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Magma et minerai de fer // Magma and iron ore

Des géologues ont découvert que certains magmas se composent de deux liquides distincts, dont l’un est très riche en fer. Leur étude, parue dans la revue Nature Communications, pourrait contribuer à la découverte de nouveaux gisements de minerai de fer pour l’exploitation minière.
Le minerai de fer est extrait dans quelque 50 pays ; l’Australie, le Brésil et la Chine sont les principaux producteurs. La plupart des gisements de minerai de fer se trouvent dans les roches sédimentaires. D’autres sont extraits dans des complexes volcaniques tels que El Laco dans la région d’Antofagasta au Chili, et Kiruna en Suède. Ces gisements de minerai de fer, appelés gisements de type Kiruna, représentent environ 10% de la production mondiale de fer, mais personne ne sait comment ils se sont formés.
L’équipe internationale de chercheurs appartenant à des institutions telles que KU Leuven (Belgique) , l’Université Leibniz de Hanovre (Allemagne) et l’ULiège (Belgique) explique avec certitude que ces gisements de minerai de fer se forment lorsque le magma se scinde en deux liquides distincts. Des études antérieures se sont attardées sur la texture ou la composition des roches naturelles. Les chercheurs mentionnés ci-dessus ont été les premiers à reproduire en laboratoire des magmas comme ceux d’El Laco. Autrement dit, ils ont reproduit les conditions observées dans les chambres magmatiques où s’accumule la roche en fusion lorsqu’elle ne peut remonter à la surface. C’est également là que se forment les gisements de minerai de fer sous les volcans. Il est donc intéressant de reproduire la température et la pression qui règnent dans les chambres magmatiques.
Dans ce but, l’équipe scientifique a utilisé un mélange d’échantillons de minerai riches en fer et de laves typiques que l’on rencontre autour des gisements de type Kiruna. Cela a donné naissance à une composition en vrac qui, selon les chercheurs, existe dans la chambre magmatique profonde sous les volcans. Ils ont placé le mélange dans un four et ont porté la température à 1000-140°C. Ils ont également augmenté la pression jusqu’à environ 1000 fois la pression atmosphérique terrestre. Ils ont ainsi reproduit les conditions qui règnent dans une chambre magmatique. Les chercheurs ont été surpris de constater que, dans ces conditions, le magma se scindait en deux liquides distincts, processus connu sous le nom d’immiscibilité. L’un de ces liquides contenait beaucoup de silice, tandis que l’autre était extrêmement riche en fer – jusqu’à 40% – et en phosphore. Lorsque le liquide riche en fer commence à se refroidir, on obtient du minerai de fer de type Kiruna riche en phosphore.
Cette expérience montre que l’immiscibilité est la clé de la formation de gisements de minerai de fer, comme celui extrait à El Laco. Si les résultats se vérifient, il pourront aider à trouver de nouveaux gisements de minerai de fer dans le monde.
Sources: Science Daily, KU Leuven.

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Geologists have discovered that some magmas split into two separate liquids, one of which is very rich in iron. Their findings could help to discover new iron ore deposits for mining.

Iron ore is mined in about 50 countries, with Australia, Brazil and China as the largest producers. Most iron ore deposits are found in sedimentary rocks. Others are mined in volcanic complexes such as El Laco in Chile and Kiruna in Sweden. These iron ore deposits, called Kiruna-type deposits, account for about 10% of the global production of iron, yet nobody knows how they are formed.

In Nature Communications, an international team of researchers from institutions including KU Leuven, Leibniz University Hannover, and ULiège present the first evidence that these iron ore deposits are formed when magma splits into two separate liquids. Previous studies have always focused on the texture or the composition of natural rocks. The researchers were the first to actually reproduce magmas in the lab such as the ones found in El Laco. They wanted to reproduce the conditions found in magma chambers, where molten rock accumulates when it cannot rise to the surface. This is also where the iron ore deposits beneath volcanoes are formed, so reproducing the temperature and pressure of the magma chambers seemed well worth examining.

That’s why the scientific team produced a mixture of iron-rich ore samples and typical lavas surrounding Kiruna-type deposits. This created a bulk magma composition that they believed exists in the deep magma chamber beneath volcanoes. They placed the mixture in a furnace and raised the temperature to 1,000-1,040°C. They also increased the pressure to about 1000 times the atmospheric pressure of Earth, which are the conditions of a magma chamber. The researchers were surprised to find that, under these conditions, the magma split into two separate liquids, a process known as immiscibility. One of these liquids contained a lot of silica, whereas the other was extremely rich in iron – up to 40% – and phosphorus. When this iron-rich liquid starts to cool down, one gets iron-phosphorus Kiruna-type ore deposits.

This is the first evidence that immiscibility is key to the formation of iron ore deposits such as the ones mined in El Laco. If the researchers are right, these findings may help to find new iron ore deposits.

Sources: Science Daily, KU Leuven.

Carte géologique du complexe volcanique d’El Laco

Eruptions volcaniques majeures et manipulation climatique // Major volcanic eruptions and geo-engineering

En 1991, le Mont Pinatubo a connu une éruption majeure aux Philippines. Il a vomi quatre kilomètres cubes de roches et de cendre et envoyé 20 millions de tonnes de dioxyde de soufre dans l’atmosphère. Le gaz s’est répandu à la surface de la Terre et, mélangé à la vapeur d’eau, il a formé des aérosols qui ont réfléchi la lumière du soleil. Il s’en est suivi une baisse globale des températures d’environ 0,5 ° C pendant plusieurs années.
L’impact climatique d’une éruption du Pinatubo est la réplique naturelle d’une idée qui a germé dans le cerveau des scientifiques il y a plusieurs années: la géo-ingénierie. Cela revient à manipuler l’atmosphère pour refroidir la planète. Vous trouverez sur ce blog deux articles à ce sujet publiés les 15 janvier et 24 novembre 2017.
Une technique de géo-ingénierie consisterait à pulvériser des produits chimiques dans la stratosphère comme le fait un volcan pendant une éruption majeure. En étudiant la prochaine grande éruption volcanique, les scientifiques pourraient savoir si une telle technique, connue sous le nom de gestion du rayonnement solaire – Solar Radiation Management ou MSR – serait vraiment efficace.
L’étude d’une éruption de type Pinatubo impliquerait l’utilisation de ballons à haute altitude et d’autres méthodes pour recueillir des données sur l’événement le plus tôt possible après son début et pendant plusieurs années après. L’idée a connu un regain d’intérêt ces dernières semaines avec l’éruption du Mont Agung en Indonésie. La dernière éruption majeure de ce volcan a eu lieu en 1963, et si un événement identique devait avoir lieu aujourd’hui, il pourrait envoyer assez de SO2 dans l’atmosphère pour produire un effet de refroidissement mesurable. Une éruption majeure pourrait affecter temporairement la couche d’ozone, phénomène que les scientifiques étudieraient également.
Si l’on considère l’Indice d’Explosivité Volcanique (VEI), l’éruption de l’Agung en 1963 a été classée au niveau 5, comme celle du Pinatubo en 1991. Toutefois, l’Indice n’est pas nécessairement corrélé à l’impact sur le climat. Ainsi, l’éruption du Mont St. Helens en 1980 avait un VEI identique mais elle a eu peu d’effet de refroidissement car la plus grande partie des cendres et des gaz a été expulsée latéralement et non verticalement.
Les chercheurs de la NASA élaborent une stratégie pour étudier une éruption de type Pinatubo. Il serait particulièrement intéressant de mesurer la quantité de SO2 émise dans les premières semaines, avant que le gaz se mélange à la vapeur d’eau pour former les aérosols réfléchissants. Il serait également important de surveiller ces aérosols au fil du temps, d’observer leur volume et comment ils se dispersent. De volumineux aérosols auraient tendance à se disperser plus tôt dans l’atmosphère, ce qui réduirait l’effet de refroidissement.
Certains satellites peuvent surveiller les éruptions volcaniques, mais les ballons constitueraient une composante importante dans tout programme d’intervention rapide. Les ballons sont relativement peu coûteux et peuvent être lancés à partir de divers endroits. Il serait important de les faire voler à la même latitude que le volcan en éruption, car le panache de gaz a tendance à se propager d’est en ouest. À plus long terme, un programme de surveillance sérieux nécessiterait des avions de la NASA et d’autres agences. Cela impliquerait probablement de retirer ces avions d’autres projets de recherche.
La géo-ingénierie traîne depuis pas mal de temps une mauvaise réputation dans la communauté scientifique. Elle est considérée comme un dernier recours risqué pour résoudre les problèmes climatiques qui seraient mieux traités en réduisant les émissions de gaz à effet de serre.  Cependant, au cours des dernières années, certains scientifiques et décideurs ont commencé à plaider en faveur de recherches limitées sur les concepts de géo-ingénierie pour mieux comprendre leur potentiel et leurs risques, et être mieux préparés si le réchauffement climatique atteignait un niveau tel qu’il faille intervenir en urgence.
Les scientifiques ne savent pas prévoir les éruptions volcaniques. Même si le Mont Agung est surveillé de près depuis sa reprise d’activité, on ne peut pas dire avec certitude s’il connaîtra une éruption majeure. Et même si le volcan devait connaître un tel événement, rien ne prouve que l’éruption serait suffisamment puissante pour envoyer des quantités significatives de gaz et de cendre dans l’atmosphère. De même, l’éruption actuelle du Mayon aux Philippines ne devrait pas avoir d’impact sur le climat.
Source: The New York Times.

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In 1991, Mt Pinatubo went through a major eruption in the Philippines. It spewed four cubic kilometres of rock and ash and 20 million tons of sulphur dioxide into the atmosphere. The gas spread around the world and combined with water vapour to make aerosols that reflected some sunlight away from the Earth. As a result, average global temperatures dropped by about 0.5°C for several years.

The climate impact of a Pinatubo-size eruption is also a natural analog of an idea that has existed for years: geoengineering, or intervening in the atmosphere to deliberately cool the planet. I wrote articles on this topic on January 15th and November 24th 2017.

One geoengineering approach would use high-flying jets to spray similar chemicals in the stratosphere. So by studying the next big volcanic eruption, scientists would also gain insights into how such a scheme, known as solar radiation management, or S.R.M., might work.

The study of a Pinatubo-like eruption would involve high-altitude balloon flights and other methods to gather data about the event as soon as possible after it begins and for several years afterward. The idea has gained some urgency in recent weeks with the eruption of Mount Agung in Indonesia. The volcano’s last major eruption occurred in 1963, and should it fully blow with similar fury it could send enough SO2 high enough into the atmosphere to have a measurable cooling effect. A huge eruption could also temporarily damage the ozone layer, which scientists would also study.

Considering the Volcanic Explosivity Index (VEI), Agung’s 1963 eruption was rated 5 on the scale, as was Pinatubo’s in 1991. But the index does not necessarily correlate to impact on climate: The eruption of Mount St. Helens in Washington in 1980 was of similar explosiveness but had little cooling effect because most of the ash and gas was expelled laterally rather than upward.

NASA researchers are mapping out a plan to monitor a Pinatubo-like event. Of particular interest would be to measure the amount of SO2 in the first few weeks, before the gas combines with water vapour to make the reflective aerosols. It would also be important to monitor the aerosols over time, to see how big they get and how they eventually break down. Bigger aerosols would fall out of the atmosphere sooner, lessening the cooling impact.

Some environmental satellites can monitor volcanic eruptions, but balloon flights would be an important component of any rapid-response program. Balloons are relatively low cost and can be launched from various locations. It would be important to fly them near the same latitude as the erupting volcano, because the gas plume tends to spread east-west first. Over the longer term, a robust monitoring program would need aircraft from NASA and other agencies. That would most likely involve diverting aircraft time from other research projects.

Geoengineering has long had an outlaw image among much of the scientific community, viewed as risky last-resort measures to solve climate problems that would be better dealt with by cutting greenhouse gas emissions. However, in the past few years, some scientists and policymakers have begun to argue for limited direct research into geoengineering concepts to better understand their potential as well as risks, and be better prepared should global warming reach a point where some kind of emergency action were deemed necessary.

Scientists cannot predict precisely when a volcano will blow. Even though Mount Agung is being closely monitored since coming back to life, scientists cannot say for certain when or if it will fully erupt. And even if Agung were to erupt soon, there is no guarantee it would be explosive enough to send significant amounts of gas and ash high enough into the atmosphere to be worth monitoring. Similarly, the current eruption of Mayon in the Philippines is not expected to have any climate impact.

Source : The New York Times.

Panache éruptif du Pinatubo en 1991 (Crédit photo: Wikipedia)

Mauvaises nouvelles de l’Arctique // Bad news from the Arctic

2017 touche à sa fin mais les nouvelles en provenance de l’Arctique ne sont pas bonnes: L’Arctique se réchauffe plus vite que jamais. Une nouvelle preuve vient d’être donnée par les ordinateurs de la NOAA qui ont supprimé les données concernant Utqiagvik (anciennement Barrow) – la ville la plus septentrionale des États-Unis – parce qu’elles semblaient fausses!
L’erreur a été commise par des algorithmes dont le rôle est de s’assurer que seules les données fiables seront incluses dans les rapports de la NOAA. Cependant, ce type d’algorithme est performant uniquement dans le cadre de situations « moyennes » et sans aberrations. Malheureusement pour les algorithmes, la situation actuelle à Utqiaġvik est tout sauf « moyenne ».
L’Arctique se réchauffe plus rapidement que n’importe quel autre endroit sur Terre, et Utqiaġvik en est l’exemple parfait. Avec de moins en moins de glace de mer pour réfléchir la lumière du soleil, la température autour du pôle Nord se met à grimper. Pas plus tard que cette semaine, les scientifiques ont signalé que l’Arctique avait connu sa deuxième année la plus chaude derrière 2016, avec la plus faible quantité de glace de mer jamais enregistrée. L’annonce a été faite lors de la réunion annuelle de l’American Geophysical Union, et le rapport de la NOAA avait un titre alarmant: « L’Arctique ne montre aucun véritable signe de retour vers la situation de gel des dernières décennies ».
Les changements dans l’Arctique vont bien au-delà de la glace de mer. De vastes zones autrefois occupées par le permafrost sont devenues des étendues de boue. Des espèces végétales étrangères, comme celles qui ne poussent que dans des climats plus chauds, envahissent ce qui était autrefois la toundra. Ce verdissement de l’Arctique est incroyable dans le district de North Slope en Alaska, comme le montrent les images haute résolution des satellites de la NOAA.
Selon le rapport de la NOAA, « la vitesse actuelle de réduction de la glace de mer et la hausse des températures sont plus rapides qu’à tout autre moment au cours des 1500 dernières années, et probablement plus longtemps que cela. »
Au cours des 17 années qui se sont écoulées depuis l’an 2000, la température moyenne  à Utqiaġvik en octobre a grimpé de 3,8°C. La température de novembre est en hausse de 3,3 degrés. La moyenne actuelle en décembre est de 1.1°C.
Source: Anchorage Daily News.

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2017 is drawing to a close but the news coming from the Arctic is not good : The Arctic is warming faster than ever. A proof of it has just been given by the NOAA computers that removed the data about Utqiagvik (formerly Barrow) – the northernmost city in the United States – because it seemed unreal!

It was done by algorithms that were put in place to ensure that only the best data gets included in NOAA’s reports. However, this kind of quality-control algorithm is only good in « average » situations with no outliers. The current situation in Utqiaġvik, however, is anything but average.

The Arctic is warming faster than any other place on Earth, and Utqiaġvik is the perfect example. With less and less sea ice to reflect sunlight, the temperature around the North Pole is speeding upward. Just this week, scientists reported that the Arctic had its second-warmest year – behind 2016 – with the lowest sea ice ever recorded. The announcement came at the annual meeting of the American Geophysical Union, and the report is topped with an alarming headline: « Arctic shows no sign of returning to reliably frozen region of recent past decades. »

Changes in the Arctic extend beyond sea ice. Vast expanses of former permafrost have been reduced to mud. Nonnative species of plants, types that only grow in warmer climates, are spreading into what used to be the tundra. Nowhere is this greening of the Arctic happening faster than the North Slope of Alaska, observable with high-resolution clarity on NOAA satellite imagery.

« The current observed rate of sea ice decline and warming temperatures are higher than at any other time in the last 1,500 years, and likely longer than that, » the NOAA report says.

In the 17 years since 2000, the average October temperature in Utqiaġvik has climbed 3.8°C. The November temperature is up 3.3 degrees. The December average has warmed 1.1°C.

Source : Anchorage Daily News.

Source: NOAA

Dernières nouvelles du Mt Agung (Bali / Indonésie) // Mt Agung (Bali / Indonesia) : Latest news

Le dernier bulletin diffusé par le VSI le 1er décembre donne des informations intéressantes sur l’activité de l’Agung mais il ne ressort rien de vraiment alarmant. Il faut toutefois se montrer très prudent car sur un volcan de ce type, la situation peut évoluer très rapidement.

S’agissant des émissions au niveau du cratère, le VSI confirme les observations faites via la webcam. A noter que depuis le 30 septembre, les émissions de cendre semblent avoir été remplacées par un panache essentiellement composé de vapeur.

Suite aux intempéries récentes, des lahars sont apparus sur les pentes sud et nord de l’Agung. Il n’y a pas de victimes, mais des maisons des routes et des rizières ont subi des dégâts

Les mesures GPS ne montrent pas d’inflation significative de l’édifice volcanique, contrairement à ce qui avait été observé avant le début de l’éruption.

L’analyse des matériaux émis confirme que la première phase de l’éruption (21 novembre 2017) était d’origine phréatique. Présence de magma juvénile.

Les données satellitaires montraient régulièrement une anomalie thermique les 27, 28 et 29 novembre 2017 avec des températures comprises entre 286,6 et 298,8 +/- 6 degrés Celsius et une puissance maximale de 97 mégawatts. Les données satellitaires indiquent également que des éruptions effusives se produisent encore dans le cratère. Cela explique donc la lueur qui vient se refléter sur le panache la nuit.
Cette éruption effusive a des implications sur le volume de lave dans le cratère. Il est estimé à environ 20 millions de mètres cubes, soit un tiers du volume total du cratère. [NDLR : Il semble donc qu’en l’état actuel des choses on soit encore loin de la formation d’un dôme volumineux susceptible de déborder du cratère et de s’effondrer en déclenchant des coulées pyroclastiques. Toutefois, comme je l’indiquais précédemment, il faut rester prudent car une ascension rapide de magma peut toujours intervenir. Les sismos devraient toutefois avertir d’une telle éventualité]

Le VSI conclut son rapport en rappelant que l’activité de l’Agung reste élevée, ce qui justifie le maintien du niveau d’alerte maximum (4 – AWAS) et l’expansion de la zone de sécurité au nord-est et au sud-est-sud-sud-ouest jusqu’à 10 km du cratère du Mont Agung.

Source : VSI.

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The last report released by VSI on 1 December gives interesting information on the activity of Mt Agung but there is nothing really alarming. However, it is necessary to be very careful because the situation can evolve very quickly on a volcano of this type.
Regarding the crater emissions, VSI confirms observations made via the webcam. It can be noted that since September 30th, ash emissions seem to have been replaced by a plume mainly composed of water vapour.
Following recent storms, lahars have appeared on the south and north slopes of Mt Agung. There are no casualties, but road houses and rice fields have been damaged
GPS measurements do not show any significant inflation of the volcanic edifice, contrary to what was observed before the start of the eruption.
The analysis of the materials emitted confirms that the first phase of the eruption (21 November 2017) was phreatic. Presence of juvenile magma.
Satellite data regularly showed a thermal anomaly on November 27th, 28th and 29th, 2017 with temperatures between 286.6 and 298.8 +/- 6 degrees Celsius and a maximum power of 97 megawatts. Satellite data also indicate that effusive eruptions still occur in the crater. This explains the glow that reflects on the plume at night.
This effusive eruption has implications for the volume of lava in the crater. It is estimated at about 20 million cubic meters, a third of the total volume of the crater. [Editor’s note: It seems that in the current situation we are still far from the formation of a large dome likely to overflow the crater and collapse, triggering pyroclastic flows. However, as I indicated previously, one must remain cautious because a rapid ascent of magma is always possible. Seismos should however warn of such an eventuality]
VSI concludes its report reminding its readers that Mt Agung’s activity remains high, which justifies the maintenance of the maximum alert level (4 – AWAS) and the expansion of the security zone to the north-east and south East-South-South-West up to 10 km from Mount Agung’s crater.
Source: VSI.

Webcam VSI