Un point chaud sous la Nouvelle Angleterre ? // A hot spot beneath New England ?

En lisant un récent article paru dans le très sérieux National Geographic, on apprend que «le nord-est des États-Unis se trouve peut-être au-dessus d’une masse en mouvement de roche à haute température».
Les résultats d’une étude, publiés dans la revue Geology, révèlent que la Nouvelle-Angleterre pourrait ne pas être à l’abri de changements géologiques. Une équipe de chercheurs de l’Université Rutgers et de l’Université de Yale a fait cette découverte surprenante en utilisant un ensemble de capteurs sismiques de dernière génération capables d’étudier la roche qui se cache sous nos pieds.
L’équipe scientifique a passé au peigne fin les données fournies par EarthScope, un programme financé par la National Science Foundation et qui a installé des centaines d’instruments à travers les États-Unis. Le projet ‘Transportable Array’, un réseau temporaire de capteurs sismiques, a fait le tour des États-Unis à partir de 2007. Le réseau a recueilli des données concernant de petits séismes et a observé le déplacement des ondes sismiques dans plusieurs régions.
L’équipe de chercheurs s’est appuyée sur des recherches antérieures montrant un point chaud relativement important sous le manteau supérieur au niveau de la Nouvelle-Angleterre. En utilisant les données de EarthScope, les scientifiques ont ensuite observé un panache de roche chaude sous le centre du Vermont, l’ouest du New Hampshire et l’ouest du Massachusetts, et ils ont trouvé des preuves géologiques que la région n’est pas immobile.
Les zones les moins denses sont celles où la roche est plus chaude et où les ondes sismiques se déplacent plus lentement. C’est ce que l’équipe a observé sous la Nouvelle-Angleterre. Les chercheurs ont également détecté des modèles d’ondes qui suggèrent des déformations dans la roche elle-même. Normalement, le mouvement d’une plaque tectonique laisse dans son sillage l’équivalent géologique des marques de dérapage, phénomène que les capteurs sismiques peuvent détecter. Dans cette région, cependant, les marques de dérapage ont disparu et ont été effacées par le mouvement ascendant de la roche plus chaude.
Cependant, les habitants de la Nouvelle-Angleterre ne doivent pas paniquer. Le soulèvement du sol de la région dure probablement depuis des dizaines de millions d’années, ce qui est malgré tout  relativement récent en termes géologiques, et il évolue très lentement. Pour l’instant, il n’est certainement pas assez proche de la surface pour modifier la géographie de la Nouvelle-Angleterre ou donner naissance à un volcan !
La découverte qui vient d’être faite en Nouvelle Angleterre montre qu’il est peut-être temps de repenser la géologie de la région. L’idée qui sous-tend cette recherche est que la structure de la Terre est beaucoup plus complexe et dynamique qu’on le pensait jusqu’à présent. Cela permet aussi de mettre la planète en perspective. La Nouvelle-Angleterre a traditionnellement été considérée comme un lieu sans vraiment d’évolution géologique, mais les données de EarthScope suggèrent qu’en réalité le sous-sol de la région est tout sauf immobile.

Source : National Geographic.

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Reading a recent article in the very serious National Geographic magazine, we learn that “the northeastern U.S. may sit atop a rising mass of warm rock.”

The findings of a study, published in the journal Geology, suggest that New England may not be so immune to abrupt geological change. A team of researchers at Rutgers University and Yale University made this surprising discovery using an advanced array of seismic sensors, which show what lies in the otherwise hidden rock below our feet.

The scientific team studied data from EarthScope, a National Science Foundation program that deploys hundreds of geophysical instruments across the United States. The project’s Transportable Array, a temporary network of seismic sensors, made its way around the U.S. starting in 2007. The array picked up readings from small earthquakes and observed the motions of seismic waves in various regions.

The team piggybacked off previous research showing a relatively hot spot beneath New England’s upper mantle. Using data from EarthScope, they then observed a localized plume of warm rock beneath central Vermont, western New Hampshire, and western Massachusetts, and found geologic evidence that the region is on the move.

Less dense areas are where the rock is hotter, and seismic waves move more slowly. This is what the team saw under New England. They also observed wave patterns that suggest deformations in the rock itself. Normal plate motion leaves the geologic equivalent of skid marks in its wake, which seismic sensors can detect. In this region, however, the skid marks were gone, erased by the upward movement of warmer rock.

However, New England residents don’t need to panic. The upwelling is likely tens of millions of years old, which would make it a relatively recent development in geological terms, and it is moving very slowly. For now, it certainly has not come close enough to the surface to shape New England’s geography or create a volcano.

The discovery is a sign that it may be time to rethink the region’s geology.

The idea behind this research is that Earth’s structure is even more intricate and dynamic than anyone realized. It also helps put the planet in perspective. New England has traditionally been considered a place of little geologic change, but EarthScope data suggests that the subsurface reality is anything but stagnant.

Source : National Geographic.

Nouvelle Angleterre (Source: Wikipedia)

 

Ni’ihau & Kaua’i (Hawaii)

drapeau-francaisL’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) a commencé une série de descriptions géologiques des différentes îles qui forment l’archipel avec, pour commencer, Ni’ihau et Kau’i.
http://www.hawaii247.com/2016/01/07/volcano-watch-a-geologic-tour-of-the-hawaiian-islands-kaua%CA%BBi-and-ni%CA%BBihau/

Contrairement aux autres îles hawaïennes, Ni’ihau et Kau’I sont des volcans individuels qui ne se sont pas formés par l’accumulations de matériaux de volcans qui se chevauchent ; en conséquence, les deux îles n’ont jamais été reliées entre elles. Ni’ihau s’est probablement formée en premier, car l’île est la plus à l’ouest de la chaîne volcanique et les édifices situés à l’est sont plus jeunes. Malheureusement, il n’existe pas de données précises sur les premiers frémissements de ces deux volcans. Nous savons seulement qu’ils se sont formés il y a environ 6 millions d’années.
Comme toutes les îles hawaïennes, Ni’ihau et Kaua’i ont connu périodes d’importants glissements de terrain tout au long de leur histoire. On en a la preuve avec les amas de débris rocheux qui recouvrent le fond de l’océan. Ni’ihau était autrefois beaucoup plus grande, mais la majeure partie de l’île s’est effondrée il y a environ 5 millions d’années. Les dépôts sous-marins d’effondrement ont ensuite été recouverts par la lave pendant la croissance de Kaua’i.
La géologie de Kaua’i est complexe. On a les restes d’une énorme caldeira dans la partie centre-est de l’île, mais il s’agit probablement d’un effondrement qui a ensuite été rempli par la lave. Les données géophysiques laissent supposer que le principal centre de volcanisme se trouvait plus ou moins sous le bassin Lihu’e qui s’est affaissé (soit par l’effondrement ou suite à l’apparition de failles) il y a entre 3 et 4 millions d’années. Le bassin a ensuite été comblé par des sédiments marins et de la lave, en alternant les affaissements sous le niveau de la mer et les réapparitions au dessus du niveau de la mer lors des écoulements de lave.
La phase de formation de volcans boucliers sur Ni’ihau et Kaua’i a pris fin il y a environ 4 millions d’années. Par la suite, des canyons et falaises spectaculaires ont commencé à se former sur ces îles. Il est intéressant de noter que les reprises de volcanisme actif ont duré longtemps sur Ni’ihau et Kaua’i. Ailleurs le long de l’archipel hawaiien, le regain de volcanisme actif est beaucoup plus rare. Le laps de temps entre la phase de formation des volcans boucliers et la reprise du volcanisme actif sur Ni’ihau est d’environ 2 millions d’années. L’éruption la plus récente a eu lieu il y a environ 350 000 ans.
Sur Kaua’i, le regain de volcanisme actif a eu lieu de manière plus ou moins continue pendant 3,5 millions d’années. L’éruption la plus récente s’est produite il y a seulement 150 000 années dans la partie sud de l’île où la roche noire que l’on peut observer autour du soufflard près de Po’ipu et des cônes de cendre près de Koloa ressemblent aux jeunes roches volcaniques sur la Grande Ile d’Hawaii. Ces éruptions sont suffisamment récentes pour suggérer que le regain de volcanisme actif sur Kaua’i n’est pas encore terminé, mais les chances d’observer de nouvelles éruptions de notre vivant restent faibles.
On peut aujourd’hui visiter Ni’ihau, baptisée autrefois « l’Ile Interdite ». C’est l’un des seuls endroits au monde où la technologie ne s’est pas encore introduite. L’île a été achetée au roi Kamehameha en 1864 et a conservé un grand nombre de modes de vie traditionnels, y compris la langue hawaïenne. Elle est habitée par environ 200 habitants dont la langue maternelle est l’hawaiien
Accessible via Niihau Helicopters, on peut passer une demi-journée sur cette île en tant qu’invité des propriétaires.
Kaua’i est ouverte au tourisme. Le joyau de l’île est le Canyon de Waimea. Baptisée « Ile Jardin », c’est aussi l’un des endroits les plus humides de la planète, avec des pluies record sur le mont Wai’ale’ale.
Kaua’i a servi de cadre à plus de soixante-dix films hollywoodiens et autres émissions de télévision. Par exemple, le Canyon de Waimea a été utilisé dans le tournage du film Jurassic Park en 1993. Certaines parties de l’île apparaissent également dans les scènes d’ouverture des films Indiana Jones et les Aventuriers de l’Arche Perdue.

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drapeau-anglaisThe Hawaiian Volcano Observatory (HVO) has started a series of geological descriptions of the different islands that form the archipelago. They have started with Ni’ihau and Kau’i.
http://www.hawaii247.com/2016/01/07/volcano-watch-a-geologic-tour-of-the-hawaiian-islands-kaua%CA%BBi-and-ni%CA%BBihau/

Unlike other Hawaiian islands, both Ni’ihau and Kau’I are single volcanoes rather than amalgamations of overlapping volcanoes, and the two islands were never connected. Ni’ihau probably formed first, since it is farthest west in the chain and volcanoes to the east are younger, but data indicating the exact onset times of the two volcanoes do not exist. We only know that both volcanoes formed about 6 million years ago.
Like all Hawaiian islands, both Ni’ihau and Kaua’i experienced periods of massive landslides throughout their histories, the evidence of which is preserved on the ocean floor as jumbles of rocky debris. Ni’ihau was once much larger but the bulk of the island collapsed around 5 million years ago. The submarine collapse deposits were subsequently covered by lava during the growth of Kaua’i.
The geology of Kaua’i is complex. There is evidence for a huge caldera in the east-central part of the island, but it appears to be mostly a collapse feature that was then filled by lava. Geophysical data suggest that the main center of volcanism was more or less beneath the Lihu’e Basin, which subsided (by either collapse or faulting) between 3 and 4 million years ago. The basin was subsequently filled by marine sediment and lava as it alternately subsided below sea level and then grew above sea level with lava inundation.
Vigorous shield-stage volcanism on Ni’ihau and Kaua’i ended by about 4 million years ago, after which, the islands’ spectacular canyons and cliffs began to form. Interestingly, rejuvenated volcanism has been long-lived on both islands. Elsewhere along the island chain, rejuvenated volcanism is minor. The gap between shield and rejuvenated eruptions on Ni’ihau was about 2 million years, with the most recent eruption occurring about 350,000 years ago.
On Kaua’i, rejuvenated volcanism has occurred more or less continuously for the last 3.5 million years. The most recent eruption was only 150,000 years ago in the south part of the island, where black rock around the blowhole near Po’ipu and cinder cones around Koloa look similar to young volcanic rocks on the Island of Hawai’i. In fact, these eruptions are young enough to suggest that rejuvenated volcanism on Kaua’i is not yet over, but the odds of future eruptions in our lifetimes are small.
You can now visit Niihau, called in the past the “Forbidden Island ». It is one of only places in the world where technology has not yet moved in. It was purchased from King Kamehameha in 1864 and has preserved many of the traditional ways of life, including the Hawaiian language. It is inhabited by about 200 locals whose primary language is Hawaiian.
Accessible via Niihau Helicopters, you can now escape for half a day to this island as a guest of the owners.
Kaua’i is open to tourism. The jewel of the island is Waimea Canyon. Known as the Garden Isle, it is also one of the wettest places on the planet, with record rainfall on Mt. Wai’ale’ale.
Kaua’i has been featured in more than seventy Hollywood movies and television shows. For instance, Waimea Canyon was used in the filming of the 1993 film Jurassic Park. Parts of the island were also used for the opening scenes of Indiana Jones film Raiders of the Lost Ark.

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Canyon de Waimea et Kalalau Valley à Kaua’i (Photos: C. Grandpey)

Belle fracture dans le Wyoming (Etats Unis)

drapeau francaisUn phénomène naturel étrange est apparu à la fin du mois de septembre 2015 dans une zone située à environ 16 km au sud de la ville Ten Sleep dans les Bighorn Mountains, dans l’Etat du Wyoming: Une énorme fracture s’est ouverte dans le sol, faisant naître des craintes qu’elle soit en relation avec l’activité éruptive du volcan de Yellowstone, pas très loin de là, dans l’ouest de l’Etat.
En fait, la fracture qui mesure environ 686 mètres de long et 46 mètres de large n’a pas été causée par une activité volcanique. L’origine est purement géologique. Les scientifiques expliquent que le phénomène n’a rien d’extraordinaire dans cette région où la géologie est très active avec des résultats parfois impressionnants. À leur avis, une fracture aussi vaste et profonde a probablement son origine dans des points faibles du sous-sol qui sont apparus à la suite des longues périodes de pluies du printemps et de l’été. Il est probable qu’en s’infiltrant l’eau a d’abord lubrifié la roche de surface. Puis, une autre arrivée d’eau latérale a fait glisser l’ensemble et provoqué l’ouverture de la fracture. Certains observateurs ont remarqué que le phénomène n’était pas terminé et que la fracture continuait à bouger.

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drapeau-anglaisA strange natural phenomenon appeared at the end of September 2015 in the area about 16 km south of the Ten Sleep town in Bighorn Mountains in Wyoming: A huge gap opened in the ground, raising fears that it might be linked to eruptive activity in Yellowstone volcano which is not quite far away.
The crack is approximately 686 metres long and 46 metres wide and was not caused by any volcanic activity. The cause is purely geological. Experts explain there are no unusual forces at work here, only normal geology, which is very rich and impressive on the grounds of Wyoming. In their opinion, a hole of such dimensions was probably caused by weak spots in the ground’s subsurface, typically created during wet periods of spring and summer. It is likely that a wet spring lubricated across a cap rock. Then, a small spring on either side caused the bottom to slide out.
Some observers said the phenomenon was not over yet and that the crack is still moving.

Crack

Crédit photo: Randy Becker

Devils Tower (Wyoming / Etats Unis) : De la légende à la science // Devils Tower : From legend to science

drapeau francaisSi vous lisez le livre “Dans les pas de l’Ours” de Jacques Drouin et Claude Grandpey (Editions Séquoia), vous trouverez un chapitre consacré à Devils Tower. Cette étrange structure volcanique se dresse au beau milieu de terrains sédimentaires dans l’Etat du Wyoming.

DevilsTower est surtout connue pour une belle légende amérindienne qui prétend que les stries qui parcourent le monolithe ont été provoquées par les griffes d’un ours. Mais je n’en dis pas plus ; je vous renvoie aux pages de l’ouvrage !

L’origine de cette structure phonolitique de 386 mètres de hauteur est débattue depuis des lustres et plusieurs théories se sont affrontées pour expliquer son apparition il y a quelque 49 millions d’années. Les explications les plus fréquemment avancées font état d’une montée de magma qui se serait frayé un chemin dans les couches sédimentaires sous la surface ou à l’intérieur d’une cheminée dans les profondeurs d’un volcan.

Récemment, des géologues tchèques ont appuyé cette hypothèse en comparant Devils Tower à une structure géologique semblable connue sous le nom de Bořeň dans leur pays. D’après eux, Bořeň est le vestige d’un diatrème (également appelé maar-diatrème) né d’une explosion provoquée par la rencontre du magma et de l’eau souterraine. Après cette explosion, un dôme aurait rempli le cratère et l’érosion l’aurait déchaussé au cours des millénaires suivants.

Pour démontrer que Devils Tower ressemble à Bořeň, les géologues tchèques se sont intéressés à l’agencement des colonnes du monolithe et à l’alignement des minéraux magnétiques qui se trouvent à l’intérieur. En analysant des échantillons de roches, ils ont constaté que, vers la base de l’édifice, les minéraux magnétiques en forme d’aiguilles inclus dans la roche sont disposés pratiquement verticalement, ce qui correspond à la direction prise par le magma avant sa solidification. En revanche, vers le sommet, l’orientation des minéraux devient horizontale.

En se référant à ces observations, les scientifiques ont procédé à des manipulations physiques et des simulations numériques en laboratoire.

En introduisant et en compressant du plâtre liquide dans un cône inversé où ils avaient au préalable introduit des sédiments, ils ont obtenu un monticule semblable à celui qui apparaît à l’issue de l’explosion d’un maar-diatrème. Une fois le plâtre durci, ils en ont fait une coupe et observé l’intérieur. Des colorants leur ont permis de voir le trajet suivi par le matériau compressé. Comme ils avaient également introduit des particules magnétiques,  ils ont pu étudier leur orientation, de la même façon qu’ils l’avaient fait à Devils Tower.

Les simulations informatiques ont permis d’observer la formation des colonnes de Devils Tower dans différents scénarios.

Les colonnes verticales de Devils Tower – qui s’évasent à leur base – correspondent au résultat obtenu lors de la manipulation avec un cratère en forme d’entonnoir dans le col duquel s’est formé un bouchon de lave. Dans cette partie des modèles en plâtre, l’orientation des particules magnétiques correspond à celle des minéraux de Devils Tower : on a une tendance à la verticale à la base et à l’horizontale vers le sommet.

La conclusion des scientifiques tchèques est que « Devils Tower est le vestige d’un épanchement de lave ou d’un dôme de forme aplatie qui s’est mis en place à l’intérieur d’un vaste cratère phréato-magmatique au sommet d’un édifice volcanique de type maar-diatrème ».

Si beaucoup de scientifiques admettent l’hypothèse tchèque, ils ne sont pas convaincus que ce soit la seule explication possible de la formation de Devils Tower. Il serait probablement utile d’étudier les formations de même type, mais beaucoup moins visibles, qui existent dans cette région du Wyoming.

Source : Scientific American.

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drapeau anglaisA number of hypotheses for the 49-million-year-old monolith have been put forward over the years. The most popular explanations today either refer to some magma ascent squeezed in between subsurface layers of sediments, or within a conduit deep inside a volcano.

Recently, Czech geologists supported this theory by comparing Devils Tower with a similar geological structure known as Bořeň in the Czech Republic. The researchers concluded that Bořeň is the product of a maar-diatreme, which is built by an explosion when a body of magma underground encounters groundwater. After the blast, they believe, a flat dome of lava filled the crater. Erosion ate away at the edges of that dome during the following millenniums until only the innermost portion remained at the surface.

To demonstrate the similarities between Bořeň and Devils Tower, the Czech researchers studied the distinctive shape of the Devils Tower columns and the alignment of magnetic minerals within them. By analysing rock samples, they noticed that near the base the needle-shaped magnetic minerals within the rock are generally close to vertical, the result of the direction the magma flowed before it solidified. Closer to the top of the formation, however, the orientation of those minerals becomes horizontal.

With that information in hand, the researchers turned to models, both digital and physical: The physical one involved squeezing soft plaster upward through an inverted cone full of sediment until it formed a mound atop the surface. This approximated the eruption of lava following the explosive phase of a maar-diatreme volcano. When the plaster hardened, the researchers could cut it open to examine the interior structure, highlighted by some colorant that formed stripes distorted by flow. Because they mixed in some magnetic particles as well, they could also measure their orientation just as they had done at Devils Tower.

The digital model allowed the researchers to compare columns that would be produced in different scenarios of the tower’s formation.  .

The vertical columns of Devils Tower, which splay outward near the bottom, match the pattern expected if the formation were indeed the plug in the neck of a funnel-shaped crater filled with a dome of erupted lava. In that portion of the plaster models the orientation of the magnetic particles also matches the orientation of the minerals from Devils Tower: closer to vertical around the base and horizontal near the top.

The conclusion of the Czech researchers was that “Devils Tower is a remnant of a coulee or low lava dome that was emplaced into a broad phreatomagmatic crater at the top of a maar-diatreme volcano.”

If many scientists admit the Czech hypothesis, they are not convinced it is the sole explanation for the formation of Devils Tower. It might be interesting to study the similar, if less spectacular, buttes in the vicinity of Devils Tower, which likely formed in the same way.

Source : Scientific American.

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De la légende….

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…à la dure réalité géologique

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En juin, certaines tribus amérindiennes procèdent à des cérémonies au pied du monolithe.

(Photos:  C. Grandpey)