Les éclairs volcaniques du Sakurajima (Japon) // Lightning of Sakurajima volcano (Japan)

drapeau-francaisDes chercheurs du département des Sciences de la Terre et de l’Environnement à l’Université de Munich ont développé des techniques pour observer et analyser les éclairs pendant les éruptions du Sakurajima. Ils ont récemment publié une étude dans Geophysical Research Letters intitulée «Observation multiparamétrique de la foudre volcanique sur le volcan Sakurajima au Japon ». Les chercheurs ont utilisé des caméras haute vitesse et des données magnétotelluriques afin de percevoir des processus éruptifs qui sont invisibles et trop rapides pour l’oeil humain. Alors qu’une caméra vidéo banale peut capturer des séquences d’images 30 fois par seconde, les caméras haute résolution et haute vitesse utilisées par les chercheurs capturent les images 100 fois plus rapidement.
Grâce à l’utilisation de ces caméras haute vitesse, les chercheurs ont appris que les éclairs se propagent en séries saccadées, un processus qui est également observé pendant les orages classiques. Cela correspond à la mise en court-circuit de régions chargées qui étaient séparées, soit à l’intérieur d’un nuage, soit entre le nuage et le sol.

Les éclairs détectés sur le Sakurajima sont généralement de petite taille et mesurent entre 9 et 180 mètres, c’est-à-dire deux ou fois moins que ceux qui apparaissent pendant les orages classiques.
La caméra haute vitesse permet de cartographier la répartition des éclairs au fil du temps, mais ces informations deviennent beaucoup plus intéressantes quand elles sont complétées par la surveillance magnétotelluriques (MT) qui détecte également les éclairs qui apparaissent dans la partie centrale plus opaque de la colonne éruptive.
Les observations MT échantillonnent simultanément les variations des champs électrique et magnétique depuis plusieurs kilomètres de distance et à l’incroyable fréquence de 65 000 fois par seconde. Les plus infimes fluctuations du champ magnétique sont enregistrées et ont révélé que les éclairs du Sakurajima véhiculent un courant pouvant atteindre 1000 ampères. En utilisant la technologie MT, les chercheurs peuvent aussi compter le nombre d’éclairs, déterminer le sens du courant pour chaque éclair et observer si la foudre reste concentrée dans le nuage de cendre ou si elle atteint le sol.
Si la compréhension scientifique de la foudre a atteint un bon niveau pendant les orages classiques, elle n’est encore qu’à l’état embryonnaire sur les volcans. Sur la base d’études cartographiques conduites en Alaska, on peut dire que la foudre volcanique se répartit en plusieurs catégories en fonction de son emplacement : foudre au niveau de la bouche éruptive, foudre à proximité de la bouche éruptive et foudre à l’intérieur du panache éruptif. La foudre au niveau du cratère du Sakurajima comprend des éclairs de plusieurs dizaines ou centaines de mètres de longueur à proximité de la bouche éruptive. A cet endroit, de petites particules de cendre sont projetées et sont préférentiellement chargées, c’est-à-dire que les plus grosses deviennent légèrement plus positives. Ensuite, comme le tri de la taille des particules s’effectue selon la résistance de l’air dans le nuage de cendre, elles deviennent physiquement séparées. Lorsque la cendre est projetée dans les airs, les particules de plus petite taille ont tendance à ralentir plus rapidement. C’est alors que se produit la séparation des charges, que ce soit par fracturation lorsque le matériau pyroclastique est violemment projeté pendant l’éruption; ou quand s’effectue un transfert de charge par frottement. Ce second mécanisme est semblable à l’électricité statique qui s’accumule lorsque l’on frotte une règle sur la manche d’un vêtement.
De nombreuses études ont montré que les colonnes éruptives se chargent statiquement à cause de la séparation des particules de cendre dans un panache. C’est un point important, parce que la présence de la foudre à proximité d’une bouche éruptive est directement liée à la quantité de matière fine produite par l’éruption. Ces découvertes laissent penser que nous pourrons bientôt utiliser la détection de la foudre pour mesurer la quantité de cendre émise lors des éruptions. La détection de la foudre offre la possibilité de quantifier les émissions de cendre pendant les intempéries et durant la nuit. Les détecteurs peuvent être installés à des dizaines de kilomètres d’une bouche éruptive et le nuage de cendre n’empêche pas les capteurs MT de « discerner » la foudre. Cette détection est essentielle car les nuages de cendre volcanique représentent l’un des principaux problèmes posés par les éruptions. Même diluées, les cendres ingérées par un moteur d’avion peuvent entraîner son arrêt et provoquer une catastrophe.
Compte tenu de l’impact économique des éruptions accompagnées de panaches de cendre, la prochaine génération de suivi des éruptions se concentrera sur la quantification des cendres et les détecteurs d’éclairs feront probablement partie des équipements prioritaires. Le Sakurajima aura largement contribué au développement de ces outils.
Source: Science en direct: http://www.livescience.com/

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drapeau-anglaisResearchers from the Department of Earth and Environmental Sciences at the University of Munich have been developing techniques to observe Sakurajima’s eruption lightning events. They recently published a study in Geophysical Research Letters entitled “Multiparametric observation of volcanic lightning: Sakurajima volcano, Japan”. In this study, the researchers use high-speed cameras and magnetotelluric data to perceive the eruptive processes that are invisible and too fast for a human observer to track. While a commonplace video camera might capture image sequences 30 times each second, the high-resolution, high-speed cameras that the researchers use capture images 100 times more rapidly.

With the use of high-speed cameras, researchers have learned that lightning sparks propagate in a series of jerky advances that correspond to the short circuiting of charged regions that have been separated either within a cloud, or between the cloud and ground.

The sparks that are detected during volcanic lightning episodes at Sakurajima are generally small and measure between 9 and 180 metres, namely one or two orders of magnitude shorter than the lightning that appears during electrical storms.

The high-speed camera maps the distribution of sparks over time, but this information becomes much more valuable when it is complemented by magnetotelluric (MT) monitoring, which also detects sparks occurring within the opaque, center portion of the eruption column.

MT observations sample both electric- and magnetic-field variations from many kilometres away and at an incredible 65,000 times per second. Tiny magnetic-field fluctuations are well-recorded, and have revealed that Sakurajima volcano lightning carries up to 1,000 amperes of current. Using the MT technique, the researchers can also count flashes, determine the direction of current flow for each flash and assess whether the lightning remains within the ash cloud or reaches the ground.

Although scientists’ understanding of thunderstorm lightning is mature, they are only starting to build an understanding of volcano lightning. Based upon volcano lightning « mapping » studies conducted in Alaska, volcano lightning may be broadly grouped into categories that are described as « vent discharges, » « near-vent lightning » or « plume lightning » depending upon where they are located within an eruption column.

The vent discharges at Sakurajima include sparks tens- to hundreds-of-meters long that occur near the mouth of the volcano. Here, small particles of ash erupt and are preferentially charged — that is, the larger particles becoming slightly more positive. And then, as particle sizes are sorted by air resistance within the ash cloud, they become physically separated. When the ash explodes upward, the smaller-size particles tend to slow down more quickly. This is when charge separation may occur, either due to fractocharging when the pyroclastic material is violently ripped apart during eruption; or due to tribocharging, which is charge transfer through rubbing. This second mechanism is akin to the familiar static electricity that builds up when you rub a ruler on your arm.

A wealth of volcano research has shown that eruption columns become statically charged due to ash separating in a plume. This is important, because near-vent volcanic lightning is directly related to how much fine material is erupted. These discoveries suggest that soon we might be able to use lightning detection as a measure of how much ash is ejected during eruptions. Lightning detection offers a means to potentially quantify ash discharges during inclement weather and at nighttime. Detectors can be located at safe distances, tens of kilometres from the vent, and the cloud does not impede the ability of MT sensors to « see » lightning. Such detections are critical, as volcanic ash clouds are one of the principal hazards posed by eruptions. Even dilute amounts of ash that are ingested by a jet turbine can incapacitate the engine, causing it to fail catastrophically.

Given the economic impact of ashy eruptions, the next generation of eruption monitoring will focus on ash quantification and will likely use lightning ash detectors as a primary instrument. Sakurajima is facilitating the development of this tool.

Source : Live Science : http://www.livescience.com/

Rinjani_1994

Production d’éclairs sur le Rinjani (Indonésie) en 1994

(Crédit photo: Wikipedia)

Les derniers séismes n’affecteront pas l’activité volcanique au Japon // The latest earthquakes will not affect volcanic activity in Japan

drapeau-francaisDans les heures qui ont suivi les séismes dans l’île de Kyushu, on a craint que le Mont Aso qui se trouve près de la préfecture de Kumamoto change son comportement et entre en éruption. Le volcan a émis un panache de vapeur et de gaz peu après le second séisme, mais rien ne prouve que cet événement soit lié à la sismicité dans la région.
Les scientifiques pensent que les séismes qui ont secoué la préfecture de Kumamoto sont peu susceptibles de déclencher une activité volcanique importante dans la région. Les volcans actifs comprennent le Mt. Aso dans la préfecture de Kumamoto, le Sakurajima dans la préfecture de Kagoshima et le Mt. Unzen dans la préfecture de Nagasaki.
Bien qu’ils aient atteint des magnitudes de M 6.4 et M 7.3, les derniers séismes n’étaient pas des événements majeurs et ils n’ont pas eu d’impact sur une vaste zone ; ils ne sont donc guère susceptibles d’avoir un lien avec ces volcans.
Selon un professeur de l’Université de Tokyo, les séismes ont été déclenchés par une faille active qui a bougé à très faible profondeur et ce n’est pas le magma qui a déclenché ces secousses. En conséquence, il est très peu probable que les séismes aient eu un effet sur le magma sous le Mt. Aso. Comme l’a déclaré un autre professeur à l’Université de Kyoto, « le Mt. Aso a toujours été actif et, même s’il y a une augmentation temporaire de l’activité sismique, une éruption majeure ne se produira pas de sitôt. Il n’y a pas besoin de s’inquiéter, à condition de rester en dehors de la zone interdite d’accès. »
Source: Journaux japonais.

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drapeau-anglaisMoments after the earthquakes in Kyushu Island, there were worries that Mount Aso that stands close to Kumamoto Prefecture might change its behaviour and start erupting. The volcano emitted a steam and gas plume shortly after the second quake, but there is nothing to prove that this event was linked to seismicity in the area.

Experts believe the earthquakes in Kumamoto Prefecture are unlikely to trigger significant volcanic activity in the region. Active volcanoes in the area include Mt. Aso in Kumamoto Prefecture, Sakurajima in Kagoshima Prefecture and Mt. Unzen in Nagasaki Prefecture.
Although they reached magnitudes of M 6.4 and M 7.3, the latest earthquakes were not large-scale events and did not have an impact over a wide area, and therefore they are unlikely to have any connection to these volcanoes.
According to a professor at the University of Tokyo, the earthquakes were triggered by an active fault that moved at quite a shallow depth and magma didn’t set off this earthquake. Therefore, there is very little possibility of the quakes to have any effect on the magma under Mt. Aso. « Mt. Aso has always been active, so even if there’s a temporary increase in slight tremors, a major eruption won’t happen anytime soon, » said another professor at Kyoto University. « There’s no need to worry, provided people remain outside the restricted area. »
Source: Japanese newspapers.

Aso Gueffier

Vue du Mont Aso (Crédit photo: Franck Gueffier)

Quelques informations sur les séismes au Japon // A little information about the earthquakes in Japan

drapeau-francaisLes puissants séismes qui ont frappé la Préfecture de Kumamoto au cours des trois derniers jours ne sont pas vraiment une surprise car la région se trouve à proximité de deux grandes lignes de faille. Selon les sismologues japonais, la magnitude des séismes dans cette partie de l’île de Kyushu pourrait être beaucoup plus élevée et atteindre M 8, par exemple. Le séisme de samedi s’est produit près de la faille Futagawa qui rejoint la faille Hinagu. Ensemble, elles représentent une ligne de 101 km. Bien que des centaines de répliques aient déjà eu lieu, d’autres secousses sont probables dans les prochains jours. En effet, certaines parties de la faille ont été affectées, mais d’autres n’ont pas encore bougé.

La faible profondeur des épicentres des séismes et l’orientation divergente des lignes de faille sont les raisons du nombre important de secousses. Selon l’Agence météorologique japonaise (JMA), à 11 heures samedi, 252 répliques étaient comptabilisées depuis le séisme M 6,5 enregistré à 21h26 jeudi. L’agence explique que les séismes se produisent non seulement dans la région de Kumamoto dans le sud de la préfecture du même nom, mais aussi dans la région d’Aso au nord de Kumamoto, et dans la préfecture de Oita. La JMA indique que les secousses enregistrées à Kumamoto sont différentes de celles observées à Aso et Oita, en ajoutant que l’on n’avait encore jamais vu une série de séismes se produire sur une aussi vaste région. Le séisme de jeudi était probablement un événement précurseur annonçant celui de samedi qui était environ 16 fois plus puissant.
Le séisme de samedi avait la même intensité que le Grand Séisme de Hanshin en 1995 (niveau 7 sur l’échelle japonaise) et est maintenant considéré comme l’événement principal. Un professeur à l’Université Ritsumeikan, a souligné que la dernière série de séismes pourrait bien être le signe précurseur d’autres séismes dans d’autres régions.
Le Mont Aso, qui semble avoir connu une petite éruption après le séisme de samedi, se trouve sur la Ligne Tectonique Médiane du Japon, le système failles le plus long de ce pays, qui va de la Préfecture de Nagano à la région de Kyushu.
Source: The Japan Times.

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drapeau-anglaisThe powerful earthquakes that struck the Kumamoto Prefecture over the past three days did not really come as a surprise as the area lies close to two major fault lines. According to Japanese seismologists, the magnitude of earthquakes in this part of Kyushu Island could be much higher and reach M 8, for instance. Saturday’s quake hit near the Futagawa fault which is linked to the Hinagu fault. Together, the two comprise a massive 101-km fault line. Although hundreds of aftershocks have already taken place, more quakes are likely in the coming days. Indeed, some parts of the fault were affected, but more earthquakes could happen because other parts did not move this time.

The shallow depths of the epicentres of the quakes and diverging fault lines are the reasons for the frequent shaking. As of 11 a.m. Saturday, at least 252 quakes have been logged since the M 6.5 earthquake hit at 9:26 p.m. Thursday, according to the Japan Meteorological Agency (JMA). It explains that quakes are occurring not only in the “Kumamoto region” in southern Kumamoto Prefecture, but also in the Aso region in Kumamoto’s north, and in Oita Prefecture. The JMA has concluded the Kumamoto temblors are different from the ones in Aso and Oita, adding it has never seen a series of quakes occur over such a wide region. Thursday’s earthquake was probably a “foreshock” that prefaced Saturday’s quake, which was about 16 times bigger.

Saturday’s earthquake had the same intensity as the 1995 Great Hanshin Earthquake, which reached level 7 on the Japanese scale, and is now considered the “main shock.” A professor at Ritsumeikan University, pointed out that the string of quakes could be a precursor to more in other regions.

Mount Aso, which the agency said had a small eruption after Saturday’s quake, sits on the Japan Median Tectonic Line, the longest fault system in Japan, which runs from Nagano Prefecture to the Kyushu region.

Source : The Japan Times.

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Vue des principales failles actives sur l’île de Kyushu, avec en n°11 les failles de Futagawa et Hinagu.

(Source: http://www.fukushima-is-still-news.com/)

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Ligne Tectonique Médiane du Japon (Source: Wikipedia)

Séismes au Japon: Le bilan s’alourdit et éruption de l’Aso? // Earthquakes in Japan: A heavier death toll and eruption of Mt Aso?

drapeau-francaisLe séisme de M 7.3 (ou M 7.0, selon l’USGS) qui a frappé la préfecture de Kumamoto en début de journée ce samedi a tué au moins 19 autres personnes, ce qui porte le bilan depuis jeudi soir à 28 morts. La chaîne de télévision NHK a indiqué que 760 personnes ont été blessées et de nombreux bâtiments ont été endommagés ou totalement détruits. Des personnes restent prisonnières de bâtiments effondrés et il est fait état d’incendies et de pannes de courant. Le réseau de transports de la région a subi des dégâts considérables: un tunnel s’est effondré, un pont routier a été endommagé, des routes ont été bloquées par des glissements de terrain et les trains sont à l’arrêt. L’aéroport de Kumamoto a également été fermé.
Un énorme glissement de terrain a balayé des maisons et coupé une route nationale à Minamiaso. Contrairement au séisme précédent qui avait surtout détruit de vieilles maisons, celui de samedi a endommagé des constructions récentes et certains bâtiments ont été carrément renversés à Kumamoto, site de l’épicentre des séismes. Les fortes pluies prévues pour les prochains jours pourraient provoquer d’autres glissements de terrain et affecter les structures déjà endommagées.
Les médias japonais font état d’une éruption du mont Aso. Cependant, cette information demande à être vérifiée. Il se dit qu’un panache s’élèverait à une centaine de mètres au-dessus du volcan (ce qui en soi n’a rien d’extraordinaire, comme le montre la photo ci-dessous), mais il n’est fait état d’aucun dégât. .
Source: The Japan Times.

Voici une vidéo montrant les dégâts dans la région de Kumamoto:

http://abcnews.go.com/International/video/dramatic-landslide-earthquake-japan-38434756

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drapeau-anglaisThe M 7.3 (or M 7.0, according to USGS) earthquake that struck Kumamoto Prefecture early Saturday killed at least 19 more people, bringing the total number of deaths since Thursday evening to 28. The NHK TV channel indicated that 760 people have been injured and many buildings have been damaged or totally destroyed. There are reports of people trapped in collapsed buildings, fires and power outages. The region’s transport network suffered considerable damage: one tunnel caved in, a highway bridge was damaged, roads were blocked by landslides and train services halted. Kumamoto airport was also closed

The powerful quake triggered a huge landslide that swept away homes and cut off a national highway in Minamiaso, and unlike the earlier quake which mostly affected old houses, on Saturday newer buildings were damaged and some were toppled across Kumamoto, the epicentre of the quakes. Heavy rain forecast for the coming days could lead to more landslides and affect already damaged structures.

The region’s transport network suffered considerable damage: one tunnel caved in, a highway bridge was damaged, roads were blocked by landslides and train services halted. Kumamoto airport was also closed.

Japanese media are reporting the eruption of Mount Aso. However, this piece of news needs to be confirmed. A plume is said to be rising about 100 metres in the air (which is not extraordinary, as can be seen on the photo below), but no damage has been reported.

Source: The Japan Times.

Here is a video showing the damage in the Kumamoto area:

http://abcnews.go.com/International/video/dramatic-landslide-earthquake-japan-38434756

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Glissement de terrain provoqué par le séisme du 15 avril

(Crédit photo: Ministère de la Défense japonais)

Aso Gueffier

En 2015, le volcan Aso émettait déjà un panache de gaz et de vapeur d’eau.

Crédit photo: Franck Greffier que je remercie pour ses précieuses informations.