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Complexité du basalte des arcs volcaniques // Complexity of basalt in volcanic arcs

drapeau-francaisLes dernières recherches effectuées par des chercheurs de l’Université de Washington et publiées en juin 2016 dans les Proceedings of the National Academy of Sciences au sujet des volcans d’arc montrent qu’ils n’émettent pas à cent pour cent de la lave en provenance du manteau. En effet, cette dernière contient également des éléments qui laissent supposer que le processus de subduction fait entrer en jeu certains matériaux retirés à la plaque de la croûte terrestre pendant qu’elle s’enfonce dans les profondeurs.
Les géologues ont longtemps pensé que le basalte provenait du manteau. Toutefois, la nouvelle étude utilise une analyse chimique détaillée pour démontrer que, dans le cadre des volcans d’arc, le magnésium du basalte – qui représente environ 40% du manteau, mais est rare dans la croûte – ne ressemble pas à celui du manteau et montre une importante contribution de la croûte. Alors que les basaltes du plancher océanique sont uniformes dans le type de magnésium qu’ils contiennent, il n’en va pas de même pour les volcans d’arc.
L’étude a utilisé des échantillons de roches prélevés sur un volcan inactif de la Martinique, région où la plaque océanique s’enfonce lentement sous la plaque continentale. Les chercheurs ont choisi d’étudier un volcan des Caraïbes parce que le fleuve Amazone fait se déposer une énorme quantité de sédiments sur le plancher océanique. Les scientifiques voulaient savoir quelle quantité de sédiments de surface, riches en carbone, était entraînée dans les profondeurs de la Terre, et quelle quantité était extirpée de la plaque descendante avant de réapparaître dans l’atmosphère de la planète.
L’analyse des atomes de magnésium présents dans le basalte émis montre qu’ils ne proviennent pas du manteau, ni des sédiments organiques entraînés pendant la subduction, mais directement de la croûte océanique pendant cette même subduction. Malgré tout, ce basalte volcanique ne contient pas tous les composants de la croûte. La majeure partie montre la composition du manteau; la seule différence concerne le magnésium. Il se pourrait que dans les grandes profondeurs, l’eau riche en magnésium s’échappe par compression de la roche qui compose la croûte terrestre. Au moment du déplacement du fluide, la roche qui l’entoure joue le rôle de filtre Brita qui retient le magnésium, transférant ainsi les particules de magnésium de la croûte vers le manteau juste en dessous de la zone de subduction. La plupart des scientifiques pensent que les matériaux de la croûte ou du manteau interviennent sous forme solide. Dans le cas présent, il se peut que le magnésium ait été ajouté par un fluide.
Les fluides semblent intervenir dans l’activité sismique au niveau des zones de subduction, et si l’on connaît mieux la façon dont ces fluides se déplacent dans les profondeurs de la Terre on comprendra certainement mieux les processus tels que le volcanisme et la sismicité profonde. A cet effet, d’autres études seront effectuées sur des roches basaltiques de la Chaîne des Cascades et sur d’autres volcans d’arc pour analyser la composition de leur magnésium.
Source: Université de Washington.

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drapeau-anglaisNew University of Washington research published in June 2016 in the Proceedings of the National Academy of Sciences about arc volcanoes shows that they are not just emitting molten rock from the mantle. The emitted lava also contains elements that suggest something more complicated is drawing material out of the descending plate of Earth’s crust.

Geologists have long believed that basalt originates in the mantle. However, the new study uses detailed chemical analysis to find that the basalt’s magnesium, which makes up about 40 percent of the mantle but is rare in the crust, does not look like that of the mantle, and shows a surprisingly large contribution from the crust.  While the ocean-floor basalts are uniform in the type of magnesium they contain, the one found in arc volcanoes is not.

The study used rock samples from an inactive volcano on the Caribbean island of Martinique, a region where the ocean plate is slowly subducting, beneath the continental plate. Researchers chose to study a volcano in the Caribbean partly because the Amazon River carries so much sediment from the rainforest to the seabed. Scientists wanted to learn how much of the carbon-rich sediment from the surface gets carried deep in the Earth, and how much gets scraped off from the descending plate and reemerges into the planet’s atmosphere.

Analyzing the weight of magnesium atoms in the erupted basalt shows that they came not from the mantle, nor from the organic sediment scraped off during the slide, but directly from the descending oceanic crust. Yet the volcanic basalt lacks other components of the crust. The majority of the other ingredients are still like the mantle; the only difference is the magnesium. The reason might be that at great depths, magnesium-rich water is squeezed from the rock that makes up Earth’s crust. As the fluid travels, the surrounding rock acts like a Brita filter that picks up the magnesium, transferring magnesium particles from the crust to the mantle just below the subduction zone. Most people think you add either crustal or mantle materials as a solid. Here the magnesium may have been added by a fluid.

Fluids seem to play a role in seismic activity at subduction zones, and having more clues to how those fluids travel deep in the Earth could help better understand processes such as volcanism and deep earthquakes. For this purpose, more studies will be performed on basalt rocks from the Cascade Range and other arc volcanoes to analyze their magnesium composition.

Source: University of Washington.

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Illustration du processus de subduction dans le volcanisme d’arc (Source: USGS)

Les éruptions du Mauna Loa et la Route 11 ( 1868-1950) // Mauna Loa eruptions and Highway 11 (1868-1950)

drapeau-francaisSur la Grande Ile d’Hawaii, la Route 11 (Highway 11) a beaucoup de circulation car elle est empruntée par tous ceux qui voyagent entre l’est et l’ouest Big Island. Cette route serait rapidement menacée si une éruption devait se déclencher sur la SouthWest Rift Zone (SWRZ), zone de fractures qui tranche le versant sud-ouest du Mauna Loa. Quand on conduit sur cette route dans la partie sud-ouest de Big Island, on remarque d’anciennes coulées de lave de part et d’autre de la chaussée.
Au cours des 148 dernières années, les éruptions à partir de la SWRZ du Mauna Loa ont généré des coulées de lave qui ont traversé la route à six reprises en 1868, 1887, 1907, 1919, 1926 et 1950. Certains de ces éruptions ont bloqué la circulation en plusieurs endroits pendant des semaines, voire encore plus longtemps.

On peut voir la coulée de lave de 1868 depuis la Route 11 entre les bornes 70 et 72, juste à l’ouest de l’intersection avec la South Point Road. Cette coulée de lave faisait partie d’une série d’événements qui avaient commencé le 27 mars 1868 avec une brève éruption sommitale du Mauna Loa.
Le 2 avril 1868, le séisme le plus puissant jamais enregistré à ce jour à Hawaii, avec une magnitude estimée à M 7,9, a causé d’importants dégâts dans la région. Il a également déclenché plusieurs glissements de terrain, avec une coulée de boue qui a tué 31 agriculteurs et généré un tsunami qui a balayé les côtes de Ka’u et Puna, tuant au passage 41 autres personnes.
Le 7 avril 1868, une grosse éruption a commencé dans la partie inférieure de la SWRZ. La lave émise par une fracture dévala la pente sur une distance d’environ 16 km qu’elle couvrit en trois heures. Les habitants ont fui leurs maisons, mais 37 structures ont été détruites dans le district de Ka’u. L’éruption a pris fin le 11 avril 1868.
En continuant la Route 11 vers l’ouest, on peut voir la coulée de lave de 1887 entre les bornes 73 et 74. L’éruption a commencé le 16 janvier, avec une brève émission de lave au sommet du Mauna Loa. Deux jours plus tard, des fractures se sont ouvertes sur la SWRZ, juste au-dessus des Hawaiian Ocean View Estates (qui n’existaient pas encore à l’époque) et une coulée de lave a’a a parcouru 24 km en quelque 24 heures, avant d’atteindre l’océan. L’éruption, s’est accompagnée de séismes fréquents et parfois forts, a pris fin le 2 février 1868.
La coulée de lave de 1907 a traversé la Government Road (l’ancêtre de la Highway 11) en deux endroits à proximité des bornes 75 et 78-79. L’éruption a commencé juste après minuit le 10 janvier 1907. La lave, émise une nouvelle fois par une bouche sur la SWRZ, s’est rapidement divisée en deux branches, pahoehoe au début, puis a’a, avec jusqu’à 9 mètres d’épaisseur. En trois jours, les deux branches ont traversé la route où elles ont brûlé des poteaux téléphoniques, coupant toute communication, et bloqué la circulation. La coulée de 1907 n’a pas atteint l’océan. L’éruption a duré environ 2 semaines.

Le 26 septembre 1919, une bouche s’est ouverte dans la partie supérieure de la SWRZ et a laissé échapper de la lave pendant quelques heures. Trois jours plus tard, une nouvelle fracture plus en aval sur la zone de rift a fait jaillir des fontaines de lave de120 mètres de hauteur et a envoyé une rivière de lave sur les pentes boisées du volcan. Pendant environ 20 heures, une coulée a’a de plusieurs centaines de mètres de large a traversé la Government Road (l’ancêtre de la Highway 11) et recouvert le petit village de Alika. On peut voir cette coulée aujourd’hui sur la Route 11, entre les bornes 90 et 91. La coulée de lave de 1919 de lave a parcouru 18 km en environ 24 heures. Elle a atteint l’océan où elle s’est déversée pendant 10 jours. L’éruption déclina ensuite lentement jusqu’à son terme le 5 novembre.
L’éruption de 1926 a commencé le 10 avril au sommet du Mauna Loa, mais des fractures ont bientôt migré vers la SWRZ. Le 14 avril, trois bouches ont envoyé d’énormes coulées de lave a’a vers l’aval.  Deux jours plus tard, la coulée principale traversait la route. Cette coulée est visible aujourd’hui le long de la Route 11, au niveau des bornes 87 et 88. La coulée de 1926 s’est épaissie et élargie avant de traverser la route en se dirigeant vers la mer. Le 18 avril un front de lave a’a de 9-12 mètres de haut et de 455-610 mètres de large a’a a traversé le village de Ho`ōpūloa. La destruction a été progressive, mais totale. L’éruption a pris fin le 26 avril.
Après l’éruption de 1926, la SWRZ du Mauna Loa est restée calme pendant 24 ans. Cette période de repos a pris fin en 1950 avec l’une des plus grandes éruptions historiques du volcan.
Le 1er juin 1950, une fracture longue de 2,4 km a donné naissance, vers 21 heures, à une éruption dans la partie haute de la SWRZ. Quelques minutes plus tard, on pouvait entendre le rugissement des fontaines de lave depuis la Route 11, jusqu’à 24 km de distance. Des coulées de lave bien alimentées ont dévalé la pente ouest du volcan, d’autant plus que les fractures se sont étirées encore davantage le long de la zone de rift. En moins de deux heures, la première de ces coulées a traversé la route et a recouvert le village de Pahoehoe. Tous les villageois ont pu s’échapper, certains de justesse, avec seulement leurs vêtements sur le dos. Trente-cinq minutes plus tard, la coulée entrait dans l’océan, créant un nuage de vapeur qui est monté jusqu’à 3 km de hauteur. Il est à noter que, entre la bouche éruptive et la mer, cette imposante coulée de lave a’a a parcouru une distance de 21 km en seulement 3 heures. Deux autres coulées au sud de la première ont atteint l’océan respectivement en 14 et 18 heures.
Avant de se terminer le 23 juin, l’éruption de 1950 a détruit une vingtaine de structures et a coupé la Route 11 en trois endroits (aujourd’hui visibles entre les bornes 92 et 98).

Comme je l’ai indiqué au début de cette note, si une coulée de lave en provenance de la South-West Rift Zone du Mauna Loa traversait la Route 11 aujourd’hui, la vie de milliers de personnes seraient affectée de manière significative, même si elles ne vivent pas à proximité immédiate des coulées. Dans le meilleur des cas, les trajets à partir et à destination des maisons d’habitation, des écoles et des lieux de travail seraient perturbés. Si l’éruption prenait une grande ampleur, les pertes matérielles et les dégâts causés à cette partie de Big Island pourraient être considérables.

Source: HVO / USGS.

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drapeau-anglaisAs I put it before, Highway 11, the busy roadway used by both residents and visitors to travel between West and East Hawaii, would be under threat if an eruption started from Mauna Loa’s SouthWest Rift Zone (SWRZ). If you drive along this road in the southwestern part of Hawaii Big Island, you can notice the lava flows alongside the highway.

In the past 148 years, Mauna Loa Southwest Rift Zone eruptions have sent lava flows across the main road six times—in 1868, 1887, 1907, 1919, 1926, and 1950. Some of these eruptions blocked the traffic in several places for weeks or longer.

The 1868 lava flow is visible from Highway 11 at mile-markers 70–72, just west of the South Point Road intersection. This lava flow was part of a series of events that started on March 27th with a brief Mauna Loa summit eruption.

Then, on April 2, 1868, the strongest earthquake known so far in Hawaii, with an estimated magnitude of M 7.9, caused a lot of material damage throughout the district. It also triggered multiple landslides, with a mud flow that killed 31 Hawaiian farmers, and generated a tsunami that swept the Ka‘ū and Puna coastlines and killed another 41 people.

On April 7th, 1868, a voluminous eruption began low on Mauna Loa’s Southwest Rift Zone. Lava gushed from a fissure and quickly advanced downslope, covering a distance of about 16 km in about three hours. Area residents fled their homes and escaped, but 37 buildings in Ka‘ū were destroyed. The eruption ended on April 11th, 1868.

Continuing west on Highway 11, near mile-markers 73–74, you can see the 1887 lava flow. The eruption started on January 16th, when lava briefly broke out at the summit of Mauna Loa. Two days later, fissures on the volcano’s Southwest Rift Zone, just above today’s Hawaiian Ocean View Estates, erupted an a’a lava flow that advanced 24 km to the ocean in about a day. The eruption, which was accompanied by frequent and sometimes strong earthquakes, came to an end on February 2nd, 1868.

The 1907 lava flow crossed the government road (predecessor of Highway 11) in two places—near today’s mile-markers 75 and 78–79. The eruption began just after midnight on January 10th. Lava spewing from a vent on the SWRZ quickly split into two branches, changing from pahoehoe to a’a flows, up to 9 metres thick. Within three days, both branches had crossed the government road, where they burned telephone poles, cutting off all communication, and blocked traffic. The 1907 flow did not reach the ocean. The eruption lasted about 2 weeks.

On September 26th 1919, a vent high on Mauna Loa’s Southwest Rift Zone erupted for just a few hours. Three days later, a breakout lower on the rift zone erupted fountains of lava up to120 metres high and sent a river of lava down the volcano’s forested slopes. Within about 20 hours, an ‘a‘ā flow several hundred metres wide crossed the government road (predecessor of Highway 11), burying the small village of Alika. This flow can be seen today at Highway 11, between mile markers 90 and 91. The 1919 lava flow advanced 18 km in about 24 hours and reached the sea where it poured into the ocean for 10 days. The eruption then slowly waned until November 5th when it came to an end.

The 1926 eruption began on April 10th at the summit of Mauna Loa, but fissures soon migrated down the volcano’s Southwest Rift Zone. By April 14th, three main vents were sending huge a’a flows downslope. Two days later, the main flow crossed the road. This flow is visible today along Highway 11, at mile markers 87 and 88. The 1926 flow thickened and widened as it rapidly advanced beyond the road toward the sea. On April 18th, a 9–12-metre-high and 455–610-metre wide a’a flow advanced through the Ho`ōpūloa village. The destruction was gradual, but complete. The eruption ended on April 26th.

After the 1926 eruption, Mauna Loa’s Southwest Rift Zone was quiet for 24 years. That ended in 1950 with one of the volcano’s largest historical eruptions.

On June 1st, 1950, a 2.4-km-long fissure began erupting high on Mauna Loa’s Southwest Rift Zone around 9:00 p.m. Minutes later, the roar of lava fountains could be heard from Highway 11, up to 24 km away. Floods of lava streamed downslope from the rift zone. As the fissure extended farther down the rift zone, several flows raced down the west flank of the volcano. Within about two hours, the first of these flows crossed the highway and inundated the village of Pahoehoe. All villagers reached safety, but for some, who escaped with only the clothes on their backs, it was a close call. Thirty-five minutes later, the flow entered the ocean, creating a steam cloud that rose 3,000 metres into the air. It’s noteworthy that, from vent to sea, this massive a’a flow travelled a distance of 21 km in only about 3 hours. Two additional flows south of the first one reached the ocean in about 14 and 18 hours.

Before ending on June 23rd, the 1950 eruption destroyed nearly two dozen structures and cut Highway 11 in three places (visible today between mile markers 92 and 98).

If a Mauna Loa Southwest Rift Zone lava flow crossed Highway 11 today, the lives of thousands of residents would be significantly impacted, even if they do not live in the immediate path of the flow. At the very least, travel to homes, schools, and workplaces would be disrupted. If the eruption became a large-scale event, the damage would be far more serious.

Source: HVO / USGS.

PowerPoint Presentation

Eruptions sur la SWRZ et leur impact sur la Route 11 (Source: USGS)

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Coulée sur le versant SO du Mauna Loa

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Système d’alerte en cas d’éruption.

(Photos: C. Grandpey)

Hawaii: La lave bientôt de nouveau dans l’océan? // Will lava soon reach again the ocean?

drapeau-francaisPlus de deux semaines après le 24 mai, jour où deux nouvelles coulées de lave sont apparues sur les flancs du Pu’uO’o, il semble que la situation soit en train d’évoluer. En effet, seule la coulée sur le versant est du cône est actuellement active, ce qui laisse supposer que la lave a pris la direction de la côte. Dans le même temps, la coulée du 27juin, apparue il y a presque deux ans, ne montre plus d’activité et il se pourrait bien qu’elle ait cessé de vivre. Cela voudarit dire que seule la coulée sur le flanc E du Pu’uO’o évacue la lave. Le 8 juin, les dernières observations effectuées sur le terrain par le HVO ont révélé que cette coulée avait parcouru 3,3 km et qu’elle se trouvait, à vol d’oiseau, à environ 6,5 km de l’océan. Elle avait fait la moitié du chemin pour atteindre le sommet du Pulama Pali, la longue pente qui la conduirait vers la mer. Si elle continue de progresser comme elle le fait actuellement, elle traversera à nouveau les Royal Gardens avant d’atteindre le rivage.Ce n’est toutefois qu’une hypothèse et la partie est loin d’être gagnée. Il faudra peut-être plusieurs semaines, voire plusieurs mois, pour que le spectacle soit visible depuis Kalapana ou d’autres points d’observation mis en place par le Parc des Volcans.

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drapeau-anglaisMore than two weeks after May 24th, when new breakouts appeared on the flanks of Pu’uO’o, it seems the situation is developing in a different way. Indeed, only the breakout on the cone’s east flank is visibly active, suggesting that lava will be funneled toward the coastline. Meantime, the nearly 2-year-old June 27 flow is currently inactive and may have ceased to live. On June 8th, HVO’s latest on-the-field observations revealed that the 3.3-km-long flow on the east flank of Pu’uO’owas about 6.5 km from the coastline as the crow flies and about halfway to the top of Pulama pali. Assuming lava keeps flowing as it does at the moment, its path likely will take it back down roughly through Royal Gardens and it will eventually reach the ocean.However, the process might takes weeks or months.
If the flow continues to head to the coast, it could once again be visible at night from a safe distance at Kalapana or Hawaii Volcanoes National Park viewpoints.

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Photo: C. Grandpey.

Volcans du Kamchatka (Russie) // Kamchatka volcanoes (Russia)

drapeau-francaisLa couleur de l’alerte aérienne est actuellement maintenue à l’Orange sur trois volcans du Kamchatka.

On continue à observer une activité modérée sur l’Alaid dans les Iles Kouriles. Les images satellites montrent une anomalie thermique sur le volcan.

L’extrusion de lave continue dans la partie nord du dôme du Sheveluch. Elle s’accompagne d’une forte activité fumerollienne, d’une incandescence du dôme, d’explosions de cendre, et de coulées pyroclastiques. Les images satellites montrent une anomalie thermique intense sur le dôme.

L’activité strombolienne continue sur le Klyuchevskoy. Les données satellitaires et les images vidéo montrent une coulée de lave qui avance sur le flanc SE, le long de la ravine Apakhonchich. Les images satellites montrent également une anomalie thermique intense sur le volcan.

Source: KVERT.

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drapeau-anglaisThe aviation colour code is currently kept at Orange on three Kamchatka volcanoes.

Moderate activity continues at Alaid (Kutil Islands). Satellite images show a thermal anomaly over the volcano.

Lava-dome extrusion continues on Sheveluch’s N flank. It is accompanied by strong fumarolic activity, dome incandescence, ash explosions, and hot avalanches. Satellite images show an intense thermal anomaly over the dome.

Strombolian activity continues at Klyuchevskoy. Satellite and video data show a lava flow effusing on the SE flank, down the Apakhonchich drainage. Satellite images also show an intense thermal anomaly over the volcano. The aviation colour code remains at Orange.

Source: KVERT.

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Eruption typique du Sheveluch en février 2016

Crédit photo:Y. Demanyanchuk / KVERT