Nouvel instrument de mesure sur le Kilauea (Hawaii) // New measuring instrument on Kilauea Volcano (Hawaii)

Dans sa dernière mise à jour, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii, le HVO, indique que le Kilauea n’est pas en éruption. L’alimentation du lac de lave dans l’Halema’uma’u a cessé et les émissions de SO2 et ont retrouvé le niveau qui était le leur avant la dernière éruption. Rien n’annonce en ce moment une reprise imminente de l’activité éruptive.

Bien qu’il n’y ait pas de lac de lave sur le Kilauea ces jours-ci, les scientifiques du HVO expliquent comment ils mesurent la hauteur d’un lac de lave actif.

Une nouvelle technique de mesure a été mise au point pour améliorer encore davantage le réseau permanent de surveillance volcanique. Il s’agit d’un prototype de télémètre laser à mesure continue – Continuous Laser Rangefinder (CLR) – qui a été installé au bord du cratère de l’Halema’uma’u le 26 décembre 2020 et est devenu pleinement opérationnel le 8 janvier 2021.

Ce nouvel instrument contrôle la dynamique du lac de lave avec une résolution encore jamais atteinte. Le CLR mesure en temps réel et en autonomie totale les variations de niveau du lac de lave en utilisant les propriétés de réflexion de la lumière à sa surface.

L’instrument est positionné sur la lèvre ouest de l’Halema’uma’u. Il est orienté vers le cratère avec une inclinaison de 32,57 degrés sous l’horizon. La plage de mesure actuelle est d’environ 733 mètres.

Le CLR transmet une impulsion laser toutes les secondes. Le laser de longueur d’onde de 1550 nanomètres est invisible et sans danger pour l’œil humain. Le faisceau laser s’élargit avec la distance, ce qui crée une empreinte cible d’environ 0,5 m de diamètre sur la surface du lac de lave à proximité des bouches qui étaient actives sur la paroi interne nord-ouest de l’Halema’uma’u.

Une diode réceptrice détecte les signaux laser réfléchis. Un microprocesseur calcule la distance jusqu’à la surface du lac au centimètre près en mesurant le temps mis par l’impulsion laser.

Un inclinomètre à l’intérieur de l’instrument mesure l’angle d’inclinaison du faisceau laser. L’angle du faisceau est utilisé pour calculer la hauteur de la surface du lac de lave par rapport à celle de l’instrument ? Ce dernier est parfaitement stable grâce à un solide trépied, ce qui améliore encore plus la précision des mesures. Ces dernières sont transmises en temps réel via le réseau radio numérique du HVO. .

Le télémètre a également été conçu pour fonctionner par mauvais temps et lorsque les émissions de gaz sont denses. Le Kilauea est un environnement hostile pour les instruments à cause des gaz volcaniques corrosifs, des téphras abrasifs, des fortes pluies, de la foudre et des projections lors des explosions. C’est pourquoi les composants optiques du CLR sont protégés par un boîtier très résistant.

L’instrument fonctionne à l’énergie solaire grâce aux stations photovoltaïques mobiles du HVO qui peuvent être rapidement déployées par hélicoptère.

Le CLR vient compléter d’autres types de données collectées régulièrement par les scientifiques du HVO sur le terrain. Toutefois, ces techniques offrent une couverture spatiale plus large que la mesure à point unique du CLR ; les mesures sont sporadiques et ont une marge d’erreur plus élevée.

Source : USGS/HVO.

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In its latest update, The USGS Hawaiian Volcano Observatory (HVO) indicaes taht Kilauea is not erupting. Lava supply to the Halema’uma’u lava lake has ceased and SO2 emissions have decreased to near pre-eruption background levels. There are currently no indications suggesting that a resumption of volcanic activity is imminent.

Although there is no lava lake on Kilauea these days, HVO scientists explain how they measure the lake’s height when it is active in a crater.

New technology has been implemented and is improving HVO’s permanent volcano monitoring network. The prototype Continuous Laser Rangefinder (CLR) gauge is one of the new instruments. It was installed on December 26th, 2020 and became fully operational on January 8th, 2021.

This newly-developed instrument monitors lava lake dynamics with unprecedented resolution. The CLR gauge autonomously measures lava lake elevation in real-time, using the light-reflecting properties of the lava surface.

The instrument is stationed on the western rim of Halema’uma’u Crater. It is aimed into the crater at an inclination of 32.57 degrees below the horizon. Current measurement range is about 733 metres.

The CLR gauge transmits a laser pulse every second. The 1550 nanometer wavelength laser is invisible and eye-safe. The laser beam broadens with distance, making a target footprint about 0.5 m diameter on the lava lake surface near the previously active vents on Halema’uma’u’s northwest wall.

A receiver diode senses laser signals reflected from downrange. A microprocessor calculates the distance to the lake surface within a centimetre by measuring the time of flight of the laser pulse.

An onboard inclinometer measures the slant angle of the laser beam. The beam angle is used to calculate vertical elevation of the lake surface below the surveyed instrument elevation. The instrument is stabilized by a sturdy tripod that improves measurement precision.

Real-time range measurements are telemetered via HVO’s digital radio network.

The quipment has laso been designed to work in foul weather and dense gas emissions. Kilauea is a harsh environment for instrumentation. Corrosive volcanic gas, abrasive tephra, heavy rainfall, lightning, and ballistic ejections are a threat to monitoring equipment. The CLR gauge optical components are protected by a custom enclosure.

The CLR gauge is solar powered by HVO’s flyaway photovoltaic stations, which are rapidly deployed by helicopter. The new instrument complements other types of data routinely collected by HVO scientists in the field. However, these techniques provide broader spatial coverage than the CLR’s single-point measurement; they ate are sporadic and have higher error.

Source : USGS / HVO.

Vue du CLR installé sur la lèvre du cratère de l’Halema’uma’u. On peut voir à droite en haut de l’image une vue éclatée du boîtier optique de l’instrument. (Source : USGS)

Un séisme pourrait-il déclencher une éruption sur le Mauna Loa (Hawaii) ? // Could an earthquake trigger an eruption on Mauna Loa (Hawaii)) ?

La relation entre les séismes et les éruptions volcaniques n’a jamais été clairement établie. Lors de ma conférence « Volcans et Risques volcaniques », j’explique que la sismicité est forcément présente lors d’une éruption car il se produit une fracturation des roches lors de l’ascension du magma. L’apparition du tremor éruptif est généralement le signe qu’une éruption est sur le point de commencer et que la lave va percer la surface.

Cependant, lorsqu’un séisme important est enregistré à proximité d’un volcan, cela ne signifie pas forcément que ce volcan va entrer en éruption. Le mont Fuji en est un bon exemple. Après le puissant séisme de Tohoku le 11 mars 2011, on craignait que le mont Fuji entre en éruption. Les volcanologues pensaient que l’événement avait probablement augmenté les contraintes sur le volcan. Certains scientifiques français sont allés jusqu’à dire que le mont Fuji était «dans un état critique». En fait, aucune éruption n’a jamais eu lieu.

Une nouvelle étude* menée par des scientifiques de l’Université de Miami met en lumière les aléas liés au Mauna Loa (Hawaï) et explique qu’un puissant séisme pourrait déclencher une éruption. Les chercheurs ont étudié les mouvements du sol mesurés au travers des données satellitaires du radar interférométrique à synthèse d’ouverture (InSAR) et des stations GPS. Ils ont ainsi obtenu un modèle précis de l’endroit où a eu lieu l’intrusion magmatique et de la façon dont le magma a évolué au fil du temps, ainsi que de l’endroit où les failles se sont déplacées sous les flancs du volcan, sans toutefois générer de séismes.

On peut lire dans l’étude qu’un séisme de magnitude 6 ou plus soulagerait les contraintes liées à l’afflux de magma le long d’une faille subhorizontale sous le flanc ouest du volcan. Ce séisme pourrait déclencher une éruption. On remarquera l’utilisation permanente du conditionnel !

Les chercheurs ont découvert que de 2014 à 2020, un volume de 0,11 km3 de nouveau magma s’est introduit, en formant une espèce de dyke, sous et au sud de la caldeira sommitale, avec la partie supérieure de ce dyke à une profondeur d’environ 3 km.

L’étude nous rappelle qu’il existe sur le Mauna Loa une relation étroite entre les mouvements des flancs du volcan et les éruptions. L’arrivée de nouveau magma a commencé en 2014 après plus de quatre ans de mouvement vers la mer du flanc Est, ce qui a ouvert un espace dans la zone du rift, de sorte que le magma a pu s’y introduire.

Un séisme entraînerait une libération des gaz, un peu comme quand on agite une bouteille d’eau gazeuse. Cette libération des gaz générerait une pression suffisante pour rompre la couche de roche au-dessus du magma.

Cependant, les chercheurs admettent qu’il existe de nombreuses incertitudes concernant le déclenchement d’une éruption. Bien que les contraintes qui s’exercent le long de la faille soient connues, la magnitude du séisme dépendra de la taille de la zone de faille qui se rompra. De plus, on ne possède pas de données satellitaires pour identifier les mouvements de failles avant 2002.

*Reference : « Southward growth of Mauna Loa’s dike-like magma body driven by topographic stress » – Varugu, B., & Amelung, F. – Scientific Reports.

Source: The Watchers.

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The relationship between earthquakes and volcanic eruptions has never been clearly proved. During my conference “Volcanoes and Volcabic Hazards”, I explain that seismicity is recorded during an eruption because rock fracturing occurs during the ascent of magma and the happening of the eruptive tremor is usually a sign that an eruption is about to start with lava appearing at the surface.

However, when a significant earthquake is recorded near a volcano, this does not mean that this volcano is going to erupt. A good example of this is Mount Fuji. After the Tohoku earthquake on March 11th, 2011, it was feared that Mt Fuji might erupt because the earthquake probably increased the pressure on the volcano. Some Frenc scientists went as far as saying thet Mt Fuji was “in a critical state.” Actually, no eruption ever occurred.

A new study* by scientists from the University of Miami (UM) sheds light on the hazards related to Mauna Loa (Hawaii) and has found that a large earthquake could set off an eruption. The researchers studied ground movements measured by Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) satellite data and GPS stations and got a precise model of where magma intruded and how magma changed over time, as well as where faults moved under the flanks, without generating earthquakes.

We can read in the study that “an earthquake of magnitude-6 or greater would relieve the stress imparted by the influx of magma along a sub-horizontal fault under the western flank of the volcano. This earthquake could trigger an eruption.” We can notice that the conditional is used all along the way!

The researchers found that from 2014 to 2020, a total of 0.11 km3 of new magma intruded into a dike-like magma body under and south of the summit caldera, with the upper edge at a depth of about 3 km.

The study reminds us that at Mauna Loa, flank motion and eruptions are inherently related. The influx of new magma started in 2014 after more than four years of seaward motion of the eastern flank, which opened up space in the rift zone for the magma to intrude.

An earthquake would release gases from the magma comparable to shaking a soda bottle, generating additional pressure and buoyancy, sufficient to break the rock above the magma.

However, the researchers admit there are many uncertainties regarding the eruption. Though the stress that was exerted along the fault is known, the magnitude will depend on the size of the fault patch that will rupture. In addition, there are no satellite data available to identify the movements before 2002.

*Reference : « Southward growth of Mauna Loa’s dike-like magma body driven by topographic stress » – Varugu, B., & Amelung, F. – Scientific Reports.

Source: The Watchers.

Les zones de rift sur le Mauna Loa (Source : USGS)

Les « pauses » dans les éruptions du Kilauea (Hawaii) // « Pauses » in the Kilauea eruptions (Hawaii)

Dans une note publiée le 1er juin 2021, j’expliquais que l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (le HVO) jouait sur les mots et refusait d’admettre que l’éruption du Kilauea était terminée, bien qu’aucune activité n’ait été observée depuis le 27 mai 2021. Les dernières mises à jour de l’observatoire indiquent que « le Kilauea n’est plus en éruption. Aucune activité de surface n’a été observée. »

Dans un nouvel article, le HVO nous informe qu' »une fenêtre de trois mois est nécessaire pour définir une « pause » dans une éruption. Cela signifie que nous devrons attendre encore 90 jours (jusqu’au 24 août 2021) pour voir si le HVO admet enfin que l’éruption est terminée… ce dont je ne suis pas sûr !!

Le HVO explique que lorsqu’un intervalle d’activité dure plus de 90 jours, il se transforme généralement (mais pas toujours) en une période de « repos volcanique » beaucoup plus longue qui peut durer plusieurs années, voire plusieurs millénaires. Toute nouvelle activité éruptive devient alors « la prochaine éruption ».

En examinant l’histoire éruptive du Kilauea depuis 1823, la fenêtre d’inactivité de 90 jours a toujours été observée, à une exception près. Une pause d’une durée de trois mois et demi s’est produite lors de l’éruption du Mauna Ulu de 1969 à 1974.

Par la suite, les pauses les plus longues sur le Kilauea ont été enregistrées au cours des trois premières années (1983-1986) de l’éruption du Pu’uO’o, période pendant laquelle 48 séquences éruptives ont été séparées par des pauses qui ont duré de plusieurs jours à plusieurs mois.

L’éruption du Kilauea Iki en 1959 a également connu des pauses de plusieurs heures à plusieurs jours entre les épisodes de fontaine de lave.

Toutes les autres « pauses » pendant les éruptions du Kilauea ont été suivies d’une reprise d’activité un mois ou moins plus tard.

Après une fenêtre d’inactivité de 90 jours lors de l’éruption de 2018, le HVO a décrété que l’éruption était terminée. Le Kilauea est ensuite entré dans une période de repos de 27 mois qui s’est terminée avec l’éruption sommitale dans le cratère de l’Halema’uma’u le 20 décembre 2020.

Source : USGS/HVO.

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In a post published on June 1st, 2021, I explained that the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) was playing with the words and refused to admit that the Kilauea eruption was over, although no activity had been observed since May 27th, 2021. The observatory’s latest updates indicate that “Kilauea Volcano is no longer erupting. No surface activity has been observed.”

In a new article, HVO informs us that “a three-month-long window is useful in defining an eruption “pause,” so that we’ll have to wait 90 days (until August 24th, 2021) to see if HVO finally admits the eruption is over…of which I am not sure!!

Next, HVO explains that when a gap in activity lasts for longer than 90 days, it typically (but not always) becomes a much longer period of volcanic rest and can stretch from years to millennia. Any new eruptive activity thus becomes “the next eruption.”

Reviewing Kilauea’s recorded history since 1823, the 90-day window of inactivity mostly holds true with one exception. A pause lasting 3.5 months occurred during the Mauna Ulu eruption of 1969–74.

The next longest pauses on Kilauea were recorded during the first three years (1983-1986) of the Pu’uO’o eruption where 48, short-lived high-fountain eruptions were separated by variable pauses that lasted days to months.

The Kīlauea Iki eruption in 1959 also had pauses lasting hours to several days between lava fountain episodes.

All other well-documented mid-eruption “pauses” during Kilauea eruptions resumed in a month or less. After a 90-day-window in the 2018 eruption, HVO determined that the eruption was over. Kilauea then entered a 2.25-year-long period of rest that ended with the summit eruption in Halema’uma’u crater that began December 20th, 2020.

Source: USGS / HVO.

Photo : C. Grandpey

Activité sismique sur le Lo’ihi (Hawaii) // Seismic activity at Lo’ihi (Hawaii)

Un séisme de M 4.0 a été enregistré sous le Lō’ihi le 2 juin 2021 à 18h44. L’USGS indique que l’épicentre se trouvait à environ 41 km au sud-est de Nā’ālehu, sous le volcan sous-marin, à une profondeur de 11 km. Le séisme ne semble pas avoir eu d’effet sur le Kīlauea ou le Mauna Loa et aucun dégât significatif n’a été signalé.

Le Loihi est un volcan actif dont le sommet se trouve à environ 975 mètres sous la surface du Pacifique. La zone sommitale possède trois cratères et les scientifiques pensent que la chambre magmatique est peu profonde, juste sous la surface.

Le Loihi est rarement visité et aucune éruption n’a été observée, mais les chercheurs pensent que le volcan est le théâtre d’événements éruptifs explosifs et effusifs.

Des séismes sont enregistrés sur le Loihi depuis des décennies. Au cours de l’été 1996, il y a eu plus de 4 000 secousses, dont 300 supérieures à M 3.0 et 95 supérieures à M 4.0.

En 2020, l’USGS a signalé plus de 100 séismes sur le Loihi à la mi-mai. L’activité sismique a pu correspondre à une brève éruption ou au mouvement du magma à l’intérieur du volcan.

Il n’y a pas d’instruments de surveillance installés sur le volcan et les mesures sont effectuées à partir de stations sur la Grande Ile.

Il est probable que le Loihi percera un jour la surface de l’océan et deviendra une nouvelle île. Les scientifiques ne savent combien de temps cela prendra et dépend de l’activité éruptive. Ils pensent que cela pourrait se produire dans environ 200 000 ans. Prévision gratuite et sans le moindre risque !

Source : USGS/HVO.

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An M 4.0 earthquake located beneath the Lō‘ihi seamount occurred on June 2nd, 2021 at 6:44 p.m. USGS indicates the event was centered about 41 km southeast of Nā’ālehu, under Lō‘ihi seamount at a depth of 11 km. The earthquake had no apparent effect on Kīlauea or Mauna Loa volcanoes and no significant damage was reported.

Loihi is an active volcano with its summit about 975 metres below the surface of the Pacific. The summit area has three craters and scientists believe it has a shallow magma chamber just beneath the surface.

An eruption of the rarely visited volcano has never been observed, but researchers believe Loihi has explosive and effusive eruptive events.

Earthquakes have been recorded at Loihi for decades. In the summer of 1996, there were more than 4,000 earthquakes at the seamount, 300 of which were larger than M 3.0 and 95 larger than M 4.0.

Last year, USGS reported more than 100 earthquakes at Loihi in the middle of May. The earthquake activity could have represented a brief eruption or the movement of magma inside the volcano.

There are no monitoring instruments on the deep-water volcano and measurements are taken from stations on the Big Island.

Loihi is likely to one day break the surface of the ocean and become a new island. Scientists cannot predict how long that would take because it depends on the rate of eruption, but they say it could happen in about 200,000 years.

Source : USGS / HVO.

Source : USGS / HVO