La géodésie sur les volcans // Volcano geodesy

Plusieurs paramètres sont à prendre en compte pour analyser le comportement des volcans et tenter de prévoir les éruptions : sismicité, température et composition des gaz, déformation du sol… Ce dernier paramètre est le domaine de la géodésie qui consiste à mesurer la déformation et l’évolution de la surface de la Terre. Un article récemment publié par le Hawaiian Volcano Observatory (HVO) nous donne plus de détails sur cette technologie.
Les principales données géodésiques actuellement utilisées par les scientifiques du HVO pour mesurer la déformation de surface sur le Kilauea sont fournies par les images GNSS (système global de navigation par satellite, qui comprend le GPS), l’inclinaison du sol (tilt en anglais) et l’interférométrie radar (InSAR).

Sur le Kilauea, le réseau de surveillance géodésique comprend plus de 70 stations GNSS et 15 inclinomètres qui enregistrent et transmettent des données en continu. Ces instruments nécessitent une maintenance; de plus, ils doivent être réactualisés périodiquement en raison de leur âge et doivent être remplacés s’ils sont détruits par l’activité volcanique comme en 2018.
A l’heure actuelle à Hawaii, le travail des scientifiques se focalise sur la reconstruction et l’amélioration du réseau géodésique afin de mieux détecter les risques liés à l’activité volcanique. Une partie du travail consiste à remplacer les instruments obsolètes et à améliorer le fonctionnement des instruments de surveillance en temps quasi réel dans des zones les plus sensibles du sommet du Kilauea et des zones de rift. Le rôle de ces instruments est de pouvoir détecter rapidement les mouvements du magma.
En 2018, des coulées de lave ont détruit 3 stations GNSS dans la Lower East Rift Zone (LERZ). Trois autres stations GNSS ont été détruites lors de l’effondrement de la caldeira sommitale du Kilauea. De nouvelles stations GNSS ont été rapidement déployées à proximité pour permettre une surveillance continue pendant la crise éruptive de 2018. Ces stations déployées rapidement comprennent des antennes GNSS montées sur trépied et qui appartiennent à la configuration utilisée pour les situations temporaires d’une durée de plusieurs jours à plusieurs semaines.
Bon nombre de ces sites où des antennes ont été installées rapidement ont été supprimés après 2018. Cependant, environ 13 d’entre eux sont toujours utilisés pour la surveillance en cas d’urgence et restent sur des trépieds temporaires. Ces sites seront modernisés et de nouveaux sites seront également mis en place pour remplacer ceux détruits en 2018.
Le HVO a déployé 3 nouvelles stations GNSS à fonctionnement semi-continu suite à l’éruption du Kilauea en décembre 2020. Ces stations ont permis aux scientifiques d’avoir une vue plus complète du retour du magma vers le sommet.
De même, le HVO a déployé un équipement GNSS à réponse rapide sur 2 repères préexistants lors de l’intrusion magmatique au niveau de la caldeira sud du Kilauea en août 2021. Cela a permis aux scientifiques de suivre la migration du magma depuis la caldeira vers le sud.
Dans l’article, l’Observatoire explique que le réseau géodésique permet aux scientifiques de surveiller les déformations du sol sur les volcans, de réagir face aux éruptions et de mieux comprendre le stockage et le mouvement du magma sous terre.
Source : USGS, HVO.

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Several parameters need to be taken into account to analyse the behaviour of volcanoes and try to predict eruptions: seismicity, gas temperature and composition, ground deformation… This last parameter is the domain of geodesy which is the study of measuring and understanding how the Earth’s surface deforms and changes. As article recently published by the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) gives us more details about this technology.

The main geodetic datasets currently used by HVO scientists to measure surface deformation on Kilauea Volcano are GNSS (global navigation satellite system, which includes GPS), tilt, and satellite radar (InSAR) imagery.

On Kilauea, geodetic monitoring network includes over 70 GNSS stations and 15 tiltmeters that continuously record and transmit data. These instruments require routine maintenance, must be upgraded periodically due to age, and must be replaced if destroyed by volcanic activity such as in 2018.

Current upgrades focus on rebuilding and improving HVO’s geodetic network in order to better detect and respond to volcanic hazards related to Hawaiian Volcanoes. Some of the network upgrades include replacing out-of-date instruments and improving the network of near real-time monitoring instruments at critical areas on Kilauea’s summit and rift zones to support early detection of magma movement.

In 2018, lava flows destroyed 3 GNSS stations in the lower East Rift Zone. Another 3 GNSS stations were destroyed in the caldera collapses at Kilauea’s summit. New GNSS stations were rapidly deployed at nearby locations to allow for continued monitoring during the 2018 crisis. These rapidly deployed stations included GNSS antennas mounted on surveys tripods, which is a set-up used for temporary deployments that last several days to weeks.

Many of these rapidly deployed sites were removed after 2018. However, approximately 13 of them are still being used for emergency monitoring and remain on temporary tripods. These sites will be upgraded and new sites will also be installed to replace those destroyed in 2018.

HVO has deployed 3 new semi-continuous GNSS stations in response to the December 2020 Kilauea eruption. These stations gave scientists a more complete view of magma returning to the summit.

Similarly, HVO deployed rapid-response GNSS equipment at 2 pre-existing benchmarks during the Kilauea south caldera intrusion event in August 2021, allowing scientists to track the migration of magma from the south caldera to farther south.

In the article, the Observatory explains that the geodetic network ensures that scientists can monitor changes in the shape of volcanoes, respond to eruptions, and understand magma storage and movement underground.

Source: USGS, HVO.

Station géodésique GNSS sur le plancher de la caldeira du Kilauea (Crédit photo : HVO)

Exemple d’interférogramme InSAR du Kilauea pendant l’éruption de 2018 (Source: NASA / Université de Liverpool).

Islande : l’éruption de 2022 toujours pas officiellement terminée // Iceland : the 2022 eruption not yet officially over

Toute activité a cessé dans la Meradalir le 20 août 2022 et plus aucune lave n’était visible sur le site éruptif. Le 8 septembre, la Police islandaise, en accord avec la police de Suðurnes, a décidé de mettre un terme aux phases d' »Alerte et d’Incertitude » qui étaient en vigueur dans la région.
Les autorités continueront toutefois de surveiller de près la zone. Dans un communiqué de presse, le Département de Protection Civile a déclaré : « Il se peut que nous assistions à des épisodes d’intrusion et à des séismes à Reykjanes au cours des prochaines semaines. Les habitants sont invités à sécuriser les meubles et autres articles ménagers pour éviter les blessures et/ou les dégâtss à leurs maisons.” Le communiqué de presse indique également que des rangers resteront présents sur le site de l’éruption pour surveiller le comportement des visiteurs.La présence de la police et des secouristes sera progressivement réduite, bien qu’elle puisse être renforcée si nécessaire.Le Département de Protection Civile souligne le danger de s’aventurer sur la lave et rappelle que les cratères et la lave encore chaude sont protégés par les lois de préservation de la nature.
Source : Iceland Review.
La sismicité et le tremor éruptif montrent actuellement des valeurs basses sur la péninsule de Reykjanes. Un essaim sismique a été enregistré ces dernières heures dans le nord de l’Islande, au large de l’île de Grimsey, mais ce type d’activité sismique est assez fréquent dans la région et n’a pas d’origine volcanique.

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All activity ceased in Meradalir on August 20th, 2022 when no more lava could be seen on the eruptive site. On September 8th, the National Police Commissioner, in consultation with the Suðurnes Police, decided to revoke the Alert and Uncertainty Phases that had been in effect in the area,.

Authorities will continue to monitor the area closely. In a press release, the Department of Civil Protection and Emergency Management declared: « We can expect intrusion activity and earthquakes in Reykjanes over the coming weeks. Residents are encouraged to secure furniture and other household items to prevent injury and/or damages to their homes.” The press release also states that rangers will be positioned at the eruption site to monitor foot traffic. The presence of police and rescue workers will be gradually diminished in the area, although they will be dispatched if needed. The Department underscores the hazard of venturing onto the lava, noting that craters and hot lava are protected by nature-preservation laws.

Source: Iceland Review.

Seismicity and the eruptive tremor currently show low values on the Reykjanes Peninsula. A seismic swarm was recorded in the past hours in northern Iceland, off Grimsey, but this type of seismic actovity is quite frequent in the area and has no volcanic origin.

Tout est calme sur le site de l’éruption (Image webcam)

Volcans du monde // Volcanoes of the world

Plusieurs événements ont été signalés depuis ma dernière note sur l’activité volcanique dans le monde.

Ce devait être une affaire de minutes, voire d’heures, mais il faudra peut-être attendre plusieurs jours avant de voir une éruption du Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion). Ce sont les aléas de la prévision volcanique. Cette erreur d’appréciation n’a pas trop d’importance sur un volcan comme la Fournaise car l’événement – s’il se produit – aura très probablement lieu dans l’Enclos qui est une zone inhabitée.

Après la crise du 7 septembre, la sismicité a fortement diminué. En revanche le gonflement du volcan se poursuit, mais l’OVPF explique qu »aucun mouvement de magma depuis ce réservoir vers la surface n’est à noter »

Suite à ces observations, la préfecture annonce un retour en phase de Vigilance à compter du 9 septembre à 8h. L’accès à l’Enclos sera restreint. L’interdiction d’accès du public à la partie haute est levée. Les restrictions se trouvent sur le site de l’OVPF.

Source: OVPF.

Photo: C. Grandpey

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Depuis le 3 septembre 2022, et pour 2 ans, se tient à la Cité du Volcan (Ile de la Réunion) une exposition intitulée « 30 ans déjà » consacrée à Katia et Maurice Krafft.

Vous trouverez le descriptif de l’exposition à cette adresse :

https://la1ere.francetvinfo.fr/reunion/cite-du-volcan-inauguration-de-l-exposition-maurice-et-katia-krafft-couple-de-volcanologue-disparu-en-1991-1317900.html

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En raison des coulées de boue et des dégâts causés par la violente tempête du 11 août 2022, l’ancien sentier emprunté par les guides pour conduire les touristes vers la plate-forme d’observation du Stromboli (Sicile) avait dû être fermé. Un sentier provisoire avait été mis en place côté Ginostra, mais ce n’était pas l’idéal.

Depuis la mi-août, les travaux sont allés bon train pour tracer un nouveau sentier et les excursions ont pu reprendre le 5 septembre. C’est un,soulagement pour l’île car la grimpette, même si elle n’a rien à voir à celle d’il y a quelques années, est l’une des principales sources économiques de l’île.

Le nouveau chemin a été tracé en un temps record, par les guides forestiers, de montagne et volcanologiques de Stromboli, grâce à la donation d’un terrain par un citoyen.

Le feu vert a été donné par un géologue de la Protection Civile ainsi que par le maire lui-même.

Une nouvelle ordonnance confirme les restrictions qui existaient avant le 12 août. Jusqu’à une altitude de 290 mètres au-dessus du niveau de la mer, il est possible de faire des excursions sans l’aide de guides. De 291 à 400 mètres, l’accès n’est autorisé qu’avec les guides. Au-delà de 400 m, l’accès n’est autorisé qu’au personnel scientifique et de la protection civile. L’accès vers la zone sommitale du volcan reste strictement interdit aux autres personnes, y compris les touristes, sous peine de forte amende.

Source: presse italienne.

Image webcam

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Les autorités russes indiquent que 8 personnes sont mortes le 4 septembre 2022 lors de l’ascension du Klyuchevskoy (Kamtchatka). Un premier bilan faisait état de cinq victimes, mais trois autres cadavres ont été découverts par les sauveteurs lors de l’opération de sauvetage qui avait été retardée par de mauvaises conditions météorologiques. Ces dernières avaient généré des nuages de cendres et entraîné le passage momentané à l’Orange de l’alerte aérienne sur le volcan. Quatre personnes ont survécu à l’accident et ont attendu les secours à différentes altitudes. L’accident s’est produit à environ 500 mètres sous le sommet qui culmine à 4 750 mètres. Tous les alpinistes étaient russes.
Source : Toronto Star.

La tragédie fait suite à une série d’accidents survenus sur plusieurs volcans de la planète. En août, trois alpinistes sont morts et 12 autres ont été blessés au cours d’une chute sur le volcan Carihuairazo en Équateur. En juin, une femme est décédée et son compagnon a été blessé alors qu’ils escaladaient le sommet – pourtant interdit – du Popocatepetl. En juillet, un touriste américain a dû être secouru sur le Vésuve après avoir glissé dans le cratère – dans une zone là aussi interdite – alors qu’il tentait de récupérer son téléphone portable.

Crédit photo: KVERT

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L’éruption du Sabancaya (Pérou) se poursuit sans changements significatifs. On observe une cinquantaine d’explosions quotidiennes. Elles génèrent des panaches de cendres qui montent en moyenne à 3 km au-dessus du volcan.

Source: IGP.

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L’Observatoire Volcanologique du Karthala (île de la Grande Comore) a signalé le début d’une hausse significative du nombre de petits séismes sous le flanc ouest du volcan le 15 juillet 2022. L’activité anormale a persisté pendant les jours suivants et le niveau d’alerte a été porté au Jaune (le deuxième niveau sur une échelle de trois niveaux) le 16 août. La population a été invitée à limiter les activités sur et autour du volcan.

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Dans un bulletin spécial publié le 2 septembre 2022, le CVGHM a signalé que les données de déformation du Marapi (Indonésie) montraient une tendance à l’inflation au sommet, et à la déflation le long des flancs du volcan. La sismicité a continué à fluctuer, probablement à cause d’une activité hydrothermale. Une éruption phréatique est le type d’activité le plus probable susceptible de se produire sur le volcan. Le public a été invité à rester à au moins 3 km du sommet. Le niveau d’alerte rste à 2 (sur une échelle de 1 à 4).

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Au Guatemala, l’INSIVUMEH indique que 4 à 13 explosions par heure sont observées sur le Fuego. Elles génèrent des panaches de cendres qui s’élèvent jusqu’à 1,1 km au-dessus du cratère et éjectent des matériaux incandescents à 100-300 m au-dessus du sommet. Comme d’habitude, des retombées de cendres sont signalées dans les zones sous le vent. Des ondes de choc secouent quotidiennement les structures dans les localités jusqu’à une dizaine de kilomètres autour du volcan. Des avalanches de blocs dévalent encore plusieurs ravines, atteignant souvent des zones de végétation. Des lahars résultant de précipitations importantes se sont engouffrés dans les ravines Las Lajas, El Jute et Ceniza les 29 et 30 août 2022.

L’éruption au niveau du complexe de dômes du Santiaguito se poursuit. Le dôme Caliente alimente des coulées de lave qui ont parcouru les ravines San Isidro et El Tambor sur 4,2 km fin août. Des avalanches de blocs génèrent parfois des panaches de cendres qui s’élèvent jusqu’à 500 m au-dessus du complexe du dômes. L’incandescence du dôme et des coulées de lave est parfois visible la nuit ou tôt le matin.

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Ces informations ne sont pas exhaustives. Vous en trouverez d’autres (en anglais) en lisant le bulletin hebdomadaire de la Smithsonian Institution :
https://volcano.si.edu/reports_weekly.cfm

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Several events have been reported since my previous post about volcanic activity around the world.

It was supposed to be a matter of minutes, even hours, but it may take several days before we see an eruption of Piton de la Fournaise (Reunion Island). These are the uncertaintiess of volcanic prediction. This error is not really a problem on a volcano like Piton de la Fournaise because the event – if it occurs – will very probably take place in the Enclos which is an uninhabited area.

After the crisis of September 7th, seismicity has much decreased but the volcano continues to inflate. . However, OVPF explains that « no movement of magma from the reservoir to the surface is to be noted »
Following these observations, the prefecture announced a return to the Vigilance phase from September 9h at 8 a.m. Access to the Enclos will be restricted. The ban on public access to the upper part of the volcano is lifted. The restrictions can be found on the OVPF website.
Source: OVPF.

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Since September 3, 2022, and for 2 years, an exhibition entitled « 30 years already » dedicated to Katia and Maurice Krafft is being held at the Cité du Volcan (Reunion Island).
You will find the description of the exhibition at this address:

https://la1ere.francetvinfo.fr/reunion/cite-du-volcan-inauguration-de-l-exposition-maurice-et-katia-krafft-couple-de-volcanologue-disparu-en-1991-1317900.html

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Due to the mudslides and the damage caused by the violent storm of August 11, 2022, the old footpath used by the guides to lead tourists to the observation platform of Stromboli (Sicily) had to be closed. A temporary footpath had been set up on the Ginostra side, but it was not the best solution.
Since mid-August, work has been going well to trace a new trail and excursions were able to resume on September 5th. It is a relief for the island because the climb, even if it has nothing to do with that of a few years ago, is one of the main economic sources of the island.
The new path was traced in record time, by the forest, mountain and volcanological guides of Stromboli, thanks to the donation of land by a citizen.
The green light was given by a geologist from the Civil Protection as well as by the mayor himself.
A new ordnance confirms the restrictions that existed before August 12th. Up to an altitude of 290 meters above sea level, it is possible to make excursions without the help of guides. From 291 to 400 meters, access is only authorized with guides. Beyond 400 m, access is only authorized to scientific and civil protection staff. Access to the summit area of ​​the volcano remains strictly forbidden to other people, including tourists, under penalty of heavy fines.
Source: Italian press.

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Russian authorities indicate that 8 persons have died while climbing Klyuchevskoy (Kamchatka) on September 4th, 2022. The initial toll was five but three more corpses were discovered by rescuers during the rescue operation that had been delayed by poor weather conditions. Strong winds lifted ash plumes that caused the aviation color code to be raised momentarily to Orange. Four people survived the accident and waited for the rescuers at different altitudes. The accident occurred about 500 meters below the 4,750-meter summit. All the climbers were Russians.

Source: Toronto Star.

The incident marks the latest in a recent string of climbing accidents involving volcanoes around the world. In August, three mountaineers died and 12 were injured after they fell while climbing Ecuador’s Carihuairazo volcano. In June, a woman died and her companion was injured when they scaled the off-limits peak of Popocatepetl. In July, an American tourist had to be rescued on Mount Vesuvius after he slipped into the Italian volcano’s crater in a prohibited area while trying to recover his fallen cell phone.

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The eruption of Sabancaya (Peru) continues without significant changes. About fifty explosions are observed daily. They generate ash plumes that rise up to an average of 3 km above the volcano.
Source: IGP.

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The Observatoire Volcanologique du Karthala (Grand Comore Island) reported that a significant increase in the number of small earthquakes beneath the volcano’s W flank began to be detected on July 15tn, 2022. The abnormal activity persisted and the Alert Level was raised to Yellow (the second level on a three-level scale) on August 16th. Residents were asked to limit activities on and around the volcano.

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In a special notice posted on September 2nd, 2022, CVGHM reported that tiltmeter deformation data for Marapi (Indonesia) showed a trend of inflation at the summit and deflation along the flanks. Seismicity continued to fluctuate, indicating hydrothermal activity. A phreatic eruption is the most likely kind of volcanic activity that could occur at the volcano. The public was asked to stay at least 3 km away from the summit. The Alert Level remained at 2 (on a scale of 1-4).

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In Guatemala, INSIVUMEH reports that 4-13 explosions per hour are recorded at Fuego. They generate ash plumes that rise as high as 1.1 km above the crater and eject incandescent material 100-300 m above the summit. As usual, ashfall is reported in downwind areas. Daily shock waves rattled structures in communities within about 10 km around the volcano. Block avalanches still travel down several drainages, often reaching vegetated areas. Lahars resulting from substantial rainfall descended the Las Lajas, El Jute and Ceniza drainages on August 29th and 30th, 2022.

The eruption at the Santiaguito lava-dome complex continues. The Caliente cone feeds lava flows that descended the San Isidro and El Tambor drainages over 4.2 km by the end of August. Block avalanches sometimes generate ash plumes that rise as high as 500 m above the dome complex. Incandescence from the dome and the lava flows can sometimes de seen at night or during early mornings.

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This information is not exhaustive. You can find more by reading the Smithsonian Institution’s weekly report:

https://volcano.si.edu/reports_weekly.cfm

Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) : éruption en vue ! // Eruption in the short term !

17 heures (heure métropole) : Le Piton de la Fournaise vient de passer en alerte 1, signe qu’une éruption est probable à brève échéance. Une crise sismique est en cours. Elle a débuté à 16h54 et s’accompagne d’une déformation rapide du volcan. L’OVPF précise que cette crise témoigne « d’une fragilisation du milieu et indique que le magma quitte son réservoir magmatique pour se propager à la surface ».

Une éruption est donc probable dans les prochaines minutes ou heures.

Pour répondre à la tradition, l’accès à l’Enclos a bien sûr été immédiatement interdit. La Réunion, ce n’est pas l’Islande! La RN2 reste toutefois ouverte

Source: Réunion la 1ère, OVPF.

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17:00 (Paris time) : The Piton de la Fournaise has just been put on alert 1, which means that an eruption is likely in the short term. A seismic crisis is underway. It began at 4:54 p.m. and is accompanied by a rapid deformation of the volcano. OVPF specifies that this crisis testifies « to a weakening of the environment and indicates that magma is leaving its reservoir to ascend to the surface ».
An eruption is therefore likely in the next few minutes or hours.
In keeping with tradition, access to the Enclos was of course immediately prohibited. Reunion is not Iceland! However RN2 remains open
Source: Réunion la 1ère, OVPF.

Photo: C. Grandpey