Datation de l’éruption de Santorin (Grèce) // Dating the Santorini eruption (Greece)

Il y a plus de 3400 ans, une éruption majeure a eu lieu sur l’île grecque de Santorin. Ce fut l’un des plus grands événements volcaniques de l’histoire de la Terre. L’éruption a creusé une vaste caldeira et enfoui la colonie d’Akrotiri sous une couche de cendre d’une quarantaine de mètres d’épaisseur. Les séismes et les tsunamis qui ont suivi ont dévasté les îles voisines et ont eu des impacts en Méditerranée jusqu’en Egypte et en Turquie. De nombreux historiens pensent que l’éruption de Santorin a contribué au déclin, voire à la disparition, de la civilisation minoenne.
Les chercheurs ont longtemps montré des désaccords sur la date de l’éruption car leurs méthodes de datation archéologique et par le radiocarbone – ou Carbon 14 – montraient des résultats différents. Aujourd’hui, une étude basée sur l’observation des cernes des troncs d’arbres et publiée dans la revue Science Advances apporte un éclairage nouveau.
La datation précise de l’éruption de Santorin pourrait également permettre de dater avec plus de précision l’histoire de la région. Cette précision dans la datation de l’éruption est très importante pour l’archéologie méditerranéenne. Si l’on peut dater l’éruption avec précision, cela signifie que chaque fois que l’on trouve des preuves de cet événement sur un site archéologique, on obtient immédiatement un point de repère très précis. C’est essentiel pour analyser les interactions humaines et environnementales au cours de cette période.
Des preuves de l’éruption à partir d’artefacts humains tels que des documents écrits et des poteries récupérées lors de fouilles avaient laissé supposer que l’éruption avait eu lieu entre 1570 et 1500 avant notre ère. Cependant, la datation au radiocarbone de morceaux d’arbres, de graines et de légumineuses découverts sous la couche de cendre volcanique à Santorin indique que l’éruption a eu lieu vers 1600 avant J.C. Au cours de la dernière étude, les chercheurs ont utilisé les dernières techniques de datation sur des arbres aux États-Unis et en Irlande qui existaient avant, pendant et après l’éruption de Thera (de 1500 à 1700 av. J.-C.). Ces arbres ajoutent un cerne – ou anneau de croissance – chaque année. Chaque cerne contient des traces d’isotopes de carbone radioactif qui se désintègrent à un rythme constant et peuvent être détectés par des techniques de datation. Cela signifie que ces anneaux d’arbres agissent comme une sorte de capsule temporelle de l’histoire environnementale qui remonte à des milliers d’années.
Les éruptions majeures comme celle de Santorin envoient tellement de matériaux dans l’atmosphère qu’elles peuvent refroidir la Terre. Au cours des années exceptionnellement froides, les arbres testés par l’équipe scientifique – les chênes irlandais et les pins de Bristlecone (pins à cônes épineux) – ont ajouté des cernes de croissance plus étroits que d’habitude. En analysant des échantillons de ces anneaux plus étroits susceptibles d’indiquer une éruption majeure, les scientifiques ont daté celle de Santorin entre 1600 et 1525 avant J.C.
Les chercheurs de l’Université d’Arizona espèrent que les recherches futures pourront déterminer avec encore plus de précision l’année de l’éruption.
Source: Université d’Arizona.

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More than 3,400 years ago, a major eruption took place on the Greek island of Santorini. It was one of the largest volcanic events in Earth’s recorded history. The eruption blew a huge caldera and buried the settlement at Akrotiri in a layer of ash 40 metres deep. Related earthquakes and tsunamis devastated nearby islands and there were impacts in the Mediterranean, as far as Egypt and Turkey. Many historians believe that the event contributed to the decline and even the end of the Minoan civilization.
Researchers have long argued over when the eruption took place, with archaeological and radiocarbon dating methods differing in their results. But now, a study of tree rings, published in the journal Science Advances, has cast new light on the debate.
The accurate dating of the Santorini eruption could have important implications for tying together the history of the region. In fact, narrowing down when it happened is critical to Mediterranean archaeology. If one can date precisely when the eruption occurred, then whenever you find evidence of that moment at any archeological site, you suddenly have a very precise marker point in time. This is really important for examining human/environmental interactions around that time period.
Evidence from human artifacts such as written records and pottery retrieved from digs had suggested the eruption occurred somewhere between 1570 and 1500 B.C. However, the radiocarbon dating of pieces of trees, grains and legumes found just below the layer of volcanic ash on Santorini indicated that the eruption took place around 1600 B.C. For the latest study, the researchers used the most sophisticated radiocarbon techniques on trees in the United States and Ireland that were alive before, during and after the time that Thera was thought to have erupted (the period 1500 to 1700 B.C.). These trees add a growth ring every year, each of which contains traces of radioactive carbon isotopes which decay at a steady rate and can be detected by dating technologies. This means these tree rings act as a kind of time capsule of environmental history stretching back thousands of years.
Massive eruptions like the one at Santorini eject so much material into the atmosphere that they can cool the Earth. In exceptionally cold years, the type of trees that the team tested – Irish oaks and bristlecones – produce growth rings that are narrower than usual. By analyzing instances of these narrower rings, which could indicate a huge eruption, the researchers dated the Santorini event to someplace between 1600 B.C. and 1525 B.C.
Unversity of Arizona researchers hope that future research will be able to more accurately pin down a particular year for the eruption.
Source: University of Arizona.

Crédit photo: NASA

Les éruptions explosives du Mauna Loa (Hawaii) // Mauna Loa’s explosive eruptions (Hawaii)

Les volcans hawaiiens donnent en général naissance à des coulées de lave peu dangereuses, mais une petite partie des matériaux émis pendant les éruptions présente aussi un caractère explosif. Dans la mesure où les risques associés aux éruptions explosives sont beaucoup plus importants que ceux associés aux coulées de lave, l’étude des dépôts laissés par les éruptions explosives sur le Mauna Loa aide à mieux comprendre le fonctionnement des volcans hawaïens et les dangers qu’ils représentent pour la population.
En 1840, une expédition conduite par le lieutenant Charles Wilkes a étudié pour la première fois la caldeira sommitale du Mauna Loa. Les rapports d’observations laissent supposer qu’aucun dépôt explosif n’a été découvert..
En 1885, Thomas Jaggar, fondateur de l’Observatoire des Volcans d’Hawaï (le HVO), associa les dépôts présents sur la lèvre de la caldeira sommitale à la colonne éruptive produite par la première phase de l’éruption de 1877 qui avait été précédemment décrite par un missionnaire.
Alors qu’il faisait l’ascension du Mauna Loa en 1924, un ancien géologue de l’USGS a remarqué des dépôts d’explosions dans un kipuka (une zone de terre entourée d’une ou plusieurs coulées de lave plus jeunes) le long de l’Āinapō Trail. Il en a conclu que les éruptions qui avaient produit ces dépôts étaient d’origine phréatique.
En 1949, un géologue du HVO a observé que des blocs angulaires éjectés par des explosions étaient éparpillés sur le pourtour de la caldeira de Moku’weweoweo, avec des diamètres pouvant atteindre 1,50 mètre dans le secteur nord-ouest de la caldeira. À la cabine édifiée au sommet du volcan, il a observé une quantité importante de cendre ainsi que des blocs jusqu’à 1 mètre de diamètre. Lui aussi a conclu que les éruptions étaient phréatiques et que les dépôts provenaient d’une série d’explosions dans la zone sommitale.
La question était de savoir quand ces éruptions explosives se sont produites. Le charbon de bois est normalement utilisé pour dater les coulées de lave au Carbone 14, mais on n’en trouve pas au-dessus de la limite de la végétation. C’est pourquoi les géologues ont utilisé la datation par isotopes cosmogéniques pour dater les roches qui ont été régulièrement exposées aux rayons cosmiques autour de la caldeira de Moku’weweoweo.

Des échantillons représentatifs de chaque zone de dépôts et des coulées de lave sous-jacentes (i.e. du substrat) ont été prélevés. Les roches prélevées dans les trois zones près de Moku’weweeo ont été analysées en utilisant la technique de datation par isotopes cosmogéniques. Les résultats concernant les échantillons d’éjectas du secteur ouest ont révélé un âge moyen de 870 avant notre ère. L’âge moyen des coulées de lave sous-jacentes est de 980 ans avant J.C.
Dans le secteur nord-ouest, un seul bloc a présenté un âge de 830 avant J.C.
L’âge de deux blocs du secteur E est de 220 et 150 ans avant notre ère ; ils sont donc relativement récents. L’âge moyen de cinq échantillons de substrat prélevés près de la cabine au sommet est de 980 ans avant J.C.
Le Mauna Loa a connu au moins quatre éruptions phréatiques au niveau de la caldeira sommitale au cours des 880 dernières années. Bien que personne ne vive au sommet du volcan, de nouvelles éruptions explosives pourraient constituer une menace pour les personnes présentes lorsqu’elles se produisent et pour les avions qui survolent le sommet.
Source: USGS / HVO.

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Hawaiian volcanoes usually produce harmless lava flows, but a small percentage of the material produced by the eruptions is explosive in character. Since risks associated with explosive eruptions are much greater than those associated with lava flows, investigating the deposits on Mauna Loa is an important part of understanding how Hawaiian volcanoes work and the full range of hazards they pose.

In 1840, an expedition led by Lieutenant Charles Wilkes provided the first documented investigation of Mauna Loa’s summit caldera. The reports of his observations suggest that he saw no explosive deposits.

In 1885,   Thomas Jaggar, founder of the Hawaiian Volcano Observatory, later associated the deposits on the rim of the summit caldera with the eruption column in the opening phase of the 1877 eruption previously described by a missionary.

While ascending Mauna Loa in 1924, a former USGS geologist, noted explosion deposits in a kipuka (an area of land surrounded by one or more younger lava flows) along Āinapō Trail. He concluded that the eruptions producing the debris were phreatic in origin.

In 1949, a HVO geologist observed that angular blocks of rocks ejected by explosions were scattered about the rim of Moku‘āweoweo, with maximum diameters of 1.5 metres on the northwest fan. At the National Park’s summit cabin, he noted an abundance of ash, as well as blocks up to 1 metre in size. He, too, concluded that the eruptions were phreatic and that the deposits were caused by a series of explosions from the summit caldera area.

The question was to know when these explosive eruptions occurred. Charcoal is normally used to date lava flows, but it is not found above tree line. Therefore, geologists use cosmogenic radionuclide dating to establish reliable ages of the rocks around the Moku‘āweoweo caldera, which have been steadily exposed to cosmic rays.

In a study of the deposits, representative samples from each fan and the underlying lava flows were collected. Rocks from all three fans near Moku‘āweoweo were processed using the exposure dating technique.

Results from exposure age-dating of the three west fan ejecta samples yield an average age of 870 before present (BP). The average age of the underlying lava flows is 980 years BP.

From the northwest fan, a single block yielded an age of 830 years BP.

The east fan’s exposure ages for two blocks are 220 and 150 years BP, making this deposit very young! The average age from five substrate samples near the summit cabin is 980 years BP.

Mauna Loa has had at least four explosive phreatic eruptions from the caldera region in the past 880 years. Although no one lives at the summit of Mauna Loa, additional explosive summit eruptions have the potential to pose a threat to people on the ground and to aircraft.

Source : USGS / HVO.

Sommet du Mauna Loa (Crédit photo: USGS / HVO)

Photos: C. Grandpey

Une histoire de bisons, volcan et ADN // A story of bison, volcano and DNA

Après les humains, les bisons sont les mammifères qui ont le mieux réussi  à coloniser l’Amérique du Nord où ils s’installèrent dans les Grandes Plaines. Toutefois, l’époque de leur arrivée en provenance d’Asie est longtemps restée un mystère. Selon une nouvelle étude publiée par l’Académie Nationale des Sciences, les informations génétiques et géologiques ont permis de déterminer à quel moment ils ont migré et emprunté la Béringie, pont terrestre entre l’Alaska et la Sibérie orientale. L’étude révèle que les bisons sont arrivés il y a 135 000 à 195 000 ans, donc bien avant les hommes dont la première vague a emprunté le pont de terre il y a environ 20 000 ans, même si cette date est de plus en plus contestée parmi les scientifiques. Après les premières migrations, les bisons se sont multipliés, diversifiés et ils sont devenus plus nombreux que les mammouths, les chevaux du Pléistocène et d’autres mammifères qu’ils ont chassés de leurs pâturages.

Les résultats de l’étude reposent en grande partie sur l’ADN prélevé sur le plus ancien fossile de bison connu, un os découvert il y a une dizaine d’années dans le territoire du Yukon au Canada. Le fossile du Yukon a été trouvé près de la rivière Porcupine, juste en dessous d’une couche de cendre répandue par une puissante éruption massive du Complexe Volcanique du Lac Emmons il y a environ 130 000 ans. Le Complexe Volcanique du Lac Emmons est un grand stratovolcan dont les éruptions ont façonné l’une des plus vastes calderas de l’arc des Aléoutiennes. Les cendres émises par l’éruption ont permis aux scientifiques de déterminer l’âge du fossile du bison du Yukon et de confirmer que c’est le plus ancien fossile de bison connu en Amérique du Nord. Les datations au radiocarbone ne fonctionnant pas au-delà de 40 000 à 50 000 ans, les scientifiques ont dû avoir recours à d’autres techniques pour déterminer sa date. Grâce aux nouvelles technologies, l’ADN du fossile du Yukon a été extrait et analysé. Il a été comparé à celui d’un fossile légèrement plus jeune trouvé près de Snowmass dans le Colorado, et les deux spécimens ont été comparés à des dizaines de fossiles de bisons plus récents, y compris certains dans le sol du Yukon au-dessus de la cendre volcanique, où les animaux étaient fort nombreux. À partir de ce matériel génétique, les scientifiques ont déterminé que tous les bisons avaient un ancêtre commun qui vivait il y a 135 000 à 195 000 ans, époque où existait le pont terrestre de la Béringie. L’information génétique a également montré que les bisons ont migré sur le pont terrestre en une deuxième vague il y a 21 000 à 45 000 ans.
Une fois arrivés en Amérique du Nord, les bisons se sont rapidement développés en donnant naissance à de nouvelles formes génétiques. La première espèce sur le continent – l’espèce qui a laissé derrière elle l’os du Yukon – était le bison des steppes. Le fossile du bison du Colorado, bien que plus jeune d’environ 10 000 à 20 000 ans, était d’une espèce différente, mais liée aux précédentes : le bison à longues cornes. C’est une espèce connue pour sa très grande taille, mais dont les fossiles n’ont pas été trouvés au nord du 48ème parallèle. Le bison des steppes et le bison à longues cornes sont des espèces du Pléistocène qui ont disparu, mais les bisons tels que nous les connaissons aujourd’hui sont leurs descendants.
Source: Alaska Dispatch News.

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After humans, the mammals most successful at colonizing North America were the bison that thundered across the Great Plains. Just when they arrived on the continent from Asia has long been a mystery. According to a new study published by the National Academy of Sciences, genetic and geologic information has helped pinpoint the time of their migration across the Bering Land Bridge. The new study reveals that bison arrived between 135,000 and 195,000 years ago. Humans were believed to have been much more recent travellers, with the first wave of migrants about 20,000 years ago, though that arrival time is facing increasing contention among experts. After the first bison migrations, the animals multiplied, diversified and became the dominant grazers, displacing mammoths, Pleistocene horses and other mammals that arrived earlier.

The findings of the study rely in large part on DNA extracted from the oldest known bison fossil, a bone found a decade ago in Canada’s Yukon territory. The Yukon fossil was found near the Porcupine River. It was just below a layer of ash that was spread in a massive eruption about 130,000 years ago from the Emmons Lake Volcanic Center, a large stratovolcano with a pre-caldera volume of 300-400 cubic km and one of the largest calderas in the Aleutian arc. The ash spread by the eruption allowed scientists to determine the Yukon bison fossil’s age and confirm it as the oldest known bison fossil in North America, As radiocarbon dating does not work beyond ages of about 40,000 to 50,000 years, scientists needed other methods to determine the date. Thanks to new technology, DNA from the Yukon fossil was extracted and analyzed. It was compared with that from a slightly younger fossil found near Snowmass, Colorado, and both were compared with dozens of younger bison fossils, including some from Yukon soil above the volcanic ash, where there were lots of bison all over the place. From that genetic material, the scientists determined that all the bison had a common ancestor 135,000 to 195,000 years ago, a period when the Bering Land Bridge was exposed. The genetic information also showed that bison migrated over the land bridge in a second wave 21,000 to 45,000 years ago.

Once bison were in North America, they quickly developed into new genetic forms. The first species on the continent — the species that left the Yukon bone — was the steppe bison. The Colorado bison fossil, though only about 10,000 to 20,000 years younger, was of a different but related species, the giant long-horned bison. That is a species known for its huge size, with fossils not found north of the Lower 48 states. Steppe and giant long-horned bison are Pleistocene species now extinct, but modern bison are their descendants.

Source : Alaska Dispatch News.

Les bisons font partie des emblèmes du Parc de Yellowstone.

(Photo: C. Grandpey)

 

L’Eruption du Millénaire du Mont Paektu (Corée du Nord) // Mount Paektu’s Millenium Eruption (North Korea)

drapeau-francaisJ’ai expliqué dans plusieurs notes de ce blog que la Corée du Nord avait des inquiétudes concernant Mont Paektu (aussi écrit Baekdu), un volcan considéré comme sacré près de la frontière avec la Chine. Il est entré en éruption pour la dernière fois en 1903. Les autorités coréennes ont même fait appel à des scientifiques occidentaux pour une meilleure évaluation des risques éruptifs.
Une équipe internationale de chercheurs a réussi à dater la soi-disant «Eruption du Millénaire» du Mont Paektu, l’une des plus importantes de l’histoire. Ils ont également montré que cette éruption n’avait pas pu entraîner la chute d’un important royaume du 10ème siècle, comme on le pensait jusqu’à présent.
L’équipe scientifique explique dans la revue Quaternary Science Reviews comment l’analyse des restes partiellement fossilisés d’un arbre abattu par l’éruption et des carottes de glace prélevées au Groenland ont abouti à la conclusion que l’éruption s’est produite au cours des derniers mois de 946 après JC. Les chercheurs ont procédé à une nouvelle datation par le carbone 14 sur un tronc de mélèze fossilisé récupéré du côté chinois du volcan. L’arbre était âgé de 264 ans quand il a été renversé par l’éruption et recouvert par une coulée de lave.
Les scientifiques ont estimé que l’arbre était encore debout en 775, année où la Terre a été abondamment bombardée par des rayons cosmiques. La preuve de cet événement, sous forme de radiocarbone, a été détectée dans l’un des cernes de l’arbre, et en comptant jusqu’à l’anneau de croissance externe, l’équipe a pu déterminer quand l’arbre avait péri. Une analyse plus approfondie a montré qu’il avait arrêté sa croissance saisonnière et que sa mort avait probablement eu lieu à l’automne ou à l’hiver.
En effectuant une comparaison avec les dépôts de cendre dans des carottes de glace forées dans le nord du Groenland, l’équipe scientifique a pu affiner ses calculs jusqu’aux 2 ou 3 derniers mois de 946 après JC.
Source: Université de Cambridge.

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drapeau-anglaisIn several posts, I explained that North Korea was worrying about Mount Paektu (également écrit Baekdu), a volcano considered  sacred, that stands close to the border with China and which last erupted in 1903. The Korean authorities called Western experts for help in order to get a better idea of the eruptive risks.

An international team of researchers has managed to pinpoint, to within three months, the so-called “Millennium Eruption” of Mt Paektu, one of the largest in history. They have also shown that this eruption cannot have brought about the downfall of an important 10th century kingdom, as was previously thought.

Writing in the journal Quaternary Science Reviews the team describes how new analysis of the partly fossilised remains of a tree killed by the eruption, and ice cores drilled in Greenland, lead them to conclude the eruption occurred in the final months of 946 AD. They established an accurate date for the event by making new radiocarbon measurements on a fossilised larch trunk recovered from the Chinese side of the volcano. The tree was 264 years old when it was killed and buried by a flow of lava.

The scientists reckoned the tree would have been standing in 775, a year that was marked by a burst of cosmic rays reaching the Earth. Evidence of this event, in the shape of radiocarbon, was found in one of the tree’s rings and by counting to the outer ring, the team was able to work out when the tree must have perished. Further analysis indicates it had stopped its seasonal growth suggesting Autumn or Winter as the likely time of its demise.

By cross-referencing with ash deposits found in ice cores drilled in northern Greenland, the team could narrow down the calculation to the last 2 or 3 months of 946 AD.

Source: University of Cambridge.

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Caldeira sommitale du Mt Paektu (Crédit photo: Wikipedia)