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Du magma sous le Denali (Alaska) ? // Magma beneath Denali (Alaska) ?

Lorsque l’avion arrive en vue de l’Alaska par temps clair, on ne peut manquer la masse du Denali – appelé Mont Mc Kinley de 1896 à 2015 – qui dresse ses 6 190 mètres au-dessus de la Chaîne d’Alaska. Il constitue le point culminant de l’Amérique du Nord

 

Photo: C. Grandpey

La Chaîne d’Alaska est le fruit de la subduction, à un rythme de 5 centimètres par an, de la plaque Pacifique sous la plaque nord-américaine. D’ordinaire, dans un tel contexte géologique, on trouve des volcans, comme c’est le cas au Chili, au Mexique, ou encore dans les Aléoutiennes. Pourtant, bien qu’il se dresse au-dessus d’une zone de subduction, le Denali n’est pas un volcan. Il est constitué de granite et de schiste, résultat du métamorphisme dans le massif, et, à une dizaine de kilomètres en profondeur, d’un pluton âgé de 56 millions d’années.

Alaska Range (Source : Britannica)

En raison de l’activité tectonique due au processus de subduction, on enregistre chaque année dans la région du Denali quelque 600 séismes d’une magnitude supérieure à M 1,0, avec quelques exceptions plus significatives. Le 21 mai 1991, une secousse de M 6,1 s’est produite à 112 kilomètres de profondeur, juste sous le Denali. Le 23 octobre et le 3 novembre 2002, deux secousses de M 6,3 et M 7,9 ont été enregistrées à 50 kilomètres de profondeur, à l’est du parc, le long de la faille du Denali.

Photo: C. Grandpey

Même si le Denali n’est pas un volcan, une équipe de scientifiques a peut-être accidentellement découvert du magma sous la région. En étudiant l’activité sismique, ils ont récemment découvert des preuves d’un réservoir de magma à environ 11 km sous la surface. C’est ce qu’explique une étude publiée en décembre 2023 dans le Journal of Geophysical Research : Solid Earth.
En 2019, l’équipe scientifique s’est rendue dans la région du Denali pour collecter des données à la suite d’un séisme de magnitude M 7.1 qui avait frappé Anchorage en novembre 2018, avec une série de répliques. Ils ont placé des centaines de sismomètres le long de la route, à proximité de la faille du Denali et quelques-uns directement au-dessus de la faille. Cela a permis à l’équipe scientifique de collecter des données sur des séismes locaux et éloignés susceptibles d’être utilisées pour analyser les variations de la croûte et du manteau supérieur dans la zone de subduction de l’Alaska.

 

Photo: C. Grandpey

Un peu plus tard, en analysant leurs données, les chercheurs ont remarqué une « anomalie de vitesse sismique », une zone dans laquelle les ondes ralentissaient en traversant le sol. Selon l’étude, cet endroit correspond très probablement à la présence d’un réservoir de magma à l’activité lente. L’anomalie se situe dans la croûte sous deux dépôts volcaniques inattendus dans le secteur et au-dessus de l’endroit où la plaque subductrice plonge dans le manteau. Dans le passé, les scientifiques avaient déjà découvert dans la région du Denali des roches présentant les mêmes signatures chimiques que les volcans de l’arc des Aléoutiennes.

 

Arc des Aléoutiennes (Source : AVO)

Il est important de noter que cette quantité de magma et la taille des volcans de cette région sont bien inférieures à celles des volcans de la partie active de l’arc volcanique. Des scientifiques non impliqués dans l’étude pensent que l’activité sismique dans la région du Denali pourrait être provoquée par des fluides autres que le magma, ou par un mélange d’autres fluides et de magma. Pour confirmer la présence de magma, les scientifiques auront besoin d’une image plus claire de l’anomalie. Il leur faudra pour cela installer des instruments de surveillance sismique directement au-dessus du secteur qui pose problème, en sachant que l’accès à l’Intérieur de l’Alaska est particulièrement difficile, voire dangereux.

Source  : médias d’information scientifique américains.

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When your plane arrives close to Alaska on a clear day, you can’t miss the mass of Denali – called Mount McKinley from 1896 to 2015 – which rises 6,190 meters above the Alaska Range. It is the highest point in North America
The Alaska Range is the result of the subduction, at a rate of 5 centimeters per year, of the Pacific plate under the North American plate. Usually, in such a geological context, we find volcanoes, like in Chile, Mexico, or even in the Aleutians. Yet, although it sits above a subduction zone, Denali is not a volcano. It is made up of granite and schist, the result of metamorphism in the massif, and, about ten kilometers deep, of a pluton aged 56 million years.
Due to the tectonic activity caused by the subduction process, around 600 earthquakes of magnitude greater than M 1.0 are recorded each year in the Denali region, although with some exceptions. On May 21st , 1991, an M 6.1 tremor occurred at a depth of 70 miles, just beneath Denali. On October 23rd and November 3rd, 2002, two tremors of M 6.3 and M 7.9 were recorded at a depth of 50 kilometers, east of the park, along the Denali Fault. .

Even though Denali is not a volcano, a team of scientists may have accidentally discovered magma bubbling beneath the region. While studying seismic activity in the area, they recently uncovered evidence of a magma reservoir about 11 km beneath the surface. This is explained in a study published in December 2023 in the Journal of Geophysical Research: Solid Earth.

In 2019, the scientific team headed to the Denali region to collect data following an M 7.1 earthquake that hit Anchorage in November 2018 and was expected to produce a series of aftershocks. They placed hundreds of seismometers along the highway near the Denali fault and a few directly above the fault. This allowed the team to collect data from local and distant earthquakes that could be used to document the variations of the crust and uppermost mantle of the Alaska subduction zone.

Some time later, while analysing their data, the researchers noticed a « seismic-velocity anomaly » — an area where the waves slowed down as they passed through the ground. According to the study, this spot most likely indicates the presence of a reservoir of slow-moving, molten magma. The anomaly lies in the crust below two unusual volcanic deposits and above where the subducting slab dips into the mantle. In the past, scientists had found rocks in the Denali area with the same chemical signatures as volcanoes in the Aleutian Arc.

It is important to note that this amount of magma and the size of the volcanoes in this region are much smaller than the volcanoes in the active part of the volcanic arc. Other scientists not involved in the study say that the seismic activity in the Denali region could be caused by fluids other than magma, or a mix of other fluids and magma. To confirm the presence of magma, scientists will need a clearer image of the anomaly, which will require them to install seismic monitoring instruments directly above the mystery spot, a difficult feat in the treacherous terrain of inland Alaska.

Source : U.S. scientific news media.

L’intrusion magmatique du 10 novembre 2023 à Grindavik (Islande) // The magma intrusion at Grindavik (Iceland) on November 10th, 2023

Le 10 novembre 2023, la ville de Grindavík a été évacuée lorsqu’une importante quantité de magma s’est brusquement infiltrée dans une fracture et s’est ensuite propagée sous la bourgade. L’intrusion magmatique a pris la forme d’un dyke vertical dans la croûte terrestre. Une équipe internationale de scientifiques a expliqué la formation de l’intrusion et l’écoulement ultra-rapide du magma dans les fissures. L’étude a été publiée dans la revue Science.
On peut lire que la grande intrusion magmatique qui a provoqué l’évacuation de la ville de Grindavík le 10 novembre 2023 présentait une longueur de 15 km et a tranché la croûte sur une profondeur d’un à cinq kilomètres. L’intrusion mesurait jusqu’à 8 mètres de largeur. En surface, d’importants mouvements de failles et des fracturation du sol se sont produits, provoquant une destruction à grande échelle des infrastructures et des biens. La majeure partie de cette activité s’est produite sur une période d’environ 6 heures.

Dans la soirée du 10 novembre 2023, les premières estimations indiquaient que le débit de magma dans le dyke était extrêmement élevé. Elles s’appuyaient sur la modélisation de mesures de déplacement du magma en temps réel. Les scientifiques ont tout d’abord pensé qu’il y avait une erreur dans les données concernant l’afflux de magma et les résultats des modélisations, tellement les chiffres étaient élevés, mais ils étaient corrects.
On peut également lire dans la revue Science que dans la zone affectée par l’intrusion magmatique, dans et à proximité de Grindavík, d’autres intrusions, mais de moindre importance, se sont produites en décembre 2023 et janvier 2024, mais elles se sont soldées par des éruptions fissurales qui ont provoqué de nouvelles destructions dans la ville de Grindavík. Bien que l’apport de magma lors des éruptions ait été significatif, celui du 10 novembre 2023, sans éruption à la clé, a été beaucoup plus important.
Source  : Met Office islandais.

L’intégralité de l’article (en anglais) peut être lue en cliquant sur ce lien :
https://en.vedur.is/about-imo/news/new-understanding-of-ultra-rapid-formation-of-magma-filled-cracks-in-the-earth

 

Illustration de l’intrusion magmatique et de la formation d’un dyke à Grindavík, ainsi que de l’accumulation magmatique avant l’intrusion. Le 10 novembre 2023, un dyke s’est propagé soudainement sous la chaîne de cratères Sundhnúkur et la ville de Grindavík, où se sont produits des mouvements de faille et l’ouverture de fissures. (Source : Met Office).

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On 10 November 2023 the town of Grindavík was evacuated as massive amounts of magma suddenly flowed into a magma filled crack that propagated underneath the town. Magma was emplaced in a ‘vertical sheet’ type intrusion in the Earth’s crust. An international team of scientists explains the formation of the intrusion, and conditions for ultra-rapid flow into cracks, in a new publication in the journal Science.

One can read that « the great vertical sheet intrusion that formed when the town of Grindavík was initially evacuated on 10 November 2023 is 15 km long and transects the crust from one to five kilometer depth. The intrusion is up to 8 meters wide. At the surface, major fault movements and cracking occurred, causing widespread destruction of infrastructure and property. Most of this activity occurred within a period of about 6 hours. On the evening of the 10 November 2023, initial estimates of magma inflow rate to the dike were extremely high. The estimates were based on modelling of real-time displacement measurements and our initial thoughts were there must be an error in the data. That however was not the case, the input data and modelling results were correct. »

One can also read that in the area affected by the magma intrusion, in and near the town of Grindavík, additional, but smaller scale sheet-type magma intrusions occurred in December 2023 and January 2024, but in these cases, the magma intrusions culminated in fissure eruptions, causing further destruction of the town of Grindavík. Although the magma flow in the eruptions was dramatic, the magma flow on 10 November 2023 when no eruption occurred was much larger.

Source : Icelandic Met Office.

The whole article can be read by clicking on this link :

https://en.vedur.is/about-imo/news/new-understanding-of-ultra-rapid-formation-of-magma-filled-cracks-in-the-earth

Islande : une éruption début mars ? // Iceland : an eruption in early March ?

Le Met Office islandais (IMO) indique que le soulèvement du sol dans la région de Svartsengi se poursuit au même rythme que celui qui a précédé les dernières intrusions magmatiques.. Les calculs basés sur les données GPS montrent que l’accumulation de magma depuis la fin de l’éruption du 9 février jusqu’à aujourd’hui est d’environ 2 millions de mètres cubes. Comme je l’ai écrit précédemment, elle était estimée à environ 10 millions de mètres cubes au moment de l’éruption qui a commencé le 8 février. Le Met Office en déduit que si l’accumulation de magma continue au même rythme, on atteindra 10 millions de mètres cubes d’ici fin février ou début mars, date à laquelle la probabilité d’une nouvelle intrusion magmatique et d’une éruption volcanique augmentera considérablement.
L’activité sismique dans la partie occidentale du Mont Fagradalsfjall se poursuit avec environ 80 petits séismes d’une magnitude M 1,5 ou moins depuis le 12 février. Les hypocentres ont une profondeur de 6 à 8 km. La zone reste sous étroite surveillance, mais pour le moment, les données de déformation ne montrent aucun signe d’accumulation de magma.
Source  : IMO.

Début de l’éruption du 8 février (Image webcam)

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The Icelandic Met Office (IMO) indicates that the ground uplift at Svartsengi area continues at similar rates that have been detected duringprevious dyke propagations. Model calculations based on GPS data suggest that magma accumulation from the end of the 9 February eruptiion until today, is about 2 million cubic meters. As I put it before, it was estimated at about 10 million cubic meters when the eruption began on February 8th. The Met Office deduces that if magma accumulation continues at same rate, a total of 10 million cubic meters will be accumulated by the end of February or beginning of March, by which time likelihood of dyke propagation and volcanic eruption will increase significantly.

Seismic activity in the western parts of Mt Fagradalsfjall continues with about 80 small earthquakes with magnitudes M 1.5 or less detected since February 12th. The hypocenters are 6-8 km deep. The area remains closely monitored but at the moment deformation data do not show signs of magma accumulation.

Source : IMO.

Islande : réouverture du Blue Lagoon : jusqu’à quand ? // Iceland : reopening of the Blue Lagoon : until when ?

Le Blue Lagoon a rouvert ses portes le 18 février 2024. La décision a été prise en concertation avec les autorités locales. Le site était fermé depuis le 8 février, lorsqu’une éruption a commencé entre Sundhnúkagígar et Stóra Skógfell, juste au nord-est du Blue Lagoon et de la centrale électrique de Svartsengi.
Environ 150 personnes se trouvaient dans l’enceinte du Blue Lagoon lorsque la dernière éruption a commencé. Il a fallu une quarantaine de minutes pour évacuer les lieux.
La lave de l’éruption du 8 février a traversé la route menant au Blue Lagoon ; les visiteurs devront donc emprunter un itinéraire alternatif.
Personne ne sait combien de temps le Blue Lagoon restera ouvert. Le Met Office islandais enregistre à nouveau un gonflement du sol de 0,5 à 1 cm chaque jour sous Svartsengi. C’était déjà le cas à la suite des éruptions précédentes dans la région. Le Met Office indique qu’une autre éruption ou intrusion magmatique se produira dans les semaines à venir.

Source : Iceland Review.

Photo: C. Grandpey

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Plusieurs visiteurs de mon blog ainsi qu’une journaliste de France 3 m’ont demandé  mon avis sur la situation sur la péninsule de Reykjanes et quelle pourrait être la cause des éruptions à répétition. Comme les volcanologues islandais, je ne peux faire que des suppositions…

Il y a de toute évidence sous le secteur de Svartsengi un réservoir magmatique superficiel qui est bien alimenté par un magma dont l’origine se trouve à très grande profondeur, dans le manteau supérieur, comme l’ont démontré les analyses effectuées par les Islandais. En paraphrasant le regretté Hervé de Goër, scientifique clermontois, je dirais qu’il s’agit probablement d’un magma TGV qui, contrairement aux magmas Omnibus, atteint directement la surface sans étapes, et donc sans différentiations intermédiaires (voir ma note du 20 août 2021 pour plus de détails).

Le réservoir ne doit pas être très volumineux si on en juge par la brièveté des éruptions. Selon les volcanologues islandais, le volume de lave émis le 8 février était de 10 millions de mètres cubes alors que le volume stocké dans le réservoir avait été estimé à 6,5 puis 9 millions de mètres cubes.

Eruption du 8 février 2024 (image webcam)

La répétition relativement rapide des éruptions semble montrer qu’il existe une source magmatique constante dans les profondeurs, et cette source alimente en permanence le réservoir superficiel puisque le gonflement du sol reprend dès que l’épisode éruptif est terminé. Il y aura sûrement d’autres brèves éruptions (combien, on ne la sait pas) jusqu’au jour où cette source sera tarie. De ce fait, les prochaines éruptions devraient se produire dans le même secteur, sauf si le magma trouve ou ouvre de nouvelles fractures, comme il l’a fait pour aller sérieusement menacer Grindavik et y détruire trois maisons.

Image webcam

Il ne faudrait pas que le magma ait la mauvaise idée de se faufiler vers la centrale de Svartsengi en passant sous les digues de terre, ce qui serait catastrophique! A l’heure actuelle, je ne pense pas – comme le redoute un volcanologue islandais – que Reykjavik soit menacée. L’avenir dira si j’ai raison…

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The Blue Lagoon opened again for business on February 18th, 2024. The decision was made in consultation with local authorities. The popular tourist site had been closed since February 8th, when an eruption began between Sundhnúkagígar and Stóra Skógfell, just northeast of the Blue Lagoon and Svartsengi power plant.

Around 150 people were at the Blue Lagoon and the tourist infrastructure around when the last eruption began.  It took about 40 minutes to evacuate the premises.

Lava from the February 8th eruption crossed over the road leading to the Blue Lagoon, so visitors will have to take an alternative route.

Nobody knows how long the Blue Lagoon will remain open. The Icelandic Met Office has recorded a daily land rise of 0.5 – 1 cm beneath Svartsengi, which was also the case in the wake of previous eruptions in the area. It is predicted that another eruption or dyke intrusion will occur within the coming weeks.

Source : Iceland Review.

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I was asked by several followers of this blog and by a France3 journalist my opinion on the situation on the Reykjanes Peninsula and what could be the cause of the repeated eruptions. Like the Icelandic volcanologists, I can only make suggestionss…
There is obviously under the Svartsengi area a shallow reservoir which is well supplied by magma coming from a very great depth, in the upper mantle, as the analyses have demonstrated. Paraphrasing the late Hervé de Goër, a scientist from Clermont-Ferrand, I would say that it is probably a TGV (high speed) magma which, unlike Omnibus (slow speed) magma, reaches the surface directly without intermediate stages.

The reservoir must not be very large judging from the brevity of the eruptions. According to Icelandic volcanologists, the volume of lava emitted on February 8th was 10 million cubic meters while the volume stored in the reservoir was estimated at 6.5 then 9 million cubic meters. The relatively rapid repetition of eruptions seems to show that there is a constant in-depth magmatic source, and this source permanently feeds the surface reservoir since ground uplift resumes as soon as the eruptive episode is over. There will surely be other brief eruptions (how many, we do not know) until the day when this source will dry up. As a result, the next eruptions are likely to occur in the same area, unless magma finds or opens new fissures, as it did when it seriously threatened Grindavik and destroyed three houses there. Let’s hope it does not sneak towards the power plant by passing under the earthen dikes, which would be disastrous ! At the moment, I don’t think Reykjavik is threatened. The future will tell if I am right…