De l’importance de l’étude des gaz dans les éruptions volcaniques, article de Laurent Sacco dans Futura Sciences

le 27 novembre 2016 par Sylvie

Les progrès dans la surveillance en continu de la composition des gaz volcaniques seraient en train de payer. Il semble que des modifications dans le rapport des quantités de gaz carbonique et soufrés soient un indicateur de la survenue d’une éruption d’après des études menées notamment dans la cadre du projet Decade.

Haroun Tazieff a longtemps pensé que l’étude des gaz volcaniques était une clé importante, si ce n’est la clé pour comprendre les mécanismes des éruptions et surtout les prévoir. Le journal Science a fait récemment écho dans un article de travaux menés par les volcanologues dans le cadre du projet Deep Earth Carbon Degassing (Decade) et qui tendent à donner encore plus de crédibilité à une méthode pour prédire les éruptions volcaniques en mesurant en continu les variations de la composition en carbone (C) et soufre (S) des gaz volcaniques.

Le volcanologue Jacques-Marie Bardintzeff, interrogé à ce sujet par Futura-Sciences nous a d’ailleurs confirmé que : « c’est un article très intéressant, avec une bonne mise au point. Lors d’une éruption, les fluides précèdent souvent les solides et constituent donc des « signes avant-coureurs ». Des mesures de plus en plus précises, et surtout en continu, affineront de toute façon les modèles de prévision. Comme cela est écrit dans l’article, il est aussi question des précisions obtenues concernant certaines idées connues (les mesures effectuées sur le Pinatubo en 1991). Par exemple, je parlai déjà de l’intérêt des mesures du rapport S/C, qui est le témoin d’une injection magmatique en profondeur, dans mon livre Volcanologie en 2006 ». (vidéo de l’interview a retrouvé sur http://www.futura-sciences.com/planete/actualites/volcanologie-volcan-saut-chimie-fumerolles-serait-bon-indicateur-eruption-65269/)

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La bande-annonce d’un documentaire sur le métier et les aventures des volcanologues, notamment Haroun Tazieff, disponible en DVD et sur YouTube. Durant plusieurs mois, nous suivons deux personnages principaux, un jeune chercheur belge prometteur qui se nomme Robin Campion et François « Fanfan » Le Guern, un des volcanologues français les plus expérimentés. Leurs parcours se répondent naturellement, s’entrelacent avec malice et nous livrent une histoire singulière des différentes époques de la volcanologie contemporaine. © Pierre Quiqueré

 

L’essor de la surveillance en continu des volcans

Cela fait des décennies que les volcanologues font des mesures de la composition des gaz volcaniques mais pendant longtemps, il ne s’agissait que de mesures sporadiques faites souvent à l’occasion d’expéditions aux plus proches des bouches éruptives, ce qui est naturellement dangereux. On cherche depuis longtemps également à relier des variations de la composition de ces gaz à la survenue d’éruptions mais, pour obtenir des résultats fiables, il fallait pouvoir faire des mesures en continu.

 On a déjà pu le faire avec d’autres techniques de surveillance de l’activité volcanique, à savoir la sismologie et la mesure de l’inclinaison des pentes d’un volcan qui changent lorsqu’il gonfle en raison de la remontée du magma. Des mesures peuvent être faites à distances avec des capteurs déposés sur les flancs des volcans et que peuvent alimenter des cellules photovoltaïques. Mais ce n’est qu’au début des années 2000 que l’on a pu commencer à faire de même avec des dispositifs capables d’analyser les gaz. Les chercheurs italiens ont été des pionniers dans ce domaine sur les volcans laboratoires que sont l’Etna et le Stromboli.

Il semble maintenant que de brusques modifications dans le rapport du contenu en atomes de carbone sur celui en atomes de soufre soient un bon indicateur de la survenue d’une éruption de quelques jours à quelques semaines à l’avance car on l’observe dans de plus en plus de volcans. Une nouvelle confirmation de cette découverte prometteuse a notamment été faite en étudiant le Turrialba au Costa Rica, comme l’explique une publication parue il y a quelques mois dans le célèbre Journal of Geophysical Research. Ce volcan de la fameuse ceinture de feu du Pacifique est l’un des plus surveillés du Costa Rica car il est situé à une trentaine de kilomètres seulement de San José, la capitale. Son dynamisme éruptif est à rapprocher de celui de Vulcano, dans les îles éoliennes, et il s’agit donc d’un volcan gris, explosif, générant des panaches de cendres pour l’essentiel.

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Une vidéo montrant l’activité éruptive du Turrialba au Costa Rica. © Repretel Costa Rica

Un modèle de dégazage du magma signalant une éruption imminente

D’après les volcanologues, la connexion entre la survenue d’une éruption et la modification de la géochimie des gaz volcaniques s’expliquerait de la manière suivante. Lorsque du magma progresse vers la surface, la pression exercée par les roches environnantes diminue de sorte que la solubilité des gaz change. On peut constater ce phénomène en débouchant une bouteille d’eau minérale, la baisse de pression provoque la libération de bulles de gaz. Dans les deux cas, il s’agit de dioxyde de carbone et c’est pour cette raison que le rapport C/S augmenterait brusquement dès que le magma en train de remonter serait à moins de 10 kilomètres de profondeur sous un édifice volcanique. Les gaz soufrés ne commenceraient à former des bulles dans le magma qu’à des profondeurs plus faibles.

L’interprétation des modifications du rapport C/S (que l’on observe quelques heures ou quelques jours avant une éruption dans le cas du Stromboli et de l’Etna) n’est cependant pas évidente en surface. Ainsi, dans le cas du volcan Poás, également situé au Costa Rica, les travaux menés dans la cadre du projet Decade ont montré au contraire une baisse du rapport C/S quelques jours avant une éruption. La raison semble être que le lac acide au sommet du volcan filtre les émissions de gaz soufrés alors qu’il laisse passer le gaz carbonique, produisant un rapport qui reste en général élevé et constant. Ce rapport change quand le magma est suffisamment proche de la surface pour que de plus grandes quantités de gaz soufrés soient libérées et ne soient pas absorbées par l’eau du lac.

D’autres volcans seront bientôt surveillés au niveau de leurs émissions de gaz. Bien qu’il reste des problèmes à résoudre, la surveillance satellitaire de leurs compositions va probablement se développer à l’avenir et l’on peut penser que l’on saura de mieux en mieux évaluer et prédire les risques d’éruptions sur les plus de 500 volcans actifs connus sur les continents.

Article de Laurent Sacco sur Futura Science :  www.futura-sciences.com/planete/actualites/volcanologie-volcan-saut-chimie-fumerolles-serait-bon-indicateur-eruption-65269/

L’eau et le feu, de la grotte Chauvet à Haroun Tazieff. Les fresques de la grotte Chauvet – Pont d’Arc : quelles clés de décryptages ? Essai d’interprétation par l’environnement et le volcanisme, article de Frédéric Lavachery

le 17 janvier 2016 par Sylvie
Des dessins d’éruptions volcaniques dans la grotte de Chauvet, sources : article du Monde du 8 janvier et article de Bernard Duyck sur son blog

le 10 janvier 2016 par Sylvie
Les gerbes rouges du panneau du "Sacré-Cœur",  dans la grotte Chauvet-Pont d'Arc, peuvent être interprétées comme des représentations d'éruptions volcaniques survenues il y a 36 000 ans non loin de la caverne.

Comment interpréter les gerbes rouges qui éclaboussent le « Sacré-Cœur », un des panneaux ornés de la grotte Chauvet-Pont-d’Arc ? Ou d’autres marques de doigts qui dessinent des faisceaux sur les parois tendres de la grotte ardéchoise ? Une équipe française associant des physiciens et des préhistoriens propose une réponse inédite, dans la revue PLoS One du 8 janvier. Ces feux d’artifice, qui sont uniques dans les grottes ornées aurignaciennes, représenteraient des éruptions des volcans tout proches du Bas-Vivarais. Leurs fontaines de laves auraient coulé il y a 36 000 ans, selon une datation qui concorde avec celle de l’occupation humaine de la caverne.

« L’hypothèse méritait d’être retenue, on est dans la plausibilité », indique Jean-Michel Geneste, qui dirige les recherches archéologiques de la grotte, et figure parmi les signataires de l’article de PLoS One. La poignée de ces dessins non figuratifs qui ont jusqu’à présent été repérés dans les dédales souterrains questionnait les préhistoriens.

 

Signe en gerbe gravé aux doigts, galerie des Mégacéros, grotte Chauvet-Pont d'Arc.

L’hypothèse a surgi fortuitement, dans le Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE, Gif-sur-Yvette). « Je rentrais d’une mission dans la grotte, où j’étudie le paléoclimat à partir de stalagmites, quand mon collègue Sébastien Nomade m’a parlé de ses datations des volcans du Vivarais, raconte Dominique Genty. Je lui ai dit : tes volcans, ils sont dans la grotte ! »

En effet, une datation nouvelle des volcans stromboliens du Bas-Vivarais, sur base d’échantillons prélevés au Suc de Bauzon, à la Coupe d’Aizac et au maar de Ray-Pic e.a., par la méthode 40Ar/39Ar, des isotopes de l’argon, fait remonter leur activité aux environs de 36.000 ans, période compatible avec une première occupation de la grotte, à l’Aurignacien.

datation

Restait à vérifier que les gerbes dessinées remontaient bien à la même époque. Les chercheurs ont eu de la chance, car certaines d’entre elles sont prises en sandwich entre d’autres dessins au charbon de bois, qui peuvent être précisément datés au carbone 14. « Les tracés au doigt sont impossibles à dater en eux-mêmes, mais là, ils sont pris dans une succession, une superposition », se réjouit Jean-Michel Geneste.

Ces dessins, qui effacent ceux d’en dessous, avant d’être eux-mêmes partiellement recouverts, « font irruption dans la grotte, paraissaient intempestifs, anachroniques, non figuratifs », note-t-il. Mais s’ils renvoient à des éruptions tout aussi intempestives, ils prennent un autre sens. Depuis les collines qui surplombent la grotte, les fontaines de laves du Vivarais, ou les nuées qui s’en échappaient, devaient être visibles, 35 km au nord-ouest. Pour les hommes du paléolithique, des chasseurs-cueilleurs qui avaient rapporté dans la grotte des matériels provenant des bords du Rhône, ces proches contrées ne devaient pas être inconnues. Les voir soudain en proie aux fureurs volcaniques avait de quoi renvoyer des artistes à leur chevalet, supposent les chercheurs.

 

Carte des environs de la grotte Chauvet et du Bas-Vivarais.

Dans la préhistoire, il existe peu d’exemples de représentations de volcans, soulignent Sébastien Nomade et ses collègues : le site de Çatalhöyük, en Turquie, vieux de 8 000 ans, était jusqu’alors considéré comme offrant la plus ancienne représentation d’une éruption.

 

A - Plan de la grotte Chauvet avec les emplacements de dessins en gerbe.
B - Relevé d'un des dessins.
C - Pierre gravée sur un site archéologique arménien décrivant l'éruption du Porak il y a 7 000 ans en Arménie.

En savoir plus sur http://www.lemonde.fr/sciences/article/2016/01/08/des-dessins-d-eruptions-volcaniques-dans-la-grotte-chauvet_4844258_1650684.html#rVbLXVWgewt0Lypm.99

http://www.lemonde.fr/sciences/article/2016/01/08/des-dessins-d-eruptions-volcaniques-dans-la-grotte-chauvet_484425

http://www.earth-of-fire.com/2016/01/la-plus-ancienne-representation-d-une-eruption-dans-la-grotte-chauvet.html

Numéro spécial Los Rocaires sur les Journées Haroun Tazieff

le 10 janvier 2016 par Sylvie

Los Rocaires, bulletin de liaison du Centre de Ressources Environnement et développement durable, basé à Vailhan, a sorti un magnifique numéro spécial sur les Journées Haroun Tazieff. Les articles sont riches et intéressants, illustrés de  photos et documents. L’édito a été signé par Jacques-Marie Bardintzeff, volcanologue bien connu, dans lequel il rend hommage à Haroun Tazieff.

Voici le sommaire :

– Haroun Tazieff, le pélerin des volcans par Frédéric Lavachery, président du Centre Haroun Tazieff pour les Sciences de la Vie et de la Terre et fils d’Haroun Tazieff.

 – Les Journées Haroun Tazieff par Bernard Halleux, président de l’Association de Protection de la Nature des Hauts Cantons, instigateur infatigable de ces JHT.

– LAVE par Claude Lesclingand, membre fondateur, président d’honneur et délégué du sud-Est, qui présente  l’Association de Volcanologie Européenne.

– Saint Thibéry au pied de s Monts par Philippe Ferrer, association pour la Préservation du Patrimoine de Saint Thibéry.

– L’usine volcan par Jean-Marie Dautria, maître de conférence émérite université de Montpellier 2.

– Les volcans actifs du Sud de l’italie par Jean-Claude Bousquet, géologue universitaire.

– Bessan, un collège en éruption par Bruno Taragnat et Sébastien Maurras, professeur d’EPS et de SVT.

– Des volcans en partage par Valérie Baille et Chrystèle Buonomo, professeurs des Ecoles.

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La tectonique des plaques existerait depuis bien plus de 800 millions d’années, article de Laurent Sacco sur Futura Sciences du 18 décembre 2015.

le 19 décembre 2015 par Sylvie

De quand date le début de la tectonique des plaques ? Certains géo-dynamiciens lui donnaient 800 millions d’années mais la réponse à cette question reste controversée. Une nouvelle analyse des conditions de formation de certaines roches métamorphiques, les schistes bleus, laisse maintenant penser que cette tectonique pourrait dater d’un milliard d’années, voire plus.

En étudiant des schistes bleus, des géodynamiciens en avaient conclu que l'âge du démarrage de la tectonique des plaques était de 800 millions d'années. Aujourd'hui, un verrou vient de sauter : le phénomène aurait pu exister avant. Sur la photo, les roches du Lavoir, sur l'île de Groix, en Bretagne. © Christian Nicollet

En étudiant des schistes bleus, des géodynamiciens en avaient conclu que l’âge du démarrage de la tectonique des plaques était de 800 millions d’années. Aujourd’hui, un verrou vient de sauter : le phénomène aurait pu exister avant. Sur la photo, les roches du Lavoir, sur l’île de Groix, en Bretagne. © Christian Nicollet

Dans les années 1960, l’adoption de la théorie de la dérive des continents, et finalement de la théorie de la tectonique des plaques qui en est sa forme moderne, a constitué un changement de paradigme important pour la communauté des géosciences. Ce ne fut pas sans de multiples résistances, jusqu’au début des années 1970. Le volcanologue Haroun Tazieff et ses collègues explorant la fameuse dépression de l’Afar, en Afrique de l’Est, y découvrirent un rift océanique exondé et contribuèrent à cette révolution des sciences de la Terre. En effet, dans cette région du globe, il est possible de voir et mesurer l’expansion des océans et la fabrication d’une nouvelle croûte océanique. Cependant, la surface de la Terre étant finie, il faut nécessairement que de la croûte océanique disparaisse quelque part.

La clé de l’énigme est facile à trouver : il se produit des phénomènes dit de subduction, c’est-à-dire le plongement d’une plaque océanique sous une autre, par exemple continentale. Or cette subduction s’accompagne de processus de transformation des roches qui font partie de ce que l’on appelle le métamorphisme. En l’occurrence, du basalte de plaque océanique qui plonge dans le manteau va subir des augmentations de pression et de température. Lorsque ces dernières sont respectivement hautes et basse, le basalte voit sa composition minéralogique changer ; il se forme alors des schistes bleus. Il s’agit de roches métamorphiques caractérisées par la présence de glaucophane (couleur bleue) et de micas blancs.

Dans la dépression de l’Afar, dans la corne de l’Afrique, une expédition scientifique fait route pour étudier le volcan Erta Alé. Dans cette interview, le volcanologue Haroun Tazieff évoque son expédition et l’activité volcanique. Un témoignage accompagné d’images d’illustration de l’expédition sur le volcan, de son équipe au travail, des archives des films Etna 71 et de son expédition dans l’Afar. © INA, ORTF

Des schistes utilisés comme marqueur de la subduction

Les mouvements tectoniques font que certaines de ces roches caractéristiques d’une subduction d’une plaque océanique sous une plaque continentale peuvent se retrouver à la surface de la Terre. Il est ainsi possible de trouver de très beaux affleurements de ces roches, par exemple sur l’île de Groix, en Bretagne. Ces affleurements nous permettent de collecter des échantillons qui peuvent être datés. Surprise : on ne trouve pas de schistes bleus dont l’âge est supérieur à 800 millions d’années environ. Des géodynamiciens en avaient conclu que c’était là l’âge du démarrage de la tectonique des plaques.

Malheureusement, cela n’est pas sans poser problème car d’autres indications laissent entendre que la tectonique des plaques existe sur Terre depuis des milliards d’années (pendant l’Archéen et peut-être même l’Hadéen). Cette tectonique devait être différente d’aujourd’hui, avec un plus grand nombre de plaques se déplaçant plus rapidement car le manteau de notre planète était plus chaud et plus convectif.

Heureusement, un article récemment publié dans Nature Geoscience par des chercheurs de l’université Johannes Gutenberg de Mayence, en Allemagne, a semble-t-il levé la contradiction grâce à un modèle géochimique. Un manteau plus chaud signifie aussi que la composition de la croûte océanique était différente il y a plus d’un milliard d’années : elle était plus riche en oxyde de magnésium. D’après ce modèle, la subduction d’une telle croûte ne produit pas de schistes bleus mais bien de schistes verts, que l’on associe aujourd’hui à du métamorphisme se produisant dans des conditions de basses pression et température.

Le manque de schistes bleus dans les roches anciennes n’est pas incompatible avec une subduction. Un verrou a donc sauté qui nous empêchait d’admettre que la tectonique des plaques était déjà active il y a 3,8 à 4 milliards d’années.

Article complet sur :

http://www.futura-sciences.com/magazines/terre/infos/actu/d/tectonique-plaques-tectonique-plaques-existerait-depuis-bien-plus-800-millions-annees-60895/#xtor=EPR-17-[QUOTIDIENNE]-20151219-[ACTU-La-tectonique-des-plaques-existerait-depuis-bien-plus-de-800-millions-d-annees]