La gravité sur le Kilauea // Gravity on Kilauea volcano

drapeau francaisUn récent article publié par l’Observatoire des Volcan d’Hawaii (le HVO) montre l’évolution de la gravité sur le Kilauea.
On considère trop souvent la gravité comme une constante, une force qui s’exerce également, en tous points, mais ce n’est pas tout à fait vrai. En fait, la force exercée par la gravité dépend de la masse sous nos pieds et de notre distance par rapport à cette masse. S’il y a quelque chose de très dense dans le sous-sol, comme une chambre magmatique solidifiée, la gravité sera un peu plus forte dans cette zone. A l’inverse, plus on est éloigné du centre de la Terre, plus faible est la gravité. Par exemple, je pèse un peu moins (quelques centaines de grammes) au sommet du Mauna Loa (4169 m) qu’au niveau de la mer à Hilo!
La gravité peut également varier au fil du temps. Au fur et à mesure que le magma s’accumule dans les profondeurs, il pousse le sol vers le haut, ce qui provoque une diminution de la gravité. Ce changement est toutefois contrebalancé par la nouvelle masse de magma dans le sous-sol qui provoque une hausse de la gravité.
Des mesures de variations de la gravité sont effectuées sur le Kilauea depuis les années 1970. Ces études ont révélé un fait remarquable : il existe des espaces vides – probablement un réseau de fissures interconnectées plutôt qu’un seul grand gouffre – sous la surface du volcan. L’accumulation de magma dans ces vides provoque une augmentation de la gravité en raison de l’ajout de masse, mais cela n’entraîne guère de soulèvement de la surface en parallèle.
Au cours des dernières années, les variations de gravité ont été mesurées par des instruments installés en trois endroits sur le Kilauea. Ces mesures continues ont révélé des choses surprenantes sur le lac de lave au sommet du volcan.
En mars 2011, le lac dans le cratère de l’Halema’uma’u s’est vidangé suite à l’éruption fissurale de Kamoamoa sur l’East Rift Zone. La chute du  niveau du lac de lave a provoqué une diminution importante de la gravité mesurée par un instrument sur la lèvre de l’Halema’uma’u. Une caméra thermique à proximité a également suivi la baisse de niveau du lac, ce qui a permis de calculer le volume de lave évacué. Connaissant la masse et le volume, les scientifiques du HVO ont pu déterminer la densité de la lave.
La densité des roches basaltiques qui composent la majeure partie de l’île d’Hawaï est d’environ 2,5 fois la densité de l’eau. Les scientifiques du HVO pensaient que la lave du lac dans l’Halema’uma’u serait légèrement moins dense que la roche environnante, étant donné les gaz qu’elle contient. En fait, les données gravimétriques et celles de la caméra thermique au moment de la vidange du lac en mars 2011 ont révélé que la lave qui occupe la partie supérieure de ce dernier, sur une épaisseur d’environ 200 mètres, avait une densité inférieure à celle de l’eau ! Il semblerait que la partie supérieure du lac soit constituée essentiellement d’écume en raison de la grande quantité de gaz dans la lave.
La station gravimétrique installée près du cratère de l’Halema’uma’u enregistre les variations de gravité depuis 2011, en prenant en compte les nombreux cycles de hausse et de baisse du niveau du lac de lave. Ces données démontrent que la densité de la lave reste faible, à peu près égale à celle de l’eau. Des changements brusques de gravité ont également été observés à plusieurs reprises depuis 2011 ; ils indiquaient l’arrivée de nouveau magma près du sommet. Ces données gravimétriques fournissent donc des informations importantes, non seulement sur les caractéristiques du lac de lave, mais aussi sur les mouvements du magma en profondeur.

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drapeau anglaisA recent article released by the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) shows the changes in gravity over Kilauea volcano.

Gravity is often seen as a constant, a force that pulls on everyone equally, everywhere. But this is not quite true. In fact, the force of gravity depends on the mass beneath our feet, and our distance from that mass. If there is something very dense beneath the ground, like a solidified magma chamber, gravity is a bit stronger in that area. Conversely, the farther we are from the Earth’s center, the weaker gravity is. For example, I weigh slightly less (by a small fraction of a pound) at the 4169-m summit of Mauna Loa than at sea level in Hilo!

Gravity can also change over time. As magma accumulates beneath the ground, it pushes the ground upward, causing gravity to decrease. This change is counterbalanced, however, by the new mass of magma beneath the ground, which causes gravity to increase.

Measurements of gravity change have been conducted at Kilauea since the 1970s. A noteworthy result of these studies is the recognition that there are void spaces – probably a network of interconnected cracks rather than a single large cavern – beneath the volcano’s surface. Magma accumulation in these voids causes a gravity increase due to the addition of mass, but there is little associated surface uplift.

In the past several years, gravity changes have been measured by continuously recording instruments installed at three locations on Kilauea. These measurements have revealed surprising insights about Kilauea’s summit lava lake.

In March 2011, the summit lava lake within Halema’uma’u Crater drained due to the onset of the Kamoamoa fissure eruption on the East Rift Zone. The dropping lava lake level was associated with a major decrease in gravity measured by an instrument on the rim of Halema’uma’u. A nearby thermal camera also tracked the lowering lava lake level, making it possible to calculate the volume of lava that drained from the lake. Knowing the mass and volume, HVO scientists can determine the density of lava.

The density of the basaltic rocks that make up most of the Island of Hawaii is about 2.5 times the density of water. HVO scientists expected Kilauea’s summit lava lake to be slightly less dense than the rock, given the gases contained in the lava, but not by much. The gravity and thermal camera data from the draining of the lava lake in March 2011, however, revealed that the upper 200 metres or so of the lake has a density less than that of water. Apparently, the upper part of the lava lake is frothier than expected due to the large amount of gas in the lava.

The Kilauea summit vent gravity station has recorded changes over several years since 2011, through many cycles of lava lake level rise and fall. These data clearly demonstrate that the lava lake density has remained low, roughly equal to that of water. Abrupt changes in gravity have also occurred a few times since 2011, signaling the arrival of fresh batches of magma near the summit. These gravity data, therefore, provide important information, not just about lava lake characteristics, but also about subsurface magma movement.

Halemau-fevrier

Bouche active dans le cratère de l’Halema’uma’u (Photo: C. Grandpey)

 

Le volcan et les manchots // The volcano and the penguins

drapeau francaisTrès peu de gens ont entendu parler de l’Ile Zavodovski. Elle a 8 km de large et est inhabitée par les hommes. C’est l’un des lieux les plus reculés sur Terre. C’est la plus septentrionale de la chaîne des îles Sandwich du Sud. Elle est dominée par un volcan, le Mont Curry qui culmine à 551 mètres. Les seuls êtres vivants sur l’île sont 1.2 millions de manchots à jugulaire (la plus grande colonie du monde) et près de 200.000 gorfous dorés qui sont sous la menace du volcan actuellement en éruption. On craint pour les manchots en raison des colonnes de cendre émises par le volcan et que l’on aperçoit sur les images satellites.

Zavodovski Island 13 June 2016

Panache du Mt Curry le 13 juin 2016 (Source: NASA)

L’île est si isolée que les scientifiques du British Antarctic Survey indiquent qu’il ne sera pas possible d’évaluer l’impact de l’éruption avant une expédition prévue en Décembre 2016 – Janvier 2017. Au pire, les manchots – hauts de 55 cm à l’âge adulte – pourraient être enterrés vivants sous la cendre, être brûlés ou souffrir de difficultés respiratoires. Le danger vient surtout du fait que l’éruption a commencé au cours de leur mue. Au cours de cette période, qui peut durer six semaines, les manchots ne sont pas revêtus d’un plumage étanche et ils ne peuvent donc pas aller dans l’eau. Le volcan se trouve à quelques centaines de mètres des colonies de manchots à l’est, au sud et au nord de l’île, et la cendre est poussée vers l’est par les vents dominants.
Les manchots à jugulaire sont une espèce sub-antarctique qui vit à proximité, mais pas sur le continent. Ils sont environ 7,5 millions dans le monde avec une espérance de vie d’une vingtaine d’années. Ils pondent deux œufs chaque année et les poussins mettent trois à quatre ans pour devenir adultes. Ils nichent sur la surface du sol et se nourrissent de krill et de poissons.
Source: The Guardian.

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drapeau anglaisVery few people have heard about Zavodovski Island. It is 8 km wide, uninhabited by humans, and about as remote a place as you can find on Earth. It is the northernmost in the chain of the volcanic South Sandwich Islands, and its dominant feature is Mount Curry volcano. The only living beings on the island are1.2 million chinstrap penguins (the world’s largest colony) and nearly 200,000 macaroni penguins that are at risk from the volcano that is currently erupting. There are fears over the penguins’ fate due to the columns of ash and smoke drifting from the volcano and that have been captured by satellite images (see above).

The island is so remote that experts at the British Antarctic Survey (BAS) say it will be impossible to assess what impact the eruption has had until an expedition visits in December 2016 or January 2017, but the risk to the penguins is that at worst they could be buried alive in ash, burned or suffer breathing difficulties. The danger to the 55-centimetre-tall chinstraps comes from the fact the eruption began during their moulting season. During this time, which can last six weeks, the penguins are not waterproof and cannot go into the water. The volcano is hundreds of metres from the penguin colonies to the east, south and north of the island, and the ash is being blown eastwards by prevailing winds.

Chinstrap penguins are a sub-Antarctic species that live close to, but not on, the continent. There are around 7.5 million globally, and they live for about 20 years, breeding two eggs each year, with chicks taking around three to four years to mature to adults. They nest on the surface of the ground, and feed on krill and fish.

Source : The Guardian.

Manchot jugulaire

Manchot à jugulaire.

Gorfou

Gorfou doré

(Crédit photo: Wikipedia)

 

Spectaculaire glissement de terrain dans le Parc National de Glacier Bay (Alaska) // Massive landslide in Glacier Bay National Park (Alaska)

drapeau francaisUn spectaculaire glissement de terrain s’est produit dans le Glacier Bay National Park en Alaska le 28 juin 2016, avec l’effondrement du pan d’une montagne haute de 1200 mètres. Les débris se sont étalés sur plusieurs kilomètres à la surface du glacier Lamplugh. A noter que ce glacier présente une longueur de 13 km et avance à une vitesse moyenne de 300 mètres par an. Son front a une cinquantaine de mètres de hauteur et l’eau y sculpte des grottes (voir image ci-dessous). Le glacier Lamplugh se termine dans le Johns Hopkins Inlet, petit fjord qui est une destination très prisée des navires de croisière. Un effondrement semblable en 2015 avait fini sa course dans le Taan Fiord, provoquant un important tsunami. Des événements tels que celui du 28 juin se produisent trois à cinq fois par an dans le monde, en particulier dans le SE de l’Alaska.

Une première analyse du glissement de Glacier Bay – qui a déclenché un séisme local de M 5.2 – laisse supposer que l’événement a commencé à 8h21 (heure locale) le 28 juin quand une paroi rocheuse d’une surface estimée à environ 1,3 kilomètres carrés s’est effondrée dans la partie haute de la montagne. Une fois sur le glacier Lamplugh Glacier, les matériaux ont continué à glisser, emportant avec eux  la glace et la neige. Un pilote, avec lequel j’ai déjà fait plusieurs survols de la région, a atterri près de l’extrémité de l’éboulement, à environ 10 km du site de l’effondrement. Il a indiqué que l’épaisseur des matériaux atteignait environ 4 mètres. Leur poids global est estimé à environ 120 millions de tonnes.
Lorsque les scientifiques ont regardé de plus près les images du Lamplugh Glacier et les parois des montagnes qui entourent cette partie de Glacier Bay, ils ont remarqué des signes d’autres glissements de terrain dans la région. Ces signes sont visibles dans le Taan Fiord. Si un tel événement se produisait un peu plus loin, près du front de vêlage, ce serait sûrement un problème pour les bateaux de croisière qui transportent des touristes dans ce secteur.
Les scientifiques ne savent pas trop ce qui déclenche ces glissements de terrain spectaculaires. Les statistiques montrent qu’ils se produisent davantage pendant les mois les plus chauds. Il se peut donc qu’ils soient liés au réchauffement de la température ou à l’eau de fonte. Ce sont quelques-unes des hypothèses que les chercheurs devront prendre en compte au cours de leur travail dans le Taan Fiord cette année. Ils ont déjà étudié la géologie du fjord et la ligne le long de laquelle la vague du tsunami a renversé les arbres comme des allumettes. Ils recherchent d’autres aspects du phénomène, comme les types de sédiments transportés par la vague et l’influence de la forme du fjord en dessous de la ligne d’eau
Glacier Bay a connu d’autres glissements de terrain spectaculaires, dont un en 2014 sur le Johns Hopkins Glacier. Selon les archives de l’USGS, un puissant séisme en 1958 a déclenché un glissement de terrain dans Lituya Bay, sur la côte. Il a généré un tsunami qui a tué deux personnes qui se trouvaient dans un bateau de pêche. En cliquant sur ce lien, vous trouverez un document du National Geographic qui explique cet événement: https://www.youtube.com/watch?v=domVjFgSGqM
Sources: Alaska Dispatch News & Lamont-Doherty Earth Observatory.

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drapeau anglaisA massive landslide hit Alaska’s Glacier Bay National Park on June 28th 2016, when a 1,200-metre-high mountain collapsed. The event spread debris over kilometres across the Lamplugh glacier below. The glacier is 13 km long and moves forward at an average rate of 300 metres per year. Its front is about 50 metres high and the water carves caves in it (see image below). The Lamplugh glacier ends in Johns Hopkins Inlet, a popular tourist stop for cruise ships. A similar sized event in 2015 landed directly in Alaska’s remote Taan Fiord, creating a massive tsunami wave. Events such as the last one happen three to five times per year around the world, and Southeast Alaska is the global hotspot.

The preliminary analysis of the Glacier Bay landslide, which triggered an M 5.2 local earthquake, suggests the collapse started at 08:21 (local time) on June 28th when a rock face estimated to have been about 1.3 square kilometres in size collapsed on a high, steep slope. Once it hit the ice of Lamplugh Glacier, the debris kept sliding, pushing up snow and ice as it moved. A pilot, with whom I flew several times in Alaska, landed near the end of the landslide, about 10 km from the collapse site. He found that the thickness of the debris there was about 4 metres. The weight of the landslide is estimated at about 120 million tons.

As the scientists zoomed in on images of Lamplugh Glacier and the inlet walls around Glacier Bay, they pointed out signs of past landslides there. Such signs were detected at Taan Fiord too. They noticed that if such an event happened a bit further over, near the calving front, that would be a very bad thing as cruise ships bring tourists in that part of the inlet.

What triggers giant landslides often isn’t clear. Statistics show there tend to be more in warmer months, which may be related to warming temperatures or meltwater. Those are some of the questions scientists hope to start answering through their work in Taan Fiord this year. The scientists have been studying the geology of the fiord and measuring the trim line along the edges where the tsunami wave stripped away the trees and scattered them like match sticks. They are looking at other aspects, including the types of sediment carried by the tsunami wave and the influence of the shape of the fiord below the water line

Glacier Bay has had other spectacular landslides, including one in 2014 on Johns Hopkins Glacier. According to USGS reports, a large earthquake in 1958 triggered a landslide in Lituya Bay, on the coast, which generated a tsunami that killed two people in a fishing boat. By clicking on this link, you will find a National Geographic document explaining this event: https://www.youtube.com/watch?v=domVjFgSGqM

Sources: Alaska Dispatch News & Lamont-Doherty Earth Observatory.

Lamplugh collapse

Crédit photo: Paul Swanstrom, remarquable pilote, que je salue ici.

Lamplugh collapse 2

Grotte dans le front du Lamplugh Glacier (Photo: C. Grandpey)

 

 

 

 

Ruapehu (Nouvelle Zélande): Retour à la normale // Back to normal

drapeau francaisLe niveau d’alerte pour le Ruapehu vient d’être ramené à 1.

La température du lac de cratère est redescendue de 46°C à 23°C et les émissions gazeuses sont en baisse. Un survol du volcan effectué hier a révélé que ces émissions avaient retrouvé un niveau normal.

La couleur de l’alerte aérienne a, elle aussi, été abaissée au Vert.

Ces données montrent que la hausse d’activité enregistrée sur le Ruapehu est maintenant terminée, mais les volcanologues néo-zélandais continuent à surveiller le volcan étroitement.

Source : GNS Science.

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drapeau anglaisThe volcanic alert level of Mt Ruapehu has been reduced to 1.

The lake temperatures have dropped from 46°C to 23°C and gas emissions are decreasing. A flight yesterday found the gas output had returned to typical background levels.

The Aviation Colour Code is also changed, going from Yellow to Green.

The data indicates the period of higher than normal volcanic unrest is over, but GNS Science volcanologists continue to closely monitor the volcano.

Source : GNS Science.

Lord 04

Photo: C. Grandpey