Les émissions de SO2 du Kilauea pendant l’éruption de 2018 // Kilauea’s SO2 emissions during the 2018 eruption

L’éruption du Kilauea dans la Lower East Rift Zone (LERZ) en 2018 a libéré d’énormes quantités de dioxyde de soufre (SO2) et l’ensemble de l’archipel hawaïen a parfois été envahi par le brouillard volcanique, ou vog.
Pour mesurer les émissions de SO2, les volcanologues utilisent un spectromètre. L’instrument est généralement installé à bord d’un véhicule ou un avion qui passe sous le panache de SO2 et mesure l’absorption de lumière par le gaz. Plus il y a de SO2, moins la lumière ultraviolette (UV) atteint le spectromètre. En 2018, il y avait tellement de SO2 que le spectromètre pouvait à peine détecter cette lumière, ce qui n’a guère facilité les mesures.
Le spectromètre mesure la lumière UV sur une gamme de longueurs d’onde. Normalement, avec de faibles émissions de SO2, on examine les longueurs d’onde où l’absorption de SO2 est importante, ce qui permet de détecter de très faibles quantités de gaz. En 2018, la situation a été beaucoup plus compliquée car aucune lumière UV n’atteignait l’instrument. Les scientifiques du HVO ont alors examiné une partie du spectre UV où l’absorption de SO2 est 500 fois plus faible, de sorte qu’une certaine quantité de lumière UV restait détectable.
Après avoir traité les mesures dans la nouvelle gamme de longueurs d’onde, les données ont révélé que pendant la majeure partie du mois de juin et début juillet 2018, les fractures dans la LERZ ont émis près de 200 000 t / j (tonnes / jour) de SO2. Ce sont les niveaux d’émission les plus élevés jamais mesurés sur le Kilauea avec le spectromètre UV qui a commencé à être utilisé vers la fin des années 1970. Il se peut que les premières fontaines de lave du Pu’uO’o en 1983, et peut-être l’éruption du Mauna Loa en 1984, aient montré des niveaux de SO2 similaires, mais ces mesures ont probablement souffert de la même sous-estimation que les premières mesures effectuées par le HVO en 2018. Elles avaient alors révélé des émissions de 15000 t / j (tonnes / jour). Malheureusement, les données fournies par le spectromètre des années 1980 ne peuvent pas être traitées de la même manière que les données de 2018.
Les scientifiques du HVO estiment que l’éruption de 2018 a émis plus de 10 Mt (mégatonnes, ou millions de tonnes) de SO2 entre mai et début août. Au cours de ces trois mois, le Kilauea a émis cinq fois plus de SO2 que pendant la seule année 2017. Peu d’éruptions récentes sur Terre ont émis autant de SO2, et lorsqu’elles l’ont fait, il s’agissait généralement d’éruptions explosives majeures sur des stratovolcans.
L’éruption fissurale de l’Holuhraun (Islande) en 2014 également émis environ 10 Mt de SO2, mais en 6 mois, et non 3 comme le Kilauea. À titre de comparaison, la plus grande éruption volcanique du siècle dernier, celle du Pinatubo (Philippines) en 1991, n’a émis que deux fois plus de SO2 que celle du Kilauea en 2018, mais de manière explosive en une seule journée.
Depuis la fin de l’éruption de 2018, le Kilauea a émis beaucoup moins de SO2. Fin 2018, les émissions étaient d’environ 30 t / j au sommet et sur le Pu’uO’o, et presque nulles dans la LERZ. Début 2019, le Pu’uO’o a retrouvé des niveaux proches de zéro. Bien que du SO2 se dissolve dans l’eau du lac dans le cratère de l’Halema’uma’u, les niveaux d’émission de SO2 en ce moment sont les plus bas observés sur le Kilauea depuis plus de 30 ans.
Source: USGS / HVO.

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Kilauea’s Lower East Rift Zone (LERZ) eruption in 2018 released huge amounts of sulphur dioxide (SO2) and the whole Hawaiian archipelago was sometimes invaded by the volcanic fog, or vog.

To measure SO2 emission rates, volcanologists use a spectrometer. The instrument is mounted to a vehicle or aircraft, which passes under the SO2 plume and measures the absorption of sunlight by SO2 overhead. The more SO2, the less ultraviolet (UV) light reaches the spectrometer. In 2018, there was so much SO2 that the spectrometer could barely detect any UV light at all, which made it difficult to determine the exact amount of gas overhead.

The spectrometer measures UV light over a range of wavelengths. Normally, with low SO2 emissions, one examines wavelengths where SO2 absorption is significant, which allows to detect even very small amounts of gas. But 2018 was different as nearly no light was reaching the instrument. HVO scientists examined a part of the UV spectrum where SO2 absorption is 500 times weaker, so some UV light would still be detectable.

After re-processing all measurements in the new wavelength range, the data revealed that for much of June and early July of 2018, fissures in the LERZ emitted nearly 200,000 t/d (tonnes/day)of SO2. These are the highest SO2 emission rates measured at Kilauea using the UV spectrometer technique, which began in the late 1970s. Early Pu’uO’o high lava fountains, and perhaps Mauna Loa’s 1984 eruption, may have had similar emission rates, but those measurements likely suffered from the same underestimation as HVO’s initial 2018 analyses which revealed emissions of 15,000 t/d (tonnes/day). Unfortunately, because of older spectrometer technology, data from the 1980s cannot be reprocessed in the same way as 2018 data.

HVO scientists now estimate that the 2018 eruption emitted over 10 Mt (megatonnes, or millions of tonnes) of SO2 between May and early August. In those three months alone, Kilauea emitted five times the SO2 it emitted in the year 2017. Few recent eruptions on Earth have released that much SO2, and when they do, they are generally large explosive eruptions at stratovolcanoes.

Most similar to Kilauea’s eruption was the 2014 Holuhraun fissure eruption in Iceland, which also emitted about 10 Mt of SO2, though in 6 months rather than just 3. For comparison, the largest volcanic eruption of the past century, Mount Pinatubo in the Philippines in 1991, only released about twice the SO2 mass of Kilauea’s 2018 eruption, albeit explosively on a single day.

Since the extremely high emissions in 2018 ended, Kilauea has been releasing far less SO2. By late 2018, SO2 emissions were about 30 t/d at the summit and Pu’uO’o, and near-zero in the LERZ. By early 2019, Pu’uO’o had dropped to near-zero levels as well. Though some additional SO2 is dissolving into the new lake in Halema‘uma‘u Crater, current emission rates are the lowest that have been observed at Kilauea in over 30 years of measurements.

Source: USGS / HVO.

Emissions de SO2 au sommet du Kilauea et sur l’East Rift Zone (Photos : C. Grandpey)