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Nouvelle étude sur le panache mantellique de Yellowstone // New study on the Yellowstone mantle plume

Au cours des dernières années, plusieurs études ont été réalisées sur le panache mantellique qui alimente le super volcan de Yellowstone. Elles ont révélé que la source du panache est beaucoup plus à l’ouest que prévu. De nouvelles recherches publiées dans la dernière édition de Nature Geoscience révèlent que des scientifiques de l’Université du Texas à Austin ont cartographié la trajectoire précise suivie par ce panache magmatique depuis la surface de la Terre jusqu’à son origine dans le manteau inférieur. L’étude révèle que la source de chaleur qui alimente Yellowstone est un panache de forme cylindrique, de 345 kilomètres de large, qui trouve son origine à 2900 kilomètres de profondeur, à la verticale de la partie nord de la Péninsule de Basse Californie. Cela confirme ce que pensent depuis longtemps les géophysiciens et explique pourquoi le super volcan avec ses geysers, ses sources thermales, ses mares de boue et ses fumerolles est situé dans le nord-ouest du Wyoming.
Jusqu’à présent, les chercheurs avaient réussi à localiser le panache mantellique qui alimente le point chaud de Yellowstone jusqu’à environ 960 kilomètres de profondeur. La dernière étude s’appuie sur les techniques tomographiques existantes qui permettent de cartographier comment les ondes sismiques « S » traversent le manteau terrestre. Par exemple, ces ondes ralentissent lorsque elles rencontrent un point chaud, comme un panache magmatique.
Les chercheurs ont analysé les données de 71 séismes de magnitude 5 ou plus enregistrés dans le monde entier entre 2005 et 2012. Ces séismes font partie d’un ensemble de données fournies par le programme « USAArray » qui regroupe un réseau de 400 sismomètres à travers les États-Unis continentaux. Avant la création de l’USAArray, personne n’avait installé une telle densité de sismomètres sur une zone aussi vaste. Ce réseau a révolutionné notre compréhension de la Terre, du moins sur le continent nord-américain.
L’hypothèse de départ était que le panache mantellique de Yellowstone était probablement une structure plutôt verticale. En fait, les chercheurs ont trouvé que le panache était plus incliné que prévu, jusqu’à la frontière entre le Mexique et la Californie. A son point de départ, à la limite noyau-manteau, on estime que le panache a une température d’environ 590 à 815 degrés Celsius supérieure à celle du manteau environnant. Au fur et à mesure qu’il s’élève vers la surface, sa température s’abaisse et n’est plus que de 400 degrés Celsius supérieure à celle du manteau au moment où il se trouve à 1 000 kilomètres sous la surface de la Terre. Il contient alors de la roche à haute température, mais pas de matière en fusion ou liquide.
Source: Gillette News Record.

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In recent years, several studies have been made about the mantle plume that feeds the Yellowstone super volcano. They revealed that the source of the plume was much farther west than expected. In a recent research published in the latest edition of Nature Geoscience, University of Texas at Austin scientists have mapped the precise route of this magma plume from the Earth’s surface all the way to its outer core. It reveals that the source of heat slowly swelling the Yellowstone Plateau is a 345-kilometre-wide cylindrical plume that originates 2,900 kilometres beneath the northern reaches of Baja California. The finding confirms geophysicists’ long time suspicions and explains why the super volcano with its geysers, hot springs, mud pots and fumaroles is located in northwest Wyoming.

Until now, researchers had been able to trace the magma plume feeding the Yellowstone hotspot down to only about 960 kilometres underground. The latest study relied on existing tomography techniques, mapping how seismic “S” waves from earthquakes pass through Earth’s mantle. When the waves reach a hotspot, like a magma plume, they slow down.

The researchers analysed data from 71 M 5 or larger earthquakes that were recorded all around the world between 2005 and 2012. Those quakes were part of the “USAArray” dataset which sweeps a network of 400 seismometers across the continental United States. Before the USAArray was set up, nobody had ever put so many seismometers with such a density over such a large an area. It revolutionized our understanding of the Earth, at least in the North American continent.

The original hypothesis was that the Yellowstone mantle plume would be a rather vertical structure. Actually, the researchers found it was tilted more than they expected, going as far as the Mexico-California border. Where it originates, at the core-mantle boundary, the plume is estimated to be about 590 to 815 degrees Celsius warmer than the surrounding mantle. The structure is pulled to the surface by its buoyancy, and as it rises it loses its temperature, running only 400 degrees warmer than the mantle by the time it’s 1,000 kilometres away from the Earth’s surface. Its content is hot rock, not molten or liquid material.

Source: Gillette News Record.

Imperial Geyser à Yellowstone (Photo: C. Grandpey)

Nouvelle éruption du Sinabung (Indonésie) // New eruption of Sinabung Volcano (Indonesia)

Une éruption très violente s’est produite sur Sinabung le lundi 19 février 2018. Elle a commencé à 01h53 (TU), avec des coulées pyroclastiques qui ont parcouru 3,5 km et 4,9 km depuis le sommet. Le VAAC de Darwin indique que le panache de cendre a atteint une altitude de 16,7 km. La couleur de l’alerte aérienne est passée d’Orange à Rouge. Selon l’Observatoire Volcanologique du Sinabung, l’éruption a duré 4 minutes et 51 secondes.
D’importantes retombées de cendre ont été signalées autour du volcan, avec une visibilité de 5 à 10 mètres.
L’éruption n’a pas causé de victimes. Les coulées pyroclastiques sont restées bien à l’intérieur de la zone rouge qui a été évacuée en septembre 2017 lorsque le volcan a commencé à entrer en éruption. Cependant, entre février 2014 et mai 2016, les éruptions du Sinabung ont coûté la vie à 23 personnes. Malgré l’interdiction, je sais qu’il y a encore des touristes qui entrent dans la zone interdite. Si une crise éruptive majeure se produit pendant qu’ils sont là, ils sont sûrs d’être tués.

Sources : Différents médias d’information & The Watchers.

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A very violent eruption occurred at Sinabung volcano on Monday, February 19th, 2018. It started at 01:53 UTC and unleashed pyroclastic flows that traveled 3.5 km and 4.9 km from the summit. The Darwin VAAC indicates that the ash plume reached an altitude of 16.7 km. The aviation colour code was raised from Orange to Red. According to the Sinabung Volcano Observatory, the eruption lasted 4 minutes and 51 seconds.

Major ashfall was reported around the volcano and visibility was said to be only 5 to 10 metres.

The eruption did not cause casualties. The pyroclastic flows remained well inside the red zone that was evacuated in September 2017 when the volcano started erupting. However, between February 2014 and May 2016, eruptions at Mount Sinabung claimed lives of 23 people. Despite the interdiction, I know there are still tourists who enter the no-go zone. Should a major eruptive crisis occur while they are there, they are sure to be killed.

Sources : News media & The Watchers.

Dôme de lave au sommet du Sinabung (Photo: Franck Gueffier)

Nouvelle théorie sur Yellowstone // New theory about Yellowstone

Les scientifiques se sont toujours posé des questions sur le super volcan de Yellowstone. Ils ont essayé de comprendre son fonctionnement interne et les résultats de leurs études ont souvent été remis en question ou débattus. Un exemple des incertitudes concernant Yellowstone est donné par une étude récente menée par des chercheurs de l’Université de l’Illinois.
Les scientifiques ont utilisé des simulations informatiques pour étudier l’histoire de Yellowstone sur plus de 20 millions d’années, et leurs résultats contredisent la théorie la plus répandue sur l’activité volcanique dans la région. Ils ont constaté que l’activité volcanique à Yellowstone est beaucoup plus complexe et dynamique qu’on ne le pensait auparavant. Ils ont utilisé la tomographie sismique pour scruter les profondeurs du sous-sol de l’ouest des États-Unis et reconstituer l’histoire géologique qui se cache derrière le volcanisme.
À l’aide de puissants ordinateurs, l’équipe scientifique a imaginé différents scénarios tectoniques et leurs résultats ne valident pas l’hypothèse traditionnelle du panache mantellique qui s’élève verticalement vers la surface et provoquerait l’activité volcanique dans la région. Les observations des chercheurs révèlent que c’est plutôt une activité proche de la surface de la planète qui serait responsable du volcanisme, même si la cause exacte reste un mystère.
Selon l’étude, il semble que le panache mantellique sous l’ouest des États-Unis se soit enfoncé de plus en plus profondément dans la Terre au fil du temps. Cela laisse supposer qu’un obstacle proche de la surface – peut-être une plaque océanique en provenance de la limite tectonique occidentale – interfère avec l’ascension du panache. En conséquence, la source de chaleur dont dépend le volcanisme à l’intérieur des terres proviendrait en fait du manteau océanique peu profond à l’ouest de la côte nord-ouest du Pacifique.
La chaleur qui provoque le volcanisme naît habituellement dans les zones où les plaques tectoniques se rencontrent et où l’une d’elles glisse sous une autre dans un processus de subduction. Cependant, Yellowstone et d’autres zones volcaniques de l’ouest des États-Unis sont loin des limites de la zone de subduction le long de la côte ouest. S’agissant du volcanisme à l’intérieur des terres, on pensait qu’une source de chaleur profonde – un panache mantellique – faisait fondre la croûte et générait le volcanisme en surface. L’hypothèse du panache mantellique a été controversée pendant de nombreuses années et la dernière étude vient s’ajouter aux preuves d’un nouveau scénario tectonique.
Dans une étape suivante, l’équipe de chercheurs de l’Université de l’Illinois espère inclure dans les modélisations des données chimiques provenant des roches volcaniques. Cela permettra de mieux localiser la source exacte du magma car les roches des panaches mantelliques profonds et des plaques tectoniques proches de la surface ont des composantes chimiques différentes.
University of Illinois at Urbana-Champaign.

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Scientists have always been asking questions about the super volcano of Yellowstone. They have tried to understand the inner workings of the volcano and the results of their studies have often been questioned or debated. An example of the uncertainties about Yellowstone is given by a recent study led by researchers at the University of Illinois.

The scientists used computer simulations to study the history of Yellowstone over 20 million years, with findings contradicting the traditional theory of volcanic activity in the region. They digitally played back a portion of the park’s geologic history, finding that volcanic activity at Yellowstone is far more complex and dynamic than was previously thought. They used seismic tomography to peer deep into the subsurface of the western US and piece together the geologic history behind the volcanism.

Using supercomputers, the team ran different tectonic scenarios to simulate a range of possible geologic histories for the region. The results gave little support for the traditional mantle plume hypothesis, which argues that heat from deep within the Earth rising vertically toward the surface is the cause of volcanic activity in the area. The team’s observations instead suggest activity much closer to the planet’s surface is responsible, although the exact cause remains a mystery.

According to the study, it appears that the mantle plume under the western US is sinking deeper into the Earth through time. This suggests that something closer to the surface – an oceanic slab originating from the western tectonic boundary – is interfering with the rise of the plume. A robust result from these models is that the heat source behind the extensive inland volcanism actually originated from the shallow oceanic mantle to the west of the Pacific Northwest coast.

The heat needed to drive volcanism usually occurs in areas where tectonic plates meet and one slab subducts under another. However, Yellowstone and other volcanic areas of the inland western US are far away from the active plate boundaries along the west coast. In these inland cases, a deep-seated heat source – a mantle plume – was suspected of driving crustal melting and surface volcanism. The mantle plume hypothesis has been controversial for many years and the new findings add to the evidence for a revised tectonic scenario.

Eventually, the team hopes to include chemical data from volcanic rocks in their models.

This should help them to further pinpoint the exact source of the magma, as rocks from deep mantle plumes and near-surface tectonic plates would have different chemical components.

University of Illinois at Urbana-Champaign.

Photo: C. Grandpey

Episode éruptif sur l’Agung? // An eruptive episode on Mt Agung?

14 heures: On peut voir circuler en ce moment sur les réseaux sociaux une vidéo tournée vers 17h30 (heure locale à Bali).

https://youtu.be/hTIMWIPwsPg

Elle montre un panache relativement important s’échapper du cratère de l’Agung. Le sismographe en ligne montre effectivement un épisode de hausse de la sismicité (vers 9h30 GMT). Certains avancent l’hypothèse d’une éruption phréatique car le panache semble surtout chargé en vapeur d’eau, même s’il s’y même également de la cendre. Toutefois, l’image sismique m’incite plutôt à penser qu’il s’agit d’un dégazage en bouffées, comme cela se produit périodiquement. La sismicité ne me semble pas suffisamment marquée pour parler d’une éruption phréatique. La situation demande toutefois à être contrôlée attentivement.

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17 heures: Selon le site Internet «The Watchers», l’activité observée aujourd’hui sur le Mont Agung avait une origine phréatique. Le panache de cendre est monté jusqu’à 6 km d’altitude, sans affecter les couloirs aériens et l’aéroport international de Bali qui reste opérationnel, malgré les annulations de vols par quelques compagnies aériennes, par mesure de précaution. Bien que l’événement ait été plus intense que l’épisode précédent, le niveau d’alerte reste à 3 (Siaga) et la couleur de l’alerte aérienne à Orange. L’activité sismique inclut des séismes basse fréquence et n’a pas augmenté de manière significative au cours des derniers jours.
Il n’y a pas eu de nouvelles évacuations.
Il faut être prudent avec les gros titres et les informations publiées par les sites web de certains journaux assez faciles à identifier (la plupart d’entre eux sont les tabloïds britanniques). Ils ont tendance à rendre la situation catastrophique alors que ce n’est pas le cas.

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20 heures: On peut voir ce soir sur les réseaux sociaux des photos de nuit de l’Agung faisant apparaître de l’incandescence au niveau du cratère. Difficile de dire s’il y a arrivée d’un nouveau magma dans les conduits d’alimentation du volcan. Hormis quelques secousses très ponctuelles, la sismicité n’a pas montré de variations significatives ces dernières heures. Les deux derniers épisodes d’émissions de cendre et de vapeur tendent à montrer toutefois que la situation est en train d’évoluer. S’agissant des dernières photos, il faut noter qu’elles ont été prises en pose longue (30 secondes) pour un diaphragme de 5,6. On peut en conclure qu’il y a une légère surexposition et que l’incandescence réelle n’est pas aussi intense.

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14:00: One can see right now on the social networks a video shot around 17:30 (local time in Bali).
https://youtu.be/hTIMWIPwsPg

It shows a relatively voluminous plume coming out of the crater of MtAgung. The online seismograph shows an episode of increased seismicity  at about 9:30 GMT. Some people suggest the hypothesis of a phreatic eruption because the plume seems to mainly contain water vapour, even if there is also some ash. However, the seismic image rather makes me think that it is a degassing pulse, as this occurs periodically. Seismicity does not seem strong enough to speak of a phreatic eruption. The situation, however, needs to be carefully monitored.

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17:00: According to the website « The Watchers » the activity observed today on Mt Agung had a phreatic origin. The ash plume rose up to 6 km a.s.l. but is not affecting flight paths and Bali international airport is still operational, despite cancellations by a few airlines, as a precaution. Although the event was more intense than the previous similar episode, the Alert Level remains at 3 (Siaga) and the Aviation Colour Code at Orange. Seismic activity is characterized by low frequency earthquakes and it has not increased significantly in the past days.

There have been no new evacuations.

One should be careful with the headlines and the news released by the websites of some newspapers which are quite easy to identify (most of them are the British tabloids). They tend to make the situation disastrous while it is not.

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20:00: We can see tonight on social networks night photos of Mt Agung showing incandescence within the crater. It’s hard to say if there is a new magma in the feeding system of the volcano. Apart from some very punctual quakes, seismicity has not shown significant variations in recent hours. The last two emissions of ash and steam tend to show, however, that the situation is changing. Regarding the last photos, it should be noted that they were taken in long exposure (30 seconds) for an aperture of 5.6. It can be concluded that there is a slight overexposure and that the actual glow is not so intense.

Vue du panache de l’Agung et du tracé sismique correspondant

Incandescence dans le cratère de l’Agung (Source: ‘Budi Kaos Hitam’)