Jour : 27 avril 2021

Prévision éruptive : où en est-on ?

L’actualité volcanique a été particulièrement riche ces dernières semaines, avec quatre éruptions quasi simultanées sur la péninsule de Reykjanes en Islande, sur l’Etna  en Sicile, sur le Piton de la Fournaise à la Réunion et sur La Soufrière de St Vincent. Comment les scientifiques ont-ils appréhendé ces éruptions qui, pour le moment, n’ont fait aucune victime ? Il est vrai que trois d’entre elles sont effusives, avec un risque relativement faible pour la population. Il faut garder à l’esprit que la prévision éruptive ne revêt réellement de l’importance lorsque des populations sont menacées et qu’il s’agit de définir une stratégie pour les protéger.

Après beaucoup de questions et de tergiversations parmi les scientifiques islandais pour savoir si la sismicité enregistrée sur la péninsule de Reykjanes était due à la présence d’un dyke, et ensuite si le dyke allait donner naissance à une éruption, la lave a enfin percé la surface à 18h45 (heure locale) le 19 mars 2021. La zone de l’éruption, la Geldingadalur se situait loin des zones habitées et il a été relativement facile pour les autorités islandaises de gérer cet événement.

Un très grand nombre d’Islandais sont venus assister au spectacle. Plusieurs sentiers d’accès ont été mis en place au fur et à mesure de l’évolution des coulées de lave. Au bout de quelques jours, les scientifiques ont eu la surprise de voir de nouvelles bouches apparaître le long de la fracture éruptive, mais leur activité ne posait pas le moindre problème. Seuls les gaz auraient pu incommoder les personnes présentes, Il leur a été conseillé de veiller à avoir le vent dans le dos pour éviter tout désagrément. Contrairement au Piton de la Fournaise, « chaleur et toxicité des gaz »  n’ont tué personne en Islande. On a juste recensé quelques blessures (entorses, foulures, etc.) sans gravité.

Très peu de visiteurs étrangers ont pu observer l’éruption jusqu’à présent à cause des interdictions de circuler en vigueur dans de nombreux pays, mais aussi à cause des restrictions d’accès imposées par les autorités islandaises.

Au final, on peut dire que, s’agissant de l’éruption en cours,  la prévision éruptive n’a, pour le moment, qu’une importance très relative en Islande.

Crédit photo : http://www.ruv.is

Le Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) nous offre, lui aussi, une éruption effusive depuis le 9 avril 2021. Comme à l’accoutumée, elle se déroule dans l’Enclos Fouqué et aucune population n’est menacée. Là aussi, le prévision éruptive n’a qu’une importance relative. Il en irait différemment si la lave décidait de sortir de l’Enclos et menaçait des maisons, comme cela s’est déjà produit par le passé. Malgré tout, avec une éruption effusive comme celle-ci ou celle en Islande, le risque humain est quasiment nul. On l’a vu en 2018 avec l’éruption du Kilauea (Hawaii) qui a détruit plusieurs centaines de structures, sans faire de victimes.

L’OVPF fournit quotidiennement des informations  qui permettent de bien suivre le déroulement des événements. Deux randonneurs ont perdu la vie ces derniers jours, mais ils se trouvaient dans l’Enclos dont l’accès était interdit. La cause exacte de leur décès reste à déterminer.

Source : OVPF

Après une période calme, l’Etna (Sicile) semble vouloir reprendre du service. Une activité strombolienne anime à nouveau le Cratère SE. Allons-nous assister à une nouvelle série de « paroxysmes » ? L’INGV explique qu’il n’a pas la réponse. Tant que cette activité éruptive restera concentrée dans la zone sommitale du volcan, il s’agira juste d’un beau spectacle pour les yeux. Nous sommes particulièrement gâtés par les webcams dont certaines proposent de superbes images en streaming. La situation serait plus inquiétante si des coulées de lave menaçaient des bourgades sur les flancs du volcan, comme ce fut le cas pour Zafferana Etnea au cours de l’éruption de 1991-1994. Là encore, les dégâts seraient matériels et, sauf imprudence, aucune vie humaine ne serait en jeu.

La cendre volcanique est le seul problème pour la population qui est contrainte à manier le balai au moment des paroxysmes. C’est aussi un problème pour les agriculteurs car les plantations n’apprécient guère les dépôts de cendre. En fonction de la direction du vent, l’aéroport de Catane est parfois contraint d’arrêter ses activités mais, répétons le, des vies humaines ne sont pas menacées directement par une éruption de l’Etna, donc la prévision prend, là aussi, une importance relative.

Il en va différemment lorsqu’il s’agit d’un volcan explosif situé dans une zone de subduction, comme La Soufrière à St Vincent-et-les-Grenadines. Cela faisait plusieurs semaines que les scientifiques s’inquiétaient car on observait la croissance d’un dôme de lave dans le cratère du volcan, juste à côté de celui laissé par l’éruption de 1979. Personne ne savait comment ce dôme allait évoluer. Allait-il cesser de croître sans autre conséquence ? Allait-il continuer sa croissance et déborder du cratère en déclenchant des coulées pyroclastiques ? Allait-il exploser ? Personne n’avait la réponse. On savait que l’une de ces hypothèses était probablement la bonne, mais laquelle ? Prévision éruptive nulle !

Le 8 avril 2021, les scientifiques de l’Université des Antilles (UWI) en charge de la surveillance du volcan ont observé une très forte intensification de la sismicité. Ils ont alerté les autorités et il a été décidé – en appliquant le principe de précaution – d’évacuer la population dans la zone nord de l’île, celle qui était le plus sous la menace du volcan. La décision était la bonne car le 9 avril, un très volumineux panache de cendre s’échappait du cratère, avec des très importantes retombées de cendre.

On peut dire que les scientifiques de l’UWI ont eu beaucoup de chance car l’éruption aurait pu débuter plus rapidement et différemment, dès le 8 avril, avec des coulées pyroclastiques. La situation aurait alors pris une autre tournure au niveau humain. Par bonheur, les coulées pyroclastiques se sont produites plusieurs jours plus tard , et uniquement sue le versant ouest de La Soufrière.

Les dégâts causés par la cendre sont immenses et il faudra très longtemps pour que St Vincent retrouve une situation acceptable. Heureusement, l’aide internationale et celle des autres îles de la Caraïbe permettent d’amortir le choc.

Cela fait plusieurs jours que le volcan s’est calmé, mais l’UWI prévient que des sursauts d’activité restent possibles et demande à la population de rester très vigilante.

Quelque 13 000 personnes ont été déplacées par l’éruption. Environ  6 200 vivent dans des abris temporaires et doivent faire face aux problèmes habituels de promiscuité et de santé, en sachant que l’épidémie de Covid-19 n’arrange pas les choses.

On peut donc dire que, pour le moment – contrairement à l’éruption de 1902 et ses 1600 victimes – l’éruption de La Soufrière se passe sans perte humaine, en dépit des difficultés de la prévision éruptive sur ce type de volcan. Le principe de précaution a été mis en œuvre et c’est une sage décision.

Source : UWI

Viscosité du magma et prévision éruptive // Magma viscosity and eruptive prediction

Suite à l’éruption du Kilauea (Hawaii) en 2018, une nouvelle étude explique que la mesure précoce de la viscosité du magma pourrait aider à prévoir certaines éruptions volcaniques

L’éruption du Kilauea de 2018 a fourni aux scientifiques une occasion unique d’identifier de nouveaux facteurs permettant de prévoir le comportement du magma et les risques des futures éruptions ainsi que les dangers associés.

Une équipe de chercheurs de l’Université d’Hawaï a identifié un indicateur de viscosité du magma susceptible d’être mesuré avant une éruption. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Nature.

Les auteurs de l’étude expliquent que les propriétés du magma à l’intérieur d’un volcan affectent le déroulement d’une éruption. En particulier, sa viscosité est un facteur majeur qui influence le degré de dangerosité d’une éruption pour les localités à proximité. Il est bien connu que les magmas très visqueux déclenchent des explosions plus puissantes car les gaz peuvent difficilement s’échapper, ce qui entraîne une accumulation de la pression à l’intérieur du système d’alimentation du volcan. De plus, l’extrusion d’un magma plus visqueux donne naissance à des coulées de lave plus lentes. A Hawaï, le magma sort à des températures très élevées, ce qui explique sa grande fluidité et que les coulées de lave parcourent parfois de très longues distances.

Les chercheurs ont remarqué que la viscosité du magma n’est généralement évaluée qu’après une éruption, pas avant. C’est pourquoi ils ont essayé d’identifier les premiers indices de viscosité du magma. L’événement de 2018 a débuté avec une première phase d’activité dans la Lower East Rift Zone du Kilauea. La première des 24 fractures éruptives s’est ouverte début mai et l’éruption s’est poursuivie pendant trois mois. Cette situation a permis aux scientifiques d’obtenir une foule d’informations. En particulier, ils ont obtenu de nombreuses données sur le comportement du magma à haute et basse viscosité, ainsi que sur les contraintes pré-éruptives qui se sont exercées dans le substrat rocheux sous le Kilauea.

On sait que l’activité tectonique et volcanique provoque la formation de failles dans la roche qui constitue la croûte terrestre. Lorsque les contraintes géologiques agissent sur ces failles, les géologues peuvent mesurer leur orientation 3D et leur mouvement en analysant la sismicité. En étudiant ce qui s’est passé dans Lower East Rift Zone du Kilauea en 2018, ils ont pu déterminer que la direction des mouvements des failles dans cette zone avant et pendant l’éruption pouvait être utilisée pour estimer la viscosité du magma pendant les périodes précédant l’activité volcanique. Les chercheurs ont ainsi pu montrer qu’avec une surveillance digne de ce nom, ils peuvent établir une relation entre la pression et les contraintes dans le système d’alimentation d’un volcan et le mouvement en profondeur d’un magma plus visqueux. Ils pensent que de telles analyses permettront de mieux anticiper le comportement éruptif de volcans comme le Kilauea et de prendre des mesures adaptées à la situation.

Source: West Hawaii Today.

[Remarque personnelle: S’agissant du Kilauea, le processus éruptif est assez bien connu et ne réserve guère de surprises. Comme le volcan se trouve sur un point chaud et est alimenté par du magma à très haute température en provenance du manteau terrestre, la lave est en général très fluide avec des coulées de lave qui parcourent de longues distances et peuvent être destructrices, comme on l’a vu lors de l’éruption de 2018. Sur d’autres volcans du monde qui ont des magmas plus différenciés, une telle étude pourrait présenter un intérêt certain pour anticiper le comportement éruptif.

Vous pourrez également lire le résumé de l’étude que j’ai effectuée sur le processus de refroidissement de la lave sur le Kilauea:

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/processus-de-refroidissement-de-la-lave-sur-le-kilauea-hawaii/]

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In the wake of Kilauea’s 2018 eruption in Hawaii, a new study explains that measuring magma viscosity early could forecast volcanic eruptions The 2018 Kilauea eruption provided scientists with a unique opportunity to identify new factors to help forecast the behaviour and associated hazards of future eruptions.

A team of researchers from the University of Hawaii identified an indicator of magma viscosity that can be measured before an eruption. Their findings were published in the journal Nature.

The authors of the study explain that the properties of the magma inside a volcano affect how an eruption will play out. In particular, its viscosity is a major factor in influencing how hazardous an eruption could be for nearby communities. It is well known that very viscous magmas are linked with more powerful explosions because they can block gas from escaping through vents, allowing pressure to build up inside the volcano’s plumbing system. Moreover, the extrusion of more viscous magma results in slower-moving lava flows. In Hawaii, magma comes out at very high temperatures, which accounts for its high fluidity and for lava flows travelling sometimes very long distances.

The researchers have noticed that magma viscosity is usually only quantified well after an eruption, not in advance. So, they have tried to identify early indications of magma viscosity that could help forecast a volcano’s eruption style.

The 2018 event included the first eruptive activity in Kilauea’s Lower East Rift Zone since 1960. The first of 24 fissures opened in early May, and the eruption continued for three months. This situation provided the scientists with unprecedented access to information. In particular, the event provided a wealth of simultaneous data about the behaviour of both high- and low-viscosity magma, as well as about the pre-eruption stresses in the solid rock underlying Kilauea.

It is known that tectonic and volcanic activity cause faults to form in the rock that makes up Earth’s crust. When geologic stresses cause these faults to move against each other, geoscientists measure the 3D orientation and movement of the faults using seismic instruments. By studying what happened in Kilauea’s Lower East Rift Zone in 2018, they determined that the direction of the fault movements in the lower East Rift Zone before and during the volcanic eruption could be used to estimate the viscosity of rising magma during periods of precursory unrest. The researchers were able to show that with robust monitoring that they can relate pressure and stress in a volcano’s plumbing system to the underground movement of more viscous magma. They think this will enable monitoring experts to better anticipate the eruption behaviour of volcanoes like Kilauea and to tailor response strategies in advance.

Source: West Hawaii Today.

[Personal note: As far as Kilauea is concerned, the eruptive process is fairly well known. As the volcano lies on a hotspot with magma coming at very high temperature from the Earth’s mantle, the lava is very fluid with long distance lava flows that can de destructive, as could be seen during the 2018 eruption. On other volcanoes in the world which have more differentiated magmas, a similar study could prove useful to predict the behaviour of the eruptions.

You can also read  the abstract of the study I made about the lava cooling process on Kilauea volcano: https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/processus-de-refroidissement-de-la-lave-sur-le-kilauea-hawaii/]

Eruption 2018 du Kilauea (Fissure 8) [Crédit photo : HVO]

Photo : C. Grandpey