Sismicité dans les Samoa américaines // Seismicity in American Samoa

L’Observatoire des Volcans d’Hawaii, le HVO, m’a envoyé un message faisant état d’une hausse de la sismicité depuis fin juillet dans les îles Manuʻa des Samoa américaines (voir carte ci-dessous). Les Samoa américaines sont un territoire non incorporé des États-Unis situé dans l’océan Pacifique Sud, au sud-est de l’État indépendant des Samoa.
Selon le HVO, les secousses sismiques sont probablement dues à une activité magmatique sous les îles. L’Observatoire essaie de comprendre la source de cette sismicité et ses implications potentielles.
Les volcans des Samoa américaines sont du même type que ceux d’Hawaï, avec la plaque Pacifique qui se déplace vers le nord-ouest au-dessus du point chaud (hotspot) des Samoa. Le phénomène donne naissance à des volcans sous-marins qui finissent par émerger de l’océan sous forme d’îles. Ces îles sont les sommets de grands volcans boucliers basaltiques s’élevant à plus de 4 500 mètres au-dessus du plancher océanique
Le point chaud samoan est actuellement centré sur le volcan sous-marin (seamount) Vailuluʻu, qui a connu plusieurs éruptions historiques. Les îles Manuʻa d’Ofu, Olosega et Ta’ū, ainsi que l’île principale de Tutuila, sont toutes considérées comme potentiellement actives car elles ont connu des éruptions au cours des 10 000 dernières années.
Tutuila est l’île la plus peuplée des Samoa américaines et c’est là que se trouve la capitale Pago Pago. La plus récente éruption émergée des Samoa américaines a eu lieu sur l’île de Tutuila il y a environ 1400 à 1700 ans. Cependant, de nombreuses éruptions sous-marines se sont produites plus récemment sur les volcans à l’est de Tutuila.
Les îles Manu’a, situées à environ 100 km à l’est de Tutuila, comprennent Ofu, Olosega et Ta’ū. Ofu et Olosega, et sont séparées de Tutuila par l’étroit détroit d’Asaga. Ce sont les sommets de deux volcans boucliers. Taʻū, le plus volumineux du groupe Manuʻa, est un volcan bouclier avec des zones de faille au nord-est et au nord-ouest. En 1866, une éruption sous-marine a formé un cône entre Taʻū et Olosega.
Le volcan sous-marin Vailuluʻu, le plus jeune volcan samoan, est situé à environ 40 km à l’est de Taʻū. Son sommet se trouve à environ 600 m sous le niveau de la mer. Vailuluʻu est entré en éruption à plusieurs reprises au cours des 50 dernières années. Au cours des vingt dernières années, un jeune cône s’est édifié dans la caldeira sommitale.
Si l’on se réfère aux rapports concernant les événements sismiques ressentis et à l’activité historique, on pense que Taʻū et Vailuluʻu sont des sources probables de la sismicité récente. Il était jusqu’à présent difficile d’identifier cette source car il n’y avait pas de sismomètres suffisamment proches. Les dernières données, obtenues à partir de microsismomètres rapidement déployés, indiquent que la source est proche de Taʻū qu’Olosega, mais éloignée de Vailuluʻu. L’essaim sismique est très probablement dû au mouvement du magma sous les volcans et non à des failles tectoniques.
On ne sait pas si cette dernière activité sismique débouchera sur une éruption volcanique. Si cette dernière se produit, elle présentera très probablement des coulées de lave lentes ou des explosions de faible intensité se limitant à une petite zone. D’autres risques pourraient inclure des gaz volcaniques, des séismes et des tsunamis locaux. Une éruption comme celle du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai début 2022 est extrêmement improbable car il s’agit d’un type de volcan très différent. Les volcans des Tonga entrent en éruption de manière beaucoup plus explosive que ceux des Samoa américaines et d’Hawaï.
Source : USGS, HVO.

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The Hawaiian Volcano Observatory (HVO) has sent me a message about an increase in seismisity since late July in the Manuʻa Islands of American Samoa (see map below). American Samoa is an unincorporated territory of the United States located in the South Pacific Ocean, southeast of the independent state of Samoa.

The earthquakes are likely associated with magmatic activity beneath the islands. The Observatory is trying to better understand the source and potential hazard implications of these ongoing earthquakes.

Volcanoes in American Samoa are similar to those in Hawaii, with the Pacific Plate moving to the northwest over the Samoa hotspot and building submarine volcanoes that eventually emerge from the ocean as islands. These islands are the tops of large basaltic shield volcanoes rising over 4,500 meters from the surrounding seafloor.

The Samoan hotspot is currently centered on Vailuluʻu seamount, which has had several historic eruptions. The Manuʻa Islands of Ofu, Olosega, and Ta‘ū, along with the main island of Tutuila, are all considered potentially active as they have erupted within the last 10,000 years.

Tutuila is the most populous island in American Samoa and is where the capital city of Pago Pago is located. The youngest dated eruption in American Samoa on land is on Tutuila and occurred approximately 1400–1700 years ago. However, numerous submarine eruptions have occurred more recently at volcanoes east of Tutuila.

The Manu‘a Islands, located about 100 km east of Tutuila, include Ofu, Olosega and Taʻū. Ofu and Olosega, separated by the narrow Asaga Straight. They are the tops of two shield volcanoes. Taʻū, the largest of the Manuʻa group, is a shield volcano with rift zones to the northeast and northwest. In 1866, a submarine eruption formed a cone between Taʻū and Olosega.

The Vailuluʻu seamount, the youngest Samoan volcano, is located about 40 km east of Taʻū. It is a submarine volcano with a summit about 600 m below sea level. Vailuluʻu has erupted multiple times over the past 50 years. During the past twenty years, a young cone has grown within the summit caldera.

Based on felt reports and historic activity, Taʻū and Vailuluʻu were identified as likely possible sources for the recent seismicity. It was initially difficult to confirm the source because, until a few days ago, there were no seismometers close enough to determine the distance to the source of the earthquakes. The latest data, obtained from rapidly deployed microseismometers, indicate that the source is closer to Taʻū than Olosega and not close to Vailuluʻu. The earthquake swarm is most likely due to magma movement beneath the volcanoes and not tectonic faulting.

It is unclear if this seismic unrest will escalate to a volcanic eruption. If an eruption does occur, it will most likely include slow-moving lava flows or low-level explosions that are localized to a small area. Other hazards could include volcanic gases, ground shaking, and local tsunami. An eruption like Hunga Tonga–Hunga Ha’apai in Tonga earlier this year is extremely unlikely as it is a different type of volcano. Volcanoes in Tonga erupt much more explosively than ones in American Samoa and Hawaii.

Source: USGS, HVO.

Source: USGS

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)