Étiquette : magma

La source magmatique du Mauna Loa et du Kilauea (Hawaï) // The magma source of Mauna Loa and Kilauea (Hawaii)

En utilisant près de 200 années d’archives sur la chimie de la lave du Kilauea et du Mauna Loa, des scientifiques de l’Université d’Hawaï à Manoa et leurs collègues ont montré que les deux volcans les plus actifs d’Hawaï partagent une source magmatique commune au sein du panache mantellique hawaïen. Leur étude a été publiée dans le Journal of Petrology.
On pensait autrefois que la composition chimique distincte des laves du Kilauea et du Mauna Loa correspondait à des conduits d’alimentation magmatique complètement distincts depuis leur source dans le manteau jusqu’à la surface. Cependant, les dernières études montrent que c’est inexact. La matière en fusion provenant d’une source commune dans le manteau au sein du panache hawaïen peut alimenter alternativement le Kilauea ou le Mauna Loa sur une échelle de temps de plusieurs décennies.
Les chercheurs ont obtenu sur le long terme un modèle d’activité éruptive alternée entre le Kilauea et le Mauna Loa en analysant près de deux siècles de données sur la chimie de la lave. Les données indiquent que lorsqu’un volcan connaît une période prolongée d’activité, l’autre a tendance à rester en sommeil. Ce schéma semble lié à des changements dans le transport du magma en provenance de la source commune sous l’archipel hawaïen.
Le Mauna Loa est entré en éruption en 2022 après sa plus longue période d’inactivité connue. Cette période a en grande partie coïncidé avec l’éruption du Pu’uO’o sur le Kilauea, de 1983 à 2018. Elle s’est terminée par un effondrement de la caldeira sommitale et une éruption qui a détruit quelque 700 structures. Les fontaines de lave atteignaient jusqu’à 80 mètres de hauteur.
Les chercheurs ont observé que les variations dans la chimie de la lave correspondent aux changements dans la fréquence et l’intensité des éruptions. Le Kilauea est resté très actif pendant que le Mauna Loa est resté relativement calme entre le milieu du 20ème siècle et 2010. Au cours de cette période, la composition chimique de la lave du Kīlauea a ressemblé de plus en plus à celle de la lave typique du Mauna Loa. Ce changement tend à montrer que le magma s’est déplacé du Mauna Loa vers le Kilauea.
Depuis 2010, la composition chimique de la lave du Kilauea a de nouveau commencé à changer, ce qui indique que le magma se dirige maintenant vers le Mauna Loa. Ce changement a d’abord été observé dans les rapports d’éléments traces tels que le niobium et l’yttrium (Nb/Y), qui reflètent le degré de fusion du manteau. L’étude montre que ces changements chimiques pourraient être un précurseur d’une hausse d’activité éruptive au Mauna Loa dans les décennies à venir.
La nouvelle étude propose une nouvelle approche pour prévoir les éruptions sur la Grande Île d’Hawaï. Selon les chercheurs, la surveillance à long terme de la composition chimique de la lave pourrait permettre de savoir quel volcan est susceptible de devenir plus actif à l’avenir. «Notre étude montre que la surveillance de la composition chimique de la lave est un outil susceptible d’être utilisé pour prévoir la fréquence des éruptions de ces volcans voisins sur une échelle de temps de plusieurs décennies. Une hausse future de l’activité éruptive du Mauna Loa est probable si la composition chimique de la lave continue de changer sur le Kilauea. »

Les résultats de l’étude ont des implications pour l’évaluation des risques et les stratégies de surveillance. Les scientifiques pourraient être en mesure de fournir des prévisions plus précises sur le moment et le lieu de la prochaine éruption majeure si le mouvement du magma provenant de la source commune peut être suivi grâce à la chimie de la lave. Ces connaissances pourraient permettre de mieux gérer les risques dans les localités à proximité de ces volcans.
Source : Big Island Now.

Coulée de lave sur le Kilauea (Photo: C. Grandpey)

Dernière éruption du Mauna Loa en 2022 (Crédit photo: USGS)

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Using a nearly 200-year record of lava chemistry from Kīlauea and Mauna Loa, scientists from the University of Hawaiʻi at Mānoa and their colleagues revealed that Hawaii’s two most active volcanoes share a magma source within the Hawaiian plume. Their discovery was published in the Journal of Petrology.

In the past, the distinct chemical compositions of lavas from Kīlauea and Mauna Loa were thought to require completely separate magma pathways from their source in the mantle to the surface. However, the latest research shows that this is incorrect. Melt from a shared mantle source within the Hawaiian plume may be transported alternately to Kīlauea or Mauna Loa on a timescale of decades.

Researchers identified a long-term pattern of alternating eruptive activity between Kīlauea and Mauna Loa by analyzing nearly 2 centuries of lava chemistry data. The data indicates that when one volcano experiences an extended period of heightened activity, the other tends to remain dormant. The pattern has been linked to shifts in the transport of magma from the shared source beneath the Hawaiian Islands.

Mauna Loa erupted in 2022 after its longest-known dormancy period. The period of inactivity largely coincided with the prolonged Pu’uO’o eruption at Kīlauea which lasted from 1983 to 2018. It ended with a summit caldera collapse and a voluminous eruption. Lava fountains were as tall as 80 meters

Researchers have observed that variations in lava chemistry correspond to changes in the frequency and intensity of eruptions. Kīlauea was highly active while Mauna Loa remained relatively quiet between the mid-20th century and 2010. During this period, the chemical composition of Kīlauea’s lava became increasingly similar to typical Mauna Loa lava. The shift suggests that magma transport had moved from Mauna Loa to Kīlauea.

Since 2010, lava chemistry at Kīlauea has once again begun to change which indicates that magma is now being redirected back to Mauna Loa. The shift was first observed in trace element ratios such as niobium to yttrium (Nb/Y) which reflect the degree of mantle melting. The study suggests that these chemical shifts could be a precursor to increased eruptive activity at Mauna Loa in the coming decades.

The new study provides a new approach to forecasting volcanic eruptions on Hawaii Big Island. It suggests that long-term monitoring of lava chemistry could serve as an indicator of which volcano is likely to become more active in the future. “Our study suggests that monitoring of lava chemistry is a potential tool that may be used to forecast the eruption rate and frequency of these adjacent volcanoes on a timescale of decades. A future increase in eruptive activity at Mauna Loa is likely if the chemistry of lava continues to change at Kīlauea.”

The findings of the study have implications for hazard assessment and monitoring strategies.

Scientists may be able to provide more accurate predictions about when and where the next major eruption will occur if magma movement from the shared source can be tracked through lava chemistry. The knowledge could help mitigate risks for the communities living near these volcanoes.

Source : Big Island Now.

https://bigislandnow.com/

Persistance de la sismicité sur la Péninsule de Snaefellsnes (Islande) // Persistence of seismicity on the Snaefellsnes Peninsula (Iceland)

L’activité sismique est toujours en hausse près du Grjótárvatn, au sein du système volcanique de Ljósufjöll dans la zone volcanique de Snæfellsnes. Le système volcanique de Ljósufjöll a connu sa dernière éruption au 10ème siècle et a donné naissance au champ de lave de Rauðhálsahraun, d’une superficie de 13 km2. Au cours des 10 000 dernières années, des éruptions à l’intérieur de ce système se sont produites environ tous les 400 ans sous forme de petits événements effusifs ou légèrement explosifs. Les risques potentiels en cas d’éruption comprennent des coulées de lave mineures, des émissions de gaz et des retombées de téphra.
Jusqu’à présent, en janvier 2025, on a enregistré près de 100 séismes d’une magnitude supérieure à M1,0. Ce nombre est identique à celui de décembre 2024, qui était déjà le nombre le plus élevé jamais enregistré pendant un mois dans la région.
Le 16 janvier 2025, on a détecté un séisme de M3,2. Il s’agit de l’événement le plus significatif enregistré dans la région depuis le début de l’activité en août 2024. Auparavant, un séisme de magnitude M3,1 avait été enregistré le 18 décembre 2024.
Le 2 janvier, on a enregistré un épisode de tremor d’une durée d’environ une heure. Un autre épisode de tremor s’est produit le 10 janvier, d’une durée également d’un peu plus d’une heure.
L’explication la plus probable de cette activité sismique est une intrusion magmatique en profondeur, plutôt que des mouvements tectoniques. Cependant, les instruments ne donnent aucune indication que le magma se déplace vers la surface. Les séismes profonds sont rares en Islande, bien qu’une telle activité ait été observée dans des systèmes volcaniques tels que l’Eyjafjallajökull en 1996 et à l’est de la caldeira de Bárðarbunga.
Le Met Office islandais a mis en place un nouveau plan de surveillance pour la région avec une augmentation du nombre d’instruments pour mieux comprendre le développement et les causes de l’activité. Aucune déformation du sol n’a été détectée par les systèmes GNSS et les données InSAR. Cependant, l’accumulation de magma à des profondeurs supérieures à 16 km peut ne pas produire immédiatement de déformation de surface détectable par les instruments
Source : IMO, GVN.

Image composite montrant l’activité près du Grjótárvatn de juillet 2021 à janvier 2025. La carte en haut à gauche montre les emplacements des séismes. Le graphique en haut à droite affiche les magnitudes des événements Le graphique en bas à gauche montre le nombre cumulé de séismes, tandis que le graphique en bas à droite illustre le nombre d’événements dans le mois. (Source : Met Office)

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Seismic activity continues to increase near Grjótárvatn, within the Ljósufjöll volcanic system in the Snæfellsnes Volcanic Zone. The Ljósufjöll volcanic system last erupted in the 10th century and produced the 13 km2 Rauðhálsahraun lava field. Over the past 10 000 years, eruptions in this system have occurred approximately every 400 years as small effusive, or mildly explosive events. Potential hazards in the event of an eruption include localized lava flows, gas emissions, and tephra fallout.

So far in January 2025, nearly 100 earthquakes above M1.0 have been recorded. This is identical to number of earthquakes in December 2024, which was the highest monthly count ever recorded in the area.

On January 16th, 2025, an M3.2 earthquake was detected. This was the largest earthquake recorded in the area since activity began increasing in August 2024; previously, an M3.1 earthquake was recorded on December 18th, 2024.

On January 2nd, a tremor episode lasting about an hour was recorded. Since then, one additional tremor episode occurred on January 10th, also lasting just over an hour.

The most likely explanation for this seismic activity is believed to be magma intrusion at depth rather than tectonic movements. However, current monitoring data show no indications that magma is moving towards the surface. Deep earthquakes are uncommon in Iceland though similar activity has been observed in volcanic systems such as Eyjafjallajökull in 1996 and east of the Bárðarbunga caldera.

The Icelandic Meteorological Office is working on a new monitoring plan to increase the number of instruments to improve surveillance and gain a clearer understanding of the development and causes of the activity. No measurable ground deformation has been detected from GNSS observations or InSAR data. However, magma accumulation at depths greater than 16 km may not immediately produce detectable surface deformation by the instruments.

Source : IMO, GVN.

Yellowstone (2) : Le déplacement de l’activité magmatique // Yellowstone (2) : The shifting of magma activity

Selon une étude récente menée par des scientifiques de l’USGS, les réservoirs magmatiques qui alimentent le super volcan de Yellowstone semblent se déplacer vers le nord-est de la caldeira. Cette région pourrait être le nouveau site d’une future activité volcanique.
On peut lire dans l’étude que « sur la base du volume de stockage de roches rhyolitiques en fusion sous la caldeira nord-est de Yellowstone et de la connexion directe de la région à une source de chaleur dans la croûte inférieure, nous suggérons que le site du futur volcanisme rhyolitique s’est déplacé vers la caldeira nord-est de Yellowstone. En revanche, le volcanisme rhyolitique post-caldeira au cours des 160 000 dernières années s’est produit dans la majorité de la caldeira de Yellowstone à l’exclusion de cette région nord-est. »
L’USGS nous rappelle qu’au cours des 2 derniers millions d’années, Yellowstone a connu trois énormes éruptions formant une caldeira, entrecoupées d’éruptions plus petites. Les éruptions qui forment la caldeira proviennent de réservoirs de magma fondu rhyolitique. Il s’agit d’un magma riche en silice, l’équivalent volcanique du granite, de consistance visqueuse et se déplaçant lentement, et dont on pense qu’il est stocké en vastes volumes sous la région de Yellowstone.
Selon des études antérieures, les réservoirs rhyolitiques étaient soutenus par des réservoirs plus profonds de magma basaltique qui a une teneur en silice bien plus faible que la rhyolite, mais qui contient du fer et du magnésium en abondance. Ce magma basaltique est également nettement moins visqueux que la rhyolite, mais il est aussi plus dense, et la façon dont il conduit l’électricité diffère de la rhyolite.

 

Des études antérieures ont expliqué que le volcanisme de Yellowstone était probablement alimenté par une double chambre magmatique (Source : USGS)

Cette différence de propriétés entre basalte et rhyolite a donné aux auteurs de l’étude les outils nécessaires pour étudier le contenu du réservoir magmatique sous le plateau de Yellowstone. La surveillance de l’activité sous la surface de la Terre inclut la magnétotellurique, autrement dit la mesure des variations des champs magnétiques et électriques de la planète. Les scientifiques ont mené une étude magnétotellurique à grande échelle dans la caldeira de Yellowstone et ont utilisé les données obtenues pour modéliser la distribution des réservoirs de matière en fusion qui s’y cachent.
Leurs résultats ont révélé qu’il existe au moins sept régions distinctes à forte teneur en magma, dont certaines alimentent d’autres, à des profondeurs comprises entre 4 et 47 kilomètres, jusqu’à la limite entre la croûte et le manteau.

 

Carte montrant les réservoirs magmatiques sous Yellowstone. Le jaune représente le basalte, le rouge la rhyolite et l’orange les zones de transition basalte-rhyolite. Les triangles violets sont les stations de surveillance magnétotellurique. (Source : Nature)

Le stockage de matière en fusion le plus intéressant se trouve au nord-est. Là, d’énormes réservoirs de magma basaltique dans la partie inférieure de la croûte chauffent et supportent des chambres de magma rhyolitique au-dessus, dans la croûte supérieure. Ces chambres de magma rhyolitique contiennent un volume de matière en fusion estimé à environ 388 à 489 kilomètres cubes, soit un ordre de grandeur supérieur aux zones de stockage de matière en fusion au sud, à l’ouest et au nord, là où les précédentes éruptions ont eu lieu. Ce volume est également comparable au volume observé lors des précédentes éruptions qui ont formé des caldeiras à Yellowstone.
Les éruptions rhyolitiques qui ont formé la caldeira ont été entrecoupées de petites éruptions basaltiques à l’intérieur de la caldeira. Cependant, on ne sait pas exactement comment fonctionnent ces types d’éruptions. Les études les plus récentes expliquent que les chambres magmatiques rhyolitiques doivent refroidir complètement avant que le magma basaltique puisse s’y déplacer.
Source : Nature.

Vue d’une partie de la caldeira de Yellowstone (Photo: C. Grandpey)

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According to a recent research by USGS scientists, the reservoirs of magma that fuel the supervolcano seem to be shifting to the northeast of the Yellowstone Caldera. This region could be the new site of future volcanic activity.

One can read in the study that « on the basis of the volume of rhyolitic melt storage beneath northeast Yellowstone Caldera, and the region’s direct connection to a lower-crustal heat source, we suggest that the locus of future rhyolitic volcanism has shifted to northeast Yellowstone Caldera. In contrast, post-caldera rhyolitic volcanism in the previous 160,000 years has occurred across the majority of Yellowstone Caldera with the exclusion of this northeast region. »

The USGS reminds us that in the past 2 million years, Yellowstone has undergone three huge, caldera-forming eruptions, interspersed with smaller eruptions. The caldera-forming eruptions are sourced from reservoirs of rhyolitic melt. It is a silica-rich magma, the volcanic equivalent of granite, sticky and viscous and slow-moving, and thought to be stored in vast volumes underneath the Yellowstone region.

Previous studies presumed the rhyolitic reservoirs were supported by deeper reservoirs of basaltic magma that has a much smaller silica content than rhyolite, but abundant iron and magnesium. It is also significantly less viscous than rhyolite, but also denser, and the way it conducts electricity differs from rhyolite.

This latter difference in properties gave the authors of the study the tools they needed to probe the magmatic reservoir contents beneath the Yellowstone Plateau. One way to monitor activity beneath Earth’s surface involves magnetotellurics which includes the measurement of surface variations in the planet’s magnetic and electric fields. The scientists carried out a wide-scale magnetotelluric survey across the Yellowstone Caldera, and used the resulting data to model the distribution of the melt reservoirs lurking therein.

Their results revealed that there are at least seven distinct regions of high magma content, some of which are feeding into others, at depths between 4 and 47 kilometers beneath the ground, down to the boundary of the crust and mantle.

The most interesting melt storage is in the northeast. There, huge reservoirs of basaltic magma in the lower crust heat and maintain chambers of rhyolitic magma in the upper crust. These chambers of rhyolitic magma contain an estimated melt storage volume of around 388 to 489 cubic kilometers, almost an order of magnitude higher than melt storage zones to the south, west, and north, where previous eruptions took place. This volume is also comparable to the melt volume of previous caldera-forming eruptions in Yellowstone.

The rhyolitic caldera-forming eruptions were interspersed with smaller, basaltic eruptions within the caldera. However, it is unclear exactly how these kinds of eruptions work. The new research suggests that the rhyolitic magma chambers have to cool completely before the basaltic magma can move in.

Source : Nature.

Volcans du monde (suite) : le Dofan (Éthiopie) // Volcanoes of the world (continued) : Dofan volcano (Ethiopia)

Le Dofan (1151 m) – également appelé Dofen – est connu sous le nom de « montagne fumante ». Ce volcan bouclier s’élève à 450 m au-dessus de la plaine d’Awash dans le nord du Rift éthiopien. Une nouvelle bouche éruptive s’est ouverte le 3 janvier 2025 sur le volcan, avec de puissants jets de vapeur, de roches et de boue. Cet événement fait suite à une série de séismes enregistrés dans la région depuis le 22 décembre 2024 et qui a suscité des inquiétudes quant à une éventuelle éruption volcanique. (Voir ma note précédente.)
L’activité serait liée à une intrusion magmatique sous la surface qui a probablement provoqué l’essaim sismique en cours.
Le Dofan est entré fréquemment en éruption à partir de fissures parallèles à l’axe du rift. Comme le volcan Fentale au sud, qui était jusqu’à présent le principal suspect de la crise sismique, il ne serait pas très surprenant qu’une activité volcanique ait lieu sur le Dofan. Il s’agirait de la première éruption des temps historiques. Les archives géologiques montrent que le volcan a émis de jeunes coulées de lave et de nombreux cônes de scories au cours de l’Holocène.
Il y a environ 1 900 personnes vivant à moins de 5 km du Dofan, 12 450 à moins de 10 km et 54 930 à moins de 30 km.  Selon la chaîne publique Fana Broadcasting, qui cite un administrateur régional, les autorités ont commencé à évacuer les habitants de la région d’Afar. Ils ont été relogés dans des abris temporaires.
Source : The Watchers, Global Volcanism Network.

Image satellite du Fentale et du Dofan (Source : Copernicus/Sentinel-2)

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Dofan (1151 m) – also known as Dofen – is known as the « smoking mountain. » This shield volcano rises 450 m above the Awash plain in the northern Main Ethiopian Rift. A new vent opened at the volcano, releasing powerful jets of steam, rocks, and mud on January 3rd, 2025. The development comes during a series of earthquakes recorded in the region since December 22nd, 2024 and raised concerns about a potential volcanic eruption. See my previous post.

The activity is believed to be linked to magma intrusion beneath the surface which iprobably caused the ongoing seismic swarm.

Dofan has erupted frequently from fissures parallel to the rift axis. Similar to Fentale volcano to the south, which earlier was the main suspect of the seismic crisis, it would be indeed not entirely surprising if the volcanic activity took place at Dofan. It would be its first recorded eruption in history. Geological records suggest the volcano has produced young lava flows and extensive cinder cones during the Holocene epoch.

There are about 1 900 people living within 5 km of Dofan volcano, 12 450 within 10 km, and 54 930 within 30 km. According to the state-owned Fana Broadcasting, which quoted a regional administrator in the area, authorities have begun to evacuate residents from the Afar region. They were relocated to temporary shelters.

Source : The Watchers, Global Volcanism Network.