Puissant séisme en Antarctique // Powerful earthquake in Antarctica

On observe en ce moment un essaim sismique remarquable dans le Détroit de Bransfield, en Antarctique. Le Détroit de Bransfield est un chenal océanique de 96 km entre les îles Shetland du Sud et la Péninsule antarctique. L’essaim a culminé avec un puissant événement à faible profondeur, d’une magnitude de M7,1, à 23 h 36 (UTC) le 23 janvier 2021. L’USGS a corrigé et indiqué une magnitude de M6,9 à une profondeur de 9,6 km. L’épicentre a été localisé près de la côte sud d’Elephant Island et à l’est de King George Island.

Plus de 30000 secousses ont été enregistrés dans le Détroit de Bransfield  entre août et décembre 2020.

La cause de la sismicité est purement tectonique. En effet, plusieurs plaques et microplaques se rencontrent dans cette zone (voir carte ci-dessous, ce qui provoque de fréquents séismes, mais la sismicité a été bien plus intense ces derniers mois.

En raison des mouvements de plaques, le Détroit de Bransfield s’écarte de la Péninsule antarctique à raison d’environ 15 centimètres par an. C’est près de 20 fois plus qu’auparavant lorsque l’accrétion n’atteignait que 7 à 8 millimètres par an.

Source: Université du Chili, The Watchers.

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 A remarkable seismic swarm is being observed in Bransfield Strait, Antarctica. The Bransfield Strait is a 96-km ocean channel between the South Shetland Islands and the Antarctic Peninsula. The swarm culminated with a very strong and shallow event with a magnitude of M7.1 at 23:36 (UTC) on January 23rd, 2021. USGS is reporting it as M6.9 at a depth of 9.6 km. The epicenter was located near the southern coast of Elephant Island and east of King George Island.

More than 30 000 earthquakes were registered in the Bransfield Strait from August to December 2020.

The cause of the seismicity is purely tectonic. Indeed, several tectonic plates and microplates meet in this area (see map below), leading to frequent earthquakes, but seismicity hs been far more intense during the past months.

Due to the plate movements, the Strait is expanding by about 15 centimetres each year from the Antarctic Peninsula. This is nearly 20 times faster than before when the expansion was measured at 7 to 8 millimetres per year.

Source : University of Chile, The Watchers.

Source : Prensa Antártica

Sicile et St Vincent-et les-Grenadines : volcans et virus // Sicily and St Vincent-and-the Grenadines : volcanoes and Covid-19

La situation n’a pas beaucoup changé à La Soufrière de Saint-Vincent. Le dôme continue de croître lentement dans le cratère. La zone de végétation brûlée continue de progresser vers la lèvre supérieure Est du cratère. On observe toujours des panaches de vapeur depuis l’Observatoire de Belmont. Les personnes vivant dans des zones proches du volcan doivent s’attendre à de fortes odeurs de soufre. Il y a eu plusieurs fausses informations ces derniers jours. Contrairement à ce qui a été écrit dans les journaux et sur les réseaux sociaux, il n’y a pas eu de lahars sur le volcan et il n’y a pas eu d’évacuation non plus. Le niveau d’alerte reste à Orange.

En fait, la principale préoccupation des autorités locales est la propagation du Covid-19. Il y a maintenant environ 600 cas à Saint-Vincent.

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Dans sa dernière mise à jour sur l’Etna (20 janvier 2021), l’INGV indique que la coulée de lave précédemment observée sur le flanc nord du cratère SE n’est plus alimentée et a cessé de progresser. Cependant, une activité strombolienne est toujours observée au niveau du cratère. Le tremor éruptif se maintient à un niveau élevé avec sa source dans la zone du cratère SE, à environ 2900 mètres d’altitude.

Une activité strombolienne soutenue est toujours observée sur le Stromboli dans les zones Nord et Centre-Sud de la terrasse cratèrique, avec des explosions toutes les 5 à 10 minutes. La lave a cessé de couler le long de la Sciara dal Fuoco, mais de nouveaux débordements restent possibles. La Covid-19 est très active en Sicile. À ce jour, environ 47 000 personnes ont été contaminées. Le 23 janvier, les autorités sanitaires indiquaient que 3.194 personnes étaient décédées en Sicile depuis le début de la pandémie. .

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The situation has not much changed at St Vincent’s La Soufriere. The dome continues to grow slowly within the crater. The area of burnt vegetation continues to progress and has now expanded towards the top eastern rim of the crater. Steam can still be observed from the Belmont Observatory. Persons living in areas close to the volcano should expect strong sulphur smells. There have been several fake news in the past days. Contrary to what has been written in the newspapers and in the social media, there have been no lahars on the volcano and there have been no evacuations either. The alert level remains at Orange.

Actually, the main preoccupation of local authorities is the spreading of Covid-19. There are now about 600 local cases at St. Vincent.

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In its latest update about Mt Etna (January 20th, 2021), INGV indicates that the lava flow previously observed on the north flank of the SE Crater is no longer fed and has stopped moving forvard. However, strombolian activity is still observed at the crater. The eruptive tremor keeps a high level with its source in the area of the SE Crater, about 2,900 metres above sea level.

Sustained strombolian activity is still observed at Stromboli in the North and South-Central areas of the crater terrace, with explosions every 5-10 minutes. Lava has stopped flowing down the Sciara dal Fuoco, but more overflows remain possible.

Covid-19 is very active in Sicily. Up to now, about 47,000 persons have been contaminated. On January 23rd, health authorities indicated that 3.194 persons had died in Sicily since the start of the pandemic.

Le cratère de la Soufrière et le dôme de lave (Source : UWI)

Mesure du dioxyde de soufre (SO2) en milieu volcanique // Measurement of sulphur dioxide (SO2) in volcanic environments

Le dioxyde de soufre (SO2) est l’un des principaux gaz émis par les volcans. L’éruption de la Lower East Rift Zone (LERZ) du Kilauea en 2018 a libéré d’énormes quantités de SO2 et tout l’archipel hawaïen a parfois été envahi par le brouillard volcanique, appelé localement vog. Aujourd’hui, avec l’éruption dans l’Halema’uma’u, les panaches de SO2 sont emportés par les alizés et ils perturbent la vie de la population dans les zones sous le vent. Il est donc important de savoir quelle quantité de ce gaz est émise pour comprendre les conséquences pour la santé humaine.

J’ai écrit une note sur les émissions de SO2 le 31 mai 2020. Les scientifiques du HVO donnent aujourd’hui plus de détails sur la technique de mesure de ce gaz.

Pour mesurer les émissions de SO2, les scientifiques du HVO commencent par monter un spectromètre ultraviolet (UV) sur la carrosserie d’une voiture ou la carlingue d’un avion. Dans la mesure où le SO2 est invisible et peut ne pas coïncider parfaitement avec les parties visibles du panache éruptif, ils déterminent l’endroit où le SO2 est susceptible de se trouver en fonction de la direction du vent.

Puis, en partant du ciel clair d’un côté du panache, ils balayent toute la largeur inférieure du panache et retrouvent le ciel clair de l’autre côté. Le spectromètre est d’abord orienté vers le ciel et, comme le SO2 absorbe les rayons UV, l’appareil détecte ensuite une quantité d’UV moins importante lorsqu’il se trouve sous le panache de gaz contenant du SO2. Le spectromètre mesure la quantité de SO2 qui se trouve au-dessus de lui dans une trajectoire verticale ; c’est la « longueur de trajet de concentration. » (concentration-path-length).

Cette longueur de trajet de concentration associe la concentration et le trajet en une seule unité, ppm ∙ m (parties par million par mètre). Un panache de 1 mètre d’épaisseur avec une concentration de 10 ppm de SO2 équivaut à 10 ppm ∙ m. Il en va de même pour un panache de 10 mètres d’épaisseur avec une concentration de seulement 1 ppm de SO2. La quantité de SO2 est la même, elle est simplement distribuée différemment.

Toutes ces mesures mises ensemble sur la largeur du panache fournissent des indications sur une section transversale de ce même panache et montrent quelle quantité de SO2 se trouvait au-dessus du spectromètre en chaque point de mesure. Cette section transversale qui incorpore la largeur du panache en mètres, permet de connaître la surface de gaz dans cette zone, avec des unités de ppm ∙ m2 (parties par million par mètre carré).

Une fois que les scientifiques ont calculé cette section transversale, ils utilisent la vitesse du panache (en mètres / seconde) pour déterminer le nombre de sections transversales – mais aussi la quantité de gaz – dans un certain laps de temps. Cela conduit à des unités de ppm ∙ m3 / s (parties par million par mètre cube par seconde), autrement dit un volume de gaz émis avec une certaine concentration de SO2 par seconde.

Dans la mesure où on sait combien pèse une molécule de SO2, on peut convertir ce volume en masse (en kilogrammes ou en tonnes), et on peut convertir les secondes en jours. C’est ainsi que procèdent les scientifiques pour déterminer les flux de SO2 qui sont généralement exprimés en tonnes / jour (t / j). Grâce aux résultats obtenus, les scientifiques du HVO peuvent comparer les émissions de SO2 de l’éruption actuelle avec celles des éruptions précédentes du Kilauea.

Ainsi, lorsque le HVO a commencé à utiliser des mesures UV en 1979, les émissions de SO2 au sommet du volcan atteignaient en moyenne 500 t / j ou moins. Entre 1983 et 2008, l’éruption du Pu’uO’o émettait en moyenne 2000 t / j. Après des émissions relativement élevées au début de l’éruption sommitale de 2008-2018, les émissions du lac de lave se sont stabilisées à près de 5 000 t / j tandis que les émissions du Pu’uO’o chutaient  à quelques centaines de t / j.

L’éruption de 2018 a eu des émissions très élevées, avec près de 200 000 t / j ; ce sont les émissions les plus élevées jamais enregistrées sur le Kilauea.

Après l’éruption de 2018, les émissions de SO2 du Kilauea ont chuté à une trentaine de tonnes par jour.

Au début de la nouvelle éruption en décembre 2020, les émissions de SO2 au sommet du Kilauea étaient de 30 000 à 40 000 t / j. Les services sanitaires ont mis en garde le public sur la mauvaise qualité de l’air et ses dangers pour la santé.

Après l’arrêt de l’activité dans la fissure nord de l’Halema’uma’u le 26 décembre 2020, les émissions de SO2 ont progressivement baissé pour atteindre environ 2500 t / j le 11 janvier 2021, signe que l’activité éruptive diminuait..

Source: USGS / HVO.

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Sulphur dioxide (SO2) is one of the main gases emitted by volcanoes. Kilauea’s Lower East Rift Zone (LERZ) eruption in 2018 released huge amounts of sulphur dioxide and the whole Hawaiian archipelago was sometimes invaded by the volcanic fog, or vog. Today, during the Halema’uma’u eruption, SO2 plumes are pushed by the trade winds and disturb life in downwind areas. So, it is important to know how much of this gas is emitted for understanding implications for human health during volcanic eruptions.

I wrote a post about SO2 emissions on May 31st, 2020. In a new article, HVO scientists give more details about how to measure this gas.

To measure SO2 emission rates, HVO scientists begin by mounting an ultraviolet (UV) spectrometer to a car or an aircraft. Since SO2 is invisible and may not perfectly coincide with visible parts of the plume, they determine where the SO2 should be based on wind direction.

Then, starting under clear sky on one side of the plume, they traverse underneath the entire width of the plume, and end up back under clear sky on the other side.

The spectrometer looks up at the sky and, because SO2 absorbs UV radiation, it detects less incoming UV when it is under the gas plume where there is SO2. It measures how much SO2 is above it in the vertical ‘path’ where the spectrometer is looking – the ‘concentration-path-length’.

Concentration-path-length combines concentration and path into a single unit, ppm∙m (parts per million meters). A 1-metre-thick plume with a concentration of 10 ppm (parts per million) of SO2 is equivalent to 10 ppm∙m. So is a 10-metre-thick plume with a concentration of only 1 ppm of SO2. The amount of SO2 is the same, it is just distributed differently.

All those concentration-path-length measurements put together across the plume’s width make a ‘slice’, or cross-section, through the plume, showing how much SO2 was above the spectrometer at each point. That slice, since it incorporates the plume width in metres, is the area of the gas in a cross-section of plume, with units of ppm∙m2 (parts per million square metres).

Once the scientists have that cross-section, they use plume speed (in metres/second) to determine how many of those cross-sections – and how much gas – are passing overhead in a certain amount of time. That brings them to units of ppm∙m3/s (parts per million cubic metres per second)—which is a volume of gas with a certain concentration of SO2 each second.

Because one knows how much a molecule of SO2 weighs, one can convert that volume into a mass (in kilograms or tonnes), and one can convert seconds to days. That is how scientists derive the emission rates of SO2, which are usually presented in units of tonnes/day (t/d).

With the results they obtain, HVO scientists are able to compare SO2 emission rates from the current eruption to those emitted by previous Kilauea eruptions.

When HVO began to use UV measurements in 1979, the summit averaged about 500 t/d of SO2 or less. Between 1983 and 2008, Kilauea’s Pu’uO’o eruption averaged around 2,000 t/d. After higher emission rates early in the 2008–2018 summit eruption, the lava lake emissions stabilized near 5,000 t/d while Pu’uO’o’s emissions fell to a few hundred t/d.

The 2018 eruption had very high emission rates of nearly 200,000 t/d, the highest recorded emissions from Kilauea. Following the 2018 activity, Kilauea emissions dropped to only about 30 t/d.

At the beginning of the new eruption in December 2020, Kilauea summit emission rates were 30,000–40,000 t/d. The Department of Health warned the public of potential hazardous, poor air quality. It advised residents and visitors to be prepared and aware of the surrounding conditions. Since the north fissure activity ceased on December 26, 2020, SO2 emissions have progressively dropped and reached about 2,500 t/d on January 11th, 2021, a sign that the eruption rate has decreased.

Source : USGS / HVO.

 

Panaches de gaz sur le Kilauea (Photos : C. Grandpey)