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Le risque volcanique en Califormie // Volcanic Hazards in California

Selon une un nouveau rapport de l’US Geological Survey (USGS), une éruption volcanique est possible en Californie dans un proche avenir et des centaines de milliers de personnes seraient alors en danger.
Le rapport de 50 pages, intitulé L’exposition de la Californie aux risques volcaniques, attribue un niveau de risque à huit volcans californiens: modéré, élevé et très élevé. La plupart de ces volcans sont situés dans la partie nord et centrale de l’Etat.
Selon le rapport, près de 200 000 personnes vivent, travaillent ou fréquentent quotidiennement les zones de risque volcanique en Californie, et il y a 16% de probabilité qu’une éruption se produise dans les 30 prochaines années. Les scientifiques basent leurs prévisions sur l’activité volcanique au cours des 3 000 dernières années.
On peut lire dans le rapport que parmi les huit zones volcaniques en Californie, il y a du magma sous au moins sept d’entre elles: Medicine Lake, le Mont Shasta, Lassen Peak, Clear Lake, Long Valley, Coso et Salton Buttes. Ces zones sont considérées comme des volcans actifs avec risque de séismes d’origine volcanique, d’émissions de gaz toxiques, des sources chaudes, des systèmes géothermaux et (ou) des mouvements du sol.
C’est autour du Mont Shasta, que le risque volcanique est le plus important pour la population car quelque 100 000 personnes fréquentent le secteur quotidiennement. Le niveau de menace est donc très élevé. Le rapport indique qu' »en moyenne 199 235 personnes vivent, travaillent ou traversent quotidiennement une zone de risque volcanique en Californie ».
La plupart des volcans actifs se trouvent dans le nord de la Californie. Le rapport avertit qu’une éruption dans un proche avenir aurait des effets négatifs considérables sur les ressources naturelles et les infrastructures vitales comme l’alimentation en eau, l’électricité, le gaz naturel, le transport terrestre et aérien et les réseaux de télécommunications. L’impact ne se limiterait pas à la population ; les cultures, le bétail et les animaux seraient également affectés. Les dégâts causés aux cultures telles que le foin et la luzerne auraient des conséquences sur l’industrie laitière. De plus, les retombées de cendre sur le fourrage entraînent souvent des problèmes du tube digestif chez le bétail. Une éruption en Nouvelle-Zélande a tué plus de 2 000 animaux qui paissaient dans des pâturages recouverts de cendre.

Voici une liste des zones volcaniques mentionnées dans le rapport, ainsi que les dernières éruptions, les villes à proximité et le niveau de risque :

Medicine Lake: L’éruption la plus récente a eu lieu il y a 950 ans. Villes à proximité: Malin, Merrill, Tulelake, Klamath Falls (Oregon). Niveau de risque: Elevé.

Mont Shasta: La plus récente éruption remonte à 200-300 ans. Villes à proximité: Weed, Mount Shasta, Edgewood, Dunsmuir. Niveau de risque: Très élevé.

Lassen Peak: La dernière éruption a eu lieu entre 1914 et 1917. Villes à proximité: Mineral, Viola. Niveau de risque: Très élevé.

Clear Lake: La plus récente éruption a eu lieu il y a environ 10 000 ans. Villes à proximité : Clearlake, Kelseyville, Lakeport, Lucerne. Niveau de risque: Elevé.

Coso: La plus récente éruption a eu lieu il y a 40 000 ans. Villes à proximité: Olancha, Pearsonville. Niveau de risque: Modéré.

Long Valley: La plus récente éruption remonte à 16 000-17 000 ans. Villes à proximité: Mammoth Lakes. Niveau de risque: Très élevé.

Salton Buttes: Dernière éruption: il y a environ 1 800 ans. Villes à proximité: Westmorland, Calipatrica, Niland, Brawley. Niveau de risque: Elevé.
 
L’USGS conclut le rapport avec un avertissement à la population la plus exposée. Les habitants doivent se tenir informés des itinéraires d’évacuation, disposer de provisions suffisantes pour deux semaines et mettre au point un plan permettant aux familles de se réunir en cas de séparation.
Source: Presse californienne.

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According to a new study from the The U.S. Geological Survey (USGS), a volcanic eruption might occur in California in the near future and hundreds of thousands of people are in harm’s way.

The 50-page report, entitled California’s Exposure to Volcanic Hazards, assigns threat levels to eight volcanoes in California — moderate, high, and very high. Most of them are located in the northern and central part of the state.

According to the report, nearly 200,000 people live, work or pass through California’s volcanic hazard zones on a daily basis, and there is a 16 percent probability of an eruption in the next 30 years. The scientists base the prediction on the amount of volcanism over the last 3,000 years.

One can read in the report that “of the eight volcanic areas that exist in California, molten rock resides beneath at least seven of these: Medicine Lake volcano, Mount Shasta, Lassen Volcanic Center, Clear Lake volcanic field, the Long Valley volcanic region, Coso volcanic field, and Salton Buttes.” These areas are therefore considered active volcanoes producing volcanic earthquakes, toxic gas emissions, hot springs, geothermal systems, and (or) ground movement.

Mount Shasta has the largest population in harm’s way, with a daily population of more than 100,000. The threat level there is very high. The report indicates that “an average of 199,235 people live, work, or pass through a California volcanic hazard zone on a daily basis.”  .

Most of the active volcanoes lie in Northern California. The report warns a future eruption would have far-reaching adverse impacts on natural resources and infrastructure vital to the state’s water, power, natural gas, ground and air transportation and telecommunication systems. The impact would be not only on humans, but crops, livestock and animals, as well. Damage to crops such as hay and alfalfa would impact the state’s dairy industry. Ash fall on forage most commonly results in digestive tract problems in livestock. An eruption in New Zealand killed more than 2,000 animals that grazed on pastures covered by ash.

Here is a list of the areas in the report, along with the most recent eruption, nearby towns and threat potential, according to the USGS.

Medicine Lake Volcano: The most recent eruption was 950 years ago. Nearby towns: Malin, Merrill, Tulelake, Klamath Falls (OR).Threat Potential: High

Mount Shasta: Its most recent eruption was 200-300 years ago. Nearby towns: Weed, Mount Shasta, Edgewood, Dunsmuir. Threat Potential: Very High

Lassen Volcanic Center: The most recent eruption occurred between 1914 and 1917. Nearby towns: Mineral, Viola. Threat Potential: Very High

Clear Lake volcanic field:  The most recent eruption took place about 10,000 years ago. Nearby towns: Clearlake, Kelseyville, Lakeport, Lucerne. Threat Potential: High

Coso volcanic field: The most recent eruption occurred 40,000 years ago. Nearby towns: Olancha, Pearsonville. Threat Potential: Moderate

Long Valley Caldera volcanic region: The most recent eruption was 16,000-17,000 years ago. Nearby towns: Mammoth Lakes. Threat Potential: Very High

Salton Buttes: Most recent eruption: about 1,800 years ago. Nearby towns: Westmorland, Calipatrica, Niland, Brawley. Threat Potential: High

USGS concludes the report with a warning to residents who are exposed to the greatest risk. They should be aware of evacuation routes, have emergency provisions on hand sufficient for 2 weeks, and devise a plan for families to reunite in the event they are separated.

Source: Californian newspapers.

Dernière éruption de Lassen Peak (Source: USGS)

Lassen Peak aujourd’hui (Photo: C. Grandpey)

Mont Shasta (Photo: C. Grandpey)

 

Le magma de Long Valley (Californie) avant la super éruption // Long Valley’s magma (California) before the super eruption

Long Valley, en Californie, à proximité du  Parc National de Yosemite, est un supervolcan qui est entré en éruption il y a environ 765 000 ans. En une semaine, 760 kilomètres cubes de lave et de cendre ont été émis par le volcan. Cette cendre a probablement refroidi la planète en faisant obstacle aux rayons du soleil, avant de recouvrir toute la partie occidentale de l’Amérique du Nord. Aujourd’hui, de nombreux géologues visitent des sites comme Long Valley avec l’espoir de comprendre pourquoi les super éruptions se déclenchent et, au bout du compte, où et quand elles sont susceptibles de se produire à nouveau.
Un rapport publié au début du mois de novembre dans les Proceedings of the National Academy of Sciences par des chercheurs de l’Université du Wisconsin montre que le vaste réservoir magmatique sous Long Valley était beaucoup moins chaud avant l’éruption qu’on ne le pensait jusqu’à présent. Leur étude laisse supposer que des erreurs d’interprétation ont été commises. Selon l’un des auteurs de l’étude, un géologue au Georgia Institute of Technology, « l’image traditionnelle des volcans alimentés par des réservoirs magmatiques dans la croûte n’est pas la meilleure façon d’interpréter les processus physiques ». Selon lui, la plupart des scientifiques pensent que les chambres magmatiques se trouvent «dans un état plutôt calme, à basse température, et relativement stable pendant la plus grande partie de leur vie». Malheureusement, cela signifie que les scientifiques ne sont pas en mesure de les analyser correctement avec les outils mis à leur disposition.

L’idée reçue est que l’on a affaire à un gros réservoir de roche fondue qui stagne pendant une longue période dans la croûte. La nouvelle hypothèse est que le magma reste stocké pendant une longue période dans un état cristallin stable, à basse température, et incapable de produire une éruption. Ce système inerte a besoin d’un énorme apport de chaleur pour déclencher une éruption. En conséquence, la cause principale de l’éruption doit être une ascension rapide d’une quantité importante de roche plus chaude en provenance des profondeurs. Au lieu d’un réservoir de roche en fusion sur une longue durée, les cristaux de roche solidifiée ont été incorporés peu de temps avant l’éruption de Long Valley. Ainsi, les conditions de fusion n’ont probablement duré que quelques décennies, au plus quelques siècles.
Les conclusions de la nouvelle étude s’appuient sur une analyse détaillée des isotopes d’argon de 49 cristaux recueillis à Bishop Tuff, un dépôt de cendre fossilisée, émise lors de la formation de la caldeira de Long Valley. L’argon, produit par la désintégration radioactive du potassium, s’échappe rapidement des cristaux à haute température ; donc, si le réservoir magmatique contenant ces cristaux avait été uniformément chaud avant l’éruption, l’argon ne se serait pas accumulé, et les dates des 49 cristaux auraient été identiques.
En utilisant un nouveau spectromètre de masse de haute précision dans le laboratoire de géochronologie de l’Université de Wisconsin-Madison, les dates obtenues par l’équipe de chercheurs s’étendent sur 16 000 ans, indiquant la présence d’argon qui s’était formé bien avant l’éruption. Cela indique des conditions de basse température avant la méga éruption.
Le nouveau spectromètre de masse de haute précision est plus sensible que ses prédécesseurs, ce qui lui permet de mesurer un plus petit volume de gaz avec une plus grande précision. Lorsque les chercheurs ont examiné plus en détail les monocristaux, il est apparu que certains d’entre eux devaient provenir d’un magma complètement solidifié. Il est apparu également que près de la moitié des cristaux ont commencé à se cristalliser quelques milliers d’années avant l’éruption, indiquant des températures plus basses. Pour obtenir l’âge réel de l’éruption, il faut prendre en compte la dispersion des dates. Les plus jeunes cristaux montrent la date de l’éruption.
Ces résultats ont une signification au-delà de la volcanologie car les cendres de Long Valley et d’autres super éruptions sont fréquemment utilisées pour la datation. Une meilleure compréhension du processus pré éruptif pourrait conduire à une meilleure prévision du comportement des volcans.
Cependant, certains chercheurs remarquent que cette étude ne permettra pas de faire avancer la prévision volcanique. Elle ne fait que souligner le fait que nous ne comprenons pas ce qui se passe dans les systèmes magmatiques au cours de la période de 10 à 1000 ans qui précède une grande éruption. De plus, comme chaque volcan a son propre processus éruptif, les conclusions tirées de l’éruption de Long Valley ne sauraient être généralisées à tous les supervolcans du monde entier.
Source: Université du Wisconsin à Madison.

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Long Valley, California, is a supervolcano located neat Yosemite National Park, which erupted about 765,000 years ago. Within one week, 760 cubic kilometres of lava and ash were emitted by the volcano. The ash likely cooled the planet by shielding the sun, before settling across the western half of North America. Today, many geologists visit places like Long Valley with the hope to understand why super-eruptions happen, and ultimately to understand where and when they are likely to occur again.

A report published early in November in the Proceedings of the National Academy of Sciences by University of Wisconsin researchers shows that the giant body of magma at Long Valley was much cooler before the eruption than previously thought. The paper suggests we may be thinking about volcanoes and their eruptions in the wrong way. « The historical view of volcanoes as fed by basically these tanks of magma in the crust isn’t really a useful way to think about the physical processes, » said first author of the study, a geologist at the Georgia Institute of Technology. He added that scientists are realizing that underground magma chambers are « in a pretty calm, pretty cool, more or less unremarkable state for most of their lifetime. » Unfortunately, that means they don’t show up very well with the tools scientists have to monitor magma underground.

The older view was that there was a long period with a big tank of molten rock in the crust. A new view is that magma is stored for a long period in a state that is locked, cool, crystalline, and unable to produce an eruption. That dormant system needs a huge infusion of heat to erupt. Thus, the main cause of the eruption must be a quick rise of much hotter rock from deep below. Instead of a long-lasting pool of molten rock, the crystals from solidified rock were incorporated shortly before the eruption of Long Valley. So the molten conditions likely lasted only a few decades, at most a few centuries.

The new results are rooted in a detailed analysis of argon isotopes in 49 crystals from the Bishop Tuff, a fossilized ash deposit released when the Long Valley Caldera formed. Argon, produced by the radioactive decay of potassium, quickly escapes from hot crystals, so if the magma body that contained these crystals was uniformly hot before eruption, argon would not accumulate, and the dates for all 49 crystals should be the same.

Using a new, high-precision mass spectrometer in the Geochronology Lab at University of Wisconsin-Madison, the research group’s dates spanned a 16,000 year range, indicating the presence of some argon that formed long before the eruption. That points to unexpectedly cool conditions before the giant eruption.

The new, high-precision mass spectrometer is more sensitive than its predecessors, so it can measure a smaller volume of gas with higher precision. When the researchers looked in greater detail at single crystals, it became clear some must have been derived from magma that had completely solidified. It appeared that about half of the crystals began to crystallize a few thousand years before the eruption, indicating cooler conditions. To get the true eruption age, one needs to see the dispersion of dates. The youngest crystals show the date of eruption.

The results have meaning beyond volcanology, however, as ash from Long Valley and other giant eruptions is commonly used for dating. A better understanding of the pre-eruption process could lead to better volcano forecasting.

However, some researchers notice that this study does not point to prediction in any concrete way. It only points to the fact that we do not understand what is going on in these systems, in the period of 10 to 1,000 years that precedes a large eruption. Besides, as each volcano has its own erupting process, the conclusions about Long Valley should not be extended to all supervolcanoes around the world.

Source: University of Wisconsin at Madison.

Source: USGS

Etude géologique aérienne de Long valley (Californie / Etats Unis)

Située sur le versant oriental de la Sierra Nevada en Californie, Long Valley est une région volcanique où l’on peut observer des sources géothermales et où l’on enregistre de fréquents séismes, preuves que le magma continue à s’agiter sous la surface de la Terre.

L’un des sites les plus connus est la Mammoth Mountain qui s’est édifiée entre 220 000 et 50 000 ans avant notre ère. L’éruption la plus récente a eu lieu il y a quelque 250 ans avec la formation de Paoha Island dans le Lac Mono.

Tout comme Yellowstone, la zone volcanique de Long Valley est susceptible de se réveiller et demande donc une surveillance étroite de la part de l’USGS. Au début des années 1980, un essaim sismique a déclenché un mouvement de panique autour des Mammoth Lakes et une route d’évacuation a même été construite.

Afin  de mieux contrôler les risques géologiques de la région, les scientifiques de l’USGS vont procéder à une étude aérienne des couches rocheuses sous le Mono Basin et Long Valley afin d’en étudier les propriétés magnétiques. En effet, les roches volcaniques sont riches en minéraux ferreux dont les signatures magnétiques peuvent être détectées de manière efficace depuis les airs. Cela permettra d’établir une carte géologique en 3D du sous-sol de la région et d’avoir une meilleure idée des risques volcaniques et sismiques. Cette carte sera mise à la disposition du public via le site Internet de l’USGS California Volcano Observatory.

Les vols des hélicoptères s’effectueront de jour sur une période de deux semaines. Les appareils seront dotés de magnétomètres capables de détecter les plus infimes variations du champ magnétique. Comme les roches ne renferment pas toutes la même quantité de minéraux magnétiques, la carte permettra une visualisation de la structure géologique du sous-sol, y compris la présence de failles et d’intrusions magmatiques.

S’agissant des risques volcaniques, un réseau de capteurs a été mis en place dans les années 1980 afin de déceler les moindres mouvements du sol ainsi que les variations dans les émissions gazeuses. S’ajoutant aux données sismiques, ce réseau permet un bon contrôle de l’activité dans la région. La population serait informée très rapidement en cas de problème.

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Site de Hot Creek à Long valley (Photo: C. Grandpey)