Essaim sismique à Grimsey (Islande) // Seismic swarm at Grimsey (Iceland)

Située juste sur le cercle polaire arctique, dans le nord de l’Islande, Grimsey a une population de 90 habitants. Des séismes sont souvent enregistrés sur cette petite île qui est située sur la zone de fracture de Tjörnes, le long de la dorsale médio-atlantique.
Un essaim sismique particulièrement intense y est observé depuis une semaine, avec plus de 1100 événements détectés depuis le 14 février 2018. Le plus significatif avait une magnitude de M 4.1 le 15 février, à environ 10 km à l’ENE de Grimsey, à une profondeur de 10 km. Un séisme de magnitude M 3,2 s’est également produit dans la même zone, suivi de deux autres d’une magnitude supérieure à M 3, toujours le même jour.
Selon l’Icelandic Met Office (IMO), il n’y a aucun signe d’activité volcanique. Une telle sismicité se produit périodiquement dans ce secteur qui fait partie de la zone de fracture de Tjörnes. En conséquence, de nouvelles secousses sont possibles pendant les prochains jours.
La dernière éruption dans la région remonte à 1868.
Les cartes ci-dessous montrent 1) l’intensité de l’essaim sismique en cours et 2) l’emplacement de son activité le long de la zone de fracture de Tjörnes qui fait partie de la zone d’accrétion entre les plaques tectoniques nord-américaine et eurasienne.
Sources: OMI, Iceland Review, CSEM / EMSC.

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Located right on the Arctic Circle to the north of Iceland, Grimsey has a population of 90. Earthquakes are often recorded on this small island which is located on the Tjörnes Fracture Zone, on the Mid-Atlantic Ridge.

An intense earthquake swarm has been observed for the past seven days, with more than 1100 events detected since February 14th, 2018. The largest quake measured M 4.1 on February 15th, about 10 km ENE of Grimsey, at a depth of 10 km. An M 3.2 earthquake also occurred in the same area, followed by two events above M 3, still on that same day.

According to The Icelandic Met Office (IMO), there are are no signs of any volcanic activity. Similar seismicity periodically occurs along this area which is part of the Tjörnes Fracture Zone. As a consequence, more seismicity cannot be excluded.

The last known eruption in the area was in 1868.

The maps below show 1) the intensity of the ongoing seismic swarm and 2) the location of theis activity along the Tjörnes Fracture Zone, part of the accretion zone between the North American and Eurasian tectonic plates.

Sources: IMO, Iceland Review, CSEM/EMSC.

Source: IMO

Source: CSEM/EMSC

Exploration des fonds marins au large de la Nouvelle Zélande // Seabed exploration off New Zealand

Une équipe composée de scientifiques néo-zélandais et allemands  a effectué un travail de recherche et de découverte de nouveaux volcans sous-marins dans l’Océan Pacifique. Certains d’entre eux se dressent jusqu’à 2500 mètres au-dessus des fonds marins. Les scientifiques viennent de rentrer d’une mission de six semaines le long de l’arc volcanique des Kermadec, à environ 1000 km au nord-est de l’île du Nord de la Nouvelle Zélande. (voir carte ci-dessous)
Financé par le gouvernement allemand, le projet a permis d’explorer les fonds marins dans le but de fournir de nouvelles informations sur l’histoire géologique dynamique de cette région. Les scientifiques ont concentré leur étude sur les dorsales de Colville et de Kermadec, la fosse du Havre (Havre Trough) et la fosse des Kermadec, qui atteint 10 000 mètres de profondeur et où les plaques tectoniques Pacifique et Australienne entrent en collision.
Il y a environ 80 volcans sous-marins le long de l’Arc Tonga-Kermadec, et 75 pour cent d’entre eux possèdent des systèmes hydrothermaux actifs. Un certain nombre de volcans ont également une activité éruptive régulière.
Les scientifiques explorent cette région du plancher océanique depuis quelques années à partir des navires et à l’aide de véhicules télécommandés. Cependant, cette expédition a été la première à entreprendre une reconnaissance systématique et un échantillonnage des fonds marins des dorsales de Kermadec et de Colville ainsi que des fosses du Havre et des Kermadec. Une meilleure connaissance de l’histoire des fonds marins et des quelque 80 volcans fournira des informations sur leur formation et indiquera pourquoi ils sont très actifs.
Avant l’expédition, on connaissait peu les fonds marins de cette région. L’étude de la fosse des Kermadec est importante pour comprendre quand a commencé la collision des plaques tectoniques et aussi pour comprendre le fonctionnement des forces énormes qui font disparaître des montagnes entières dans le processus de subduction.
Au cours de l’expédition, les scientifiques ont découvert cinq nouveaux volcans sur la dorsale de Colville et dans le secteur de la fosse du Havre. Certains se dressent jusqu’à 2 500 mètres au-dessus du plancher océanique. L’un d’eux présente une caldeira de 2 km de diamètre.
De retour dans leurs laboratoires, les chercheurs pourront déterminer l’âge et la chimie des échantillons de roches récoltés pour tenter de reconstruire l’histoire passée du volcanisme et des failles dans la région de la fosse du Havre.

Source : The New Zealand Herald.

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New Zealand scientists have helped discover new submarine volcanoes in the Pacific Ocean. Some of them are rising up to 2.5km above the seafloor. The discoveries were made by a team of international scientists who have just returned from a six-week voyage probing the volcanic Kermadec Arc, around 1000km northeast of the North Island (see map below).

Funded by the German government, the project explored the seabed to provide new information about the dynamic geological history of New Zealand’s offshore territory. It aimed to investigate the Colville and Kermadec Ridges, the Havre Trough, and the Kermadec Trench, which is up to 10,000m deep and is where the Pacific and Australian tectonic plates collide.

There are about 80 submarine volcanoes along the Tonga-Kermadec Arc, with about 75 per cent of them hosting active hydrothermal systems. A number of the volcanoes produce regular eruptive activity.

The scientists have been exploring this region of the ocean floor for some years from surface ships and with remotely operated vehicles. However, this expedition was the first to undertake systematic reconnaissance and seafloor sampling from the now extinct Kermadec and Colville Ridges, and the much deeper Havre Trough and Kermadec Trench. Knowledge about the history of the seafloor hosting these 80 volcanoes will provide information about how the volcanoes formed and why they are so highly active.

Before the expedition, little was known about the seafloor in this region. Investigating the Kermadec Trench is important to understanding when plate collision started and also to comprehend the tremendous forces that grind up and swallow whole mountains in the subduction process.

During the expedition, the scientists discovered five new seafloor volcanoes on the Colville Ridge and the Havre Trough, with some rising up to 2,500m above the seafloor. One has a caldera 2km in diameter.

Back in their labs, the researchers will determine the age and chemistry of the recovered rock samples for reconstructing the past history of volcanism and faulting in Havre Trough.

Source : The New Zealand Herald.

Cette carte montre la région explorée par les scientifiques. On distingue les dorsales de Colville et de Kermadec ainsi que la dépression du Havre entre les deux. Plus à l’est, on plonge dans la fosse des Kermadec (Source: Economic Geology).

Islande: A la recherche de l’énergie à grande profondeur // Iceland: Looking for very deep energy

drapeau-francaisUne opération de forage jusqu’à 5 kilomètres de profondeur est actuellement en cours au cœur des anciennes coulées de lave de la péninsule de Reykjanes, dans le sud-ouest de l’Islande. Le forage, qui pénètre une extension terrestre de la dorsale médio-atlantique, a débuté le 12 août 2016.
À la fin de cette année, l’Iceland Deep Drilling Project (IDDP) devrait permettre de réaliser le puits de forage le plus chaud au monde, avec des températures atteignant entre 400 et 1000°C. Le magma issu des profondeurs rencontre et chauffe l’eau de mer qui s’est infiltrée sous le plancher océanique. Le forage pourrait rencontrer l’équivalent terrestre des «fumeurs noirs», sources chaudes le long de la dorsale, qui sont saturées en minéraux tels que l’or, l’argent et le lithium.
A 5 km de profondeur, les pressions sont élevées, plus de 200 fois le niveau atmosphérique. Selon les sociétés productrices d’énergie qui sont derrière le projet, l’eau apparaîtra sous la forme de « vapeur supercritique. » [NB : On parle de fluide supercritique lorsqu’un fluide est chauffé au-delà de sa température critique et lorsqu’il est comprimé au-dessus de sa pression critique]. La vapeur supercritique n’est ni liquide ni gaz et elle détient beaucoup plus d’énergie thermique que l’un ou l’autre.
Un puits capable de capter une telle vapeur pourrait avoir une capacité énergétique de 50 mégawatts, contre 5 MW pour un puits géothermique classique. Cela signifie que quelque 50 000 foyers pourraient être alimentés, contre 5000 seulement à partir d’un seul puits.
Le puits actuel est le second foré dans le cadre de l’IDDP. Le précédent, sur le site géothermique du Krafla, dans le nord-est de l’Islande, a atteint tout à fait par hasard le magma à un peu plus de 2 km de profondeur en 2009. Le magma à très haute température a été brièvement utilisé pour chauffer l’eau froide envoyé dans le puits afin de déterminer la quantité d’énergie qui pourrait être générée et pour se rendre compte si la technologie était opérationnelle. Ce puits de forage n’a jamais fourni d’énergie au réseau islandais, mais jusqu’à sa fermeture pour des problèmes de corrosion, il a été le puits géothermique le plus puissant jamais bien percé, avec une production de 30 MW.
L’Islande tire déjà la totalité de son énergie de combustibles non fossiles, mais ses centrales géothermiques jouent un  rôle secondaire par rapport à ses grandes centrales hydroélectriques qui produisent les trois quarts de l’électricité du pays. Cela pourrait changer. En effet, si la vapeur supercritique peut être obtenue grâce à des forages profonds, la production d’énergie atteindra un ordre de grandeur bien différent. A une plus grande échelle, les techniques en cours de développement en Islande pourraient être adoptées par d’autres pays à travers le monde.
Source: The New Scientist.

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drapeau-anglaisA rig is currently drilling 5 kilometres into the rugged landscape of old lava flows in Reykjanes, at the south-west corner of Iceland. Drilling began on August 12th.

By the end of the year, the Iceland Deep Drilling Project (IDDP) hopes to have created the hottest hole in the world, hitting temperatures anywhere between 400 and 1000 °C. The drilling will penetrate a landward extension of the Mid-Atlantic Ridge. At that depth, magma that moves from below through volcanic activity meets and heats seawater that has penetrated beneath the ocean bed. The drilling could find the landward equivalent of “black smokers”, hot underwater springs along the ridge saturated with minerals such as gold, silver and lithium.

At that depth, pressures are high, more than 200 times atmospheric levels.  The consortium of energy companies behind the project expects the water to be in the form of “supercritical steam”, which is neither liquid nor gas and holds much more heat energy than either.

A well that can successfully tap into such steam could have an energy capacity of 50 megawatts, compared to the 5 MW of a typical geothermal well. This would mean some 50,000 homes could be powered, versus 5,000 from a single well.

It will be the IDDP’s second deep well. The first, in the Krafla geothermal field of north-east Iceland, unexpectedly struck magma at just over 2 km down in 2009. The hot magma was briefly used to heat cold water sent down the well to test how much energy could be generated and that the technology worked. It never supplied power to the Icelandic grid, but until it was shut down after corrosion problems, it was the most powerful geothermal well ever drilled, generating 30 MW.

Iceland’s electricity is already entirely powered by non-fossil-fuel sources. But its string of geothermal power plants plays a second role compared to its large hydroelectric power stations, which generate three-quarters of the country’s electricity. That could change. If supercritical steam can be obtained in deep boreholes, it will make an order of magnitude difference to the amount of geothermal energy the wells can produce. There could be global benefits, too, if the techniques being developed in Iceland are adopted elsewhere.

Source:  The New Scientist.

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Centrale géothermique dans le nord-est de l’Islande (Photo: C. Grandpey)

Ages de glace et volcans // Ice ages and volcanoes

drapeau francaisSelon deux nouvelles études effectuées le long de dorsales océaniques, la hausse et la baisse du niveau des océans provoquées par les variations climatiques pendant les millions d’années écoulés sont en relation avec les vallées et les chaînes de montagnes sur le plancher océanique, ce qui laisse supposer que les âges glaciaires exercent une influence sur les éruptions volcaniques sous-marines. De plus, ces éruptions pourraient libérer suffisamment de dioxyde de carbone pour faire varier les températures planétaires. Les études ont concentré leur approche sur les zones d’accrétion, là où le magma monte et vient combler le vide entre les plaques tectoniques qui s’éloignent l’une de l’autre.
La première étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Geophysical Research Letters, a été réalisée sur la dorsale Est-Pacifique, au large des côtes occidentales de l’Amérique du Sud. Les chercheurs ont découvert des liens entre les âges glaciaires et ces dorsales qui remontent jusqu’à il y a 800 000 ans. Les zones de croûte plus épaisse et plus mince correspondent à des cycles glaciaires de 100 000 ans. Lorsque les glaciers se sont étendus et que le niveau de la mer a baissé, une plus grande quantité de lave a été émise par les volcans de ces dorsales. La croûte la plus mince, qui s’est formée lorsque les éruptions ont ralenti, correspond à des époques d’élévation du niveau marin.
Une deuxième étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Science, a été effectuée à la jonction entre les plaques tectoniques australienne et antarctique. Elle a livré les mêmes conclusions que l’autre étude. Au cours des derniers millions d’années, lorsque le niveau de la mer s’est élevé, les éruptions sous-marines ont ralenti le long de la dorsale. Ensuite, lorsque la couverture de glace s’est étendue et que le niveau de la mer a baissé, la pression plus faible exercée par l’océan a stimulé l’activité volcanique. Le modèle informatique suggère que le poids de l’eau peut modifier la vitesse d’ascension du magma au niveau des dorsales.
Des études antérieures ont montré que les volcans sur terre ont eux aussi connu une hausse d’activité il y a entre 12 000 et 7000 ans, lorsque la couverture glaciaire a rétréci, à la fin du dernier âge glaciaire.

Les périodes glaciaires sont conditionnées par des variations régulières de l’orbite de la Terre. Ces variations créent des cycles climatiques qui ont duré 23 000 années, 41 000 années et 100 000 années, au moins au cours des derniers millions d’années. Le niveau de la mer peut monter et descendre d’une centaine de mètres au cours de ces fluctuations climatiques.
Bien que les éruptions le long de la dorsale Australie-Antarctique et la dorsale Est-Pacifique aient continué quel que soit le niveau de la mer, on a observé une intensification de l’activité volcanique correspondant à chacun des trois cycles glaciaires. Le cycle glaciaire de100 000 ans est celui qui a créé les changements les plus significatifs dans la croûte au fond de l’océan.

Jusqu’à présent, les scientifiques pensaient que les volcans des fonds marins émettaient de la lave d’une manière relativement stable dans le temps. Cependant, les deux dernières études suggèrent qu’il pourrait y avoir une interconnexion complexe entre les âges de glace, les changements de niveau de la mer et des périodes d’activité volcanique. Par exemple, si les volcans connaissent une hausse d’activité pendant une période glaciaire, il se pourrait que le CO2 émis réchauffe la Terre et entraîne un rétrécissement des calottes glaciaires. Cependant, on ne sait pas quelle quantité de gaz en provenance des océans s’échappe dans l’atmosphère.
Les études renforcent l’idée d’un lien étroit entre le système climatique et le globe terrestre qui, en fait, pourraient être considérés comme faisant partie d’un système unique. Non seulement les âges de glace affecteraient le volcanisme, mais le volcanisme pourrait avoir un effet rétroactif sur le climat proprement dit. Cela n’a pas encore été prouvé, mais c’est une réelle possibilité.

Source : Live Science.

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drapeau anglaisAccording to two new studies, the climate-driven rise and fall of sea level during the past million years matches up with valleys and ridges on the seafloor, suggesting ice ages influence underwater volcanic eruptions. These eruptions could pump out enough carbon dioxide to shift planetary temperatures.

The studies concentrated their approach on spreading ridges, where magma rises to fill the gap between moving tectonic plates.

The first study, whose results were published in the journal Geophysical Research Letters, was performed at the East Pacific Rise spreading ridge, offshore western South America. The researchers found connections between ice age cycles and these spreading ridges that extend back 800,000 years. The bands of thicker and thinner crust correspond to 100,000-year ice age cycles. When glaciers expanded and sea level dropped, more lava oozed from the ridge volcanoes. The thinnest crust, formed when eruptions slowed, matches up with eras of higher sea level.

A second study, whose results were published in the journal Science, was conducted at the junction between the Australia and Antarctic tectonic plates. It comes up with the same conclusions as the former study. For the past million years, when sea level rose, underwater eruptions slowed along the ridge. And when ice sheets expanded and sea level dropped, the lowered ocean pressure boosted volcanic activity. The computer model suggests that water weight can change how quickly magma, wells up at spreading ridges.

Earlier studies have found that volcanoes on land also surged in activity between 12,000 and 7,000 years ago, when ice sheets shrunk after the most recent cold climate swing ended.

Ice ages are driven by regular variations in Earth’s orbit. These changes create climate cycles that lasted 23,000 years; 41,000 years; and 100,000 years, at least for the previous million years. Sea level may rise and fall by some 100 metres during these climate swings.

Although eruptions along the Australia-Antarctica spreading ridge and the East Pacific Rise spreading ridge continued whether sea level was high or low, there were pulses of volcanic activity that corresponded to each of these three ice age cycles. The 100,000-year ice age cycle created the most prominent changes in the seafloor crust.

Until now, scientists had assumed that seafloor volcanoes ooze lava at relatively steady rates through time. However, both studies suggest that there could be a complex feedback loop among ice ages, sea level changes and bursts of volcanic activity. For instance, if volcanoes pick up their pace during an ice age, then CO2 could warm the Earth and shrink the ice sheets. However, no one knows how much gas would escape into the atmosphere from the oceans.

The studies reinforce the idea that the climate system and the solid Earth are connected and, in fact, may be thought of as a single system. Not only do ice ages affect volcanism, but volcanism has a feedback effect on climate itself. This has not been proved yet, but it’s a possibility.

Source: Live Science.

Dorsale-est-pacifique

Vue de la dorsale Est-Pacifique  (Source:  Wikipedia)