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Les volcans des Samoa américaines // Volcanoes of American Samoa

Le 21 août 2022, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) m’a envoyé un message indiquant une hausse de la sismicité depuis fin juillet dans les îles Manuʻa des Samoa américaines. Les Samoa américaines sont un territoire non incorporé des États-Unis, situé dans l’océan Pacifique Sud, au sud-est de l’État indépendant des Samoa (voir carte ci-dessous). Dans un article récent de la série Volcano Watch, le HVO a donné plus de détails sur la sismicité et le volcanisme dans cette partie du monde.
S’agissant des volcans, le Ta’ū s’est manifesté par un essaim sismique qui a été ressenti dans toutes les îles Manuʻa (îles Ofu-Olosega et Ta’ū) entre fin juillet et début septembre 2022. Au plus fort de la crise, on a détecté jusqu’à 30 à 40 événements par heure. La plupart des secousses étaient trop faibles pour être ressenties par la population, mais certains jours, des dizaines ont été notées par les habitants des îles Manuʻa. Le HVO a alors rapidement déployé du matériel de surveillance et du personnel pour évaluer la situation et faire face à d’éventuels dangers.
Les Samoa américaines comprennent les îles les plus à l’est de l’archipel des Samoa dans le Pacifique sud. Il s’agit notamment des îles de Tutuila (là où se concentre la population) et des îles Manuʻa à une centaine de kilomètres à l’est. Ces îles sont les sommets de volcans boucliers, qui se trouvent pour la plupart à 4 500 m sous la surface de l’océan. D’autres volcans créés par le point chaud samoan sont encore complètement sous l’océan, comme le volcan sous-marin Vailuluʻu situé à une quarantaine de kilomètres à l’est de Ta’ū.
Bien qu’ils soient proches de la célèbre « Ceinture de Feu » du Pacifique, les volcans des îles Samoa ont été créés par un point chaud de la même manière que l’archipel hawaiien, volcanisme qui a tendance à produire des volcans boucliers.
A proximité des Samoa, les volcans de l’archipel des Tonga sont d’un type différent lié au processus de subduction dans la Fosse des Tonga. En conséquence, une éruption comme celle de l’Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, en janvier 2022, a peu de chances de se produire dans les Samoa.
Le Vailuluʻu est le volcan qui a montré l’activité la plus récente dans les Samoa américaines, avec trois éruptions depuis les années 1970. Ces éruptions se sont produites à près de 600 m sous la surface de l’océan et ont généré des coulées de lave. Il est difficile de confirmer les éruptions du Vailuluʻu sans une bonne cartographie des fonds océaniques.
La plupart des éruptions aux Samoa américaines produisent des coulées de lave relativement lentes, comme à Hawaii. Plus rares sont les explosions où le magma et l’eau interagissent. Il existe toutefois des preuves, dans le passé, de petites éruptions explosives qui ont projeté des bombes à quelques centaines de mètres des bouches éruptives. Ces éruptions se produisent lorsque le magma entre en contact avec des eaux souterraines peu profondes ou près de la côte dans un environnement marin peu profond.
Une telle éruption explosive s’est produite à environ 3 km au large à l’est d’Ofu-Olosega en 1866. Le 7 septembre 1866, les habitants des îles Manuʻa ont senti la terre trembler. Cinq jours plus tard, une éruption a commencé et s’est poursuivie pendant au moins 2 mois. La partie la plus spectaculaire de l’activité volcanique a été observée au moment où il y avait tellement de cendre que les habitants de l’île de Taʻū ne pouvaient pas voir Ofu-Olosega. Le cône qui se trouve sur le site de l’éruption reste sous la surface de l’océan, mais au moment de l’éruption, les cendres volcaniques ont atteint 600 m d’altitude. Des séismes ont été ressentis tout au long des 2 mois de l’éruption. Dans le même temps, l’océan a pris parfois une teinte jaune à cause du soufre et des poissons morts se sont échoués sur le rivage.
Tutuila est l’île la plus occidentale et la plus peuplée des Samoa américaines. Elle aussi a été impactée par des éruptions. Les cendres volcaniques déposées sur le sol indiquent que les gens ont probablement été témoins d’éruptions sur Tutuila il y a environ 1 400 à 1 700 ans. Des coulées de lave d’apparence juvénile sur Tutuila, Ofu-Olosega et Taʻū semblent indiquer qu’il y a eu d’autres éruptions au cours des 10 000 dernières années.
Depuis septembre 2022 (voir ma note du 2 septembre), il y a peu d’activité sismique sous l’île de Taʻū.
Source : USGS/HVO.

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On August 21st, 2022, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) sent me a message about an increase in seismisity since late July in the Manuʻa Islands of American Samoa. American Samoa is an unincorporated territory of the United States located in the South Pacific Ocean, southeast of the independent state of Samoa (see map below). In a revent Volcano Watch article, HVO has given more details about seismicity and volcanism in that part of the world.

As far as volcanoes are concerned, Ta‘ū experienced unrest in the form of an earthquake swarm that was felt throughout the Manuʻa Islands (Ofu-Olosega and Ta‘ū Islands) from late July through early September 2022. At its peak, as many as 30-40 earthquakes were detected per hour. Most earthquakes were too small to be felt, but some days dozens were noted by residents of the Manuʻa Islands. In response, HVO rapidly deployed monitoring equipment and staff to assess the situation and help respond to any future hazards.

American Samoa comprises the easternmost islands of the Samoan archipelago in the south Pacific. These include the islands of Tutuila (the population center) and the Manuʻa Islands about 100 km to the east. These islands are the tops of shield volcanoes, which are mostly submerged to 4,500 m beneath the ocean surface. Other volcanoes created by the Samoan hot spot are still completely below the ocean, such as the Vailuluʻu seamount located about 40 km east of Ta‘ū.

Despite being near the Pacific’s famed “Ring of Fire,” the volcanoes of the Samoan Islands were created by a hot spot in much the same way as the Hawaiian Islands. This type of volcanism tends to produce shield volcanoes.

The volcanoes in nearby Tonga are of a different type related to subduction at the Tonga Trench, and consequently, an eruption like the one that occurred at Hunga Tonga–Hunga Ha’apai, in January 2022, is extremely unlikely in the Samoan Islands.

Vailuluʻu is the most recently active volcano in American Samoa, with three eruptions since the 1970s. These eruptions occurred nearly 600 m below the ocean surface and produced lava flows. It is difficult to confirm Vailuluʻu eruptions without ship-based ocean floor mapping.

Most eruptions in American Samoa produce relatively slow moving lava flows that are similar to eruptions in Hawaii. Rarer are small explosions where magma and water interact. There is evidence, in the past, of small explosive eruptions that threw out bombs a few hundred meters away from their volcanic vents. These types of eruptions occur when magma comes into contact with shallow groundwater or near the coast in the shallow marine environment.

Such an eruption happened about 3 km offshore to the east of Ofu-Olosega in 1866. On September 7th, 1866, residents of the Manuʻa Islands began feeling earthquakes. Five days later, an eruption started and continued for at least 2 months. The most dramatic part of the volcanic activity occurred when there was so much volcanic ash that people on Taʻū Island could not see Ofu-Olosega. The cone at the site of the eruption remains submerged below the ocean, but at the time of the eruption, volcanic ash reached 600 m above sea level. Earthquakes were felt throughout the 2 months of the event, and the surrounding ocean was agitated with an occasional sulfur yellow hue and dead fish washing ashore.

Tutuila is the westernmost, and most populous, island of American Samoa. It too has been impacted by eruptions. Volcanic ash deposited above soils indicate that people likely witnessed eruptions on Tutuila about 1,400-1,700 years ago. Youthful-looking lava flows on Tutuila, Ofu-Olosega, and Taʻū suggest there have been other eruptions within the past 10,000 years.

Since September 2022 (see my post of September 2nd), there has been little earthquake activity beneath Taʻū Island.

Source: USGS / HVO.

 

Source: USGS

 

Carte bathymétrique des Samoa américaines. Le point chaud samoan a créé des volcans le long de deux lignes, Vai au nord et Malu au sud. La plupart des volcans restant sous le niveau de la mer. On pense que le point chaud samoan se trouve près du volcan sous-marin le plus à l’est de Vailuluʻu. (Source: NOAA)

Nouvelle approche des éruptions sous-marines profondes // New approach of deep sea eruptions

Il existe environ 1 900 volcans actifs sur les continents ou sous forme d’îles, mais on pense que les volcans sous-marins sont beaucoup plus nombreux. Les chiffres exacts ne sont pas connus car les profondeurs de nos océans restent en grande partie inexplorées. Nous connaissons parfaitement la surface de la planète Mars, mais beaucoup moins bien la morphologie des abysses où se déclenchent des séismes et des éruptions. C’est pourquoi la plupart des éruptions volcaniques sous-marines passent inaperçues.
La plupart des éruptions volcaniques se produisent donc au fond des océans, et les progrès réalisés par l’océanographie ont permis de se rendre compte que le volcanisme sous-marin non seulement dépose de la lave mais émet également de grandes quantités de cendres. Pour la première fois, une équipe internationale de chercheurs a expliqué les mécanismes qui conduisent à la « désintégration explosive » du magma sous l’eau. Leur étude a pour titre «Deep-sea eruptions boosted by induced fuel–coolant explosions.»
L’équipe scientifique a étudié le volcan sous-marin Havre – Havre Seamount – situé au nord-ouest de la Nouvelle-Zélande, à une profondeur d’environ 1 000 mètres sous la surface de la mer. Le volcan est entré en éruption en 2012, en donnant naissance à un banc de pierre ponce qui s’est étalé sur une superficie d’environ 400 kilomètres carrés.
Un robot a été immergé pour examiner les dépôts de cendres et prélever des échantillons sur le plancher océanique. À partir des données d’observation, les chercheurs ont estimé le volume de cendres volcaniques à plus de 100 millions de mètres cubes. Ils ont fait fondre le matériau et l’ont mis en contact avec de l’eau dans différentes conditions de pression et de température qui ont produit des réactions explosives conduisant à la formation de cendres volcaniques artificielles. Au cours de ce processus, le matériau fondu a été placé sous une couche d’eau dans un creuset de dix centimètres de diamètre, puis déformé avec une pression semblable à celle à laquelle est soumis le magma qui émerge des fonds marins. On voit alors des fissures se former et l’eau jaillir brusquement dans le vide créé. L’eau se dilate de sorte que les particules et l’eau sont éjectées de manière explosive. Les scientifiques les ont ensuite fait passer dans un tube en U placé dans une cuve d’eau pour simuler la situation de refroidissement. Les particules ainsi créées, les «cendres volcaniques artificielles», correspondent aux cendres naturelles par leur forme, leur taille et leur composition.

Cette expérience en laboratoire démontre que ces interactions induites par le contact entre le magma et l’eau peuvent se produire dans toutes sortes d’environnements humides, quelle que soit la pression, sous la surface ou en profondeur, et peuvent s’appliquer à des matériaux autres que le magma et l’eau.

Source: The Watchers.

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There are about 1 900 active volcanoes on land or as islands. Meanwhile, the number of submarine volcanoes is estimated to be much higher. The accurate numbers are not yet known because the deep sea is largely unexplored. We perfectly know the surface of Mars, but far less the abysses where earthquakes and eruptions are triggered. Therefore, most submarine volcanic eruptions go unnoticed.

Most volcanic eruptions occur at the bottom of the oceans, and modern oceanography has shown that submarine volcanism not only deposits lava but also emits large amounts of volcanic ash. For the first time, an international research group explained the mechanisms that lead to an explosive disintegration of magma underwater. Their study is entitled « Deep-sea eruptions boosted by induced fuel–coolant explosions. »

The scientific team studied the Havre Seamount volcano, located northwest of New Zealand at a depth of around 1 000 m below the sea surface. The volcano erupted in 2012, producing a raft of pumice particles that spread to about 400 square kilometres.

A diving robot was used to examine the ash deposits and take samples from the seafloor. From the observational data, the group detected more than 100 million cubic metres of volcanic ash. The researchers melted the material and brought it into contact with water under various conditions. Under certain conditions, explosive reactions occurred which led to the formation of artificial volcanic ash. In the process, the molten material was placed under a layer of water in a crucible with a diameter of ten centimetres and then deformed with an intensity that can also be expected when magma emerges from the seafloor. Cracks are formed and water shoots abruptly into the vacuum created. The water then expands explosively. Finally, particles and water are ejected explosively. They were led through a U-shaped tube into a water basin to simulate the cooling situation underwater. The particles created in this way, the ‘artificial volcanic ash,’ corresponded to the natural ash in shape, size, and composition.

This lab experiment demonstrates that interactions between magma and water can occur in a range of wet environments regardless of pressure, from the subaerial to the deep sea, and may apply to materials other than magma and water.

Source: The Watchers.

Image satellite d’un banc de ponce près des Tonga en 2006 (Source : NASA)

Mise en place de pillow lava dans le Bassin de Lau, en arrière de la fosse des Tonga-Kermadec (Source : PMEL)

Volcanisme et tectonique dans la Mer Tyrrhénienne // Volcanism and tectonics in the Tyrrhenian Sea

L’article paru sur le site Live Science le 27 septembre 2019 n’est pas vraiment une surprise, car on sait depuis pas mal de temps que des activités tectoniques et volcaniques se sont déjà produites au fond de la mer Tyrrhénienne, au large des côtes siciliennes.
Le fond de la mer Tyrrhénienne près du sud-ouest de l’Italie, est parsemé de cheminées hydrothermales et de volcans sous-marins aux sommets plats datant d’environ 780 000 ans. Le volcanisme dans la région n’est pas vraiment surprenant puisque des volcans actifs comme le Vésuve et l’Etna se trouvent à une courte distance. Cependant, ce complexe est très particulier car il a été édifié par un système de failles très particulier.
La Méditerranée occidentale est très active d’un point de vue sismique suite à la collision entre les plaques tectoniques africaine, eurasienne et anatolienne. La situation est rendue encore plus complexe par un petit morceau de croûte, la microplaque Adriatico-Ionienne, qui s’est détachée de la plaque africaine il y a plus de 65 millions d’années. Elle est maintenant poussée sous la plaque eurasienne dans un processus de subduction.
Comme je l’ai écrit dans une note précédente, les scientifiques ont découvert une série d’arcs volcaniques sous-marins créés par cette situation tectonique ; ces arcs commencent près de la côte sarde et deviennent de plus en plus jeunes en allant vers le sud et l’est. Ces arcs ont l’aspect d’une flèche qui pointe toujours plus vers l’est.

Au large de la Calabre, les chercheurs ont découvert une région de coulées de lave, de volcans et de cheminées hydrothermales d’une superficie de 2 000 kilomètres carrés. Les bouches qui percent les fonds marins permettent l’évacuation de minéraux à haute température et la formation de structures semblables à des cheminées. Ils ont baptisé cette nouvelle zone Complexe Intrusif Volcanique Diamante-Enotrio-Ovidio, par référence à trois volcans sous-marins au sommet plat qui dominent le fond de la mer.
Des fractures ont permis au magma de remonter à la surface au niveau du Complexe Diamonte-Enotrio-Ovidio, créant ainsi un paysage sous-marin fait de coulées de lave et de volcans. Ces derniers sont maintenant des plateaux car ils dépassaient de la surface lorsque le niveau de la mer était plus bas. Ils se sont ensuite érodés pour prendre leur forme actuelle, avec le sommet plat. Le Complexe volcanique est inactif, mais il y a de petites intrusions de lave dans certaines parties du plancher marin. Les chercheurs pensent que la région pourrait redevenir active dans le futur, et un volcanisme actif se poursuit dans la partie orientale de la Mer Tyrrhénienne. Les chercheurs travaillent à l’élaboration d’une carte des risques volcaniques du Complexe afin de mieux comprendre s’il pourrait mettre en danger les zones habitées qui se trouvent à proximité. Ils étudient également la possibilité d’utiliser le Complexe pour produire de l’énergie géothermique.
Adapté d’un article publié sur le site Web Live Science.

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The article released on September 27th, 2019 in Live Science does not really come as a surprise as we have known for quite a long time that tectonic and volcanic activity once occurred on the seafloor off the coasts of Sicily.

The bottom of the Tyrrhenian Sea, near southwestern Italy, is dotted with geothermal chimneys and flat-topped seamounts which are about 780,000 years old. Volcanism in the region is not really a surprise as active volcanoes like Mount Vesuvius and Mount Etna are standing at a short distance. However, this complex is unusual because it was created by a rare kind of fault system.

The western Mediterranean is seismically restless because of the collision between the African, Eurasian and Anatolian tectonic plates. The situation is made all the more complex by a small chunk of crust – the Adriatic-Ionian microplate, which broke off from the African Plate more than 65 million years ago. It is now being pushed under the larger Eurasian Plate in a subduction process.

As I put it in a previous post, scientists discovered a series of undersea volcanic arcs created by this tectonic situation, starting near the Sardinian coast, with increasingly younger arcs southward and eastward. These arcs were like an arrow pointing ever farther eastward.

Off the coast of Calabria, the researchers found a 2,000-square-kilemetre region of lava flows, volcanic mountains and hydrothermal chimneys. Vents in the seafloor allow hot minerals to spew out and form chimney-like structures. They called the new area the Diamante-Enotrio-Ovidio Volcanic Intrusive Complex, after three flat-topped seamounts that dominate the seafloor.

Fractures are allowed magma to rise to the surface at the Diamonte-Enotrio-Ovidio Complex, creating an undersea landscape of lava flows and mountainous volcanoes. These volcanic seamounts are now plateaus because they protruded from the ocean when the sea level was lower, and they eroded into their present, flat-topped shape. The volcanic complex is inactive, but there are small intrusions of lava in some parts of the seafloor. The researchers think the area could become active in the future, and active volcanism is ongoing on the eastern side of the Tyrrhenian Sea. The researchers are working to build a volcanic risk map of the Complex to better understand if it could endanger human life or property.  They are also investigating the possibility of tapping the Complex to produce geothermal energy.

Adapted from an article published on the Live Science website.

Mer Tyrrhénienne (Source: Google Maps)

Des volcans sous-marins au large de la Tasmanie // Seamounts off the coast of Tasmania

Selon la chaîne de télévision Fox News, des scientifiques ont découvert un étonnant « monde volcanique perdu » au large des côtes de la Tasmanie, État insulaire situé à 240 km au sud de l’Australie dont il dépend et dont il est séparé par le détroit de Bass.
Les chercheurs se trouvaient à bord du navire Investigator de l’Organisation de recherches scientifiques et industrielles du Commonwealth (CSIRO). Ils ont découvert le site en cartographiant les fonds marins à 400 km à l’est de la Tasmanie.
La chaîne de volcans sous-marins, qui a été repérée dans les eaux profondes, a donné l’impression d’un monde sous-marin spectaculaire. Les scientifiques indiquent que les édifices volcaniques s’élèvent à 2 960 mètres au-dessus du plancher océanique, mais les plus hauts sommets sont encore à 1970 mètres sous la surface de la mer. Ils présentent différentes tailles et formes ; certains ont des sommets pointus tandis que d’autres présentent de vastes plateaux parsemés de petites collines coniques qui ont probablement été formées par une activité volcanique ancienne.
La région regorge également de vie marine. Alors que le vaisseau Invertigator se trouvait au-dessus de la chaîne de volcans sous-marins, un grand nombre de baleines à bosse et de globicéphales noirs sont venus nager autour de la coque. Les scientifiques estiment qu’au moins 28 baleines à bosse étaient présentes autour du navire un jour, suivies d’un groupe de 60 à 80 globicéphales noirs le lendemain. Il y avait également un grand nombre d’oiseaux de mer dans la région, y compris quatre espèces d’albatros et quatre espèces de pétrels.
Selon les chercheurs, les volcans sous-marins pourraient constituer une halte importante pour certains animaux migrateurs, en particulier les baleines, au cours de leur migration entre leur zone de reproduction hivernale et leur aire d’alimentation estivale.
De nouveaux relevés seront effectués dans la région au cours de missions prévues en novembre et décembre et dont le but est de jeter un nouvel éclairage sur les profondeurs de l’océan. En 2013, les scientifiques ont déjà publié les résultats d’une autre étude dans laquelle ils analysaient les sédiments des fonds marins au large des côtes du Pérou. L’étude a révélé qu’une vaste gamme de microbes se développait dans les profondeurs, sous le plancher océanique.
Source: Fox News.

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According to the Fox News TV channel, scientists have discovered a stunning volcanic ‘lost world’ off the coast of Tasmania. Tasmania is an island state of Australia located 240 km to the south of the Australian mainland from which it is separated by the Bass Strait.

Experts onboard the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), vessel Investigator discovered the site while mapping the seafloor 400 kilometres east of Tasmania.

The chain of seamounts’ was spotted in deep water, offering the first glimpse of a spectacular underwater world. Scientists say that the mountains rise up to 2960 metres from the seafloor, but the highest peaks are still 1970 metres beneath the waves. The seamounts vary in size and shape, with some having sharp peaks while others have wide flat plateaus, dotted with small conical hills that were probably formed by ancient volcanic activity.

The area is also teeming with marine life. While the vessel Investigator was over the chain of seamounts, the ship was visited by large numbers of humpback and long-finned pilot whales. Scientists estimated that at least 28 individual humpback whales were swimming around the ship on one day, followed by a pod of 60-80 long-finned pilot whales the next. There were aslo large numbers of seabirds in the area including four species of albatross and four species of petrel.

Research suggests that the seamounts may be an important stopping point for some migratory animals, particularly whales, which may use the undersea features to help navigation from their winter breeding to summer feeding grounds.

More surveys of the area will be conducted during research voyages scheduled for November and December. The research is the latest scientific project to shed new light on the ocean’s depths. In 2013, scientists released the results of a separate study that analyzed seafloor sediment off the coast of Peru. The study revealed a vast range of microbes thriving deep beneath the ocean floor.

Source: Fox News.

Source: Google Maps

Modélisation des volcans sous-marins (Source: CSIRO)