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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)