Eruption sommitale du Kilauea (Hawaii): Les prévisions de l’USGS // Kilauea’s summit eruption (Hawaii): USGS predictions

Alors que l’éruption se poursuit dans la Lower East Rift Zone (LERZ) du Kilauea, l’USGS a publié un rapport évaluant les risques volcaniques potentiels au sommet du volcan. Le rapport résume l’activité entre la fin avril et le 29 juin 2018.
L’USGS explique que peu de processus décrits ci-dessous sont suffisamment connus pour pouvoir évaluer quantitativement d’éventuels événements futurs. C’est pourquoi les prévisions sont évaluées en termes qualitatifs sur la base de la compréhension des données actuelles.
En ce qui concerne les épisodes d’effondrement accompagnés d’explosions au sommet du Kilauea, on a remarqué que les premiers événements (avant la fin mai) ont émis des panaches de cendre et de gaz à des altitudes supérieures à 7 500 mètres, avec projections de matériaux de plusieurs dizaines de centimètres de diamètre autour de la bouche éruptive. Les observations et les premières analyses ont montré que ces explosions étaient probablement causées non pas par l’interaction du magma avec les eaux souterraines comme cela s’était produit sur le Kilauea en 1924, mais plutôt par l’expansion et la libération de gaz dissous dans le magma.
Les épisodes d’effondrement accompagnés d’explosions ont continué à se produire par intermittence, avec des périodes de calme d’une demi-journée à deux jours. On remarquera que la sismicité augmente dans les heures qui précèdent les explosions, avec des secousses cycliques ressenties dans la zone sommitale. Le mécanisme qui génère ces événements n’est pas encore bien compris. Les géologues de l’USGS pensent que le retrait du magma du sommet et son évacuation vers la LERZ entraîne une baisse de pression dans le réservoir magmatique superficiel. Lorsque la chute de pression devient trop importante, le plancher de l’Halema’uma’u et certaines parties de la caldeira du Kilauea s’effondrent à l’intérieur de ce réservoir magmatique en provoquant des explosions. Les matériaux qui s’effondrent dans le réservoir remplacent le magma qui a migré dans la LERZ et provoquent une brusque augmentation de la pression dans le réservoir. Des processus similaires ont été observés pendant la formation de caldeiras sur d’autres volcans.
Depuis le début du mois de mai, le volume du cratère a plus que quadruplé. Entre le 29 mai 2018 et aujourd’hui, une station GPS située près du bord nord du cratère de l’Halema’uma’u a mesuré une chute d’environ 100 mètres du plancher du cratère.
À la fin du mois de mai, l’effondrement des parois du cratère a obstrué l’ancien Overlook Crater – qui contenait autrefois le lac de lave – et a modifié l’activité sommitale. Depuis cette époque, les émissions de gaz au sommet ont fortement diminué ; les événements d’effondrement accompagnés d’explosions ne produisent généralement que de faibles panaches de cendre qui ne dépassent plus 1 800 mètres au-dessus de la lèvre du cratère et aucune projection de matériaux n’est observée.
Bien que les panaches soient devenus moins volumineux, ces événements plus récents ont été précédés et accompagnés d’une plus grande activité sismique, et la pression subie par le réservoir magmatique pendant les événements a augmenté.
Les caractéristiques de l’affaissement du sommet ont également évolué. En effet, les déformations se concentrent davantage autour du cratère de l’Halema’uma’u, et se produisent avec une plus grande fréquence ; À l’heure actuelle, la subsidence de la caldeira se poursuit à un rythme élevé en raison du retrait de magma du réservoir situé sous l’Halema’uma’u.
L’USGS pense que l’affaissement se poursuivra tant que le magma s’échappera du (ou des) réservoir(s) sommital avec un volume d’évacuation qui dépasse le volume d’alimentation. Toutefois, la forme et la vitesse de l’affaissement peuvent varier, ainsi que les risques qui y sont liés.

Selon l’USGS, l’évolution la plus probable dans l’avenir immédiat consistera en une poursuite de l’affaissement de la caldeira de Kilauea, l’effondrement périodique du cratère de l’Halema’uma’u qui continuera de s’élargir, des séismes (certains assez puissants pour provoquer des dégâts) et des panaches de cendre.
Au fur et à mesure que la déflation du sommet se poursuit, des fractures et des affaissements de terrain affectent la caldeira du Kilauea. Ce processus va probablement agrandir le cratère de l’Halema’uma’u et pourrait entraîner des affaissements à plus grande échelle qu’auparavant. Cette activité est impressionnante et elle pourrait à terme concerner la totalité de l’actuelle caldeira du Kilauea.
Par ailleurs, une forte activité explosive ne saurait être exclue. Il est possible qu’une grande partie de la paroi de l’Halema’uma’u s’effondre brutalement dans le cratère. Un vaste secteur E et NE de l’Halema’uma’u est actuellement en train de se déformer et il est difficile de dire quelle pourrait être l’ampleur d’un tel effondrement ou les explosions qu’il pourrait déclencher. Un tel événement générerait probablement une forte secousse sismique et un volumineux panache de cendre.

Plusieurs facteurs sont susceptibles de modifier la nature de l’activité éruptive et des risques associés. Les scientifiques les considèrent comme moins probables mais ils ne peuvent pas être exclus :
1. Des explosions plus violentes et donc plus dangereuses pendant l’affaissement continu et l’agrandissement de l’Halema’uma’u
2. L’effondrement soudain et à grande échelle de la caldeira avec rupture des parois de la partie haute de la caldeira
3. Bien que moins probables, des scénarios plus dangereux existent. De grandes éruptions explosives se sont produites dans le passé sur le Kilauea, après la formation de la caldeira ou au cours de la dernière étape de sa formation. Il est possible que ces éruptions aient été déclenchées par l’effondrement rapide de larges portions de la caldeira le long de failles en bordure de la caldeira, en raison du retrait de grandes quantités de magma du système de stockage au sommet. Cependant, une telle activité serait probablement précédée de changements significatifs dans l’activité sismique et la déformation du sol. À l’heure actuelle, les données satellitaires ne montrent pas de déformations importantes à l’extérieur de la caldeira.
4. D’autres dangers associés à l’effondrement rapide et à grande échelle de la caldeira pourraient inclure de puissantes fontaines de lave et des explosions plus fortes avec des coulées pyroclastiques. Cependant, l’USGS insiste sur le fait que les données actuelles ne n’annoncent pas un scénario d’effondrement brutal et plus important que celui auquel on assiste à l’heure actuelle.
Source: U S Geological Survey.

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While the eruption is going on in Kilauea’s Lower East Rift Zone (LERZ), USGS has released a report assessing potential volcanic hazards at the summit of Kilauea. The report summarizes activity from late April through June 29,
USGS explains that few processes outlined below are known sufficiently well to be able to assign quantitative probabilities to possible future events. Instead, USGS ranks future possibilities in qualitative terms of likelihood based on its understanding of current data.

As far as Kilauea’s Collapse/Explosion (CE) events are concerned, it has been noticed that early events (before late May) ejected ash and gas to heights above 7,500 metres and large ballistic fragments tens of centimetres in size pelted the area immediately surrounding the vent. Observations and preliminary analyses suggest that these explosions may have been caused not by interaction of magma with groundwater, as previously believed to have occurred at Kīlauea in 1924, but rather by the expansion and release of gases which were dissolved in the magma.

CE events have continued to occur semi-regularly, with repose periods of roughly .5 to two days. Seismicity increases in the hours preceding explosions, leading to cycles of earthquakes that are felt in the summit area. The mechanism producing CE events is not well understood. USGS geologists think that withdrawal of magma towards the LERZ continually works to reduce pressure in the shallow reservoir. When the reduction in pressure becomes too great, the floor of Halema‘uma‘u and parts of surrounding Kilauea Caldera slump down into the shallow magma reservoir in a CE event. The rock that slumps down into the reservoir replaces magma that has migrated into the LERZ and abruptly increases reservoir pressure. Similar processes have been observed during caldera formation at other volcanoes.

Since the beginning of May, the crater’s volume has more than quadrupled and since May 29th, 2018, a GPS station near the north rim of Halema‘uma‘u crater measured a drop of about 100 metres during CE events.

At the end of May, collapse of rock from surrounding crater walls blocked the Overlook Crater (which formerly contained the lava lake) and changed the character of summit activity. Since then, gas emissions at the summit have greatly decreased, CE events generally have produced only weak ash plumes that do not rise higher than 1,800 metres above the crater rim and no ballistic fragments are known to have been ejected.

Although the plumes have become less vigorous, these more recent events have been preceded and accompanied by larger amounts of seismic shaking, and reservoir pressurization during the events has increased.

The character of subsidence at the summit has also changed, with deformation becoming more localized around Halema‘uma‘u Crater, but occurring at a higher rate. At the current time, subsidence of the caldera continues at a high rate due to magma withdrawal from the Halema‘uma‘u magma reservoir.

USGS thinks that ground subsidence will continue for as long as magma is withdrawn from the summit reservoir(s) at a rate exceeding the rate of magma supply, but the rate and style of the subsidence, along with the associated hazards, may vary.

According to USGS, the most likely activity for the immediate future is continued subsidence of the Kilauea caldera, episodic slumping into a widening Halema‘uma‘u Crater, felt earthquakes (some large enough to be damaging) and small to intermediate ash plumes.

As the reservoir deflates, cracking and slumping is gradually engulfing a broader extent of the Kilauea Caldera; this process will likely continue to enlarge Halema‘uma‘u and may involve larger slump blocks than previously. This activity is impressive in scale and may ultimately involve much or even all of the current Kilauea Caldera.

Hazardous explosive activity cannot be ruled out, however. It is possible that a large section of the Halema‘uma‘u wall could abruptly collapse into the crater. Because a broad region E and NE of Halema‘uma‘u is currently deforming, it is difficult to predict how large such a collapse might be or its impact on the explosion hazard. Most likely, such an event would generate only strong seismic shaking and a robust ash plume.

Several mechanisms could change the nature of activity and associated hazards. These are considered less likely but cannot be ruled out.

  1. Larger, more hazardous explosions could happen during ongoing subsidence and enlargement of Halema‘uma‘u
  2. Sudden collapse of broader caldera system and catastrophic failure of high caldera
    walls.
  3. Even less likely, more hazardous scenarios exist. Large explosive eruptions have occurred in Kilauea’s past after caldera formation or during the last stage of its formation. It is possible that these eruptions were triggered by rapid collapse of broad regions of the caldera along caldera-bounding faults due to withdrawal of large quantities of magma from the summit storage system. However, such activity should be preceded by significant changes in earthquake activity and ground deformation. At this time, satellite radar data do not suggest that extensive deformation is occurring outside of the caldera.
  4. Additional hazards associated with rapid, broad-scale caldera collapse could include high lava fountains and larger and more dangerous explosions producing pyroclastic surges. However, USGS emphasizes that current data do not suggest that a larger, sudden collapse scenario is likely at present.

Source: U S Geological Survey.

Voici deux images montrant le cratère de l’Halema’uma’u en 2009 (en haut) et le 21 juin 2018 (en bas). En 2009, un lac de lave était présent dans l’Overlook Crater. En 2018, on remarque les importantes fractures autour du cratère, mais aussi que ce dernier s’est agrandi de manière significative suite aux effondrements de ses parois. Le plancher du cratère s’est affaissé de plus de 300 mètres depuis le début du mois de mai. (Source : USGS)

Source: USGS

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