L’Eifel (Allemagne) : une bombe à retardement ? // Is Eifel (Germany) a time bomb ?

Peu de gens le savent, mais l’Allemagne possède une belle région volcanique, en l’occurrence l’Eifel, située à l’ouest de la ville de Coblence. Il suffit de regarder les maisons et les escaliers dans les bourgades de Mayen ou Mendig pour se rendre compte que beaucoup d’édifices ont été érigés avec le basalte extrait dans la région. A ce sujet, la visite des carrières souterraines – Lavakeller – de Mendig est fort intéressante. Une hypothèse est que l’activité volcanique de l’Eifel serait due à l’existence d’un point chaud dans le manteau terrestre sous-jacent. Il faut utiliser le conditionnel car cette théorie n’est pas acceptée par l’ensemble de la communauté scientifique.

Fleuron de l’Eifel, le Laacher See est un magnifique maar, cratère plus ou moins circulaire résultat de la rencontre explosive du magma et d’une nappe d’eau souterraine. Il a été formé après l’éruption du volcan Laacher, entre 12 900 et 11 200 ans, donc relativement récemment à l’échelle géologique. On estime que cette éruption a été 250 fois plus importante que l’éruption du Mont St Helens aux Etats-Unis en 1980.

Le Laacher See est toujours considéré comme un volcan actif. On le constate au travers de nombreuses activités sismiques (la dernière en date a eu lieu le 11 avril 2010 avec une secousse de M 3,2 sur l’échelle de Richter) et de fortes anomalies thermiques sous le lac. Des bulles de gaz sont encore visibles à la rive sud, et les scientifiques pensent qu’une nouvelle éruption pourrait survenir à tout moment, ce qui, aujourd’hui, serait une véritable catastrophe

Une équipe de chercheurs de l’Université du Nevada à Reno et de l’Université de Californie à Los Angeles a trouvé de nouveaux indices de volcanisme actif dans la région de l’Eifel. Pour effectuer leur étude, les scientifiques ont collecté les données d’antennes GPS à travers l’Europe occidentale. Cela leur a permis d’analyser les moindres mouvements à la surface de la Terre susceptibles d’être liés à ceux d’un panache mantellique sous la croûte terrestre.
Certains scientifiques pensent que le panache mantellique qui a déclenché cette activité historique est toujours présent, jusqu’à 400 km à l’intérieur de la Terre. Cependant, personne ne sait s’il est toujours actif. L’un des auteurs de l’étude a déclaré: « La plupart des scientifiques pensent que l’activité dans le champ volcanique de l’Eifel (EVF) est une chose du passé, mais en reliant les points les uns aux autres, il semble que quelque chose se prépare sous le nord-ouest de l’Europe »
Dans leur dernière étude, les chercheurs ont utilisé des informations provenant de milliers d’antennes GPS pour réaliser une image des mouvements verticaux du sol (VLM) et de la déformation horizontale du sol sur la plupart des régions situées à l’intérieur de la plaque tectonique où se trouve l’Europe. Leur étude révèle que la surface de la Terre montre un phénomène d’inflation et de déflation sur une vaste zone centrée sur l’Eifel et incluant des régions telles que le Luxembourg, l’est de la Belgique et le Limbourg, la province la plus méridionale des Pays-Bas. L’ascension d’un panache mantellique pourrait expliquer les modèles observés et les mouvements du sol.
Les résultats de cette nouvelle étude confirment une recherche précédente qui avait détecté des preuves sismiques de mouvements du magma sous le Laacher See. Cependant, selon les chercheurs, «cela ne signifie pas qu’une explosion ou un séisme est imminent, ni même qu’une nouvelle activité volcanique est possible dans cette région».

Source : The Watchers.

C’est pourtant cette dernière menace qui sert de support à une vidéo que l’on peut voir au Lava-dome, petit musée construit au coeur de la ville de Mendig, par ailleurs célèbre pour sa Vulcan Bier produite par la brasserie locale… Alors qu’à Hawaii ou sur l’Etna on vend aux touristes des cassettes vidéo rappelant les éruptions passées, à Mendig on essaye d’imaginer ce que pourrait être une prochaine colère du Laacher See, tout en sachant qu’il n’est pas du tout  certain qu’un tel événement se produise un jour ! Quand on ne dispose que de volcans éteints ou en sommeil, il faut bien trouver quelque chose qui puisse frapper l’imagination du touriste de passage.

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Not many people know that Germany has a nice volcanic region, the Eifel, located west of the city of Koblenz. It suffices to look at the houses and the staircases in the villages of Mayen or Mendig to realize that many buildings have been erected with the basalt extracted in the region. By the way, the visit to the quarries – Lavakeller – of Mendig is very interesting. One hypothesis is that volcanic activity in the Eifel is due to the existence of a hotspot in the Earth’s mantle. One should use the conditional because this theory is not accepted by the whole scientific community.
The flagship of the Eifel is the Laacher See, a nice maar, a more or less circular crater, resulting from the explosive contact between magma and underground water. It was formed after the Laacher volcano erupted between 12,900 and 11,200 years ago, so relatively recently on a geological scale. It is estimated that this eruption was 250 times greater than the eruption of Mount St Helens in the United States in 1980.
The Laacher See is still considered an active volcano. One can see it through numerous seismic activities (the last one took place on April 11, 2010 with an event of M 3.2 on the Richter scale) and strong thermal anomalies under the lake. Gas bubbles are still visible at the south shore, and scientists believe that a new eruption could occur at any time, which today would be a real disaster.

A team of researchers from the University of Nevada at Reno and the University of California at Los Angeles have found new evidence of active volcanism in the Eifel region. To conduct their study, the scientists collected data from GPS antennas across Western Europe. This allowed them to analyze the smallest movements on the surface of the Earth likely to be linked to those of a mantle plume under the Earth’s crust.
Some scientists believe that the mantle plume that started this historic activity is still present, down to 400 km into the earth. However, no one knows if it is still active. One of the study’s authors said: « Most scientists believe that activity in the Eifel volcanic field (EVF) is a thing of the past, but by connecting the dots, it seems that something is brewing under the heart of northwest of Europe  »
In their latest study, the researchers used information from thousands of GPS antennas to image vertical land motion (VLM) and horizontal strain rates over most regions inside Europe’s tectonic plate. Their study reveals that the surface of the Earth shows a phenomenon of inflation and deflation over a large area centered on the Eifel and including regions such as Luxembourg, eastern Belgium and Limburg, the southernmost province of the Netherlands. The ascent of a mantle plume could explain the patterns observed and the movements of the ground.
The results of this new study confirm previous research that had detected seismic evidence of magma movements under the Laacher See. However, according to the researchers, « this does not mean that an explosion or an earthquake is imminent, or even that new volcanic activity is possible in this region. »
Source: The Watchers.

Yet, it is this last threat that serves as a support for a video that can be watched at the Lava-dome, a small museum built in the heart of the city of Mendig, also famous for its Vulcan Bier produced by the local brewery … While in Hawaii or on Mount Etna they sell to tourists video cassettes of past eruptions, in Mendig they try to imagine what could be the next eruption of the Laacher See, knowing that it is not sure that such an event will happen one day! When you only have extinct or dormant volcanoes, you have to find something that can catch the imagination of the passing tourist.

Photos : C. Grandpey

Les super éruptions de Yellowstone // Yellowstone’s super eruptions

Attraction touristique majeure aux États-Unis, Yellowstone est l’un des rares volcans du monde à avoir connu des super éruptions. Ces événements comptent parmi les plus extrêmes et les plus redoutés sur Terre. Les super volcans émettent d’énormes quantités de matériaux – au moins 1 000 fois plus que l’éruption du Mont St. Helens en 1980 – et ils sont capables de modifier le climat de la planète.
La dernière super éruption de Yellowstone se serait produite il y a environ 630 000 ans. Certains scientifiques affirment que le volcan est en retard dans son cycle éruptif, ce qui signifie qu’une éruption pourrait se produire à court terme. Heureusement, les cycles éruptifs n’ont jamais été clairement démontrés en volcanologie et il n’y a actuellement aucun signe d’une éruption imminente dans le Parc National de Yellowstone.
Une nouvelle étude publiée dans la revue Geology explique que deux super éruptions ont récemment été identifiées à Yellowstone, en relation avec le déplacement du point chaud sous la région. L’une d’elles a été probablement l’événement le plus cataclysmique jamais observé. Au final, les résultats de l’étude indiquent que le point chaud qui donne naissance aujourd’hui à l’activité hydrothermale dans le Parc National de Yellowstone est peut-être en train de décliner en intensité.
Les auteurs de l’étude ont utilisé un ensemble de techniques scientifiques pour analyser les dépôts volcaniques répartis sur des dizaines de milliers de kilomètres carrés. Ils ont découvert que ceux que l’on croyait appartenir à plusieurs éruptions mineures sont en fait d’immenses nappes de matériaux volcaniques émis par deux super éruptions il y a environ 9,0 et 8,7 millions d’années. La plus jeune, la super éruption de Grey’s Landing, est à ce jour l’événement le plus important observé dans l’ensemble de la province volcanique de Snake-River-Yellowstone.
L’équipe scientifique, qui comprend des chercheurs de l’Université de Leicester, du British Geological Survey et de l’Université de Californie à Santa Cruz, estime que la super éruption de Grey’s Landing était 30% plus puissante que la détentrice du record précédent, celle de Huckleberry Ridge. Elle a eu des effets dévastateurs à l’échelle locale et au niveau de la planète. L’éruption de Grey’s Landing a recouvert de verre volcanique à haute température une zone de la taille du New Jersey où tout a été brûlé et stérilisé à la surface du sol. Tout ce qui se trouvait dans cette région a été enfoui et très probablement vaporisé pendant l’éruption. Les particules de cendre ont probablement saturé la stratosphère, avec des retombées d’abord sur l’ensemble des Etats-Unis, puis l’ensemble de la planète.
Les deux super éruptions qui viennent d’être découvertes se sont produites pendant le Miocène, il y a 23-5,3 millions d’années. Elles portent à six le nombre de super éruptions enregistrées au Miocène dans la province volcanique de Yellowstone-Snake River. Cela signifie que la fréquence des super éruptions au niveau du point chaud de Yellowstone au cours du Miocène était, en moyenne, une fois tous les 500 000 ans.
En comparaison, deux super éruptions ont eu lieu au cours des trois derniers millions d’années dans ce qui est maintenant le Parc National de Yellowstone. Il semble donc que le point chaud de Yellowstone connaisse un très net déclin de sa capacité à produire des super éruptions.
Les chercheurs font remarquer que leur étude n’a pas pour but d’évaluer le risque d’une nouvelle super éruption à Yellowstone. Leurs recherches démontrent que la fréquence des super éruptions à Yellowstone semble être d’une fois tous les 1,5 million d’années. Comme je l’ai écrit plus haut, la dernière super éruption a eu lieu il y a 630 000 ans, ce qui laisse supposer qu’il faudra attendre jusqu’à 900 000 ans avant que se produise une autre éruption de cette ampleur. Cependant, cette estimation est loin d’être exacte et il faut continuer à surveiller l’activité volcanique dans la région.
Source: Geological Society of America.

La prévision éruptive à court terme pose toujours de gros problèmes. Inutile de dire que nous sommes bien incapables de prévoir ce qui se produira à Yellowstone dans les prochaines décennies ou les prochains siècles !

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 A major tourist attraction in the United States, Yellowstone volcano lists among the few volcanoes of the world that went through super eruptions. Super eruptions are some of the most extreme events on Earth. They eject enormous volumes of material – at least 1,000 times more than the 1980 eruption of Mount St. Helens – and have the potential to alter the planet’s climate.

The latest super eruption at Yellowstone is said to have occurred about 630,000 years ago and some scientists affirm that the volcano is late in its eruptive cycle, which means an eruption would happen in the short term. Fortunately, eruptive cycles have never clearly been proved in volcanology and there are currently no signs of an impending eruption.

A new study published in Geology announces the discovery of two newly identified super-eruptions associated with the Yellowstone hotspot track, including what researchers believe was the volcanic province’s largest and most cataclysmic event. The results indicate the hotspot, which today fuels hydrothermal activity in Yellowstone National Park, may be waning in intensity.

The scientists used a combination of techniques to correlate volcanic deposits scattered across tens of thousands of square kilometres. They discovered that deposits previously believed to belong to multiple, smaller eruptions were in fact colossal sheets of volcanic material from two previously unknown super-eruptions at about 9.0 and 8.7 million years ago. The younger of the two, the Grey’s Landing super-eruption, is now the largest recorded event of the entire Snake-River-Yellowstone volcanic province.

The team, which   includes researchers from the University of Leicester, the British Geological Survey and the University of California, Santa Cruz, estimates the Grey’s Landing super-eruption was 30% larger than the previous record-holder (the well-known Huckleberry Ridge Tuff) and had devastating local and global effects. The Grey’s Landing eruption enamelled an area the size of New Jersey in searing-hot volcanic glass that instantly sterilized the land surface. Anything located within this region was probably buried and most likely vaporized during the eruption. Particulates probably choked the stratosphere, raining fine ash over the entire United States and gradually encompassing the globe.

Both of the newly discovered super-eruptions occurred during the Miocene, namely 23-5.3 million years ago. These two new eruptions bring the total number of recorded Miocene super-eruptions at the Yellowstone-Snake River volcanic province to six. This means that the recurrence rate of Yellowstone hotspot super-eruptions during the Miocene was, on average, once every 500,000 years.

By comparison, two super-eruptions have, so far, taken place in what is now Yellowstone National Park during the past three million years. It therefore seems that the Yellowstone hotspot has experienced a three-fold decrease in its capacity to produce super-eruption events, which is a very significant decline.

The reserachers indicate that the findings of their study have little bearing on assessing the risk of another super-eruption occurring today in Yellowstone. They have demonstrated that the recurrence rate of Yellowstone super-eruptions appears to be once every 1.5 million years. As I put it above, the last super-eruption there was 630,000 years ago, suggesting we may have up to 900,000 years before another eruption of this scale occurs. However, this estimate is far from exact and monitoring of volcanic activity in the region should continue.

Source :  Geological Society of America.

Short-term eruptive prediction is still a problem. Needless to say that we are fully unable to predict what will happen at Yellowstone in the next decades or centuries.

Déplacement du point chaud de Yellowstone en millions d’années (Source : Wikiwand)

Coupe sud-ouest / nord-est sous Yellowstone obtenue grâce à l’imagerie sismique (Source: University of Utah)

Photos : C. Grandpey

Le plus volumineux volcan du monde // The most voluminous volcano of the world

Le plus grand, le plus beau, le plus fort ! Pas de problème, nous sommes aux Etats-Unis ! Jusqu’à présent, on savait que le Mauna Kea sur la Grande Ile d’Hawaii était la plus haute montagne du monde avec 4.207 mètres au-dessus du niveau de la mer, mais 10 210 mètres depuis le plancher océanique. On savait aussi que son voisin, le Mauna Loa, avait la masse de lave la plus importante au monde. Or, au vu d’une étude hawaïenne parue le 8 mai 2020 dans la revue Earth and Planetary Science Letters, le Mauna Loa serait largement devancé par le Pūhāhonu, deux affleurements rocheux perdus au milieu de l’océan Pacifique Nord, à 1100 kilomètres au nord-ouest d’Honolulu. En hawaïen, ce nom signifie « tortue remontant à la surface pour respirer ». Pourtant, sous cette appellation inoffensive se cache le plus grand volcan du monde.

Découverts le 2 juin 1820 par un baleinier américain, ces deux rochers du Pūhāhonu présentent une hauteur de 4.500 mètres depuis le fond de l’océan.Si la taille de cette formation géologique est déjà impressionnante, son volume l’est encore plus car cette masse ne représenterait qu’un tiers du volume total du volcan. L’autre partie se trouve sous le plancher océanique. Selon une analyse au sonar réalisée en 2014, la montagne aurait un volume de 150 000 kilomètres cubes. Les chercheurs expliquent que le volcan est si lourd qu’il a fait s’affaisser la croûte terrestre de plusieurs centaines de mètres sous son poids.

Avec un tel volume, le Pūhāhonu surclasse le Mauna Loa et ses 83 000 kilomètres cubes de roche. Il serait pratiquement deux fois plus imposant que son compatriote.

Cette taille colossale du Pūhāhonu serait due à sa situation sur un point chaud. La température extrêmement élevée du magma en provenance du manteau terrestre aurait permis une production de roche en fusion plus importante que la moyenne.

Source : D’après un article paru sur le site web de GEO.

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The biggest, the most beautiful, the strongest! Sure, we are in the United States! Until now, Mauna Kea on Hawaii Big Island has been known to be the tallest mountain in the world at 4,207 metres above sea level, but 10,210 metres measures from the ocean floor. It was also known that its neighbour, Mauna Loa, had the largest mass of lava in the world. However, in view of a Hawaiian study published on May 8th, 2020 in the journal Earth and Planetary Science Letters, Mauna Loa is largely preceded by Pūhāhonu, two rocky outcrops lost in the middle of the North Pacific Ocean, 1,100 kilometres to the northwest of Honolulu. In Hawaiian, this name means « turtle rising to the surface to breathe ». However, under this harmless designation hides the largest volcano in the world.
Discovered on June 2nd, 1820 by an American whaler, the two rocks of Pūhāhonu have a height of 4,500 metres from the bottom of the ocean. If the size of this geological formation is already impressive, its volume is even more because this mass represents only a third of the total volume of the volcano. The other part is under the ocean floor. According to a sonar analysis carried out in 2014, the mountain has a volume of 150,000 cubic kilometres. Researchers explain that the volcano is so heavy that it has caused the Earth’s crust to sag hundreds of metres under its weight.
With such a volume, Pūhāhonu outperforms Mauna Loa and its 83,000 cubic kilometres of rock. It is almost twice as imposing as his compatriot.
This colossal size of Pūhāhonu is probably due to its location on a hot spot. The extremely high temperature of the magma coming from the Earth’s mantle probably allowed a production of molten rock higher than average.
Source: Based on an article on the GEO website.

Mauna Kea et Mauna Loa (Photo: C. Grandpey)

Histoire de cristaux d’olivine à Hawaii // About olivine crystals in Hawaii

Alors que l’éruption du Kilauea se poursuit intensément, les habitants sont surpris de trouver de petits cristaux verts tombés du ciel pendant l’éruption. Ce sont en fait des cristaux d’olivine, un minéral très répandu dans la lave à Hawaii. En géologie, on parle aussi de péridotite, roche constituée principalement de cristaux d’olivine et de pyroxènes, alors que l’olivine est un minéral. Pendant une éruption, le volcan fait éclater les lambeaux de lave, ce qui permet de séparer les minéraux verts d’olivine du reste de la masse en fusion et de laisser tomber ces minuscules cristaux à l’aspect de pierres précieuses.
Plusieurs plages à Hawaii ont une couleur verdâtre, en raison de la forte concentration d’olivine. En fait, l’olivine est l’un des minéraux les plus répandus sous la surface de la Terre, mais il est assez difficile de le trouver séparé de la roche mère et encore plus difficile de le trouver avec une qualité de gemme.
L’olivine est si répandue que l’on estime que plus de 50% du manteau supérieur de la Terre est composé d’olivine ou de variantes du minéral. Les volcans d’Hawaï sont le produit d’un point chaud ou hotspot, ce qui signifie que la composition d’origine du manteau supérieur n’est pas modifiée de manière significative lorsqu’elle atteint la surface de la Terre.

La raison pour laquelle il y a une variété d’autres roches sur les continents est en grande partie due aux modifications subies par le magma au cours de son ascension sous chaque continent. Ce voyage à travers différentes couches de la croûte terrestre ajoute et élimine les éléments chimiques et des minéraux et modifie la composition originale du magma. Un géologue français avait l’habitude de dire qu’à Hawaï, on des laves « TGV » qui, comme les trains ultra rapides, arrivent directement à destination, en l’occurrence la surface de la Terre, sans s’arrêter dans les gares. A l’inverse,  dans d’autres régions du monde on a des magmas « omnibus » qui subissent des changements pendant leur ascension, comme les passagers des trains qui s’arrêtent dans différentes gares.

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While Kilauea Volcano is still fiercely erupting, residents are surprised to find little green gems that have fallen out of the sky during the eruption. They are actually olivine crystals, a common mineral found in Hawaii’s lava. In geology, it is called peridot. As the volcano erupts, it blasts apart molten lava, allowing for green olivine minerals to be separated from the rest of the melt and fall as tiny gemstones.

There are several places in Hawaii where the beaches have a green colour, due to a high concentration of olivine that has weathered out of the basalt. In fact, olivine is one of the most common minerals below Earth’s surface but it is quite hard to find it separated from the parent rock and even harder to find it of gem quality.

Olivine is so common that it is estimated that over 50 percent of the Earth’s upper mantle is composed of olivine or variations of the mineral. Hawaii’s volcanoes are the product of a hotspot, which means that the true composition of the upper mantle is not significantly altered when erupted on Hawaii’s surface as basalt.

The reason there is a variety of other rocks on continents is largely due to magma travelling through the varied geology that underlies each continent. This adds and removes chemicals/minerals and alters the original composition of the magma from basalt to a unique blend of minerals. A French geologist used to say that in Hawaii, you have “high speed train” minerals reaching the surface directly, with no stops at the stations, contrary to other regions of the world where they are “slow train” minerals, undergoing changes – like passengers in a train – in different stations.

Nodules de péridotite (Photo: C. Grandpey)

Green Sand Beach à Hawaii (Photo: C. Grandpey)

Le point chaud hawaiien s’est-il déplacé dans le passé ? // Did the Hawaiian hotspot move in the past ?

De nos jours, Hawaï est considéré comme un exemple parfait de « point chaud ». Cette expression fait référence à l’ascension du magma en provenance du manteau profond qui, tel un chalumeau, perce la croûte terrestre et donne naissance à des volcans. On pense que ces « hotspots » sont immobiles. Au fur et à mesure que la plaque tectonique se déplace, un chapelet de volcans se forme, avec le plus jeune à une extrémité et le plus ancien à l’autre, comme on peut le voir à Hawaii aujourd’hui : Le plus jeune volcan – Lo’ihi – se trouve encore sous la surface de l’océan au SE de Big Island, tandis que les anciens volcans sont devenus des atolls au nord-ouest de l’archipel.
Cette même théorie a été proposée dès le début de l’étude des îles hawaïennes. Les scientifiques pensaient qu’elles étaient l’extrémité la plus jeune de la chaîne sous-marine Hawaii-Empereur qui se trouve sous le Pacifique Nord-Ouest. Les chercheurs ont ensuite eu un doute et se sont demandés si les points chauds étaient vraiment immobiles. La cause de ce doute était un virage d’environ 60 degrés amorcé par cette chaîne volcanique née il y a 47 millions d’années. Cette courbe de trajectoire pouvait s’expliquer par un changement brusque du mouvement de la plaque Pacifique, mais cela supposait que cette plaque ait pris une direction sensiblement différente par rapport aux plaques tectoniques adjacentes. Les chercheurs n’ont trouvé aucune preuve de ce phénomène.

Des études récentes ont suggéré que deux processus ont pu entrer en jeu: D’une part, la plaque Pacifique avait changé de direction. D’autre part, le point chaud hawaïen s’était déplacé relativement rapidement vers le sud au cours de la période de 60 à environ 50 millions d’années, puis il s’était arrêté. Si on prend en compte ce mouvement rapide du point chaud, cela signifie qu’une toute petite variation de déplacement de la plaque du Pacifique est suffisante pour expliquer la chaîne volcanique.
Cette hypothèse est maintenant étayée par les travaux de chercheurs de l’Oregon State University qui ont procédé à une nouvelle datation des volcans de la chaîne volcanique de Rurutu, y compris les îles volcaniques de Tuvalu dans le Pacifique occidental. En outre, ils ont incorporé des données similaires de la chaîne Hawaii-Empereur et de la chaîne Louisville dans le Pacifique Sud. En se basant sur la géographie et l’âge des volcans présents dans ces trois chaînes, les chercheurs ont pu étudier le passé géologique et observer comment les trois points chauds se sont déplacés les uns par rapport aux autres pendant des millions d’années.
Les résultats, publiées dans la revue Nature Communications, montrent que le mouvement relatif des points chauds sous Rurutu et Louisville est peu important, alors que le point chaud Hawaii-Empereur affiche un mouvement important entre 60 et 48 millions d’années par rapport aux deux autres points chauds. La modélisation géodynamique montre que le point chaud hawaiien s’est déplacé sur plusieurs dizaines de kilomètres par million d’années, et les données paléomagnétiques confirment cette interprétation. Les chercheurs admettent que les modèles définissant le mouvement de la plaque Pacifique et les points chauds qui s’y trouvent présentent encore quelques inexactitudes. Avec davantage de données de terrain et d’informations sur les processus profonds dans le manteau, ils espèrent expliquer plus en détail l’évolution de la courbe amorcée par la chaîne Hawaii-Empereur.
Sources: GFZ GeoForschungsZentrum Potsdam, Centre Helmholtz; Science Daily.

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Today, Hawaii is considered as the perfect example of a hotspot. The word refers to the ascent of magma from the deep mantle to the surface. Like a blowpipe, this magma burns through the Earth’s crust and forms volcanoes. For a long time, it was assumed that these hotspots were stationary. If the tectonic plate moves across it, a chain of volcanoes evolves, with the youngest volcano at one end, the oldest at the other, as can be seen in Hawaii today, with the youngest volcano – Lo’ihi – still underwater to the SE of Big Island and the ancient volcanoes now turned into atolls to the NW of the archipelago.

This concept had initially ben proposed for the Hawaiian Islands. They are the youngest end of the Hawaiian-Emperor chain that lies beneath the Northwest Pacific. But soon there was doubt over whether hotspots are truly stationary. The biggest contradiction was a striking bend of about 60 degrees in this volcanic chain, which originated 47 million years ago. If the bend was explained with just a sudden change in the movement of the Pacific Plate, this would suppose a significantly different direction of motion at that time relative to adjacent tectonic plates. However, researchers have not found any evidence for that.

Recent studies have suggested that apparently two processes were effective: On the one hand, the Pacific Plate has changed its direction of motion. On the other hand, the Hawaiian hotspot moved relatively quickly southward in the period from 60 to about 50 million years ago, and then stopped. If this hotspot motion is considered, only a smaller change of Pacific plate motions is needed to explain the volcano chain.

This hypothesis is now supported by work of researchers from Oregon State University who have evaluated new rock dating of volcanoes in the Rurutu volcanic chain, including, for example, the Tuvalu volcanic islands in the Western Pacific. Furthermore, they added similar data from the Hawaiian-Emperor chain and the Louisville chain in the Southern Pacific. Based on the geography and the age of volcanoes in these three chains, researchers could look into the geological past and see how the three hotspots moved relative to each other over millions of years.

The new data published in the journal Nature Communications shows that the relative motion of hotspots under the Rurutu and Louisville is small while the Hawaiian-Emperor hotspot displays strong motion between 60 and 48 million years ago relative to the other two hotspots. The geodynamic modelling shows that the Hawaiian hotspot moved at a rate of several tens of kilometres per million years, and paleomagnetic data support this interpretation. The researchers admit that models for the motion of the Pacific Plate and the hotspots therein still have some inaccuracies. With more field data and information about the processes deep in the mantle, they hope to explain in more detail how the bend in the Hawaiian-Emperor chain has evolved.

Sources: GFZ GeoForschungsZentrum Potsdam, Helmholtz Centre ; Science Daily.

(Source: Wikipedia)

(Photos: C. Grandpey)

 

Une découverte des chercheurs de Clermont-Ferrand // A discovery by researchers of Clermont Ferrand (France)

Ça ne va pas révolutionner la volcanologie, mais la découverte a le mérite d’exister et, en plus, elle a été faite par 7 chercheurs du laboratoire Magmas et Volcans de Clermont-Ferrand. Ils ont confirmé la présence d’une fine couche de magma sur la quasi-totalité du manteau terrestre, à plus de 350 km de profondeur. Leurs travaux ont été publiés dans la revue Nature communications.

La théorie en question, vieille d’une quinzaine d’années, n’avait jamais été prouvée expérimentalement. L’idée de départ était de comprendre la source et la formation du magma, notamment pour le volcanisme de « point chaud », comme celui que l’on observe à Yellowstone ou Hawaï. Ces points chauds prennent leur source très profondément, dans le manteau terrestre, à plusieurs centaines de kilomètres.

Le travail des chercheurs s’est appuyé sur l’étude de la roche et des minéraux qui la composent, selon les différentes strates du manteau terrestre. Ils ont pu établir le rôle prédominant de l’eau dans la fusion de la roche. Le manteau supérieur et la croûte terrestre se composent surtout d’olivine qui ne contient pas d’eau. Or, ce n’est pas le cas du minéral qui compose la phase de transition, quelques centaines de kilomètres plus en profondeur.

La question était de savoir ce que devient cette eau lorsque la roche remonte sous l’effet des mouvements du manteau terrestre. Aucun forage n’a pu, jusqu’à aujourd’hui, creuser à plus de 13 kilomètres dans la croûte terrestre, ce qui est très peu à l’échelle de la structure interne de la planète.

Les 7 chercheurs clermontois ont donc décidé de recréer les conditions qui règnent à 400 kilomètres de profondeur dans leur laboratoire, avec un échantillon d’olivine, ce qui ‘avait encore jamais été réalisé. Avec une pression de 12 à 15 Giga Pascal – soit plus de 100.000 fois la pression atmosphérique – et à une température de 1400 °C exercée par une gigantesque presse, les chercheurs ont pu observer en direct la fusion de la roche, grâce à l’eau excédentaire lorsque le minéral change de phase. Un deuxième essai, sans apport d’eau, montre qu’aucune fusion ne se réalise. La présence de magma mélangé à de la roche à cette profondeur n’avait jamais été prouvée. Cela pourrait aider à expliquer le volcanisme de point chaud.

Source : Journal La Montagne.

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It will not revolutionize volcanology, but the discovery has the merit to exist and, in addition, it was made by 7 researchers from the laboratory Magmas et Volcans of Clermont-Ferrand. They confirmed the presence of a thin layer of magma on almost the entire Earth’s mantle, more than 350 km deep. Their work was published in the journal Nature Communications.
The theory, about fifteen years old, had never been experimentally proved. The initial idea was to understand the source and formation of magma, especially for « hot spot » volcanism, such as that observed in Yellowstone or Hawaii. These hot spots have their source very deep – several hundred kilometres – in the Earth’s mantle.
The researchers’work was based on the study of the rock and the minerals that compose it, according to the different layers of the Earth’s mantle. They were able to establish the predominant role of water in the melting of the rock. The upper mantle and the Earth’s crust are mainly composed of olivine which does not contain water. However, this is not the case of the mineral that makes up the transition phase, a few hundred kilometres deeper.
The question was to know what happens to this water when the rock rises under the effect of the movements of the Earth’s mantle. To date, no drilling has been able to dig more than 13 kilometres into the Earth’s crust, which is very little at the scale of the planet’s internal structure.
The 7 researchers have therefore decided to recreate the conditions that prevail 400 kilometres deep in their laboratory, with an olivine sample, which had never been done before. With a pressure of 12 to 15 Giga Pascal – more than 100,000 times the atmospheric pressure – and at a temperature of 1400°C exerted by a gigantic press, the researchers were able to observe live the melting of the rock, thanks to the excess water when the mineral changes phase. A second test, without any water supply, showed that no fusion happened. The presence of magma mixed with rock at such a depth had never been proven. This could help explain hot spot volcanism.
Source: La Montagne.

Hawaii, un parfait exemple de point chaud (Source: Wikipedia)

Des éruptions récentes sur Vénus // Recent eruptions on Venus

drapeau-francaisSelon une nouvelle étude, l’activité volcanique sur Vénus a eu lieu dans le passé géologique récent, et il se pourrait même qu’elle continue encore de nos jours.
Le volcan Idunn Mons, dans l’hémisphère sud-ouest de la planète, culmine à 2500 mètres au-dessus des plaines environnantes. En 2010, les observations effectuées par la sonde Venus Express de l’Agence Spatiale Européenne avaient révélé que Idunn Mons était un « point chaud », ce qui laissait penser que la lave avait coulé récemment, et que la zone était encore chaude.
Aujourd’hui, les dernières recherches révèlent que les observations du point chaud sur Idunn Mons vont de pair avec plusieurs coulées de lave le long du flanc E du volcan. Les chercheurs pensent que les volcans de Vénus étaient actifs dans un passé relativement récent, et le sont peut-être encore aujourd’hui.
En 2010, Venus Express avait identifié le point chaud sur Idunn Mons en utilisant le spectro-imageur VIRTIS. La majeure partie de la surface de Vénus semblait froide dans son rendu par VIRTIS, ce qui prouvait qu’elle n’avait pas changé depuis des millions d’années. En revanche, les chercheurs qui avaient étudié le point chaud pour la première fois estimaient que la région pouvait être âgée de moins de 2,5 millions d’années. Malheureusement, l’épaisse couche nuageuse qui recouvre Vénus n’avait pas permis à la sonde Venus Express d’obtenir davantage de détails du volcan et des coulées de lave.
La dernière analyse des coulées de lave sur Idunn Mons utilise des données radar collectées au début des années 1990 par la sonde Magellan de la NASA. Les scientifiques ont construit un nouveau modèle numérique afin de simuler des coulées de lave sur le sommet de la montagne et sur le flanc E, et ils ont comparé ce modèle avec les données de la sonde Magellan. Selon le nouveau modèle, ces coulées de lave sont à elles seules responsables du point chaud. C’est la première fois que sont cartographiées des coulées de lave émises par une structure volcanique censée avoir été active récemment, ou être encore active, sur un corps terrestre autre que la Terre.
Source: Space.com.
http://www.space.com/

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drapeau-anglaisAccording to a new study, volcanic activity on Venus took place in the recent geological past, and may still be happening on the planet today.

The Idunn Mons volcano in the southwestern hemisphere of Venus rises 2.5 kilometres above the surrounding plains. In 2010, observations by the European Space Agency’s Venus Express probe revealed that Idunn Mons is a « hotspot », which could mean that lava flowed at the spot recently, and that the area is still warm.

Now, the new research suggests that the hotspot observations at Idunn Mons are consistent with multiple cooled lava flows along the volcano’s eastern flank. The researchers think that Venus’ volcanoes were active in the relatively recent past, and may still be active today.

Venus Express initially identified the hotspot on Idunn Mons in 2010 using the Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer (VIRTIS) instrument. Most of Venus’ surface appears cool when viewed with VIRTIS, and this is a sign that those regions haven’t changed in millions of years. By contrast, the researchers who initially studied the hotspot estimated that the region could be less than 2.5 million years old. Unfortunately, the thick clouds that cover Venus prevented the Venus Express probe from getting a more detailed look at the volcano and the lava flows.

The new analysis of lava flows on Idunn Mons uses radar data collected in the early 1990s by NASA’s Magellan probe. The scientists built a new numerical model to simulate lava flows on the top of the mountain and the eastern flanks, and compared that model with the Magellan data. According to the new model, the flank lava flows are the ones responsible for this hotspot. This is the first time lava flows from a volcanic structure which is believed to be recently or still active on a terrestrial body other than Earth have been mapped.

Source: Space.com.

 http://www.space.com/

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Carte géologique du flanc E de Idunn Mons, avec un ensemble de cinq coulées de lave identifiées à l’aide des simulations numériques et des données radar de la sonde Magellan (Source: NASA)