Étiquette : origin

L’or de l’Erebus en Antarctique // Mount Erebus’ gold in Antarctica

En Antarctique, situé sur l’île de Ross, dans la mer de Ross, l’Erebus est le volcan actif le plus austral au monde. Dans les profondeurs de son cratère s’agite un lac de lave permanent.

(Source : Copernicus Sentinel-2)

Le volcan émet un panache de gaz qui suscite un grand intérêt dans le monde scientifique, car il contient des particules microscopiques d’or cristallin élémentaire. Selon une étude publiée en 1991 dans la revue Geophysical Research Letters, l’Erebus rejette environ 80 grammes de poussière d’or microscopique par jour, avant de les saupoudrer jusqu’à 1 000 kilomètres à la ronde. À ce jour, c’est le seul volcan au monde capable de rejeter des particules d’or cristallin élémentaire.

Le 29 avril 2024, j’avais consacré une note à l’or rejeté par le volcan antarctique au vu de l’étude parue en 1991.

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2024/04/29/lor-de-lerebus-antarctique-erebus-gold-altarctica/

Plusieurs études plus récentes apportent une nouvelle lumière, sans toutefois apporter de réponse définitive à l’origine de cet or.

La présence d’or dans les émissions volcaniques n’est pas exceptionnelle ; des traces d’or ont été détectées par analyse chimique dans des échantillons provenant du Kīlauea (Hawaï), de l’Etna (Sicile / Italie), de l’Augustine (Alaska) et de l’El Chichón (Mexique). La véritable question est de savoir comment l’or parvient à s’échapper du magma et aucun scientifique n’y a à ce jour vraiment répondu.
À la suite de l’étude de 1991, d’autres recherches théoriques ont suggéré que l’or pouvait être transporté par des fluides volcaniques chauds, et probablement aussi par des gaz. Cela semble logique : un volcan est une ouverture dans la croûte terrestre par laquelle remonte de la matière en fusion provenant des profondeurs. De nombreux éléments tels que le cuivre, l’argent, le mercure, l’arsenic, le sélénium et le soufre, ainsi que l’or se retrouvent dans une espèce de mixture où ils peuvent s’associer à d’autres éléments pour former des composés. On pense que l’or est transporté par des composés volatils contenant du chlore ou du soufre, présents dans les gaz volcaniques à haute température.
Cependant, selon une équipe du New Mexico Institute of Mining and Technology aux États-Unis, l’or de l’Erebus présente un comportement inédit, jamais observé sur d’autres volcans. Dans le cadre de leurs recherches sur les émissions de l’Erebus, les scientifiques ont prélevé des échantillons dans la neige autour du cratère, dans le panache de gaz s’échappant du lac de lave et dans la troposphère antarctique, jusqu’à 1 000 kilomètres du volcan. Dans ces trois séries d’échantillons, ils ont découvert des particules d’or pur de taille micrométrique. Observées au microscope électronique, ces particules n’ont pas l’aspect de grains irréguliers, mais de cristaux complexes, à plusieurs facettes et à la géométrie presque parfaite. Certains de ces cristaux atteignent environ 60 micromètres de diamètre (1 μm = 10−6 m). La production quotidienne estimée à 80 grammes pour l’Erebus est inférieure à celle relevée pour certains autres volcans. Le Kīlauea émet une quantité estimée entre 500 et 800 grammes d’or par jour, tandis que les estimations pour l’Etna ont atteint jusqu’à 2,4 kilogrammes. Toutefois, l’Erebus présente une particularité qui permet à l’or de se séparer des composés qui le retenaient au sein des émissions volcaniques. Selon un modèle proposé par les chercheurs, l’or serait extrait de la lave par des composés volatils chlorés. À mesure que les gaz se refroidissent, l’or cristallise à partir de ces composés avant de finir par se déposer sur la glace antarctique. Ce modèle se heurte toutefois à une difficulté : la teneur en or des gaz est très faible ; dans de telles conditions, la nucléation spontanée de cristaux aux formes parfaites au sein de l’air est très difficile.
Selon un autre scénario, avancé par le volcanologue Philip Kyle du New Mexico Institute of Mining and Technology, l’or se formerait plus progressivement dans la croûte à la surface du lac de lave, avant d’être propulsé dans les airs par les gaz ascendants.
Trente-cinq années se sont écoulées depuis l’étude de 1991, et nous n’avons toujours pas de réponse définitive concernant la formation de l’or de l’Etebus..
Le volcan antarctique semble posséder une capacité unique à saupoudrer la neige de poussière d’or, tel un lutin facétieux. Un volcan peut parfois devenir un  magicien.
Source : Science Alert.

Particules d’or trouvées dans la neige du glacier Fang, à 4 kilomètres de l’Erebus (a et b), et dans un échantillon d’air provenant du panache volcanique (c). Un spectre de rayons X typique des particules échantillonnées est présenté en bas à droite (d). (Source : Geophysical Research Letters, 1991)

———————————————

In Antarctica, located on Ross Island in the Ross Sea, Mount Erebus is the world’s southernmost active volcano. Deep in its crater bubbles a permanent lava lake.

The volcano emits a gas plume of great interest to the scientific world as it contains microscopic particles of crystalline, elemental gold. According to a 1991 research paper, published in Geophysical Research Letters, Erebus belches out about 80 grams of microscopic gold dust per day, scattering it as far as 1,000 kilometers away. To date, it’s the only volcano in the world known to spew forth crystalline elemental gold particles.

On April 29, 2024, I published a post about the gold spewed by the Antarctic volcano, based on a study released in 1991.
https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2024/04/29/lor-de-lerebus-antarctique-erebus-gold-altarctica/

Gold in volcanic emissions is not unusual. Trace gold has been detected chemically in samples from Kīlauea in Hawai’i, Etna in Italy, Augustine in Alaska, and El Chichón in Mexico. The real mystery, though, is how the gold escapes the magma in the first place.

Following the 1991 study, other theoretical research has suggested that gold can be transported in hot volcanic fluids, and likely gases too. It makes sense. A volcano is basically a hole in Earth’s crust, through which molten material from deep below the ground seethes upward. Many elements, such as copper, silver, mercury, arsenic, selenium, and sulfur, as well as gold, are all thrown together in a melting pot where they can join with other elements to form compounds. It is thought that gold hitches a ride in volatile chlorine- or sulfur-bearing compounds that can exist in the hot volcanic gases.

However, according to a team fromthe New Mexico Institute of Mining and Technology in the US, the Erebus gold has a behaviour not seen in any other volcano. As part of their investigation of Mount Erebus’s emissions, the researchers collected samples from the snow around the volcanic crater, from the plume of gas coming from the lava lake, and from the Antarctic troposphere up to 1,000 kilometers from the volcano. In all three sample sets, they found micron-scale particles of pure gold. Under an electron microscope, the particles appeared as intricate, faceted, almost perfectly geometric crystals rather than irregular specks, some measuring up to about 60 micrometers across.

The estimated daily output of 80 grams for Mount Erebus is actually somewhat smaller than that reported for some other volcanoes. Kīlauea emits an estimated 500 to 800 grams of gold per day, while estimates for Mount Etna reached as high as 2.4 kilograms. But there’s something unique about Erebus that allows the gold to separate from the compounds that held it in the volcanic emissions. One model the researchers proposed is that gold is carried out of the lava in volatile chlorine-bearing compounds. As the gases cool, the gold crystallizes out of these compounds before eventually coming to rest on the Antarctic ice. One difficulty with that model is that the gas contains very little gold; under those conditions, the spontaneous nucleation of beautifully formed crystals in the air is very difficult.

Another scenario later proposed by volcanologist Philip Kyle of the New Mexico Institute of Mining and Technology is that the gold forms more gradually in a crust on the surface of the lava lake before being borne aloft by rising gases.

Moreore than 30 years have elapsed since the discovery, and we still don’t have a concrete answer.

There is something about Mount Erebus that appears to give it a unique ability to sprinkle the snow with gold dust like a mischievous pixie. A volcano can sometimes become a magician.

Source : Science alert.

L’origine de l’Etna (Sicile) : un volcan de « petit-spot » // The origin of Mount Etna (Sicily) : a « petit-spot » volcano

Situé en Sicile, l’Etna est le volcan le plus actif d’Europe. Pourtant, son origine demeure en grande partie énigmatique, car aucun modèle géologique connu n’explique de manière détaillée comment il s’est formé. Dans une nouvelle étude*, des scientifiques de l’université suisse de Lausanne et de l’INGV de Catane en Italie décryptent ces mécanismes, et expliquent pourquoi l’Etna est vraiment unique au monde.

Photo: C. Grandpey

Vieux de plus de 500’000 ans et situé sur la côte est de la Sicile, l’Etna culmine à plus de 3000 mètres d’altitude. Il connaît plusieurs éruptions par an, ce qui en fait le volcan le plus actif et l’un des plus surveillés d’Europe. Pourtant, son origine reste en partie mystérieuse : aucun mécanisme géologique connu ne semble expliquer comment ce géant s’est formé.
La nouvelle étude, publiée dans le Journal of Geophysical Research – Solid Earth, les scientifiques suisses et italiens formulent une hypothèse novatrice expliquant les mécanismes de formation dub volcan sicilien. Cette découverte permet une meilleure compréhension de la fréquence inhabituelle de ses éruptions, et pourrait contribuer à améliorer l’évaluation des risques volcaniques par les chercheurs de l’INGV de Catane.

La formation des volcans sur notre planète est due à la fonte d’une partie du manteau terrestre qui devient magma, remonte en surface et se refroidit. Jusqu’à aujourd’hui, on considérait que les volcans se formaient selon trois grands mécanismes connus : 1) à la limite entre deux plaques tectoniques, dont la séparation – ou accrétion – provoque la remontée et la fusion du manteau, générant le fond des océans ; 2) dans les zones de subduction, lorsqu’une plaque plonge sous une autre. Au cours de ce mouvement, de l’eau est entraînée en profondeur, ce qui abaisse la température de fusion du manteau et engendre la création de volcans souvent explosifs, comme le mont Fuji au Japon ; 3) au milieu des plaques tectoniques, lorsque du manteau anormalement chaud remonte et forme des îles océaniques telles que Hawaï ou la Réunion. Ce phénomène est connu sous le nom de « point chaud ».

L’Etna, lui, ne rentre dans aucune de ces catégories. Situé à proximité d’une zone de subduction, sa composition chimique ressemble à celle des volcans de points chauds, alors même qu’aucun point chaud n’est présent à proximité.

La nouvelle étude révèle qu’au contraire des volcans classiques, l’Etna serait formé et alimenté par de petites quantités de magma déjà présentes au sommet du manteau terrestre, à 80 km sous nos pieds. Ces liquides seraient transportés sporadiquement vers la surface par les mouvements tectoniques complexes des plaques Africaine et Eurasienne. Le magma cheminerait ainsi à travers des fissures qui se créent au sein de la plaque tectonique lorsque celle-ci se plie, à l’approche de la zone de subduction. Les chercheurs utilisent l’image d’un liquide qui s’échappe lorsque l’on presse une éponge.

Le volcan sicilien appartiendrait donc à une quatrième catégorie de volcans encore très peu connue : celle des volcans dits « de petit-spot », décrits pour la première fois en 2006 par des géologues japonais. La découverte de ces minuscules volcans sous-marins avait confirmé l’existence de poches de magma au sommet du manteau terrestre, une hypothèse avancée dès les années 1960, et qui révélait que ces magmas pouvaient, dans certaines conditions, engendrer des volcan

La nouvelle étude italo-suisse explique que l’Etna serait né d’un mécanisme similaire à celui qui explique la genèse des volcans « de petit-spot ». Cette découverte est surprenante puisque jusqu’ici, ce processus n’avait été constaté que pour des volcans de très petite taille, ne dépassant pas quelques centaines de mètres de hauteur. L’Etna, en revanche, est un stratovolcan majeur dont l’altitude dépasse aujourd’hui 3 000 mètres.

La nouvelle découverte ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension de la genèse d’autres édifices volcaniques dans le monde.

Pour effectuer leur étude, les scientifiques ont collecté des échantillons sur l’Etna, afin de reconstituer l’évolution chimique des laves émises depuis la formation du volcan jusqu’à aujourd’hui. S’appuyant sur des données expérimentales, ils ont pu montrer que la composition des magmas sous l’Etna est restée globalement constante au cours du temps, tandis que le régime tectonique a évolué. L’ensemble de ces observations montre que les magmas qui alimentent l’Etna doivent préexister au sommet du manteau, et que les variations des volumes émis lors des éruptions sont principalement contrôlées par le mouvement des plaques. Cette interprétation permet de relier le volcanisme de l’Etna au mécanisme « de petit-spot ».

*Mount Etna as a leaking pipe of magmas from the low velocity zone , Journal of Geophysical Research – Solid Earth, 2026. Auteurs : S. Pilet, J. Reymond, L. Rochat, R. A. Corsaro, M. Chiaradia, L. Caricchi, O. Müntener,

Source : Université de Lausanne.

—————————————————

Located in Sicily, Mount Etna is Europe’s most active volcano. Yet its origin remains largely enigmatic, as no existing geological model fully explains how it formed. In a new study*, scientists from the University of Lausanne (UNIL) and from the INGV of Catania (Italy) shed light on these mechanisms and reveal why Mount Etna may in fact be unique in the world.

More than 500,000 years old and rising over 3,000 metres above sea level on Sicily’s eastern coast, Mount Etna erupts several times a year, making it both the most active and one of the most closely monitored volcanoes in the world. Despite this, its origin remains partly mysterious: no known geological process fully accounts for the formation of this giant.
In the new study published in the Journal of Geophysical Research – Solid Earth, the scientists unveil a new hypothesis that could transform our understanding of how Mount Etna formed. Their findings shed new light on the volcano’s unusually frequent eruptions and pave the way for improved volcanic hazard assessment by researchers at INGV in Catania, Italy.

Volcanoes on our planet form when part of the Earth’s mantle melts into magma, rises to the surface, and solidifies. Until now, it was thought that volcanoes form according to three main mechanisms: 1) at the boundary between two tectonic plates, where their separation, or accretion, allows mantle material to rise and melt, creating the ocean floor ; 2) in subduction zones, where one plate dives beneath another. Water carried down with the subducting plate lowers the mantle’s melting point, generating often explosive volcanoes, such as Mount Fuji in Japan ; 3) in the middle of tectonic plates, when unusually hot mantle material rises, forming oceanic islands like Hawaii or La Réunion. This phenomenon is known as a “hotspot”.

Mount Etna, however, fits into none of these categories. Located near a subduction zone, its chemical composition resembles that of hotspot volcanoes, even though no hotspot is present nearby. The new study shows that, unlike conventional volcanoes—where magma forms shortly before an eruption—Etna is fed by small amounts of magma already present in the upper mantle, some 80 kilometers beneath the surface. These magmas are transported sporadically toward the surface by the complex tectonic movements resulting from the collision between the African and Eurasian plates. The magma rises through fractures in the tectonic plate created as it bends near the subduction zone, much like liquid being squeezed from a sponge.

The Sicilian volcano may therefore belong to a little-known fourth category of volcanoes: so-called “petit-spot” volcanoes, first described in 2006 by Japanese geologists. These tiny submarine volcanoes provide compelling evidence for the existence of pockets of magma at the top of the Earth’s mantle—an idea first proposed in the 1960s—and show that, under certain conditions, such magmas can give rise to volcanoes.

The latest study suggests that Etna may have formed through a mechanism similar to the one that generates petit-spot submarine volcanoes. This is unexpected, as such processes had previously only been observed in very small volcanic structures, typically rising no more than a few hundred metres. Mount Etna, by contrast, is a large stratovolcano which now towers more than 3,000 metres above sea level.”

This discovery opens up new perspectives for understanding how other volcanic systems may form around the world.

In order to perform their study, the scientists collected samples from Mount Etna to reconstruct the chemical evolution of the lavas erupted since the volcano formed, approximately 500,000 years ago, up to the present day. Based on experimental data, they were able to show that the composition of Etna’s magmas has remained largely consistent over time, even as the tectonic regime evolved. These combined observations support the idea that the magmas feeding Etna pre-exist in the upper mantle, and that variations in erupted volumes are primarily controlled by plate movements. This interpretation links Mount Etna’s volcanism to the “petit-spot” mechanism.

*S. Pilet, J. Reymond, L. Rochat, R. A. Corsaro, M. Chiaradia, L. Caricchi, O. Müntener, Mount Etna as a leaking pipe of magmas from the low velocity zone , Journal of Geophysical Research – Solid Earth, 2026

Source : Université de Lausanne.