Catégorie : eruption

Hawaii : l’éruption du Kilauea en 2018 comparée à d’autres // Hawaii : the 2018 Kilauea eruption compared to others

L’éruption du Kīlauea en 2018 a eu des effets dévastateurs sur le district de Puna; elle a détruit des centaines de maisons et affecté de manière permanente la vie de milliers d’habitants. La volumineuse coulée de lave émise par le volcan a eu un impact majeur sur l’île d’Hawaii. Il est intéressant de comparer cette éruptions à d’autres qui, elles aussi, ont émis de volumineuses coulées de lave.
Des mesures effectuées par l’US Geological Survey (USGS) révèlent que le volume de lave émise lors de l’éruption de 2018 était d’environ 1,4 kilomètres cubes. L’estimation a une marge d’erreur car il est difficile de mesurer le volume de lave qui s’est déversée dans l’océan. .
S’agissant de la comparaison avec d’autres éruptions, il faut remarquer qu’il y en a relativement peu dans le monde à avoir émis plus d’un kilomètre cube de lave au cours des cent dernières années.
La plus importante à Hawaï au cours des derniers siècles a été l’éruption Pu’uO’o de 1983 qui a produit 4,4 kilomètres cubes de lave. Cependant, cette éruption a duré 35 ans contre 4 mois pour l’éruption de 2018 dans la Lower East Rift Zone. L’éruption du Pu’uO’o a détruit 215 structures, contre plus de 700 lors de l’éruption de 2018.

Photo: C. Grandpey

D’autres coulées de lave de grande ampleur se sont produites en Russie et en Islande. L’éruption du Tolbachik (Kamchatka) en 1975-1976 a duré un an et demi et a produit environ 2 kilomètres cubes de lave.

Source : KVERT

En 2014-2015, l’éruption de six mois du Bárðarbunga (Islande) a produit la coulée de lave Holuhraun, d’un volume d’environ 1,4 kilomètre cube.

Crédit photo: Iceland Review

Lors des éruptions du Tolbachik et du Bárðarbunga, les coulées de lave sont sorties des flancs du volcan et ont entraîné un affaissement au sommet lorsque la chambre magmatique s’est vidangée. C’est aussi ce qui s’est passé en 2018 sur le Kilauea. Les éruptions du Tolbachik et du Bárðarbunga se sont produites dans des zones reculées, sans destruction de zones habitées.
Une éruption sur l’île de Lanzarote (îles Canaries) de 1730 à 1736 figure également sur la liste des grands événements effusifs. Elle a produit 2 kilomètres cubes de lave et détruit de nombreux villages sur le flanc du volcan.

Photo: C. Grandpey

La récente éruption du Cumbre Vieja, à La Palma (îles Canaries) en 2021 a été impressionnante mais aucune estimation du volume de lave émise n’a été publiée jusqu’à présent. Quel que soit ce volume, la destruction a été immense, avec environ 3 000 bâtiments recouverts par la lave.

Une autre grande éruption a débuté sur le Paricutin (Mexique) en 1943, lorsqu’une fissure s’est ouverte dans un champ de maïs. Elle a continué pendant 9 ans, avec une coulée de lave d’un volume de 1,6 kilomètres cubes.

Source: Wikipedia

Cependant, aucune de ces éruptions ne saurait rivaliser avec l’éruption du Laki (Islande) en 1783. En huit mois, environ 14,7 kilomètres cubes de lave ont recouvert la région et détruit plusieurs dizaines de villages. Les gaz volcaniques ont empoisonné le bétail et détruit les récoltes, entraînant une famine majeure en Islande, avec des milliers de victimes. L’éruption a également eu un impact sur les conditions météorologiques en Europe.

Photo: C. Grandpey

Il manque peut-être d’autres coulées de lave de plus d’un kilomètre cube dans cette compilation rapide, mais il n’en reste pas moins que ce sont des événements très rares.

Source : HVO.

Un visiteur de mon blog me fait remarquer à juste raison que le volcan sous-marin au large de Mayotte a émis un volume de lave estimé par le BRGM à environ 5 kilomètres cubes!

Rappelons que la dernière très longue éruption de l’Etna (1991-1993) dans la Valle del Bove a émis, selon les estimations, entre 200 et 700 millions de m3 de lave. Toutefois, 235 millions de mètres cubes (0,23 km3) semble être le plus proche de la réalité. Ce serait la plus importante éruption en volume émis après celle de 1669 qui a atteint la ville de Catane.

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The 2018 eruption of Kīlauea volcano had devastating effects on the lower Puna District, destroying hundreds of homes and permanently affecting the lives of thousands of residents. The voluminous lava flow had a major impact on the Island of Hawaii. It is interesting to see how it compares to other lava flow eruptions on Earth in recent history.

Recent measurements by U.S. Geological Survey have come to the conclusion that the volume of lava emeitted during the earuption was about 1.4 cubic kilometers.. The estimate has a margin of error because it is difficult to measure the volume of the lava that poured into the ocean.

As far as the comparison is concerned, one should first notice that there are only a handful of lava flow eruptions worldwide in the past few hundred years that have produced more than a cubic kilometer of lava.

The largest in Hawaii in recent centuries was the 1983 Pu’uO’o eruption, which produced 4.4 cubic kilometers of lava. However, that eruption lasted 35 years compared to the 4 months of the 2018 eruption in the Lower East Rift Zone. The Pu’uO’o eruption destroyed 215 structures, compared to over 700 destroyed in the 2018 eruption.

Other large volume lava flows occurred in Russia and Iceland. The Tolbachik eruption of 1975–76, in Kamchatka lasted a year and a half and produced about 2 cubic kilometers of lava.

In 2014–15, the six-month-long eruption of Bárðarbunga in Iceland produced the Holuhraun lava flow, about 1.4 cubic kilometers in volume.

In both the Tolbachik and Bárðarbunga eruptions, the lava flows issued from the flanks of the volcano and triggered subsidence at the summit as the magma chamber drained, similar to what happened in 2018 at Kilauea. The Tolbachik and Bárðarbunga eruptions occurred in remote areas, with no significant destruction of populated areas.

An eruption in the Canary Islands, Spain, made the list as well. The Lanzarote eruption of 1730–1736 produced 2 cubic kilometers of lava and destroyed numerous villages on the flank of the volcano.

The recent eruption of Cumbre Vieja, on La Palma in the Canary Islands, in 2021 was impressive but no volume estimates for the lava flow have been released so far. Regardless of the flow volume, the destruction was immense, with about 3,000 buildings destroyed.

Another large eruption happened at Paricutin volcano, in Mexico, in 1943, when a fissure opened in a cornfield and continued erupting for 9 years, producing a lava flow with a volume of 1.6 cubic kilometers.

None of these eruptions, however, come close to the size and impact of the Laki eruption in Iceland in 1783. Over eight months about 14.7 cubic kilometers of lava covered the landscape, destroying several dozen villages. The volcanic gases poisoned livestock and destroyed crops, leading to a major famine in Iceland that killed thousands. It also affected weather in Europe.

There may be other lava flows greater than one cubic kilometer that are missed in this quick compilation , but the fact remains these are very rare events The 2018 Kīlauea lava flow was among the top lava flow eruptions on Earth in recent centuries.

Source: HVO.

A visitor to my blog reminds us tha the submarine volcano off Mayotte emitted a volume of 5 cubic kilometers of lava, according to BRGM.

Let’s bear in mind that the last very long eruption of Mt Etna (1991-1993) in Valle del Bove emitted, according to estimates, between 200 and 700 million m3 of lava. However, 235 million cubic meters (0.23 km3) seems to be the closest number to reality. It was probably the largest eruption by volume emitted after the 1669 eruption that reached the city of Catania.

Vue de l’éruption du Kilauea en 2018 (Sourc: HVO)

Retour sur l’éruption de Kamoamoa (Hawaii) en 2011 // The Kamoamoa eruption (Hawaii) in 2011

Au cours des 35 années qu’elle a duré, l’éruption du Pu’uO’o dans la Middle East Rift Zone (MERZ) du Kilauea a été l’occasion pour les scientifiques d’améliorer leur travail de recherche et de surveillance des volcans hawaiiens. Même les éruptions de courte durée, comme celle de Kamoamoa qui a duré quatre jours en 2011, ont offert des informations importantes.
Dans les mois qui ont précédé l’éruption de Kamoamoa, la lave a rempli le cratère du Pu’uO’o. Une inflation continue a été enregistrée au sommet du Kilauea et le long de la MERZ. Au fur et à mesure que le système se pressurisait, la sismicité augmentait dans la partie supérieure de la Zone de Rift Est (East Rift Zone) et le lac de lave sommital atteignait ses niveaux les plus élevés..
Le 5 mars 2011, une secousse et une augmentation de l’activité sismique, accompagnées d’une déflation rapide du Pu’uO’o, ont été observées en début d’après-midi. Un intrusion dans la partie supérieure de la zone de rift a fait s’évacuer le magma qui se trouvait sous le Pu’uO’o. Peu de temps après, le plancher du Pu’uO’o a commencé à s’affaisser et le niveau du lac de lave sommital a chuté.
Alertés par des alarmes sismiques en temps quasi réel et des données de déformation, les scientifiques du HVO ont rapidement effectué un survol de la zone et ont pu assister au début de l’éruption de Kamoamoa entre le Pu’uO’o et le cratère Napau.
Au cours des premiers jours, l’activité éruptive a oscillé entre deux systèmes de fractures, avec des bouches dont l’activité alternait. En début de journée le 8 mars 2011, l’éruption s’est concentrée sur les deux extrémités opposées des fractures. L’activité a diminué dans l’après-midi du 9 mars, et l’épisode éruptif de Kamoamoa a pris fin vers 22h30..
Le dyke et l’éruption qui a suivi ont joué un rôle de soupape et permis l’évacuation de la pression qui s’était accumulée depuis des mois dans le système d’alimentation du Kilauea.
Pendant l’éruption, afin de compléter les données en temps quasi réel fournies par les stations de surveillance du HVO, les scientifiques ont également récolté des échantillons de lave, effectué des mesures de gaz, cartographié les coulées de lave et les fractures, pris des photos et des notes sur le terrain. Toutes ces données importantes permettent de mieux comprendre les éruptions volcaniques et leurs processus.
Les analyses de plusieurs échantillons de lave prélevés tout au long de l’éruption ont montré que la lave était initialement plus évoluée que celle collectée sur le champs de lave du Pu’uO’o avant l’éruption de Kamoamoa. Cela signifie que le dyke qui a alimenté l’éruption a d’abord émis – ou s’est mélangé à – un magma plus ancien qui était stocké dans la zone de rift. Au fur et à mesure que l’éruption s’est poursuivie et que du magma juvénile est arrivé dans le système, la composition de lave a évolué pour ressembler à celle qui avait été émise précédemment au niveau du Pu’uO’o. Il est intéressant de noter qu’une évolution semblable de la composition de la lave a été observée au début de l’éruption de 2018.
Source : USGS, HVO.

J’étais à Hawaii quelques jours avant le début de l’éruption de Kamoamoa. Vous pourrez voir ci-dessous quelques photos du puits de lave sommital, du cratère du Pu’uO’o et de l’East Rift Zone où la lave commençait déjà à s’écouler.

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The 35-year-long Pu’uO’o eruption on Kilauea’s Middle East Rift Zone (MERZ) was a remarkable opportunity for scientists to improve volcano research and monitoring. Even short-lived episodes in this eruption, like the four-day-long Kamoamoa eruption, offered important insights.

In the months leading up to the 2011 Kamoamoa eruption, lava filled Pu’uO’o crater. Steady inflation was recorded at the summit and the MERZ. As the system pressurized, seismicity increased in the upper East Rift Zone and the summit lava lake rose to the highest levels recorded before that time.

On March 5th, 2011, seismic tremor and increased earthquake activity, accompanied by rapid deflation at Pu’uO’o, began abruptly in the early afrternoon. An intrusion uprift drew magma away from beneath Pu’uO’o. Shortly after, the Pu’uO’o crater floor began to subside and the summit lava lake level dropped.

HVO alerted by near real-time seismic alarms and deformation data, quickly conducted an overflight of the area and witnessed the start of the Kamoamoa eruption between Pu’uO’o and Napau craters.

In the first few days, eruptive activity shifted around two fissure systems with vents repeatedly starting and stopping. Early on March 8th, the eruption focused on the two opposite ends of the fissures. The activity waned in the afternoon of March 9th, and around 10:30 p.m. the Kamoamoa eruptive episode was over.

The dike and subsequent eruption acted as a pressure release valve of Kilauea’s magma plumbing system that had been pressurizing for months.

During the eruption, to supplement the near real-time data from HVO monitoring stations, scientists also collected lava samples and gas measurements, mapped lava flows and ground cracks, took photos and detailed field notes. These important data sets help to better understand volcanic eruptions and their processes.

Analyses of multiple lava samples taken throughout the eruption showed that the erupted lava was initially more evolved than the lava collected on the Pu’uO’o flow fields prior to the Kamoamoa eruption. This means that the dike which fed the eruption either pushed out, or mixed with, a body of cooler magma that had been stored in the rift. As the eruption continued, the lava compositions began to resemble those previously erupted at Pu’uO’o, as juvenile lava flushed through the system. This is what happened in the beginning of the 2018 eruption.

Source : USGS, HVO.

I was in Hawaii a few days before the start of the Kamoamoa eruption. Here are some photos of the summit lava pit crater, the Pu’uO’o crater and the East Rift Zone where lava was already beginning to flow.

Photos : C. Grandpey

Volcans du monde // Volcanoes of the world

Voici quelques nouvelles de l’activité volcanique dans le monde:

Dans ma dernière mise à jour sur l’activité volcanique dans le monde, j’écrivais qu’une hausse de la température avait été enregistrée dans le lac de cratère du Ruapehu (Nouvelle-Zélande) les 13 et 21 mars, avec une température de 31°C. Le phénomène s’accompagnait d’une hausse significative du tremor volcanique indiquant une augmentation du flux de gaz dans le système et un risque d’éruption. Le niveau d’alerte volcanique avait alors été porté à 2 (sur une échelle de 0 à 5) et la couleur de l’alerte aérienne était restée au Vert.
Dans un nouveau bulletin, on apprend que le 28 mars 2022, GeoNet a élevé la couleur de l’alerte aérienne au Jaune. Le niveau d’alerte volcanique reste à 2 depuis le 21 mars.
Au cours de la semaine dernière, la température du lac atteignait environ 32°C. Le réchauffement de l’eau a été entravé par de fortes pluies sur le volcan et l’arrivée d’eau froide dans le lac. le tremor volcanique reste élevé, indiquant que les gaz circulent dans le système.
L’augmentation plus lente que prévu de la température du lac laisse supposer qu’un blocage partiel s’est peut-être produit dans la bouche qui se trouve sous le lac, ce qui empêche les gaz à haute température d’entrer dans le lac. Si c’est le cas, cela pourrait provoquer une accumulation de pression dans l’édifice volcanique qui doit être surveillé de près. Le Ruapehu peut entrer en éruption avec peu ou pas de signes avant-coureurs lorsqu’il montre des signes d’activité élevés,
Source : GeoNet.

Sommet du Ruapehu et le lac de cratère (Photo : C. Grandpey

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Les bulletins du HVO à propos de l’activité du Kilauea (Hawaii) sont devenus brefs et laconiques. En voici un exemple :  » L’éruption au sommet du Kīlauea, dans le cratère de l’Halema’uma’u, est restée presque constante depuis la mise à jour quotidienne du HVO publiée ce matin. D’après les observations précédentes, la lave sera probablement observée à la surface du lac de lave actif ce soir. « 

Les émissions de SO2 restent élevées et atteignaient 1400 tonnes par jour le 23 mars 2022. La sismicité reste élevée mais stable. La couleur de l’alerte aérienne reste à l’Orange et le niveau d’alerte volcanique est maintenu à Watch (Vigilance).

 

Vue de l’Halema’uma’u depuis la lèvre du cratère (Source : HVO)

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Une éruption a commencé vers 09h00 UTC au niveau de la bouche sous-marine Funka Asane près du volcan Kita-Ioto (Japon) le 27 mars 2022. L’événement a généré un panache de cendres qui s’est élevé jusqu’à 7 km au-dessus du niveau de la mer. Les émissions se sont poursuivies jusqu’au 28 mars puis se sont dissipées sur les images satellites.
Il a été demandé aux avions et les navires d’éviter la zone en raison du risque de cendres et de gaz.
Le niveau d’alerte a été porté à 3, sur une échelle de 1 à 5.
La dernière éruption de ce volcan a duré de 1930 à 1945 (VEI 2).
https://youtu.be/HelLzQ6NiOI

Le Kita-Ioto est un stratovolcan qui forme un cône basaltique aux parois abruptes s’élevant à environ 800 m au-dessus de la mer (voir image ci-dessous). Des éruptions sont enregistrées depuis le 18ème siècle à Funka Asane, une bouche sous-marine située à 4 – 5 km au nord-ouest de l’île
Source : Agence météorologique japonaise, Smithsonian Institution.

Source : JMA

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Dans une mise à jour diffusée le 27 mars 2022, l’IAVCEI indique que les séimses continuent à São Jorge (Açores) et restent localisés entre 7 et 15 km de profondeur. Tous les événements enregistrés jusqu’à présent restent de faible magnitude et montrent une origine tectonique. Les données existantes à ce jour corroborent les observations sismologiques en indiquant l’existence de certaines déformations dans la zone épicentrale des séismes. Il semblerait donc que les structures tectoniques où se sont déroulées les éruptions historiques de 1580 et 1808 et la crise sismovolcanique de 1964, dans le système volcanique fissural de Manadas, se soient réactivées. De ce fait, on peut raisonnablement penser qu’il s’est produit une intrusion magmatique profonde. Selon les scientifiques, il existe une réelle possibilité qu’une éruption se produise, mais rien n’indique qu’elle soit imminente.

Le CIVISA a relevé le niveau d’alerte à 2, puis à 3 (sur une échelle de 0 à 6) le matin du 20 mars, et enfin à 4 l’après-midi de ce même jour. Bien qu’aucune évacuation officielle n’ait été décrétée, les personnes vulnérables telles que les patients du centre de santé de Velas ont été déplacées vers d’autres endroits de l’île. La population totale de l’île est d’environ 8 400 personnes; environ 1 250 habitants ont décidé de quitter l’île les 23 et 24 mars.

Alignement des cônes sur le système fissural de Manadas.

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L’éruption du Sabancaya (Pérou) continue à un niveau modéré, avec une trentaine d’explosions par jour. Elles génèrent des panaches de cendres qui montent en moyenne à 2 km au-dessus du sommet du volcan. Selon l’IGP, la situation ne devrait guère évoluer dans les prochains jours.

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L’activité volcanique reste intense sur le Taal (Philippines). Des fluides à haute température continuent de remonter dans le lac, générant des panaches qui s’élèvent jusqu’à 2,4 km de heuteur. Des événements phréatomagmatiques ont encore été enregistrés le 27 mars par le réseau sismique. Les émissions de SO2 étaient en moyenne de 1 140 à 4 273 tonnes/jour les 28 et 29 mars 2022. Le 27 mars, 2 961 personnes avaient été évacuées des zones les plus exposées.
Source : PHIVOLCS.

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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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Here is some news of volcanic activity around the world :

In my latest update about global volcanic activity, I indicated that an increase in temperature had been recorded at Mt Ruapehu‘s crater lake (New Zealand) by March 13th and 21st, with temperature of 31°C. The heating cycle was accompanied by strong levels of volcanic tremor, indicating increased gas flux though the system, and an increased likelihood of eruptive activity. The volcanic alert level had then been raised to 2 (on a scale from 0-5) and the aviation color code had remained at Green.

In a new bulletin, GeoNet indicates that on March 28th, 2022, GeoNet raised the Aviation Color Code to Yellow. The Volcanic Alert Level has remained at 2 since March 21st.

Over the past week, the lake has heated further to approximately 32 °C.The slow heating has been hindered by heavy rainfall at the volcano and influx of cold water into the lake. The strong tremor continues, indicating that gas is fluxing through the system.

However, the slower-than-expected increase in lake temperature suggests a partial blockage may exist in the vent beneath the lake, preventing the hot gas from entering the lake. This could allow pressure to build up within the volcano which needs to be closely monitored. Mt. Ruapehu has the potential to erupt with little or no warning when in a state of elevated volcanic unrest,

Source : GeoNet.

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The updates released by HVO avout activity at Kilauea Volcano (Hawaii) have become short and laconic. Here is one example :  » The summit eruption of Kīlauea Volcano, within Halemaʻumaʻu crater, has remained nearly constant since the HVO Daily Update issued this morning. Based on previous observations, lava will likely be on the surface of the active lava lake this evening. « 

SO2 emission rates remain elevated at about 1,400 tonnes per day on March 23rd. Seismicity is elevated but stable.The aviation color code and the volcano alert level remain at Orange and Watch, respectively.

Source: HVO.

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An eruption started at around 09:00 UTC at the underwater Funka Asane vent near Kita-Ioto volcano (Japan) on March 27th, 2022. It generated an ash plume that rose up to 7 km above sea level. The emissions continued into March 28th and then dissipated on satellite images.

Aircraft and ships were warned to avoid the area due to the risk of ash and gasses.

The alert level was raised to 3, on a scale 1 -5.

The last confirmed eruption at this volcano lasted from 1930 to 1945 (VEI 2).

Kita-Ioto is a stratovolcano, which forms a steep-sided basaltic cone rising about 800 m above the sea. Eruptions have been recorded since the 18th century at Funka Asane, a submarine vent 4 – 5 km NW of the island.

Source: Japan Meteorological Agency, Smithsonian Institution.

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In an update released on March 27th, 2022, IAVCEI indicates that seismicity continues at São Jorge (Azores) at depths between 7 and 15 km. All the events recorded so far remain of low magnitude and show a tectonic origin. The existing data corroborate the seismological observations and indicate the existence of certain deformations in the epicentral area of the earthquakes. It therefore seems that the tectonic structures where the historic eruptions of 1580 and 1808 and the seismovolcanic crisis of 1964 took place, in the fissural volcanic system of Manadas, have been reactivated. As a consequence, one can reasonably think that a deep magmatic intrusion occurred. According to scientists, there is a real possibility of an eruption, but there is no indication that it is imminent.

CIVISA raised the Alert Level to 2 and then 3 (on a scale of 0-6) during the morning of March 20th, and finally to 4 that afternoon. Although no official evacuations had been issued, vulnerable people such as patients in the Velas health center were being moved to other locations on the island. The total estimated population of the island is around 8,400 people; about 1,250 residents decided to leave the island onMarch 23rd and 24th.

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The eruption of Sabancaya (Peru) continues at a moderate level, with about thirty explosions per day. They generate ash plumes that rise an average of 2 km above the summit of the volcano. According to IGP, the situation should not much change in the coming days.

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Volcanic unrest continues at Taal (Philippines). Hot fluids continue to upwell in the lake, generating plumes that rise as high as 2.4 km. Phreatomagmatic events were still recorded on March 27th by the seismic network. SO2 emissions averaged 1,140-4,273 tonnes/day on March 28th-29th, 2022. By March 27th , 2,961 people had been evacuated.

Source : PHIVOLCS.

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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

Eruption aux Tonga et les perturbations ionosphériques // Tonga eruption and ionospheric disturbances

Plusieurs études ont confirmé récemment que l’éruption du volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai aux Tonga le 15 janvier 2022 a provoqué des perturbations à grande échelle dans l’atmosphère terrestre.
En utilisant les données enregistrées par plus de 5 000 récepteurs GNSS – Global Navigation Satellite System – situés à travers le monde, les scientifiques de l’Observatoire Haystack du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et leurs collègues de l’Université arctique de Norvège ont observé des preuves d’ondes atmosphériques générées par les éruptions et de leurs empreintes ionosphériques à 300 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, et cela pendant une longue période. Ces ondes atmosphériques ont été actives pendant au moins quatre jours après l’éruption et ont fait trois fois le tour du globe. Les perturbations ionosphériques sont passées au-dessus des États-Unis six fois, d’abord d’ouest en est, puis en sens inverse.
Cette éruption a été extraordinairement puissante et a libéré une énergie équivalente à 1 000 bombes atomiques de Hiroshima. Les scientifiques savent que les éruptions volcaniques te type explosif et les séismes peuvent déclencher une série d’ondes influant sur la pression atmosphérique, y compris des ondes acoustiques, qui peuvent perturber la haute atmosphère à plusieurs centaines de kilomètres au-dessus de l’épicentre. Au-dessus de l’océan, ces ondes peuvent déclencher des vagues de tsunami, et donc des perturbations dans la haute atmosphère. L’impact de l’éruption aux Tonga a surpris les scientifiques, notamment par son étendue géographique et sa durée de plusieurs jours. L’étude de ces ondes a permis de nouvelles découvertes quant à la façon dont les ondes atmosphériques et l’ionosphère sont connectées.
Une nouvelle étude, menée par des chercheurs du MIT Haystack Observatory et de l’Arctic University of Norway, a été publiée le 23 mars 2022 dans la revue Frontiers in Astronomy and Space Sciences. Les auteurs pensent que les perturbations atmosphériques sont un effet des ondes de Lamb ; ces ondes, ainsi appelées d’après le mathématicien Horace Lamb, se déplacent à la vitesse du son sans grande réduction de leur amplitude. Bien qu’elles soient principalement situées près de la surface de la Terre, ces ondes peuvent échanger de l’énergie avec l’ionosphère de manière complexe. La nouvelle étude précise que « la présence dominante des ondes de Lamb a déjà été signalée lors de l’éruption du Krakatau en 1883 et à d’autres occasions. L’étude fournit pour la première fois une preuve substantielle de leurs empreintes de longue durée dans l’ionosphère à l’échelle de la planète. »
Grâce au financement de la National Science Foundation, le Haystack Observatory concentre les observations du réseau GNSS mondial pour étudier quotidiennement des informations importantes depuis 2000. Une forme particulière de météo spatiale, causée par des ondes ionosphériques appelées perturbations ionosphériques itinérantes – Traveling Ionospheric Disturbances (TID) – est souvent favorisée par des processus comprenant des apports soudains d’énergie du soleil, des conditions météorologiques terrestres et des perturbations d’origine humaine.
Selon l’étude, seules les tempêtes solaires intenses sont connues pour produire une propagation de TID dans l’espace pendant plusieurs heures, voire plusieurs jours. Les éruptions volcaniques et les séismes ne produisent normalement des perturbations ionosphériques que sur des milliers de kilomètres. En détectant ces importantes perturbations ionosphériques induites dans l’espace par les éruptions sur de très longues distances, les chercheurs ont découvert non seulement la génération d’ondes de Lamb et leur propagation globale sur plusieurs jours, mais aussi un nouveau processus physique fondamental.
Source:Massachusetts Institue of Technology (MIT).

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The recent eruption of Tonga’s Hunga Tonga–Hunga Ha‘apai volcano on January 15th, 2022 was recently confirmed to have causeded large-scale disturbances in the Earth’s atmosphere.

Using data recorded by more than 5,000 Global Navigation Satellite System (GNSS) ground receivers located around the globe, MIT Haystack Observatory scientists and their international partners from the Arctic University of Norway have observed substantial evidence of eruption-generated atmospheric waves and their ionospheric imprints 300 kilometers above the Earth’s surface over an extended period. These atmospheric waves were active for at least four days after the eruption and circled the globe three times. Ionospheric disturbances passed over the United States six times, at first from west to east and later in reverse.

This volcanic event was extraordinarily powerful, releasing energy equivalent to 1,000 Hiroshima atomic bombs. Scientists have known that explosive volcanic eruptions and earthquakes can trigger a series of atmospheric pressure waves, including acoustic waves, that can perturb the upper atmosphere a few hundred kilometers above the epicenter. When over the ocean, they can trigger tsunami waves, and therefore upper-atmospheric disturbances. Results from this Tonga eruption have surprised this international team, particularly in their geographic extent and multiple-day durations. These discoveries ultimately suggest new ways in which the atmospheric waves and the global ionosphere are connected.

A new study, led by researchers at MIT Haystack Observatory and the Arctic University of Norway, was published on March 23rd, 2022 in the journal Frontiers in Astronomy and Space Sciences. The authors believe the disturbances to be an effect of Lamb waves; these waves, named after mathematician Horace Lamb, travel at the speed of sound without much reduction in amplitude. Although they are located predominantly near Earth’s surface, these waves can exchange energy with the ionosphere through complex pathways. As stated in the new study, “prevailing Lamb waves have been reported before as atmospheric responses to the Krakatoa eruption in 1883 and other occasionss. This study provides substantial first evidence of their long-duration imprints up in the global ionosphere.”

Under National Science Foundation support, Haystack has been assembling global GNSS network observations ton a daily basis since 2000. A particular form of space weather, caused by ionospheric waves called traveling ionospheric disturbances (TIDs), are often excited by processes including sudden energy inputs from the sun, terrestrial weather, and human-made disturbances.

According to the study, only severe solar storms are known to produce TID global propagation in space for several hours, if not for days. Volcanic eruptions and earthquakes normally yield ionospheric disturbances only within thousands of kilometers. By detecting these significant eruption-induced ionospheric disturbances in space over very large distances, the researchers found not only generation of Lamb waves and their global propagation over several days, but also a fundamental new physical process.

Source: Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Perturbations ionosphériques itinérantes (TID) après l’éruption des Tonga, mesurées à partir des réseaux GNSS de récepteurs. L’axe horizontal indique le temps ; l’axe vertical indique la distance. Les TID se propagent à la fois vers le nord et vers le sud à partir des Tonga. L’antipode de l’éruption se situe en Afrique du Nord, à environ 21 000 km des Tonga. Les TID ont mis 17 à 18 heures pour atteindre l’antipode et le même temps pour revenir aux Tonga le lendemain. (Source: Hayward Observatory).

Traveling ionospheric disturbances (TID) following the Tonga eruption, as measured from the GNSS networks of receivers. The horizontal axis shows time; the vertical axis shows distance. TIDs are propagating both northward and southward from Tonga. The eruption antipode is in North Africa, approximately 21,000 km away from Tonga. TIDs took 17-18 hours to reach the antipode and the same time to return to Tonga on the next day. (Source: Hayward Observatory).