Des signaux acoustiques pour détecter le début d’une éruption // Acoustic signals to detect the start of an eruption

La dernière éruption du Mauna Loa sur la Grande Ȋle d’Hawaï a commencé le 27 novembre 2022. Elle a été précédée d’une activité sismique intense environ une demi-heure avant que la lave soit visible sur les caméras de surveillance.

Image des premières heures de l’éruption sur la caméra thermique du HVO

Ces caméras sont essentielles pour contrôler l’activité éruptive mais les vues de l’activité peuvent être entravées par les nuages, le brouillard ou les gaz volcaniques. Il se peut aussi que les caméras ne couvrent pas suffisamment le site de l’éruption. C’est pourquoi l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) et d’autres observatoires dans le monde utilisent d’autres méthodes pour tenter d’identifier l’activité éruptive même si le volcan n’est pas parfaitement visible.
Une de ces méthodes consiste à mesurer les bruits émis par une éruption. Ils s’éloignent progressivement de la source, comme le font les rides sur l’eau quand on y a jeté une pierre.
Les scientifiques installent régulièrement des réseaux de capteurs acoustiques sur les flancs des volcans. Ces capteurs sont capables de mesurer le bruit audible, mais aussi le bruit inaudible dont les fréquences (infrasons) ne sont pas perçues l’oreille humaine. Un traitement informatique de ces données est ensuite mis en oeuvre pour rechercher des signaux provenant d’une direction distincte.
Le HVO surveille les volcans hawaiiens à l’aide de données traitées en temps quasi réel en provenance de réseaux acoustiques qui mesurent les changements de pression autour du Kilauea et du Mauna Loa. Des réseaux de capteurs sont déployés sur le terrain pour permettre aux ordinateurs de rechercher des corrélations dans l’énergie acoustique provenant de centres d’éruption probables.
Le traitement des données permet de comparer toutes les formes d’ondes du réseau et examine la cohérence des ondes dans diverses conditions. Dans les tracés obtenus, les cohérences de forme d’onde sont marquées par des points rouges et orange et les incohérences par des points bleu clair et foncé. Les sons incohérents ressemblent à ceux que l’on peut entendre dans une forêt par une journée de grand vent, tandis qu’un son plus cohérent serait celui émis par une voiture qui klaxonne.
Les signaux acoustiques cohérents ont souvent des caractéristiques qui leur permettent d’être distingués lors du traitement des données. Deux bons indicateurs de cohérence sont la vitesse et la direction des ondes. Par exemple, près de la surface de la Terre, les sons se propagent généralement à des vitesses d’environ 300 à 400 mètres par seconde. Le réseau d’infrasons du HVO se trouve à l’intérieur du Parc national des volcans d’Hawaii et couvre un angle d’environ 300 degrés, tout en étant pointé vers le sommet du Mauna Loa. La détection automatique peut utiliser ces signaux (cohérence, vitesse et direction des ondes) pour permettre aux scientifiques de comprendre rapidement quand une éruption se produit au sommet du Mauna Loa.

La figure D ci-dessus montre qu’une légère activité éruptive a commencé vers 23 h 25. En réalité, l’activité a probablement commencé environ 2 minutes plus tôt, vers 23 h 23, étant donné qu’il faut environ 2 minutes au son pour voyager du sommet du Mauna Loa jusqu’au réseau de capteurs acoustiques.
La figure A montre qu’à 23 h 36, les coulées de lave émises par l’éruption avançaient rapidement à travers la caldeira sommitale du Mauna Loa. L’activité s’est intensifiée fortement vers 23h40.
Cela montre l’intérêt d’utiliser plusieurs lignes d’informations pour évaluer l’activité éruptive.
En plus des méthodes acoustiques, le HVO utilise une panoplie d’instruments, notamment en matière d »imagerie sismique, de déformation, d’analyse des gaz, ainsi qu’un réseau de caméras.
Source : USGS, HVO.

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Mauna Loa’s latest eruption on Hawaii Big Island started on Novembre27th, 2022. It was preceded by intense earthquake activity about half an hour before lava could be seen lava seen on the webcams.

Remote cameras are critical to confirm eruptive activity but, in many cases worldwide, views of the activity can be obscured. Clouds, fog or volcanic gas can block views, or cameras might not cover the eruption site. Hence, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) and other observatories around the globe use other methods to attempt to identify eruption activity even if the volcano cannot be clearly seen.

One way to monitor volcanic activity is to measure the sounds of an eruption. They can rapidly travel away from the eruption vent in the same way a rock thrown into calm water can make ripples that move away from the source.

Scientists routinely install arrays of acoustic sensors on the flanks of volcanoes that can measure the audible and the inaudible noise which have frequencies (infrasounds) that human ears can’t sense. Computer processing is then used to look for signals that come from a distinct direction.

HVO monitors local volcanoes using rapidly processed near real-time data from acoustic arrays that measure pressure changes around Kīlauea and Mauna Loa. The grouped sensor arrays are deployed in the field to allow computers to look for correlations in acoustic energy from likely eruption centers.

The processing compares all waveforms of the array and looks at the coherency of the waves under a range of conditions. In the plots, strong waveform coherency are marked by red and orange dots and incoherent waves are marked by light and dark blue. Incoherent sounds are like those one can hear in the middle of a forest on a windy day and more coherent sound would be from a car honking on the road.

Coherent acoustic signals often have characteristics that allow them to be distinguished by the processing of array data, and two good indicators of coherency come from the wave speed and wave direction across the array. For example, near the surface of the Earth sounds usually travel at speeds of about 300 to 400 meters per second. The Hawaiian Volcano Observatory’s infrasound array is located in Hawai‘i Volcanoes National Park and has a compass direction of about 300 degrees, pointing back to Mauna Loa summit. Automated detection can use these characteristics (coherency, wave speed and direction) to improve the scientists’ ability to rapidly understand when an eruption is occurring at the Mauna Loa summit.

Panel D of the figure above shows that the compass back direction becomes very stable at about 11:25 p.m., which indicates that mild eruptive activity had started. Its timing was probably about 2 minutes earlier, at about 11:23 p.m., given that it takes about 2 minutes for sound to travel from the summit of Mauna Loa to the array of acoustic sensors.

Indeed, panel A of the figure above shows that by 11:36 p.m., lava flows being generated by the new eruption were rapidly expanding across the Mauna Loa summit caldera. The progression and expansion of the lava is followed by a strong intensification of that activity around 11:40 p.m.

This shows the value of using multiple lines of information to evaluate eruptive activity.

In addition to acoustic methods, the Hawaiian Volcano Observatory uses a full range of monitoring methods including seismic, deformation, gas and webcam imagery.

Source : USGS, HVO.

L’Etna fume la pipe et crache de la cendre // Mt Etna smokes the pipe and emits ash clouds

L’INGV et la presse sicilienne indiquent que le 7 avril 2024, une forte émission de cendre a été observée au niveau de la Bocca Nuova de l’Etna. Le phénomène a duré environ 4 minutes et
le panache a atteint une altitude de 5 km avant de se disperser rapidement en direction du sud. Aucune modification du tremor volcanique n’a été observée.
A noter que ces derniers jours l’Etna fume la pipe et émet de superbes anneaux de gaz et de vapeur. J’ai expliqué leur formation il y a plusieurs années dans cette note du 11 février 2010, avant le transfert de mon blog sur Wordpess, d’où l’absence de photos :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2010/02/11/pourquoi-letna-fume-t-il-la-pipe/

Photos: C. Grandpey

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INGV and the Sicilian press indicate that on April 7th, 2024, a strong emission of ash was observed at Mt Etna’s Bocca Nuova. The phenomenon lasted approximately 4 minutes and
the plume reached 5 km a.s.l. before quickly drifting south. No modification of the volcanic tremor was observed.
It should be noted that in the past days Mt Etna has been smoking the pipe and emitting superb gas and steam rings. I explained their formation several years ago in this post dated February 11th, 2010, before the transfer of my blog to Wordpess, hence the absence of photos:
https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2010/02/11/pourquoi-letna-fume-t-il-la-pipe/

Éruption islandaise : alimentation magmatique soutenue et avenir inconnu // Icelandic eruption: sustained magma supply and unknown future

Le soulèvement du sol semble avoir repris dans le secteur de Svartsengi et rien n’indique que l’éruption touche à sa fin. Les schémas montrent qu’il entre plus de magma dans la chambre magmatique qu’il n’en sort à la surface.

Source: Icelandic Mat Office

Des scientifiques de l’Université d’Islande indiquent que l’éruption qui a débuté le 16 mars 2024 est probablement la plus importante observée jusqu’à présent sur la péninsule de Reykjanes. Son intensité a rapidement diminué après le début et, ces derniers jours, on observe une grande stabilité. Deux cratères sont encore actifs au niveau de la fracture éruptive, mais l’activité se limite essentiellement à une seule bouche.

Comme je l’ai indiqué précédemment, le débit de lave est d’environ 5 à 10 mètres cubes par seconde, semblable à celui enregistré pendant l’éruption du Fagradalsfjall. Cette quatrième éruption en cours depuis le mois de décembre 2023 sur la chaîne de cratères de Sundhnúkagígar est dix fois plus longue que les précédentes, mais elle est encore beaucoup plus courte que l’éruption du Fagradalsfjall.

Source: Met Office

S’agissant de l’évolution possible de la situation, un scientifique de l’Université d’Islande estime que « la lave pourrait continuer à avancer et s’accumuler le long des digues de terre ; elle pourrait même finir dans l’océan. Un autre scénario est que la lave franchisse les digues de terre. Un troisième scénario serait que la lave s’accumule et coule vers le nord. Personne ne peut dire jusqu’où ira la coulée de lave si l’éruption dure un mois. »

Au final, ce ne sont que de belles paroles et personne ne sait comment va évoluer la situation.
Source : Iceland Monitor.

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Inflation seems to have started in Svartsengi, although nothing indicates that the current eruption is coming to an end. More magma is flowing into the magma chamber under Svartsengi, than is flowing out of it and the inflow is not decreasing. (see chart above)

 Scientists at the University of Iceland say that the eruption that started on March 16th, 2024 is probably the most powerful eruption on the Reykjanes peninsula so far. The eruption’s intensity was rapidly reduced after the start but in the last few days, little has changed. Two craters are still active at the fissure, but activity is mostly limited to one of them.

As I put it bedore, the flow of lava is about 5-10 cubic meters per second, similar to the flow of lava in Mt Fagradalsfjall. This fourth eruption in the last four months on the Sundhnúkagígar crater row has been up to ten times longer than its predecessors, but its duration is far from the Mt Fagradalsfjall eruption.

As for the possible scenarios for the future, a scientists at the University of Iceland saus that “the lava could build up, move into a continuous flow along the defense walls and could even end up in the ocean. Another scenario is that the lava crosses the defense walls. A third scenario would be that the lava builds up a lot and flows northwards. There is no way to say how far the lava flow will go

Islande : le Snæfellsjökull en lice pour l’élection présidentielle // Iceland : Snæfellsjökull in the running for presidential election

La campagne présidentielle islandaise – l’élection doit avoir lieu le 1er juin 2024 – a un nouveau candidat : le glacier Snæfellsjökull. Ses supporters affirment qu’il remplit les conditions requises pour se présenter : c’est un citoyen islandais âgé de plus de 35 ans, sans casier judiciaire et avec une pétition pour le soutenir.

Lancée officiellement le 15 mars, la campagne met l’accent sur l’écologie afin de « progresser vers une prise de conscience environnementale et une unité globale. » Dans un récent communiqué de presse, on peut lire : « Nous pensons qu’il est temps de remettre en question le statu quo dans le paysage politique conventionnel, et d’élire un candidat qui symbolise l’endurance, la résilience et l’interconnectivité globale. Le Snæfellsjökull est déjà un emblème de l’Islande et un gardien de la sagesse géoculturelle ; il représente l’essence même de la stabilité et de la durabilité. Avec une présence imposante et une attitude sereine, le Snæfellsjökull incarne un équilibre entre fermeté et adaptabilité, des qualités indispensables dans notre monde en évolution rapide. »
La campagne souligne également l’importance de la gestion de l’environnement. En présentant un être non humain à la présidence de l’Islande, la campagne espère sensibiliser davantage à la durabilité et à l’éco-justice.

Le Snæfellsjökull – glacier sur une montagne enneigée – est un stratovolcan coiffé d’un glacier vieux de 700 000 ans, dans l’ouest de l’Islande, à l’extrémité de la péninsule de Snæfellsnes.

Le Snaefellsjökull vu depuis le ciel (Photo: C. Grandpey)…

…et depuis le sol (Icelandic Met Office)

La montagne est l’un des sites les plus célèbres d’Islande, principalement grâce au roman Voyage au centre de la Terre (1864) de Jules Verne, dans lequel les protagonistes trouvent sur le Snæfellsjökull l’entrée d’un passage menant au centre de la Terre. Le volcan figure également en bonne place dans le roman Kristnihald undir Jökli (1968) du prix Nobel islandais Halldór Laxness. publié en français sous le titre Úa ou Chrétiens du glacier.

« Nous descendions une sorte de vis tournante. » Gravure d’Edouard Riou pour l’édition du Voyage au Centre de la Terre de 1867 (Source: Wikipedia)

D’un point de vue géologique, le Snæfells possède de nombreux cônes pyroclastiques sur ses flancs. Les cratères sur les flancs inférieurs ont produit des coulées de lave basaltique tandis que ceux sur les flancs supérieurs ont produit les laves plus riches en silice. Les coulées de lave de l’Holocène descendent jusqu’à la mer sur toute la moitié ouest du volcan. Les roches volcaniques les plus anciennes datent d’environ 800 000 ans. Durant l’Holocène, il y a eu entre 20 et 25 éruptions.
Trois éruptions pliniennes majeures (avec un VEI 4) se sont produites il y a 8 000 à 9 000 ans, il y a 4 000 ans et il y a 1 800 ans. Cette dernière est considérée comme le plus importante de l’Holocène ; l’événement a émis jusqu’à 1 km3 de matériaux et donné naissance à un champ de lave d’environ 30 km2.
Source  : médias d’information islandais, Global Volcanism Program.

A noter que le Snaefellsjökull est, lui aussi, victime du réchauffement climatique. Dans une note publiée le 23 mai 2019, j’expliquais qu’en août 2012, pour la première fois de son histoire, le sommet du Snæfellsjökull avait perdu sa calotte de glace.

Le Snæfellsjökull (Islande) : un glacier en péril // A glacier at risk

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Iceland’s presidential race – due to be held on June 1st, 2024 – has a new candidate : Snæfellsjökull glacier. Its defenders assert that it meets the requirements of being an Icelandic citizen, aged over 35, with no criminal record, and with a supporting petition.

Launched officially on March 15th, the campaign emphasises ecology in order to “move towards environmental consciousness and global unity.” In a recent press release, one coulsd read : “Amidst the conventional political landscape, we believe it’s time to challenge the status quo and elect a candidate that symbolizes endurance, resilience, and global interconnectedness. Snæfellsjökull is already an emblem of Iceland and a custodian of geo-cultural wisdom, representing the very essence of stability and sustainability. With a towering presence and serene demeanor, Snæfellsjökull embodies a balance of steadfastness and adaptability, qualities much needed in today’s rapidly changing world.”

The campaign also stresses the importance of environmental stewardship. By nominating a non-human being to the presidency of Iceland, the campaign hopes to bring greater awareness to sustainability and eco-justice.

Snæfellsjökull – glacier on a snow mountain – is a 700,000-year-old glacier-capped stratovolcano in western Iceland, at the end of the Snæfellsnes peninsula.

The mountain is one of the most famous sites of Iceland, primarily due to the novel Journey to the Center of the Earth (1864) by Jules Verne, in which the protagonists find the entrance to a passage leading to the center of the Earth on Snæfellsjökull. The volcano also figures prominently in the novel Under the Glacier (1968) by Icelandic Nobel laureate Halldór Laxness.

From a geological point of view, Snæfells has many pyroclastic cones on its flanks. Lower-flank craters produced basaltic lava flows and upper-flank craters intermediate-to-silicic material. Holocene lava flows extend to the sea over the entire western half of the volcano. The oldest volcanic rocks date back around 800,000 years. During the Holocene, there were between 20 and 25 eruptions.

Three major Plinian eruptions (with a VEI 4) occurred 8,000 to 9,000 years ago, 4,000 years ago and 1,800 years ago. The latter was identified as the largest of the Holocene ; the event released up to 1 km3 of volcanic material and generated a lava field that covered approximately 30 km2.

Source : Icelandic news media, Global Volcanism Program.

Snaefellsjökull is also a victim of global warming. In a post published on May 23rd, 2019, I explained that in August 2012, for the first time in its history, the summit of Snæfellsjökull had lost its ice cap. (see link above).