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Yellowstone (1) : le passé du super volcan // Yellowstone (1) : the past of the super volcano

Dans le dernier épisode de ses Yellowstone Caldera Chronicles, l’Observatoire Volcanologique de Yellowstone explique au public à quoi ressemblait Yellowstone avant que l’activité volcanique recouvre d’immenses étendues d’épaisses coulées de lave et de cendres.
Pour ce faire, les géologues ont examiné les zones bordant la région de Yellowstone, les chaînes de montagnes, les types de roches et les failles qui composent des secteurs comme la Chaîne Teton et Jackson Hole, et comme le chaînon Gallatin (Gallantin Range) et la Paradise Valley.
Comme je l’ai expliqué dans un article précédent, il y a environ 4 à 7 millions d’années, le point chaud de Yellowstone se trouvait sous le sud-est de l’Idaho où il alimentait les éruptions du champ volcanique Heise. Plusieurs grandes caldeiras ont été formées par des explosions majeures qui ont répandu des cendres sur le paysage jusqu’à Jackson Hole et la zone qui est aujourd’hui Yellowstone.
Le paysage prévolcanique de Yellowstone était principalement constitué de zones de haute altitude et il n’y avait pas de bassin comme c’est le cas aujourd’hui. Au lieu de cela, des chaînes de montagnes s’étendaient principalement du nord-nord-ouest au sud-sud-est. Les chaînes de montagnes Gallatin et Madison actuelles au nord étaient probablement reliées à la chaîne Teton et à d’autres montagnes au sud, formant des ensembles de chaînes continues qui étaient toutes délimitées par de grandes failles. Des chaînes délimitées par des failles comme celles-ci sont courantes dans tout l’ouest des États-Unis aujourd’hui. Elles font partie de la province Basin and Range, qui s’étend de l’est de la Californie à l’ouest du Wyoming et du Montana.
On peut voir les preuves de ces anciennes chaînes de montagnes continues dans les cartes montrant l’agencement des séismes et des bouches éruptives. Les cartes montrent plusieurs bandes de sismicité du nord-nord-ouest au sud-sud-est sous la caldeira de Yellowstone. Elles délimitent peut-être les failles encore existantes qui contrôlaient les chaînes de montagnes qui ont été détruites lorsque de grandes éruptions explosives ont commencé dans la région de Yellowstone.

Carte des séismes à Yellowstone entre 1973 et 2023. On remarquera dans la partie sud du Parc national de Yellowstone une série de bandes sismiques orientées nord-nord-ouest / sud-sud-est. Il se peut que ces alignements reflètent des failles associées à des chaînes de montagnes qui ont été détruites lors de la formation de la caldeira de Yellowstone il y a 631 000 ans.

Il existe également plusieurs alignements de points d’émission de lave rhyolitique orientés plus ou moins du nord-nord-ouest au sud-sud-est, actifs après la formation de la caldeira de Yellowstone, en particulier il y a environ 160 000 à 70 000 ans. Tout comme les schémas montrant les séismes, les alignements de bouches éruptives pourraient également avoir été contrôlés par les failles préexistantes associées aux chaînes de montagnes détruites.

Carte géologique de la caldeira de Yellowstone montrant les emplacements et les âges des éruptions de rhyolite les plus récentes. On remarquera deux séries d’alignements de bouches éruptives nord-nord-ouest / sud-sud-est. Il se peut qu’ils reflètent des orientations de failles sous-jacentes associées à des chaînes de montagnes qui ont disparu lors de la formation de la caldeira de Yellowstone il y a environ 631 000 ans.

Étant donné qu’il y avait des montagnes dans toute la région de Yellowstone avant les grandes explosions, l’érosion a été un processus déterminant. Les hautes chaînes de montagnes ont été progressivement érodées et les sédiments qui se sont détachés de ces sommets se sont accumulés dans les vallées à la base des chaînes. Certains de ces sédiments existent encore aujourd’hui; ils sont recouverts d’épaisses couvertures de cendres provenant des éruptions qui ont formé la caldeira de Yellowstone.
Les premières éruptions volcaniques de la région de Yellowstone ont commencé il y a au moins 2,2 millions d’années. La première des trois grandes éruptions ayant donné naissance à une caldeira s’est produite il y a 2,08 millions d’années; elle a répandu d’épaisses couches de cendres sur une très grande surface et modifié considérablement le paysage.
L’Observatoire Volcanologique de Yellowstone indique qu’aujourd’hui, de nombreux visiteurs du Parc national approchent la région par le nord, le sud ou l’ouest. Les géologues conseillent à ces personnes de prendre un moment pour apprécier le paysage qu’elles traversent. Ces zones illustrent aujourd’hui à quoi ressemblait Yellowstone il y a quelques millions d’années.

Voici le lien menant à l’article. Vous y trouverez les cartes avec une résolution plus élevée :
https://www.usgs.gov/observatories/yvo/news/what-did-yellowstone-look-it-became-wonderland

Source : USGS / YVO.

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In the latest episode of its Yellowstone Caldera Chronicles, the Yellowstone Volcano Observatory explains the public what Yellowstone looked like before volcanic activity covered huge swaths of land with thick lava and ash flows.

The geologists have looked at the characteristics of the areas bordering the Yellowstone region, at the mountain ranges, rock types, and faults that make up areas like the Tetons and Jackson Hole, and like the Gallatins and Paradise Valley.

As I explained in a previous post, during about 4–7  million years ago, the Yellowstone hotspot was located under southeastern Idaho, feeding eruptions occurring from the Heise volcanic field. That sequence included multiple large calderas that formed via major explosions, spreading ash across the landscape, including Jackson Hole and the area that is now Yellowstone.

The pre-volcanic Yellowstone landscape was mostly made of high-elevation areas and there was no basin present like there is today.  Instead, mountain ranges ran mostly north-northwest to south-southeast. Today’s Gallatin and Madison ranges in the north were probably connected to the Tetons and other mountains to the south, forming sets of continuous ranges that were all bounded by large faults.  Fault-bounded ranges like these are common throughout the western USA today. They are part of the Basin and Range province, which extends from eastern California to western Wyoming and Montana.

We can see the evidence for these formerly continuous mountain ranges in patterns of earthquakes and eruptive vents.  Seismicity maps show several north-northwest to south-southeast bands of earthquakes beneath Yellowstone Caldera, possibly delineating the still-existing faults that controlled the mountain ranges that were blown apart when large explosive eruptions began in the Yellowstone region. (see map above)

There are also several roughly north-northwest to south-southeast alignments of vents for rhyolite lava flows that erupted after Yellowstone Caldera formed, especially during about 160,000 to 70,000 years ago.  Just like patterns of earthquakes, the vent alignments might also have been controlled by the preexisting faults associated with the destroyed mountain ranges. (see map above)

Because there were mountains throughout the Yellowstone region before the big explosions, erosion was an important process.  The high mountain ranges were gradually being ground down, and sediments eroded from these peaks accumulated in valleys at the bases of the ranges.  Some of these sediments still exist today, capped by thick blankets of ash from caldera-forming eruptions of the Yellowstone system.

The first volcanic eruptions from the Yellowstone region began at least 2.2 million years ago, and the first of three great caldera-forming eruptions occurred 2.08 million years ago, spreading thick ash over a very large area and dramatically altering the landscape.

The Yellowstone Volcano Observatory indicates that today, many visitors to Yellowstone National Park approach the area from the north, south, or west. Geologists advise these persons to take a moment to appreciate the landscape they are traversing.  Those areas today exemplify what Yellowstone used to look like a few million years ago.

Here is the link leading to the article. You will find the maps with a higher resolution :

https://www.usgs.gov/observatories/yvo/news/what-did-yellowstone-look-it-became-wonderland

Source : USGS / YVO.

Passé, présent et futur sur le Mauna Loa (Hawaii) // Past, present and future on Mauna Loa (Hawaii)

Dominant la Grand Ile d’Hawaii de ses 4170 mètres, le, Mauna Loa est l’un des volcans les plus actifs sur Terre. Il est entré en moyenne en éruption tous les 5 à 6 ans au cours des 3 000 dernières années.
Les éruptions peuvent se produire dans différents secteurs du volcan: au sommet, en général dans la caldeira Moku’weweoweo ; le long de l’une des zones de rift nord-est et sud-ouest, ou à partir de bouches radiales à l’extérieur de la caldeira et sur des zones de rift sur les flancs nord et ouest du volcan.
Depuis 1843, Mauna Loa est entré 33 fois en éruption. Parmi ces éruptions historiques, environ la moitié ont commencé au sommet et sont restées confinées dans la zone sommitale. 24% des éruptions ont commencé au sommet puis, au bout de quelques minutes ou quelques jours, elles ont migré vers la zone de Rift Nord-est. 21% ont commencé au sommet puis ont migré vers des altitudes plus basses le long de la zone de Rift Sud-ouest. Environ 6% des éruptions se sont produites au niveau de bouches radiales, mais ces éruptions historiques avaient également une relation avec le sommet.

L’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) surveille le Mauna Loa 24 heures sur 24. Un vaste réseau d’instruments a été mis en place, avec des sismomètres, des inclinomètres, des stations GPS et des webcams, ainsi que des capteurs de température, de SO2 et de CO2. Ces instruments transmettent les données en temps réel au HVO 24 heures sur 24, sept jours sur sept.

Que ce soit pour les éruptions volcaniques ou les autres événements géologiques, le passé est essentiel pour comprendre le futur. C’est pourquoi, pour anticiper le déroulement de la prochaine éruption du Mauna Loa, le HVO se tourne vers le passé.
Au vu des éruptions passées du Mauna Loa, les scientifiques du HVO s’attendent à ce que la prochaine commence au sommet du volcan. Malheureusement, il n’est pas possible de savoir si elle restera confinée au sommet, si elle migrera vers l’une des zones de rift, ou si elle comportera une éruption radiale. Les volcanologues  ne le saurons qu’en observant le processus éruptif.

Comme nous sommes en avril, il est intéressant d’observer les éruptions du Mauna Loa qui se sont produites au cours de ce mois.
En 1942, une éruption a commencé le 26 avril. C’était au moment de la Seconde Guerre mondiale et l’éruption s’est déroulée dans la plus grande discrétion à Hawaï. Les autorités américaines craignaient que l’armée japonaise puisse utiliser la forte lueur émise de nuit par la lave pour guider leurs avions de guerre vers l’archipel hawaiien. L’éruption a commencé sur la lèvre ouest de la caldeira sommitale du Mauna Loa, avant de migrer vers la Zone de Rift Nord-est.

La troisième plus longue éruption sommitale de l’histoire du Mauna Loa a commencé le 7 avril 1940. Des fontaines de lave de 20 à 60 mètres de hauteur ont tout d’abord jailli le long d’une ligne de fissures entre le centre de la caldeira sommitale et une zone sur le flanc sud-ouest du volcan. Le lendemain soir, l’éruption, qui a duré 134 jours, se limitait à la partie sud-ouest de la caldeira. Là, des bouches actives ont construit un cône de cendres et de projections de 100 mètres de haut, encore bien visible aujourd’hui sur le plancher de la caldeira.
Le 10 avril 1926, une éruption a commencé au sommet du Mauna Loa, mais des fissures ont rapidement migré sur 5 kilomètres le long de la Zone de Rift Sud-ouest du volcan. Trois jours plus tard, l’éruption a continué à migrer le long de la zone de rift ; trois bouches sont restées actives entre 2200 et 2400 mètres d’altitude et ont émis de volumineuses coulées de lave «a». La coulée  principale s’est rapidement dirigée vers la mer en détruisant au passage le petit village et le port de Ho`ōpūloa le 18 avril. Cette éruption de courte durée, mais destructrice, s’est terminée le 26 avril.
En 1896, une éruption sommitale de 16 jours a commencé le 21 avril.
Une autre éruption sommitale du Mauna Loa a commencé le 20 avril 1873 et a duré 18 mois.

Au moment où j’écris ces lignes, le Mauna Loa n’est pas en éruption. Son niveau d’alerte reste à ADVISORY (Vigilance conseillée). Des séismes de faible magnitude sont souvent enregistrés dans la partie supérieure du volcan, mais cela ne signifie pas qu’une éruption est sur le point d’avoir lieu. Les instruments montrent que la lente inflation sommitale se poursuit. La température des fumerolles et les concentrations de gaz dans la Zone du Rift Sud-Ouest restent stables.
Source: USGS / HVO.

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On Hawaii Big Island, Mauna Loa (4,170 m) is one of the most active volcanoes on Earth. It has erupted, on average, every 5 to 6 years during the past 3,000 years.

Eruptions may occur in different areas of the volcano: at the summit, typically within the Moku‘āweoweo caldera, along one of the Northeast and Southwest Rift Zones, or from radial vents outside the caldera and rift zones on the volcano’s north and west flanks.

Since 1843, Mauna Loa has erupted 33 times. Of these historic eruptions, about half started at the summit and stayed in the summit area. 24% of the eruptions started at the summit and then, within minutes to days, migrated down the Northeast Rift Zone. 21% started at the summit and then migrated to lower elevations along the Southwest Rift Zone. Around 6% of the eruptions occurred at radial vents, but those historical eruptions also had a summit component.

The Hawaiian Volcano Observatory (HVO) is monitoring Mauna Loa 24 hours. To track changes on the volcano, an extensive network of instruments has been set up, including seismometers, tiltmeters, GPS stations and webcams, as well as temperature, SO2 and CO2 sensors. These instruments transmit real-time data to HVO 24 hours a day, seven days a week.

With volcanic eruptions and other geologic events, the past is the key to the future. So, to understand what might happen during the next Mauna Loa eruption, HVO looks to the past.

Given what we know about past Mauna Loa eruptions, HVO scientists expect that the next one will begin at the summit of the volcano. Unfortunately, it is not possible to know if it will stay at the summit, if it will migrate down one of the rift zones, or if it will result in a radial vent eruption. That will only be revealed as the eruption progresses.

As we are in April, it is interesting to observe the Mauna Loa eruptions that occurred during this month.

In 1942, an eruption began on April 26th. With World War II underway, news blackouts were imposed on Hawaii. American officials feared that if the eruption was publicized, the Japanese military could use the bright glow of lava at night to guide warplanes to the islands. The eruption began on the western rim of Mauna Loa’s summit caldera but then migrated down the volcano’s Northeast Rift Zone.

Mauna Loa’s third-longest summit eruption in recorded history began on April 7th, 1940. Lava fountains 20-60 metres high initially erupted along a line of fissures extending from near the centre of Mauna Loa’s summit caldera to an area down the volcano’s southwest flank. By the next evening, the eruption, which lasted 134 days, was restricted to the southwestern part of the caldera. There, active vents built a 100-metre high cinder-and-spatter cone, which remains a prominent landmark on the caldera floor today.

On April 10th, 1926, an eruption began at the summit of Mauna Loa, but fissures soon migrated 5 kilometres down the volcano’s Southwest Rift Zone. Three days later, the eruption migrated farther down the rift zone, with three main vents between 2,200 and 2,400 metre elevation, sending massive ‘a’ā flows downslope. The main flow rapidly advanced toward the sea, where it destroyed the small village and harbour at Ho`ōpūloa on April 18th. This short-lived, but destructive, eruption ended on April 26th.

In 1896, a 16-day-long summit eruption on Mauna Loa began on April 21st.

Another Mauna Loa summit eruption started on April 20th, 1873, and lasted 18 months.

As I am writing these lines, Mauna Loa is not erupting. Its alert level remains at ADVISORY. Small-magnitude earthquakes are often recorded beneath the upper elevations of the volcano, but they do not mean an eruption is about to take place. Monitoring data show that slow summit inflation continues and fumarole temperature and gas concentrations on the Southwest Rift Zone remain stable.

Source: USGS / HVO.

Vue aérienne du sommet du Mauna Loa (Crédit photo : USGS)

Dans la caldeira sommitale (Photo : C. Grandpey)

Caldeira sommitale avec le cône de 1940 (Photo: C. Grandpey)

Zones éruptives du Mauna Loa (Source: USGS / HVO)

Coulée de lave de 1926 (Photo: C. Grandpey)

En cas d’éruption…(Photo : C. Grandpey)