Audrey PENNACCHIONI

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Audrey PENNACCHIONI

• The Secrets of Supervolcanoes
• By Ilya N. Bindeman

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• Article publié
• en Juin 2006
• dans Scientific
• American
• Magazine par Ilya N. Bindeman

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SOMMAIRE

• I. Les supervolcans, présentation
• - Définition d'un volcan
• - Formation d'un supervolcan
• - Les supervolcans répertoriés
• II. Effets et prévention
• - Conséquences climatiques
• - Analyse des micro-cristaux

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• LES SUPERVOLCANS , PRESENTATION

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Définition d'un volcan

• ? Relief résultant de l'émission en surface de
  produits magmatiques (laves, cendres, gaz )
  issus de la fusion en profondeur du manteau
  supérieur.

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Qu'est ce qu'un supervolcan ?

• -Puissantes éruptions ? Superéruptions (VEI8 sur
  l'échelle de l'explosivité volcanique)
• -Volume de débris rejeté bien supérieur aux
  éruptions  normales (plus de 750 km3)

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Formation d'un supervolcanLes origines ...

• Point chaud ou Subduction

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Formation d'un supervolcan Le cycle éruptif
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Qu'est que la caldeira ?

• Dépression formée par leffondrement de la
  surface dans la chambre magmatique sous-jacente.
• ? Permet l'estimation de la taille de la chambre
  magmatique

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La viscosité du magma

• -gt mesure la résistance à l'écoulement d'un
  fluide.
• Définie par la force de viscosité
• -dv/dx norme du gradient de vitesse
• -S surface au contact du fluide
• - µ viscosité du liquide

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La viscosité du magma

• Magma  masse de silicates fondus dans laquelle
  sont dissous, en proportions variables, des
  composés volatils.
• Varie en fonction de
• - La composition chimique
• -gt Silice sous forme de SiO4 (silicate)
• Si abondante (gt66) acide -gt magma visqueux
• Si peu de Si04 (lt53) basique -gt magma fluide

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La viscosité du magma

• - la température
• plus c'est chaud,
• plus c'est fluide
• Rhyolite magma acide
• Basalte magma basique

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La viscosité du magma

• La teneur en eau 
• Facilite l'hydrolyse
• de la silice et donc la
• fluidification du magma.
• (décomposition d'un
• corps par fixation des
• ions H et OH-
• provenant de la
• dissociation de l'eau)

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La pression du magma

• Remontée du magma si celui ci est moins dense que
  les roches du manteau 
• D ?corps/?référence avec ? masse volumique
• La poussée d'Archimède permet au magma de
  remonter jusqu'à la croûte 
• Pa ?fluide x g x V

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Les supervolcans répertoriés

• Lac Toba (Sumatra, Indonésie)  Il y a 73 000
  ans, cette éruption a libéré 2 800 km3 de débris
• Lac Taupo (Ile du Nord, Nouvelle Zélande),
  éruption d'Oruanui. Il y 26 500 ans environ,
  libérant 1 170 km3 de débris

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Les supervolcans répertoriés

• Caldeira La Garita (Colorado, Etats Unis). Il y a
  27,8 millions d'années (environ 5 000 km3)
• Caldeira de Yellowstone (Wyoming, Etats Unis) Il
  y a 2,2 millions d'années (2 500 km3), 1,3
  millions d'années et il y a 640 000 ans (1 000
  km3)

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YellowstoneLa découverte

• Robert Christiansen découvre le caractère
  volcanique du site dans les années 60
• - Enorme caldeira environ 50 km de long par 20
  km de large et 10km de profondeur
• Robert Smith réussit à cartographier la chambre
  magmatique grâce à la sismologie 22 sismomètres
  sur le site

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(No Transcript)
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• Vitesse de
• propagation varie
• en fonction du
• milieu qu'elle
• traverse 
• - Grande dans roches solides
• - Moindre dans roches en fusion
• gt v distance / temps

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• EFFETS ET PREVENTION

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Conséquences sur le climat

• Très grand volume de débris et de cendres rejeté.
  Les rayons du soleil ne passent plus

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Conséquences sur le climat

• Dégâts dans l'atmosphère 
• Dioxyde de souffre SO2 réagit avec l'eau et
  l'oxygène pour produire des gouttelettes d'acide
  sulfurique (H2SO4)
• Acide sulfurique se retrouve souvent piégé dans
  la glace ? Analyse des isotopes de l'oxygène

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Conséquences sur le climatOxydation du Dioxyde
de souffre

• Gaz retombent sous forme de pluies acides et se
  mélangent aux cendres pour former des sulfates.
• - Les sulfates prélevés présentent un taux
  anormal d'oxygène 17
• - Réactions avec ozone (le SO2 prend la signature
  isotopique de l'ozone, avec lequel il a réagit
  pour former le H2SO4)

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Conséquences sur le climatOxydation du Dioxyde
de souffre
? Ozone endommagée
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Analyse des micro-cristauxLe zircon

• Silicate de zirconium. Zr(SiO4).
• Densité 3,90 - 4,71
• Clivage imparfait.
• Couleur incolore, jaune, brun, orange, rouge,
  violet bleu, vert.
• Forme des cristaux prismes à 4 côtés courts
  tassés, à extrémités pyramidale.
• Point de fusion 1 855C
• Traces thorium et uranium radioactifs
• Résistent à importantes variations de
  températures et de pression sans modification de
  leur composition chimique originelle.

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Analyse des micro-cristauxLe zircon

• Analyse des isotopes d'oxygène dans les zircons
• Zircons pauvres en O18 ? magma de surface
• Le chambres magmatiques
• ne se remplissent donc pas
• systématiquement par le bas.
• gt Le toit qui s'effondre peut
• également fondre et donner
• matière à de nouvelles
• éruptions.

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Récapitulatif des analyses avec les isotopes
d'oxygène
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Conclusion

• - Les supervolcans nous livre petit à petit leur
  secret.
• - Nous sommes aujourd'hui capable de prédire
  l'ampleur de ces événements mais sans savoir
  quand ils auront lieu.

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Sources

• Internet 
• http//www.notre-planete.info/actualites/actu_2688
  _eruption_supervolcan_Yellowstone.php
• http//www.scribd.com/doc/23516359/Les-SuperVolcan
  
• http//earth-of-fire.over-blog.com/article-vol-779
  21595.html
• http//www.minerauxetgemmes.com/le20zircon.htm
• http//www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosgeol/01_decouvri
  r/02_subduction/04_subduction_plaques/01_terrain/0
  3a_plus.htm
• Livres 
• Volcanologie, Sciences sup, édition DUNOD,
  Jacques Marie Bardintzeff