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Le magma du Mont Tauhara (Nouvelle Zélande)

drapeau francaisAprès le Mont Hood aux États-Unis, voici le Mont Tauhara en Nouvelle-Zélande. Le volcan est situé à proximité du lac Taupo et sa dernière éruption remonte à environ 65.000 ans.
Un travail de recherche récemment mené par une équipe de scientifiques de l’Université de Victoria pourrait aider à mieux comprendre les éruptions rares mais dangereuses qui ont lieu dans le centre de l’Ile du Nord.
En comprenant les caractéristiques de la lave émise pendant l’éruption du Tauhara, les chercheurs seraient mieux en mesure de prédire le comportement de volcans de composition semblable, dans des régions comme les chaînes des Cascades et des Andes, en Amérique du Nord et du Sud.
Pour comprendre comment le magma s’est formé, l’équipe a effectué des recherches sur les cristaux identifiés dans les roches à l’aide d’un équipement de pointe dans le laboratoire de géochimie de l’Université de Victoria. La chimie minérale a donné des informations sur la composition du magma, ainsi que sur la pression et la température auxquelles il a été soumis pendant sa formation. Les scientifiques ont pu calculer qu’il a fallu seulement entre deux mois et deux ans pour que le magma s’accumule sous le volcan et seulement deux à trois semaines pour que le magma remonte à la surface et produise une éruption.
Des populations vivent à proximité de la zone volcanique de Taupo ; il est donc important d’avoir les meilleures informations possibles sur les différents types d’éruptions qui peuvent se produire.
Source : New Zealand Herald .

A côté du volcanisme, une belle légende entoure le Mont Tauhara. Comme souvent avec les volcans, c’est l’histoire d’une femme avec plusieurs prétendants. Ces derniers ont pris la forme de quatre montagnes – Taranaki, Putauaki, Tongariro and Tauhara. Ils sont éperdument amoureux de Pihanga, une belle montagne qui domaine Turangi, à la pointe sud du Lac Taupo. Une bataille acharnée oppose bientôt les quatre amoureux qui espérent gagner le cœur de Pihanga et c’est Tongariro qui sort vainqueur de ce combat de titans. Après leur défaite, les autres montagnes décident que s’éloigner de Tongariro. Elle voyagent le plus loin possible pendant la nuit suivante. Taranaki court vers l’ouest en direction du soleil couchant tandis que Putauaki et Tauhara se dirigent tout aussi vite vers l’est et le soleil levant. Putauaki décide de s’établir près de Whakatane où on le connaît aussi sous le nom de Mont Edgecumbe. Tauhara est en proie à une grande tristesse et il avance lentement, le cœur lourd. Quand l’aube apparaît, il a seulement atteint la rive nord-est du Lac Taupo. C’est là qu’on peut le voir aujourd’hui en train de contempler avec un regard triste sa bien-aimée Pihanga, de l’autre côté du lac.

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drapeau anglaisAfter Mount Hood in the United States, here is Mount Tauhara in New Zealand. The volcano is located close to Lake Taupo and last erupted about 65,000 years ago.

A recent research undertaken by a team of scientists at Victoria University could help understand the rare but hazardous eruptions in the central North Island.

By understanding the characteristics of the magma erupted from Tauhara, scientists would be better able to predict the behaviour of volcanoes of similar compositions, in regions such as the Cascades and Andes ranges of North and South America.

To understand how the unusual magma formed, the team carried out investigations on individual crystals found in the rocks using the state-of-the-art geochemistry laboratory at Victoria University. The mineral chemistry gave information about the composition of the molten magma it grew in, as well as the pressure and temperature at which it formed.

This provided information about what depths the magma formed and was stored, and also, importantly, for how long. For instance, the scientists were able to calculate that it took only two to three weeks for the magma to ascend to the surface and erupt.

People are living close to the Taupo Volcanic Zone, so it is vital to have the best information possible about the different types of eruptions that can occur.

Source: New Zealand Herald.

Independently of volcanism, there is a nice legend around Mount Tauhara. As often with volcanoes, it is the story of a woman with several lovers. The claimants were four mountains – Taranaki, Putauaki, Tongariro and Tauhara. They were deeply in love with Pihanga, a mountain that stands above Turangi at the southern end of Lake Taupo. There was a fierce battle to win Pihanga’s heart and the victor was Tongariro. After their defeat, the other mountains decided to leave Tongariro’s domain. They travelled as far away as they could in the course of one night. Taranaki fled west towards the setting sun while Putauaki and Tauhara fled north towards the sunrise. Putauaki moved fast and is now located near Whakatane where he is also known as Mt Edgecumbe. Tauhara was sad and with a heavy heart so that he travelled slowly and reluctantly. When overtaken by dawn he had only reached the north eastern shore of Lake Taupo. Here he stands to this day looking mournfully across the lake towards his lost love, Pihanga.

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Le lac Taupo  (Photo:  C. Grandpey)

Le magma du Mont Hood (Chaîne des Cascades / Etats Unis)

drapeau francaisDans une note rédigée le 6 août 2010, j’avais mentionné une étude effectuée par des géologues des universités de l’Oregon et de Californie, qui montrait que les éruptions du Mont Hood étaient dues au mélange de deux types de magma – mafique et felsique, différenciés par leur teneur en silice – et qu’elles se produisaient peu de temps après que ce mélange ait eu lieu, sous l’effet d’une brutale montée en pression.

En février 2012, des chercheurs de l’Université d’Oregon apportaient un complément à cette étude. Ils confirmaient la présence de deux types de magma sous le Mont Hood en indiquant que leur température et donc leur consistance, sont différentes. Une forte température rend plus fluide un magma visqueux et les gaz potentiellement explosifs peuvent donc s’échapper plus facilement. C’est ce qui expliquerait pourquoi le Mont Hood a des éruptions moins violentes que les autres volcans de la Chaîne des Cascades, le Mont St Helens par exemple.

Une nouvelle étude parue récemment dans la revue Nature vient compléter ce qui précède.

En procédant à une datation radioactive, des chercheurs de l’Université d’Oregon ont conclu que la lave émise lors des dernières éruptions du Mont Hood, il y a 1500 ans et 220 ans, était restée stockée 100 000 ans sous le volcan. Les scientifiques ont également analysé les cristaux à l’intérieur de la lave afin de connaître la température du magma qui lui avait donné naissance. Il en ressort que le magma est resté à une température de 750°C, voire un peu moins. C’est donc au moment où le magma connaît une hausse de température que le volcan entre en éruption.

Comme les précédentes, cette étude pourrait permettre de mieux anticiper les colères du Mont Hood. Les chercheurs indiquent par ailleurs que l’on pourrait utiliser les ondes sismiques pour détecter la consistance du magma sous le volcan. Un magma plus liquide pourrait être le signe d’une éruption dans un proche avenir.

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drapeau anglaisIn a note written on August 6th 2010, I mentioned a study performed by geologists from the universities of Oregon and California which showed that the eruptions of Mount Hood were caused by the mixture of two types of magma – mafic and felsic, made different by their silica rate. The eruptions occurred a short time after the mixture took place and were triggered by an increase in pressure.

In February 2012, University of Oregon researchers brought a complement to this study. They confirmed the presence of two types of magma beneath Mount Hood and indicated that their temperatures and so their consistence were different. A higher temperature makes a viscous magma more fluid and potentially explosive gases are released more easily. This would explain why Mount Hood eruptions are less violent than those of other volcanoes of the Cascades, Mt St Helens for instance.

A new study in the journal Nature comes as a complement to the previous ones. By using radioactive dating, University of Oregon researchers could determine that the lava from Mt. Hood’s last two eruptions – 220 years ago and 1,500 years ago – had been stored for up to 100,000 years beneath the volcano. The scientists also analyzed crystals that formed in the lava to determine how hot the magma had been for most of that time. The results show that magma has remained at or below 750°C. So it is only when the magma gets warmer than this that Mt. Hood will erupt.

Like the two others, this study may help scientists predict Mt Hood future eruptions. The researchers said one could use seismic waves to detect the consistence of magma beneath the volcano. A more liquid magma might be the sign that an eruption is possible.

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Le Mont Hood  (Photo:  C. Grandpey)

Les mystères des volcans hawaiiens // The mysteries of Hawaiian volcanoes

drapeau francaisLa plupart des scientifiques sont d’accord pour dire que le volcanisme hawaiien a pour origine un panache mantellique qui perce la croûte terrestre et donne naissance à un « point chaud ». Comme la plaque pacifique se déplace lentement au-dessus de ce point chaud, les éruptions ont fait naître une chaîne de volcans qui s’étire sur 6000 km dans l’Océan Pacifique.

Quand on regarde une carte sous-marine de cette chaîne, on remarque qu’elle décrit une courbe sur le plancher océanique. Pourquoi ? C’est un premier mystère. Certains scientifiques pensent que cette courbe est la preuve que le point chaud n’est pas immobile et que le panache qui l’alimente se déplace, peut-être comme la flamme d’une bougie. Une autre théorie laisse entendre que c’est la plaque Pacifique qui a dévié sa trajectoire alors que le point chaud est resté fixe.

Si l’on regarde la carte une nouvelle fois, on remarque que la trajectoire laissée par le point chaud est plus large entre les îles d’Oahu et d’Hawaii. D’autre part, si l’on se réfère à la carte des volcans qui ont formé les îles, on se rend compte qu’ils suivent deux lignes parallèles. La ligne nord commence avec le Kilauea et se dirige vers le nord-ouest en passant par le Mauna Kea, le Kohala, l’Haleakala, l’ouest de Maui et l’est de Molokai. La ligne sud débute avec le Loihi, le plus jeune volcan de la chaîne, et continue en passant par le Mauna Loa, le Hualalai, Mahukona, Kahoolawe, Lanai et l’ouest de Molokai.

Cette double chaîne a été observée pour la première fois au milieu des années 1800 et elle a été baptisée « Loa » et « Kea », par référence au plus haut édifice sur chaque ligne volcanique. Les scientifiques ont étudié la composition chimique de ces volcans et se sont rendus compte que chaque ligne avait une composition distincte.

L’existence de cette double chaîne volcanique reste un mystère. Comme pour la courbe suivie par la trajectoire du point chaud, plusieurs théories ont été avancées. Il se peut que le panache provienne d’une région située entre le manteau et le noyau, à 2900 km de profondeur , où le magma aurait deux compositions différentes et que chaque composition soit conservée pendant l’ascension du panache vers la surface. Une autre hypothèse, avancée par l’Université d’Hawaii, est que le panache fait étape pendant son ascension et que le magma subit une différentiation avant de monter vers la surface où il créerait une double chaîne volcanique.

Quoi qu’il en soit, toutes ces hypothèses confirment que notre compréhension de l’origine du magma qui alimente les volcans hawaiiens reste très théorique et qu’il reste encore beaucoup de travail pour percer les mystères des volcans hawaiiens!

Source: Volcano Watch / HVO.

drapeau anglaisMost scientists agree that Hawaiian volcanism results from a plume of hot rock that originates deep within the Earth and ascends through the crust, creating the Hawaiian “hot spot.” Because the Pacific plate is moving slowly over the hot spot, the eruptions it fuelled created a chain of volcanoes stretching over 6,000 km across the Pacific Ocean.  .

When looking at a submarine map of this chain, one notices it makes a bend on the seafloor. Why? This is the first mystery. Some scientists have suggested that this bend is a sign that the hot spot is not stationary and that the plume feeding it moves, perhaps like the flame of a candle. Another theory suggests that it was the Pacific Plate that changed direction while the hot spot remained relatively fixed.

Looking again at the maps, one can notice that the hot-spot track appears broader between Oahu and the Island of Hawai‘i. If you look at the map of the volcanoes that make up the islands, you see that those volcanoes follow two parallel trends. The northern trend begins with Kilauea and progresses to the northwest through Mauna Kea, Kohala, Haleakala, West Maui, and East Molokai. The southern trend starts with Loihi, the youngest volcano in the chain, and continues northwest through Mauna Loa, Hualalai, Mahukona, Kahoolawe, Lanai, and West Molokai.

This dual chain was first recognized in the mid-1800s and was referred to as the “Loa” and “Kea” trends after the tallest volcanoes in each line. Scientists studying the chemical composition of the volcanoes have also found that the trends are distinct.

Why this dual chain exists is another mystery. As with the bend in the hot-spot track, there are multiple theories. One possibility is that the plume originates from a region at the boundary between the mantle and the core, 2,900 km beneath the surface, that has two distinct compositions, and that each composition is preserved along the plume’s path to the surface. Another idea, advanced by University of Hawai‘i scientists, is that the plume stalls during ascent in a zone where it undergoes differences in melting before the magma rises towards the surface and creates the dual chain.

All these hypotheses show that our understanding of the ultimate origin of the magma that feeds Hawaiian volcanoes remains largely theoretical and that a lot of work remains to be done to pierce the mysteries of Hawaiian volcanoes!

Source: Volcano Watch / HVO.

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Le Mauna Loa vu depuis le sommet du Mauna Kea  (Photo:  C. Grandpey)

Eruptions super volcaniques

drapeau francaisUne équipe de géologues suisses, français et britanniques a tenté de comprendre ce qui peut provoquer les éruptions des super volcans.
Le résultat de leur étude, publié dans la revue Nature Geoscience , montre que la flottabilité et la poussée du magma constituent la principale explication du réveil de ces monstres de feu.
Afin d’essayer de comprendre pourquoi les super volcans comme Yellowstone sont si différents des volcans classiques, l’équipe a procédé à une modélisation informatique de l’activité volcanique en basant l’âge des éruptions sur un minéral témoin, le zircon, que l’on trouve dans les roches volcaniques.
Par ailleurs, une équipe de l’Institut Fédéral Suisse de Technologie de Zurich a utilisé une installation à rayons X de haute technologie (le synchrotron européen) pour étudier la densité de la roche en fusion qui sommeille sous les super volcans. La densité est un facteur important: Comme le magma dans la chambre est moins dense que la roche encaissante, il exerce une poussée sur le toit de cette même chambre.
Dans les volcans classiques, l’activité est déterminée par la taille de la chambre magmatique. Relativement faible en volume, elle est alimentée par des montées régulières de magma qui est expulsé ensuite en quantités modérées lorsque la pression devient trop élevée.
En revanche, s’agissant des super volcans, la chambre magmatique est trop volumineuse pour être mise sous pression par les seules injections de magma. Ce qui se passe, c’est qu’un magma moins dense et donc plus léger s’accumule régulièrement dans la chambre. Au début, cette dernière est assez forte pour résister à la pression, mais elle finit par céder et provoque une libération cataclysmale de matériaux.
L’équipe de géologues suisses, français et britanniques a calculé que l’éruption volcanique la plus intense impliquerait une libération de magma comprise entre 3500 et 7000 kilomètres cubes. C’est la première fois qu’un plafond est défini pour une telle éruption volcanique.
Les auteurs espèrent que les deux études fourniront des indications utiles quant à la fréquence des événements provoqués par les super volcans. A ce jour, on ne sait presque rien sur la vitesse de remplissage et l’explosion de la chambre magmatique. Seules 23 éruptions de ce type se sont produites au cours des 32 derniers millions d’années.

Source : Presse britannique.

Voici un lien vers un communiqué de presse du CNRS qui donne plus d’explications sur « les conditions d’éruption d’un super volcan » : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/3375.htm

A noter que l’article paru dans GeoScience a provoqué un certain nombre de réactions. Un volcanologue néo-zélandais a fait remarquer que l’étude française sur les super volcans n’apportait rien de vraiment nouveau. Il a ajouté que la modélisation informatique avait ses limites. Comme il n’y avait pas d’humains pour assister aux éruptions des super volcans dans les temps préhistoriques, les scientifiques doivent se rabattre sur l’examen des matériaux expulsés pendant les éruptions pour trouver des indices.

drapeau anglaisA team of geologists from Switzerland, France and Britain has tried to understand what may cause super volcanoes to erupt.

The result of their study, published in the journal Nature Geoscience, shows that the buoyancy of magma is the key explanation as to why these monsters come to life

Seeking to understand why super volcanoes like Yellowstone can be so different from conventional ones, the team built a computer model of volcanic activity, basing the age of eruptions on a telltale mineral, zircon, found in volcanic rocks.

Separately, a team from the Swiss Federal Institute of Technology in Zurich used a hi-tech X-ray facility to study the density of molten rock below super-volcanoes. Density is important: As magma in the chamber is less dense than solid rock, it pushes on the roof of the chamber

In conventional volcanoes, activity is determined by the size of the magma chamber. Relatively small in volume, it is replenished by regular ascents of magma which is expelled in moderate amounts when the pressure becomes too high.

Differently, in super volcanoes, the magma chamber is too big to be pressurised by magma injections alone. What happens is that a buoyant kind of magma steadily accumulates in the chamber. At the beginning, the chamber is strong enough to resist the pressure but it eventually breaks apart in a cataclysmic discharge.

The Swiss-French-British team calculated that the maximum volcanic eruption would entail a release of between 3,500 and 7,000 cubic kilometres of magma; this is the first time an upper limit has ever been established for a volcano.

The authors hope the two studies will provide useful pointers as to the frequency of super-volcano events. Almost nothing is known about how fast these volcanoes recharge with magma and blow up. Only 23 such eruptions have occurred in the last 32 million years.

Source: British press.

The GeoScience article has triggered some reactions. Among them, a New Zealand volcanologist said the new French research on super-volcanoes does not offer anything new.

He added that computer modelling has a limited value, and as there were no humans around to see super-volcanoes erupting in prehistoric times, scientists have to examine the debris from eruptions for clues.

Yellowstone-blog

(Photo:  C. Grandpey)