Une année sans été…

Avec le réchauffement climatique d’origine anthropique, les étés sont de plus en plus chauds et un record de chaleur chasse l’autre. Le thermomètre a atteint 37-38°C en Sibérie, du jamais vu dans les archives météorologiques. Toutefois, cette tendance à la chaleur que l’on observe depuis plusieurs décennies pourrait être interrompue par une puissante éruption volcanique, comme celle du Tambora (Indonésie) en 1815, qui a eu pour conséquence « une année sans été. »

L’éruption du Tambora a débuté le 5 avril 1815, avec deux épisodes majeurs les 10 et 11 de ce même mois. Pendant plusieurs jours, de violentes explosions à répétition ont décapité le sommet du volcan, lui faisant perdre 1500 mètres de hauteur C’est une des plus violentes éruptions du millénaire, tant par l’altitude atteinte par les panaches de cendre que par l’onde de choc générée par cet événement. On estime à 150 – 170 kilomètres cubes le volume de matériaux émis. Ces chiffres sont à comparer avec l’éruption du Mont St Helens aux Etats-Unis en 1980 (1 km3 de matériaux émis), ou celle du Pinatubo en 1991 aux Philippines (5 km3 de matériaux émis).

L’éruption a causé la mort de plus de 70 000 personnes dans les environs immédiats du volcan et déclenché un tsunami sur les côtes de la Mer de Java. Les nuages de cendre sont célèbres pour avoir donné naissance à des ciels aux couleurs irréelles, immortalisées par des peintres comme William Turner en Angleterre. .

A cause de cette éruption du Tambora, l’année 1816 a été marquée par de très mauvaises conditions climatiques, avec de multiples conséquences en France et dans le monde. En France, par exemple, le prix du blé a explosé pour atteindre 36,17 francs l’hectolitre en 1817,  contre 19,53 en 1815.

Les archives météorologiques de Paris confirment le temps pourri qui a prévalu en 1816. Au mois de juin, on a enregistré 25 jours de ciel couvert ou très nuageux et seulement 5 jours de beau temps. En juillet, il y a eu 10 jours de pluie, 18 jours de ciel couvert ou très nuageux et 3 jours de beau temps. En août, les archives révèlent 6 jours de pluie, 20 jours ciel couvert ou très nuageux et 5 jours de beau temps.
Le mauvais temps n’a pas affecté que la capitale. De nombreuses régions ont, elles aussi, connu un déficit d’ensoleillement. La France n’est pas le seul pays concerné. En Asie, la récolte de riz fut quasiment inexistante, ce qui entraîna la mort de milliers de personnes. En Amérique du Nord, les récoltes ont été désastreuses ; les prix du blé et du maïs sont montés en flèche. On a enregistré des chutes de neige à Boston en plein mois de juin. En Suisse, la météo fut également mauvaise. Mary Shelley et Lord Byron, qui séjournaient près de Genève, écrivirent deux chefs d’œuvre de la littérature : « Frankenstein » et le poème « Darkness » qui débute par ces vers :

I had a dream, which was not all a dream.
The bright sun was extinguish’d, and the stars
Did wander darkling in the eternal space…

Si une nouvelle éruption de l’ampleur de celle du Tambora devait se produire de nos jours, les conséquences climatiques seraient identiques. Elles ont été abondamment étudiées et on sait parfaitement ce qui se passe dans l’atmosphère.

Au cours d’une telle éruption, le volcan émet notamment des cendres, du dioxyde de carbone (CO2) et du dioxyde de soufre (SO2) qui se transforme en fines particules de sulfates. Soit dit en passant, on estime que l’impact du CO2 émis par les volcans sur le climat est négligeable et est 100 fois moins important que les activités humaines !

En revanche, les particules de sulfate liées aux éruptions ont un effet significatif sur le climat. Certaines éruptions sont si puissantes qu’elles créent dans la basse stratosphère (environ  25 km d’altitude) un véritable écran de sulfate qui fait obstacle au rayonnement solaire. Ce phénomène est susceptible de refroidir le climat d’une grande partie de la planète pendant un à trois ans.

Depuis celle du Tambora, plusieurs éruptions majeures ont eu un impact important sur le climat, notamment celles du Krakatoa (Indonésie, 1883), du Santa María (Guatemala, 1902), de l’Agung (Indonésie, 1963), d’El Chichón (Mexique, 1982) et du Pinatubo (Philippines, 1991). On estime que ce dernier a injecté 20 millions de tonnes de SO2 dans la stratosphère. Le volcan islandais Eyjafjallajökull, auquel la presse fait souvent référence ces jours-ci, a émis 400 fois moins de SO2. Ce sont les panaches de cendre  qui ont provoqué les très importantes perturbations du trafic aérien européen en avril 2010. Les sulfates produits pendant l’éruption n’ont pas atteint la stratosphère et n’ont donc pas eu d’impact décelable sur le climat.

Des études récentes ont indiqué qu’il y a 74 0000 ans l’éruption du volcan Toba (Ile de Sumatra, Indonésie) a peut-être été encore plus violente que celle du Tambora, avec des nuages de cendre qui se sont répandus sur 3000 kilomètres, jusque sur la chaîne de l’Himalaya. L’éruption a laissé derrière elle un cratère de 100 kilomètres sur soixante occupé aujourd’hui par le Lac Toba.

Quel sera le prochain super volcan à entrer en éruption ? Nul ne le sait. On a vu la panique déclenchée dans le trafic aérien par l’éruption de l’Eyjafjallajökull (Islande) en 2010. Elle paraîtra ridicule à côté des désordres globaux que causera le réveil du Yellowstone…ou d’un autre.

La caldeira du Tambora vue depuis l’espace (Crédit photo : NASA)

Caldeira du Toba (Source : NASA)

 

Un super volcan sans l’Utah (Etats Unis) // A super volcano in Utah (United States)

On parle beaucoup ces jours-ci dans la presse des Etats-Unis d’un super volcan censé être 30 fois plus vaste que la célèbre caldeira de Yellowstone. Tous les scientifiques s’accordent à dire que Yellowstone est entré en éruption pour la dernière fois il y a plus de 640 000 ans. Certains chercheurs vont jusqu’à dire que la prochaine éruption de Yellowstone est en retard. Une telle affirmation fait sourire quand on sait que ne sommes pas en mesure de prévoir les éruptions à court terme, et que la notion de cycle éruptif n’a jamais été vraiment prouvée.
Les articles que l’on peut lire dans les journaux américains expliquent qu’un super volcan plus ancien que Yellowstone a été découvert près de la petite ville d’Enterprise, dans le sud-ouest de l’Utah. Qui plus est, ce super volcan serait une trentaine fois plus grand que son homologue du Wyoming.
Les paysages géologique du sud de l’Utah possèdent de nombreux vestiges d’une activité volcanique produite par le super volcan Wah Wah Springs dont l’éruption, d’une durée d’une semaine, a eu lieu il y a environ 30 millions d’années. Plusieurs auteurs des articles de presse se demandent s’il faut s’inquiéter de ce super volcan et de l’activité volcanique dans cette partie des États-Unis.
On parle beaucoup de Yellowstone à cause des effets que pourrait avoir une super éruption sur la Terre, mais personne ne sait quand – ni même si – le volcan entrera en éruption. Selon l’USGS, la probabilité d’une super éruption à Yellowstone au cours des prochains millénaires est « extrêmement faible ».
L’éruption de Wah Wah Springs a produit 30 fois plus de cendres et autres matériaux que celle de Yellowstone. Comparée à des événements volcaniques plus récents, elle était 5000 fois plus puissante que l’éruption du Mont St. Helens en 1980.
Les chercheurs n’ont découvert Wah Wah Springs qu’en 2013. Il est vrai que l’érosion peut compliquer la mise au jour des super volcans, mais en découvrant et en mesurant les coulées de lave dans la région, les chercheurs ont pu cartographier Wah Wah Springs et le localiser à la limite entre l’Utah et le Nevada, près d’Enterprise. Les dépôts laissés par l’éruption sont extrêmement épais dans certains secteurs du sud de l’Utah, et on retrouve des traces du cataclysme jusque dans le Nebraska. L’éruption a probablement anéanti tout ce qui vivait à des centaines de kilomètres à la ronde.
La région volcanique de Wah Wah Springs est considérée comme en sommeil mais pas vraiment éteinte car il existe toujours un risque de voir apparaître une nouvelle activité volcanique. Un chercheur a déclaré: « Plus une éruption volcanique est puissante, plus elle devient rare. Et moins elle est puissante, plus elle est fréquente, ce qui est une très bonne chose pour nous. »
Source (entre autres): St. George Spectrum & Daily News.

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There is a lot of talk these days in the Unites States press about a super volcano that is supposed to be 30 times larger than Yellowstone’s famous caldera. All scientists agree to say that Yellowstone last erupted more than 640,000 years ago. Some researchers go as far as saying that Yellowstone’s next eruption is overdue, which looks a bit strange as we are not able to predict eruptions in the short term and as eruptive cycles have never been clearly proved.

The articles that could be read in US newspapers explained that a more ancient super volcano was discovered near the small southwestern Utah town of Enterprise and that it was about 30 times bigger than its Wyoming counterpart.

Aspects of the geological landscape southern Utah is famous for come from volcanic activity in the area, all stemming from the supervolcano Wah Wah Springs whose week-long explosion happened about 30 million years ago. The authors of the articles wonder whether people should be concerned about this supervolcano and volcanic activity in this part of the United States.

Yellowstone has a lot of publicity because of the severity of a supervolcano and the effect it would have on Earth, but nobody knows when – or even if – it is going tro erupt. According to USGS, the probability of another supervolcanic event in Yellowstone in the next few thousand years is « exceedingly low. »

Wah Wah Springs released 30 times more ash and debris than the Yellowstone explosion. Compared with more recent volcanic events, it was 5,000 times larger than the eruption of Mount St. Helens in 1980.

Researchers found out about Wah Wah Springs only in 2013. Erosion can make supervolcanoes hard to find, but by discovering and measuring lava flows in the region, researchers were able to map out Wah Wah Springs on the border of Utah and Nevada, near Enterprise. Deposits from the eruption are extremely thick in some areas of southern Utah, and its remains can be found as far away as Nebraska. The devastation must have been catastrophic to anything living within hundreds of kilometres.

Tthe Wah Wah Springs region is considered dormant but not extinct as there is always a chance for more volcanic action. One researcher said: « The more severe a volcanic eruption, the more rare it turns out to be. And the less severe, the more common it turns out to be, which is very fortunate for us. »

Source (among other newspapers):  St.George Spectrum & Daily News.

 Carte montrant l’épaisseur des dépôts laissé par l’éruption de Wah Wah Springs (Source: USGS)

Et si Yellowstone entrait de nouveau en éruption? // What if Yellowstone erupted again?

 À la fin de ma conférence «Volcans et risques volcaniques», j’explique que l’un des événements que je redoute le plus est l’éruption d’un super volcan. Yellowstone est l’un d’eux. L’USGS a expliqué qu’il était «des milliers de fois plus puissant qu’un volcan de taille normale».
Si le super volcan qui se cache sous le Parc National de Yellowstone devait entrer en éruption, ce serait une catastrophe pour une grande partie des États-Unis. Des nuages de cendre répandraient la mort et la désolation sur des milliers de kilomètres à travers le pays, détruisant des bâtiments, anéantissant les récoltes et affectant des infrastructures vitales. Cependant, selon les scientifiques de l’USGS, le risque que cela se produise est très faible.
Le super volcan de Yellowstone a connu trois éruptions majeures au cours de sa longue histoire. L’une d’elles s’est produite il y a 2,1 millions d’années, une autre il y a 1,3 million d’années et une autre il y a 664 000 ans. Rien n’indique actuellement qu’une autre super éruption va se produire dans un avenir proche ; il est même possible que Yellowstone ne connaisse plus jamais d’éruption d’une telle ampleur.
Les chercheurs de l’USGS ont calculé l’impact à court terme – sur des années, voire des décennies – d’une telle éruption sur les régions proches. Des coulées pyroclastiques pourraient affecter des parties des États environnants du Montana, de l’Idaho et du Wyoming qui sont les plus proches de Yellowstone, tandis que d’autres régions des États-Unis seraient touchées par les retombées de cendre. L’Europe devrait aussi supporter les conséquences d’une telle éruption. L’USGS se veut rassurante et explique que le risque de voir un tel événement se produire à Yellowstone est extrêmement faible pour les prochains millénaires.

Le Parc National de Yellowstone se trouve au-dessus d’un réservoir magmatique situé à environ 8 km de profondeur. Il est alimenté par un énorme panache de roches en fusion dont la source se trouve à des centaines de kilomètres à l’intérieur de la Terre. C’est cette chaleur qui permet l’existence des célèbres geysers et sources chaudes. Des scientifiques américains ont découvert il y a quelques mois qu’il y avait en fait deux chambres magmatiques sous le volcan.
Le sol se soulève et s’abaisse parfois à Yellowstone. En ce moment, on n’observe aucun mouvement significatif de ce type. À de rares occasions au cours de l’histoire, la chambre magmatique du super volcan a donné naissance à des éruptions. La grande majorité ont consisté en de petites coulées de lave ; la dernière s’est produite sur le Pitchstone Plateau il y a environ 70 000 ans.
Bien que le risque d’une super éruption à Yellowstone semble faible, il ne faut pas oublier qu’un tel événement atteint le niveau 8 sur l’indice d’explosivité volcanique (VEI). Au moins 1 000 kilomètres cubes de matériaux sont vomis par le volcan, ce qui suffirait pour enfouir l’ensemble du Texas sous 1,50 mètres de cendre. Dans le passé, des super éruptions ont secoué des volcans comme le Taupo en Nouvelle-Zélande ou le Toba en Indonésie. On ne peut pas affirmer que cela ne se reproduira plus jamais ailleurs sur Terre..

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At the end of my conference « Volcanoes and volcanic hazards », I explain that one of the events I fear most is the eruption of a super volcano. Yellowstone is one of them. USGS has explained that it was “thousands of times more powerful than a normal-sized volcano.”.

Should the supervolcano lurking beneath Yellowstone National Park ever erupt, it could spell calamity for much of the USA. Deadly ash would spew for thousands of kilometres across the country, destroying buildings, killing crops, and affecting key infrastructure. However, according to USGS scientists, the chance of this occurring is very low.

This supervolcano has had three truly enormous eruptions in its long history. One occurred 2.1 million years ago, one 1.3 million years ago, and one 664,000 years ago. There is currently little indication another super-eruption is due anytime soon; it is even possible Yellowstone might never have an eruption on a similar scale again.

USGS researchers have calculated how such an enormous eruption would affect nearby regions in the short-term, meaning years to decades. Parts of the surrounding states of Montana, Idaho, and Wyoming that are closest to Yellowstone would be affected by pyroclastic flows, while other places in the United States would be impacted by falling ash. Europe would also have to bear the consequences of such a huge eruption. USGS says that, fortunately, the chances of this sort of eruption at Yellowstone are exceedingly small in the next few thousands of years.

Yellowstone National Park sits on top of a reservoir of hot magma about 8 kilometres deep.

It is fed by a huge plume of molten rock welling up from hundreds of kilometres below. This heat fuels Yellowstone’s famed geysers and hot springs. US scientists a few months ago discovered that there were actually two magma chambers beneath the volcano.

Yellowstone occasionally rises and falls. At the moment, no real ground movements are being observed. On rare occasions throughout history, the supervolcano’s magma chamber has erupted. The overwhelming majority of those eruptions in Yellowstone have been smaller lava flows, with the last occurring at Pitchstone Plateau some 70,000 years ago.

Although the risk of a super eruption at Yellowstone looks low, one should bera in mind that such an event measures 8 or more on the volcano explosivity index (VEI) in which at least 1,000 cubic kilometres of material get ejected – enough to bury the state of Texas 1.50 metres deep. In the past, super eruptions shook volcanoes like Taupo in New Zealand or Toba in Indonesia. One can never be sure it will never happen again in some other place on Earth.

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La double chambre magmatique de Yellowstone (Source: USGS):

Des vestiges d’éruptions…

Des geysers…

 Des sources chaudes aux mille couleurs…

Photos: C. Grandpey

La menace d’une super éruption // The threat of a super eruption

A la fin de ma conférence sur les volcans et les risques volcaniques, j’exprime ma crainte de voir se produire un jour une super éruption si un volcan comme celui de Yellowstone vient à se réveiller. Cette crainte a également été évoquée récemment par Paolo Papale, volcanologue italien appartenant à la section de Pise de l’Institut National de Géophysique et de Volcanologie (INGV). A la fin du mois de mars, il a expliqué dans la revue Science pourquoi l’humanité devait se préparer à la possibilité d’un tel événement qui clouerait les avions au sol et réduirait les GPS au silence pendant des années, en plus de refroidir la Terre de plusieurs degrés.

Paolo Papale explique que la dernière super éruption volcanique s’est produite il y a plus de 27 000 ans. Cela ne veut pas dire qu’il ne s’en produira plus jamais. Le risque d’assister à une éruption d’un indice d’explosivité volcanique (VEI) de 8, le maximum de l’échelle, est très faible, mais néanmoins réel : 0,001 % dans la prochaine année et 0,01 % dans la prochaine décennie.

Comme indiqué plus haut, une éruption de VEI 8 empêcherait probablement les satellites de communiquer avec la Terre et clouerait les avions au sol pendant des mois, voire des années. Selon le volcanologue italien, « un VEI 8 a une probabilité plus grande que le risque qu’un astéroïde de plus de 1 km de diamètre frappe la Terre. Un tel astéroïde serait peut-être fatal pour l’humanité, mais nous avons des programmes de détection pour contrer ce risque. En revanche, une éruption d’un VEI 8 pourrait aussi sonner le glas de notre civilisation si nous ne nous préparons pas. »

En conséquence, il est urgent de trouver des moyens pour sécuriser nos communications sans fil et nos avions. Il faut aussi faire des progrès en matière de prévision éruptive. Comme je l’ai fait remarquer dans plusieurs notes, 10 % des volcans du monde sont pratiquement sans surveillance.

Les volcanologues et les volcanophiles le savent : La dernière super éruption a eu lieu en avril 1815 sur le Tambora en Indonésie. Elle avait un VEI de 7. La colonne éruptive est montée jusqu’à 44 km de hauteur. Elle n’a, bien sûr, pas entraîné de problèmes pour les avions ou les satellites, mais l’agriculture et le climat ont été profondément altérés pendant des années. On attribue même parfois la défaite de Napoléon à Waterloo à l’éruption du Tambora. En juin 1815, la pluie a nui aux manoeuvres françaises. Par ailleurs, la mousson asiatique a été perturbée pendant plusieurs années, ce qui a causé famines et inondations, alors que l’Europe et l’Amérique du Nord étaient plongées dans un froid qui a anéanti les récoltes. 1816 a été surnommée « l’année sans été ».

Paolo Papale a été le premier à démontrer, dans la revue Scientific Reports, qu’il est impossible de prédire une super éruption. Selon lui, « comme les éruptions surviennent très rarement, il faut remonter loin dans le temps pour avoir assez d’événements d’un VEI 7 et 8 qui permettraient de définir la probabilité statistique d’une super éruption. »

On sait que les super éruptions donnent naissance à des caldeiras comme celle du Parc de Yellowstone aux Etats-Unis qui présente une superficie de 3600 km2 formée par trois super éruptions depuis 2,1 millions d’années. On sait également que ce volcan possède au moins deux chambres magmatiques susceptibles de déclencher une éruption de très grand ampleur. Comme le disait le regretté Maurice Krafft, un volcan est comme une bombe, mais on ignore le longueur de la mèche qui va la faire exploser.

Source : LA PRESSE.CA.

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At the end of my lecture about volcanoes and volcanic Risks, I express my fear that a super eruption might occur some day if a volcano like Yellowstone happens to wake up. This fear has also been mentioned recently by Paolo Papale, an Italian volcanologist belonging to the Pisa section of the National Institute of Geophysics and Volcanology (INGV). At the end of March, he explained in the journal Science why humanity needs to prepare for the possibility of such an event that would ground aircraft and silence GPS for years, in addition to cooling the Earth by several degrees.
Paolo Papale explains that the last super volcanic eruption occurred more than 27,000 years ago. This does not mean that it will never happen again. The risk of witnessing an eruption with a Volcanic Explosive Index (VEI) of 8, the maximum of the scale, is very low, but nevertheless real: 0.001% in the next year and 0.01% in the next decade.
As noted above, a VEI 8 eruption would likely prevent satellites from communicating with the Earth and would ground planes for months or even years. According to the Italian volcanologist, « a VEI 8 eruption has a greater probability than the risk that an asteroid more than 1 km in diameter might hit Earth. Such an asteroid may be fatal for humanity, but we have detection programs to counter this risk. On the other hand, an eruption with a VEI 8 could also sound the death of our civilization if we do not prepare ourselves.  »
As a result, there is an urgent need to find ways to secure our wireless communications and planes. Progress must also be made in eruptive prediction. As I pointed out in several posts, 10% of the world’s volcanoes are not monitored.
Volcanologists and volcano lovers know that the last super eruption took place in April 1815 on Tambora in Indonesia. It had a VEI 7. The eruptive column rose up to 44 km. It did not, of course, cause problems to airplanes or satellites, but agriculture and climate have been profoundly altered for years. Even the defeat of Napoleon at Waterloo is sometimes attributed to the eruption of Tambora. In June 1815, the rain disturbed the French maneuvers. In addition, the Asian monsoon was disrupted for several years, causing famines and floods, while Europe and North America were plunged into a cold wave that destroyed the harvests. 1816 was nicknamed « the year without a summer ».
Paolo Papale was the first to demonstrate in Scientific Reports that it is impossible to predict a super eruption. According to him, « as such eruptions occur very rarely, we need go back far in time to have enough events with a VEI 7 and 8 that would define the statistical probability of a super eruption. »
Super eruptions are known to give birth to calderas such as the Yellowstone Park in the United States, which has an area of ​​3600 square kilometres formed by three super eruptions over 2.1 million years. It is also known that this volcano has at least two magma chambers capable of triggering a very large eruption. As the late Maurice Krafft said, a volcano is like a bomb, but we do not know the length of the wick that will blow it up.
Source: LA PRESSE.CA.

La caldeira du Tambora vue depuis l’espace (Crédit photo: NASA)

Yellowstone, un super volcan (Photo: C. Grandpey)

Le magma de Long Valley (Californie) avant la super éruption // Long Valley’s magma (California) before the super eruption

Long Valley, en Californie, à proximité du  Parc National de Yosemite, est un supervolcan qui est entré en éruption il y a environ 765 000 ans. En une semaine, 760 kilomètres cubes de lave et de cendre ont été émis par le volcan. Cette cendre a probablement refroidi la planète en faisant obstacle aux rayons du soleil, avant de recouvrir toute la partie occidentale de l’Amérique du Nord. Aujourd’hui, de nombreux géologues visitent des sites comme Long Valley avec l’espoir de comprendre pourquoi les super éruptions se déclenchent et, au bout du compte, où et quand elles sont susceptibles de se produire à nouveau.
Un rapport publié au début du mois de novembre dans les Proceedings of the National Academy of Sciences par des chercheurs de l’Université du Wisconsin montre que le vaste réservoir magmatique sous Long Valley était beaucoup moins chaud avant l’éruption qu’on ne le pensait jusqu’à présent. Leur étude laisse supposer que des erreurs d’interprétation ont été commises. Selon l’un des auteurs de l’étude, un géologue au Georgia Institute of Technology, « l’image traditionnelle des volcans alimentés par des réservoirs magmatiques dans la croûte n’est pas la meilleure façon d’interpréter les processus physiques ». Selon lui, la plupart des scientifiques pensent que les chambres magmatiques se trouvent «dans un état plutôt calme, à basse température, et relativement stable pendant la plus grande partie de leur vie». Malheureusement, cela signifie que les scientifiques ne sont pas en mesure de les analyser correctement avec les outils mis à leur disposition.

L’idée reçue est que l’on a affaire à un gros réservoir de roche fondue qui stagne pendant une longue période dans la croûte. La nouvelle hypothèse est que le magma reste stocké pendant une longue période dans un état cristallin stable, à basse température, et incapable de produire une éruption. Ce système inerte a besoin d’un énorme apport de chaleur pour déclencher une éruption. En conséquence, la cause principale de l’éruption doit être une ascension rapide d’une quantité importante de roche plus chaude en provenance des profondeurs. Au lieu d’un réservoir de roche en fusion sur une longue durée, les cristaux de roche solidifiée ont été incorporés peu de temps avant l’éruption de Long Valley. Ainsi, les conditions de fusion n’ont probablement duré que quelques décennies, au plus quelques siècles.
Les conclusions de la nouvelle étude s’appuient sur une analyse détaillée des isotopes d’argon de 49 cristaux recueillis à Bishop Tuff, un dépôt de cendre fossilisée, émise lors de la formation de la caldeira de Long Valley. L’argon, produit par la désintégration radioactive du potassium, s’échappe rapidement des cristaux à haute température ; donc, si le réservoir magmatique contenant ces cristaux avait été uniformément chaud avant l’éruption, l’argon ne se serait pas accumulé, et les dates des 49 cristaux auraient été identiques.
En utilisant un nouveau spectromètre de masse de haute précision dans le laboratoire de géochronologie de l’Université de Wisconsin-Madison, les dates obtenues par l’équipe de chercheurs s’étendent sur 16 000 ans, indiquant la présence d’argon qui s’était formé bien avant l’éruption. Cela indique des conditions de basse température avant la méga éruption.
Le nouveau spectromètre de masse de haute précision est plus sensible que ses prédécesseurs, ce qui lui permet de mesurer un plus petit volume de gaz avec une plus grande précision. Lorsque les chercheurs ont examiné plus en détail les monocristaux, il est apparu que certains d’entre eux devaient provenir d’un magma complètement solidifié. Il est apparu également que près de la moitié des cristaux ont commencé à se cristalliser quelques milliers d’années avant l’éruption, indiquant des températures plus basses. Pour obtenir l’âge réel de l’éruption, il faut prendre en compte la dispersion des dates. Les plus jeunes cristaux montrent la date de l’éruption.
Ces résultats ont une signification au-delà de la volcanologie car les cendres de Long Valley et d’autres super éruptions sont fréquemment utilisées pour la datation. Une meilleure compréhension du processus pré éruptif pourrait conduire à une meilleure prévision du comportement des volcans.
Cependant, certains chercheurs remarquent que cette étude ne permettra pas de faire avancer la prévision volcanique. Elle ne fait que souligner le fait que nous ne comprenons pas ce qui se passe dans les systèmes magmatiques au cours de la période de 10 à 1000 ans qui précède une grande éruption. De plus, comme chaque volcan a son propre processus éruptif, les conclusions tirées de l’éruption de Long Valley ne sauraient être généralisées à tous les supervolcans du monde entier.
Source: Université du Wisconsin à Madison.

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Long Valley, California, is a supervolcano located neat Yosemite National Park, which erupted about 765,000 years ago. Within one week, 760 cubic kilometres of lava and ash were emitted by the volcano. The ash likely cooled the planet by shielding the sun, before settling across the western half of North America. Today, many geologists visit places like Long Valley with the hope to understand why super-eruptions happen, and ultimately to understand where and when they are likely to occur again.

A report published early in November in the Proceedings of the National Academy of Sciences by University of Wisconsin researchers shows that the giant body of magma at Long Valley was much cooler before the eruption than previously thought. The paper suggests we may be thinking about volcanoes and their eruptions in the wrong way. « The historical view of volcanoes as fed by basically these tanks of magma in the crust isn’t really a useful way to think about the physical processes, » said first author of the study, a geologist at the Georgia Institute of Technology. He added that scientists are realizing that underground magma chambers are « in a pretty calm, pretty cool, more or less unremarkable state for most of their lifetime. » Unfortunately, that means they don’t show up very well with the tools scientists have to monitor magma underground.

The older view was that there was a long period with a big tank of molten rock in the crust. A new view is that magma is stored for a long period in a state that is locked, cool, crystalline, and unable to produce an eruption. That dormant system needs a huge infusion of heat to erupt. Thus, the main cause of the eruption must be a quick rise of much hotter rock from deep below. Instead of a long-lasting pool of molten rock, the crystals from solidified rock were incorporated shortly before the eruption of Long Valley. So the molten conditions likely lasted only a few decades, at most a few centuries.

The new results are rooted in a detailed analysis of argon isotopes in 49 crystals from the Bishop Tuff, a fossilized ash deposit released when the Long Valley Caldera formed. Argon, produced by the radioactive decay of potassium, quickly escapes from hot crystals, so if the magma body that contained these crystals was uniformly hot before eruption, argon would not accumulate, and the dates for all 49 crystals should be the same.

Using a new, high-precision mass spectrometer in the Geochronology Lab at University of Wisconsin-Madison, the research group’s dates spanned a 16,000 year range, indicating the presence of some argon that formed long before the eruption. That points to unexpectedly cool conditions before the giant eruption.

The new, high-precision mass spectrometer is more sensitive than its predecessors, so it can measure a smaller volume of gas with higher precision. When the researchers looked in greater detail at single crystals, it became clear some must have been derived from magma that had completely solidified. It appeared that about half of the crystals began to crystallize a few thousand years before the eruption, indicating cooler conditions. To get the true eruption age, one needs to see the dispersion of dates. The youngest crystals show the date of eruption.

The results have meaning beyond volcanology, however, as ash from Long Valley and other giant eruptions is commonly used for dating. A better understanding of the pre-eruption process could lead to better volcano forecasting.

However, some researchers notice that this study does not point to prediction in any concrete way. It only points to the fact that we do not understand what is going on in these systems, in the period of 10 to 1,000 years that precedes a large eruption. Besides, as each volcano has its own erupting process, the conclusions about Long Valley should not be extended to all supervolcanoes around the world.

Source: University of Wisconsin at Madison.

Source: USGS

Simulation d’une éruption à Auckland (Nouvelle Zélande) // Visualisation of an eruption at Auckland (New Zealand)

Comme je l’ai indiqué à plusieurs reprises, la ville d’Auckland a été construite sur un champ volcanique potentiellement actif. Un volcanologue maintenant à la retraite – le professeur Colin Wilson de l’Université de Victoria – vient de recevoir la médaille Rutherford pour son travail sur les volcans explosifs et la menace qu’ils représentent pour les populations.
Il a travaillé sur plusieurs volcans à travers le monde, comme le Taupo, Long Valley et Yellowstone aux États-Unis. Son travail a mis en oeuvre de nouvelles techniques pour cartographier les processus volcaniques depuis l’état de sommeil jusqu’à l’éruption proprement dite. Ses recherches ont également permis de relier les cycles s’étendant sur le long terme à certaines des éruptions les plus importantes et les plus destructrices connues à ce jour. Par exemple, il a démontré qu’il y a eu une longue phase de préparation avant le déclenchement, il y a environ 25 500 ans, de la super éruption du Taupo qui a créé l’énorme caldeira que le Lac Taupo ne remplit que partiellement aujourd’hui.
En cliquant sur le lien ci-dessous, vous verrez une simulation impressionnante d’une éruption dans la région d’Auckland. Elle débuterait près de l’île de Rangitoto que l’on peut voir à l’arrière-plan. Il convient de noter que la projection du document dans le musée a eu pour résultat des enfants effrayés et une dévaluation des biens immobiliers situés sur le rivage !
https://vimeo.com/29927106
Source: New Zealand Herald.

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As I indicated several times, the town of Auckland was built on a potentially active volcanic field. A veteran volcanologist – Victoria University’s Professor Colin Wilson – has just been awarded the Rutherford Medal for his work on explosive volcanoes and the threat they pose to the populations.

He has worked on many of the world’s volcanoes, including Taupo, and Long Valley and Yellowstone in the United States. His work has pioneered new techniques to map out the volcanic processes from slumber to massive eruption. His research has also been able to link long-term cycles with some of the largest and most destructive eruptions known to science. For instance, it showed how there was a long build-up to the massive super-eruption from Taupo about 25,500 years ago, which created the enormous caldera that Lake Taupo only fills partly today.

By clicking on the link below, you will see an impressive simulation of an eruption in the Auckland area. It would start near the Rangitoto Island one can see in the background. It should be noted that the result of the show in the museum was frightened children and de-valued waterfront property!

https://vimeo.com/29927106

Source : New Zealand Herald.

Une éruption dans la baie d’Auckland aurait des conséquences catastrophiques faciles à imaginer (Photo: C. Grandpey)

 

La NASA peut-elle empêcher les super éruptions ? // Can NASA prevent super eruptions ?

On a recensé une vingtaine de super volcans sur terre, avec des éruptions majeures qui se produisent en moyenne une fois tous les 100 000 ans. Si une telle éruption se produisait aujourd’hui, l’une des plus grandes conséquences serait la famine, avec un long hiver volcanique qui pourrait empêcher notre civilisation d’avoir suffisamment de vivres pour nourrir la population actuelle. En 2012, les Nations Unies ont estimé à 74 jours les réserves alimentaires dans le monde.
Lorsque les scientifiques de la NASA ont étudié le problème, ils ont conclu que la solution la plus logique serait simplement de « refroidir » un super volcan. Un volcan de la taille de Yellowstone est avant tout un gigantesque générateur de chaleur, l’équivalent de six centrales industrielles. Yellowstone laisse échapper actuellement dans l’atmosphère environ 60 à 70% de la chaleur stockée dans les profondeurs, via l’eau qui s’infiltre dans la chambre magmatique par des fissures. Le reste s’accumule à l’intérieur du magma, ce qui lui permet de dissoudre de plus en plus de gaz volatils et de roches environnantes. Une fois que cette chaleur atteint un certain seuil, une éruption explosive est inévitable.
Les scientifiques de la NASA pensent que si une grande partie de cette chaleur pouvait être extraite, le super volcan n’entrerait jamais en éruption. Ils estiment que si une augmentation de 35% du transfert de chaleur pouvait être obtenue à partir de sa chambre magmatique, Yellowstone ne constituerait plus une menace. La seule question est de savoir quelle est la solution pour y parvenir.

Une solution serait d’augmenter la quantité d’eau à l’intérieur du super volcan, mais il sera probablement impossible de convaincre les hommes politiques de cautionner une telle initiative. Construire un grand aqueduc dans une région montagneuse serait à la fois coûteux et difficile et la population n’accepterait pas que l’eau soit utilisée de cette façon. On manque d’eau potable partout dans le monde et un tel projet consistant à utiliser de l’eau pour refroidir un super volcan serait forcément très controversé.
Au lieu de cela, la NASA a imaginé un plan très différent. La solution la plus envisageable serait de forer jusqu’à 10 km de profondeur à l’intérieur du super volcan et d’injecter de l’eau à haute pression. En circulant, l’eau remonterait à une température d’environ 350°C, tout en extrayant lentement, jour après jour, la chaleur du volcan. Un tel projet, dont le coût atteindrait environ 3,46 milliards de dollars, pourrait décider les hommes politiques à risquer un tel investissement. Yellowstone laisse échapper actuellement environ 6GW sous forme de chaleur. Avec un tel forage, cette chaleur pourrait être utilisée dans une centrale géothermique qui génèrerait de l’énergie électrique à un prix extrêmement compétitifs estimé à environ 0,10 dollars par kWh. Au final, en forant un peu plus profondément, on aurait rapidement un retour sur investissement et une électricité qui pourrait alimenter la région autour du super volcan pendant une période de plusieurs dizaines de milliers d’années. L’avantage sur le long terme est que l’on empêche une éruption du super volcan qui serait un désastre pour l’humanité. Toutefois, le forage à l’intérieur d’un super volcan n’est pas sans risques et pourrait déclencher l’éruption que l’on veut éviter à tout prix !
Une autre solution serait de démarrer le forage en dehors des limites du Parc National de Yellowstone et d’extraire la chaleur de la partie inférieure de la chambre magmatique. De cette façon, on empêche la chaleur qui vient d’en bas d’atteindre le haut de la chambre, là même où se trouve la véritable menace. Cependant, ceux qui défendent un tel projet ne verront jamais si c’est une réussite au cours de leur vie. Le refroidissement de Yellowstone de cette manière interviendrait à raison d’un mètre par an et il faudrait donc des dizaines de milliers d’années pour que la roche soit refroidie.
Même si ce dernier projet semble peu réaliste, il mérite réflexion et pourrait faire partie des solutions pour éviter une catastrophe. Un tel plan pourrait être appliqué à tous les super volcans actifs de la planète et les scientifiques de la NASA espèrent que leurs idées encourageront une discussion scientifique et un débat pour s’attaquer à cette menace.
Source: La BBC.

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There are around 20 known supervolcanoes on Earth, with major eruptions occurring on average once every 100,000 years. One of the greatest threats an eruption may pose is thought to be starvation, with a prolonged volcanic winter potentially prohibiting civilisation from having enough food for the current population. In 2012, the United Nations estimated that food reserves worldwide would last 74 days.

When NASA scientists came to consider the problem, they found that the most logical solution could simply be to cool a supervolcano down. A volcano the size of Yellowstone is essentially a gigantic heat generator, equivalent to six industrial power plants. Yellowstone currently leaks about 60-70% of the heat coming up from below into the atmosphere, via water which seeps into the magma chamber through cracks. The remainder builds up inside the magma, enabling it to dissolve more and more volatile gases and surrounding rocks. Once this heat reaches a certain threshold, then an explosive eruption is inevitable.

But if more of the heat could be extracted, then the supervolcano would never erupt. NASA estimates that if a 35% increase in heat transfer could be achieved from its magma chamber, Yellowstone would no longer pose a threat. The only question is how to proceed.

One possibility is to simply increase the amount of water in the supervolcano. But from a practical perspective, it would likely be impossible to convince politicians to sanction such an initiative. Building a big aqueduct uphill into a mountainous region would be both costly and difficult, and people do not want their water spent that way. People are desperate for water all over the world and so a major infrastructure project, where the only way the water is used is to cool down a supervolcano, would be very controversial.

Instead NASA have conceived a very different plan. They believe the most viable solution could be to drill up to 10 km down into the super volcano, and pump down water at high pressure. The circulating water would return at a temperature of around 350°C, thus slowly day by day extracting heat from the volcano. And while such a project would come at an estimated cost of around 3.46 billion dollars, it could convince politicians to make the investment. Yellowstone currently leaks around 6GW in heat. Through drilling in this way, it could be used to create a geothermal plant which generates electric power at extremely competitive prices of around $0.10/kWh. In the end, by drilling somewhat deeper, you would pay back your initial investment and get electricity which can power the surrounding area for a period of potentially tens of thousands of years. And the long-term benefit is that you prevent a future supervolcano eruption which would devastate humanity. But drilling into a supervolcano does not come without certain risks. Namely triggering the eruption you are intending to prevent.

Instead, the idea is to drill in starting outside the boundaries of Yellowstone National Park, and extracting the heat from the underside of the magma chamber. This way you are preventing the heat coming up from below from ever reaching the top of the chamber which is where the real threat arises. However those who instigate such a project will never see it to completion, or even have an idea whether it might be successful within their lifetime. Cooling Yellowstone in this manner would happen at a rate of one metre a year, taking of the order of tens of thousands of years until just cold rock was left.

But to prevent a catastrophe, such long-term thinking and planning may be the only choice. Such a plan could be potentially applied to every active supervolcano on the planet, and NASA’s scientists are hoping that their blueprints will encourage more practical scientific discussion and debate for tackling the threat.

Source : The BBC.

Cette coupe sud-ouest / nord-est sous Yellowstone a été obtenue grâce à l’imagerie sismique. (Source: University of Utah)

Un forage à Yellowstone, n’est-ce pas jouer avec le feu et risquer de saccager un site d’une beauté exceptionnelle? (Photo: C. Grandpey)