Étiquette : volcans

La dernière éruption de Yellowstone // Yellowstone Volcano’s last eruption

La plupart des scientifiques s’accordent pour dire que la dernière grande éruption du super volcan de Yellowstone s’est produite il y a environ 630 000 ans. Plus récemment, des géologues ont découvert trois phases éruptives distinctes remontant à 2,1 millions d’années, 1,3 million d’années et 630 000 ans.
L’éruption la plus récente, il y a 630 000 ans, a déposé une épaisse couche de cendre qui a recouvert une grande partie du centre-ouest des États-Unis. On estime qu’elle atteint par endroits 200 mètres d’épaisseur. Étant donné que cette couche de cendre s’est tassée sous le poids des sédiments, on peut raisonnablement penser qu’elle serait suffisamment épaisse pour recouvrir aujourd’hui la plupart de nos gratte-ciels.
Il ne fait aucun doute que l’éruption a envoyé une énorme quantité de cendre dans l’atmosphère et que cette cendre a recouvert une grande partie des États-Unis. Elle a également eu d’importantes conséquences sur le climat et la vie sur Terre. Chaque éruption a eu un impact mortel immédiat à cause des retombées de cendre. Il y a aussi eu un impact à plus long terme à cause de la faible capacité des plantes à opérer la photosynthèse et des animaux à respirer dans une atmosphère envahie par la cendre et les gaz nocifs.
Une étude récente par une équipe scientifique de l’Université de Californie à Santa Barbara a abouti à la conclusion que la dernière éruption de Yellowstone a connu deux phases successives. Les chercheurs ont en effet découvert deux couches de cendre volcanique dans les sédiments océaniques du Bassin de Santa Barbara. Ils ont prélevé des empreintes chimiques des couches de cendre et constaté qu’elles provenaient d’une double éruption du super volcan de Yellowstone.
Pour étayer une telle affirmation, deux conditions devaient être présentes dans le Bassin de Santa Barbara. Tout d’abord, pour s’assurer que les couches de cendre volcanique étaient intactes dans l’océan côtier et non modifiées par les vers et autres mollusques, l’équipe scientifique a choisi une zone où les eaux des fonds marins étaient anoxiques. Cela signifie qu’il n’y avait pas assez d’oxygène pour que les animaux puissent venir gratter et endommager les couches de cendre. Au vu des résultats, les scientifiques furent convaincus qu’il y a eu deux événements éruptifs distincts à Yellowstone.
Le point suivant à éclaircir était la distinction dans le temps entre les deux événements volcaniques. La présence simultanée de sédiments terrigènes et de coquilles de foraminifères pélagiques dans le bassin de Santa Barbara a permis à l’équipe scientifique d’identifier distinctement les deux couches de cendre. De plus, les coquilles des foraminifères ont été utilisées pour déterminer la température de l’eau de mer en surface au moment où elles étaient encore vivantes.
Une fois obtenue la certitude que les couches de cendre appartenaient à des événements distincts et provenaient du super volcan de Yellowstone, les scientifiques ont pu compiler d’autres informations sur les événements. La datation a montré que les éruptions se sont produites à environ 170 ans d’intervalle. Cela signifie que deux générations successives d’animaux ont probablement été témoins d’une éruption du super volcan de Yellowstone au cours de leur vie.
En outre, les chercheurs ont constaté que les éruptions ont eu de vastes répercussions à l’échelle mondiale. Ils ont acquis la certitude que chaque éruption a causé le refroidissement d’environ 3 degrés Celsius de l’océan. Ils l’ont prouvé en mesurant les isotopes dans la coquille de foraminifères. Les foraminifères sont de petits organismes photosynthétiques qui flottent près de la surface de l’océan. Ils absorbent différents rapports d’isotopes d’oxygène lors de la fabrication de leur carapace à base de carbonate, en fonction de la température de l’eau océanique environnante. En mesurant avec précision le rapport de ces isotopes et en les comparant aux normes sur la planète dans son ensemble, les scientifiques ont été en mesure de déterminer la température de surface de l’océan  pendant la courte période où ces foraminifères étaient vivants. En effectuant ces mesures sur une carotte de sédiments, ils ont pu établir une courbe de la température de la surface de la mer à travers le temps.
C’est ainsi que l’équipe géologique de Santa Barbara est arrivée à la conclusion que chacune des deux éruptions du super volcan de Yellowstone a provoqué une baisse de la température de l’océan d’environ 3 degrés Celsius. Cela contraste avec la tendance générale au réchauffement de la planète à l’époque. Les deux éruptions ont refroidi temporairement la planète et inversé la tendance au réchauffement.
La double éruption a certainement provoqué des hivers volcaniques dans le monde car les cendres et les gaz émis dans l’atmosphère ont bloqué temporairement le soleil. Une chose est certaine, le super volcan de Yellowstone entrera de nouveau en éruption à l’avenir. La date exacte de cet événement est bien sûr inconnue, de même que son ampleur. A l’heure actuelle, nous ne savons pas comment nous pourrons réagir pour tenter d’atténuer son impact et nous protéger.
Source: Forbes.

———————————-

Most scientists agree on the fact that the last major eruption of Yellowstone super volcano occurred about 630,000 years ago. More recently, geologists have deduced three separate eruption events dating back 2.1 million years ago, 1.3 million years ago, and 630,000 years ago.

The most recent volcanic eruption 630,000 years ago produced a massive volcanic ash bed which covered much of western central United States. It is estimated that the maximum thickness the volcanic ash is up to 200 metres. Given the ash has since compacted due to the weight of overlying sediment, the ash bed deposited would have been thick enough to cover most of our modern skyscrapers.

There is little doubt that the eruption released a catastrophic amount of ash into the atmosphere and blanketed a large portion of the United States. It also had a significant impact on both climate and life. During one of these eruptions, there was an immediate deadly impact of widespread ash fallout. However, there was also a more prolonged deadly impact of reduced ability for plants to photosynthesize and animals to respire under a sky filled with ash and harmful gases.

Recent research by a U.C. Santa Barbara scientific team has found that the latest eruption from the Yellowstone caldera was, in fact, two eruptions that occurred back to back. The research team deduced this after finding two layers of volcanic ash in ocean sediments at the Santa Barbara Basin. The team was able to chemically fingerprint the ash layers to identify that they were both sourced from the Yellowstone supervolcano.

However, to do this, two ideal conditions had to line up in the Santa Barbara Basin.

First, to ensure the volcanic ash beds were preserved in the coastal ocean and not reworked by worms or mollusks, the team selected a region where the ocean bottom waters were anoxic. This means there was no oxygen for critters to churn and damage ash bed layers. Given that, scientists are convinced there were two separate events.

The next concern is the distinction in time between the two volcanic events. The combination of terrigenous sediment and pelagic foraminifera shells in the Santa Barbara Basin allowed the scientific team to distinctly identify the two ash beds. In addition, the foraminifera shells were used to deduce the surface sea water temperature at the time when they were alive.

Once the team was able to determine that both ash beds were separate events and sourced from the Yellowstone supervolcano, they were able to compile some information about the events. Based on age dating, the eruption events are approximately 170 years apart from each other. This means potentially two successive generations of animals witnessed a Yellowstone supervolcano eruption in their lifetime.

In addition, researchers found that there were broad global impacts from the eruptions. The team found that each eruption caused the ocean to cool by about 3 degrees Celsius. They determined this by measuring the isotopes within foraminifera shell. Foraminifera are small photosynthetic organisms that float near the surface of the ocean. They absorb different ratios of oxygen isotopes when making their carbonate shell, dependent on the temperature of the surrounding ocean water. By precisely measuring the ratio of these isotopes and comparing them with standards around the world, scientists can determine the surface ocean temperature during the short time when these foraminifera were alive. By making these measurements throughout a sediment core, scientists can develop a curve of sea surface temperature through time.

This was how the U.C. Santa Barbara geology team concluded that each of the two Yellowstone supervolcano eruptions caused an approximately 3 degrees Celsius drop in ocean temperature. This was in contrast to the general trend toward a warming planet at the time. Both eruptions halted and cooled the planet temporarily, reversing the warming trend.

This sent the world into volcanic winters, whereby ash and gasses emitted into the atmosphere temporarily block out the sun and cool the planet. One thing is certain, that Yellowstone volcano will erupt again in the future. However, the exact timing is still unknown. As is the magnitude of the next eruption and what humans can do to try to mitigate it or protect themselves.

Source : Forbes.

Photo: C. Grandpey

La cendre du Novarupta (Alaska) // Novarupta’s ash (Alaska)

Le 6 juin 1912, une violente éruption a secoué le Novarupta en Alaska, à l’intérieur de ce qui est aujourd’hui le Parc National du Katmai. Pendant trois jours, le volcan a vomi 100 fois plus de matériaux que l’éruption du Mont St. Helens, avec des panaches qui sont montés jusqu’à plus 30 kilomètres dans le ciel avant de retomber sur la vallée qui a été enfouie par endroits sous plus de 150 mètres de cendres et de roches volcaniques. Le Mont Katmai s’est effondré pendant l’éruption. Quatre ans plus tard, quand le botaniste Robert Griggs a visité la région, des gaz continuaient à s’échapper de la cendre qui recouvrait la vallée, et il lui a donné le nom de Vallée des 10 000 Fumées.
Aujourd’hui, quelques jours chaque année, le vent rappelle à la population de la région cette impressionnante éruption. Cela se passe le plus souvent à l’automne, lorsque les tempêtes balayent la région, avant l’arrivée de la neige.
La semaine dernière, de forts vents de nord-ouest ont soulevé la cendre de l’éruption du 20ème siècle, affectant la visibilité sur l’Ile Kodiak. Le Service Météorologique a publié un bulletin spécial pour Kodiak, avertissant les habitant que le vent avait soulevé la cendre qui se dirigeait essentiellement vers la partie ouest de l’île.
Aujourd’hui, une éruption semblable à celle du Novarupta affecterait gravement le trafic aérien. Au début du 20ème siècle, quand le Novarupta est entré en éruption, il n’y avait aucun avion dans le ciel; le premier aéronef a volé en Alaska seulement un an après l’éruption. De nos jours, le Pacifique Nord est l’un des couloirs aériens les plus fréquentés au monde, avec plus de 200 vols par jour.
Pour calculer les effets qu’aurait aujourd’hui une éruption du Novarupta sur le trafic aérien, un chercheur américain a utilisé un modèle informatique appelé Puff développé par des scientifiques de l’Université de l’Alaska et affiné par un scientifique de l’Institut de Géophysique. A l’aide de ce modèle, le chercheur a imaginé que le Novarupta émettait de la cendre une fois par semaine pendant cinq ans. Il a constaté que la plupart des aéroports de l’hémisphère Nord fermeraient, mais aussi que la cendre de l’éruption atteindrait probablement l’Australie. Le pire scénario coûterait plus de 300 millions de dollars uniquement en termes de passagers et de vols retardés.
Source: Alaska Dispatch News.

———————————-

On June 6th 1912, a violent eruption shook Mt Novarupta in Alaska, in what is now Katmai National Park and Preserve. For three days, the volcano spewed 100 times more material than the Mount St. Helens eruption, shooting plumes 30 kilometres into the air and burying the valley downwind in over 150 metres of ash and volcanic rock. Mount Katmai collapsed during the explosion. Four years later, when botanist Robert Griggs visited the region, steam still poured from vents across the valley, prompting the crew to name it the Valley of 10,000 Smokes.

Today, a few times every year, the wind reminds the population of the region of that impressive eruption. It is most commonly seen in fall, when storms are passing through the area, and before snow has settled.

Last week, strong northwestern winds kicked up ash from the 20th century eruption, impacting visibility on Alaska’s Kodiak Island. The National Weather Service issued a special weather statement for Kodiak, letting locals know that loose ash had been stirred up, particularly toward the west side of the island.

Today, an eruption similar to Novarupta’s would severely affect air traffic. In the early 20th century, when Novarupta erupted, there were no planes in the air; the first plane didn’t fly in Alaska until one year after the eruption. Now, the North Pacific is one of the busiest air corridors in the world, with more than 200 flights a day.

To calculate the effects of a modern-day Novarupta on today’s air travel, a U.S. researcher used a computer model called Puff developed by University of Alaska scientists and refined by a scientist at the Geophysical Institute. The researcher used the model to spew ash from Novarupta’s vent once a week for five years and discovered that most airports in the Northern Hemisphere would close, but ash would also likely reach Australia. The worse case scenario would cost in excess of 300 million dollars just in terms of passengers and delayed flights.

Source: Alaska Dispatch News.

Falaises de cendre dans la Vallée des 10 000 Fumées (Photos: C. Grandpey)

Un panache mantellique sous l’Ouest Antarctique ? // A mantle plume beneath West Antarctica ?

Des chercheurs de la NASA ont découvert sous la Terre Marie-Byrd en Antarctique, entre la Barrière de Ross et la Mer de Ross, un panache mantellique produisant presque autant de chaleur que le super volcan de Yellowstone. Ce point chaud donne naissance à de vastes lacs et de longues rivières sous la calotte glaciaire. La présence d’un énorme panache mantellique pourrait expliquer pourquoi la région est si instable aujourd’hui, et pourquoi elle s’est effondrée si rapidement à la fin de la dernière période glaciaire, il y a 11 000 ans.
Depuis 30 ans, les scientifiques sont persuadés qu’un panache mantellique existe sous la Terre Marie-Byrd. Sa présence expliquerait l’activité volcanique observée dans la région, ainsi que le dôme qui s’y trouve. Cependant, il n’y avait jusqu(à présent aucune preuve pour étayer cette idée. Aujourd’hui, les scientifiques du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA ont créé des modèles numériques performants pour montrer quelle quantité de chaleur devrait exister sous la glace pour confirmer leurs observations. Ces dernières incluent le dôme et les rivières, ainsi que les lacs souterrains géants présents sur le substrat rocheux de l’Antarctique. Au fur et à mesure que les lacs se remplissent et se vident, la glace située à des centaines de mètres au-dessus monte et descend, parfois avec des variations de niveau allant jusqu’à 6 mètres.
Pour avoir une meilleure idée du fonctionnement d’un point chaud, les chercheurs du JPL ont examiné l’un des panaches mantelliques les plus étudiés sur Terre, le point chaud de Yellowstone. L’équipe scientifique a créé un modèle de panache mantellique afin de déterminer la quantité de chaleur nécessaire pour expliquer ce qui se passe au niveau de la Terre Marie-Byrd. Ils ont ensuite utilisé l’Ice Sheet System Model (ISSM), qui montre les propriétés physiques de la banquise, pour étudier les sources naturelles de chaleur et de transport de cette chaleur. Ce modèle a permis aux chercheurs de tester différents scénarios montrant comment la chaleur est produite en profondeur sous la glace.
Leurs résultats montrent qu’en général l’énergie produite par le panache mantellique ne dépasse pas 150 milliwatts par mètre carré; une énergie supérieure ferait trop fondre la glace. La chaleur produite dans le Parc National de Yellowstone est en moyenne de 200 milliwatts par mètre carré. Les scientifiques ont également identifié une zone où le flux de chaleur doit être d’au moins 150-180 milliwatts par mètre carré, mais les données laissent supposer que la chaleur en provenance du manteau à cet endroit sort d’une fracture dans la croûte terrestre.
Dans la conclusion de leur étude, les chercheurs du JPL expliquent que le panache mantellique de la Terre Marie-Byrd s’est formé il y a entre 50 et 110 millions d’années, bien avant que la terre qui se trouve au-dessus ait été recouverte par la glace. Ils ajoutent que la chaleur produite par le panache a un «impact local important» sur la calotte glaciaire. Comprendre ces processus permettra aux chercheurs de déterminer le comportement de la banquise dans les années à venir.
Source: Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

—————————————–

Researchers at NASA have discovered a mantle plume producing almost as much heat as Yellowstone supervolcano under Marie Byrd Land in Antarctica, which lies between the Ross Ice Shelf and the Ross Sea. This hotspot is creating vast lakes and rivers under the ice sheet. The presence of a huge mantle plume could explain why the region is so unstable today, and why it collapsed so quickly at the end of the last Ice Age, 11,000 years ago.

For 30 years, scientists have suggested that a mantle plume may exist under Marie Byrd Land. Its presence would explain the volcanic activity seen in the area, as well as a dome feature that exists there. However, there was no evidence to support this idea. Now, scientists from NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) have created advanced numerical models to show how much heat would need to exist beneath the ice to account for their observations which include the dome and the giant subsurface rivers and lakes that are present on Antarctica’s bedrock. As lakes fill and drain, the ice hundreds of metres above rises and falls, sometimes by as much as 6 metres.

To have a better idea of how a hotspot works, the JPL researchers looked at one of the most well studied magma plumes on Earth, the Yellowstone hotspot. The team developed a mantle plume model to look at how much geothermal heat would be needed to explain what is seen at Marie Byrd Land. They then used the Ice Sheet System Model (ISSM), which shows the physics of ice sheets, to look at the natural sources of heating and heat transport. This model enabled researchers to test out different scenarios of how much heat was being produced deep beneath the ice.

Their findings showed that generally the energy being generated by the mantle plume is no more than 150 milliwatts per square metre; any more would result in too much melting. The heat generated under Yellowstone National Park, on average, is 200 milliwatts per square meter. Scientists also found one area where the heat flow must be at least 150-180 milliwatts per square metre, but data suggests mantle heat at this location comes from a rift in the Earth’s crust where heat can rise up.

In the conclusion of their study, the JPL researchers say the Marie Byrd Land mantle plume formed 50-110 million years ago, long before the land above was hidden by ice. They add that heat from the plume has an “important local impact” on the ice sheet. Understanding these processes will allow researchers to work out what will happen to it in the future.

Source: NASA’s Jet Propulsion Laboratory.

L’Ouest Antarctique et la terre Marie-Byrd (Source: Wikipedia)

Vue de la Terre Marie-Byrd (Crédit photo: NASA)

 

Le Kilauea (Hawaii) il y a un siècle // Kilauea Volcano (Hawaii) a century ago

Il y a un siècle, il n’y avait pas de drones ou de satellites pour fournir des images aériennes des volcans. De telles représentations posaient d’énormes problèmes, y compris pour le Kilauea à Hawaii. L’image ci-dessous, qui montre la caldeira sommitale, n’a pas été prise depuis un avion. En effet, elle a été réalisée six ans avant le premier survol par un aéronef. L’image montre une maquette du volcan exposée dans un musée de l’Université de Harvard pendant de nombreuses décennies.
Voici une petite histoire de cette image:
Elle commence en mars 1913, lorsque George Carroll Curtis, artiste, géologue, géographe et expert en production de maquettes en relief, s’est rendu à Hawaï pour procéder à un examen attentif de la caldeira sommitale du Kilauea. Il a disposé tout un ensemble de points de repère et a pris des photos au niveau de chacun d’eux en utilisant une caméra panoramique tournante qui lui a permis d’obtenir une vue complète de la caldeira. Malgré tout, la réalisation de la maquette a pris beaucoup de temps car Curtis n’avait pas de perspective en hauteur du sommet du Kilauea.
Pour résoudre ce problème, Curtis a demandé à J.F. Haworth, un riche homme d’affaires de Pittsburg, de se rendre sur le Kilauea pour y pratiquer sa passion pour le cerf-volant. Toutefois, il ne s’agissait pas de cerfs-volants ordinaires. Chacun d’eux mesurait plus de 3,40 mètres de long et 2,70 mètres de large. Au lieu d’une ficelle pour les piloter, Haworth utilisait une bobine motorisée de corde à piano. Ainsi, les cerfs-volants étaient capables de soulever une charge utile d’environ 45 kilogrammes. Pour l’étude du Kilauea, la charge utile était une caméra positionnée à l’extrémité d’un fil d’une soixantaine de mètres sous le cerf-volant. Un petit appareil était installé sur la corde à piano pour déclencher l’appareil photo.
Lorsque Haworth est arrivé sur Kilauea en 1915, il a constaté que la photographie à l’aide d’un cerf-volant n’était pas chose facile sur un volcan. Les vents forts qui soufflaient au sommet ont traîné à plusieurs reprises le photographe sur la lave coupante, lui occasionnant des blessures et autres contusions. Il a finalement réussi à prendre une série de photos du sommet du Kilauea de différentes hauteurs. Ces photographies aériennes ont énormément accéléré le travail de Curtis dans la réalisation de sa maquette.
En 1917, la carte en relief a finalement été installée dans le département de géologie du musée de l’Université de Harvard et elle a été présentée au public. La maquette circulaire avait un diamètre de 4,30 mètres. Elle a été réalisée à une échelle de 125 pieds pour un pouce (soit 38 mètres pour 2,5 centimètres) ; il n’y avait donc pas d’exagération verticale. À cette échelle, Curtis a pu montrer le sommet du Kilauea dans ses moindres détails. La maquette révélait de nombreuses caractéristiques géologiques qui n’avaient pas été observées auparavant, comme les ravines dans la partie méridionale de la caldeira. Les photographies de la maquette sont utiles encore aujourd’hui pour localiser les sites historiques, y compris les routes et d’autres structures qui n’existent plus depuis longtemps.
Source: USGS / HVO.

—————————————-

A century ago, there were no drones or satellites to provide aerial images of volcanoes. Such depictions posed enormous challenges. Kilauea Volcano was no exception. The image below showing the summit caldeira was not taken from a plane; indeed, it was taken six years before the first airplane overflight. The image actually shows a model of the volcano displayed at a Harvard University museum for many decades.

Here is a short story of the photo :

The story began in March 1913, when George Carroll Curtis, an artist, geologist, geographer, and expert in the production of relief models, travelled to Hawaii to make a careful survey of the caldeira at the summit of Kilauea. He established a network of survey flags and took photographs at each using a revolving panoramic camera that provided a complete view the caldeira. But progress constructing the model was slow, because Curtis lacked a high altitude perspective of Kilauea’s summit.

To solve this problem, Curtis encouraged J.F. Haworth, a wealthy businessman from Pittsburg, to go to Kilauea and pursue his hobby of flying kites. But these were no ordinary kites. Each box kite was over 3.40 metres long and 2.70 metres wide. Instead of a string, Haworth used a motorized reel of piano wire to launch and tether the kites, which were capable of lifting a payload of about 45 kilograms. For the Kilauea study, the payload was a camera positioned on a wire line about 60 metres below the kite. A small device was sent up the piano wire to trip the camera shutter for each photograph.

When Haworth arrived at Kilauea in 1915, he found that kite photography was not easy on a volcano. High winds at the summit repeatedly dragged the photographer over sharp lava, leaving him bruised. But he finally succeeded in taking a series of photos of Kilauea’s summit from various altitudes. These aerial photographs enormously speeded up the work of Curtis on his model.

In 1917, the relief map was finally installed in the Geological Section of the Harvard University Museum and opened for public viewing. The circular model was 4.30 metres in diameter, and it was built with a scale of 125 feet to an inch (38 metres to 2.5 centimetres), so there was no vertical exaggeration. At this scale, Curtis was able to depict minute details of the summit. The model shows many geologic features that had not been observed before, such as the elaborate drainage system on the south side of the caldera. Photographs of the model are useful even today to locate historic sites, including roads and other structures that are long gone.

Source : USGS / HVO.

Vue de la maquette de George Carroll Curtis montrant le cratère de l’Halema’uma’u en 1917. On remarquera la finesse des détails, comme la première route permettant aux automobiles d’atteindre la lèvre du cratère. (Source: USGS / HVO)