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Geldingadalur (Islande) : Une éruption de type ‘volcan bouclier’? // Geldingadalur (Iceland) : A ‘shield volcano’ eruption ?

L’éruption dans la Geldingadalur a commencé il y a seulement cinq jours, mais les géologues islandais sont déjà en train d’étudier la lave émise par le nouveau volcan. Il n’a jamais été fait état des géochimistes (y en a-t-il en Islande?) en train d’échantillonner les gaz émis forcément autour du site éruptif avant que la lave ne perce la surface. Pourtant, ces gaz (CO2, hélium, par exemple) auraient pu être de bons indicateurs du comportement du magma sous la surface et ils auraient peut-être pu montrer qu’une éruption était imminente.

Quoi qu’il en soit, les géologues disent aujourd’hui que certains signes laissent penser que l’éruption dans la Geldingadalur est une éruption de type volcan bouclier, un type d’éruption qui n’a pratiquement jamais été observé en Islande depuis la fin de la période glaciaire.

La conclusion des géologues fait suite à leur examen des produits émis par le nouveau volcan. La lave qui s’échappe actuellement du hornito provient probablement d’une profondeur de 17 à 20 km et est d’un type primitif que l’on n’a jamais vu auparavant en Islande.

Les géologues ajoutent que les coulées de lave émises par les volcans boucliers sont généralement lentes, mais que cette lave peut continuer à couler pendant longtemps, parfois des années. Ils expliquent également qu’un tel scénario ne peut pas être exclu en ce qui concerne l’éruption actuelle dans la Geldingadalur où le débit de la lave est d’environ 5 à 10 m3 par seconde.

Quand ils parlent de magma primitif, les géologues veulent dire que ses composants ressemblent à ceux émis par le manteau terrestre et sont différents de ceux que l’on observe habituellement dans le magma en Islande. Ce magma primitif provient directement du manteau terrestre, sans faire étape dans la croûte terrestre. C’est ce que Hervé de Goër de Herve, un géologue français, appelait un «magma TGV», en référence aux trains à grande vitesse qui circulent sans s’arrêter dans toutes les gares. En conséquence, la composition de ce magma non différencié est différente de celui des éruptions fissurales que l’on observe généralement sur la péninsule de Reykjanes. Ce magma est plus fluide et plus riche en CO2.

Après toutes ces explications, les géologues disent qu’il est cependant trop tôt pour affirmer que l’éruption actuelle est bien de type volcan bouclier. Avant de pouvoir l’affirmer, l’éruption devra être mieux étudiée et les modifications intervenues dans la composition de la lave devront être suivies pendant un certain temps.

En d’autres termes, tout comme ils ne savaient pas si une éruption se produirait, les géologues islandais ne savent pas vraiment si on a affaire en ce moment une éruption volcanique de type bouclier !!

Source: Iceland Monitor.

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The eruption in Geldingadalur started only five days ago, but Icelandic geologists are already at work studying the lava emitted by the new volcano. Geochemists (are there any in Iceland?) were never mentioned sampling the gases (CO2, helium, for instance) that were surely emitted around the eruptive site before lava pierced the surface. They could have been good indicators of what magma was doing beneath the surface and could have shown that an eruption was imminent.

Anyway, geologists say today that there are indications that the eruption in Geldingadalur is a shield volcano eruption, a type of eruption that hardly has occurred in Iceland since the end of the Ice Age.

This conclusion comes from the examination of the volcanic products. It suggests that the magma currently coming out of the hornito flows from a depth of 17-20 km, and is of a more primitive sort that has ever been seen before.

The geologists add that lava flow from shield volcanoes is generally slow, but it can continue for a long time, possibly years. They also say such a scenario cannot be ruled out with regard to the current eruption in Geldingadalur where the lava output is about 5-10 m3/second.

When describing the composition of the magma as primitive, geologists mean its compounds are more similar to those emitted from the earth’s mantle than what is commonly seen. This magma comes directly from the Earth’s mantle, without pausing in the Earth’s crust. This is what a French geologist called “magmas TGV”, referring to the High Speed Trains that travel without stopping in all stations. Therefore, its composition is different from that from typical fissure eruptions on the Reykjanes peninsula; it is thinner and richer in CO2.

After all these explanations, the geologists say it is too early, though, to assert that the current eruption is indeed that of a shield volcano. Before that can be done, the eruption has to be better monitored and changes in the magma followed for some time.  In other words, just like they did not know whether an eruption would occur, they do not really know whether there is at the moment a shield volcano eruption!!

Source: Iceland Monitor.

Chaleur du noyau terrestre et fonte de l’Arctique // Earth’s core heat and Arctic melting

L’accumulation de gaz à effet de serre reste la cause principale de la fonte de la banquise et des glaciers dans le monde. A côté de cette théorie aujourd’hui largement acceptée par le monde scientifique, certains chercheurs expliquent que la fonte accélérée des glaces en Arctique serait amplifiée par d’autres phénomènes.

Ces scientifiques ont découvert la présence sous le Groenland d’un panache mantellique issu des profondeurs de notre planète. Ce panache aurait pour effet de faire fondre la glace par en dessous. Leur travail a été publié dans le Journal of Geophysical Research.

Il existe de nombreuses preuves de l’activité géothermique dans l’Arctique. Il suffit de se tourner vers l’Islande pour s’en rendre compte. La source de chaleur dans ce pays est  due à la présence d’un point chaud venant se juxtaposer à un phénomène tectonique d’accrétion. Ce point chaud conditionne également l’activité volcanique. On sait que les volcans constituent généralement le point de sortie des panaches mantelliques.

Pas très loin de l’Islande, l’archipel norvégien du Svalbard est considéré comme une zone géothermique où un flux de chaleur élevé réchauffe les eaux souterraines.

Toutefois, le rôle joué par la chaleur souterraine dans la fonte de la glace arctique a été très peu exploré jusqu’à maintenant.

Aujourd’hui, les chercheurs de l’université japonaise de Tohoku pensent que ces différentes sources de chaleur dans l’Arctique ont une origine commune : le panache du Groenland. Ils ont observé que le panache provient de la limite entre le noyau et le manteau terrestres, jusqu’à la zone de transition du manteau sous le Groenland. (La zone de transition du manteau se situe entre 410 et 660 kilomètres de profondeur). Les chercheurs ont remarqué que le panache du Groenland présente deux autres branches dans le manteau inférieur qui alimentent d’autres panaches dans la région. Cela fournit notamment de la chaleur à l’Islande et Jan Mayen, mais aussi à la zone géothermique du Svalbard.

Dans le cadre de leur étude, les chercheurs japonais se sont appuyés sur la vitesse de déplacement des ondes sismiques entre la croûte et l’intégralité du manteau sous ces régions. La tomographie sismique est une technologie semblable au scanner utilisé sur l’homme dans les hôpitaux. Elle permet de créer des modèles en trois dimensions qui révèlent la structure à grande échelle du manteau terrestre.

Les chercheurs japonais ont  installé des sismographes sur la calotte glaciaire du Groenland dans le cadre du réseau de surveillance de la calotte glaciaire du Groenland (Greenland Ice Sheet Monitoring Network). Mis en place en 2009, ce projet réunit des chercheurs de 11 pays.

Source : Regard sur l’Arctique.

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The accumulation of greenhouse gases remains the main cause of the melting of sea ice and glaciers around the world. Alongside this theory, which is now widely accepted by the scientific world, some researchers explain that the accelerated melting of ice in the Arctic is amplified by other phenomena.

These scientists have discovered the presence under Greenland of a mantle plume from the depths of our planet. This plume may melt the ice from below. Their work has been published in the Journal of Geophysical Research.

There is ample evidence of geothermal activity in the Arctic. One just needs to look to Iceland to realize this. The heat source in this country is due to the presence of a hot spot juxtaposed with a tectonic accretion phenomenon. This hot spot also conditions volcanic activity. We know that volcanoes generally constitute the exit point for mantle plumes.

Not far from Iceland, the Norwegian archipelago of Svalbard is considered a geothermal area where a high heat flux heats the groundwater. However, the role of subterranean heat in melting Arctic ice has been little explored to date.

Today, researchers at Tohoku University (Japan) believe that these different heat sources in the Arctic have a common origin: the Greenland plume. They observed that the plume originates from the boundary between the Earth’s core and mantle, to the mantle transition zone below Greenland. (The mantle transition zone is between 410 and 660 kilometres deep). The researchers noted that the Greenland plume has two other branches in the lower mantle that feed other plumes in the region. This notably provides heat to Iceland and Jan Mayen, but also to the Svalbard geothermal area.

In their study, the Japanese researchers relied on the velocity of seismic waves between the crust and the entire mantle beneath these regions. Seismic tomography is similar to the scanner technology used on humans in hospitals. It enables the creation of three-dimensional models that reveal the large-scale structure of the Earth’s mantle.

Japanese researchers have installed seismographs on the Greenland ice sheet as part of the Greenland Ice Sheet Monitoring Network. Set up in 2009, this project brings together researchers from 11 countries.

Source: Regard sur l’Arctique.

Un nouveau type de volcan découvert sous les Bermudes // Discovery of a new type of volcano beneath Bermuda

Selon une étude dont les résultats ont été publiés dans la revue Nature, un volcan situé sous les Bermudes s’est formé d’une manière jamais observée auparavant. Il semble avoir été créé par des matériaux en provenance de la zone de transition située entre le manteau supérieur et le manteau inférieur. Elle se trouve entre 400 et 640 kilomètres sous la surface de la Terre et est riche en eau, en cristaux et en roches fondues.
Les volcans se forment généralement lorsque les plaques tectoniques se rencontrent dans un processus de subduction ou d’accrétion, ce qui génère des fractures à la surface de la Terre par lesquelles le magma peut s’échapper. Les volcans peuvent également se former au niveau de «points chauds», comme à Hawaii.
Les chercheurs viennent de découvrir que les volcans peuvent également se former lorsque du matériau remonte de la zone de transition. Les auteurs de l’étude estiment qu’il s’est produit une perturbation dans la zone de transition, ce qui a entraîné une fonte des matériaux de cette couche et leur remontée vers la surface.
Quand ils ont fait leur découverte, les chercheurs analysaient un volcan en sommeil au fond de l’Océan Atlantique et responsable de la formation des Bermudes. Ils examinaient la composition chimique d’une carotte de 780 mètres; en analysant sa composition, ils pensaient pouvoir construire une image de l’histoire volcanique des Bermudes.
Avant cette étude, on pensait que les Bermudes étaient le résultat d’une anomalie thermique profonde dans le manteau terrestre, mais il n’existait aucune donnée directe venant confirmer cette hypothèse. Cela est dû au fait que l’édifice volcanique est complètement recouvert de calcaire. Les scientifiques s’attendaient à découvrir que le volcan était le fruit d’un panache mantellique, comme à Hawaï, mais ce n’est pas ce qu’ils ont trouvé. Les mesures effectuées à partir de l’échantillon mentionné précédemment ne correspondaient à rien de connu, ce qui laisait supposer que la lave provenait d’une source non identifiée jusqu’à présent.
Les échantillons contenaient des signatures de la zone de transition. Comparés à ceux prélevés dans les zones de subduction, il y avait plus d’eau emprisonnée dans les cristaux. On sait que la zone de transition contient d’énormes quantités d’eau. Selon une étude précédente, il y a trois fois plus d’eau dans cette région de la Terre que dans tous les océans du monde.
Les modèles numériques développés par l’équipe scientifique indiquent qu’une perturbation dans la zone de transition a provoqué la remontée des matériaux vers le surface. Le phénomène aurait eu lieu il y a environ 30 millions d’années et a mis en place le socle sur lequel reposent les Bermudes aujourd’hui. C’est la première fois que des scientifiques découvrent que les volcans peuvent se former de la sorte, dans la zone de transition située au cœur du manteau terrestre.
Source: Newsweek.

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According to a study whose findings have been published in the journal Nature, a volcano beneath Bermuda formed in a way that has never been seen before. It appears to have been created by material rising up from the transition zone, the region between the upper and lower mantle. It extends between 400 and 640 kilometres beneath the surface of the planet and is rich in water, crystals and melted rock.

Volcanoes usually form when the tectonic plates are pushed together in a subduction process or pull apart, producing a crack in Earth’s surface where magma can escape. They can also form at “hotspots,” like in Hawaii.

Now, researchers have found volcanoes can also form when material moves up from the transition zone. The authors of the study believe there was a disturbance in the transition zone that forced the material in this layer to melt and move up towards the surface.

The researchers were analyzing a now dormant volcano beneath the Atlantic Ocean that was responsible for the formation of Bermuda. They were looking at the chemical composition of a 780-metre core sample; by understanding its makeup they thought they could build a picture of Bermuda’s volcanic history.

Before this study, Bermuda had been interpreted as the result of a deep thermal anomaly in the Earth’s mantle, but there was no direct data to support this. This is due to the fact that the volcanic edifice is completely covered by limestone. The scientists were expecting to show that the volcano was a mantle plume formation like Hawaii. Actually, this was not what they found. The measurements taken from the core sample were unlike anything seen before, suggesting the lava came from a previously unidentified source.

The samples contained signatures from the transition zone. Compared to samples taken from subduction zones, there was more water trapped in the crystals. The transition zone is known to contain vast quantities of water, a previous study calculated there is three times as much water in this region of Earth than is present in all the world’s oceans.

Numerical models developed by the team indicate a disturbance in the transition zone forced the material up. This is thought to have taken place about 30 million years ago and provided the foundation that Bermuda sits on today. This is the first time scientists have found a clear indication from the transition zone deep in the Earth’s mantle that volcanoes can form this way.

Source : Newsweek.

 Illustration montrant comment le volcan s’est formé. Wendy Kenigsberg / Clive Howard – Université Cornell, modifiée par Mazza et al. (2019)

La zone de subduction de Cascadia (Etats-Unis) // The Cascadia subduction zone (United States)

Le volcanisme et la sismicité le long de la Chaîne des Cascades dans l’ouest des États-Unis sont largement déterminés par la tectonique des plaques dans la région. La zone de subduction de Cascadia, de 1 000 kilomètres de long, qui n’a pas connu de puissant séisme depuis 1700, est l’endroit où la plaque océanique Juan de Fuca plonge sous la plaque continentale nord-américaine. Cette zone de faille s’étend depuis le nord de l’île de Vancouver jusqu’au Cap Mendocino dans le nord de la Californie.
La carte ci-dessous montre la zone de subduction de Cascadia avec une zone grisée englobant les zones sur terre et en mer où les sismomètres ont été installés par des chercheurs de l’Université de l’Oregon. Les données sismiques leur ont permis d’identifier des anomalies aux deux extrémités de la zone de faille où ils pensent que certaines parties du manteau supérieur se soulèvent et modulent l’activité sismique.
Grâce à quatre années de données provenant de 268 sismomètres au fond de l’océan et de plusieurs centaines d’autres sur terre, les chercheurs ont détecté des anomalies dans le manteau supérieur en dessous des deux extrémités de la zone de subduction de Cascadia. Ces anomalies peuvent jouer un rôle dans l’emplacement, la fréquence et la force des séismes le long de la côte nord-ouest des États-Unis. L’étude a été publiée dans la revue Geophysical Research Letters.
Les anomalies, qui correspondent aux zones ayant des vitesses d’ondes sismiques plus faibles qu’ailleurs sous la ligne de faille, indiquent des parties du manteau supérieur de la Terre qui se soulèvent en raison de la fonte des roches et éventuellement sous l’effet des hautes températures. Le manteau se soulève sous la partie méridionale de la zone de déformation de Gorda , à la limite septentrionale de la faille de San Andreas, ainsi que sous la Péninsule Olympique (ou Olympic) et le sud de l’île de Vancouver. Ces régions n’ont pas le même comportement que l’ensemble de la faille. On observe trois segments qui ont des caractéristiques géologiques distinctes. Ainsi, les segments nord et sud ont un niveau de verrouillage de plaque plus élevé et une densité de tremor plus accentuée.
Le verrouillage fait référence à la force de contact entre deux plaques. Cela signifie que les plaques accumulent des contraintes qui, en se libérant, peuvent provoquer de puissants séismes. Ce verrouillage est beaucoup plus faible dans la partie centrale de la zone de Cascadia qui comprend la majeure partie de l’Oregon où de plus petits séismes peu fréquents ont tendance à se produire.
Le tremor, quant à lui, fait référence aux signaux sismiques de longue durée souvent observés dans les zones de subduction.
L’étude ne permettra probablement pas de mieux prévoir les séismes mais elle souligne la nécessité d’une surveillance sismique en temps réel sur terre et en mer, ainsi que d’analyses géodésiques telles que le GPS pour permettre de tracer les coordonnées spatiales des anomalies.
L’étude a utilisé l’imagerie profonde avec différentes formes d’ondes sismiques provenant de séismes lointains qui se déplacent à travers la Terre. Les stations sismiques au fond de l’océan, dont les données sont récupérées tous les dix mois, faisaient partie de la Cascadia Initiative financée par la National Science Foundation. L’étude a également utilisé des données plus anciennes provenant de nombreuses recherches menées sur la terre ferme dans l’ouest des États-Unis.
Source: Université de l’Oregon.

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Volcanism and seismicity along the Cascade Range in Western U.S.A. are largely determined by plate tectonics in the area. The 1,000-kilometres subduction zone, which has not experienced a powerful earthquake since 1700, is where the Juan de Fuca ocean plate dips under the North American continental plate. The fault zone stretches just offshore from northern Vancouver Island to Cape Mendocino in northern California.

The map below shows the Cascadia Subduction Zone with a shaded area encompassing the onshore and offshore areas where seismometers were located by University of Oregon researchers. Data from the seismometers helped them identify seismic anomalies at both ends of the fault where they believe pieces of the upper mantle are rising and modulating earthquake activity.

With four years of data from 268 seismometers on the ocean floor and several hundred on land, researchers have found anomalies in the upper mantle below both ends of the Cascadia Subduction Zone. They may influence the location, frequency and strength of earthquake events along the U.S. Pacific Northwest. The study was released by the journal Geophysical Research Letters.

The anomalies, which reflect regions with lower seismic wave velocities than elsewhere beneath the fault line, point to pieces of the Earth’s upper mantle that are rising because of melting rock and possibly elevated temperatures. The mantle is rising under the southern Gorda deformation zone at the north edge of the San Andreas Fault and under the Olympic Peninsula and southern Vancouver Island. These regions do not have the same behaviour as the entire fault. There are three segments that have their own distinct geological characteristics. The north and south segments have increased locking and increased tremor densities.

Locking refers to how strongly two plates stick. This means that the plates are building up stress that may lead to powerful earthquakes when it is released.  Locking is much weaker in Cascadia’s central section, which includes most of Oregon, where infrequent, smaller quakes tend to occur.

Tremor refers to long-duration seismic signals often seen at subduction zones.

The study will not help earthquake forecasting, but it points to the need for real time onshore-offshore seismic monitoring and geodetic analyses, such as from GPS to help plot spatial coordinates, of the anomalies.

The study involved deep imaging using different forms of seismic waves coming from distant earthquakes moving through the Earth. The ocean-bottom seismic stations, from which data were retrieved every 10 months, were part of the National Science Foundation-funded Cascadia Initiative. Older data from numerous onshore studies in the western United States also were included in the analysis.

Source : University of Oregon.

 Carte montrant la zone de subduction de Cascadia (Source: University of Oregon)