Dernières nouvelles des Champs Phlégréens (Campanie / Italie) // Latest news of the Phlegraean Fields (Campania / Italy)

Les Champs Phlégréens, c’est un peu comme le monstre du Loch Ness, ça ressort périodiquement dans la presse générale et scientifique. La différence, c’est que cette zone volcanique à la périphérie de Naples est plus menaçante que le monstre écossais. Les volcanologues nous rappellent régulièrement les risques qu’une éruption de ce volcan ferait courir à la région qui est fortement peuplée.

Un article paru dans la revue italienne Rivista della Natura fait le point sur la situation dans les Champs Phlégréens, Campi Flegrei en italien. L’article s’attarde en particulier sur la fumerolle de Pisciarelli, l’un des sites les plus surveillés. Une étude récente de l’INGV et de l’Université de Palerme a mis en évidence les modifications significatives intervenues dans les paramètres géochimiques et géophysiques, avec une extension de la zone de dégazage. Ces derniers paramètres devraient conduire à une mise à niveau du système de surveillance.
Depuis quelques années, on observe une augmentation simultanée de tous les paramètres géochimiques et géophysiques avec un seul moment de stabilité survenu en juin 2017, mais qui a été suivi d’une nouvelle intensification de l’activité. En particulier, les émissions de CO2 ont été multipliées par 3 depuis 2012, de même que l’hydrogène sulfuré (H2S) qui a connu une hausse constante au cours de la même période. Les paramètres gazeux vont de pair avec la pression du système hydrothermal, qui a montré une tendance à la hausse de 2012 à 2017, puis une légère baisse et enfin une nouvelle hausse entre 2018 et 2019.La pression du système hydrothermal des Champs Phlégréens est d’environ 44 bars et augmente rapidement.

Parallèlement à cette augmentation de pression du système hydrothermal, on a observé une élévation continue du sol de l’ordre de 8,5 cm / an et une augmentation de l’activité sismique (environ 448 événements sismiques pendant la seule année 2018). Il faut toutefois noter que les phénomènes bradysismiques sont fréquents dans la région des Champs Phlégréens. À cela, il faut associer une augmentation visible de la surface de la mare de boue dont la surface est agitée par les gaz ; elle est passée d’environ 40 m2 à une centaine de mètres carrés.
La fumerolle de Pisciarelli, ainsi que la Solfatara de Pouzzoles qui se trouve à proximité, constituent le point de rejet en surface des fluides volcaniques qui remontent le long de la croûte par des failles et des fractures. Contrairement à la Solfatara, située au fond d’un grand cratère, la région de Pisciarelli se trouve dans une vallée étroite sur les flancs de la structure volcanique et se caractérise par la présence de grandes mares de boue atteignant une température d’environ 90°C au niveau d’un point d’émission appelé « Soffione » (le Soufflard) qui s’est ouvert en 2009, et à partir duquel le gaz sort à une température d’environ 115ºC.
L’augmentation des paramètres géochimiques et géophysiques observés à Pisciarelli s’inscrit dans le contexte des « crises volcaniques » des Champs Phlégréens qui se caractérisent par des épisodes cycliques de mise sous pression du système hydrothermal par des fluides magmatiques venant des profondeurs, et pouvant causer parfois des dégâts

A la longue, ces « crises volcaniques » pourraient accroître l’instabilité thermique ou mécanique de la couche superficielle du système d’alimentation des Campi Flegrei, et créer des conditions favorables au développement d’une activité phréatique dans la région de Pisciarelli. Pour cette raison, les auteurs de l’étude soulignent la nécessité de poursuivre la mise en œuvre du système de surveillance de cette zone.

Actuellement, le niveau d’alerte des Champs Phlégréens est à la couleur Jaune, sur une échelle qui va du Vert au Rouge, en passant par le Jaune et l’Orange, selon le risque estimé par les autorités compétentes (INGV, Protection Civile, etc). Selon le dernier rapport disponible, en date du mois de mai 2019, l’activité sismique a été marquée par des événements à faible énergie avec un hypocentre situé à une profondeur d’environ 2 km, à la verticale de la zone de Pouzzoles-Accademia-Pisciarelli.
En résumé,  malgré une tendance globalement en hausse, la situation des Champs Phlégréens n’est pas plus préoccupante que précédemment et le niveau d’alerte est maintenu à la couleur Jaune, comme c’est le cas depuis décembre 2012.
Source : Rivista della Natura.

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The Phlegrean Fields is a bit like the Loch Ness monster: they come out periodically in the general and scientific press. The difference is that this volcanic area on the outskirts of Naples is more threatening than the Scottish monster. Volcanologists regularly remind us of the risks that an eruption of this volcano would cause to the region which is densely populated.
An article in the Italian magazine Rivista della Natura sums up the situation in the Phlegraean Fields, Campi Flegrei in Italian. The article focuses on the Pisciarelli fumarole, one of the most monitored sites. A recent study by INGV and the University of Palermo highlighted significant changes in the geochemical and geophysical parameters, with an extension of the degassing area. These latter parameters should lead to an upgrade of the surveillance system.
In recent years, there has been a simultaneous increase in all geochemical and geophysical parameters with a single moment of stability in June 2017, but this has been followed by a further intensification of activity. In particular, CO2 emissions have been multiplied by 3 since 2012, as has hydrogen sulphide (H2S), which has been steadily increasing over the same period. The gas parameters go hand in hand with the pressure of the hydrothermal system, which has shown an upward trend from 2012 to 2017, then a slight decrease and finally a new increase between 2018 and 2019.The pressure of the hydrothermal system of the Phlegrean Fields is about 44 bars and is growing rapidly.
In parallel with this pressure increase of the hydrothermal system, a continuous elevation of the soil of about 8.5 cm / year and an increase of the seismic activity (about 448 seismic events during the year 2018) were observed. It should be noted, however, that bradyismic phenomena are frequent in the Phlegrean Fields region. To this, we must associate a visible increase in the surface of the mud pool whose surface is agitated by the gases; it extended from about 40 to about 100 square metres.
The Pisciarelli fumarole, along with the nearby Solfatara in Pozzuoli, is the point of discharge of volcanic fluids up the crust through faults and fractures. Unlike the Solfatara, located at the bottom of a large crater, the region of Pisciarelli is located in a narrow valley on the flanks of the volcanic structure and is characterized by the presence of large pools of mud reaching a temperature of about 90°C at a point of emission called « Soffione » (the Blower) which opened in 2009, and from which the gas escapes at a temperature of about 115ºC.
The increase in the geochemical and geophysical parameters observed at Pisciarelli is in the context of the « volcanic crises » of the Phlegrean Fields, which are characterized by cyclic episodes of pressurisation of the hydrothermal system by magmatic fluids coming from the depths, and which can sometimes cause damage
In the long run, these « volcanic crises » could increase the thermal or mechanical instability of the surface layer of the Campi Flegrei feeding system, and create favorable conditions for the development of phreatic activity in the Pisciarelli region. For this reason, the authors of the study stress the need to continue the implementation of the surveillance system in this area.

Currently, the alert level of the Phlegraean Fields is yellow, on a scale that goes from Green to Red, via Yellow and Orange, depending on the risk estimated by the competent authorities (INGV, Civil Protection, etc.). According to the latest available report, dated May 2019, the seismic activity was marked by low-energy events with a hypocenter located at a depth of about 2 km, vertically beneath the area of Pozzuoli-Accademia-Pisciarelli.
In brief, despite an overall increasing trend, the situation of the Phlegraean Fields is no more worrying than previously and the alert level is maintained at Yellow, as it has been since December 2012.
Source: Rivista della Natura.

                                                Bouche active dans la Solfatara
                       Pouzzoles: Temple de Sérapis et traces de l’activité bradysismique

(Photos: C. Grandpey)

 

 

Des similitudes entre El Tatio (Chili) et la planète Mars // Similarities between El Tatio (Chile) and Mars

drapeau-francaisEn 2007, Spirit, le module d’exploration de la planète Mars – Mars Exploration Rover (MER) – a atteint une plate-forme légèrement surélevée que les scientifiques ont baptisée Home Plate. Cet affleurement rocheux avait une base composée de cendres solidifiées avec, à proximité, des dépôts de basaltes riches en gaz. A côté de cette plate-forme, on apercevait sous la surface un sol de couleur claire mis à jour par les roues du robot. Les spectres des minéraux de ce sol ont été envoyés vers la Terre et les analyses ont révélé qu’il était composé presque entièrement de silice.
D’un point de vue géologique, il semblait y avoir deux hypothèses: Home Plate avait peut-être été une fumerolle volcanique, ou bien il pouvait s’agir des restes d’une source chaude riche en minéraux. Quoi qu’il en soit, l’eau et la chaleur avaient probablement joué un rôle, et la découverte a fait naître de nouvelles questions et de nouveaux projets d’études.
C’est à ce moment que le robot Spirit a décidé de se taire et de ne plus émettre ! Pour essayer de percer le mystère de la Home Plate martienne, les chercheurs ont parcouru la Terre dans l’espoir de trouver des signaux minéralogiques semblables à ceux observés sur Mars. Ils pensaient qu’en découvrant des conditions identiques ou quasiment identiques à l’environnement martien, ils pourraient être en mesure de reconstituer les événements qui ont ponctué l’ancien passé de la planète.
C’est pourquoi une équipe scientifique de l’Université d’Arizona s’est rendue à El Tatio, un ensemble de sources chaudes de l’altiplano chilien. À 4200 mètres d’altitude, le paysage froid et sec est proche de l’environnement martien. Une fois sur place, les chercheurs sont partis à la recherche de la silice opaline, une combinaison amorphe de dioxyde de silicium (SiO2) et d’eau qui forme une fine croûte de dépôts autour des canaux d’évacuation de l’eau. En utilisant le même type de spectromètre infrarouge que le robot Spirit sur Mars, ils ont cherché des échantillons montrant une forte capacité d’absorption au nombre d’ondes 1 260 dans le spectre. Alors que la plupart des bandes d’absorption sur Home Plate étaient plausibles en se référant la géologie terrestre, cette bande d’absorption de 1 260 restait mystérieuse.
Les scientifiques ont découvert que certains échantillons prélevés à El Tatio présentaient la capacité d’absorption à 1 260 dans le spectre ; de plus, ces échantillons présentaient une fine couche de chlorure de sodium (NaCl) au-dessus de la silice. En y regardant de plus près avec un microscope électronique, ces roches présentaient des couches minces qui faisaient alterner la silice compacte et une texture remplie de trous qui, semblables à des échantillons prélevés en Nouvelle Zélande, ont été façonnées par des activités microbiennes. Au fur et à mesure que les biofilms des communautés microbiennes denses croissent, ils excrètent une boue riche en sucre qui se lie à la silice ou aux minéraux riches en calcium qui précipitent hors de l’eau chaude. Des roches se forment, et tandis que certaines cellules sont trop lentes pour s’échapper et se trouvent noyées dans la silice, la plupart s’extirpent vers la surface, laissant derrière elles  un réseau de trous qui se remplit d’eau salée pour finir recouvert de halite (espèce minérale solide composée de chlorure de sodium de formule brute).
Suite à leurs observations à El Tatio, les scientifiques de l’Arizona ont publié un rapport faisant valoir que la silice opaline à Home Plate provenait probablement d’une source chaude plutôt que d’une fumerolle volcanique.

Source: Discover Magazine.

Et pendant ce temps, les abysses de nos océans, où se cachent les zones de subduction génératrices de puissants séismes et tsunamis, restent dans l’obscurité. Comme me le faisait remarquer le biologiste marin Laurent Ballesta il y a quelque temps, plus de 75 % des zones très profondes restent inexplorées.

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drapeau-anglaisIn 2007, the Mars Exploration Rover (MER) Spirit came across a slightly raised platform which scientists named Home Plate. The rocky outcrop had a base of solidified ash, with nearby deposits of gas-filled basalts. Next to the plateau, a light-coloured soil just beneath the surface was exposed by the rover’s wheels. Mineralogical spectra of this soil were beamed back to Earth, revealing that it was composed almost entirely of silica.

From a geological standpoint, there seemed to be two main options: Home Plate may have been a volcanic fumarole, or it could signify the remnants of a mineral rich hot spring. Either way, water and heat were likely involved, and the discovery led to new questions and exciting plans for further studies.

But then, the Spirit rover went silent. To pursue the Home Plate mystery, they travelled over the Earth for mineralogical signals most similar to those found on Mars. They thought that by determining the conditions that best recapitulate the Martian data, they might be able to piece together the events of Mars’ ancient past.

Which is why a team of scientists at Arizona State University travelled to El Tatio, a series of hot springs in Chile’s altiplano. At 4,200 metres high, the cold and dry landscape was close to the Martian environment. Once there, they tracked down opaline silica, an amorphous combination of SiO2 and water that forms thin, crusty deposits around water channels. Using the same type of infrared spectrometer that the Spirit rover deployed on Mars, they looked for samples that showed a strong absorption feature at 1,260 wavenumbers in the spectrum. While most of the Home Plate absorption bands made sense based on terrestrial geology, that 1,260 band had remained mysterious.

Remarkably, some samples at El Tatio showed the 1,260 feature – samples that had a thin crust of NaCl on top of the silica. Looking even closer with electron microscopy, these rocks showed thin layers that alternated between compacted silica and a hole-filled texture that has, in similar samples from New Zealand, been shaped through microbial activity. As biofilms of dense microbial communities grow, they excrete sugar-rich slime, which binds silica or calcium minerals that precipitate out of the hot water. Rocks are constructed, and while some cells are too sluggish to escape and are entombed by the silica, most squirm upward to the surface, leaving a network of holes that is filled in with salty water and ultimately coated with halite.

Bringing several types of data together – mineralogical, morphological, and chemical – The Arizona scientists have published a report arguing that the opaline silica at Home Plate came from a hot spring rather than a volcanic fumarole.

Source : Discover Magazine.

And during this time, the abysses of our oceans, where subduction zones are generating powerful earthquakes and tsunamis, remain in complete darkness. As marine biologist Laurent Ballesta told me some time ago, more than 75% of the very deep ocean areas remain unexplored.

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« Geysers » d’El Tatio (Photo: C. Grandpey)