Mois : avril 2019

La fonte rapide du Groenland (suite, mais pas fin !) // The rapid melting of Greenland (continued, but not finished!)

Dans un article intitulé « Ça fait peur » : des chercheurs ont calculé la fonte des glaces au Groenland depuis 1972, le site web de la chaîne de radio France Info attire notre attention sur la fonte rapide du Groenland qui est six fois plus rapide aujourd’hui que dans les années 1980.

C’est ce que nous apprend une étude parue le 22 avril 2019 dans les Proceedings of the National Academy of Sciences. Des chercheurs ont recalculé la perte de glaces depuis 1972, date de la mise en orbite des premiers satellites Landsat qui ont permis de photographier et d’analyser avec précision le comportement de la glace dans l’Arctique.

Les glaciologues disposent de trois méthodes pour mesurer la fonte glaciaire. 1) Des satellites mesurent tout simplement la hauteur de la glace et ses variations grâce à un laser. Si un glacier fond, le satellite voit son altitude baisser. 2) Une seconde technique utilise depuis 2002 des satellites de la NASA afin de mesurer les variations de gravité terrestre. 3) Les scientifiques ont développé des modèles dits de bilan de masse qui comparent ce qui s’accumule sur le Groenland (pluie, neige) avec ce qui en sort (rivières de glace), et calculent la différence. Ces modèles, associés à des mesures sur le terrain, sont devenus très fiables depuis le milieu des années 2000. La marge d’erreur est seulement de 5 à 7%, contre 100% il y a quelques décennies.

Les glaciologues ont utilisé ces modèles pour remonter dans le temps et reconstruire dans le détail la situation de la glace du Groenland dans les années 1970 et 1980. Le peu de données dont ils disposaient pour cette période (photos satellites de moyenne résolution, photos aériennes, carottages de neige et autres observations de terrain) a permis d’affiner le modèle. La conclusion est alarmante : La glace fond six fois plus vite aujourd’hui

Dans les années 1970, le Groenland a gagné en moyenne 47 gigatonnes (Gt) de glace par an, avant d’en perdre un volume équivalent dans les années 1980. La fonte continue à ce rythme dans les années 1990, avant une accélération forte à partir des années 2000 (187 Gt/an) et surtout depuis 2010 (286 Gt/an). Cela signifie que la glace fond six fois plus vite aujourd’hui que dans les années 1980. A eux seuls, les glaciers du Groenland ont probablementt contribué à faire monter le niveau des océans de 13,7 millimètres depuis 1972.

Source : France Info.

Pour une vue complète de la fonte du Groenland, je conseille la lecture d’un article paru sur le site « global-climat à cette adresse:

La perte de glace au Groenland multipliée par six depuis les années 1980

L’article de France Info se limite au Groenland, mais il ne faudrait pas oublier que c’est dans l’ensemble de l’Artique que la fonte de la glace est en train de s’accélérer. Les glaciers d’Alaska et le permafrost fondent eux aussi. Nous allons droit dans le mur mais, comme l’a dit Nicolas Hulot, « tout le monde s’en fiche » et certains même se frottent les mains. Des chefs d’état comme Donald Trump et Vladimir Poutine laisseront faire et se réjouiront quand la disparition de la glace découvrira les richesses minières (gaz naturel et pétrole, entre autres) qu’elle dissimulait jusqu’à présent. Ils ne diront rien non plus quand les navires et la pollution qu’ils laissent dans leur sillage emprunteront les passages du nord-est et du nord-ouest. Heureusement, à un moment ou un autre, la Nature nous rappellera sévèrement que c’est elle, pas les êtres humains,  qui gère la planète!

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In an article entitled « It’s scary »: researchers have calculated the melting of ice in Greenland since 1972, the website of the radio channel France Info draws our attention to the rapid melting of Greenland which is six times faster today than in the 1980s.
This is what we can read in a study published on April 22nd, 2019 in the Proceedings of the National Academy of Sciences. Researchers have recalculated the loss of ice since 1972, when the first Landsat satellites were put into orbit to accurately photograph and analyze the behaviour of ice in the Arctic.
Glaciologists have three methods for measuring glacial melt. 1) Satellites simply measure the height of the ice and its variations with a laser. If a glacier melts, the satellite sees its altitude drop. 2) A second technique has been using NASA satellites since 2002 to measure Earth’s gravity variations. 3) Scientists have developed so-called mass balance models that compare what accumulates on Greenland (rain, snow) with what comes out (rivers of ice), and calculate the difference. These models, combined with field measurements, have become very reliable since the mid-2000s. The margin of error is only 5 to 7%, compared to 100% a few decades ago.
Glaciologists have used these models to go back in time and reconstruct in detail the situation of Greenland ice in the 1970s and 1980s. The limited data they had for this period (medium-resolution satellite photos, aerial photos, snow coring and other field observations) helped to refine the model. The conclusion is alarming: The ice melts six times faster today
In the 1970s, Greenland gained an average of 47 gigatonnes (Gt) of ice a year, before losing an equivalent amount in the 1980s. Melting continued at this rate in the 1990s, before a sharp acceleration srating in the 2000s (187 Gt / year) and especially since 2010 (286 Gt / year). This means that the ice is meltin,g six times faster today than in the 1980s. The Greenland glaciers alone have probably helped raise the sea level by 13.7 millimetres since 1972.
Source: France Info.

The France Info article of France Info is limited to Greenland, but it should not be forgotten that the melting of the ice is accelerating in the whole Artic. Alaskan glaciers and the permafrost are melting as well. We are going straight into the wall but, as Nicolas Hulot said, « nobody cares » and some even rub their hands. Heads of state like Donald Trump and Vladimir Putin will let go and rejoice when the disappearance of the ice will uncover the mineral wealth (natural gas and oil, among others) that it hid until now. They will not say anything either when the ships and the pollution they leave in their wake will travel along the northeastern and northwestern passages. Fortunately, at one time or another, Nature will remind us harshly that human beings, do not manage the planet!

Photos: C. Grandpey

Volcans du monde // Volcanoe of the world

La situation volcanique dans le monde est restée relativement stable ces derniers jours.

Au Kamchatka, la couleur de l’alerte aérienne est maintenue à l’Orange sur le Sheveluch, le Klyuchevskoy, le Karymsky et l’Ebeko à cause des explosions accompagnées de panaches de cendre susceptibles d’affecter le trafic aérien entre l’Amérique et l’Asie.

Source : KVERT.

Au Mexique, le niveau d’alerte du Popocatepetl reste à la couleur Jaune Phase 3. Le CENAPRED fait état d’émissions de vapeur et de gaz, mais les explosions destructrices du dôme de lave avec des panaches et retombées de cendre semblent avoir cessé. On observe toutefois de l’incandescence au niveau du cratère pendant la nuit.

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Le Mont Aso (Japon) a connu une éruption mineure le 18 avril. Comme le 16 avril, elle a eu lieu dans le cratère Nakadake N ° 1, avec un nuage de cendres atteignant 400 mètres de hauteur. Le niveau d’alerte est maintenu à 2 sur une échelle de 5.

Source : JMA.

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Le Mont Agung (Bali / Indonésie) a connu un nouvel épisode éruptif le 21 avril 2019. Le nuage de cendre est monté à environ 2000 mètres au-dessus du cratère, avec des retombées sur plusieurs localités situées sous le vent. De récentes photos (voir ci-desssous) ont montré que le dôme de lave dans le cratère n’avait guère évolué depuis 2017. Il ne semble pas y avoir de risque de débordement. Le niveau d’alerte est maintenu à 3 sur une échelle de 4.

Source : CVGHM.

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Le Stromboli a attiré mon attention ces derniers jours car l’activité éruptive s’était quelque peu intensifiée avec des émissions de cendre depuis la terrasse centrale et le cratère NE. Rien de très inquiétant toutefois.

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Pas de réveil en vue à court terme sur le Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion). L’OVPF enregistre quelques éboulements et quelques séismes, mais rien de vraiment significatif. Les GPS n’enregistrent pas de signaux de déformation particuliers. Les émissions de SO2 au niveau du sommet: sont eu dessous du seuil de détection. Les émissions de CO2 au niveau du sol sont en augmentation en zone distale (Plaine des Cafres) et montrent des valeurs élevées en zone proximale (Gîte du Volcan), signe que la chambre magmatique est dans sa phase de remplissage. Tout est calme, mais avec le Piton, la situation peut évoluer très rapidement !

Source : OVPF.

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Au Guatemala, le Fuego reste bien actif avec 20-25 explosions par heure. Elles génèrent des panaches de cendre qui montent à 4500 mètres d’altitude. Des avalanches de matériaux et une coulée de lave continuent à avancer dans les ravines qui entaillent les flancs du volcan. Des retombées de cendre sont observées dans plusieurs localités.

L’activité du Pacaya et du Santiaguito reste stable. Voir les bulletins précédents les concernant.

Source : INSIVUMEH.

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La situation est stable sur le Sabancaya (Pérou) où l’on observe une quinzaine d’explosions chaque jour. Elles génèrent des panaches de cendre qui montent jusqu’à 4000 mètres. La sismicité est principalement associée à des mouvements de fluides sous l’édifice volcanique. Le 18 avril dernier, une visite du Laboratoire Magmas et Volcans (LMV) de Clermont-Ferrand dans le cadre d’une sortie de la délégation L.A.V.E. Auvergne-Loire-Limousin a permis d’assister à la présentation par Charlotte Gélibert (étudiante en Master 2) de son travail de recherche sur la caractérisation des cendres des panaches volcaniques afin de mieux comprendre leur dynamique et d’établir des modèles de dispersions. Ce travail est important dans la gestion des risques (trafic aérien, populations locales…). Les données sont déjà disponibles suite à une campagne de mesure Doopler sur le Sabancaya. Charlotte Gélibert est lauréate de la bourse L.A.V.E.

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The volcanic situation in the world has remained relatively stable in recent days.

In Kamchatka, the aviation colour code is maintained at Orange on Sheveluch, Klyuchevskoy, Karymsky and Ebeko because of explosions accompanied by ash plumes likely to affect air traffic between America and Asia.
Source: KVERT.

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In Mexico, the alert level of Popocatepetl remains at Yellow Phase 3. CENAPRED reports steam and gas emissions, but the destructive explosions of the lava dome with ash plumes and ashfall appear to have ceased. However, there is glow in the crater during the night.

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Mount Aso (Japan) experienced a minor eruption on April 18th. Like on April 16th, it took place in the Nakadake No.1 crater, with a a ash cloud reaching 400 metres in height. The alert level is maintained at 2 on a scale of 5.
Source: JMA.

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Mount Agung (Bali / Indonesia) experienced a new eruptive episode on April 21st, 2019. The ash cloud rose about 2,000 metres above the crater, with ashfall over several downwind lmunicipalities. Recent photos (see below) showed that the lava dome in the crater has not much changed since 2017. There does not seem to be any risk of an overflow.The alert level is maintained at 3 on a scale of 4.
Source: CVGHM.

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Stromboli caught my attention in recent days as the eruptive activity intensified somewhat with ash emissions from the central terrace and the NE crater. Nothing to really wory about.

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There should be no short term activity on Piton de la Fournaise (Reunion Island). The OVPF mentions some rockfalls and earthquakes, but nothing really significant. GPS instruments do not record deformation signals. SO2 emissions at the summit: are below the detection limit. CO2 emissions at the ground level are increasing in the distal zone (Plaine des Cafres) and show high values ​​in the proximal zone (Gîte du Volcan), a sign that the magma chamber is refilling. Everything is calm, but the situation can change very quickly!
Source: OVPF.

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In Guatemala, Fuego remains active with 20-25 explosions per hour. They generate ash plumes that rise to 4500 metres a.s.l. Avalanches of material and a lava flow continue to advance in the drainages that slash the volcano’s flanks. Ashfall is observed in several municipalities.
The activity of Pacaya and Santiaguito remains stable. See the previous posts.
Source: INSIVUMEH.

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The situation is stable on Sabancaya (Peru) where there are about fifteen explosions every day. They generate ash plumes that rise up to 4000 metres. Seismicity is mainly associated with fluid movements beneath the volcanic edifice. On April 18th, a visit to the Laboratory Magmas and Volcanoes (LMV) of Clermont-Ferrand as part of the L.A.V.E. Auvergne-Loire-Limousin delegation included the presentation by Charlotte Gélibert (Master 2 student) of her research work on the characterization of volcanic ash plumes to better understand their dynamics and to establish dispersion models. This work is important in risk management (air traffic, local populations …). The data is already available following a Doopler measurement campaign on Sabancaya. Charlotte Gélibert was recently awarded the L.A.V.E. scholarship.

Photo du cratère de l’Agung en décembre 2017, visible sur le site VolcanoDiscovery : https://www.volcanodiscovery.com/agung/news/66532/Gunung-Agung-volcano-Bali-Indonesia-flat-lava-dome-occupying-summit-crater.html

Photo du cratère de l’Agung en avril 2019 visible sur la page Facebook « Peter Rendezvous » : https://www.facebook.com/peter.rendezvous.9?__tn__=%2Cd*F*F-R&eid=ARBZqScb31ZoyFsirI7Z2jmBQod_Z4ccYPlLBHzrN5e9dURdI1uniZGiGUqbHlg2KzgbLuwY7LDZPvlp&tn-str=*F

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Laboratoire Magmas et Volcans à Clermont-Ferrand (Puy-de-Dôme)

Saint Gervais (Haute-Savoie) toujours sous la menace du glacier de Tête Rousse

Ce n’est pas le plus connu du massif alpin, mais le glacier de Tête Rousse fait partie des plus dangereux. En 2010, on a découvert une énorme poche d’eau sous la glace, à 3200 mètres d’altitude. Les autorités avaient alors décider de mettre en place une spectaculaire opération de pompage pour éviter une catastrophe. Tout le monde avait en tête le drame du 12 juillet 1892 quand la rupture d’une poche glaciaire avait entraîné une gigantesque vague de 300 000 mètres cubes qui avait enseveli les thermes de Saint-Gervais et fait au moins 175 victimes.

Depuis 2010, le glacier de Tête Rousse est placé sous haute surveillance. Avec le réchauffement climatique, on sait que la fonte de la glace s’est accélérée. Ces derniers jours, de nouvelles mesures ont révélé la présence de deux nouvelles poches d’eau, à une profondeur plus grande que prévu. L’une aurait un volume de 20 à 25 000 mètres cubes, l’autre de près de 15 000, soit un volume total d’environ 40 000 mètres cubes.. C’est moins que les 65 000 mètres cubes de 2010, mais c’est suffisant pour que la menace soit prise très au sérieux. Le maire de St Gervais estime aujourd’hui que 2300 personnes pourraient mourir en cas de nouvelle déferlante provoquée par la vidange brutale de la poche d’eau glaciaire. En 2010, grâce aux opérations de pompage,, le volume d’eau présent dans la cavité avait été ramené à 10.000 m3. Aujourd’hui, de nouvelles mesures doivent être prises pour éviter que l’eau continue de s’accumuler.

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 Le 12 juillet 1892, le glacier de Tête Rousse libère brusquement une masse d’eau et de glace estimée à 200 000 m³. Très rapidement, cette lave torrentielle, qui s’est chargée de terre, de roches et de végétaux en dévalant la pente, atteint un volume d’un million de m³. Tout est rasé sur son passage. Onze maisons du hameau de Bionnay, sont emportées faisant trois victimes. La coulée poursuit sa route plus en aval vers Saint-Gervais. Elle détruit le vieux pont romain, monte à 30 mètres de haut sous l’arche du nouveau Pont du Diable, puis s’engouffre dans la gorge des Bains. A peine dix minutes après la rupture, l’établissement thermal de Saint-Gervais est balayé par la lave, anéantissant six bâtiments sur huit, enterrant à demi les autres sous les débris et causant la mort de 130 personnes. La lave franchit le pont du Fayet à la hauteur de l’usine électrique puis s’étale dans la plaine sur 75 hectares, après avoir démoli huit maisons et tué douze personnes. Les dégâts sont considérables. Le bilan humain est catastrophique. Le nombre de morts et disparus est estimé entre 175 et 200. Selon les témoignages, la crue n’aurait pas duré plus de cinq à huit minutes. L’Arve a été fortement grossie, et un flot semblable à un mascaret est arrivé soudainement à Bonneville, vers quatre heures du matin.

Les causes de cet accident sont restées obscures pendant quelque temps. Au premier moment, on avait pensé, à tort, à une chute de l’extrémité du glacier de Bionassay. Joseph Vallot, Directeur de l’Observatoire du Mont-Blanc (il a donné son nom au célèbre refuge sur la montagne) au moment de la catastrophe a décrit dans la revue La Nature N°1003 du  20 août 1892 son approche de la source de la lave torrentielle. En voici un extrait :

« Arrivés à une altitude d’environ 3200 mètres, nous nous sommes trouvés en face d’une grande muraille de glace demi-circulaire, presque verticale, de 40 mètres de haut sur 100 mètres de diamètre. Dans cette muraille s’ouvrait une énorme cavité, mesurant 40 mètres de large sur 20 mètres de haut. Au pied, sur le sol de glace en cuvette, se trouvaient quelques blocs de glace, recouverts de neige récente, avec de petits lacs, alimentés par un ruisseau sortant de la caverne et s’écoulant sur la pente des rochers.

Un examen même superficiel suffisait pour montrer que la partie du glacier qui avait rempli le demi-cercle formé par la muraille de glace avait été enlevée récemment ; les lambeaux de névé qui subsistaient sur les côtés laissaient voir que l’extrémité du glacier avait formé une pente de 45°, par conséquent sans aucun surplomb ; ce glacier n’avait donc pas pu s’écrouler de lui-même, par l’effet de son poids, et il fallait qu’il eût été projeté par une force inconnue pour sortir de la cuvette étroite qui le contenait.

Nous pénétrâmes dans la caverne, qui se ramifiait en divers couloirs dont les parois, ainsi que celles de la voûte principale, offraient partout des surfaces polies et arrondies analogues à celles des marmites de géants, mais formées de glace transparente. Tous les caractères démontraient d’une manière certaine le contact prolongé de l’eau avec la glace. La présence d’une énorme caverne creusée dans la glace et remplie d’eau était donc démontrée, observation peut-être unique dans les annales géologiques.

Quelques pas, taillés au piolet dans la glace vive, nous amenèrent en un instant au bord du petit entonnoir au fond duquel nous avions émergé, et nous nous trouvâmes en face du spectacle le plus inattendu et le plus merveilleux qui se puisse imaginer. Nous étions au fond d’une sorte de cratère, à parois absolument verticales de glace blanche, reluisant au soleil. […]  Ce cirque d’effondrement, que personne n’avait soupçonné avant nous, mesurait 80 mètres de long, sur 40 mètres de largeur et 40 mètres de profondeur verticale. Ses parois étaient en neige et en glace blanche. Sur notre droite, il se prolongeait en une cavité de 15 à 20 mètres de haut, dont les parois en glace transparente et polie montraient que le lac avait également rempli cette caverne.

[…]

L’examen des grottes de glace prouvent d’une manière certaine qu’elles ont contenu toutes deux une grande quantité d’eau. L’hypothèse d’une avalanche de glace sèche tombe d’elle-même devant cette constatation. Il reste à rechercher le mécanisme de l’effondrement et du départ de l’avalanche.

L’eau, augmentant sans cesse par suite de l’obstruction temporaire de l’orifice d’écoulement, a dû miner peu à peu la croûte de glace qui recouvrait la cavité supérieure ; la voûte, devenant trop faible, s’est alors effondrée, exerçant sur l’eau une énorme pression qui, se propageant dans la grotte inférieure, a rompu et projeté violemment dans le couloir rocheux la partie antérieure du glacier la seule partie non encaissée par le rocher et plus faible par sa position même.

Ainsi s’explique l’énorme quantité d’eau qui s’est précipitée dans la vallée, emportant sur son passage la terre des rives, et formant ainsi la boue liquide qui s’est répandue dans les parties basses, accompagnée de blocs de glace et de rochers. La partie antérieure arrachée au glacier a roulé sur la pente avec l’eau de la caverne, tandis que le plafond du cirque d’ effondrement, n’ayant plus aucun véhicule liquide, est resté au fond de la cavité, remplaçant l’eau du lac sous-glaciaire.

D’après mon lever topographique, la quantité d’eau fournie par l’effondrement supérieur est de 80 000 mètres cubes. Il faut y ajouter 20 000 mètres cubes pour la grotte d’entrée, et 90 000 mètres cubes de glace arrachée à la partie frontale du glacier, ce qui forme un total de 100 000 mètres cubes d’eau et 90 000 mètres cubes de glace.

[…]

Il est malheureusement probable que ce lac sous-glaciaire, qui résulte de la configuration des lieux, se reformera dans un temps plus ou moins éloigné. Le remède consisterait à faire sauter à la mine le seuil rocheux, de manière à ménager, un écoulement à l’eau de fusion du glacier. Mais il faudrait se hâter, car les travaux deviendront de plus en plus dangereuse, si on laisse au lac le temps de se reformer, même en partie. »

 On appréciera la justesse de la conclusion. 127 ans plus tard, le danger demeure…

L’intégralité du texte rédigé par Joseph Vallot et illustré de plusieurs photos peut être lu en cliquant sur ce lien : http://sciences.gloubik.info/spip.php?article1017

Schéma accompagnant le texte de Joseph Vallot pour expliquer le processus de la catastrophe du 12 juillet 1892.

La grande vitesse des coulées pyroclastiques // The high speed of pyroclastic flows

Dans un article publié dans la revue Nature Geoscience, des chercheurs confirment les conclusions d’études précédentes à propos des coulées pyroclastiques. Ils expliquent qu’ils ont découvert que les matériaux à haute température émis par un volcan pendant une éruption génèrent une couche d’air entre le sol et une coulée pyroclastique, ce qui permet à cette dernière de se déplacer en atteignant des vitesses extrêmes et en détruisant tout sur son passage.

Les coulées pyroclastiques sont constituées d’un mélange de lave à très haute température, de pierre ponce, de cendre et de gaz volcaniques. Elles peuvent atteindre des températures de 1000 degrés Celsius et, dans des cas extrêmes, dévaler les pentes des volcans à plus de 600 kilomètres à l’heure. Elles sont responsables d’environ 50% de tous les décès provoqués par les éruptions volcaniques dans le monde. Des coulées pyroclastiques ont détruit Pompéi, Herculanum et Stabies lorsque le Vésuve est entré en éruption en l’an 79. Plus récemment, elles ont causé la mort de centaines de personnes sur les pentes du Fuego (Guatemala) en juin 2018.
Les coulées pyroclastiques se divisent en général en deux parties: 1) un flux de fragments de roches à très haute température qui se déplace à la surface du sol, et 2) un nuage de cendres à haute température qui s’élève au-dessus. Dans l’étude publiée dans Nature Geoscience, des chercheurs de l’Université Massey de Nouvelle-Zélande ont tenté de comprendre pourquoi la partie inférieure d’une coulée pyroclastique peut se déplacer aussi rapidement.
Pour ce faire, ils ont réalisé une expérience et déversé 6 tonnes de matériaux pyroclastiques à une température de 400 degrés Celsius dans une structure de leur propre fabrication située dans une chaufferie désaffectée. Les chercheurs ont enregistré l’écoulement des matériaux à l’aide de caméras haute vitesse, ce qui leur a permis ensuite d’analyser avec précision le comportement des matériaux au fur et à mesure de leur écoulement.

Les résultats de l’expérience montrent que les écoulements pyroclastiques génèrent leur propre lubrification sur une couche d’air. Une zone de matériaux volcaniques sous haute pression se forme vers la base de la coulée. L’air est repoussé vers le bas sous l’effet de la pression, ce qui crée comme un matelas d’air à la surface duquel les matériaux peuvent s’écouler rapidement.
Cette étude pourrait aider les autorités à mieux comprendre les dangers posés par les volcans et prévoir leur comportement. Les résultats pourraient avoir des applications dans d’autres domaines comme les avalanches et les glissements de terrain. Depuis longtemps, les volcanologues se demandent pourquoi les coulées pyroclastiques sont capables de se déplacer sur de longues distances. En effet, on a trouvé des dépôts de coulées à des centaines de kilomètres du volcan source ; d’autres ont franchi des obstacles topographiques  tels que des chaînes de montagnes ou des étendues d’eau. La dernière étude fournit également des informations mathématiques importantes qu’il faudrait intégrer à la modélisation des courants de densité pyroclastique (PDC). Ces courants se déplacent généralement une centaine de kilomètres à l’heure, mais on sait qu’ils ont atteint des vitesses allant jusqu’à 600 kilomètres à l’heure sur des terrains accidentés et jusqu’à de grandes distances du volcan source. La dernière étude tend à montrer que cette haute vitesse est obtenue par lubrification grâce à la couche d’air à la base des coulées pyroclastiques.
Source: Presse scientifique internationale.

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In a paper published in Nature Geoscience, researchers confirm the results of previous studies. They explain that they have discovered that the high temperature material spewed from a volcano during eruptions generates a layer of air between it and the ground, allowing a pyroclastic flow to surf along at extreme speeds, destroying everything in its path.

Pyroclastic flows are made up of a mix of hot lava, pumice, ash and volcanic gases. They can reach temperatures of up to 1,000 degrees Celsius and can, in extreme cases, move down the slopes of volcanoes at over 600 kilometres per hour. They are responsible for around 50 percent of all deaths from volcanic eruptions globally. Pyroclastic flows destroyed the ancient cities of Pompeii, Herculaneum and Stabies when Mount Vesuvius erupted in A.D. 79. More recently, they caused the deaths of hundreds of persons on the slopes of Fuego Volcano (Guatemala) in June 2018.

Pyroclastic flows are normally split into two parts : 1) a stream of hot rock fragments that move along the ground and 2) a hot cloud of ash that rises above. In the study published in Nature Geoscience, researchers from New Zealand’s Massey University tried to understand how the lower level of material is able to move so fast.

To do this, they carried out an experiment by releasing up to 6 tons of 400-degree Celsius pyroclastic material down a makeshift unit inside a disused boiler house. The researchers recorded the flow of the material with high-speed videos, allowing them to analyze exactly what was happening to it as it rolled down.

Results showed that the pyroclastic flows generate their own air lubrication. An area of high-pressure volcanic material forms toward the base of the flow. The air is forced downward as a result of the pressure, creating a near-frictionless layer along which the material can flow quickly.

This study could help authorities better understand the hazards posed by volcanoes, and how to plan for them. The results could have implications for other events, including avalanches and fast-flowing landslides. A long-standing puzzle for volcanologists has been the question of why pyroclastic flows are able to travel so far. Indeed, one can find flow deposits hundreds of kilometres from the source volcano, and others that have crossed significant topographic or other barriers, such as mountain ranges or open bodies of water. Thus, the research also provides important mathematical information that should be incorporated into the modelling of pyroclastic density currents (PDCs). PDCs typically travel around 100 kilometres per hour but are known to have reached speeds up to more than 600 kilometres per hour over rough terrain large distances from the volcano.The research suggests that this high mobility is through air lubrication at the base of the flows.

Source: International scientific press.

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Voici une vidéo montrant le déplacement des coulées pyroclastiques sur l’île de Montserrat, pendant l’éruption du volcan Soufriere Hills en 1995. J’ai toujours été impressionné par le glissement de l’écoulement pyroclastique à la surface de l’océan.

https://youtu.be/GeghNYm_03A

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Coulées pyroclastiques sur le Mayon aux Philippines (Crédit photo: Wikipedia)