Catégorie : Hawaii

Une histoire de répliques // A story of aftershocks

Le 4 mai 2018, un puissant séisme de M 6,9 sur le flanc sud du Kilauea a secoué la Grande Ile d’Hawaii. C’est l’événement sismique le plus significatif enregistré à Hawaii depuis 43 ans. Aujourd’hui, plus de cinq mois plus tard, des séismes de magnitude moindre se produisent toujours dans le même secteur.
Pour mieux comprendre cette situation, il convient de garder à l’esprit que la plupart des séismes sont provoqués par le glissement ou le décrochement de morceaux de l’écorce terrestre le long d’un plan de failles. La surface et la distance de glissement sont à mettre en relation directe avec la libération d’énergie (autrement dit la magnitude) du séisme.
Le glissement ou le décrochement n’est pas uniforme lors d’un séisme majeur; en effet, certains éléments du morceau de plaque concerné bougent plus que d’autres, et certains ne bougent pas du tout. Cette inégalité de déplacement dans la croûte terrestre impose des contraintes plus importantes aux éléments de plaque qui ne se sont pas déplacés.
Au fur et à mesure que la croûte se réajuste avec le temps, ces contraintes plus importantes donnent naissance à de petits séismes baptisés «répliques», qui se produisent sur les plaques de faille adjacentes. On peut parfois avoir un effet d’avalanche jusqu’à l’atténuation des tensions provoquées par le séisme principal. En règle générale, les séismes principaux les plus importants entraînent des périodes de répliques plus importantes, plus nombreuses et plus longues. Les séquences de répliques peuvent durer de plusieurs jours à plusieurs siècles. Les secousses qui surviennent après un séisme majeur ne sont pas forcément moins puissantes. Statistiquement, il y a environ 5% de chances qu’un séisme plus puissant se produise dans la journée qui suit un séisme majeur. Si cela se produit, le séisme le plus important devient le séisme principal et le précédent est baptisé séisme précurseur
Pendant les périodes d’activité sismique intense, il n’y a aucun moyen de prévoir quel événement sera le séisme principal et quels autres événements seront des répliques. Ce classement est établi rétrospectivement.
Avant le début de l’éruption du Kilauea le 3 mai 2018 dans les Leilani Estates, le magma a migré et s’est frayé un chemin le long de l’East Rift Zone du volcan. Ce comportement du magma a exercé une pression sur le flanc sud et provoqué un glissement le long de la faille basale de l’île. Cela a provoqué des milliers séismes près de la côte et plus au large, dans l’Océan Pacifique.
La séquence d’événements sismiques la plus importante a débuté le 3 mai par un séisme de M 5.1 à 10 h 30 (heure locale). Le lendemain, à 11h32 le 4 mai, un événement de M 5,4 est devenu le séisme principal. Une heure plus tard, à 12h32, le véritable séisme principal de la séquence se produisit : Il s’agissait d’un séisme de M 6,9 qui a secoué l’île avec suffisamment d’intensité pour faire tomber des objets des étagères dans les magasins de Hilo. Il a également été ressenti dans tout l’État d’Hawaii et a provoqué un petit tsunami le long des côtes voisines.
La première réplique significative a eu lieu plus tard dans la journée, avec un séisme de M 5.3 enregistré à 15h37 (heure locale). Jusqu’à présent, 15 répliques de M 4.0 et plus, ainsi que des milliers d’événements de moindre intensité, ont eu lieu dans la séquence. La répartition de ces séismes sur une carte révèle une zone qui s’étend jusqu’au large des côtes sur environ 800 kilomètres carrés. On peut en déduire qu’il s’agit de l’ensemble de la zone de faille qui s’est rompue au cours de la séquence.
La relation statistique entre l’activité des répliques et le temps écoulé a été formulée pour la première fois par le sismologue Fusakichi Omori en 1894. Dans ce qu’on appelle maintenant la loi d’Omori, la formule donne une relation inverse entre la probabilité de répliques et le temps écoulé. En d’autres termes, plus le temps écoulé depuis le choc principal est long, moins il est probable qu’une réplique se produise. La formule d’Omori donne des informations sur le risque sismique en fonction des répliques. Dans le cas du séisme M 6.9 de 2018, la loi d’Omori prévoit une fréquence décroissante des répliques dans la région au cours de la prochaine année ou plus, y compris une faible probabilité de séisme de M 6.0 au cours de cette période.
Source: USGS / HVO.

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On May 4th, 2018, a powerful M 6.9 earthquake on the south flank of Kilauea Volcano shook Hawaii Big Island. It was the largest seismic event in Hawaii in 43 years. Today, more than five months later, smaller-magnitude earthquakes are still occurring in the same area.

To better understand this situation, one should bear in mind that most earthquakes are caused by patches of rock slipping along a fault plane within the Earth’s crust. The area and the distance of slip relate directly to the energy release (i.e. magnitude) of the earthquake.

Slip is not uniform during a major earthquake ; some patches move more than others, and some do not move at all. This unevenness in motion within the Earth’s crust puts higher stresses on the patches that did not move than on the ones that did.

As the crust readjusts with time, these higher stresses give way to smaller earthquakes, or “aftershocks,”that occur on adjacent fault patches. The effect can cascade in avalanche-like fashion until the stresses caused by the major earthquake – also called « mainshocks » – even out. Generally, larger mainshocks produce larger, more numerous, and longer periods of aftershock activity. Aftershock sequences can last from days to centuries. Not all earthquakes that happen after a major earthquake are smaller. Statistically, there is about a 5 percent chance that a larger earthquake will occur within a day after a major earthquake. If that happens, the larger earthquake gets labelled as the “mainshock,” and the previous one is instead labelled a “foreshock.”

During periods of intense seismic activity, there is no way to predict which earthquakes will be foreshocks, the mainshock, and aftershocks. These labels are applied retrospectively.

Prior to the 2018 Kilauea eruption that started in Leilani Estates on May 3rd, migrating magma pushed through the East Rift Zone of the volcano. This compressed the south flank and caused slip along the island’s basal fault, resulting in thousands of earthquakes near the coast and offshore.

The sequence of larger events started with an M 5.1 earthquake at 10:30 a.m. (local time) on May 3rd. A day later, at 11:32 a.m. on May 4th, an M 5.4 earthquake then claimed the titled as mainshock. One hour later, at 12:32 p.m., the eventual mainshock of the sequence occurred ; i twas the M 6.9 earthquake that rattled the island with enough intensity to knock items off the shelves in Hilo stores. It was also felt statewide and produced a modest tsunami along nearby coastlines.

The first large aftershock occurred later that day; it was an M 5.3 earthquake at 3:37 p.m. (local time). So far, 15 aftershocks of M 4.0 and higher, along with thousands of smaller events, have occurred in the sequence. Plotting these earthquakes on a map reveals an area that extends offshore and spans about 800 square kilometres. We can infer this as the total fault area that ruptured during the sequence.

The statistical relationship between aftershock activity and time was first formulated by seismologist Fusakichi Omori in 1894. In what is now known as Omori’s Law, the formula gives an inverse relationship between the probability of aftershocks and time. In other words, the longer the time since the mainshock, the less likely it is that an aftershock will occur. Omori’s formula helps inform aftershock seismic hazard assessment. In the case of the 2018 M 6.9 earthquake, Omori’s Law forecasts a decreasing frequency of aftershocks continuing in the area over the next year or more, including a small chance of a M 6.0 earthquake during that time.

Source: USGS / HVO.

Cette illustration présente la zone de rupture présumée (ligne pointillée blanche) du séisme de M 6,9 du 4 mai 2018, avec les événements précurseurs et les 10 premières journées de répliques. Cette zone présente une superficie d’environ 800 km2. La taille des cercles fait référence à la magnitude des séismes; la couleur indique leur profondeur. Les magnitudes des événements les plus significatifs sont indiquées. Le graphique en médaillon montre la réduction des répliques du 4 au 15 mai 2018. (Source : USGS / HVO).

Quelques réflexions sur la dernière éruption du Kilauea (Hawaii) // A few thoughts about Kilauea’s last eruption (Hawaii)

C’est un comportement bien connu chez les Américains: ils ont souvent tendance à dire qu’ils sont les meilleurs et les plus forts! Ils adorent aussi utiliser les superlatifs. Ce qui se passe dans leur pays ne se produit nulle part ailleurs. C’est un état d’esprit que l’on retrouve dans le dernier « Volcano Watch » publié par l’Observatoire des Volcans d’Hawaii, le HVO. Selon l’Observatoire, la dernière éruption du Kilauea « marque un tournant décisif pour la volcanologie, non seulement à Hawaii, mais également dans le monde entier ».
L’article nous rappelle que des effondrements sommitaux comme celui qui a profondément remodelé la caldeira du Kilauea sont relativement rares. Sur le Kilauea, ce fut le plus important effondrement sommital depuis au moins l’année 1800, avec les explosions les plus fortes jamais enregistrées depuis 1924. Seuls trois événements comparables se sont produits sur les volcans basaltiques dans le monde au cours des 50 dernières années: au Piton de la Fournaise (Île de la Réunion). ), sur le Miyakejima (Japon) et sur le Fernandina (Galapagos). Des événements explosifs bien plus puissants se sont produits dans le passé sur le Kilauea, mais pas depuis 1790.
D’autres facettes de l’activité du Kilauea en 2018 sont sorties de l’ordinaire:
– Le séisme de M 6,9 qui a frappé le flanc sud du Kilauea le 4 mai 2018 fut le plus important enregistré à Hawaï depuis 1975.
– Les émissions de SO2 au cours de la phase principale de l’éruption dans la Lower East Rift Zone, avec au moins 50 000 tonnes par jour, n’avaient encore jamais été mesurées à un tel niveau sur le Kilauea.
– Le volume de lave émis par la Fracture n° 8 fut également inhabituellement élevé pour le Kilauea ; il fut environ trois fois plus élevé que lors des éruptions de la Lower East Rift Zone en 1955 et 1960.
De tels événements extraordinaires donnent aux scientifiques l’occasion d’étudier attentivement le comportement du Kilauea, de remettre en question des idées anciennes et d’en tester de nouvelles. Par exemple, sur la base d’observations visuelles de l’activité explosive de 1924 dans l’Halema’uma’u, les scientifiques pensaient que de tels événements étaient causés par l’interaction des eaux souterraines avec des roches ou du magma à haute température et craignaient que cela se reproduise en 2018. [Note personnelle: La vidange régulière de l’Overlook Crater a montré qu’il n’y avait pas d’interaction avec les eaux souterraines. De ce point de vue, les craintes du HVO étaient infondées.]
Un autre événement intéressant a été le processus d’effondrement de l’Halema ’uma ’u. Selon le HVO, la situation était « remarquablement prévisible ». En effet, la sismicité a progressivement évolué en crescendo en l’espace de 1 à 3 jours, jusqu’au moment où le plancher de la caldeira s’est affaissé soudain de plusieurs mètres en quelques secondes. Le phénomène s’est répété des dizaines de fois entre mai et août 2018 (voir le graphique ci-dessous). Un phénomène similaire a été constaté lors de l’effondrement sommital du volcan Miyakejima au Japon, en 2000.
La question est maintenant de savoir comment va évoluer la situation. Le HVO persiste en affirmant que l’éruption traverse « une accalmie » et pourrait redémarrer à tout moment. L’Observatoire fait référence à plusieurs événements du passé. Après l’effondrement et les explosions du Kilauea en mai 1924, la lave est revenue sur le plancher de l’Halema’uma’uu au cours de sept brefs épisodes éruptifs entre juillet 1924 et septembre 1934. Les géologues du HVO pensent que la même chose pourrait se reproduire dans les mois ou les années à venir. La plus longue période de repos éruptif dans l’histoire du Kilauea a eu lieu de 1934 à 1952, sans lave active sur le volcan pendant 18 ans! Cela montre que le Kilauea peut se tenir tranquille pendant des décennies.
[Ma question est la suivante: Comment le HVO peut-il affirmer que si la lave apparaît à nouveau, elle fera partie de la même éruption? Tous les paramètres sont actuellement proches de la normale et cela fait deux mois qu’aucune lave active n’a été observée dans la Lower East Rift Zone! Sur le Piton de la Fournaise, à la Réunion, les éruptions sont généralement espacées de quelques mois et sont considérées comme des événements distincts. Le Kilauea et le Piton de la Fournaise sont tous deux des volcans de «point chaud». Pourquoi les observatoires devraient-ils adopter des politiques différentes? Si l’OVPF raisonnait comme le HVO, les épisodes éruptifs à répétition du Piton de la Fournaise pourraient être considérés une seule et même éruption susceptible de durer des mois, voire des années. En tant que tel, le Piton rivaliserait avec le Kilauea! Les scientifiques américains avaient laissé entendre que l’éruption de 2018 durerait des mois, voire un an. Madame Pelé en a décidé autrement. Dans la mesure où nous ne savons pas prévoir les éruptions, des erreurs sont possibles. Il n’y a pas de honte à cela. Les scientifiques du HVO devraient admettre que la dernière éruption du Kilauea est bel et bien terminée et que la prochaine sera une nouvelle éruption! C’est une question d’honnêteté scientifique.]

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It is a well-known behaviour among Americans: They often tend to say they are the best and the strongest! They are fond of using superlatives. What happens in their country happens nowhere else. This is the spirit that underlies the latest “Volcano Watch” released by the Hawaiian Volcano Observatory (HVO). According to the Observatory, Kilauea’s latest eruption “marks a watershed for volcano science, not only in Hawaii but also worldwide.”

The article reminds us that summit collapses like the one that profoundly reshaped the Kilauea caldera are relatively rare. At Kilauea, it was the largest summit collapse since at least the year 1800, and it included the strongest summit explosions since 1924. Only three comparable events have occurred at basaltic volcanoes worldwide in the past 50 years, at Piton de la Fournaise (Reunion Island), Miyakejima (Japan) and Fernandina (Galapagos). Much larger explosive events have occurred in Kilauea’s past but not since 1790.

Other aspects of the 2018 activity were also unusual :

– The M 6.9 earthquake that struck Kilauea’s south flank on May 4th, 2018 was the largest in Hawaii since 1975.

– The SO2 emission rate during the main phase of the Lower East Rift Zone eruption, at least 50,000 tons per day, was the highest ever measured at Kilauea.

– The lava production rate from Fissure 8 also was unusually high for Kilauea, about three times higher than during the 1955 and 1960 Lower East Rift Zone eruptions.

Such extraordinary events give scientists an opportunity to study aspects of Kilauea’s behaviour first-hand, to challenge old ideas, and to test new ones. For example, based on visual observations of the 1924 explosive activity at Halema‘uma‘u, scientists thought such events were caused by the interaction of groundwater with hot rock or magma and feared it might happen again in 2018. [Personal note]: The regular drainage of the Overlook Crater showed there was no interaction with groundwater. From that point of view, the HVO’s fears were unfounded. .

Another interesting event was the process that left the deep pit where Halema‘uma‘u had been. HVO says it was “remarkably predictable.” A regular pattern emerged in which seismicity gradually built to a crescendo over 1-3 days, until the caldera floor suddenly dropped several metres in a matter of seconds. The pattern repeated dozens of times from May to August 2018 (see graph below). A similar pattern was recognized during summit collapse at Miyakejima volcano, Japan, in 2000.

The question is to know what will happen next. HVO persists in saying that the eruption is going through “a lull” and might restart at nay moment. The observatory refers to several events of the past. Following Kilauea’s collapse and explosions in May 1924, lava returned to the floor of Halema‘uma‘u during seven brief eruptions from July 1924 to September 1934. HVO geologists think the same could happen again in the coming months or years. The longest period of eruptive quiescence in Kilauea’s recorded history followed from 1934 to 1952, with no active lava on the volcano for 18 years! So, Kilauea could stay quiet for decades.

[My question is: How can HVO say that if lava emerges again it will the same eruption that is continuing? All parameters are currently close to background levels and no lava has been seen in the Lower East Rift Zone for two months! On Piton de la Fournaise on Reunion Island, eruptions are usually spaced by a few months and are considered as different eruptions. Both Kilauea and Piton de la Fournaise are ‘hotspot’ volcanoes. Why should observatories adopt different policies? If OVPF reasoned like HVO, the Piton de la Fournaise repetitive eruptive episodes might become a single eruption lasting for months and even years. As such, it would rival with Kilauea’s eruptions! U.S. scientists suggested that the 2018 eruption would last for months or even a year. Madame Pele decided differently. As we are not able to predict eruptions, mistakes are possible. HVO scientists should admit the last eruption is over and that the next one will be a new one! It’s a matter of scientific honesty.]

Les tiltmètres ont parfaitement montré les événements successifs d’effondrement et d’affaissement de la caldeira sommitale du Kilauea (Source : HVO)

La dernière éruption du Kilauea, avec ses énormes coulées de lave et les effondrements sommitaux fut l’une des plus extraordinaires des dernières décennies (Crédit photo: USGS / HVO)

Les activités touristiques reprennent sur le Kilauea (Hawaii) // Tourist activities are restarting on Kilauea (Hawaii)

Bien que l’éruption du Kilauea n’ait pas encore été officiellement déclarée terminée, les activités touristiques reprennent progressivement dans le Parc National des Volcans d’Hawaï. Le Volcano House Hotel vient de redémarrer son service de restauration après des mois de fermeture à la suite de l’éruption.
L’hôtel avait été contraint de fermer temporairement en même temps que le ¨Parc à cause de la très forte activité sismique au sommet du volcan. Lorsque le Parc a rouvert ses portes fin septembre, certaines parties de l’hôtel ont également rouvert, mais les services de cuisine n’ont pas pu reprendre immédiatement.
Après les réparations nécessaires, le restaurant de l’hôtel, The Rim, a pu, dans un premier temps, proposer le dîner. Il servira désormais le petit-déjeuner, le déjeuner et le dîner à ses heures habituelles, tandis que l’Uncle George’s Lounge, également situé au sein de l’hôtel, sera ouvert uniquement pour les boissons.
L’hôtel espère également rouvrir le camping Namakanipaio dans la première semaine de décembre. Dans le même temps, le Parc a rouvert le camping Kulanaokuaiki et une partie de Hilina Pali Road le 19 octobre. Les randonneurs et les cyclistes peuvent emprunter Hilina Pali Road pour accéder au Hilina Pali Overlook et aux sentiers à proximité.
Source: West Hawaii Today.

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Even though the Kilauea eruption has not yet been officially declared over, tourist activities progressively resume in the Hawaiian Volcanoes National Park. The Volcano House Hotel has just restarted its restaurant service after months of closure following the eruption.

The hotel was forced to temporarily close at the same time as the Park during the increased seismic activity at the summit of the volcano. When the Park reopened in late September, parts of the hotel reopened as well, but kitchen services could not resume immediately.

After the necessary repairs, the hotel’s restaurant, The Rim, has been able to resume dinner service. It will serve breakfast, lunch and dinner at its usual hours, while Uncle George’s Lounge, also within the hotel, will be open for beverages only.

The hotel also expects to reopen Namakanipaio Campground in the first week of December. Meanwhile, the Park reopened Kulanaokuaiki Campground and part of Hilina Pali Road on October 19th. Hikers and bicyclists can use Hilina Pali Road to access Hilina Pali Overlook and nearby trails.

Source: West Hawaii Today.

La déesse Pele est de nouveau présente dans la Volcano House (Photo: C. Grandpey)

 

Hawaii: Impact de l’éruption du Kilauea sur l’agriculture // Impact of the Kilauea eruption on agriculture

Une étude récente menée auprès des agriculteurs hawaïens par le Département d’agriculture tropicale et des ressources humaines a révélé que la dernière éruption du Kilauea avait causé près de 28 millions de dollars de dégâts. Les 46 fermiers qui ont participé à l’étude ont déclaré avoir perdu environ 27,9 millions de dollars suite à la destruction de leurs biens. Parmi les dégâts signalés, près des deux tiers – soit 17 millions de dollars – concernent plus particulièrement les récoltes, tandis que les terres, les bâtiments et les stocks détruits représentent respectivement 4,1 millions de dollars, 3,3 millions de dollars et 3 millions de dollars de pertes.
Un rapport de l’Association de la floriculture et des pépinières d’Hawaï a fait remarquer que les données contenues dans l’étude n’étaient pas exhaustives, mais fournissaient un bon aperçu de la gravité de l’impact de l’éruption sur l’agriculture de l’île. L’étude a révélé que 13,3 millions de dollars de dégâts concernent la floriculture, 6,5 millions de dollars la culture de la papaye et 2,5 millions de dollars les noix de macadamia.

La région de Kapoho, aujourd’hui en grande partie recouverte par la lave, offrait des conditions idéales pour faire pousser les orchidées. Après l’éruption, on a estimé que 10% des quelque 300 plantations d’orchidées à travers l’Etat avaient été touchés. Même si certaines nouvelles pépinières ont vu le jour, il faut parfois jusqu’à deux ans pour qu’une graine d’orchidée devienne une plante vendable dans des conditions idéales, et c’est une période pendant laquelle les agriculteurs ne disposent d’aucun revenu.
Environ 30 à 40% de la production de papaye de la Grande Ile a été détruite ou rendue inaccessible par l’éruption, avec un préjudice économique immédiat pour le secteur. Quelque 285 hectares de la meilleure zone de culture de la papaye ont été ensevelis sous la lave, ce qui soulève des questions sur l’avenir de ce secteur agricole. La plus grande partie de la récolte de papayes qui a été détruite était destinée à Oahu ou au Canada, tandis que la plupart des terres dévolues à l’exportation vers le Japon ou le continent américain ont été épargnées par la lave. Les agriculteurs qui ont perdu leurs terres n’en trouveront pas forcément d’autres pour les remplacer, même si l’étude montre que les fermiers les plus affectés pat l’éruption  seraient prêts à acheter de nouvelles terres. Certaines parties de la Grande Ile offrent des conditions propices à la culture de la papaye, mais le coût de leur défrichage ne serait pas supportable financièrement  pour la plupart des fermiers. Comme les orchidées, les papayes mettent du temps – environ un an – à se développer et l’assurance chômage arrive à son terme au bout de six mois. La communauté agricole a demandé que soit instituée une législation prolongeant l’assurance-chômage suffisamment longtemps pour couvrir les périodes de croissance des papayes, mais il n’est pas du tout certain qu’ils obtiennent satisfaction. .
Source: Hawaii Tribune Herald

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A recent survey conducted with farmers by the Hawaii’s College of Tropical Agriculture and Human Resources has reported that Kilauea’s last eruption caused nearly 28 million dollars in damages. The 46 respondents reported that they had collectively lost approximately 27.9 million dollars in destroyed property. Of the total damages reported, nearly two thirds – 17 million dollars – were specifically damage to crops, while destroyed land, buildings and inventory accounted for 4.1 million dollars, 3.3 million dollars and 3 million dollars in losses, respectively.

A statement by the Hawaii Floriculture and Nursery Association has indicated that the data from the survey is not “all-inclusive” but provides a snapshot of how devastating the eruption was for the island’s agricultural industries. The survey found that 13.3 million dollars of the reported damages were from the floriculture industry, with another 6.5 million dollars from the papaya industry and 2.5 million dollars from the macadamia nut industry.

The Kapoho region, now mostly buried in lava, had ideal conditions for orchid growers. After the eruption, it was estimated that 10 percent of the roughly 300 statewide orchid growers had been affected. Even though some new nurseries are beginning to see new growth, it can take up to two years to grow an orchid from seed to salable plant under ideal conditions, during which time farmers starting out will have no cash flow.

About 30 to 40 percent of the Big Island’s papaya production has been destroyed or rendered inaccessible by the eruption, resulting in immediate economic damage to the industry. Approximately 700 acres of the best growing area for papayas have been buried by lava, raising long-term questions about the industry’s future. The majority of the destroyed papaya crop was destined for Oahu or Canada, while most of the Japanese and mainland export growing lands were largely unaffected. However, those farmers who lost growing land may not be able to find replacements, although the survey suggested that most inundated farmers would be willing to buy new land. Some lands on the Big Island have appropriate conditions for papayas to grow, but the cost of clearing the land would not be economically feasible for most operations. Meanwhile, like the orchids, papayas take time to grow – about a year – while unemployment insurance runs out after six months. The farming community has discussed legislation extending unemployment insurance long enough to cover growing periods, but was not optimistic.

Source : Hawaii Tribune Herald

La culture de la papaye est l’un des piliers de l’économie hawaïenne (Photo: C. Grandpey)