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À propos des supervolcans // About supervolcanoes

Au cours de ma conférence sur la Campanie (Italie), j’explique que, contrairement à ce que pensent beaucoup de gens, les Campi Flegrei, ou Champs Phlégréens, ne sont pas un supervolcan et peu de volcans sur Terre peuvent se vanter d’avoir ce titre.
D’un point de vue purement scientifique, un supervolcan est un volcan qui a produit au moins 1000 kilomètres cubes de matériaux lors d’une éruption. À ce titre, il se voit attribuer un Indice d’explosivité volcanique (Volcanic Explosivity Index, VEI) de 8, le maximum sur cette échelle qui mesure le volume de matériaux. éjectés, ainsi que la hauteur et l’intensité du panache éruptif. Les Champs Phlégréens n’ont vomi que 500 kilomètres cubes de matériaux lors d’une puissante éruption il y a 32 000 ou 37 000 ans et ont reçu un VEI 7, ce qui confirme qu’ils n’appartiennent pas au club restreint des supervolcans.
Une super éruption est plus de 1 000 fois plus puissante que celle du mont St. Helens (1980), un événement qui a expédié pendant neuf heures des panaches de cendres à plus de 24 kilomètres de hauteur et a carrément arraché le sommet du volcan. L’éruption a reçu un VEI 5, comme le Vésuve (Italie) pour l’éruption survenue en octobre 79.
Les super éruptions éjectent tellement de magma que la croûte terrestre au-dessus de la chambre magmatique s’effondre et donne naissance à une caldeira. Les caldeiras, comme celle de Yellowstone, peuvent mesurer des dizaines de kilomètres de diamètre et héberger des volcans ou cônes de cendres qui peuvent produire des éruptions de moindre intensité.
Yellowstone est l’un des supervolcans les plus célèbres. Il a connu deux super éruptions. La plus importante, celle de Huckleberry Ridge Tuff, s’est produite il y a 2,1 millions d’années et a produit environ 2 450 km3 de matériaux volcaniques, ce qui justifie pleinement le VEI 8. L’autre, connue sous le nom d’éruption de Lava Creek, a produit un peu plus de 1 000 km3 de matériaux il y a 631 000 ans et pourrait, elle aussi, recevoir un VEI 8.
Yellowstone a connu des dizaines d’éruptions mineures depuis l’événement de VEI 8, ce qui a semé la confusion autour de la définition d’un supervolcan. Pour la plupart des gens, le mot signifie que le volcan en question n’a connu que des explosions majeures, alors que les éruptions habituelles sont des événements de moindre intensité, se limitant, par exemple, à des coulées de lave.

Grand Prismatic dans le parc national de Yellowstone

Comme je l’ai écrit plus haut, le label supervolcan est souvent utilisé par les médias et par certains scientifiques pour désigner des volcans qui n’ont jamais connu de super éruption. C’est le cas des Champs Phlégréens – Campi Flegrei – en Italie. Cependant, cela ne veut pas dire que les Champs Phlégréens ne sont pas dangereux ou destructeurs. Comme ils se trouvent au cœur d’une zone très peuplée, leur réveil – même s’il ne s’agit pas d’un supervolcan – serait probablement une catastrophe à grande échelle.

La Solfatara dans les Champs Phlégréens

Dans le monde, neuf volcans actifs remplissent les critères d’un supervolcan, selon une étude réalisée en 2022. Aux États-Unis, Yellowstone est rejoint par Long Valley en Californie et Valles au Nouveau-Mexique. Les autres supervolcans sont le Toba en Indonésie, le Taupō en Nouvelle-Zélande, l’Atitlán au Guatemala et l’Aira, le Kikai et l’Aso au Japon.

Lac Taupo (Nouvelle Zélande)

Lac Atitlan (Guatemala)

Il ne faudrait pas oublier que des supervolcans se trouvent probablement au fond des océans, mais nous connaissons mieux l’Olympus Mons sur Mars que les profondeurs de nos propres océans. Une étude indique toutefois que les supervolcans sont « moins susceptibles de se développer dans un contexte océanique, » ce qui reste à prouver.
Certains volcanologues américains préféraient utiliser l’expression « systèmes de caldeiras » plutôt que supervolcans. On aurait ainsi dans cette catégorie « tout volcan ayant subi une explosion suffisamment puissante pour que sa surface s’effondre au-dessus d’une chambre magmatique partiellement vidée ».
Il est vrai que les super éruptions, avec formation de caldeiras, donnent aux volcans qu’elles affectent un aspect qui n’est pas conforme à l’image conique que l’on se fait habituellement d’un volcan. Alors pourquoi ne pas qualifier ces volcans de systèmes de caldeiras, de grandes caldeiras ou de complexes de caldeiras… ?
Source : Inspiré d’un article paru sur le site Live Science.

Photos: C. Grandpey.

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During my conference about Italy’s Campania, I explain that, contrary to what many people think, the Campi Flegrei, or Phlegrean Fields, are not a supervolcano. Few volcanoes on Earth can boast this title.

From a purely scientific point of view, a supervolcano is one that has produced 1000 cubic kilometers of material during an eruption and as such, was awarded a Volcanic Explosivity Index (VEI) of 8, the maximum on this scale that measures the volume of material ejected, as well as the height and intensity of the eruption plume. The Phlegrean Fields only produced 500 cubic kilometers of material during a powerful eruption 32,000 years ago and were given a VEI 7, which shows they do not belong to the small club of supervolcanoes.

A supereruption is over 1,000 times bigger than the Mount St. Helens eruption (1980) which produced a nine-hour-long explosion that sent ash plumes more than 24 kilometers into the air and blasted the top off the volcano. The event received a VEI 5, like Vesuvius (Italy) for the eruption that occurred in October 79. .

Supereruptions eject so much magma that Earth’s crust above the magma chamber collapses and gives birth to a caldera. Calderas, such as the one at Yellowstone, can measure dozens of kilometers across and host volcanoes, or cinder cones, that can produce smaller eruptions.

Yellowstone is one of the most famous supervolcanoes. It has had two supereruptions. The largest one, the Huckleberry Ridge Tuff eruption, occurred 2.1 million years ago and spewed an estimated 2,450 km3 of volcanic debris. The other one, known as the Lava Creek eruption, produced a little more than 1,000km3 of material 631,000 years ago and could be given a VEI 8.

Yellowstone has experienced dozens of smaller eruptions since the VEI 8 event, leading to confusion around the definition of a supervolcano. To most people, the word implies that those volcanoes only have massive explosions, whereas the common eruptions at such volcanoes are much smaller events such as lava flows.

As I put it above,the supervolcano label is often applied by the media and by some scientists to volcanoes that have never produced a supereruption, such as Campi Flegrei in Italy. However, this does not mean the Phlegrean Fields are not dangerous or destructive. As they lie at the heart of a highly populated area, an awakening of the volcano – without being a supervolcano – would probably be a large-scale disaster.

Worldwide, nine active volcanoes fulfill the criteria for a supervolcano, according to a 2022 study. In the U.S., Yellowstone is joined by Long Valley in California and Valles in New Mexico. The other supervolcanoes are Toba in Indonesia, Taupō in New Zealand, Atitlán in Guatemala and Aira, Kikai and Aso in Japan.

One should not forget the supervolcanoes that probably lie at the bottom of the oceans, but we know Olympus Mons on Mars better than the depths of our own oceans. A study indicates thet that supervolcanoes are « less likely to develop in these settings, » which remains to be proved.

Some U.S. Volcanologists had rather use the expression « caldera systems » instead of supervolcanoes. The category would include « any volcano that has experienced an explosion massive enough that the surface has collapsed into a partially emptied magma chamber. »

It is true that super eruptions, with the formation of calderas, give the volcanoes they affect an appearance that does not conform to the common image of a conical volcano. So why not refer to such volcanoes as caldera systems, large calderas or caldera complexes…?

Source : After an article on the website Live Science.

Photos: C. Grandpey

Des supervolcans sur la planète Mars

drapeau francaisPlusieurs dépêches de presse indiquent que des scientifiques ont découvert d’anciens supervolcans à la surface de Mars.
Des volcans avaient déjà été repérés sur la planète rouge qui est connue pour avoir été active d’un point de vue volcanique il y a des milliards d’années.
Ce qui est différent avec cet ensemble de supervolcans, c’est qu’il a été découvert dans les montagnes martiennes du nord, région qui n’était pas connue pour son activité volcanique dans le passé. A partir des images envoyées par plusieurs engins spatiaux en orbite autour de Mars, les chercheurs du Muséum d’Histoire Naturelle de Londres et de la NASA ont détecté au moins un supervolcan et des indices concernant plusieurs autres.
Cette découverte suggère qu’à ses origines Mars était plus active qu’on le pensait jusqu’à présent et que ces éruptions ont pu affecter le climat et l’atmosphère de la planète rouge.

 

drapeau anglaisSeveral press reports indicate that scientists have discovered ancient supervolcanoes on Mars.

Volcanoes had previously been spotted on the red planet which is known to have been volcanically active billions of years ago.

What’s different about this supervolcano network is that it was found in the Martian northern highlands, a place not known to be active in the past. Studying images from several spacecraft orbiting Mars, researchers at London’s Natural History Museum and NASA found at least one massive volcano and evidence for several others.

The finding suggests that early Mars was more active than previously thought, and that such eruptions could have affected the red planet’s climate and atmosphere.

La cendre des supervolcans peut se transformer en lave à plusieurs kilomètres de l’éruption // Ash from supervolcanoes can turn into lava several kilometres from the eruption

drapeau francaisOn peut lire sur le site web Daily Science un article très intéressant sur une étude publiée dans la revue Geology. Elle révèle que des professeurs des universités de Bakersfield (Californie) et du Missouri ont montré que les cendres émises lors de l’éruption de supervolcans comme Yellowstone peuvent être si chaudes qu’elles ont la capacité de redevenir de la lave une fois qu’elles touchent le sol à des dizaines de kilomètres de leur lieu d’émission. La recherche a été financée par la National Science Foundation.
L’article nous rappelle que, selon le processus habituel d’une éruption volcanique, la lave s’écoule généralement directement sur le site de l’éruption jusqu’à ce qu’elle refroidisse et durcisse (voir mon étude sur le processus de refroidissement de la lave sur le Kilauea). Cependant, les chercheurs américains ont trouvé des preuves d’une ancienne coulée de lave à des dizaines de kilomètres d’un supervolcan entré en éruption près de Yellowstone il y a environ 8 millions d’années.
Quelque temps avant cette étude, un professeur assistant de l’Université de Bakersfield avait déjà constaté que cette coulée de lave était composée de cendre éjectée lors de l’éruption. Suite à cette découverte, un professeur agrégé de l’Université du Missouri et des doctorants du département de géologie de cette même université ont essayé de prouver comment cela était possible.

Pour arriver à leurs fins, ils devaient déterminer comment la cendre avait pu être suffisamment chaude pour pouvoir se transformer en lave et couler avant de se refroidir.

Les chercheurs pensent que le phénomène a été rendu possible par un processus appelé «dissipation visqueuse ». Ce processus peut être comparé à un pot de mélasse que l’on se mettrait en devoir de remuer. En effet, il est très difficile de remuer un pot de mélasse et il faut dépenser beaucoup d’énergie et de force pour déplacer la cuillère dans le pot. Cependant, une fois que l’on y parvient, l’énergie utilisée pour déplacer la cuillère est transférée dans la mélasse qui chauffe effectivement un petit peu. C’est la dissipation visqueuse.
De la même façon, si on se réfère à la vitesse à laquelle la cendre chaude se déplace après l’éruption d’un supervolcan, on constate qu’une fois qu’elle touche le sol, l’énergie se transforme en chaleur, un peu comme l’énergie de la cuillère se trouve transférée dans la mélasse. Cette chaleur supplémentaire créée par la dissipation visqueuse est suffisante pour faire se souder la cendre qui se transforme alors en une coulée de lave.
La température de la cendre d’une telle éruption doit être d’au moins 815 ° C pour se transformer en lave. Toutefois, comme la cendre a perdu une partie de sa chaleur dans l’air, les chercheurs pensent que la dissipation visqueuse vient compenser cette perte et représente entre 93 et ​​204 ° C de chaleur supplémentaire, suffisante pour transformer la cendre en lave.
L’ensemble de l’article peut être lu à cette adresse:

http://www.sciencedaily.com/releases/2013/08/130827122816.htm?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+sciencedaily%2Ftop_news+%28ScienceDaily%3A+Top+News%29

drapeau anglaisOn the Science Daily website, one can read a very interesting article about a paper published in the journal Geology. It reveals that professors from the universities of Bakersfield (California) and Missouri have shown that the ash produced by supervolcanoes like Yellowstone can be so hot that it has the ability to turn back into lava once it hits the ground tens of kilometres away from the original eruption. Their research was funded by the National Science Foundation.

The article reminds us that following the usual process of a volcanic eruption, lava typically flows directly from the site of the eruption until it cools and hardens in place (see my study about the cooling process of lava on Kilauea). However, researchers found evidence of an ancient lava flow tens of kilometres away from a supervolcano eruption near Yellowstone that occurred around 8 million years ago.

Previously, an assistant professor at Bakersfield University had found that this lava flow was made of ash ejected during the eruption. Following this discovery, an associate professor in the University of Missouri along with doctoral students in the geological sciences department of this university, determined how this was possible.

To get to their point, they had to determine the ash must have been exceptionally hot so that it could actually turn into lava and flow before it eventually cooled.

The researchers believe the phenomenon was made possible by a process known as « viscous heating. » This process can be compared to stirring a pot of molasses. Indeed, it is very hard to stir a pot of molasses and you have to use a lot of energy and strength to move your spoon around the pot. However, once you get the pot stirring, the energy you are using to move the spoon is transferred into the molasses, which actually heats up a little bit. This is viscous heating.

So when you think about how fast the hot ash is travelling after a massive supervolcano eruption, once it hits the ground that energy is turned into heat, much like the energy from the spoon heating up the molasses. This extra heat created by viscous heating is enough to cause the ash to weld together and actually begin flowing as lava.

The volcanic ash from this eruption has to be at least 815°C to turn into lava; however, since the ash probably lost some of that heat in the air, the researchers believe viscous heating accounted for 93 to 204°C of additional heating to turn the ash into lava.

The whole article can be read at this address :

http://www.sciencedaily.com/releases/2013/08/130827122816.htm?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+sciencedaily%2Ftop_news+%28ScienceDaily%3A+Top+News%29