Les lacs de lave du Kilauea, Ambrym et Nyiragongo // Kilauea, Ambrym and Nyiragongo lava lakes

En 2018, la pression du magma a entraîné la hausse de niveau du lac de lave au sommet du Kilauea (Hawaii). Cette forte pression magmatique a débouché sur une très spectaculaire éruption qui a provoqué la vidange rapide du lac de lave et l’effondrement du cratère sommital du Kilauea

La même séquence d’événements s’est également produite en 2018 à Ambrym, un volcan très actif au Vanuatu. On note beaucoup de points communs avec l’éruption du Kilauea. Avant 2018, la caldeira sommitale d’Ambrym hébergeait cinq lacs de lave. Dans les semaines précédant l’éruption, la lave dans au moins l’un des lacs a montré une hausse significative, comme cela a été observé avant l’éruption du Kilauea en 2018.

Source : GeoHazards

Une hausse de la sismicité a été enregistrée au sommet le 14 décembre à Ambrym et très vite le magma est entré dans la zone de rift sud-est, provoquant une fracturation importante du sol. En deux jours, les cinq lacs se sont vidangés et les cratères se sont effondrés, tandis que des panaches de cendres s’élevaient du sommet.

Le 17 décembre, la migration du magma s’est arrêtée à Ambrym. Peu de temps après, les habitants ont observé de la pierre ponce en train de dériver sur le rivage, preuve qu’une éruption sous-marine s’était produite plus loin dans la zone de rift. Au sommet, un lac d’eau a rapidement remplacé l’un des lacs de lave dans le cratère effondré.

La fracturation du sol à Ambrym a causé des dégâts aux bâtiments en 2018, mais l’éruption aurait pu être plus dévastatrice si elle s’était produite sur terre.

En 1913, un schéma d’activité identique s’est produit à Ambrym, avec une éruption sur terre qui a détruit un hôpital. Une étude sur l’éruption d’Ambrym en 2018 souligne que l’élévation du niveau du lac de lave avant l’éruption était probablement due à une accumulation de pression dans la chambre magmatique sommitale. Les auteurs de l’étude notent que ce processus a été décrit en détail pour le Kilauea qui dispose d’un réseau de surveillance plus performant.

En conclusion, on peut dire que les lacs de lave sommitaux sont de bons indicateurs de la pression qui règne dans la chambre magmatique sous-jacente, et jouent le rôle de baromètres à liquide.

L’analyse de la lave a montré que le dyke magmatique d’Ambrym avait, sur son parcours le long de la zone de rift, rencontré une poche périphérique de magma plus ancien. Ce mélange de magmas a également eu lieu lors de l’éruption dans la Lower East Rift Zone du Kilauea en 2018, avec des conséquences sur les débits éruptifs et les risques associés.

Les observations des éruptions d’Ambrym et du Kilauea indiquent que l’élévation rapide du niveau des lacs de lave sommitaux pourrait être un bon indicateur des prochaines éruptions latérales de ces volcans.

Ce processus éruptif a des implications pour les risques associés au Nyiragongo, en République Démocratique du Congo. Le volcan héberge un grand lac de lave actif depuis des décennies. L’élévation du niveau de ce lac de lave a précédé de grandes éruptions latérales en 1977 et 2002. L’éruption de 1977 du Nyiragongoa produit des coulées de lave particulièrement rapides qui ont tué des dizaines de personnes. Les coulées de lave de l’éruption de 2002 ont envahi une grande partie de la ville de Goma, laissant 120 000 personnes sans abri et en déplaçant de nombreuses autres. Actuellement, le lac de lave du Nyiragongo a un niveau élevé, semblable à celui d’avant les éruptions de 1977 et 2002. Une étude récente, menée par une équipe internationale de scientifiques, a conclu que la situation actuelle sur le Nyiragongo pourrait déboucher sur une nouvelle éruption latérale dans plusieurs années.

Source : Wikipedia

S’agissant du Kilauea, il convient de noter que le lac de lave actuel qui a commencé à se former en décembre 2020 dans le cratère de l’Halema’uma’u est très différent de celui que l’on pouvait observer avant 2018. Le lac actuel est formé par accumulation de la lave qui coule passivement au fond du cratère. Il ne se trouve pas directement au-dessus du conduit en provenance de la chambre magma. Cela signifie que les changements de son niveau ne peuvent pas être utilisés comme indicateurs de la pression magmatique.

Lac de lave avant l’éruption du Kilauea en 2018 (Source : HVO)

‘Lac’de lave actuel sur le Kilauea (Source: HVO

Au fil des ans, les pentes du Kilauea, d’Ambrym et du Nyiragongo ont été dévastées par des éruptions alimentées par un magma s’écoulant depuis leurs sommets. Les scientifiques espèrent aboutir à une meilleure compréhension de ces éruptions latérales et de leurs signes avant-coureurs. Ils pourront ainsi utiliser ces connaissances pour réduire les risques et améliorer la prévision éruptive.

Source: USGS / HVO.

Pour ceux qui possèdent l’ouvrage, des descriptions des éruptions tragiques d’Ambrym et du Nyiragongo se trouvent dans mon livre Killer Volcanoes, aujourd’hui épuisé.

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In 2018, rising summit lava lake levels, caused by building magmatic pressure, culminated in a large eruption of Kilauea (Hawaii) which abruptly drained the summit lava lake and initiated crater collapse.

The same sequence of events also occurred in 2018 on Ambrym, a highly active volcano in Vanuatu, with that paralleled those on Kilauea. Prior to 2018, the summit caldera on Ambrym hosted five lava lakes. In the weeks prior to the eruption, at least one of the lava lakes showed a significant rise, similar to what happened before Kilauea’s 2018 eruption.

Earthquakes began at the summit on December 14th, and soon magma intruded along Ambrym’s southeast rift zone, creating extensive ground cracking. Within two days, all five lakes had drained and the craters collapsed inwards, as ash plumes rose from the summit.

On December 17th, the magma migration stopped. Soon after, residents observed pumice drifting onshore, signaling that a submarine eruption had occurred far down the rift zone. At the summit, a water lake soon replaced one of the lava lakes in the collapsed crater.

Although ground cracking at Ambrym produced damage to buildings in 2018, the eruption could have been more hazardous if it had happened onshore. In 1913, a similar pattern of activity occurred at Ambrym, producing an onshore eruption that destroyed a hospital.

A study on the 2018 Ambrym eruption highlights that the rising lake level prior to the eruption was a likely sign of building pressure in the summit magma chamber. The authors note that this pattern has been documented in detail at Kilauea, which has a more extensive monitoring network.

In essence, summit lava lakes are giant pressure gauges of the underlying magma chamber, akin to a liquid barometer. Analysis of the lava chemistry showed that the magmatic dike at Ambrym had intersected a peripheral, isolated pocket of older magma on its route along the rift zone. This mixing of new and old magma also occurred during the 2018 lower East Rift Zone eruption of Kīlauea, with implications for eruption rates and hazards.

The Ambrym and Kīlauea observations suggest that rapidly rising summit lava lakes may be a common harbinger of upcoming flank eruptions.

This process has implications for hazards at Nyiragongo, in the Democratic Republic of the Congo, which hosts a large summit lava lake that has been intermittently active for decades.

Rising lake levels preceded large flank eruptions in 1977 and 2002 at Nyiragongo. The 1977 eruption produced unusually fast lava flows, killing scores of people. Lava flows from the 2002 eruption covered a large portion of the city of Goma, leaving 120,000 people homeless and displacing many more. Currently, the Nyiragongo lake has risen to a high level, roughly similar to that before the 1977 and 2002 eruptions. A recent study, by a different international team of scientists, has forecast that this could lead to a new flank eruption in several years.

It’s worth noting that the current lava lake at Kilauea, which started forming in December 2020, is fundamentally different from the lake that was present before 2018. The current lake is lava that is passively ponding at the bottom of the Halema’uma’u crater and is not situated directly over the conduit that rises from the magma chamber. This means its lava level changes can’t be used as a pressure gauge in the same manner.

Over the years, communities on Kilauea, Ambrym, and Nyiragongo have been devastated by eruptions fed by magma draining from their summits. Scientists hope to develop a better understanding of these flank eruptions and their precursors and use that knowledge to reduce risk and improve forecasts in the future.

Source: USGS / HVO.

Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) : photos de la lave dans les Grandes Pentes

Cela fait un mois que le Piton de la Fournaise est en éruption. La coulée de lave qui avance dans les hauts des Grandes Pentes, est désormais bien visible depuis la route nationale 2 quand la météo le permet. Jusqu’à présent, l’éruption était surtout visible depuis le Piton de Bert au sommet du volcan.

En amont, l’écoulement de la lave à la sortie des bouches éruptives se fait essentiellement en tunnels jusqu’à la limite supérieure des Grandes Pentes, où des résurgences de lave sont visibles en surface. Le 8 mai, le front des coulées se trouvait à 1138 m d’altitude.

Mon ami Christian Holveck se trouvait sur les lieux et il m’a adressé de superbes photos de la lave. Christian m’explique que l’avancée des coulées se fait par à-coups et assez lentement malgré la pente.

L’intensité de cette éruption reste relativement stable, même si l’amplitude du trémor volcanique a repris sa lente tendance de déclin. Cependant, son amplitude reste significative et atteint encore 50% de l’amplitude maximale observée le13 avril. Il est bien évident que personne ne sait combien e de temps durera cette éruption. L’inflation de la zone sommitale enregistrée par les instruments pourrait signifier que la réalimentation du réservoir magmatique se poursuit.

Photos: Christian Holveck

Conférences

Pour cause de COVID-19 et des restrictions sanitaires qui y sont liées, mes conférences  prévues à Argenton-sur-Creuse, Issoudun et Montluçon ont été reportées.

Si tout va bien, ma conférence « Volcans et Risques Volcaniques » aura lieu à Argenton le 6 octobre 2021. J’interviendrai sur le même thème le 9 mai 2022 à Cognac (Charente).

Les dates concernant Issoudun  (Volcans) et Montluçon (Volcans, puis Glaciers) seront communiquées ultérieurement.

La dangereuse fonte de l’Antarctique // Antarctica’s dangerous melting

Selon une nouvelle étude publiée dans la revue Science Advances le 30 avril 2021, l’élévation du niveau de la mer à l’échelle de la planète à cause de la fonte de la calotte glaciaire antarctique au cours du prochain millénaire a probablement été sous-estimée d’environ 30%. Jusqu’à présent, les études ont expliqué que si la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental disparaissait, le niveau de la mer augmenterait d’environ 90 centimètres. Les auteurs de la nouvelle étude expliquent qu’un effet appelé «mécanisme d’expulsion de l’eau» a été sous-estimé.

L’effet – qui correspond au rebond isostatique – fait référence au soulèvement du substrat rocheux sous la calotte de glace de l’Antarctique occidental qui, selon les scientifiques, accompagnera la fonte de la calotte glaciaire. Je mentionne le rebond isostatique à propos de l’Islande au cours de ma conférence «Glaciers en péril», ainsi que son effet possible sur l’activité volcanique et sur le petit port d’Höfn, sur la côte sud de ce pays.

Le nouveau calcul du «mécanisme d’expulsion de l’eau» montre qu’au cours du prochain millénaire, le niveau de la mer dans le monde pourrait s’élever d’environ un mètre de plus que prévu. Comme le substrat rocheux sous la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental est quelque peu élastique, les scientifiques pensent qu’il s’élèvera au-dessus du niveau de la mer lorsque la calotte glaciaire fondra. Lorsque cela se produira, l’eau de l’océan pourrait être repoussée autour de cette émergence, ce qui ne manquera pas d’augmenter le niveau de la mer dans le monde. Les scientifiques connaissaient déjà ce phénomène, mais de nouvelles recherches montrent que la croûte terrestre sous la région est moins visqueuse qu’on le pensait jusqu’à présent, de sorte que le substrat rocheux pourrait se soulever plus rapidement que prévu.

Un professeur de géophysique à Harvard et qui a participé à l’étude affirme que chaque estimation de l’élévation du niveau de la mer « va devoir être revue à la hausse » au vu de la nouvelle étude.

Les scientifiques craignent que la disparition de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental soit inéluctable. En particulier, le glacier de Thwaites recule à raison d’environ 800 mètres par an. Le réchauffement des eaux océaniques a creusé sous le glacier une cavité de la taille de l’île de Manhattan Les scientifiques ont baptisé le Thwaites le «glacier de la fin du monde» parce qu’il joue le rôle de tampon entre la calotte glaciaire et les eaux océaniques en phase de réchauffement. S’il fond, le glacier déclenchera un effet domino car tous les glaciers de la région sont interconnectés.

Source: Business Insider.

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According to a a new study published in the journal Science Advznces on April 30th, 2021, the global sea-level rise due to the melting of Antarctic ice sheets in the next 1,000 years could have been underestimated by about 30%. Previous studies had estimated that if the West Antarctic ice sheet were to collapse, the sea levels would increase by about 90 centimetres. However, the new study suggests that an effect called the « water-expulsion mechanism » had been underestimated.

The effect – which could also be called isostatic rebound – refers to the bedrock beneath the West Antarctic ice sheet which, according to scientists, will rise above sea levels when the ice sheet melts. I mention the isostatic rebound about Iceland during my conference “Glaciers at risk” and the effect it might have on volcanic activity, as well as on Höfn, a port on the south coast of this country.

The new calculation of this « water-expulsion mechanism » shows that over the next 1,000 years, the world’s sea level could rise by one metre higher than previously predicted.

Because the bedrock underneath the West Antarctic ice sheet is somewhat elastic, scientists believe it will lift above sea level when the ice sheet melts. As this happens, it could push the water around the glacier into the surrounding ocean, adding to the global sea-level rise.

Scientists already knew this, but the new evidence suggests the underlying Earth is less viscous than previously thought, so the bedrock could rise faster than first expected.

A professor of geophysics at Harvard and an author of the study affirms that every single estimate of sea level rise « is going to have to be revised upward » because of this work.

Scientists are concerned that the collapse of the West Antarctic ice sheet could be unstoppable. In particular, the Thwaites Glacier is receding at a rate of about 800 metres per year, and warming waters have created a huge cavity underneath. Scientists have nicknamed this glacier the « Doomsday Glacier » because it is acting as a buffer between the ice sheet and warming waters. As it melts away, it will trigger a cascading effect as all the glaciers of the region are interconnected.

Source: Business Insider.

Le glacier Thwaites (Source : Wikipedia)

8 mai 2021 : Saint Pierre n’oublie pas !

Tous les ans le 8 mai, des cérémonies sont organisées à Saint Pierre (Martinique) en mémoire des victimes de l’éruption de la Montagne Pelée en 1902. Cette année encore, les festivités du « Mai de Saint-Pierre » seront perturbées à cause de la situation sanitaire. Il y aura essentiellement des dépôts de gerbes, une cérémonie protocolaire, une messe et un hommage à Louis Delgrès, illustre Martiniquais né à Saint-Pierre le 2 août 1766. Il a combattu toute sa vie contre le rétablissement de l’esclavage en Guadeloupe en 1794 et a choisi de mourir pour défendre ses idéaux en 1802.

En 2020, lors du premier confinement, le conservatoire de la ville de Saint Pierre, le Rotary Club et la municipalité avaient convié les habitants « à ne pas oublier cette journée tragique » en allumant un lumignon devant leurs portes. Faute de rassemblement, ce geste symbolique était souhaité par la mairie, « en mémoire de tous les trépassés de cette éruption meurtrière ».

Si le 3ème confinement de 2021 est un peu moins contraignant, la municipalité de Saint Pierre joue tout de même la prudence. Un programme allégé est en effet proposé :

Le 6 mai, le dépôt d’une gerbe a célébré l’arrivée des Indiens en Martinique. En effet, c’est le 6 mai 1853 que l’Aurélie, a accosté à Saint-Pierre, avec à son bord 300 Indiens. 25 000 d’entre eux migreront en Martinique et 42 000 vers la Guadeloupe, pour remplacer les Africains dans les plantations.

Une cérémonie protocolaire commémorera le 8 mai 1945 et la fin de la seconde guerre mondiale.

Une messe à la Cathédrale du Mouillage aura lieu aujourd’hui en mémoire des disparus du 8 mai 1902. Elle sera suivie d’une procession à l’Ossuaire, où sera déposée une gerbe.

Le 21 mail il y aura un dépôt de gerbe devant la fresque « TraceJectoire » inaugurée en 2019. Elle rend hommage aux esclaves qui se sont révoltés lors des insurrections de mai 1848 et à tous ceux qui ont combattu l’esclavage.

28 mai : Commémoration de la mort de Louis Delgrès devant l’Escalier de l’Intendance du collège qui porte son nom.

En 2022, 120 ans après, Saint-Pierre se souviendra de la tragédie de 1902 et ses quelque 30 000 victimes. Les célébrations se dérouleront de mai 2022 à mai 2023, centenaire de la renaissance de la Ville « qui a cessé d’être une commune le 10 février 1910. »

Photos : C. Grandpey

Islande : le site éruptif va devenir un parc d’attraction ! // Iceland: the eruption site to become an attraction park !

Ça devait arriver ! Dans une note publiée le 2 mai 2021, j’écrivais que l’éruption islandaise sur la péninsule de Reykjanes « pourrait devenir une attraction au même titre que le Blue Lagoon. Si elle se prolongeait dans le temps, il serait intéressant de construire des infrastructures sur le site, de faire payer les touristes pour qu’ils puissent admirer le spectacle et ainsi démarrer une nouvelle entreprise touristique. »

Je ne pensais pas être aussi près de la réalité ! Les choses se précipitent et le business n’est pas loin! En lisant le site Iceland Review, on apprend qu’un parking pouvant accueillir 500 voitures, des sentiers aménagés et des rangers sont prévus dans un mémorandum qui prévoit également l’implantation de toute une infrastructure sur le site de l’éruption. Le mémorandum a été rédigé par un groupe de travail mandaté par le Cabinet du Premier Ministre et est actuellement examiné par des autorités islandaises. Ainsi aménagé, le site devrait attirer un nombre encore plus grand de visiteurs avec l’allègement des restrictions sanitaires et le retour des touristes étrangers.

L’éruption, qui se déroule à seulement 32 kilomètres de Reykjavík, a commencé le 19 mars 2021 et ne semble pas vouloir s’arrêter. Les scientifiques parlent d’une petite éruption dont la durée est toutefois imprévisible. Elle présente peu de danger pour les zones habitées.

Pour le moment et suite à la nouvelle forme d’activité qui a commencé le 2 mai, la zone de sécurité a été agrandie à 650 mètres autour de la bouche active. Les visiteurs pourront s’approcher à 400 mètres de l’éruption là où le vent souffle moins fort. Le sentier d’accès a été modifié car une partie se trouvait dans la zone de danger.

Comme je l’ai déjà écrit, l’éruption est située sur un terrain privé, mais le mémorandum indique que les propriétaires fonciers sont prêts à mettre en place des infrastructures et des services  pour recevoir des touristes. Les projets sont déjà bien avancés et des consultants ont été embauchés pour étudier l’exploitation du site sur le long terme. Selon le mémorandum, il est prévu une aire de stationnement pouvant accueillir 500 voitures, avec en plus une zone réservée aux autocars. L’accès au parking sera bien sûr payant [NDLR : il est fort probable que l’accès au site le deviendra vu qu’il se trouve sur des terres privées]. Il y aura des toilettes pour les clients du parking.

Selon le mémorandum, les propriétaires fonciers prévoient de négocier avec les compagnies d’hélicoptères pour mettre en place une plateforme d’atterrissage en vue d’un acheminement des touristes et des secours sur le site. Des transactions sont également prévues avec des prestataires de services spécialisés afin de permettre aux visiteurs d’être conduits directement sur le site. Les propriétaires fonciers couvriront le coût de la construction de la route que suppose un tel service.

Le site de l’éruption est actuellement accessible par vol privé ou en marchant deux heures depuis le parking. Un centre d’information dans la ville voisine de Grindavík fait également partie des projets que l’on peut découvrir dans le mémorandum. Il est aussi question de l’installation de câbles électriques afin que des caméras de surveillance puissent être installées sur le site. Le développement de ces infrastructures se fera en gardant à l’esprit la protection de l’environnement.

Il ne manque plus qu’une baraque à frites et une boutique de souvenirs pour que la fête soit complète ! Très peu pour moi !

Source: Revue d’Islande.

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It had to happen ! In a note published on May 2nd, 2021, I wrote that the Icelandic eruption on the Reykjanes Peninsula « could become an attraction just like the Blue Lagoon. If it continued in time, it would be interesting to build infrastructure on the site, to make tourists pay so that they could admire the show and thus start a new tourism business. »

I did not think I was so close to reality! Things are accelerating at the site of the eruption and business is not far off! Reading the Iceland Review website, we learn that a parking lot for 500 cars, pathways, and park wardens are all included in a memorandum suggesting infrastructure for the ongoing eruption. The memorandum was written by a working group commissioned by the Prime Minister’s Office and is now being reviewed by officials. The popular site is expected to draw even larger numbers of visitors as travel restrictions are lifted and international tourism picks up.

The eruption, located just 32 kilometres from Reykjavík, began on March 19th, 2021 and shows no signs of stopping. It is considered small by experts but it is impossible to predict how long it will last. It poses little danger to inhabited areas. The memorandum states that whether or not the eruption continues, the site is likely to remain popular among visitors.

Due to the new activity that started on May 2nd at Vent n°5, the danger zone has been enlarged to 650 meters around the vent. It is expected to be about 400 metres in a calmer wind direction. Work is already underway to change the hiking trail, currently in parts still in the danger zone.

As I put it before, the eruption is located on private land, but according to the memorandum, the landowners are willing to build up infrastructure and services in the area to receive tourists. Preparations to do so are already underway and consultants have been hired to work on long-term planning at the site. According to the memorandum, there are plans of a parking lot that could accommodate about 500 cars at a time, in addition to being able to accommodate buses in parking spaces. A fee will be charged for parking access. There will be toilet facilities for guests by the car park.

According to the memorandum, landowners plan to negotiate with helicopter companies regarding landing at the site as well as specialised service providers for driving to the site itself. Landowners will cover the cost of the road construction involved.

The eruption site is currently accessible by private flight or a two-hour hike from the parking area. An information centre in the nearby town of Grindavík is also part of the memorandum’s suggestions, as well as the installation of electrical cables so that security cameras can be installed at the site. Infrastructure development at the site will be done with the intention to protect the surrounding environment.

To be perfect, the eruption site juste needs a food truck and a souvenir shop. This is not for me!

Source : Iceland Review.

Calibrage des gravimètres sur le Mauna Kea (Hawaii) // Calibrating gravimeters on Mauna Kea (Hawaii)

Un nouvel article publié par l’Observatoire des Volcans d’Hawaii, le HVO, nous explique comment la mesure de la gravité sur le Mauna Kea permet de surveiller le Mauna Loa. Au début de l’article, un scientifique conduit son 4X4 entre Hilo et le sommet du Mauna Kea avec deux gravimètres identiques à l’intérieur de son véhicule. Il s’arrête une demi-douzaine de fois au niveau de points de repère (benchmarks) installés depuis les années 1960. C’est ici qu’il va utiliser les deux gravimètres pour mesurer les variations d’intensité du champ de pesanteur.

Les gravimètres sont des instruments extrêmement précis capables de mesurer les variations de force gravitationnelle avec une précision de l’ordre du milligal [Le milligal, mgal, correspond à un millième de gal qui est l’unité CGS d’accélération (1 gal = 1 cm/s2)]. Cette force varie en fonction de la distance et de la quantité de masse entre l’instrument et le centre de la Terre. Tout comme la pression atmosphérique, elle varie en fonction de l’altitude. Plus on monte en altitude, plus on s’éloigne du centre de la Terre et plus la force gravitationnelle est faible. Cet effet d’élévation est la principale contribution aux changements de gravité mesurés sur le Mauna Kea. Les variations du champ de pesanteur ne sont pas aussi perceptibles que le changement d’atmosphère (il est difficile de respirer au sommet), mais une personne de taille moyenne pèse environ 150 grammes de moins – le poids d’une orange – au sommet du Mauna Kea que dans la ville de Hilo!

Depuis les années 1970,  les scientifiques mesurent les  petits changements de gravité (microgravité), variables avec le temps, sur le Mauna Loa et le Kilauea pour savoir si du magma s’accumule dans leurs réservoirs magmatiques. Cette intrusion magmatique ouvre et remplit souvent des fractures et / ou des espaces vides à l’intérieur de l’édifice volcanique, ce qui provoque une augmentation de la masse du volcan qui peut être mesurée avec un gravimètre.

La mesure de la gravité est un moyen de savoir ou de confirmer si l’inflation en cours, comme celle observée sur le Mauna Loa depuis 2014, est provoquée par l’arrivée d’un nouveau magma à l’intérieur du volcan. Comme indiqué précédemment, les gravimètres sont des appareils extrêmement précis et sensibles et ils nécessitent un étalonnage régulier. Comme l’effet principal mesuré provient des changements d’altitude, il est nécessaire de calibrer les gravimètres sur le Mauna Kea pour mesurer les changements provoqués par l’activité volcanique du Mauna Loa (4170 m). Le Mauna Kea (4207 m) convient parfaitement car il n’est pas influencé par l’activité volcanique étant donné que la dernière éruption du volcan remonte à plus de 4 500 ans.

Sans le Mauna Kea, les scientifiques du HVO devraient envoyer pour calibrage les gravimètres en Californie, avec le risque qu’ils soient endommagés pendant le voyage. La possibilité de calibrer les gravimètres du HVO sur Mauna Kea permet de concevoir un programme de surveillance gravimétrique pour mieux comprendre l’activité volcanique du Mauna Loa. Parallèlement à la déformation du sol et à la sismicité, les levés gravimétriques permettent de détecter la quantité de magma qui arrive lentement dans la chambre magmatique superficielle du Mauna Loa.

Source: USGS / HVO.

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A new article released by the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) explains us how measuring gravity on Mauna Kea helps monitor Mauna Loa. The Observatory starts the article with a scientist driving between Hilo and the summit of Mauna Kea with two identical gravimeters in his car. He stops approximately half a dozen times at a series of benchmarks established beginning in the 1960s. At these benchmarks, the scientist uses the two gravimeters to measure the variation of the force in gravity.

Gravimeters, essentially extremely precise pendulums, can measure a change in the force of gravity to one-in-one billionth of the force one can feel every day. This force varies based on the distance and the amount of mass between the instrument and the center of the Earth.

Just like atmospheric pressure, the force of gravity changes depending on altitude. The higher in elevation one goes, the farther away one gets away from the centre of the Earth, and the weaker the force of gravity. This elevation effect is the primary contribution to changes in gravity measured on Mauna Kea. The changes in gravity are not as noticeable as the change in the atmosphere (it’s hard to breathe at the summit), but the average person also weighs about one-third of a pound less – the weight of an orange – at the summit of Mauna Kea than in Hilo!

Since the 1970s, small changes in time-varying gravity (microgravity) have been measured on Mauna Loa and Kilauea, both active volcanoes, to determine whether magma is accumulating in their magma reservoirs. This intruding magma often opens and fills cracks and/or empty spaces, causing a net increase in the volcano’s mass that can be measured with a gravimeter.

Measuring the gravity is an independent way to confirm whether ongoing uplift, like that occurring at Mauna Loa since 2014, is from new magma intruding into the volcano.

The precision and sensitivity of the gravimeters make them extremely delicate, and they require regular calibration. As the dominant effect that is measured is from changes in elevation, the ability to measure volcanic changes on the high elevations of Mauna Loa (4,170 m) requires to calibrate the instruments over similar elevations on Mauna Kea where there is currently no influence from volcanic activity. The volcano’s last eruption was more than 4,500 years ago.

Without Mauna Kea, HVO scientists would have to send the gravimeters back to California to be calibrated, making them susceptible to damage on their long journey. The opportunity to calibrate HVO gravimeters on Mauna Kea provides the ability to design a gravity monitoring program to help understand volcanic unrest at Mauna Loa. Along with ground deformation and seismicity, future gravity surveys could help detect how much magma is slowly being supplied to Mauna Loa’s shallow magma storage system.

Source: USGS / HVO.

Vue du Mauna Loa et du Mauna Kea (Photo : C. Grandpey)