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Attention ! Un supervolcan peut rester dangereux pendant des milliers d’années // Warning : a supervolcano can stay dangerous for thousands of years

Une nouvelle étude menée par une équipe scientifique internationale incluant des chercheurs issus de l’université australienne Curtin, de l’université d’État de l’Oregon, de l’université de Heidelberg et de l’Agence géologique d’Indonésie vient de révéler que la super-éruption du Toba, survenue il y a 74 000 ans, n’a pas marqué la fin de sa dangerosité. Le magma sous la caldeira a continué de provoquer des éruptions pendant des milliers d’années, même après que certaines parties du système se soient refroidies pour former de la roche solide.

Les chercheurs ont étudié le comportement de ce système volcanique après l’éruption dite du « Youngest Toba Tuff » (tuf du Jeune Toba). Cet événement a expulsé au moins 2 800 kilomètres cubes de magma rhyolitique. Il s’agissait donc bien d’une super-éruption. Rappelons qu’une éruption mérite le qualificatif de « super-éruption » — et le volcan celui de « supervolcan » — lorsqu’elle expulse plus de 1 000 kilomètres cubes de matériaux. À ce titre, elle est classée au niveau 8 (le maximum) sur l’indice d’explosivité volcanique (Volcanic Explosivity Index – VEI).
Les travaux des chercheurs se sont concentrés sur le phénomène de résurgence, qui survient lorsqu’une caldeira commence à se réajuster après son effondrement lors d’une éruption majeure. Dans le cas du Toba, ce processus de rétablissement a inclus un soulèvement du sol et une reprise de l’activité volcanique bien après la fin de l’éruption principale.

 Crédit photo : Wikipedia

Les grandes caldeiras, comme celles du Toba et de Yellowstone, peuvent rester instables après leurs éruptions les plus puissantes. Des émissions de gaz, des séismes, des modifications structurelles et des éruptions de moindre ampleur peuvent se poursuivre à mesure que le système se rééquilibre. Pour le Toba, l’équipe scientifique a étudié trois dômes de lave formés après l’éruption principale, en s’appuyant sur deux « horloges naturelles » préservées dans les minéraux volcaniques : l’argon présent dans le feldspath et l’hélium dans le zircon sont piégés à des températures différentes, ce qui a permis aux chercheurs de reconstituer le processus de refroidissement des roches.

 Carte de la caldeira de Toba montrant les dômes de lave formés après l’éruption du « Youngest Toba Tuff ». (Crédit : Martin Danišík et al., Nature – Earth and Environmental Sciences)

Les échantillons issus de l’éruption du « Youngest Toba Tuff » ont révélé des âges concordants – environ 74 000 ans – selon les méthodes de datation argon et zircon-hélium. Cette concordance correspond au refroidissement rapide attendu après une éruption cataclysmale.
Les dômes de lave plus récents ont révélé une histoire différente. Les datations zircon-hélium ont situé ces éruptions il y a environ 70 000, 67 100 et 61 800 ans. En revanche, les âges obtenus par la méthode argon sur le feldspath sont restés proches de ceux de l’éruption principale.
D’une manière globale, le laps de temps séparant l’éruption principale des éruptions ultérieures des dômes a été estimé entre 4 600 et 13 600 ans environ. Les modèles thermiques ont permis d’estimer des durées maximales de stockage pré-éruptif d’environ 4 500 et 7 400 ans pour les deux dômes de Samosir, et de 12 700 ans pour le dôme de Pardepur.
La modélisation indique que le matériau à l’intérieur des dômes a séjourné pendant de longues périodes à des températures comprises approximativement entre 300 et 425 °C, avec une fourchette plus large allant d’environ 280 à 500 °C. À ces températures, une grande partie du matériau se trouvait en dessous du solidus, le seuil à partir duquel la roche fond suffisamment pour se comporter comme du magma. Le matériau échantillonné au niveau des dômes plus tardifs était donc en grande partie solide et ne peut normalement pas être émis lors d’une éruption
Les chercheurs estiment que l’immense réservoir de Toba présentait une grande hétérogénéité thermique. Un cœur plus chaud a pu coexister avec une zone périphérique plus froide, où des matériaux riches en cristaux s’étaient suffisamment refroidis pour retenir l’argon.
Les dômes formés après l’éruption du Toba étaient minuscules comparés à la super-éruption elle-même. À eux deux, les dômes de Samosir représentaient moins d’un kilomètre cube de matériau, soit environ 0,04 % des 2 800 kilomètres cubes éjectés lors de l’épisode du « Youngest Toba Tuff. ».
La chronologie de la formation de ces dômes permet également de préciser le moment où a débuté la résurgence du Toba. Deux dômes de Samosir sont entrés en éruption plusieurs milliers d’années après la super-éruption, durant une période où le soulèvement du sol a remodelé le plancher de la caldeira. Les preuves géologiques indiquent que ce soulèvement s’est poursuivi pendant une durée comprise entre 36 000 et 42 000 ans au minimum.

Les résultats de cette étude remettent en question une approche courante de l’évaluation des risques volcaniques, qui privilégie largement la détection de magma liquide sous un volcan. Ils démontrent qu’il faut désormais envisager la possibilité d’éruptions même en l’absence de magma liquide décelable sous l’édifice volcanique.
Cela ne signifie pas pour autant que tout réservoir magmatique solidifié est prêt à entrer en éruption. Les travaux menés sur le Toba révèlent plutôt que les systèmes de caldeira pérennes peuvent demeurer mécaniquement actifs alors même que les différentes zones de leurs réservoirs magmatiques présentent des températures très disparates.

Cette découverte élargit l’éventail des signaux que les scientifiques doivent prendre en compte pour contrôler les super volcans potentiellement actifs. Outre la recherche de roches en fusion, des phénomènes tels que le soulèvement structurel, les mouvements de failles et le comportement des vestiges solidifiés peuvent s’avérer déterminants.
Si une super-éruption peut avoir des répercussions à l’échelle régionale comme mondiale et nécessiter des décennies, voire des siècles, pour un retour à la normale, cette étude montre que le danger ne s’éteint pas avec l’éruption elle-même : la menace de risques ultérieurs persiste pendant des milliers d’années. Le cas du Toba illustre que la période suivant une super-éruption peut durer bien plus longtemps que l’éruption qui en est à l’origine.
Bien qu’exceptionnellement rares, les super-éruptions peuvent engendrer des conséquences bien au-delà du site éruptif, notamment des retombées de cendres à grande échelle et des perturbations climatiques à l’échelle mondiale.
Source : Yahoo Actualités.

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A new study by an international team os scientists from Curtin University, Oregon State University, Heidelberg University and the Geological Agency of Indonesia has just revealed that Toba’s 74,000-year-old super-eruption did not mark the end of its danger. Magma beneath the Indonesian caldera remained capable of driving eruptions for thousands of years, even after parts of the system had cooled into solid rock.

The researchers examined how the giant volcanic system behaved after the Youngest Toba Tuff eruption. That event expelled at least 2,800 cubic kilometers of rhyolite magma. This was indeed a super eruption. It is useful to remind people that an eruption deserves to be called a ‘super eruption’ and a volcano a ‘super volcano’ when it expels more than 1,000 cubic meters of material. As such, it is classified 8 (the maximum) on the Volcano Explosivity Index (VEI).

The researchers work focused on resurgence, when a collapsed caldera begins adjusting after a major eruption. At Toba, that recovery included uplift and renewed volcanic activity long after the main eruption ended.

Large calderas such as Toba and Yellowstone can remain restless after their biggest eruptions. Gas emissions, earthquakes, structural changes and smaller eruptions can continue as the system readjusts. At Toba, the scientific team investigated three post-eruption lava domes using two natural clocks preserved in volcanic minerals. Argon in feldspar and helium in zircon become trapped at different temperatures, allowing researchers to reconstruct how the rocks cooled.

The Youngest Toba Tuff samples gave matching argon and zircon-helium ages near 74,000 years. That agreement fits the rapid cooling expected after a catastrophic eruption.

The younger lava domes told a different story. Zircon-helium ages placed eruptions at about 70,000, 67,100 and 61,800 years ago. Their feldspar argon ages remained close to the age of the main eruption.

Globally, the delays between the main eruption and later dome eruptions were estimated at about 4,600 to 13,600 years. Thermal models allowed maximum pre-eruptive storage periods of about 4,500 and 7,400 years for the two Samosir domes, and 12,700 years for the Pardepur dome.

The modelling indicated that the dome material spent long periods at roughly 300 to 425 degrees Celsius, with broader possible limits between about 280 and 500 degrees. At those temperatures, much of the material would have been below the solidus, the point at which rock becomes sufficiently molten to behave as magma. The material sampled by the later domes was therefore largely solid and would normally be considered non-eruptible.

The researchers argue that the enormous Toba reservoir was thermally uneven. A warmer interior could exist alongside a colder outer area where crystal-rich material had cooled enough to retain argon.

The post-Toba domes were tiny compared with the super-eruption. The Samosir domes together represented less than one cubic kilometer of material, about 0.04 percent of the 2,800 cubic kilometers expelled during the Youngest Toba Tuff event.

The timing of the domes also helps define when Toba’s resurgence began. Two Samosir domes erupted several thousand years after the super-eruption, during a period when uplift was reshaping the caldera floor. Geological evidence indicates that uplift continued for at least 36,000 to 42,000 years.

The results of the study challenge a common approach to volcanic hazard assessment that places heavy emphasis on detecting liquid magma beneath a volcano. This shows that we must now consider that eruptions can occur even if no liquid magma is found underneath a volcano.

That does not mean every solidified volcanic reservoir is ready to erupt. The Toba work instead shows that long-lived caldera systems can remain mechanically active while different parts of their magma reservoirs exist at very different temperatures.

For monitoring active supervolcanoes, that widens the range of signals scientists may need to consider. Structural uplift, fault movement and the behavior of solidified remnants may matter alongside searches for molten rock.

While a super-eruption can be regionally and globally impactful and recovery may take decades or even centuries, the results of the study show the hazard is not over with the super-eruption and the threat of further hazards exists for many thousands of years after. Toba shows that a supervolcano’s aftermath can last far longer than the eruption that created it.

Supereruptions are exceptionally rare but can have consequences extending far beyond the eruption site, including widespread ashfall and global climate disruption.

Source : Yahoo News.

Vous avez dit super volcan ?

Aujourd’hui, époque du catastrophisme bien entretenu par les médias, on ne cesse de nous parler de records et d’extrêmes. Les volcans n’échappent pas au phénomène. Il est vrai que les éruptions les plus puissantes peuvent avoir des conséquences significatives voire catastrophiques sur l’ensemble de la planète. Mais faut-il pour autant parler aussi souvent de ‘super volcans’ ou de ‘super éruptions’ ?

Le terme « super volcan » est apparu pour la première fois en 1948 dans une critique du livre du géologue Howell Williams sur les volcans de l’Oregon. Il sera délaissé pour le terme de « super éruption » pour décrire notamment celle du Toba en Indonésie, il y a 74 000 ans.

Source: NASA / Wikipedia

Puis, au début des années 2000, le terme « super volcan » a ressurgi, y compris dans les articles scientifiques. L’utilisation plus générale et plus répandue du terme a explosé à la suite de la publication en 2005 du documentaire britannique-canadien « Supervolcano », un film ayant pour thème les conséquences d’une hypothétique méga éruption de Yellowstone.

Si l’on se réfère à la définition stricto sensu, un ‘super volcan‘ est capable d’émettre au moins 1000 km3 de cendres et autres matériaux. Cela lui permet d’atteindre le niveau maximum 8 de l’Indice d’Explosivité Volcanique, en anglais Volcano Explosivity Index (VEI). Or, emportés par la vague de catastrophisme et par la tendance aux records, un certain nombre de volcans avec un VEI inférieur à 8 sont considérés comme des super volcans. C’est un peu comme si un athlète qui a terminé à la quatrième ou 5ème place d’une compétition était qualifié de superchampion. C’est pourquoi, certains volcanologues préfèrent parler de « système de caldeira » pour désigner le cratère d’effondrement engendré.

Pourtant, les termes ‘super volcan’ et ‘super éruption’ ont la vie dure. Certains volcans méritent toutefois cette appellation, même si on ne les connaît pas forcément tous. Nous connaissons probablement mieux ceux qui, comme l’Olympus Mons, se trouvent à la surface de la planète Mars, alors que de potentiels super volcans se dissimulent peut-être dans les profondeurs de nos océans.

Depuis 13,5 millions d’années, on a recensé 19 méga-éruptions ayant produit quelque 1 000 kilomètres cubes de matériaux et méritant donc le titre de ‘super éruption’. L’une des éruptions les plus récentes est celle du Toba en Indonésie. Elle aurait été si puissante que certains scientifiques lui attribuent la responsabilité du dernier âge de glace. Elle aurait réduit – c’est le fameux bottleneck – la population humaine à quelque 10 000 individus.

Les principaux systèmes super volcaniques actifs connus sur Terre sont :

– Le Taupo (Nouvelle Zélande) dont la super éruption a eu lieu il y a 26 500 ans (1 170 km3).

Lac Taupo (Photo: C. Grandpey)

 Le Toba, il y a 73000 ans (2 800 km3)

– Le Yellowstone (États Unis) il y a 2,2 millions d’années (2 500 km3) et 640 000 ans (1 000 km3).

Photo: C. Grandpey

– Long Valley (Californie) il y a 760 000 ans (1 380 km3).

Crédit photo: USGS

Reste le cas des Champs Phlégréens que certains classent allègrement parmi les super volcans. Certes, il s’agit bien d’une vaste caldeira volcanique de 12 à 15 km de large qui englobe Pouzzoles, Bagnoli, la Solfatara, Pisciarelli et une partie ouest de la zone métropolitaine de Naples. Plus de 500 000 personnes y vivent, ce qui en fait l’une des caldeiras actives les plus peuplées au monde.

Depuis 1969, le sol dans cette région a enflé par endroits de 3,50 mètres, un phénomène connu sous le nom de bradyséisme et qui s’accompagne de séismes pouvant atteindre des magnitudes supérieures à M4,0 sur l’échelle de Richter.

Si l’on se réfère à l’histoire géologique et volcanique des Campi Flegrei, on remarque qu’elle a connu trois phases, avec les plus anciennes formations volcaniques entre 42.000 et 35.000 ans avant notre ère.

Entre 42 000 et 35 000 ans, la zone a connu une activité explosive dont le maximum a disséminé l’ignimbrite campanienne, qui a recouvert la Campanie sur plus de 10.000 km2. et a abouti à l’effondrement de l’ancienne caldeira

Au cours de cette période, il y a 39 000 ans, un épisode explosif intense produisit entre 80 et 150 km3 de matériaux volcaniques de composition trachytique. La caldeira se forma à la suite de cet événement, au cours de deux éruptions majeures, il y a 36 000, puis 14 000 ans. Cette explosion semble avoir causé un hiver volcanique dans tout l’est de l’Europe et l’Asie du Sud-Ouest. Les modélisations de cette éruption dite de l’Ignimbrite Campana montrent que le volume de matériaux émis aurait atteint 300 km3 pour une superficie de dispersion d’environ 3 700 000 km2. L’éruption n’a reçu qu’un VEI 7. Nous ne sommes donc pas dans le cadre d’une super éruption.

Il y a 14 000 ans, une nouvelle série d’explosions a produit entre 10 et 30 km3 de matériaux volcaniques, le ‘tuf jaune napolitain‘.

La dernière période explosive importante a eu lieu entre 4 500 et 3 700 avant notre ère. Elle a donné naissance à des dômes de lave et des éruptions phréatiques.

L’éruption la plus récente a débuté le 29 septembre 1538 et a construit le Monte Nuovo Elle s’est achevée le 6 octobre de cette même année, après une dernière explosion qui tua 24 personnes qui gravissaient les pentes du nouveau volcan.

Photo: C. Grandpey

Tous ces événements confirment que les Champs Phlégréens ne sont pas un super volcan, même si une éruption serait catastrophique de nos jours à cause de la densité de population dans la zone la plus exposée.

Depuis le 16ème siècle, aucune activité éruptive n’a été enregistrée dans les Champs Phlégréens qui, comme je l’ai écrit plus haut, sont soumis à des épisodes de gonflement et de dégonflement du sol, ponctués de séismes d’intensité variable.

Les derniers rapports de l’INGV font état de séismes de faible magnitude. La vitesse maximale de soulèvement est d’environ 10 ± 3 mm par mois. Les paramètres géochimiques révèlent une tendance à long terme au réchauffement du système hydrothermal. La température de la fumerolle de la Bocca Grande, dans le cratère de la Solfatara, a montré une augmentation significative ces dernières années ; elle est actuellement d’environ 173 °C, contre environ 140°C quand je l’ai mesurée dans les années 1990.

Source: USGS

À noter que la Solfatara, l’une des zones les plus actives des Campi Flegrei, est fermée au public depuis le 12 septembre 2017 suite à une imprudence qui a causé la mort de deux adultes et d’un de leurs enfants. La fermeture du site n’est donc pas due à une hausse de l’activité volcanique, comme cela a été dit dans un documentaire diffusé sur la chaîne ARTE.

Photo: C. Grandpey

Le documentaire en question, intitulé « Vivre sur un super volcan en Italie », n’est pas exempt d’erreurs, mais la dernière partie consacrée à l’évacuation de la zone en cas de réveil du volcan est fort intéressante. Elle fait bien ressortir les problèmes auxquels seront inévitablement confrontées les autorités.

Le film est accessible à cette adresse :

https://www.arte.tv/fr/videos/118267-002-A/arte-regards

L’éruption du Toba et son impact sur les populations // Toba eruption and impact on populations

Il y a 74 000 ans, la super éruption du Toba fut l’une des plus grandes catastrophes que la Terre ait connues au cours des 2,5 derniers millions d’années. Le volcan est situé dans ce qui est aujourd’hui l’Indonésie, mais des organismes vivants dans le monde entier ont potentiellement été affectés par l’événement.

La super éruption du Toba a envoyé environ 2 800 km³ de cendres dans la stratosphère, et ouvert un énorme cratère de 100 x 30 kilomètres. Une éruption de cette ampleur est susceptible de bloquer la majeure partie de la lumière du soleil et de provoquer des années de refroidissement climatique. À proximité du volcan, les pluies acides risquent de contaminer les réserves d’eau, et d’épaisses couches de cendres sont susceptibles de recouvrir animaux et végétation.

Caldeira du Toba (Source: NASA)

Les populations humaines vivant à proximité du Toba ont probablement été complètement anéanties. Il est intéressant de savoir à quel degré les populations d’autres régions du globe ont été impactées par un tel événement. Le sujet est toujours l’objet d’investigations scientifiques.
Les scientifiques pensent que la super éruption du Toba a provoqué un refroidissement climatique qui a duré jusqu’à six ans. Ses effets ont probablement entraîné une chute brutale de la population humaine à moins de 10 000 individus sur Terre. Ce scénario est corroboré par des preuves génétiques retrouvées dans les génomes des populations actuelles. L’ADN montre que les humains modernes se sont dispersés dans différentes régions il y a environ 100 000 ans, puis ont connu peu après un « goulot d’étranglement » génétique (bottleneck en anglais), autrement dit un déclin important de la population. Les scientifiques cherchent encore aujourd’hui à savoir si cette apparente réduction de la population humaine est uniquement due à la super éruption du Toba ou si d’autres facteurs ont pu y contribuer
Pour reconstituer ce qui s’est passé il y a 74 000 ans, les scientifiques analysent les téphras émis par l’éruption proprement dite. Ils examinent les couches de téphras à travers le paysage, visuellement et chimiquement. Ainsi, les « cryptotephra », verre volcanique microscopique qui se propage le plus loin, sont importants pour comprendre l’étendue réelle d’une éruption. Comme les cryptotethra sont invisibles à l’œil nu, leur identification peut être très difficile. Les chercheurs séparent soigneusement les minuscules éclats de verre en tamisant la terre et en utilisant un micromanipulateur, un outil capable de prélever et de déplacer des grains microscopiques.
Chaque éruption volcanique possède une composition chimique unique, que les scientifiques peuvent utiliser pour déterminer la provenance d’un échantillon de matière volcanique. Par exemple, les téphra d’une éruption peuvent contenir plus de fer que ceux d’une autre. Grâce à ces connaissances, les scientifiques peuvent commencer à comprendre l’ampleur des éruptions passées et les personnes directement impactées.
Une fois que les chercheurs ont identifié une couche de téphra ou de cryptotéphra, l’étape suivante consiste à examiner attentivement les vestiges archéologiques avant et après cette éruption. Dans certains cas, les populations modifient leur comportement après une éruption, par exemple en utilisant une nouvelle technologie d’outils en pierre ou en adoptant une alimentation différente. Il arrive même que des personnes abandonnent un site, ne laissant aucune trace d’activité humaine après un événement catastrophique.
Compte tenu de l’ampleur et de l’intensité de la super éruption de Toba, il semble presque inévitable que les êtres humains dans le monde entier aient subi d’immenses souffrances. Cependant, la plupart des sites archéologiques révèlent une histoire de résilience.
Dans des pays comme l’Afrique du Sud, les humains ont non seulement survécu à cet événement catastrophique, mais ont prospéré. Sur le site archéologique Pinnacle Point 5-6, des traces de cryptotéphra du Toba montrent que les humains ont occupé le site avant, pendant et après l’éruption. De fait, l’activité humaine s’est intensifiée et de nouvelles innovations technologiques sont apparues peu après, démontrant la capacité d’adaptation de la population.
Le phénomène ne se limite pas à l’Afrique du Sud. Des traces similaires sont également préservées sur le site archéologique Shinfa-Metema 1 en Éthiopie, où des cryptotéphra du Toba étaient présents en couches qui préservent également l’activité humaine. Ici, les humains du passé se sont adaptés aux changements de l’environnement local en suivant les cours d’eau saisonniers et en pêchant dans de petits points d’eau peu profonds présents pendant les longues saisons sèches. À l’époque de la super éruption du Toba, les populations de cette région ont également adopté la technologie de l’arc et des flèches. Cette souplesse d’adaptation comportementale a permis aux populations de survivre aux conditions arides intenses et aux autres effets potentiels de la super éruption du Toba.
Au fil des ans, les archéologues ont obtenu des résultats semblables sur de nombreux autres sites en Indonésie, en Inde et en Chine. À mesure que les preuves s’accumulent, il apparaît que les populations ont pu survivre et rester productives après la méga-éruption du Toba. Cela montre que cette éruption pourrait ne pas avoir été la cause unique du goulot d’étranglement démographique suggéré initialement suite à l’éruption du Toba.
Si l’éruption du Toba ne permet peut-être pas aux scientifiques de comprendre totalement ce qui a entraîné la chute de la population humaine à 10 000 individus, elle nous aide à comprendre la capacité des humains à s’adapter à des événements catastrophiques du passé et ce que cela implique pour notre propre avenir.
Source : The Conversation, space.com, via Yahoo Actualités..

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74,000 years ago, the Toba supereruption was one of the largest catastrophic events that Earth has seen in the past 2.5 million years. The volcano is located in what is today Indonesia, but living organisms across the entire globe were potentially affected by the event.

The Toba supereruption ejected about 2,800 km³ of volcanic ash into the stratosphere, producing an enormous crater 100 x 30 kilometers. An eruption this size is likely to produce black skies blocking most of the sunlight, potentially causing years of global cooling. Closer to the volcano, acid rain is likely to contaminate water supplies, with thick layers of ash burying animals and vegetation.

Human populations living in close proximity to the Toba volcano were probably completely wiped out. Whether people on other parts of the globe were affected is a question that scientists are still investigating.

The Toba catastrophe hypothesis proposes that the Toba supereruption caused a global cooling event that lasted up to six years. Its effects caused human population sizes to plummet to fewer than 10,000 individual people living on Earth.

This scenario is supported by genetic evidence found in the genomes of people alive today. The DNA suggests that modern humans spread into separate regions around 100,000 years ago and then shortly after that experienced what scientists call a genetic ‘bottleneck’: an event that leads to a large decline in population sizes. Whether this apparent reduction in human population size resulted from the Toba supereruption or some other factor is heavily debated.

To piece together what happened 74,000 years ago, scientists can analyse the tephra ejected from the volcanic eruption itself. They can trace the layers of tephra across the landscape both visually and chemically

Microscopic volcanic glass called ‘cryptotephra’ travels the farthest, making it important for understanding the true extent of an eruption. Because cryptotephra is not visible to the naked eye, it can be really challenging to identify. Researchers carefully separate out the tiny glass shards by sifting through the dirt and using a micromanipulator, a tool that can pick up and move microscopic grains.

Every volcanic eruption has a unique chemistry, which scientists can use to determine which eruption a particular sample of volcanic material originated from. For instance, tephra from one eruption might have more iron in it compared to tephra from another eruption. With this knowledge, scientists can begin to understand how large past eruptions were and who they directly affected.

Once researchers identify a tephra or cryptotephra layer, the next step is to look closely at what is preserved in the archaeological record before and after that eruption. In some cases, people change their behavior after an eruption, such as using a new stone tool technology or eating something different. Sometimes, people even abandon a site, leaving no trace of human activity after a catastrophic event.

Given the size and intensity of the Toba supereruption, it almost seems inevitable that humans across the globe suffered immensely. However, most archaeological sites tell a story of resilience.

In places such as South Africa, humans not only survived this catastrophic event but thrived. At archaeological site Pinnacle Point 5-6, evidence of cryptotephra from Toba shows that humans occupied the site before, during and after the eruption. In fact, human activity increased and new technological innovations appeared shortly after, demonstrating humans’ adaptability.

This situation was not restricted to South Africa. Similar evidence is also preserved at archaeological site Shinfa-Metema 1 in Ethiopia, where cryptotephra from Toba was present in layers that also preserve human activity. Here, past humans adapted to changes in the local environment by following seasonal rivers and fishing in small, shallow waterholes present during long dry seasons. Around the time of the Toba supereruption, humans in this region also adopted bow-and-arrow technology. This behavioral flexibility allowed people to survive the intense arid conditions and other potential effects of the Toba supereruption.

Through the years, archaeologists have found similar results at many other sites in Indonesia, India and China. As the evidence accumulates, it appears that people were able to survive and continue to be productive after the Toba mega eruption. This suggests that this eruption might not have been the main cause of the population bottleneck originally suggested in the Toba catastrophe hypothesis.

While Toba might not help scientists understand what caused ancient human populations to plummet to 10,000 individuals, it does help us understand how humans have adapted to catastrophic events in the past and what that means for our future.

Source : The Conversation, space.com, via Yakoo News..

Et si une super éruption se produisait aujourd’hui ? // What if a super eruption occurred today ?

Dans la conclusion de ma conférence « Volcans et risques volcaniques », j’explique que ce que je crains le plus aujourd’hui, c’est l’éruption d’un super volcan, autrement dit une éruption qui produirait plus de 1 000 kilomètres cubes de matériaux. Il existe des exemples de telles éruptions dans le passé : Long Valley et Yellowstone aux États-Unis, Taupo en Nouvelle-Zélande ou Toba en Indonésie. Sans aller aussi loin dans le volume de matériaux émis, une éruption comme celle du Tambora en 1815 serait une catastrophe pour notre société moderne.

Image satellite de la région du Toba (Source: NASA)

L’éruption du Tambora en avril 1815 est la plus puissante observée dans l’histoire moderne. Elle a atteint le niveau 7 sur l’indice d’explosivité volcanique (VEI). Les panaches éruptifs ont atteint une altitude de plus de 40 kilomètres. L’éruption a expulsé 100 kilomètres cubes de cendres, de ponces et d’aérosols ainsi que 60 mégatonnes de soufre. Avec les aérosols de SO2 dans l’atmosphère, moins de lumière solaire a atteint la surface de la Terre, et l’année 1816 a été appelée « l’année sans été » car la température moyenne de la planète a diminué de 0,53 °C. L’éruption initiale a tué 10 000 habitants. Les décès régionaux dus à la famine et aux maladies ont totalisé 80 000 personnes. La production agricole a été réduite et la famine a frappé le monde. Une pandémie de choléra a balayé le monde, faisant d’innombrables victimes.

Timbre indonésien commémorant les 200 ans de l’éruption de 1815.

Des siècles plus tard, la menace d’une éruption similaire reste présente. Les scientifiques affirment qu’une éruption majeure est inévitable, la seule question est de savoir quand elle se produira.
Selon un climatologue de l’Université de Genève, les preuves géologiques indiquent une probabilité de un sur six qu’une éruption volcanique dévastatrice se produise au cours de ce siècle. Cette fois, cependant, les conséquences seraient bien plus graves qu’en 1815. Le monde est désormais beaucoup plus peuplé et aux prises avec une crise climatique qui s’aggrave. Le climatologue a déclaré que l’humanité ne dispose actuellement d’aucun plan spécifique pour faire face à un événement aussi catastrophique.
Les éruptions volcaniques libèrent un mélange de matériaux et de gaz, notamment du dioxyde de carbone (CO2), qui réchauffe la planète. Cependant, la quantité de dioxyde de carbone émise par les volcans est nettement inférieure à celle produite par les activités humaines telles que la combustion de combustibles fossiles. Si le dioxyde de carbone est une préoccupation, les scientifiques se concentrent davantage sur l’impact d’un autre gaz volcanique : le dioxyde de soufre (SO2). Une puissante éruption volcanique peut éjecter du dioxyde de soufre de la basse atmosphère (la troposphère) vers la haute atmosphère (la stratosphère). Dans la stratosphère, le SO2 se transforme en minuscules particules d’aérosol qui renvoient la lumière du soleil dans l’espace, ce qui refroidit la Terre. Ces particules peuvent persister dans l’atmosphère pendant plusieurs années, comme on l’a vu à l’occasion de l’éruption du Pinatubo en 1991.
À l’heure actuelle, une éruption volcanique majeure présenterait des risques importants à court et à long terme. Environ 800 millions de personnes vivent à proximité de volcans actifs et sont confrontées à des conséquences potentiellement dévastatrices, y compris la destruction de villes entières. Par exemple, les Champs Phlégréens près de Naples, en Italie, pourraient constituer une menace grave pour le million d’habitants qui vivent autour du site volcanique.
Même une légère baisse de la température globale d’un degré Celsius peut avoir de graves conséquences régionales. Parmi les impacts, il y aurait des perturbations dans l’agriculture, une augmentation des phénomènes météorologiques extrêmes et des perturbations sociétales à grande échelle. On imagine facilement l’impact qu’aurait une éruption du Yellowstone sur les Grandes Plaines des États Unis, le grenier à blé de ce pays.
Une éruption majeure, similaire à celle du Tambora, pourrait entraîner des pertes économiques de plus de 3,6 billions de dollars au cours de la première année de l’éruption. Contrairement à ce que pensent certains scientifiques, l’effet de refroidissement temporaire d’une éruption volcanique n’atténuerait pas les impacts permanents du réchauffement climatique. La planète finirait par revenir à sa tendance de réchauffement d’avant l’éruption.
Le site de la prochaine éruption majeure reste un mystère ; elle est susceptible de se produire n’importe où sur Terre. Les zones particulièrement exposées comprennent les régions volcaniques actives comme l’Indonésie et le Parc national de Yellowstone aux États-Unis.

Une chose est sûre: l’homme n’est pas en mesure d’empêcher ces méga éruptions. Certes, grâce aux progrès de la technologie, nous sommes mieux armés pour prévoir le déclenchement d’un tel événement. Une nouvelle éruption de la Montagne Pelée (Martinique) sera forcément moins meurtrière, mais la Montagne Pelée n’arrive pas à la cheville du Yellowstone en matière de puissance volcanique.

Prévoir une éruption ne signifie pas être capable d’y faire face. La surveillance de l’activité volcanique est essentielle, mais il faut voir plus loin. Les scientifiques nous expliquent qu’il faudrait planifier une telle catastrophe, mettre en place des plans d’évacuation des populations, ainsi que des protocoles de crise pour garantir un approvisionnement en nourriture et en eau potable. De telles mesures devraient être envisagées à l’échelle mondiale, en coordonnant les efforts entre les États. Quand on voit l’inefficacité des COP pour lutter contre le réchauffement climatique, la partie est loin d’être gagnée en matière de gestion d’une éruption cataclysmale.

Source : Interesting Engineering via Yahoo News.

Yellowstone site de la prochaine super éruption? (Photo: C. Grandpey)

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In the conclusion of my conference « Volcanoes and volcanic hazards », I explain that what I fear most today is the eruption of a supervolcano. This means an eruption that produced more than 1,000cubic kilometers of materials. We have examples of such eruptions in the past : Long Valley and Yellowstone in the United States, Taupo in New Zealand, or Toba in Indonesia. Without going that far, an eruption like Tambora in 1815 would be a disaster for our modern society.

The Tambora eruption in April of 1815 is the largest observed eruption in recorded history. It reached level 7 on the volcanic explosivity index (VEI). Plumes from the eruption eached an altitude of more than 40 kilometers. The eruption expelled 100 cubic kilometers of ash, pumice, and aerosols into the air along with 60 megatons of sulfur. With the SO2 aerosols in the atmosphere,less sunlight reached Earth’s surface, and the year 1816 was called the “year without a summer” because the average global temperature was reduced by 0.53° C. The initial eruption killed 10,000 locals. Regional deaths due to starvation and disease totaled 80,000 people. In agriculture, crop production failed, and famine gripped the world. A cholera pandemic swept across the globe, claiming countless lives.

Centuries later, the threat of another similar eruption looms. Scientists assert that a massive eruption is inevitable, the question is solely when it will occur.

According to a climate expert at the University of Geneva, geological evidence indicates a 1-in-6 probability of a devastating volcanic eruption occurring within this century. This time, however, the consequences would be far more dire than in 1815. The world is now significantly more populated and grappling with the escalating climate crisis. The climatologist stated that humanity currently lacks any specific plan to address such a catastrophic event.

Volcanic eruptions release a mixture of materials, including planet-warming carbon dioxide (CO2). However, the amount of carbon dioxide emitted by volcanoes is significantly less than that produced by human activities such as burning fossil fuels. While carbon dioxide is a concern, scientists are more focused on the impact of another volcanic gas: sulfur dioxide (SO2). A powerful volcanic eruption can eject sulfur dioxide from the lower atmosphere (the troposphere) into the upper atmosphere (the stratosphere). Up in the stratosphere, SO2 turns into tiny aerosol particles that bounce sunlight back out into space, which makes the Earth cooler. These particles can persist in the atmosphere for several years.

In today’s time, a massive volcanic eruption would pose significant immediate and long-term risks. Roughly 800 million people reside within proximity to active volcanoes, facing the potential for devastating consequences, including the destruction of entire cities. For instance, the Phlegraean Fields near Naples, Italy, show signs of activity and could pose a severe threat to the one million inhabitants around the volcanic site.

Even a minor global temperature drop of 1 degree Celsius can have severe regional consequences. These impacts could include disruptions to agriculture, increased extreme weather events, and widespread societal disruption

A major eruption, similar to Tambora, could result in economic losses of over $3.6 trillion in the first year of the eruption. Contrary to what some scientists think, the temporary cooling effect of a volcanic eruption would not mitigate the ongoing impacts of global warming. The planet would eventually return to its pre-eruption warming trend.

The location of the next massive eruption remains uncertain, with the potential for it to occur anywhere on Earth. Areas of particular concern include volcanically active regions like Indonesia and Yellowstone National Park in the US.

One thing is certain: we are not able to prevent these mega eruptions. Of course, thanks to advances in technology, we are better equipped to predict the triggering of such an event. A new eruption of Mount Pelée (Martinique) will necessarily be less deadly, but Mount Pelée does not come close to Yellowstone in terms of volcanic power.

Predicting an eruption does not mean being able to deal with it. Monitoring volcanic activity is essential, but we should look further ahead. Scientists tell us that we should plan for such a disaster, put in place population evacuation plans, as well as crisis protocols to guarantee a supply of food and drinking water. Such measures should be considered on a global scale, by coordinating efforts between States. When we see the ineffectiveness of the COPs in combating global warming, the game is far from won in terms of managing a cataclysmal eruption.

Source : Interesting Engineering via Yahoo News.