La sismicité à Mayotte (Archipel des Comores) [suite] // Seismicity in Mayotte (Comoro Islands) [continued]

Dans une note publiée le 4 juillet 2018, j’indiquais que les habitants de Mayotte étaient très inquiets à cause d’une hausse de la sismicité sur leur île. Selon les scientifiques du BRGM qui avaient été envoyés sur place, les événements enregistrés dans l’essaim sismique étaient du même ordre de grandeur que ceux de 1981 et décembre 1985. Ils faisaient partie d’une sismicité connue et modérée dans le Canal du Mozambique. Selon ces mêmes scientifiques, en raison de la situation géographique des Comores, la sismicité à Mayotte pourrait avoir une double origine volcanique et tectonique qui traduirait d’une part la position géodynamique de l’archipel sur un point chaud actif et, d’autre part, sa position probable sur le front de la déformation du rift est-africain.

De nouvelles recherches ont été effectuées depuis juillet et différentes hypothèses quant à la cause de la sismicité ont été examinées. Outre les mesures sismiques utilisées pour suivre l’évolution de cet essaim, de nouvelles données ont été analysées en octobre et novembre 2018, notamment celles concernant la déformation de la surface de l’île. L’équipe du Laboratoire de géologie de l’Ecole Normale Supérieure de Paris a montré que la phase actuelle de l’essaim est représentée par une composante volcanique.
En parallèle, le 11 novembre 2018, un signal atypique à très basse fréquence a été détecté par les réseaux internationaux du monde entier. Le signal se répète sous forme d’onde toutes les 17 secondes environ et dure environ 20 minutes au total.
Ces observations confortent l’hypothèse d’une combinaison de composantes tectoniques et volcaniques. Cependant, cette hypothèse devra être confirmée par de nouvelles études scientifiques.
Depuis la mi-juillet, les stations GPS installées sur l’île de Mayotte ont enregistré son comportement et enregistré un glissement de plus de 61 mm à l’est et de 30 mm au sud. Ces mesures semblent montrer qu’une poche magmatique d’environ 1,4 km3 se fraye un chemin sous la surface près de Mayotte.
Au cours des derniers mois, des membres de la communauté scientifique se sont réunis pour comprendre le phénomène et apporter des réponses aux questions qu’il soulève. Il est envisagé de déployer de nouveaux instruments sur terre et en mer afin d’améliorer la détection et la localisation des séismes.

L’île de Mayotte se situe dans le Canal du Mozambique, entre la pointe nord de Madagascar et la côte orientale de l’Afrique. Elle se compose de deux volcans présentant des géochimies différentes et qui étaient actifs du pliocène à l’holocène.
Source: The Watchers.

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In a post released on July 4th, 2018, I indicated that the residents in Mayotte were getting very anxious because of increased seismicity on the island. According to BRGM experts who had been sent to Mayotte, the events in the seismic swarm were of the same order of magnitude as those of 1981 and December 1985. They were part of a known and moderate seismicity in the Mozambique Channel. These experts thought that, due to the geographic situation of the archipelago of Comoros, the seismicity in Mayotte might have a double volcanic and tectonic origin which translated both their geodynamic position on an active hot spot and their probable position at the front of the deformation of the East African rift.

More research has been done since July and different hypotheses as to the causes of the seismicity have been investigated. In addition to the seismic measurements used to track how this swarm is evolving, new data were analyzed in October and November 2018, especially those on deformation of the island’s surface. The team working at the Geology Laboratory of the Ecole Normale Supérieure in Paris has shown that the current phase in the swarm is accounted for by a volcanic component.

In parallel, on November 11th, 2018, an atypical very low frequency signal was detected by the international networks around the world. The signal repeated in a wave about every 17 seconds, lasting for about 20 minutes in total.

These observations back up the hypothesis of a combination of tectonic and volcanic effects. However, this hypothesis will need to be confirmed by future scientific studies.

Since mid-July, GPS stations on the island have tracked it sliding more than 61 mm to the east and 30 mm to the south. It seems these measurements show that a magma body that measures about 1.4 km3 is squishing its way through the subsurface near Mayotte.

In the last few months, the scientific community has joined forces to understand the phenomenon and provide answers to the questions it is raising. Possibilities are being investigated for the deployment of new instruments on land and at sea to improve earthquake detection and location.

Mayotte Island lies in the Mozambique Channel between the northern tip of Madagascar and the eastern coast of Africa. It consists of two volcanoes with diverse geochemistry that were active from the Pliocene to the Holocene.

Source : The Watchers.

Contexte tectonique de la région (Source: BRGM

Sismicité à Mayotte et dans toute la région (Source: BRGM)

La sismicité à Mayotte (Archipel des Comores) // Seismicity in Mayotte (Comoro Islands)

Il y a quelques semaines, un de mes amis m’a indiqué qu’une sismicité persistante affectait l’île de Mayotte (250 000 habitants) dans l’archipel des Comores. Sa fille est médecin dans un hôpital et elle s’inquiète quand elle ressent les secousses, que ce soit à l’hôpital ou à son domicile. À l’hôpital, elle reçoit la visite de patients qui souffrent de crises d’angoisse. Aucune blessure grave n’a été signalée mais des dégâts plus ou moins importants ont été observés sur les bâtiments. Plusieurs familles ont dû être évacuées à cause des fissures apparues dans leurs maisons. Beaucoup de gens ont préféré dormir dans les rues au début du mois de mai, ne sachant pas si la sismicité allait empirer, avec le risque de voir leurs maisons s’effondrer.

Selon le journal Africa Times, les pompiers de Mayotte se livrent à des exercices de simulation de sauvetage de personnes prises au piège d’un glissement de terrain. Par ailleurs, la population est invitée à vérifier l’évolution des fissures sur les murs des maisons.
En fait, cette sismicité dure depuis près de deux mois, et personne n’en connaît exactement la cause. Les épicentres des essaims sismiques ont été localisés à une cinquantaine de kilomètres à l’est de l’île. L’événement le plus significatif jusqu’à présent a atteint une magnitude de M 5,8 le 15 mai 2018. Selon les scientifiques du BRGM qui ont été envoyés à Mayotte, les événements enregistrés dans l’essaim actuel sont du même ordre de grandeur que ceux de 1981 et décembre 1985. Ils font partie d’une sismicité connue et modérée dans le Canal du Mozambique (voir image ci-dessous).
En raison de la situation géographique des Comores, la sismicité à Mayotte pourrait avoir une double origine volcanique et tectonique qui traduit d’une part la position géodynamique de l’archipel sur un point chaud actif et, d’autre part, sa position probable sur le front de la déformation du rift est-africain.
Mayotte est la plus ancienne île volcanique des Comores et ne possède pas de volcan actif. Aujourd’hui, l’activité volcanique se limite au volcan Karthala sur l’île de Grande Comore.
Source: BRGM, African Times, The Watchers.

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A few weeks ago, a friend of mine alerted me to the seismicity that is affecting the island of Mayotte (pop. 250,000) in the Comoros. His daughter is a doctor in a hospital and she is getting anxious when she feels the tremors both in the hospital and in her house. At the hospital, she is visited by patients who suffer from anxiety attacks. No serious injury has been reported but minor damage to buildings has been observed. Several families had to be evacuated because of the damage caused to their homes. Many people slept in the streets during first days in May as they did not know if the earthquakes would become worse and potentially collapse their homes.

According to the newspaper Africa Times, Mayotte’s firefighters are conducting drills designed to simulate rescuing people trapped by a landslide, and emergency experts are teaching the local population to check their homes for cracked walls.

Actually, this seismicity is been going on for nearly two months, and nobody knows exactly what the cause is. The epicentres of the seismic swarms have been located about 50 km to the east of the island. The largest event so far reached M 5.8 on May 15th, 2018. According to BRGM experts who have been sent to Mayotte, the events in the current swarm are of the same order of magnitude as those of 1981 and December 1985. They are part of a known and moderate seismicity in the Mozambique Channel (see figure below).

Due to the geographic situation of the archipelago of Comoros, the seismicity in Mayotte might have a double volcanic and tectonic origin which translates both their geodynamic position on an active hot spot and their probable position at the front of the deformation of the East African rift.

Mayotte is the oldest volcanic island of Comoros and has no active volcano. Today, volcanic activity is restricted to the Karthala volcano at Grande Comore.

Source: BRGM, African Times, The Watchers.

 

Sismicité à Mayotte et dans toute la région (Source: BRGM)

Contexte tectonique de la région (Source: BRGM)

La Terre est une planète vivante // The Earth is a living planet

La Terre est une planète vivante, en perpétuel mouvement. Les plaques tectoniques ne cessent de s’écarter, entrer en collision ou glisser les une contre les autres. C’est ainsi qu’une fracture de plusieurs kilomètres de longueur est apparue récemment dans le SO du Kenya, apportant une nouvelle preuve concrète que le continent africain est en train de se séparer en deux au niveau du Rift est-africain qui s’étire sur plus de 3000 km et marque la limite entre la plaque africaine à l’ouest et la plaque somalienne à l’est. Dans quelques millions d’années, la corne de l’Afrique, avec la Somalie et des morceaux d’Éthiopie, du Kenya et de la Tanzanie, formera une île qui s’éloignera du continent africain.

La fracture apparue au Kenya continue de grandir et s’accompagne d’une activité sismique. D’une quinzaine de mètres de profondeur, elle a coupé la route commerciale de Mai Mahiu-Narok. Bien que la plupart du temps l’évolution du Rift est-africain soit imperceptible, la formation de nouvelles failles ou de fractures, comme celle qui vient de s’ouvrir au Kenya, peut provoquer des séismes. Cependant, en Afrique de l’Est, la plus grande partie de cette sismicité est répartie sur une vaste zone le long de la vallée du Rift et les secousses ont une magnitude relativement faible. A côté des séismes, le volcanisme est une autre manifestation en surface du processus continu de rupture continentale et de la proximité de l’asthénosphère par rapport à la surface.

Le Rift est-africain est un endroit fantastique car il permet d’observer les différentes étapes de sa formation sur toute sa longueur. Au sud, là où le rift est plus jeune, le processus d’extension est faible et la fracturation se produit sur une vaste zone. Le volcanisme et la sismicité sont limités. En remontant vers la région de l’Afar, tout le plancher de la Vallée du Rift est couvert de roches volcaniques. Cela révèle que, dans cette région, la lithosphère s’est amincie jusqu’à presque atteindre un point de rupture complète. Lorsque cette rupture se produira, un nouvel océan commencera à se former par la solidification du magma dans l’espace créé par la rupture des plaques. Au final, sur une période de dizaines de millions d’années, l’extension du fond marin progressera sur toute la longueur du rift. L’océan envahira cet espace et le continent africain deviendra donc plus petit. Une grande île apparaîtra dans l’Océan Indien composée de parties de l’Éthiopie et de la Somalie, y compris la Corne de l’Afrique.
Sources : Presse internationale, Futura Science, The Watchers.

Voici une petite vidéo montrant la fracture apparue au Kenya: https://youtu.be/wO7s5zIhX6k

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 The Earth is a living planet, in perpetual movement. The tectonic plates constantly move apart, collide or slide against each other. Thus, a fracture several kilometres long has recently appeared in the SW of Kenya, providing further concrete evidence that the African continent is dividing in two at the level of the East African Rift which stretches over 3000 km and marks the boundary between the African plate to the west and the Somali plate to the east. In a few million years, the Horn of Africa, with Somalia and parts of Ethiopia, Kenya and Tanzania, will form an island that will move away from the African continent.
The fracture that has appeared in Kenya continues to grow and is accompanied by seismic activity. About fifteen metres deep, it has cut the Mai Mahiu-Narok commercial highway. Although most of the time the evolution of the East African Rift is imperceptible, the formation of new faults or fractures, such as the one that has just opened in Kenya, can cause earthquakes. However, in East Africa, most of this seismicity is spread over a large area along the Rift Valley and its magnitude is relatively low. In addition to earthquakes, volcanism is another surface evidence of the continuous process of continental rupture and the proximity of the asthenosphere to the surface.
The East African Rift is a fantastic place because it allows to observe the different stages of its formation along its length. To the south, where the rift is younger, the extension process is limited and faulting occurs over a large area. Volcanism and seismicity are limited. Going up to the Afar region, the entire floor of the Rift Valley is covered with volcanic rocks. This reveals that in this region the lithosphere has thinned to almost complete break up. When this break up occurs, a new ocean will begin to form by the solidification of magma in the space created by the broken up plates. In the end, over a period of tens of millions of years, the extension of the seafloor will progress over the entire length of the rift. The ocean will invade this space and the African continent will become smaller. A large island will appear in the Indian Ocean composed of parts of Ethiopia and Somalia, including the Horn of Africa.
Sources: International Press, Futura Science, The Watchers.

Here is a short video showing the fracture in Kenya : https://youtu.be/wO7s5zIhX6k

Vue du Rift est-africain (Source: USGS)

Le point chaud hawaiien s’est-il déplacé dans le passé ? // Did the Hawaiian hotspot move in the past ?

De nos jours, Hawaï est considéré comme un exemple parfait de « point chaud ». Cette expression fait référence à l’ascension du magma en provenance du manteau profond qui, tel un chalumeau, perce la croûte terrestre et donne naissance à des volcans. On pense que ces « hotspots » sont immobiles. Au fur et à mesure que la plaque tectonique se déplace, un chapelet de volcans se forme, avec le plus jeune à une extrémité et le plus ancien à l’autre, comme on peut le voir à Hawaii aujourd’hui : Le plus jeune volcan – Lo’ihi – se trouve encore sous la surface de l’océan au SE de Big Island, tandis que les anciens volcans sont devenus des atolls au nord-ouest de l’archipel.
Cette même théorie a été proposée dès le début de l’étude des îles hawaïennes. Les scientifiques pensaient qu’elles étaient l’extrémité la plus jeune de la chaîne sous-marine Hawaii-Empereur qui se trouve sous le Pacifique Nord-Ouest. Les chercheurs ont ensuite eu un doute et se sont demandés si les points chauds étaient vraiment immobiles. La cause de ce doute était un virage d’environ 60 degrés amorcé par cette chaîne volcanique née il y a 47 millions d’années. Cette courbe de trajectoire pouvait s’expliquer par un changement brusque du mouvement de la plaque Pacifique, mais cela supposait que cette plaque ait pris une direction sensiblement différente par rapport aux plaques tectoniques adjacentes. Les chercheurs n’ont trouvé aucune preuve de ce phénomène.

Des études récentes ont suggéré que deux processus ont pu entrer en jeu: D’une part, la plaque Pacifique avait changé de direction. D’autre part, le point chaud hawaïen s’était déplacé relativement rapidement vers le sud au cours de la période de 60 à environ 50 millions d’années, puis il s’était arrêté. Si on prend en compte ce mouvement rapide du point chaud, cela signifie qu’une toute petite variation de déplacement de la plaque du Pacifique est suffisante pour expliquer la chaîne volcanique.
Cette hypothèse est maintenant étayée par les travaux de chercheurs de l’Oregon State University qui ont procédé à une nouvelle datation des volcans de la chaîne volcanique de Rurutu, y compris les îles volcaniques de Tuvalu dans le Pacifique occidental. En outre, ils ont incorporé des données similaires de la chaîne Hawaii-Empereur et de la chaîne Louisville dans le Pacifique Sud. En se basant sur la géographie et l’âge des volcans présents dans ces trois chaînes, les chercheurs ont pu étudier le passé géologique et observer comment les trois points chauds se sont déplacés les uns par rapport aux autres pendant des millions d’années.
Les résultats, publiées dans la revue Nature Communications, montrent que le mouvement relatif des points chauds sous Rurutu et Louisville est peu important, alors que le point chaud Hawaii-Empereur affiche un mouvement important entre 60 et 48 millions d’années par rapport aux deux autres points chauds. La modélisation géodynamique montre que le point chaud hawaiien s’est déplacé sur plusieurs dizaines de kilomètres par million d’années, et les données paléomagnétiques confirment cette interprétation. Les chercheurs admettent que les modèles définissant le mouvement de la plaque Pacifique et les points chauds qui s’y trouvent présentent encore quelques inexactitudes. Avec davantage de données de terrain et d’informations sur les processus profonds dans le manteau, ils espèrent expliquer plus en détail l’évolution de la courbe amorcée par la chaîne Hawaii-Empereur.
Sources: GFZ GeoForschungsZentrum Potsdam, Centre Helmholtz; Science Daily.

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Today, Hawaii is considered as the perfect example of a hotspot. The word refers to the ascent of magma from the deep mantle to the surface. Like a blowpipe, this magma burns through the Earth’s crust and forms volcanoes. For a long time, it was assumed that these hotspots were stationary. If the tectonic plate moves across it, a chain of volcanoes evolves, with the youngest volcano at one end, the oldest at the other, as can be seen in Hawaii today, with the youngest volcano – Lo’ihi – still underwater to the SE of Big Island and the ancient volcanoes now turned into atolls to the NW of the archipelago.

This concept had initially ben proposed for the Hawaiian Islands. They are the youngest end of the Hawaiian-Emperor chain that lies beneath the Northwest Pacific. But soon there was doubt over whether hotspots are truly stationary. The biggest contradiction was a striking bend of about 60 degrees in this volcanic chain, which originated 47 million years ago. If the bend was explained with just a sudden change in the movement of the Pacific Plate, this would suppose a significantly different direction of motion at that time relative to adjacent tectonic plates. However, researchers have not found any evidence for that.

Recent studies have suggested that apparently two processes were effective: On the one hand, the Pacific Plate has changed its direction of motion. On the other hand, the Hawaiian hotspot moved relatively quickly southward in the period from 60 to about 50 million years ago, and then stopped. If this hotspot motion is considered, only a smaller change of Pacific plate motions is needed to explain the volcano chain.

This hypothesis is now supported by work of researchers from Oregon State University who have evaluated new rock dating of volcanoes in the Rurutu volcanic chain, including, for example, the Tuvalu volcanic islands in the Western Pacific. Furthermore, they added similar data from the Hawaiian-Emperor chain and the Louisville chain in the Southern Pacific. Based on the geography and the age of volcanoes in these three chains, researchers could look into the geological past and see how the three hotspots moved relative to each other over millions of years.

The new data published in the journal Nature Communications shows that the relative motion of hotspots under the Rurutu and Louisville is small while the Hawaiian-Emperor hotspot displays strong motion between 60 and 48 million years ago relative to the other two hotspots. The geodynamic modelling shows that the Hawaiian hotspot moved at a rate of several tens of kilometres per million years, and paleomagnetic data support this interpretation. The researchers admit that models for the motion of the Pacific Plate and the hotspots therein still have some inaccuracies. With more field data and information about the processes deep in the mantle, they hope to explain in more detail how the bend in the Hawaiian-Emperor chain has evolved.

Sources: GFZ GeoForschungsZentrum Potsdam, Helmholtz Centre ; Science Daily.

(Source: Wikipedia)

(Photos: C. Grandpey)

 

Essaim sismique à Grimsey (suite) // Seismic swarm at Grimsey (continued)

L’essaim sismique se poursuit à Grimsey, avec plusieurs événements significatifs. Ainsi, un séisme de M 5,2 a été détecté sur l’île vers 07h00 ce matin. Il a été ressenti dans de nombreuses parties du nord de l’Islande. Selon l’Icelandic Met Office (IMO), un certain nombre d’habitants de Grimsey, habitués à de petits tremblements de terre, ont appelé ce matin ; ils étaient un peu plus inquiets de voir leur café être éjecté de leurs tasses. L’IMO indique que beaucoup de personnes dans l’île n’ont pas dormi la nuit dernière à cause des nombreuses secousses. Au cours des dernières 48 heures, 1536 séismes ont été détectés. L’IMO pense que l’activité sismique va probablement diminuer et que le séisme de M 5,2 de ce matin est le plus puissant de la série, mais il pourrait y avoir un événement encore plus important ou un autre de magnitude semblable. Le Bureau confirme également que l’activité sismique est d’origine purement tectonique et n’a pas une cause volcanique. C’est aussi mon opinion. Je ne suis pas sismologue mais on peut observer que tous les événements dans l’essaim sont relativement superficiels. Il n’y a jamais eu d’indication d’une sismicité profonde correspondant à une quelconque ascension du magma. En outre, il convient de noter qu’au cours des dernières semaines, la sismicité ne s’est pas limitée à Grimsey. De nombreux autres événements ont été enregistrés le long de la zone de rift qui traverse l’Islande au sud-ouest / nord-est, avec des événements supérieurs à M 3,0 dans la péninsule de Reykjanes. Il serait intéressant de savoir comment les extensomètres ont réagi à l’essaim sismique et, par exemple, s’il y a eu une accélération du phénomène d’accrétion.

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The seismic swarm is going on at Grimsey, with occasional significant events. An M. 5.2 earthquake was detected on the island at about 7:00 this morning. It was was felt in many parts of North Iceland.  According to the Iceland Met Office, a number of Grimsey locals, who are used to the smaller earthquakes, called the Office this morning a bit more worried as their coffee had been shaken out of their cups. The Iceland Met Office says that many people in the island didn’t sleep last night due to the numerous earthquakes. In the last 48 hours, 1.536 earthquakes have been detected. IMO thinks it is likely that the seismic activity will die down and that this morning’s quake was the largest, but there could be a larger one or another one of a similar size. The Office also confirms that the seismic activity is caused by continental drift but not to volcanic unrest. This is also my opinion. I am not a seismologist but one can observe that all the events in the swarm are quite shallow. There has never been any indication of a deep-seated seismicity corresponding with some kind of magma ascent. Besides, it should be noted that in the past weeks, seismicity has not been limited to Grimsey. Many other events were recorded along the rift that crosses Iceland southwest / northeast, with events above M 3.0 in the Reykjanes Peninsula. It would be interesting to know how extensometers reacted to the seismic swarm and, for instance, if there has been an acceleration in the accretion phenomenon.

Source: Icelandic Met Office

Essaim sismique à Grimsey (suite) // Seismic swarm at Grimsey (continued)

Dans une note publiée le 16 février 2018, l’Icelandic Met Office (IMO) explique que «des essaims sismiques se produisent fréquemment dans les environs de Grímsey. Un tel essaim a débuté à environ 10-12 km au nord-est de Grímsey le 14 février. À midi, le 16 février, plus de 1000 secousses ont été détectés, avec 10 supérieures à M 3.0. L’intensité de l’essaim a tendance à diminuer, mais elle pourrait reprendre de la vigueur dans les prochaines heures. L’événement le plus significatif, avec une magnitude estimée à M 4,1, s’est produit à 19h27 le 15 février. Certaines secousses ont été ressenties à Grímsey. C’est l’essaim le plus intense dans la région depuis 2013, époque où événement de magnitude M 5,5 avait été suivi d’une série de répliques significatives.
La libération d’énergie associée à cet essaim est, pour le moment, inférieure à celle de 2013, bien que cet essaim soit plus constant. Les mesures GPS à Grímsey ne montrent aucune déformation associée à l’essaim, ce qui laisse supposer que l’essaim est de nature tectonique bien que l’activité géothermale dans la zone puisse agir comme déclencheur. Il n’y a aucun signe d’activité magmatique. »
Comme le laissait entendre l’IMO, l’essaim sismique continue en ce moment. Un séisme de magnitude M 3.7 a été enregistré à 06h33 (TU) ce matin à une profondeur de 12 km. Il avait été précédé par deux événements de M 3.0 et M 3.3 à 6h25 et 6h27, avec des profondeurs respectives de 11,9 et 0,3 km.
Source: IMO.

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In a note released on February 16th, 2018, the Icelandic Met Office (IMO) explains that « earthquake swarms are happening frequently in the vicinity of Grímsey. An earthquake swarm about 10-12 km North-East of Grímsey started on February 14th. As of noon on February 16th, over 1000 earthquakes have been detected, with 10 over magnitude 3. As of this time, the intensity of the swarm is diminishing, however the activity could reinvigorate. The largest, with an estimated magnitude of 4.1, occurred at 19:27 on February 15th. Some of the earthquakes have been felt in Grímsey. This is the most intense swarm in the area since 2013, when a magnitude M 5.5 event triggered a significant aftershock sequence.

The energy release associated with this swarm, until noon on February 16th, is significantly less than the 2013 sequence, although this swarm is more steady. Continuous GPS measurements in Grímsey  show no detectable deformation associated with the swarm, suggesting that the swarm is tectonic in nature although geothermal activity in the area may act as a trigger. There is no sign of magmatic activity. »

As suggested by IMO, the seismic swarm is going on right now. An M 3.7 quake was registered at 6:33 (UTC) this morning at a depth of 12 km. It had been preceded by two events of M 3.0 and M 3.3 at 6:25 and 6:27, with depths of 11,9 and 0.3 km, respectively.

Source: IMO.

Sismicité à Grimsey. Les étoiles montrent les séismes d’une magnitude supérieure à M 3,0. (Source: IMO)

Nouvelle théorie sur Yellowstone // New theory about Yellowstone

Les scientifiques se sont toujours posé des questions sur le super volcan de Yellowstone. Ils ont essayé de comprendre son fonctionnement interne et les résultats de leurs études ont souvent été remis en question ou débattus. Un exemple des incertitudes concernant Yellowstone est donné par une étude récente menée par des chercheurs de l’Université de l’Illinois.
Les scientifiques ont utilisé des simulations informatiques pour étudier l’histoire de Yellowstone sur plus de 20 millions d’années, et leurs résultats contredisent la théorie la plus répandue sur l’activité volcanique dans la région. Ils ont constaté que l’activité volcanique à Yellowstone est beaucoup plus complexe et dynamique qu’on ne le pensait auparavant. Ils ont utilisé la tomographie sismique pour scruter les profondeurs du sous-sol de l’ouest des États-Unis et reconstituer l’histoire géologique qui se cache derrière le volcanisme.
À l’aide de puissants ordinateurs, l’équipe scientifique a imaginé différents scénarios tectoniques et leurs résultats ne valident pas l’hypothèse traditionnelle du panache mantellique qui s’élève verticalement vers la surface et provoquerait l’activité volcanique dans la région. Les observations des chercheurs révèlent que c’est plutôt une activité proche de la surface de la planète qui serait responsable du volcanisme, même si la cause exacte reste un mystère.
Selon l’étude, il semble que le panache mantellique sous l’ouest des États-Unis se soit enfoncé de plus en plus profondément dans la Terre au fil du temps. Cela laisse supposer qu’un obstacle proche de la surface – peut-être une plaque océanique en provenance de la limite tectonique occidentale – interfère avec l’ascension du panache. En conséquence, la source de chaleur dont dépend le volcanisme à l’intérieur des terres proviendrait en fait du manteau océanique peu profond à l’ouest de la côte nord-ouest du Pacifique.
La chaleur qui provoque le volcanisme naît habituellement dans les zones où les plaques tectoniques se rencontrent et où l’une d’elles glisse sous une autre dans un processus de subduction. Cependant, Yellowstone et d’autres zones volcaniques de l’ouest des États-Unis sont loin des limites de la zone de subduction le long de la côte ouest. S’agissant du volcanisme à l’intérieur des terres, on pensait qu’une source de chaleur profonde – un panache mantellique – faisait fondre la croûte et générait le volcanisme en surface. L’hypothèse du panache mantellique a été controversée pendant de nombreuses années et la dernière étude vient s’ajouter aux preuves d’un nouveau scénario tectonique.
Dans une étape suivante, l’équipe de chercheurs de l’Université de l’Illinois espère inclure dans les modélisations des données chimiques provenant des roches volcaniques. Cela permettra de mieux localiser la source exacte du magma car les roches des panaches mantelliques profonds et des plaques tectoniques proches de la surface ont des composantes chimiques différentes.
University of Illinois at Urbana-Champaign.

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Scientists have always been asking questions about the super volcano of Yellowstone. They have tried to understand the inner workings of the volcano and the results of their studies have often been questioned or debated. An example of the uncertainties about Yellowstone is given by a recent study led by researchers at the University of Illinois.

The scientists used computer simulations to study the history of Yellowstone over 20 million years, with findings contradicting the traditional theory of volcanic activity in the region. They digitally played back a portion of the park’s geologic history, finding that volcanic activity at Yellowstone is far more complex and dynamic than was previously thought. They used seismic tomography to peer deep into the subsurface of the western US and piece together the geologic history behind the volcanism.

Using supercomputers, the team ran different tectonic scenarios to simulate a range of possible geologic histories for the region. The results gave little support for the traditional mantle plume hypothesis, which argues that heat from deep within the Earth rising vertically toward the surface is the cause of volcanic activity in the area. The team’s observations instead suggest activity much closer to the planet’s surface is responsible, although the exact cause remains a mystery.

According to the study, it appears that the mantle plume under the western US is sinking deeper into the Earth through time. This suggests that something closer to the surface – an oceanic slab originating from the western tectonic boundary – is interfering with the rise of the plume. A robust result from these models is that the heat source behind the extensive inland volcanism actually originated from the shallow oceanic mantle to the west of the Pacific Northwest coast.

The heat needed to drive volcanism usually occurs in areas where tectonic plates meet and one slab subducts under another. However, Yellowstone and other volcanic areas of the inland western US are far away from the active plate boundaries along the west coast. In these inland cases, a deep-seated heat source – a mantle plume – was suspected of driving crustal melting and surface volcanism. The mantle plume hypothesis has been controversial for many years and the new findings add to the evidence for a revised tectonic scenario.

Eventually, the team hopes to include chemical data from volcanic rocks in their models.

This should help them to further pinpoint the exact source of the magma, as rocks from deep mantle plumes and near-surface tectonic plates would have different chemical components.

University of Illinois at Urbana-Champaign.

Photo: C. Grandpey