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Mystère autour de l’histoire volcanique de l’île de Pâques // Mystery around Easter Island’s volcanic history

Le 30 septembre 2024, j’ai publié une note expliquant qu’aucun effondrement de population n’avait eu lieu dans le passé sur l’île de Pâques. De nouveaux articles parus dans la presse scientifique ces derniers jours nous apprennent que les plus anciennes laves de l’île de Pâques se sont formées il y a environ 2,5 millions d’années dans la partie supérieure d’une plaque océanique à peine plus ancienne que les volcans eux-mêmes. C’était, du moins, la théorie généralement acceptée jusqu’à présent.
En 2019, une équipe de géologues cubains et colombiens s’est rendue sur l’île de Pâques pour dater avec précision l’île qui héberge plusieurs volcans éteints. Pour ce faire, ils ont eu recours à la datation des minéraux de zircon qui permettent d’évaluer l’âge des chambres magmatiques. Lorsque le magma refroidit, ces minéraux se cristallisent. Ils contiennent un peu d’uranium, qui se transforme en plomb par désintégration radioactive.
Dans la mesure où on connaît le temps mis par ce processus, on peut mesurer depuis combien de temps ces minéraux se sont formés. L’équipe scientifique a donc recherché ces minéraux et en a trouvé des centaines. Leur analyse a surpris les chercheurs car non seulement leur âge n’est pas de 2,5 millions d’années (l’âge supposé de l’île de Pâques), mais leur origine remonte bien plus loin dans le temps, jusqu’à 165 millions d’années. De plus, l’analyse chimique des zircons montre que leur composition est plus ou moins la même dans tous les cas.
Les volcans de Rapa Nui – l’autre nom de l’île de Pâques – n’ont pas pu être actifs pendant 165 millions d’années, car la plaque située en dessous d’eux n’était pas aussi ancienne. La seule explication est que les minéraux anciens proviennent de la source du volcanisme de l’île, dans le manteau terrestre sous la plaque, bien avant la formation des volcans actuels.

Cependant, cette hypothèse a posé à l’équipe scientifique une autre énigme. Les volcans comme ceux de l’île de Pâques sont des « volcans de point chaud » qui sont fréquents dans l’océan Pacifique ; Hawaï en est un bon exemple. Ils sont formés par des panaches mantelliques qui s’élèvent lentement des profondeurs de la Terre. En s’approchant de la base de la plaque tectonique, les roches du panache et du manteau environnant fondent et donnent naissance à des volcans. Les scientifiques savent depuis les années 1960 que le panache mantellique reste en place très longtemps quand la plaque se déplace au-dessus de lui. Au fur et à mesure que la plaque se déplace, le panache mantellique produit un nouveau volcan. Là encore, l’archipel hawaïen illustre parfaitement ce processus. Cela explique les alignements de volcans sous-marins éteints dans l’océan Pacifique, avec un ou plusieurs volcans actifs à l’extrémité de la chaîne. Les chercheurs se sont demandé si cela signifiait que le panache mantellique sous l’île de Pâques était actif depuis 165 millions d’années.
Pour répondre à cette question, ils avaient besoin de preuves issues de la géologie de la Ceinture de Feu du Pacifique où les plaques océaniques plongent dans le manteau terrestre. Ils se sont alors heurtés à une nouvelle difficulté. En effet, en s’enfonçant, les plaques datant d’il y a 165 millions d’années ont depuis longtemps disparu dans les zones de subduction. S’agissant de l’île de Pâques, il semble que le plateau qui existait à l’époque de la formation de l’île ait disparu sous la Péninsule Antarctique il y a environ 110 millions d’années. La chaîne de montagnes, dont les traces sont encore bien visibles à Rapa Nui, pourrait être le résultat de la subduction d’un plateau volcanique qui s’est formé il y a 165 millions d’années. En conséquence, cela montre que le panache mantellique de l’île de Pâques a pu avoir été actif pendant cette période. Cela permettrait de résoudre le mystère géologique de l’île : les anciens minéraux de zircon seraient des vestiges de magmas antérieurs qui ont été ramenés à la surface de la terre, en même temps que des magmas plus jeunes, lors d’éruptions volcaniques.
Un autre problème se pose. La théorie classique du tapis roulant (pour expliquer le mouvement des plaques tectoniques) est difficile à concilier avec l’observation selon laquelle les panaches mantelliques restent en place alors que tout ce qui les entoure continue de bouger. Un scientifique de l’Université d’Utrecht (Pays Bas) a déclaré : «Les panaches mantelliques montent si vite qu’ils ne sont pas affectés par le manteau qui se déplace avec les plaques, et de nouveaux matériaux de panache arrivent constamment sous la plaque pour former de nouveaux volcans.» Dans ce cas, les anciens fragments du panache, avec les anciens zircons, ont probablement été emportés par ces courants mantelliques, loin de l’emplacement de l’île de Pâques, et ne peuvent donc pas se trouver maintenant à la surface. Le scientifique d’ajouter : «Nous en tirons la conclusion que ces minéraux anciens n’ont pu être préservés que si le manteau entourant le panache est resté aussi immobile que le panache proprement dit.» La découverte des minéraux anciens sur l’île de Pâques tend donc à montrer que le manteau terrestre se déplace probablement plus lentement qu’on ne l’a toujours supposé.
Source : Synthèse de plusieurs articles parus dans la presse scientifique.

 

Illustration de la tectonique et du comportement du panache mantellique sur l’île de Pâques (Source : Université d’Utrecht)

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On September 30th, 2024, I wrote a post explaining that no population collapse had occurred in the past on Easter Island. New articles released in the scientific press explain us today that Easter Island’s oldest lava deposits formed some 2.5 million years ago on top of an oceanic plate not much older than the volcanoes themselves.

In 2019, a team of Cuban and Colombian geologists travelled to Easter Island to accurately date the island which harbours several extinct volcanoes. To do so, they resorted to the dating of dating zircon minerals. When magma cools, these minerals crystallize. They contain a bit of uranium, which turns into lead through radioactive decay.

As we know the time it takes this process to happen, we can measure how long ago those minerals formed. The scientific team team thus looked for those minerals and found hundreds of them. They came as a surprise because not only they were not 2.5 million years old as expected (this was the supposed age of Easter Island), but from much further back in time, up to 165 million years ago.

Chemical analysis of the zircons showed that their composition was more or less the same in all cases.

The volcanoes of Rapa Nui – the other name for Easter Island – cannot have been active for 165 million years, because the plate below them is not even that old. The only explanation then is that the ancient minerals originated at the source of volcanism, in the Earth’s mantle beneath the plate, long before the formation of today’s volcanoes. However, that theory presented the team with another conundrum.

Volcanoes like those on Easter Island are ‘hotspot volcanoes’ which are common in the Pacific Ocean; Hawaii is a good example. They form from large mantle plumes that slowly rise from the Earth’s depths. When they get close to the base of the Earth’s plates, the rocks of the plume as well as from the surrounding mantle melt and form volcanoes. Scientists have known since the 1960s that mantle plumes stay in place for a very long time while the Earth’s plates move over them. Every time the plate shifts a bit, the mantle plume produces a new volcano. One again, the Hawaiian archipelago perfectly illustrates the process. It explains the rows of extinct underwater volcanoes in the Pacific Ocean, with one or a few active ones at the end. The researchers wondrered whether that meant that the mantle plume under Easter Island had been active for 165 million years.

To answer that question, they needed evidence from the geology of the ‘Ring of Fire’ where oceanic plates subduct into the Earth’s mantle. They encountered a new difficulty because the plates from 165 million years ago have long since disappeared in the subduction zones. It appears that the plateau that existed at the time of the formation of Easter Island must have disappeared under the Antarctic Peninsula some 110 million years ago. The mountain range, whose traces are still clearly visible at Rapa Nui could well be the effect of subduction of a volcanic plateau that formed 165 million years ago. As a consequence, it shows that the Easter Island mantle plume could very well have been active for that long. This would solve the geological mystery of Easter Island: the ancient zircon minerals would be remnants of earlier magmas that were brought to the surface from deep inside the earth, along with younger magmas in volcanic eruptions.

But then another problem presents itself. The classical ‘conveyor belt theory’ is already difficult to reconcile with the observation that mantle plumes stay in place while everything around them continues to move.

One researcher said : “People explained this by saying that plumes rise so fast that they are not affected by a mantle that was moving with the plates. And that new plume material is constantly being supplied under the plate to form new volcanoes.” But in that case, old bits of the plume, with the old zircons, should have been carried off by those mantle currents, away from the location of Easter Island, and could not now be there at the surface. “From that, we draw the conclusion that those ancient minerals could have been preserved only if the mantle surrounding the plume is basically as stationary as the plume itself.” The discovery of the ancient minerals on Easter Island therefore suggests that the Earth’s mantle moves much slower than has always been assumed.

Source : Summary of several articles in the scientific press.

Islande : beaucoup de questions // Iceland : so many questions

Après les trois dernières éruptions qui viennent de se dérouler sur la péninsule de Reykjanes, les Islandais se posent la même question  : que va-t-il se passer maintenant ? Les trois éruptions ont été courtes mais proches les unes des autres. Celle du 8 février était la sixième sur la péninsule depuis 2021. Les scientifiques islandais pensent que ces éruptions appartiennent à un nouveau cycle éruptif qui pourrait durer des années, des décennies, voire des siècles.

 

Vue de l’éruption du 8 février 2024 (image webcam)

Les éruptions volcaniques en Islande sont dues à la position de l’île au-dessus d’un point chaud où des panaches de matière à haute température en provenance des profondeurs de la Terre s’élèvent vers la surface. Le pays se situe également à la frontière entre les plaques tectoniques eurasienne et nord-américaine. Ces plaques s’écartent très lentement l’une de l’autre en créant un espace qui permet au magma de remonter à la surface où il donne naissance à des coulées de lave.

Source: Wikipedia

La péninsule de Reykjanes a été volcaniquement active pour la dernière fois il y a plusieurs siècles. L’activité a peut-être commencé dès le 8ème ou 9ème siècle et s’est poursuivie jusqu’en 1240. Il y a ensuite eu une pause de 800 ans. Les volcanologues ont tenté de l’expliquer en observant les roches de la région. Elles montrent un schéma de périodes de calme d’environ 1 000 ans, suivies d’éruptions qui se poursuivent pendant quelques siècles. La situation évolue donc en suivant un tel schéma actuellement, et il pourrait y avoir une série d’éruptions relativement brèves et d’intensité modérée au cours des années et décennies à venir.
Il serait important de pouvoir prévoir ces éruptions car la ville de Grindavik et la centrale géothermique de Svartsengi se trouvent dans la zone de danger. Avec la répétition des éruptions, les scientifiques comprennent mieux ce qui se passe. Ils ont analysé la façon dont le sol se soulève sous la pression du magma. En conséquence, ils peuvent déterminer avec plus de certitude qu’auparavant le moment où le magma percera la surface, mais il est beaucoup plus difficile de prévoir exactement le lieu où se produira une éruption.

La centrale de Svartsengi sous la menace de la lave? (photo: C. Grandpey)

Comme le sol est fracturé de la péninsule de Reykjanes, le magma circule plus facilement et sur une zone plus vaste que sur des volcans conventionnels comme l’ Etna en Sicile. Les éruptions se produisent le long de fissures pouvant atteindre des kilomètres de long. Celle qui s’est ouverte le 8 février mesurait trois kilomètres.

 

Fissure éruptive du 8 janvier 2024 (image webcam)

Comme elles ne savent pas où aura lieu une éruption, les autorités islandaises ont construit des digues de terre autour de Grindavik et de la centrale électrique de Svartsengi. Ces remparts ont assez bien fonctionné lors de l’éruption du 14 janvier, même si une fracture s’est ouverte au-delà des digues et la lave a détruit trois maisons à Grindavik.

 

L’éruption du 14 janvier : digue de terre et fissure éruptive aux abors de Grindavik (image webcam)

Le sud-ouest est la région avec la plus forte concentration de population en Islande. 70 % de la population vit sur un rayon de 40 km. C’est là que se trouvent toutes les infrastructures clés : l’aéroport international, les grandes centrales géothermiques et de nombreuses infrastructures touristiques ; elles représentent une grande partie de l’économie islandaise. Les scientifiques préviennent que Reykjavik, la capitale, pourrait être impactée par l’activité volcanique. La situation deviendrait réellement préoccupante si les éruptions se déplaçaient plus à l’est le long de la péninsule. Il ne faudrait pas oublier que des coulées de lave datant du dernier cycle éruptif il y a 1 000 ans ont été recensées là même où se trouve Reykjavik. La lave pourrait faire sa réapparition lors de futures éruptions.

Photo: C. Grandpey

Afin d’essayer de prévoir ce qui pourrait arriver dans les prochaines années, les scientifiques étudient les différents systèmes volcaniques sur la péninsule de Reykjanes. Ils ont remarqué qu’au cours du dernier cycle, les premières éruptions ont débuté dans les systèmes situés à l’est et ont migré vers l’ouest. Plus récemment, les premières éruptions de 2021 se sont produites dans un système volcanique situé plutôt au milieu de la péninsule. Ce système semble maintenant complètement à l’arrêt car il ne semble plus y avoir de magma pour l’alimenter. « Semble » est le mot important car personne ne sait si cette situation est temporaire ou permanente.

Image webcam de l’éruption de 2021

Les éruptions les plus récentes, qui ont débuté en décembre 2023, se situent désormais dans un système un peu plus à l’ouest que le précédent. Grâce aux instruments, les scientifiques peuvent avoir une idée de la quantité de magma accumulé sous terre et ils peuvent savoir si ce magma est susceptible de s’éloigner de Grindavik et de la centrale électrique en direction d’un système volcanique voisin. Par exemple, s’ils constatent que l’alimentation magmatique diminue, cela peut signifier que l’activité commence à décliner et va cesser complètement, ce qui peut prendre quelques mois. La question sera alors de savoir s’il s’agit d’une accalmie temporaire ou de la fin définitive de cette phase d’activité. Actuellement, personne n’est en mesure de répondre à cette question.
Les scientifiques accumulent des connaissances à chaque éruption, mais il reste encore beaucoup d’incertitude en Islande au moment où un nouveau cycle volcanique est en train de commencer sur la péninsule de Reykjanes.
Inspiré d’un article publié par la BBC.

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After the last three eruptions on the Reykjanes Penisnula, Icelanders are asking the question : what will happen next ? The three eruptions were short ones but occurred close to one another. The 8 February eruption was also the sixth on the peninsula since 2021. Icelandic scientists think they belong to a new eruptive cycle that could last years, decades or even centuries.

Volcanic eruptions in Iceland are dur to the position of the island above a geological hotspot, where plumes of hot material deep within the Earth rise towards the surface. The country also sits on the boundary between the Eurasian and North America tectonic plates. These plates are very slowly pulling apart from each other, creating a space for magma eo rise to the surface where it gives birth to lava flows. .

The last time the Reykjanes peninsula was volcanically active was hundreds of years ago. Activity may have started as early as the 8th or 9th century and continued until 1240. Then, there was an 800-year gap. Volcanologists have tried to explain it by looking at the rocks in the region which show a pattern of periods of quiet lasting around 1,000 years, followed by eruptions that continue for a few centuries. So, the situation is proceeding as expected at the moment, and there might be a series of these relatively small, relatively short-lived eruptions over the coming years and decades.

Trying to predict when the eruptions will happen is a key concern for Iceland right now, especially as the town of Grindavik and the Svartsengi geothermal power plant are in the danger zone.

With the repetition of eruptions, scientists have a better idea of what is happening. They have been tracking how the ground is inflating with magma pressure. As a result, they can tell with more certainty than before when magma will break the surface. However, predicting exactly where an eruption will happen is much harder.

In the Reykjanes Peninsula, magma is held more loosely under a larger area than on conventional volcanoes like Mount Etna in Sicily, and it erupts through cracks fissures that can be kilometers long. The fissure that opened on February 8th was three kilometers long.

As they don’t know where an eruption will occur, Icelandic authorities are building earth barriers around Grindavik and the Svartsengi power plant. They worked fairly well during the 14 January eruption, although a fissure opened up ibeyond the barriers and lava destroyed three houses in Grindavik. –

The south-west is the most densely populated part of Iceland. 70% of the population lives within 40 km or so. This also includes all of the key infrastructure : the main international airport, big geothermal power plants, and a lot of tourist infrastructure too, which is a big part of Iceland’s economy. Reykjavik, the capital, might be impacted by volcanic activity. The situation would really become hazardous if the eruptions moved further east along the peninsula. One should not forget that there are lava flows from 1,000 years ago from the last eruptive cycle in what is now Reykjavik. Scientists say it is not unfeasible that the lava could flow there in future eruptions.

In order to try and predict what might happen in the future, scientists are looking at the different volcanic systems that sit across the Reykjanes Peninsula. They have noticed that in the last cycle, the first eruptions started in the systems to the east and migrated to the west.

More recently, the first eruptions of 2021 happened in a system that sits more in the middle of the peninsula. That system now seems to have completely switched off as it does not seem magma is gargering beneath it. Is this temporary or permanent ? No one knows.

The most recent eruptions, which began in December 2023, are now in a neighbouring system a little further west. Scientists can get an idea of how much magma is held underground and whether it is likely to shift away from Grindavik and the power station to another neighbouring volcanic system. For instance, if they see the rate of magma inflow declining, then that may be an indication that it is starting to switch off and completely die down, which may take a few months.The question would then be to know if it is just a temporary lull or the actual end of this phase of activity, and nobody is able to gave an answer to this question.

Scientists are learning more with every eruption, but there is still a great deal of uncertainty for Iceland as a new volcanic era begins.

Adapted from an article released by the BBC.

Les dernières éruptions du Kamaʻehuakanaloa (Hawaii) // The latest eruptions of Kamaʻehuakanaloa (Hawaii)

Autrefois connu sous le nom de Lōʻihi, le volcan sous-marin, qui se trouve à environ 30 km au large de la côte sud de la Grande Ile d’Hawaii, a été renommé Kamaʻehuakanaloa en 2021 par le Hawaii Board of Geographic Names. Le volcan est entré en éruption au moins cinq fois au cours des 150 dernières années, selon une nouvelle étude menée par des chercheurs du département des Sciences de la Terre de l’Université d’Hawall. Elle a été publiée dans la revue Geology.
Les chercheurs ont pour la première fois pu estimer l’âge des éruptions les plus récentes de ce volcan, ainsi que huit éruptions plus anciennes remontant à environ 2 000 ans.
Selon l’auteur principal de l’étude, Kamaʻehu est le seul exemple de volcan hawaiien pré-bouclier actif. Sur les autres volcans hawaiiens, cette première phase de l’histoire d’un volcan est cachée par les coulées de lave qui se produisent pendant la phase bouclier proprement dite. C’est pourquoi il y a un grand intérêt à étudier la croissance et l’évolution du Kamaʻehu.
Auparavant, la seule éruption connue et confirmée de ce volcan sous-marin s’était produite en 1996. Elle n’a été découverte que parce qu’elle a coïncidé avec un grand essaim sismique détecté à distance par des sismomètres sur la Grande Île.
Seuls les sismomètres peuvent être utilisés pour détecter les éruptions actives en cours des volcans sous-marins car les séismes sont transitoires. Afin de déterminer l’âge des éruptions plus anciennes du Kamaʻehu, les scientifiques ont adopté une approche différente. Ils ont utilisé un spectromètre de masse pour mesurer de minuscules quantités d’isotope radium-226 dans des morceaux de lave vitreuse qui ont été prélevés à l’aide d’un submersible. sur les affleurements du fond marin au niveau du Kamaʻehu.
Le magma contient naturellement du radium-226 dont la radioactivité se désintègre à un rythme prévisible. Les chercheurs ont utilisé la quantité de radium-226 présente dans chaque échantillon pour déduire le temps approximatif écoulé depuis l’émission de lave sur le fond marin.
On pense que les volcans hawaiiens traversent une série d’étapes au cours de leur croissance. Le Kamaʻehu est actuellement dans sa première phase de croissance «pré-bouclier», tandis que son voisin, le Kilauea, est dans la phase principale d’édification du bouclier.
La chimie de la lave émise par les volcans hawaiiens change avec le temps. Les derniers âges d’éruption pour les laves du Kamaʻehu, révélés par les mesures de la chimie de la lave, montrent que l’échelle de temps de la variation de la chimie de la lave sur ce volcan pré-bouclier est d’environ 1 200 ans.
A côté de cela, la chimie de la lave du Kilauea change sur une échelle de temps de quelques années à quelques décennies seulement, avec un cycle complet d’environ 200 ans. Les auteurs de l’étude pensent que la cause de cette différence est liée à la position des deux volcans au-dessus du point chaud hawaiien. Les modèles et d’autres données isotopiques du thorium-230 montrent que le centre d’un panache mantellique s’élève probablement plus rapidement que sa marge. Les résultats de la nouvelle étude, en particulier le facteur de six échelles de temps plus longues pour la variation de la chimie de la lave du Kamaʻehu, confirment cette idée.
Les laves d’aspect le plus récent ont le plus de radium-226, et inversement pour les laves d’aspect plus ancien qui sont fracturées et brisées et recouvertes de sédiments marins.
Le fait que le Kamaʻehu soit entré en éruption cinq fois au cours des 150 dernières années implique une fréquence de 30 ans entre les éruptions de ce volcan. C’est beaucoup plus long que pour le Kilauea, qui est presque continuellement en éruption, avec des pauses peu fréquentes de quelques années seulement.
L’équipe scientifique espère mieux comprendre comment les volcans hawaïens fonctionnent depuis leurs premiers stades de croissance jusqu’à leur maturité complètqui reste souvent active. Cela permettra une meilleure approche des processus profonds qui animent les éruptions volcaniques prenant leur source à l’intérieur du mystérieux panache mantellique sous le point chaud hawaiien.
Source : USGS/HVO.

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Formerly known as Lōʻihi, the submarine volcano, which lies about 30 km off the south coast of the Big Island, was renamed Kamaʻehuakanaloa in 2021 by the Hawaii Board of Geographic Names, The volcano has erupted at least five times in the past 150 years, according to a new research led by University of Hawaii Earth scientists. It was published in the journal Geology.

The researchers for the first time have been able to estimate the ages of the most recent eruptions – as well as eight older eruptions going back about 2,000 years.

According to the lead author of the study, Kamaʻehu is the only active and exposed example of a pre-shield Hawaiian volcano. On the other Hawaiian volcanoes, this early part of the volcanic history is covered by the great outpouring of lava that occurs during the shield stage. Thus, there is great interest in learning about the growth and evolution of Kamaʻehu.

Previously, the only known and confirmed eruption of the Hawaiian underwater volcano happened in 1996. It was only discovered because it coincided with a large swarm of earthquakes detected remotely by seismometers on the Big Island.

Seismometers only can be used to detect the ongoing active eruptions of submarine volcanoes because earthquakes are transient. In order to determine the ages of older eruptions at Kamaʻehu, the scientists took a different approach. They used a mass spectrometer to measure tiny amounts of the isotope radium-226 in pieces of quenched glassy lava that were sampled from the seafloor outcrops of Kamaʻehu using a submersible.”

Magma naturally contains radium-226, which radioactively decays at a predictable rate.The researchers used the amount of radium-226 in each sample to infer the approximate time passed since the lava was erupted on the seafloor.

Hawaiian volcanoes are thought to transition through a series of growth stages. Kamaʻehu is currently in the earliest submarine “pre-shield” stage of growth, whereas its active neighbouring volcano Kilauea is in its main shield-building stage.

The chemistry of the lava erupted from Hawaiian volcanoes changes through time. The new eruption ages for the lavas from Kamaʻehu, coupled with measurements of lava chemistry, reveal that the timescale of variation in lava chemistry at this pre-shield volcano is about 1,200 years.

In contrast, Kilauea lava chemistry changes over a timescale of only a few years to decades, with a complete cycle throughout about 200 years. The authors of the study think that the origin of this difference is related to the position of the two volcanoes over the Hawaiian hot spot. Models and other isotope data from thorium-230 suggest that the center of a mantle plume should rise faster than its margin. The results of the new study, specifically the factor of six longer timescale of variation in lava chemistry at Kamaʻehu, provides independent confirmation of this idea.

The lavas with the freshest appearance had the most radium-226, and vice versa for the lavas with the older appearance, that is, fractured and broken and covered with marine sediment.

The fact that Kamaʻehu erupted five times within the last 150 years implies a frequency of 30 years between eruptions at this volcano. This is much slower than at Kilauea, which erupts almost continuously, with infrequent pauses of only a few years.

The research team hopes to better understand how Hawaiian volcanoes work from their earliest growth stages to their full, and frequently active, maturity to help understand the deep controls on volcanic eruptions that initiate within the mysterious, upwelling mantle plume under the Hawaiian hot spot.

Source : USGS / HVO.

 Carte bathymétrique du Kamaʻehuakanaloa (Source : HVO)

Image de laves jeunes (en haut) et plus anciennnes (en bas) sur le Kamaʻehuakanaloa (Source : Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology)

Olympus Mons une île volcanique ? // Was Olympus Mons a volcanic island ?

Dominant la planète Mars, Olympus Mons – la plus haute montagne du système solaire – était peut-être autrefois une île volcanique cernée par un océan de près de 6 km de profondeur. C’est ce que semblent montrer des caractéristiques géologiques dans les imposantes falaises qui entourent le volcan éteint.
Olympus Mons s’élève à environ 22.500 m au-dessus de la surface martienne, et s’étale sur une immense base d’environ 600 km de diamètre. Une caldeira volcanique couronne le sommet du volcan dont la dernière éruption remonte à 25 millions d’années.
Le 24 juillet 2023, une équipe dirigée par Anthony Hildenbrand de l’Université Paris-Saclay (France) a publié dans la revue Earth and Planetary Science Letters une étude révélant qu’Olympus Mons présente des similitudes avec des îles volcaniques sur Terre, telles que les Açores, la Îles Canaries et les îles hawaïennes.
Cette hypothèse est étayée par les falaises et escarpements d’une hauteur de près de 6 km autour d’Olympus Mons. Selon l’équipe scientifique, les escarpements donnent l’impression de s’être formés lorsque la lave qui s’écoulait sur les flancs du volcan a rencontré l’eau profonde de l’océan. Cet événement a probablement eu lieu il y a environ 3,7 à 3,4 milliards d’années.
Des scientifiques ont déjà tenté de mettre en relation les escarpements et l’eau liquide, sans vraiment apporter de preuves à cette hypothèse jusqu’à présent. Si les scientifiques français ont raison, c’est effectivement que le sommet des escarpements était un ancien rivage. Aujourd’hui, on peut voir autour d’Olympus Mons une grande dépression causée par le poids de la montagne. La hauteur des escarpements indique que l’eau de l’océan a probablement rempli cette dépression jusqu’à une profondeur de 6 kilomètres.
On peut observer des reliefs similaires sur le flanc nord d’un autre volcan martien, Alba Mons, qui se trouve à plus de 1 800 km d’Olympus Mons, avec la présence possible de l’ancien océan.
Les volcans géants de Mars se sont peut-être formés au-dessus de points chauds où la convection dans le manteau fait s’élever un magma plus chaud dans un panache géant. L’auteur principal de l’étude ne pense pas que tous les volcans de la région se sont formés à partir du même panache. Selon lui, « l’hypothèse la plus probable est [qu’il y avait] localement des panaches distincts sous Olympus Mons et Alba Mons, séparés en surface par des centaines de kilomètres. » Ces panaches ont provoqué une inflation de la surface sur une grande échelle. L’équipe scientifique explique que le soulèvement du manteau qui a alimenté les volcans a eu un effet particulièrement important sur l’océan qui les entoure. En déformant considérablement la croûte de la planète, il a déplacé l’emplacement de l’océan.
Des études antérieures ont trouvé des preuves de deux rivages distincts dans une région de basse de Mars appelée Vastitas Borealis. Les chercheurs pensaient qu’ils étaient la preuve de deux océans distincts qui existaient dans Vastitas Borealis à des centaines de millions d’années d’intervalle. Cependant, les scientifiques français pensent qu’au lieu de plusieurs océans, il n’y en avait qu’un seul. Lorsque la poussée du manteau a fait se soulever la croûte de la planète et formé le Dôme (ou renflement) de Tharsis, la surface de Mars s’est suffisamment déformée pour déplacer l’emplacement de l’océan, ce qui explique la séparation de deux rivages dans le temps.
La dernière étude apporte aux planétologues plus de détails sur l’histoire de l’eau sur Mars. Lorsque le littoral de l’océan s’est déplacé, on pense que l’océan avait déjà commencé à reculer et à s’assécher. Si, par hasard, Mars avait été habitable, ce qui s’est passé à cette époque aurait probablement marqué la fin de cette habitabilité.
Source :space.com.

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Mars’ mighty Olympus Mons – the tallest mountain in the solar system – may have once been a volcanic island surrounded by an ocean nearly 6 km deep, according to geological evidence found in towering cliffs that ring the extinct volcano.

Olympus Mons rises about 22.500 m above the Martian surface, and with an enormous base about 601 km wide. A volcanic caldera crowns the summit of the volcano. It last erupted 25 million years ago.

On July 24th, 2023, a team led by Anthony Hildenbrand of Université Paris-Saclay (France) published in the journal Earth and Planetary Science Letters a new study revealing that Olympus Mons displays similarities with volcanic islands on Earth, such as the Azores, the Canary Islands and the Hawaiian islands.

The evidence is in the form of giant cliffs, or escarpments, that rise nearly 6 km around Olympus Mons. According to the scientific team, the escarpments have the signature appearance of having formed when lava flowing down the flanks of the volcano encountered deep ocean water all around it. This event probably took place around 3.7 – 3.4 billion years ago.

While scientists have previously tried to connect the escarpments with liquid water, the exact relationship between them had not been clear until now. If the French team is correct, then the top of the escarpments marks an ancient shoreline. Today, around Olympus Mons, one can see a large depression in the surface, caused by the sheer weight of the mountain. The height of the escarpments indicates that ocean water probably filled in this depression to a depth of 6 kilometers.

Similar features are found on the northern flank of another Martian volcano, Alba Mons, which is located over 1,800 km away from Olympus Mons and indicates the possible extent of the ancient ocean.

The giant volcanoes of Mars may have formed over hot spots in the mantle where convection causes warmer magma to rise in a giant plume. Rather than all the volcanoes in the region having formed from the same plume, the lead author of the study explains that « the most probable hypothesis is [that there were] distinct regional plumes under Olympus Mons and Alba Mons, separated at the surface by hundreds of kilometers. » These plumes caused the surface to bulge outwards over a large area. The scientific team argues that the mantle uplift that powered the volcanoes had an even greater effect on the ocean around them, by deforming the planet’s crust so much that it shifted the location of the ocean.

Previous studies have found evidence for two distinct shorelines within a lowland region on Mars called Vastitas Borealis. They had been interpreted as evidence for two different oceans that existed in Vastitas Borealis hundreds of millions of years apart. However,the French team thinks that rather than multiple oceans, there was just one long-lasting ocean. As the mantle uplift pushed against the planet’s crust and formed the Tharsis Bulge, it deformed Mars’ surface enough to actually shift the location of the ocean, which accounts for two shorelines being separated in age.

The findings provide planetary scientists with further details about the history of water on Mars. When the ocean shoreline shifted, it is thought that the ocean was already beginning to recede and dry up. If Mars were ever habitable, this era could have signaled the end of that habitability.

Source : space.com

(Source : NASA)