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Une découverte des chercheurs de Clermont-Ferrand // A discovery by researchers of Clermont Ferrand (France)

Ça ne va pas révolutionner la volcanologie, mais la découverte a le mérite d’exister et, en plus, elle a été faite par 7 chercheurs du laboratoire Magmas et Volcans de Clermont-Ferrand. Ils ont confirmé la présence d’une fine couche de magma sur la quasi-totalité du manteau terrestre, à plus de 350 km de profondeur. Leurs travaux ont été publiés dans la revue Nature communications.

La théorie en question, vieille d’une quinzaine d’années, n’avait jamais été prouvée expérimentalement. L’idée de départ était de comprendre la source et la formation du magma, notamment pour le volcanisme de « point chaud », comme celui que l’on observe à Yellowstone ou Hawaï. Ces points chauds prennent leur source très profondément, dans le manteau terrestre, à plusieurs centaines de kilomètres.

Le travail des chercheurs s’est appuyé sur l’étude de la roche et des minéraux qui la composent, selon les différentes strates du manteau terrestre. Ils ont pu établir le rôle prédominant de l’eau dans la fusion de la roche. Le manteau supérieur et la croûte terrestre se composent surtout d’olivine qui ne contient pas d’eau. Or, ce n’est pas le cas du minéral qui compose la phase de transition, quelques centaines de kilomètres plus en profondeur.

La question était de savoir ce que devient cette eau lorsque la roche remonte sous l’effet des mouvements du manteau terrestre. Aucun forage n’a pu, jusqu’à aujourd’hui, creuser à plus de 13 kilomètres dans la croûte terrestre, ce qui est très peu à l’échelle de la structure interne de la planète.

Les 7 chercheurs clermontois ont donc décidé de recréer les conditions qui règnent à 400 kilomètres de profondeur dans leur laboratoire, avec un échantillon d’olivine, ce qui ‘avait encore jamais été réalisé. Avec une pression de 12 à 15 Giga Pascal – soit plus de 100.000 fois la pression atmosphérique – et à une température de 1400 °C exercée par une gigantesque presse, les chercheurs ont pu observer en direct la fusion de la roche, grâce à l’eau excédentaire lorsque le minéral change de phase. Un deuxième essai, sans apport d’eau, montre qu’aucune fusion ne se réalise. La présence de magma mélangé à de la roche à cette profondeur n’avait jamais été prouvée. Cela pourrait aider à expliquer le volcanisme de point chaud.

Source : Journal La Montagne.

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It will not revolutionize volcanology, but the discovery has the merit to exist and, in addition, it was made by 7 researchers from the laboratory Magmas et Volcans of Clermont-Ferrand. They confirmed the presence of a thin layer of magma on almost the entire Earth’s mantle, more than 350 km deep. Their work was published in the journal Nature Communications.
The theory, about fifteen years old, had never been experimentally proved. The initial idea was to understand the source and formation of magma, especially for « hot spot » volcanism, such as that observed in Yellowstone or Hawaii. These hot spots have their source very deep – several hundred kilometres – in the Earth’s mantle.
The researchers’work was based on the study of the rock and the minerals that compose it, according to the different layers of the Earth’s mantle. They were able to establish the predominant role of water in the melting of the rock. The upper mantle and the Earth’s crust are mainly composed of olivine which does not contain water. However, this is not the case of the mineral that makes up the transition phase, a few hundred kilometres deeper.
The question was to know what happens to this water when the rock rises under the effect of the movements of the Earth’s mantle. To date, no drilling has been able to dig more than 13 kilometres into the Earth’s crust, which is very little at the scale of the planet’s internal structure.
The 7 researchers have therefore decided to recreate the conditions that prevail 400 kilometres deep in their laboratory, with an olivine sample, which had never been done before. With a pressure of 12 to 15 Giga Pascal – more than 100,000 times the atmospheric pressure – and at a temperature of 1400°C exerted by a gigantic press, the researchers were able to observe live the melting of the rock, thanks to the excess water when the mineral changes phase. A second test, without any water supply, showed that no fusion happened. The presence of magma mixed with rock at such a depth had never been proven. This could help explain hot spot volcanism.
Source: La Montagne.

Hawaii, un parfait exemple de point chaud (Source: Wikipedia)

Bon anniversaire, Monsieur Pu’uO’o! // Happy birthday, Mr. Pu’uO’o!

Aujourd’hui 3 janvier 2018 marque le 35ème anniversaire de l’éruption du Pu’uO’o sur l’East Rift Zone du Kilauea. Depuis son début en 1983, l’éruption a donné naissance à une série de processus volcaniques spectaculaires allant des somptueuses fontaines de lave dans le cratère aux majestueuses entrées de la lave dans l’Océan Pacifique.
Aujourd’hui, l’activité se poursuit de manière stable, même si elle est plutôt réduite ces jours-ci. Aucune lave n’entre actuellement dans l’océan sur le site de Kamokuna et les quelques coulées éphémères sur la plaine côtière demandent de longues marches d’approche pour les atteindre et les admirer. Le niveau du lac de lave dans l’Overlook Crater de l’Halemau’u oscille généralement entre 30 et 40 mètres sous la lèvre du cratère, en fonction des épisodes d’inflation et de déflation de l’édifice volcanique. Aucun changement significatif n’a été observé dans le cratère du Pu’uO’o. Le HVO indique que « l’incandescence persiste au niveau des points chauds qui existent depuis longtemps dans le cratère et au niveau du petit lac de lave dans la partie ouest du cratère ».
Source: HVO.

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Today January 3rd 2018 marks the 35th anniversary of the Pu’uO’o eruption on Kilauea Volcano’s East Rift Zone. Since it began in 1983, the eruption has produced a range of dramatic volcanic processes ranging from high lava fountains to majestic ocean entries.

Today, activity is going on in a stable way, although it is rather low these days. No lava is currently entering the ocean at Kamokuna and the few breakouts on the coastal flat demand long walks to be reached and admired. The level of the lava lake in Halemau’u’s Overlook Crater usually oscillates between 30 and 40 metres beneath the crater rim, according to the inflation and deflation episodes of the volcanic edifice. No significant changes have been observed at Pu’uO’o. HVO indicates that “glow persists at long-term sources within the crater and from a small lava pond on the west side of the crater”.

Source: HVO.

 Activité du lac de lave du Pu’uO’o observée en 2007 (Photo : C. Grandpey)

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

Mt Agung (Indonésie / Indonesia): Bilan de 4 mois d’activité // After 4 months of activity

Ma première note sur ce blog à propos de l’éruption de l’Agung remonte au 14 septembre 2017. Ce jour-là, le VSI indique que le niveau d’alerte est passé de 1 à 2 (Waspada), suite à une augmentation de l’activité volcano-tectonique.
Il est conseillé aux villageois et aux visiteurs de rester à plus de 3 kilomètres du cratère. On nous rappele que le district de Karangasem autour du volcan compte environ 408 000 habitants et que la dernière éruption de l’Agung s’est produite en mars 1963 et a tué quelque 1100 personnes.

Le 19 septembre 2017, le niveau d’alerte passe à 3 (Siaga) sur une échelle de 4. La zone de sécurité est désormais étendue à 6 kilomètres du cratère et jusqu’à 7,5 kilomètres au nord, au sud-est et au sud-sud-ouest. On observe une augmentation continue de l’activité sismique ainsi que des émissions de gaz et de vapeur qui atteignent une cinquantaine de mètres de hauteur dans le cratère.

Le 22 septembre 2017, les autorités indonésiennes font passer le niveau d’alerte du Mont Agung au maximum (AWAS). Selon le VSI, on observe une «augmentation considérable» de l’activité sismique, ce qui indique une forte probabilité d’éruption.
La zone de sécurité est étendue jusqu’à 9 – 12 kilomètres du cratère.

Près de 11 300 villageois ont déjà quitté leurs maisons autour du volcan. Ils se trouvent dans des abris temporaires, des centres sportifs, des salles de villages et chez des proches.

Le 29 septembre 2017, 144 389 personnes ont été évacuées

Le 29 octobre 2017, le niveau d’alerte est ramené à 3 (SIAGA). Le diamètre de la zone de sécurité s’étend à 6 km au NNE et à 7,5 km dans la partie sud du volcan.

Le 27 novembre 2017, le niveau d’alerte est de nouveau élevé à son maximum (4 – AWAS). L’éruption a évolué d’une phase phréatique à une phase magmatique. Les panaches de cendre montent jusqu’à 4000 mètres au-dessus du cratère.

Les panaches de cendre de l’Agung ont entraîné la fermeture de l’aéroport de Denpasar au moins pendant 24 heures.

Le 1er décembre 2017, le VSI indique que depuis le 30 septembre, les émissions de cendre semblent avoir été remplacées par un panache essentiellement composé de vapeur.

Le 3 décembre 2017, selon le VSI, le volume du cratère est estimé à environ 60 millions de mètres cubes et le volume de lave dans le cratère est estimé à moins de 50%, soit environ 20 millions de mètres cubes.

Le 23 décembre 2017, le Président révoque le niveau d’alerte de l’Agung et annonce que l’île de Bali est prête à accueillir de nouveau les touristes.

La situation n’a guère évolué ces derniers jours. Les dernières vidéos (non datées) semblent montrer que l’on a affaire à une colonne de magma ouverte dans le cratère et qu’il n’y a pas de dôme de lave en formation. La situation ne semble donc pas menaçante actuellement pour les populations autour du volcan. Le travail a repris dans les mines sur les pentes de l’Agung. Les paysans sont autorisés à regagner leurs fermes pendant la journée et il leur est fortement conseillé de retrouver la sécurité des centres d’hébergement pendant la nuit.

En résumé, concernant la prévention, on peut dire que les autorités indonésiennes ont eu raison d’appliquer le principe de précaution dès les premiers signes de réveil de l’Agung car on sait que ce volcan peut être destructeur (voir l’éruption de 1963).

S’agissant de la prévision volcanique, j’ai souvent l’impression que le VSI – qui travaille pourtant très sérieusement – fait du pilotage à vue, avec un niveau d’alerte qui fait le yo-yo. Les volcanologues locaux observent mais, à l’image de leurs collègues européens et américains, ne sont pas capables de faire des prévisions fiables sur ce type de volcans où la volcanologie montre vite ses limites.

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My first post on this blog about the Mt Agung eruption dates back to September 14th , 2017. At that time, VSI indicated that the alert level had increased from 1 to 2 (Waspada) on Thursday, September 14, 2017, following an increase in volcano-tectonic activity.
Villagers and visitors were advised to stay more than 3 kilometres from the crater. We were reminded that the Karangasem district around the volcano included about 408,000 inhabitants and that the last eruption of Mt Agung occurred in March 1963 and killed some 1,100 people.
On September 19th, 2017, the alert level was increased to 3 (Siaga) on a scale of 4. The safety zone was extended to 6 kilometers from the crater and up to 7.5 kilometres to the north, southeast and south. south-southwest. There was a continuous increase in seismic activity as well as gas and steam emissions that reached about fifty meters high in the crater.
On September 22nd, 2017, the Indonesian authorities were raising the alert level of Mount Agung to the maximum (AWAS). According to the VSI, there was a « considerable increase » in seismic activity, indicating a high probability of eruption.
The security zone was extended to 9 – 12 kilometres from the crater.
Nearly 11,300 villagers had already left their homes around the volcano. They were in temporary shelters, sports centers, village halls and relatives.
On September 29th, 2017, 144,389 people were evacuated
On October 29th, 2017, the alert level was reduced to 3 (SIAGA). The diameter of safety zone a was 6 km NNE and 7.5 km in the southern part of the volcano.
On November 27th, 2017, the level of alert is again raised to its maximum (4 – AWAS). The eruption evolved from a phreatic phase to a magmatic phase. The plumes of ash rise up to 4000 meters above the crater.
The ash plumes led to the closure of Denpasar Airport for at least 24 hours.
On December 1st, 2017, VSI indicated that since September 30, ash emissions had appeared to have been replaced by a plume consisting mainly of steam.
On December 3rd, 2017, according to the VSI, the volume of the crater was estimated at about 60 million cubic meters and the volume of lava in the crater was estimated at less than 50%, about 20 million cubic meters.
On December 23rd, 2017, the President revoked the alert level of Mt Agung and announced that the island of Bali was ready to welcome tourists again.

The situation has not much changed in recent days. The latest videos (undated) seem to show that we are confronted with an open column of magma in the crater and there is no lava dome in formation. The current situation does not seem to be a threat to the populations around the volcano. Work has resumed in the mines on the slopes of Mt Agung. Farmers are allowed to return to their farms during the day, and are strongly advised to return to the safety of the shelters during the night.

To sum it up, one can say that, as far as prevention is concerned,  the Indonesian authorities were right to apply the precautionary principle at the first signs of activity of Mt Agung because we know that this volcano can be destructive (see the eruption of 1963).
With regard to volcanic prediction, I often feel that VSI – which is working very seriously – is flying at sight, with the alert level going up and down. Local volcanologists observe the situation but, like their European and American colleagues, are not able to make reliable predictions on this type of volcanoes which rapidly show the limits of volcanology. .

Crédit photo: Wikipedia