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Ages de glace et volcans // Ice ages and volcanoes

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

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

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

Source : Live Science.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Source: Live Science.

Dorsale-est-pacifique

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

Des volcans sous la glace de l’Antarctique // Volcanoes beneath the Antarctic ice sheet

drapeau francaisSelon une nouvelle étude présentée le 15 décembre dernier lors de la réunion annuelle de l’American Geophysical Union, des éruptions volcaniques ont percé à deux reprises une région reculée de l’inlandsis de l’Antarctique de l’Ouest dans les 50 000 dernières années. En effet, des couches distinctes de cendre de couleur marron dans une carotte de glace profonde sont la preuve de violentes explosions qui se sont produites il y a environ 22 470 et 45 381 années près du West Antarctic Ice Sheet (WAIS) Divide*. Toutefois, leur origine reste un mystère.
Les volcans actifs les plus proches qui se dressent au-dessus de la glace se trouvent à plus de 300 kilomètres de cette région. Certes, les éruptions de ces volcans ont envoyé de la cendre sur la zone du WAIS Divide, avec des éclats vitreux que l’on retrouve dans les couches les plus jeunes de la carotte de glace. Toutefois, les particules de cendre décrites dans la nouvelle étude sont constituées de blocs trop grossiers pour avoir parcouru de longues distances, même poussés par les vents tempétueux de l’Antarctique. Cette cendre est également chimiquement différente de celle émise par les volcans lointains.
Les éclats d’aspect grossier et vitreux emprisonnés dans la glace qui fait l’objet de l’étude sont typiques des éruptions phréatomagmatiques. Les scientifiques supposent que la source volcanique se trouve dans les profondeurs, à proximité du Divide, là où la couche de glace atteint plus de 3000 mètres d’épaisseur. Il y a trois volcans prisonniers de la glace sur une zone d’environ 200 km, et on pense que d’autres pourraient leur tenir compagnie. Les anomalies gravimétriques et magnétiques ont révélé neuf volcans sous-glaciaires potentiels à proximité du WAIS Divide.
De plus, les séismes laissent supposer que du magma continue à monter des profondeurs de la Terre sous un volcan sous-glaciaire, jusque-là inconnu, dans la Chaîne du Comité Exécutif de l’Antarctique Occidental, qui est sorti de la glace quand a débuté la crise sismique de 2010.  Certains scientifiques pensent que si un volcan entre en éruption sous la banquise, la fonte de la glace peut produire des millions de mètres cubes d’eau, avec un risque de déstabilisation des grands glaciers. Ce n’est qu’une hypothèse car tous les scientifiques ne sont pas d’accord sur les effets potentiels d’une éruption sous-glaciaire.
Une chose est sure : L’inlandsis de l’Antarctique occidental s’est formé sur et autour d’un grand nombre de volcans actifs. Par exemple, les carottes de glace ont montré que des volcans côtiers comme le  Mont Berlin, le Mont Takahe et le Mont Siple sont entrés en éruption une vingtaine de fois dans les 571 000 dernières années. Des études récentes ont révélé que l’activité géothermique a chauffé la partie inférieure de la banquise dans le voisinage de certains volcans recouverts de glace. Ainsi, sur le site de forage du West Antarctic Divide, les chercheurs ont extrait des carottes de glace révélant une histoire d’environ 70 000 années, mais pas 100 000 années comme on l’espérait, car la roche encaissante était plus chaude que prévu !
Source: Live Science.

A compléter avec mes notes du 21 novembre 2013 et du 15 juin 2014 sur ce même sujet.

*West Antarctic Ice Sheet (WAIS) Divide : Projet de carottage profond financé par la National Science Foundation. Son objectif est de recueillir une carotte de glace profonde susceptible de créer l’enregistrement le plus grand et le plus détaillé possible de l’effet de serre pour les 100 000 dernières années

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drapeau anglaisAccording to a new study presented on December 15th at the annual meeting of the American Geophysical Union, volcanoes pierced a remote part of the West Antarctic Ice Sheet twice in the last 50,000 years. Indeed, distinctive layers of brown ash in a deep ice core are evidence of violent volcanic explosions that occurred about 22,470 and 45,381 years ago, near the West Antarctic Ice Sheet (WAIS) Divide*. Their source, however, is a mystery.

The closest active volcanoes that rise above the ice are more than 300 kilometres away from this area. The eruptions from these volcanoes have sent ash over the West Antarctica Divide, leaving glassy shards embedded in younger layers of the ice core. However, the ash particles described in the new study are too blocky and coarse to travel long distances, even pushed by Antarctica’s blizzards. The ash is also chemically different from eruptions at the distant volcanoes.

The rough, glassy shards embedded in the ice of the study are typical of phreatomagmatic eruptions. Scientists suspect the volcanic source is buried close to the Divide, where the ice sheet is more than 3,000 metres thick. There are three volcanoes entombed in ice within about 200 km, and even more could be present.

Earthquakes suggest magma still rises beneath a previously unknown subglacial volcano in West Antarctica’s Executive Committee Range, which came out of the ice when shaking started in 2010. Gravity and magnetic anomalies revealed nine potential subglacial volcanoes near the WAIS Divide.

If a volcano erupts under the ice sheet, it could melt out millions of gallons of water, possibly destabilizing major glaciers. However, scientists don’t yet agree on the potential effects of a subglacial eruption.

The West Antarctic Ice Sheet grew up and around an abundance of active volcanoes. For instance, the coastal volcanoes Mount Berlin, Mount Takahe and Mount Siple have erupted some 20 times in the past 571,000 years, according to ash layers in ice cores. Geothermal activity has heated the bottom of the ice sheet in the vicinity of some ice-covered volcanoes, according to recent studies. For instance, at the West Antarctic Divide drilling site, researchers recovered about 70,000 years of ice, not 100,000 years as was expected, because the bedrock was hotter than they had assumed!

Source : Live Science.

See more information in my notes of November 21st 2013 and June 15th 2014.

*West Antarctic Ice Sheet (WAIS) Divide: A drilling project funded by the National Science whose aim is to extract a deep ice core likely to develop the most detailed record of greenhouse gases possible for the last 100,000 years.

carottes-blog

Les carottes de glace renferment les secrets de  l’histoire de notre planète. (Crédit photo: Wikipedia)