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Taupo (Nouvelle Zélande) : surveillance conseillée // Taupo (New Zealand) : recommended monitoring

Le Taupo, volcan rhyolitique le plus actif de la Zone Volcanique de Taupo (TVZ) en Nouvelle-Zélande, est une caldeira d’environ 35 km de large. Le volcan fut le siège d’une super éruption environ 22 600 ans avant notre ère. Elle a produit environ 1 170 km3 de téphra qui ont recouvert l’île du Nord d’une épaisseur de matériaux atteignant parfois 200 mètres. Ce fut la plus grande éruption volcanique sur Terre au cours des 70 000 dernières années.

Cet événement a été précédé à la fin du Pléistocène par l’éruption d’un grand nombre de dômes rhyolitiques au nord du lac Taupo.

De puissantes éruptions explosives se sont produites au cours de l’Holocène à partir de bouches dans le lac Taupo et près de ses berges.

L’éruption majeure la plus récente a eu lieu environ 1 800 ans avant notre ère à partir d’au moins trois bouches le long d’une fracture orientée NE-SW. Cette éruption extrêmement violente a été la plus importante en Nouvelle-Zélande pendant l’Holocène. Elle a produit la Taupo Ignimbrite qui a couvert 20 000 km2 dans l’île du Nord.

Dans les temps historiques, le Taupo a connu des périodes d’activité accompagnées de nombreux séismes qui ont parfois provoqué des dégâts, ainsi que de déformations du sol, mais sans déclenchement d’éruptions. La caldeira est aujourd’hui remplie par le lac Taupo,

Une étude publiée par l’American Geophysical Union (AGU) en juin 2021 révèle que l’activité observée sous le super volcan Taupo en 2019 était de nature et d’origine volcaniques. Cela montre que le Taupo est toujours un volcan actif et potentiellement dangereux qui doit être étroitement surveillé.

Une augmentation significative de la sismicité a été enregistrée en 2019 et une déformation du sol a été détectée dans la caldeira. Grâce à la localisation des séismes et aux schémas de déformation du sol, les auteurs de l’étude ont pu déduire que sous la caldeira du Taupo se trouve un réservoir magmatique actif d’au moins 250 km3 dont au moins 20 à 30% est en fusion. L’injection d’un magma juvénile dans ce réservoir a provoqué le déclenchement de séismes dans la croûte terrestre la plus fragile le long des lignes de faille qui traversent à la fois la région et le volcan.

En conséquence, les chercheurs insistent sur le fait que le Taupo doit être étroitement surveillé pour mieux comprendre les processus qui se déroulent en profondeur et les facteurs qui pourraient provoquer une nouvelle éruption.

Source : The Watchers.

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Taupo, the most active rhyolitic volcano of New Zealand’s Taupo Volcanic Zone (TVZ), is a roughly 35-km-wide caldera. It was the seat of a super eruption about 22 600 years before present (BP). It produced about 1 170 km3 of tephra which covered NewZealand’s North Island in debris up to 200 m deep. It was the largest volcanic eruption on Earth in the past 70 000 years.

This event was preceded during the late Pleistocene by the eruption of a large number of rhyolitic lava domes north of Lake Taupo.

Large explosive eruptions have occurred frequently during the Holocene from vents within Lake Taupo and near its margins.

The most recent major eruption took place about 1 800 years BP from at least three vents along a NE-SW-trending fissure. This extremely violent eruption was New Zealand’s largest during the Holocene and produced the Taupo Ignimbrite, which covered 20 000 km2 of North Island.

In historical times, Taupo has undergone periods of unrest involving abundant, sometimes damaging earthquakes and ground deformation, but no eruption. The caldera is now filled by Lake Taupo,

A research published by the American Geophysical Union (AGU) in June 2021 reveals that the unrest registered under Taupo supervolcano in 2019 was volcanic in nature and origin. This shows that it is still an active and potentially hazardous volcano that needs to be carefully monitored. 

A significant increase in the number of earthquakes was recorded in that year and observable ground deformation was detected within the caldera.

Using the locations and patterns of the earthquakes and ground deformation allowed the authors of the study to infer that beneath the caldera there is an active magma reservoir of at least 250 km3 and which is at least 20–30% molten.

New magma being fed into this reservoir caused the triggering of earthquakes in the surrounding brittle crust along fault lines that cut across both the region and the volcano.

As a consequence, the researchers warn that Taupo needs to be carefully monitored to better understand the processes at depth and the factors that might cause a new eruption in the future.

Source: The Watchers.

 

Le Lac Taupo et la caldeira (Source : GNS Science)

Le lac Taupo vu depuis sa berge (Photo : C. Grandpey)

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

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