Catégorie : Etna

Prévision éruptive : où en est-on ?

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

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

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

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

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

Crédit photo : http://www.ruv.is

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

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

Source : OVPF

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Source : UWI

Histoire de gaz : des puits de pétrole à l’activité de l’Etna // A story of gas : from oil wells to activity on Mt Etna

Suite à ma note du 27 mars 2021 sur l’importance des gaz volcaniques dans le processus éruptif de l’Etna, un fidèle visiteur de mon blog a apporté des éclaircissements supplémentaires extrêmement intéressants.

Dans le courrier qu’il m’a obligeamment envoyé ces derniers jours, il fait référence « à la lointaine époque où il apprenait son métier dans une entreprise d’exploitation pétrolière. » Il a alors eu accès à un document décrivant diverses techniques d’extraction du pétrole et, parmi celles-ci, la technique dite du « gas-lift », ou « bubble-pump », qui consiste à rendre artificiellement éruptif un puits de pétrole qui ne l’est pas, ou qui ne l’est plus. Il « suffit » pour cela d’injecter au fond du puits, à la base de la colonne de remontée du pétrole, des bulles de gaz sous pression…
Le document fait toutefois remarquer qu’il ne faut pas voir dans cette technique le fait que les bulles, qui ont tendance à remonter spontanément vers la surface, entraînent dans leur remontée le pétrole dans lequel elles « baignent.» C’est leur présence au sein de la colonne de pétrole qui permet de l’alléger et facilite sa remontée.

Intuitivement, on comprend facilement que, pour faire remonter le liquide contenu dans une colonne verticale, il est nécessaire de vaincre le poids total du liquide contenu dans cette colonne ; or, si l’on parvient à y ajouter du gaz en quantité importante, sous forme de bulles, le poids total du liquide contenu dans la colonne diminue, et le liquide peut remonter sous l’action d’une poussée beaucoup plus faible. C’est ce qui permet l’extraction du pétrole d’un puits où la pression est insuffisante, ou bien de faire remonter l’eau d’une nappe captive dont la pression est trop faible.

On peut aussi voir le phénomène d’un point de vue différent, en considérant la pression. Si la colonne « allégée » par la présence de gaz est bloquée à son sommet, même partiellement, on observe que la pression intérieure au sommet de la colonne est beaucoup plus élevée qu’à l’extérieur. Pour faire le calcul intuitivement, on peut s’appuyer sur le fait que l’on aura la même différence de pression si toutes les bulles sont regroupées en une ou plusieurs poches de gaz de grande extension ; or on observe que la pression à l’intérieur d’une poche de gaz – à peu près immobile – est la même partout, et que si la poche a une grande extension verticale, la pression dans la partie supérieure est extrêmement proche de celle qui règne dans la partie inférieure ; on dit alors que le gaz transmet intégralement les pressions. En conséquence, si l’on a dans la colonne une succession de poches de gaz, la pression à la base de chaque poche est transmise à son sommet, et de proche en proche, cela peut conduire à une pression extrêmement élevée au sommet de la colonne.

A partir de ces constations dans l’univers du pétrole, on peut extrapoler et penser que l’ascension du magma dans la cheminée d’un volcan  peut être facilitée par un phénomène analogue, du fait de la présence de gaz dissous ou de vapeur d’eau sous forte pression. Une pression colossale en provenance des profondeurs expliquerait sur l’Etna l’apparition de ces fontaines de lave de plusieurs centaines de mètres de hauteur. Cela expliquerait sur d’autres volcans le risque d’explosion catastrophique d’un dôme formant un bouchon dans un cratère obstrué.

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Following my post of March 27th, 2021 on the importance of volcanic gases in Mt Etna’s eruptive process, a visitor to my blog has sent me some extremely interesting additional insight. In his kind letter to me over the past few days, he refers to « the distant days when he was learning his trade in an oil company. He then “had access to a document describing various oil extraction techniques and, among these, the technique known as » gas-lift « , or » bubble-pump « , which consists in artificially giving a new life to an oi well which was not, or no longer active. To reach this goal, it “suffices” to inject pressurized gas bubbles at the bottom of the well, at the base of the oil column.

The document points out, however, that this technique should not be understood as the fact that the bubbles, which tend to rise spontaneously to the surface, carry along as they rise the oil in which they « bathe. » It is their presence in the oil column that lightens it and facilitates its ascent.

Intuitively, it is easy to understand that, in order to bring up the liquid contained in a vertical column, it is necessary to overcome the total weight of the liquid contained in this column; however, if gas is successfully added to it in large quantities, in the form of bubbles, the total weight of the liquid in the column decreases, and the liquid can rise again under the action of a much lower thrust. This is what allows oil to be extracted from a well where the pressure is insufficient, or to raise water from a captive aquifer whose pressure is too low …

One can also see the phenomenon from a different point of view, looking at the pressure. If the column that is « lightened » by the presence of gas is blocked at its top, even partially, one can observe that the internal pressure at the top of the column is much higher than at the outside. To do the calculation intuitively, one can rely on the fact that there will be the same pressure difference if all the bubbles are grouped together in one or more large gas pockets; however, one can observe that the pressure inside a gas pocket – almost motionless – is the same everywhere, and that if the pocket has a large vertical extension, the pressure in the upper part is extremely close to that in the lower part; one can then say that the gas fully transmits the pressure. Consequently, if there is a succession of gas pockets in the column, the pressure at the base of each pocket is transmitted to its top, and step by step, this can lead to an extremely high pressure at the top of the column..

From these observations in the world of oil, one can extrapolate and think that the ascent of magma in the conduit of a volcano can be facilitated by a similar phenomenon, due to the presence of dissolved gas or vapour submitted to high pressure. A huge pressure from the depths would account for the lava fountains several hundred metres high on Mt Etna. This would also explain on other volcanoes the risk of a catastrophic explosion when a dome forming a plug is obstructing a crater.

Photo : C. Grandpey

Les Salinelle di Paternò et leur relation avec l’activité de l’Etna // The Salinelle di Paternò and their connection with Mt Etna’s activity

Un article récemment publié sur le site Focus Sicilia aborde le comportement des Salinelle di Paternò sur le flanc sud de l’Etna et leur relation avec l’activité éruptive du volcan. C’est un sujet qui a également été abordé avec Boris Behncke et Rosario Faraci lors de la conversation « Mamma mia » sur YouTube samedi.

Il y a quelques années, j’ai effectué des observations sur ce site où l’eau bouillonne et d’où s’échappent des gaz. Mon étude est intitulée « Les émanations gazeuses sur les basses pentes de l’Etna. » Vous pourrez en lire le résumé en cliquant sur ce lien :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/les-emanations-gazeuses-sur-les-basses-pentes-de-letna/

Avant que je m’attarde sur le site – à l’époque très boueux – plusieurs études avaient déjà établi un lien entre le comportement des salinelle et l’activité éruptive sur l’Etna. On avait observé que lorsque les Salinelle di Paternò augmentaient leur bouillonnement, l’activité de l’Etna s’intensifiait généralement quelques semaines ou quelques mois plus tard, avec des éruptions, des explosions et des paroxysmes.

Cette relation entre les salinelle et le volcan a encore été observée ces derniers temps, comme l’a confirmé un géochimiste de l’INGV de Catane, spécialiste de l’étude géochimique des fluides, en particulier sur le site de Paterno. Le scientifique explique que la corrélation entre la Salinelle di Paternò et l’Etna est indirecte. Il explique que «le cratère le plus actif des Salinelle est entré dans une phase très dynamique en novembre 2020. Il montre un bouillonnement résultant principalement du dioxyde de carbone provenant du réservoir magmatique profond situé presque au niveau du manteau terrestre. Actuellement l’eau, très salée, présente en surface une température d’environ 40 degrés Celsius. Elle a même atteint 50°C dans le passé. On estime que la nappe phréatique qui alimente le site de Paterno se trouve à environ un kilomètre de profondeur, avec une température d’environ 120 degrés». Cette eau a un réel potentiel géothermique qui pourrait être exploité pour la production d’énergie. On parle depuis des décennies de l’utilisation de ce site unique au monde, mais ces dernières années, il a été abandonné et envahi par des déchets de toutes sortes. Les Salinelle di Paternò ont enfin été nettoyées et sont désormais protégées. Il existe un projet d’intensification de la surveillance scientifique par l’INGV et, une fois réhabilité, le site pourrait être ouvert au public en 2022.

Source: Focus Sicilia.

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An article recently published on the Focus Sicilia website deals with the behaviour of the Salinelle di Paternò on the southern flank of Mt Etna and their relationship to the eruptive activity of the volcano. A few years ago, I made observations on this site where the water is boiling and where gases are escaping. My study is entitled « Gaseous Emanations on the Low Slopes of M Etna. »You can read the summary by clicking on this link:

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/les-emanations-gazeuses-sur-les-basses-pentes-de-letna/

 Before I went to work on the site – at the time very muddy – several studies had already established a link between the behaviour of salt marshes and eruptive activity on Mt Etna. Observations showed that when the Salinelle di Paternò increased their bubbling, activity at Mt Etna usually intensified a few weeks or months later, with eruptions, explosions and paroxysms.

This relationship between the salinelle and the volcano has been observed again recently, as confirmed by a geochemist at the INGV of Catania, a specialist in the geochemical study of fluids, in particular at the Paterno site. The scientist explains that the correlation between the Salinelle di Paternò and Mt Etna is indirect. He explains that “the most active crater of the Salinelle entered a very dynamic phase in November 2020. It shows a bubbling resulting mainly from carbon dioxide coming from the deep magma reservoir located almost at the level of the Earth’s mantle. Currently the water, very salty, has a surface temperature of around 40 degrees Celsius. It even reached 50°C in the past. It is estimated that the water table that feeds the Paterno site is about one kilometre deep, with a temperature of around 120 degrees Celsius”. This water has a real geothermal potential which could be exploited for energy production. There has been talk for decades about the use of this unique site in the world, but in recent years it has been abandoned and invaded by waste of all kinds. The Salinelle di Paternò have finally been cleaned and are now protected. There is a plan to intensify scientific monitoring by INGV and, once rehabilitated, the site could be open to the public in 2022.

Source: Focus Sicilia.

Photos : C. Grandpey

La cendre et les lapilli de l’Etna // Mt Etna’s ash and lapilli

Le 17ème paroxysme de l’Etna est maintenant complètement terminé. Il a été particulièrement long. C’est d’ailleurs le plus long de la série qui a débuté le 16 février 2021. L’INGV précise que les coulées de lave apparues lors de cet événement sont maintenant inactives et en cours de refroidissement. Comme lors des paroxysmes précédents, l’Etna a vomi de volumineux panaches de cendre qui ont entraîné la fermeture momentanée de l’aéroport de Catane. Une couche de lapilli d’environ 1 cm d’épaisseur a été observée dans le secteur du Refuge Sapienza et les balais ont repris du service dans la région de Catane.

Le journal La Sicilia s’attarde sur une étude publiée dans Nature Geoscience.sur la formation des cendres et des lapilli de l’Etna. Des chercheurs appartenant à plusieurs organismes de recherche dont l’INGV de Catane expliquent que « le magma fluide de volcans basaltiques comme l’Etna et le Stromboli se fragmente tel un verre qui tombe à terre. Comme ce magma est fluide, de nombreuses fractures se recomposent, ce qui réduit la quantité de cendre émise et donc son impact sur les populations qui vivent autour des volcans. »

En étudiant les échantillons de matériaux émis par un grand nombre d’éruptions basaltiques, les scientifiques ont découvert que dans tous les échantillons il y avait des cristaux microscopiques brisés par la fragmentation du magma. La morphologie de ces cristaux révèle que le magma basaltique, apparemment fluide, est en fait fragile et se fragmente comme un verre qui se brise en tombant. Il est aussi très intéressant de remarquer que le magma est encore à l’état de fusion lors de sa fragmentation, de sorte que la plupart des fractures parviennent à se « recomposer », ce qui réduit la quantité de cendres émise par le volcan. Selon les auteurs de l’étude, les résultats obtenus permettront d’estimer le nombre et la taille des particules émises lors des futures éruptions. De plus, ces nouvelles observations aideront à mieux comprendre la dynamique des éruptions passées.

Source : La Sicilia, INGV.

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Etna’s 17th paroxysm is now completely over. It was particularly long. It was the longest in the series which began on February 16th, 2021. INGV specifies that the lava flows that appeared during this event are now inactive and in the process of cooling. As in previous paroxysms, Mt Etna emitted voluminous plumes of ash which caused the temporary closure of Catania airport. A layer of lapilli about 1 cm thick was observed in the Refuge Sapienza area and brooms are back in service in the Catania region.

The local newspaper La Sicilia tells about a study published in Nature Geoscience on the formation of ash and lapilli from Mt Etna. Researchers from several research organizations including the INGV of Catania explain that “the fluid magma of basaltic volcanoes like Etna and Stromboli shatters like falling glass. As this magma is fluid, many fractures recompose, which reduces the amount of ash emitted and therefore its impact on the populations living around volcanoes.”

By studying samples of materials emitted by a large number of basalt eruptions, scientists found that in all samples there were microscopic crystals shattered by the fragmentation of magma. The morphology of these crystals reveals that the basaltic magma, apparently fluid, is in fact brittle and shatters like glass when falling. It is also very interesting to note that the magma is still in the state of fusion during its fragmentation, so that most of the fractures manage to « recompose », which reduces the amount of ash emitted by the volcano. According to the study’s authors, the results obtained will make it possible to estimate the number and size of particles emitted during future eruptions. In addition, these new observations will help to better understand the dynamics of past eruptions.

Source: La Sicilia, INGV.

Panache de cendre émis lors du 16ème paroxysme

Emissions de cendre de la Voragine (Photo : C. Grandpey)