Greenland melting and sea-level rise

Selon une étude publiée récemment dans la revue Nature Climate Change, la hausse globale des températures a probablement une incidence sur la calotte glaciaire du Groenland – et sur sa contribution à l’élévation du niveau de la mer – plus grande que les scientifiques le pensaient jusqu’à présent. Les changements récents subis par la neige et la glace qui recouvrent l’île semblent avoir affecté la capacité de la calotte glaciaire du Groenland à stocker l’excès d’eau, ce qui signifie qu’une plus grande quantité d’eau de fonte se déverse probablement dans l’océan.
C’est une mauvaise nouvelle car la fragile calotte de glace du Groenland a déjà perdu plus de 9 trillions de tonnes de glace dans le siècle passé. Sa vitesse de fonte ne cesse de s’accélérer avec la hausse des températures. La NASA estime que la calotte glaciaire du Groenland perd environ 287 milliards de tonnes de glace chaque année, en partie à cause de la fonte de surface et en partie en raison de la production d’icebergs.
La nouvelle étude se concentre sur une partie de la calotte glaciaire connue sous le nom anglais de « firn », une couche de neige compacte pas encore transformée en glace. C’est une partie importante de la calotte glaciaire en raison de sa capacité à piéger et à stocker l’excès d’eau avant que cette dernière s’échappe à la surface ; c’est aussi un processus essentiel qui permet de freiner l’élévation du niveau de la mer qui, autrement, serait causé directement par le ruissellement de l’eau de fonte.
Jusqu’à récemment, de nombreux scientifiques pensaient que la plus grande partie du « firn » du Groenland avait toujours la capacité de piéger l’eau de fonte. Mais la dernière étude montre que ce n’est probablement plus le cas. Grâce à des observations sur le terrain, les scientifiques ont montré que la formation récente de couches de glace denses près de la surface de la calotte glaciaire rend plus difficile la pénétration de l’eau liquide dans le « firn », ce qui signifie qu’elle est obligée de s’échapper à la surface.
Les chercheurs ont mené leur étude en examinant les carottes de glace extraites du « firn » de l’ouest du Groenland entre 2009 et 2015. Ils voulaient savoir si les étés particulièrement chauds qui avaient provoqué une fonte importante en 2010 et 2012, pouvaient avoir affecté la calotte glaciaire. En examinant les carottes, les chercheurs ont constaté que la très abondante eau de fonte de ces années s’était écoulée à l’intérieur du « firn » où elle s’était transformée en gros morceaux baptisés «lentilles de glace ».
Les carottes ont montré que les « lentilles » avaient grossi rapidement entre 2009 et 2012. Puis, à partir de 2012, il s’est produit un autre changement. La fonte très intense de l’été 2012 n’a pas entraîné une forte augmentation de la couche de glace. Au lieu de cela, les chercheurs ont pu observer que la couche de glace avait forcé l’eau de fonte à ruisseler à la surface.
Le phénomène n’est pas seulement inquiétant s’agissant de l’élévation du niveau des océans. Les chercheurs indiquent que l’augmentation du ruissellement pourrait conduire à certains processus de rétroaction qui vont entraîner encore plus de fonte à l’avenir. L’eau de ruissellement peut tailler des canaux à la surface de la calotte glaciaire et créer des zones recouvertes de neige fondante, ce qui peut entraîner une réduction de l’albédo – la capacité de surface de la calotte glaciaire à réfléchir la lumière solaire. Si cette surface absorbe plus de lumière solaire au lieu de la réfléchir, les températures de surface augmenteront et provoqueront une accélération de la fonte de la glace.
Ces changements du « firn » sont irréversibles. Sa formation par accumulation d’une nouvelle neige à la surface du Groenland peut prendre des décennies, et pourrait même ne pas avoir lieu dans un contexte de réchauffement climatique.
Cette étude ne concerne que l’ouest du Groenland, de sorte que les scientifiques ne peuvent pas dire avec certitude si leurs conclusions sont applicables à l’ensemble de l’île. Il serait donc intéressant de mener des études similaires ailleurs sur la calotte glaciaire. .
Source: Alaska Dispatch News.

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According to a new study published in the journal Nature Climate Change, rising global temperatures may be affecting the Greenland ice sheet – and its contribution to sea-level rise – in more serious ways that scientists imagined. Recent changes to the island’s snow and ice cover appear to have affected its ability to store excess water, meaning more melting ice may be running off into the ocean than previously thought.
This is bad news for the precarious Greenland ice sheet, which scientists say has already lost more than 9 trillions tons of ice in the past century, and whose melting rate only continues to increase as temperatures keep warming up. NASA estimates that the Greenland ice sheet is losing about 287 billion tons of ice every year, partly due to surface melting and partly due to the calving of large chunks of ice.
The new study focuses on a part of the ice sheet known as « firn » – a layer of built-up snow that slowly freezes into ice over time. It’s considered an important part of the ice sheet because of its ability to trap and store excess water before it’s able to run off the surface of the glacier, an essential service that helps mitigate the sea-level rise that would otherwise be caused by the runoff water.
Until recently, many scientists have assumed that most of Greenland’s firn space is still available for trapping meltwater. But the new research shows that this is likely no longer the case. Through on-the-ground observations, the scientists have shown that the recent formation of dense ice layers near the ice sheet’s surface are making it more difficult for liquid water to percolate into the firn – meaning it’s forced to run off instead.
The researchers conducted their study by examining ice cores drilled into West Greenland’s firn between 2009 and 2015. They wanted to find out how a series of particularly warm summers, which caused especially significant melting events in 2010 and 2012, might have affected the ice sheet. By examining the cores, the researchers found that the deluge of meltwater in recent years had trickled into the firn and frozen into chunks called « ice lenses. »
The cores suggested that the lenses thickened quickly between 2009 and 2012. Then, starting in 2012, another change took place. The very intense melt of summer 2012 did not result in a strong increase of the ice layer. Instead, the researchers could observe how the ice layer forced the meltwater to run off along the surface.
This is not only a concern on the basis of its possible contribution to sea-level rise. The researchers also suggest that an increase in runoff could lead to certain feedback processes that will cause even more melt to occur in the future. Runoff water can carve channels into the ice sheet’s surface and create slushy areas, which can cause a reduction in albedo – the ability of the ice sheet to reflect sunlight away from its surface. With more sunlight being absorbed, rather than reflected, surface temperatures could become even warmer and cause melt rates to accelerate.
And these changes to the firn are largely irreversible. While new firn can form as more snow falls and accumulates on Greenland’s surface, the process can take decades – and might not be able to occur at all in a warming climate.
This particular study was only conducted in West Greenland, so the scientists can’t say for sure whether their findings apply to the entire island. It would be enlightening to conduct similar studies elsewhere on the ice sheet.
Source: Alaska Dispatch News.

Bédière au Groenland: rivière alimentée par les eaux de fonte (Photo: Wikipedia)

Le CO2 indien et les Trapps du Deccan // Indian CO2 and Deccan Traps

Dans une note en date du 22 décembre 2015, j’écrivais que l’Inde semblait indifférente aux conclusions de la COP 21. En effet, le pays a toujours l’intention de doubler sa production de charbon d’ici 2020 et compte bien s’appuyer sur cette ressource dans les décennies à venir. En agissant ainsi, l’Inde restera probablement le troisième plus grand émetteur de carbone au monde.
La solution aux émissions de CO2 pourrait bien se trouver à l’intérieur de l’Inde! En effet, les géologues pensent que le pays possède une infrastructure géologique extraordinaire susceptible de fournir une solution naturelle au problème du changement climatique. Cette solution consisterait à capter le CO2 en provenance des centrales au charbon et à l’injecter sous les Trapps du Deccan pour un stockage permanent.
Les Trapps du Deccan – une épaisse accumulation de basalte solidifié résultat d’éruptions volcaniques il y a 65 millions d’années – occupent environ un tiers de la péninsule indienne. Leur épaisseur varie entre quelques centaines et quelques milliers de mètres et ils recouvrent d’épaisses roches sédimentaires. L’idée est d’injecter le CO2 dans les roches sédimentaires poreuses et d’utiliser la couche de basalte comme couvercle pour empêcher le gaz de s’échapper.
Des études en laboratoire ont confirmé que le CO2 réagit avec le calcium, le magnésium et les silicates riches en fer à l’intérieur de la lave, les transformant en carbonates stables tels que la calcite, la dolomite, la magnésite et la sidérite. Les chercheurs estiment que l’on pourrait entreposer dans les Trapps du Deccan 300 000 millions de tonnes de CO2 – l’équivalent de ce que les humains produisent en 20 ans. Plusieurs tentatives fructueuses à petite échelle ont été effectuées pour injecter du CO2 dans du basalte en Islande et dans l’État de Washington.
Lorsqu’elles réalisèrent le potentiel des Trapps du Deccan comme option de stockage du CO2 sur le long terme, les agences gouvernementales indiennes, en collaboration avec des scientifiques américains, ont proposé en 2007 une étude sur le terrain pour étudier la faisabilité du projet. Malheureusement, l’étude n’a jamais été menée à son terme. L’Inde s’est retirée du projet en 2009 quand elle a réalisé qu’il n’y aurait pas, dans le court terme, d’accords internationaux contraignants sur les émissions de gaz à effet de serre. Il ne fait malheureusement guère de doute que la COP 21 ne fera pas, elle non plus, avancer les choses.
Source: The Economic Times.

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In a previous post (December 22nd, 2015), I indicated that it looked as if India was indifferent to the conclusions of the Paris climate conference. Indeed, the country still plans to double its coal output by 2020 and rely on the resource for decades afterwards. Doing so, India will probably remain the world’s third-largest carbon emitter.
The solution to the Indian CO2 emissions might well lie in India itself! Indeed, geologists think the country is blessed with an extraordinary geological feature that may provide a natural solution to the problem of climate change. This solution would consist in capturing the CO2 coming out of coal-fired power plants and injecting it below the Deccan Traps for permanent storage.
The Deccan Traps – a thick accumulation of solidified basalt from volcanic eruptions 65 million years ago – occupies about a third of peninsular India. The trap cover varies in thickness from a few hundred to a few thousand metres and, below this, lie thick sedimentary rocks. The idea is to pump the CO2 through the porous sedimentary rocks and use the basalt layer above as a « cap » to stop the gas from escaping.
Laboratory studies have confirmed that CO2 reacts with calcium, magnesium and iron rich silicates in the lava, turning them into stable carbonate minerals such as calcite, dolomite, magnesite and siderite. Researchers estimate that the Deccan Traps might be able to hold 300,000 million tonnes of CO2 – as much as humans produce in 20 years. Several small-scale but successful attempts have been made to inject CO2 into basalts in Iceland and in Washington State.
Realizing the potential of the Deccan Traps as long-term CO2 storage option, Indian government agencies, jointly with American scientists, proposed in 2007 a field study to investigate the feasibility of the project. Unfortunately, the study was never completed. Interest on the Indian side waned after it became clear in 2009 that no binding international emissions agreements were going to happen any time soon. The odds are that the last Paris climate conference will not make matters better.
Source: The Economic Times.

Vue des Trapps du Deccan (Photo: Wikipedia)

Ça gaze en Californie et en Indonésie ! // Gas everywhere in California and Indonesia !

La fuite de méthane (à raison d’environ 1 800 000 mètres cubes par jour depuis le 23 octobre) continue en Californie et provoque une catastrophe écologique. Un responsable local a même évoqué « un mini-Tchernobyl. » Les médias américains – le Los Angeles Times en particulier – pour la plupart réticents à admettre que le changement climatique est causé par les activités humaines, ne s’étendent pas trop sur le sujet.
Les responsables de la compagnie SoCalGas ont déclaré dimanche qu’ils allaient installer des équipements pour aspirer et réduire ainsi une partie de la fuite de méthane. Le plan consiste à siphonner et brûler en toute sécurité une partie du méthane qui s’échappe du sol. Selon un porte-parole, « la société développe un système conçu pour contrôler une partie de la fuite de gaz naturel à partir du puits. »
L’opération permettra de réduire – mais pas d’éliminer – la fuite. Un tuyau devrait être installé dans la zone d’écoulement du gaz afin de juguler une partie de la fuite, puis d’acheminer le gaz vers des unités qui retireront les fluides du gaz qui sera ensuite incinéré, ou dépourvu de son composant odorant.
Les autorités sanitaires restent préoccupées par le niveau de benzène, bien connu pour provoquer des cancers du sang, malgré les affirmations de la société SoCalGas selon laquelle la fuite ne présenterait pas de danger pour la santé. Les scientifiques et la population de Porter Ranch – où les écoles ont été fermées et les habitants évacués – ont déclaré que la compagnie et les autorités californiennes ont été lentes à reconnaître l’ampleur du problème ou à avertir la population des dangers potentiels. Le 10 novembre, le niveau de benzène était près de six fois plus élevé que les limites acceptables pour une période d’exposition de plus de huit heures.
SoCalGas n’a pas précisé à quelle date l’équipement serait installé, ni quelle quantité de gaz pourrait finalement être brûlée. La compagnie a seulement déclaré que le système a été conçu pour brûler environ un tiers de la fuite au moment de son débit maximal. .
Source: The Guardian.

Tandis que le méthane ne cesse de s’échapper du sol en Californie, Lapindo Brantas prévoit d’entreprendre en Indonésie un forage de gaz à proximité du site de Sidoarjo qui a provoqué la catastrophe à laquelle la compagnie n’est probablement pas étrangère. Il ne faudrait pas oublier qu’il y a une dizaine d’années, le volcan de boue a inondé 12 villages et déplacé environ 60.000 personnes.
Lapindo Brantas a payé la grande majorité des indemnisations, aidée par un prêt du gouvernement l’année dernière. Maintenant, la compagnie veut reprendre les forages, en partie pour rembourser ses dettes au gouvernement.
Les nouveaux puits seraient forés à environ 4 kilomètres du site du volcan de boue et atteindraient une profondeur maximale d’environ 1.200 mètres, soit environ le tiers du forage de 2006. Lapindo Brantas n’a pas foré de nouveaux puits depuis la coulée de boue de Sidoarjo et sa production de gaz a chuté d’environ 90 pour cent par rapport à 2004.
Il est prévu de commencer le forage de deux puits au début du mois de mars. Cependant, le projet pourrait être retardé par une décision prise par le gouvernement indonésien la semaine dernière, suite aux protestations de la population de la région. Le gouvernement veut s’assurer que l’entreprise a satisfait toutes les obligations techniques et répondu aux exigences sociales et environnementales. On ne connaît pas la date à laquelle le forage pourrait commencer.
Source: Reuters.

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The methane leak (about 62 million cubic feet of methane gas into the air every day since October 23rd) is going on in California and causing an environmental disaster. A local official called it “a mini Chernobyl” It is clear that the American news media, most of which are reluctant to admit that climate change is caused by human activities, do not publish long articles about the situation.
SoCalGas said on Sunday they would install equipment to suck up and capture some of the leaking methane. They are working on a plan to siphon off and safely burn some of the leaking methane. Said a spokesman: “The company is developing a system designed to capture and control a portion of the natural gas leaking from the well.”
The operation will reduce – but not eliminate – the leak. The design calls for a pipe to be installed in the area of the gas flow to capture a portion of the leaking gas and then carry it to separate units that will remove the fluids from the gas and then either incinerate it or filter the odorant out of it.
Public health experts said they remained concerned about levels of benzene, known to cause blood cancers – despite the companies’ assurances there was no danger from the leak. Scientists and residents of Porter Ranch – where schools have closed and residents been evacuated – said the gas company and California authorities were slow to recognise the magnitude of the problem, or warn locals of potential dangers. On November 10th, benzene levels recorded by the company reached nearly six times higher than the safe limits for exposure period over eight hours.
SoCalGas would not say when the equipment would be installed – or how much gas could ultimately be burned or captured. It said the system was designed to burn up about a third of the leak at its height.
Source : The Guardian.

While methane keeps leaking in California, Indonesian energy company Lapindo Brantas plans to resume drilling for gas near the site of the Sidoarjo mud volcano that caused a disaster that the company probably helped to create around 10 years ago. The mud volcano inundated 12 villages and has displaced around 60,000 people.
The company has paid off the vast majority of compensation claims it was ordered to pay, helped by a government loan last year. Now, it needs to resume drilling partly to pay back its debts to the government.
The new wells would be drilled around 4 kilometres from the site of the mud volcano and would go to a maximum depth of about 1,200 metres, around one-third as deep as the well Lapindo was drilling in 2006. The company has not drilled any new wells since the mudflow began, and as a result its gas output has fallen around 90 percent from 2004 levels.
Lapindo wants to start drilling the two wells in early March. However, Lapindo’s latest plans may be held up by a temporary stoppage in preparations imposed by the government late last week amid public concerns. The government wants to ensure the company has met technical as well as social and environmental requirements. It has not provided an estimate on when it might allow drilling to begin.
Source : Reuters.

Site d’Aliso Canyon (Californie) où a lieu la fuite de méthane (Crédit photo: Wikipedia)

Maisons englouties par la coulée de boue à Sidoarjo (Indonésie)

[Crédit photo: Wikipedia]

Le débordement des salinelle de Paterno et les émanations gazeuses sur les basses pentes de l’Etna (Sicile / Italie)

On observe en ce moment une réactivation des émissions de boue dans les salinelle de Paterno, petite localité située au SO de l’Etna. La boue s’est écoulée à plusieurs reprises ces derniers jours dans la Via Salso, au grand désespoir des habitants qui doivent nettoyer cours et jardins souillés par la boue.
Le phénomène n’a rien d’exceptionnel et plusieurs localités siciliennes au pied de l’Etna connaissent ce phénomène que j’avais étudié au cours des années 2000, dans le cadre des émissions gazeuses sur les basses pentes de l’Etna. En voici le résumé.

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LES EMANATIONS GAZEUSES SUR LES BASSES PENTES DE L’ETNA

Au vu des statistiques, l’Etna serait l’un des volcans les plus pollueurs au monde, du fait de l’abondance de son dégazage. Selon T. M. Gerlach (1), les cratères émettraient 25000 tonnes de CO2 par jour, ce qui correspondrait à 10% du CO2 d’origine volcanique de notre planète.
S’il émane essentiellement des zones sommitales du volcan, le CO2 est aussi présent (en plus petites quantités) à basse altitude, dans les régions où les structures tectoniques sont les plus actives.

Présentation générale.

Les sources de CO2 sur les basses pentes de l’Etna se concentrent essentiellement autour de Paterno (où elles sont mieux connues sous le nom de salinelle à cause de leur forte salinité) mais aussi dans les régions de Bronte ou Giarre.
Signalons également les émanations gazeuses qui se situent au niveau de la fracture de 1989, à environ 1650 m d’altitude, à l’endroit où elle traverse la route provinciale S.P.92. Suite à une intrusion de magma, ce système fissural – par ailleurs réactivé pendant l’éruption de 1991-93 – représente un risque potentiel pour certains villages, d’où la nécessité d’une surveillance accrue.
La présence des gaz à basse altitude s’expliquerait par une épaisseur moindre des couches imperméables à dominante argileuse, ce qui favoriserait leur passage.
Ces manifestations gazeuses sont citées depuis des temps lointains et plusieurs études en font état dès le 19ème siècle (3). Les rapports de l’époque décrivent parfois des fontaines d’eau boueuse d’une hauteur allant de 50 cm à 3 mètres, avec une température moyenne de 46°C. Ces paroxysmes « boueux » étaient souvent liés à des événements sismiques dans la région.

Les salinelle de Paterno.

Les salinelle sont des volcans de boue qui occupent trois sites autour de Paterno :
• Le site 1 – Simeto – se trouve à l’ouest du bourg, tout près de la rivière du même nom.
• Le site 2 – Stadio – jouxte le terrain de sports ; il est sans aucun doute le mieux connu et le plus accessible ; c’est aujourd’hui un terrain vague bordé de dépôts d’ordures. L’instabilité du sol demande d’être vigilant car la croûte superficielle peut se rompre et entraîner un bain de pieds très désagréable, même s’il est sans danger !
• Le site 3 – Vallone Salato – se trouve au sud-est.

Chaque site couvre plusieurs milliers de mètres carrés. Les mares de boue ont une forte salinité, un PH moyen de 6 et une conductivité de 88ms / cm. Dans la plupart des cas, la température de l’eau se situe aux alentours de 19°C ; ainsi, sur le site de Stadio, les relevés que j’ai effectués vont de 18,1°C à 20,3°C. On note de petits écarts d’une source à l’autre, mais l’ensemble reste stable, que ce soit au printemps ou en été, époques où j’ai effectué les mesures. La composition chimique (sur une base équivalente) est la suivante :

Na » Ca > Mg > K et Cl » HCO 3 > SO4 (2)

La forte salinité, la faible teneur en sulfates et l’absence de variations saisonnières dans la composition chimique indique qu’il s’agit d’eaux associées à des dépôts d’hydrocarbures.
En dehors des salinelle de Paterno, on observe d’autres lieux où les gaz sont libérés en plus ou moins grande quantité. Ainsi, la source d’Aqua Grassa, non loin de Paterno, rejette environ 20 m³ de gaz par jour. Dans le passé, le CO2 y était exploité à des fins industrielles et en 1937 le débit a même été évalué à 100 m³ par jour (4). La température de l’eau est de 19°C et son PH est de 6.
Les salse (6) de Fondachello – près de Giarre – ont connu des éruptions de boue au 17ème siècle, peut-être en relation avec le séisme qui détruisit Catane. Les fontaines de boue ont parfois atteint six mètres de hauteur et les écrits de l’époque font mention d’un « vulcano di fango » – volcan de boue – riche en sel et de trois mètres d’élévation. D’autres éruptions, moins spectaculaires, ont eu lieu pendant les siècles suivants (7). Toutefois, il ne semble pas qu’il existe une description d’activité récente, bien que les habitants prétendent qu’un volcan de boue d’un mètre de hauteur était encore actif il y a une vingtaine d’années et que les gaz étaient utilisés pour faire chauffer les plats !… Aujourd’hui, l’activité gazeuse se limite à l’émission de bulles dans un fossé d’irrigation d’ailleurs difficile à trouver.
Des mofettes ou émanations gazeuses du même type sont également à signaler à San Venera (près d’Acireale), à San Nicola (près de Bronte) ou à Naftia (près de Palagonia) bien que dans ce dernier secteur le phénomène semble en relation beaucoup plus lointaine avec l’Etna.

Les gaz des salinelle.(8)

Dans les salinelle, les principaux gaz sont : CO2 (majoritaire), CH4, N2 et He. Chacune des mares de boue ne présente que très peu de variation chimique dans le temps, mais la composition chimique peut varier d’une mare à l’autre, même si elles sont peu éloignées les unes des autres . Des études géothermiques basées sur la composition de l’eau et des gaz des salinelle laissent supposer que la température du réservoir oscille entre 100 et 150°C.
Chaque salinella a son propre rapport He / CH4 qui reste constant dans le temps et dans l’espace. En revanche, le CO2 peut varier, car au cours de son ascension il subit diverses interactions avec les eaux des différentes mares, alors que He et CH4 ne présentent qu’une très faible solubilité dans l’eau.
Les études réalisées dans le passé (Silvestri au 19ème siècle) ont fait apparaître de fortes concentrations d’H2 dans les salinelle alors qu’aujourd’hui la présence de ce gaz est très rare. Cependant, une odeur caractéristique d’H2S imprègne le secteur des salinelle.

Salinelle et sismologie.

Selon D’Alessandro, certaines salinelle montrent des variations de composition chimique en relation avec les événements sismiques qui se sont produits dans la partie Est de la Sicile entre 1990 et 1993. Ces variations concernent :
• les concentrations de CH4 et He de la salinella de Stadio à Paterno (en relation avec un séisme ayant eu lieu le 13 décembre 1990).
• les concentrations de H2, He, CH4 à Stadio et Vallone Salato (en relation avec un séisme ayant eu lieu le 20 septembre 1991).

Il n’a pas pu être prouvé si les variations de la composition chimique des gaz avaient – ou non – précédé les secousses sismiques.
La modification en H2 est peut-être due à des réactions entre l’eau et la surface de roches riches en silicates. Ces réactions (et donc la production de H2) se trouvent accrues quand les roches subissent des microfractures lors de l’imminence d’un séisme.
Les modifications en He et CH4 s’expliqueraient par des variations de pression exercées sur le réservoir magmatique situé en profondeur au cours de la période précédant le séisme.
Ces hypothèses, pour être confirmées, demanderaient une étude plus fine, plus régulière aussi, avec un système de contrôle automatique permettant de mesurer certains paramètres des fluides (PH, température, CH4, He etc…), et qui pourrait contribuer à la mise en place d’un programme de surveillance en relation avec l’activité sismique.

Relation entre les émanations à basse altitude et l’activité éruptive de l’Etna.

L’activité volcanologique est souvent annoncée par des signes d’ordre géochimique, tels que la modification de composition des fumerolles ou des lacs de cratères, entre autres. Paradoxalement, peu de recherches ont été effectuées sur les émissions de gaz au niveau du sol dans les régions volcaniques. Pourtant, des concentrations anormales dans les émanations de gaz rares en provenance du sol ont déjà été observées au moment de périodes d’activité sismique. En phase pré-éruptive, les microfractures des roches accroissent la perméabilité du sol et favorisent donc le passage des gaz accumulés sous l’édifice volcanique.
En Italie, des modifications concernant le CO2, le radon (Rn) ou l’hélium (He) ont été observées sur des sites aussi variés que les Champs Phlégréens (actuellement au repos), le Stromboli ou l’Etna (actuellement actifs). L’étude de ces gaz peut donc se révéler un indicateur précieux du processus évolutif à l’intérieur d’un volcan actif.
C’est pourquoi depuis 1989 (9), les scientifiques du CNR et de l’Université de Palerme ont entrepris une étude systématique des gaz dans des zones choisies sur les flancs de l’Etna :
• Zafferana Etnea / San Venerina d’une part, où 69 points de relevés ont été répertoriés sur 42 km² à 600 mètres d’altitude.
• Paterno, avec 69 points de relevés sur 45 km² à 200 mètres d’altitude.
• La fracture sud/sud-est qui a déchiré sur 7 km le flanc de l’Etna en 1989 entre le cratère sud-est est l’altitude 1500m.
Cette étude a été intensifiée fin 1989, fin 1991 et début 1992 lors des crises éruptives de l’Etna. Deux types de mesures du CO2 ont été effectuées : ponctuelles (avec des relevés mensuels) et continues (par l’intermédiaire d’une station installée dans la partie basse de la fracture de 1989.
Lors des relevés, trois anomalies ont été notées sur la zone Zafferana / S. Venerina en été 1990, mars-avril 1991 et octobre 1991, respectivement.
A Paterno, seule l’anomalie de mars-avril a été perçue.
Sur la fracture de 1989, une anomalie de dégazage a été observée en avril-août 1990 et septembre-octobre 1991, ce qui correspond à deux des événements enregistrés à Zafferana / S. Venerina.
Le bilan de ces différentes observations rend compte d’un accroissement du CO2 en mars-avril qui n’a été détecté que dans les zones périphériques, mais pas sur la fracture 1989. Cette augmentation de CO2 correspondait à une période de gonflement du volcan et donc à une accumulation de pression en profondeur.
En conséquence, il semblerait que les zones périphériques reçoivent une « perte de gaz tectonique » liée à l’alimentation en profondeur du volcan, profondeur trop grande pour que la fracture 1989 – beaucoup trop élevée – soit affectée. Le dégazage anormal de septembre-octobre 1991 relevé en même temps sur la fracture 1989 ainsi qu’à Zafferana / S. Venerina (mais pas à Paterno) peut s’expliquer par une intrusion précoce de magma dans la fracture. La proximité de Zafferana et S. Venerina et l’éloignement de Paterno expliquent les différences d’émissions entre ces deux zones.

De ces observations, il ressort que les zones de Zafferana / S. Venerina d’une part et de Paterno d’autre part auraient une source commune et profonde de CO2. La seule augmentation propre à toutes ces zones a été relevée début 1991, avec une apogée fin mars. Elle correspondait à un gonflement de l’édifice volcanique par ailleurs enregistré par les inclinomètres (SEAN 1992). Ce gonflement du volcan traduisait une accumulation de pression en profondeur qui a conduit à la reprise de l’activité éruptive à la mi-décembre.
Un autre accroissement (bien que plus faible) du CO2 a été observé en octobre 1991. Puis une chute brutale est intervenue à basse altitude – ce qui correspondait au début de l’éruption – alors que, dans le même temps, le dégazage s’intensifiait au sommet de l’Etna. Cela suggère que la montée de la colonne de magma, en concentrant le dégazage principal dans les conduits d’alimentation supérieurs, a réduit les exhalaisons des zones périphériques.

Conclusion.

Les résultats ci-dessus montrent que le contrôle et l’analyse des émanations gazeuses à basse altitude peuvent permettre la détection des premières phases d’éveil d’un volcan, susceptibles de conduire à une éruption. D’autre part, le contrôle des gaz dans le secteur d’un système de fractures comme celui de 1989 peut donner des indications sur le comportement du magma et être utilisé à des fins de prévention.

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La plupart des éléments qui ont permis la rédaction de ce rapport se trouvent dans l’Acta Vulcanologica (Journal of the National Volcanic Group of Italy) / Vol. 4 – 1994 et Vol. 8(1) – 1996. Ils viennent s’ajouter à un travail d’observation et de mesure que j’ai effectué entre 1994 et 1997.

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(1) T.M. Gerlach. Etna’s greenhouse pump. (1991).
(2) G.A. Mercurio (1847) ou O. Silvestri (1866) par exemple.
(3) D’Alessandro, Parello, Valenza (1990-1993).
(4) A.G.I.P. (1938).
(5) « salse » : variante locale de « salinelle ».
(6) G.A. Mercurio. Sulla Salsa di Fondachello nel commune di Mascali (1847)
(7) G.A. Mercurio. Sulla Salsa di Fondachello nel commune di Mascali (1847)
(8) D’Alessandro, Parello, Valenza. Acta Vulcanologica 8 (1). 1996.
(9) Acta Vulcanologica. Vol. 4. 1994.

Les salinelle de Paterno en 1999. (Photos: C. Grandpey)

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