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Earth of fire

Actualité volcanique, Article de fond sur étude de volcan, tectonique, récits et photos de voyage

Publié le par Bernard Duyck
Publié dans : #Dossiers

 

La Snake River Plain - SRP - a subi lors de sa formation, un volcanisme de type bimodal, rhyolitique puis basaltique, en réponse au passage de la plaque tectonique nord-américaine au dessus du point chaud du Yellowstone (pour les puristes, au dessus du panache mantellique dit du Yellowstone).

 

books_005.pngVolcanisme bimodal de la Snake River Plain - Heise volcanic field sur la droite - doc. in field guide to geologic excursions in Utah and Nevada.

 

SnakeRiverMap-copie.jpg

La Snake River Plain est ponctuée par de nombreuses caldeiras rhyolitiques d'âge échelonné entre 16 et 4,4 Ma .

 

De nombreuses éruptions explosives de nature rhyolitique se sont succédées au cours des derniers 16 millions d'années, et ont formé de gigantesques caldeiras qui ponctuent le sous-sol de la SRP.

Des éruptions basaltiques, considérées comme le stade ultime du volcanisme dans cette région, ont ensuite formé une couche recouvrant les dépôts de rhyolites, maintenant cachés à notre regard.

 

Dossier-23-7342-copie.jpg                La Snake river coupe le plateau basaltique à Twin Falls (Idaho) - © Bernard Duyck 


 

yellowstones-magma-body.jpgLe panache mantellique du Yellowstone se prolonge sous la Snake river plain en Idaho  - la caldeira du Yellowstone, siège actuel du point chaud, est entouré d'une ligne rouge - image réalisée par tomographie sismique / doc. YVO - R. Smith.

 


La progression relative du volcanisme de l'ouest vers l'est a formé des champs volcaniques successifs avec leur caldeiras, caractérisés par des éruptions formatrices de caldeiras séparées de 0,5 à 1 million d'années.

Le passage de la plaque nord-américaine au dessus de l'anomalie thermique à un point spatio-temporel précis a été accompagné successivement de soulèvement, tectonisme régional, de massives éruptions explosives, d'effondrement de caldeiras, suivi de volcanisme basaltique et de subsidence générale.

 

Le champ volcanique Heise est situé dans la partie est de la Snake River Plain ; il représente un champ adjacent, et un peu plus vieux, au plateau volcanique du Yellowstone.

 

Cinq grandes émissions d'ignimbrites rhyolitiques de volume supérieur à 0,5 km³ ont marqué le volcanisme de la région de la fin du Miocène au début du Pliocène, dont quatre épisodes en relation avec le champ volcanique Heise.

- le Blacktail Creek tuff : 6.62 ± 0.03 Ma

- le Walcott tuff : 6.27 ± 0.04 Ma

- le Conant Creek tuff : 5.51 ± 0.13 Ma

- le Kilgore tuff  : 4.45 ± 0.05 Ma.

Les deux éruptions ignimbritiques qui nous intéressent, dans le cadre de supervolcans avec des émissions en volume supérieures à 1000 km³, sont le Blactail tuff, avec 1.500km³ et le Kilgore tuff, avec 1.800 km³.

 

Pourquoi s'intéresser à ces anciennes méga-éruptions ?

 

A Heise, comme au Yellowstone et aux autres caldeiras, le magma entre en éruption de façon explosive et effusive; Les éruptions explosives génèrent de larges dépressions sous forme de caldeiras, qui se forment par effondrement du toit de la chambre magmatique vidangée. Les éruptions effusives suivent la phase d'effondrement et suintent en périmètre ou au centre de la caldeira.

L'analyse des éruptions du Yellowstone révèle que les éruptions qui ont formé les trois caldeiras  sont caractérisées par des magmas "normaux" isotopiquement parlant; qu'elles ont été suivies d'éruptions rhyolitiques post-caldeira caractérisée par une déplétion en oxygene-18. A Heise, presque tous les magmas des stades finaux présentent aussi une déplétion en oxygène-18.

Ces grandes caldeiras ont été le siège de phénomènes hydrothermaux durant des milliers d'années ... l'oxygène des eaux (neige et eau de pluie) est en contact intime avec l'oxygène contenu dans les roches volcaniques, et ils se mêlent. Il en résulte des roches à faible teneur en oxygène-18 et de l'eau enrichie en oxygène-18. Les eaux hydrothermales ne peuvent parcourir que quelques kilomètres sous la surface ... on en conclue qu'une empreinte légère en isotope de l'oxygène peut identifier une environnement proche de la surface comme source de "magmas légers" en isotope. L'effondrement de la caldeira apporte les roches accumulées dans la caldeira à proximité du magma chaud et on assiste à une re-fusion des roches altérées hydrothermalement. Comme résultat : des magmas en déplétion d'oxygène-18 éruptent à la surface sous forme de "laves légères" et annoncent le stage final de magma basaltique en re-fusion et en phase de cannibalisation de la crôute supérieure.

La cannibalisation n'est pas un hasard, mais fait partie du cycle de vie des caldeiras de Heise et du Yellowstone, et peut-être des autres caldeiras de la SRP. La compréhension du mécanisme de ces éruptions permettra de prédire l'activité du Yellowstone. Nous ignorons pour le moment si l'éruption de formation de la quatrième caldeira du Yellowstone va être analogue à la quatrième éruption/ formation de caldeira de Heise (Kilgore tuff) ... ou, plus logiquement, le Yellowstone est-il "géologiquement mort" ? et dans ce cas, il faudra un nouveau cycle de 1 à 2 Ma avant que ne naisse un nouveau volcan au nord-est du plateau volcanique du Yellowstone.

( selon Kathryn Watts - Oregon university)

 

Dossier-23-7919-copie.jpg                 "Columnar jointing" , des orgues basaltiques à Mesa Falls - © Bernard Duyck

                    Mesa falls  fait partie de la caldeira Henry's Fork / Yellowstone.

 

 

Sources :

- Revue L.A.V.E. - n°140 - Le volcanisme de la Snake River Plain , par Bernard Duyck.

- Timing and developpement of the Heise volcanic feld, Snake river plain, Idaho, by L. Morgan & al.

- Insights from the Kilgore tuff ; surprising homogeneity of supervolcanic magmas in Yellowstone hotspot calderas, by K. Watts & al.

- Geotimes - Yellowstone and Heise : supervolcanoes that lighten up , by K. Watts / 11.2007.

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