite, qui s’est formée il y a près de trois milliards d’années, possède des caractéristiques minéralogiques uniques. On y trouve en particulier un nouveau type de roche basaltique qui n’a pas été échantillonné par les missions précédentes et n’a jamais été observé dans les météorites lunaires. Cette roche a une teneur « intermédiaire » en titane, comparée aux échantillons prélevés lors des missions Apollo et Luna qui révélaient des teneurs très faibles ou très élevées.
Le site d’alunissage qui a été choisi pour le robot lunaire est une coulée de lave relativement jeune située près d’un cratère où l’impact a fait remonter des matériaux juvéniles vers la surface. Ce sont les premières observations d’une région lunaire jamais explorée. Elles permettront probablement de faire avancer nos connaissances sur l’un des plus jeunes volcanismes de la Lune.
Source: Le Quotidien du Peuple.

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drapeau-anglaisYou’ve probably never heard of Jade Rabbit ! Its name derives from an ancient Chinese myth about a rabbit living on the Moon as the pet of the lunar goddess Chang’e. Jade Rabbit was also the name given to a Chinese lunar rover, the first wheeled vehicle to navigate the surface since the American missions of the 1970s.
The 120-kg and 6-wheel Jade Rabbit could climb slopes of up to 30 degrees and travel at 200 metres per hour. It carried a sophisticated payload, including ground-penetrating radar which gathered measurements of the lunar soil and crust. It is now immobile on the Moon.
The probe examined a volcanic surface that up to now had not been analysed in detail. Although measurements taken by previous lunar orbiters had suggested a range of volcanic rock types were present, until recently it had been impossible to sample them directly. In 2013, the Jade Rabbit was able to traverse the surface of the Moon around the Zi Wei crater in the Imbrium Basin and take measurements.
The first findings from the instruments show this relatively young region of the Moon, formed almost three billion years ago, has unique mineralogical characteristics. They suggest a new type of basaltic rock that has not been sampled by previous missions or observed in lunar meteorites. This rock has an « intermediate » amount of titanium versus the Apollo or Luna samples, which have either very high or very low amounts of the element
The site for the rover was specifically chosen to be on a relatively young lava flow and near a crater where the impact would have excavated fresh material onto the surface. These are pioneering observations of a region of the lunar landscape not previously explored, and help advance knowledge of some of the youngest volcanism on the Moon.
Source : People’s Daily.

Lunes 01

Lune 02

Echantillons recueillis par les Américains dans les années 1970 (Kennedy Space Center)

Photos: C. Grandpey

Qu’est-ce qui a tué les dinosaures? Une météorite? Une éruption volcanique? Les deux? // What killed the dinosaurs? A meteorite? A volcanic eruption? Or both?

drapeau francaisJusqu’à présent, la plupart des scientifiques étaient d’accord sur le sort réservé aux dinosaures il y a 66.000.000 années: Une énorme météorite s’était écrasée sur notre planète et avait provoqué une extinction de masse. Des débris de l’impact ont été retrouvés dans des centaines d’endroits à travers le monde. Les géologues ont également découvert les preuves d’un cratère géant vers l’extrémité de la péninsule du Yucatan.
Toutefois, une autre théorie existe depuis longtemps, défendue par d’autres scientifiques qui sont convaincus que l’extinction a été causée, au moins en partie, par une formidable éruption volcanique en Inde.
Cette éruption a créé les Trapps du Deccan, formation géologique qui couvre une grande partie de l’ouest de l’Inde, sous l’effet d’une coulée de lave basaltique exceptionnellement longue et d’une taille colossale. L’éruption a produit environ 1,3 million de kilomètres cubes de lave, ce qui représente environ 1,3 millions de fois la quantité de matériaux produite par l’éruption du Mont St Helens en 1980. En outre, l’éruption a émis d’énormes quantités de CO2 et de SO2 dans l’atmosphère, ce qui a généré de profondes modifications climatiques

La théorie volcanique vient de marquer un point grâce à une nouvelle technique de datation plus précise de l’éruption indienne. Les chercheurs ont prélevé des échantillons de roche en Inde et les ont examinés très soigneusement afin de trouver des cristaux contenant de l’uranium et du plomb. Les cristaux de zircon se forment dans le magma et renferment des traces d’uranium. L’uranium se désintègre progressivement pour devenir du plomb. Comme on connaît la vitesse à laquelle l’uranium se désintègre, le rapport entre les isotopes d’uranium et de plomb dans les cristaux joue un rôle d’horloge et révèle le laps de temps écoulé depuis la formation des cristaux.
La lave a commencé à couler dans le Deccan environ 250 000 ans avant l’extinction de masse. L’éruption s’est terminée environ 500 000 ans après, selon un article publié dans la revue Science.

Ainsi, si l’éruption n’est pas vraiment un facteur déterminant dans l’extinction de masse, on a tout de même affaire à une coïncidence remarquable. Les premières tentatives de datation des Trapps du Deccan, en utilisant des méthodes moins précises, avaient une marge d’erreur beaucoup plus grande, de l’ordre de plus ou moins un million d’années.
Les résultats de la nouvelle étude indiquent que l’effet conjugué 1) de l’impact brutal et catastrophique de la météorite et 2) de l’éruption volcanique plus lente mais colossale dans le Deccan ont contribué ensemble à l’extinction de masse observée à la fin du Crétacé.
Le scénario le plus probable est le suivant: Les changements climatiques provoqués par les éruptions ont pu avoir un effet sur la biosphère et préparer les conditions d’une mortalité à grande échelle lorsque l’astéroïde est venu se fracasser sur la planète.
Source: The Washington Post.

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drapeau anglaisUp to now, most scientists agreed about what happened to the dinosaurs 66 million years ago: A huge meteorite crashed into the planet and triggered a mass extinction. The debris from the impact has been found in hundreds of locations around the world. Geologists have also found signs of the giant crater around the tip of Yucatan Peninsula.

But there has long been an alternate theory supported by other scientists who believe the extinction was caused, at least in part, by an extraordinary volcanic eruption in India.

This eruption created the Deccan Traps, a geological formation that covers a large part of western India. It was created by an unusually long and prodigious flood of basaltic lava. The eruption produced about 1.3 million cubic kilometres of lava, which is about 1.3 million times as much material produced by the 1980 eruption of Mount St. Helens. Besides, the eruption ejected enormous, climate-changing quantities of CO2 and SO2 into the atmosphere.

The volcanic theory is marking a point today with a new way to date more precisely the Deccan Traps eruption. The researchers took rock samples in India and scrutinized them for crystals containing uranium and lead. Crystals of zircon form in magma with trace amounts of uranium inside. The uranium gradually decays into lead. Because the rate at which uranium decays is well known, the ratio of uranium and lead isotopes in the crystals serves as a kind of clock, revealing how long it has been since the crystals formed.

Lava started flowing about 250,000 years before the mass extinction event and ended about 500,000 years after, according to a paper published in the journal Science. Thus if the eruption is not a significant factor in the mass extinction, it’s a remarkable coincidence. Earlier attempts to date the Deccan Traps, using less precise methods, had a much larger margin of error, on the order of plus-or-minus one million years.

The results of the new study indicate that both the catastrophic impact and the more gradual, but extraordinary, volcanic eruption could have been factors in the end-Cretaceous mass extinction.

The most likely scenario goes as follows:  Climate change caused by the eruptions may have stressed the biosphere and set the conditions for a greater die-off when the asteroid smashed the planet.

Source : The Washington Post.

Trapps-Deccan

Vue de l’accumulation de lave qui a formé les Trapps du Deccan  (Crédit photo:  Wikipedia)