Catégorie : Hawaii

Quelques nouvelles du Mauna Loa (Hawaii) // Some news of Mauna Loa (Hawaii)

Culminant à 4 169 mètres d’altitude, le Mauna Loa est le plus haut volcan du monde. La montagne s’élève à 17 kilomètres au-dessus de sa base qui s’enfonce dans le fond de l’océan. La superficie de sa partie émergée, 5 271 km2, représente plus de la moitié de la surface de la Grand Ile d’Hawaii.
Le Mauna Loa n’a pas connu d’éruption depuis 38 ans après s’être manifesté presque tous les sept ans au début du 20ème siècle. La dernière éruption a eu lieu entre le 25 mars et le 15 avril 1984. Cependant, le Mauna Loa s’agite parfois dans son sommeil et il nous rappelle qu’il se réveillera un jour et entrera de nouveau en éruption.
Les scientifiques de l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (le HVO) ont observé le début d’un essaim sismique sur le Mauna Loa dans la soirée du 2 août 2022; il a duré jusqu’aux premières heures du 3 août. Sur une période d’environ 10 heures, 90 événements ont été localisés sous la région sommitale du volcan. De nombreux autres séismes ont été détectés, mais ils étaient de trop faible intensité pour être localisés avec précision. Le nombre total de séismes au cours de l’essaim a culminé à plus de 200 par heure.
Tandis que l’essaim se produisait, les scientifiques du HVO ont essayé de comprendre où se trouvait sa source et si l’activité était en train de migrer. Les séismes ont été localisés à environ 3 km sous le sommet du Mauna Loa. Ils ne se déplaçaient pas horizontalement ou verticalement au fil du temps. Le fait que la sismicité ne se rapprochait pas de la surface était le signe qu’il n’y avait pas d’ascension du magma et qu’une éruption était donc peu probable.
Des essaims similaires se sont produits sous le sommet du Mauna Loa dans le passé. Au printemps 2021, un essaim sous le sommet a inclus un millier d’événements sur une période de sept semaines avec une pointe de 40 secousses par jour.
Un autre paramètre intéressant concerne la déformation de l’édifice volcanique. Un inclinomètre installé dans la partie nord de Moku’āweoweo – la caldeira sommitale du Mauna Loa – a montré une légère inflation d’environ 1,5 microradians. Ce n’est que la deuxième fois depuis l’installation d’inclinomètres électroniques en 1999 qu’un instrument au sommet du Mauna Loa montre un mouvement du sol associé à une activité volcanique. La première fois, c’était pendant l’activité du printemps 2021.
Le réservoir magmatique du Mauna Loa se recharge lentement depuis des décennies. En observant l’évolution de l’activité au cours des 18 derniers mois, les scientifiques du HVO se demandent ce qu’elle indique sur les processus en cours au sein du Mauna Loa. Les changements observés au niveau la déformation du sol tendent à montrer des processus moins profonds que par le passé sur le Mauna Loa.
L’activité sismique et la déformation du sol sont revenues aux niveaux qui ont précédé l’événement d’août 2022 et les scientifiques du HVO affirment qu’une éruption n’est pas imminente.
Source : USGS, HVO.

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Culminating at 4,169 meters above sea level, Mauna Loa is the highest volcano in the world. It rises 17 kilometers above its base, which sinks into the ocean floor, and the area of its emerged part, 5,271 km2, represents more than half of the surface of Hawaii Big Island.

Mauna Loa has not erupted in 38 years after erupting nearly every seven years in the early 20th century. The last eruption was between March 25th and April 15th, 1984. However, Mauna Loa occasionally stirs in its slumber and reminds us that it will someday awake and erupt again.

Most recently, scientists at the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) observed the start of a seismic swarm on Mauna Loa in the evening of August 2nd, 2022, until the early hours of August 3rd. Over a period of about 10 hours, 90 earthquakes were located beneath Mauna Loa’s summit region, and many more earthquakes were detected, but they were too small to precisely locate. The total number of earthquakes peaked at over 200 per hour.

As the swarm was happening, HVO scientists tried to understand where the earthquakes were located, and whether the activity was migrating.

The earthquakes occurred around 3 km below the surface of Mauna Loa’s summit and their locations did not shift horizontally or vertically to another region or depth over time. The observation that the earthquakes did not get shallower was a comforting indicator that the swarm was unlikely to be from magma rapidly ascending into an eruption.

Similar swarms have happened beneath Mauna Loa’s summit in the past. During the Spring of 2021, an earthquake swarm beneath Mauna Loa’s summit produced about a thousand events over a span of seven weeks with a peak rate of 40 earthquakes per day.

Another interesting parameterwas a change in the deformation of the volcanic edifice. A tiltmeter on the north side of Moku‘āweoweo – Mauna Loa’s summit caldera – showed a change of about 1.5 microradians. This reflected a tiny inflation of Mauna Loa.

This is only the second time since electronic tiltmeters were installed in 1999 that a tiltmeter at Mauna Loa’s summit has shown ground movement associated with volcanic activity. The first time was during the Spring 2021 activity.

Mauna Loa’s magma storage system has been slowly recharging for decades and these new observations over the past 18 months lead HVO scientists to ask what these observations indicate about processes occurring within Mauna Loa. The changes observed in ground deformation reinforce an interpretation that shallower processes than in the past are occurring on Mauna Loa.

Both earthquake activity and ground deformation have returned to previous levels following the August 2022 event and HVO scientists say an eruption is not imminent.

Source: USGS, HVO.

Le Mauna Loa et la Mauna Kea, deux géants à Hawaii (Source: Wikipedia)

Mauna Loa, le parfait volcan bouclier

Caldeira sommitale du Mauna Loa (Photos: C. Grandpey)

Le lac de lave au sommet du Kilauea (Hawaii) // Kilauea’s summit lava lake (Hawaii)

L’éruption du Kilauea se poursuit. La lave continue d’être émise par une bouche dans la partie ouest du cratère de l’Halema’uma’u. Les émissions de SO2 restent importantes, à environ 1 900 tonnes par jour. La sismicité est élevée mais stable, avec peu de séismes et la présence du tremor volcanique.
L’éruption n’a pas fait la Une des journaux récemment, mais cela ne signifie pas que l’activité n’est pas intéressante. Elle se poursuit sans fluctuations importantes.
Le modèle d’activité qui a caractérisé le comportement du sommet du Kilauea pendant des siècles, se résume à un cycle d’effondrement et de remplissage. Le plancher de la caldeira s’effondre et/ou s’affaisse – souvent en raison d’une éruption sur la zone de rift – et les éruptions qui surviennent par la suite au sommet remplissent d’une nouvelle lave la dépression ainsi formée. Destruction et reconstruction se succèdent de manière répétitive.
De nombreux cycles d’effondrement et de remplissage du cratère sommital se sont produits au cours des années 1800 et au début des années 1900. Dans chaque cas, la lave a fini par revenir au sommet et a rempli une grande partie ou la totalité de la dépression.
L’effondrement du fond du cratère en 2018 a été l’un des plus grands événements de ce type au cours des 200 dernières années. Au cours des 18 derniers mois, la lave a fait sa réapparition dans le cratère de l’Halemaʻumaʻu et a lentement rempli la nouvelle dépression. Depuis son retour en décembre 2020, la lave a rempli environ 17% du volume de la dépression creusée par l’éruption de de 2018.
Ce qui est intéressant dans l’activité actuelle, c’est la manière dont la lave remplit le cratère. Dans le scénario le plus simple, on pourrait imaginer que la lave se déverse simplement dans l’Halema’ma’u et recouvre les coulées précédentes, pour finalement remplir le cratère. Si une partie du remplissage se fait de cette manière, une grande partie est «endogène». En d’autres termes, la lave émise par la bouche éruptive arrive sous la croûte de surface, de manière invisible, et elle soulève le fond du cratère. C’est un peu comme si on gonflait un matelas pneumatique géant
Cette évolution de l’éruption peut être suivie à l’aide d’outils modernes. Un télémètre laser mesure en continu la surface de la lave toutes les secondes, avec une précision centimétrique. Les webcams installées sur la lèvre de l’Halemaʻumaʻu montrent parfaitement comment se produit le soulèvement du fond du cratère. Le processus de croissance endogène est bien illustré par la webcam postée sur la lèvre est de l’Halemaʻumaʻu. Les images en accéléré fournies par cette webcam montrent que la partie centrale du fond du cratère est soulevée comme un piston, sans pratiquement se fracturer.
Le lac de lave actif qui occupe une partie relativement réduite du fond du cratère, se soulève progressivement avec le reste du fond du cratère. Le télémètre laser montre des fluctuations du niveau de la lave active dans le lac, qui vient se superposer à une tendance à la hausse progressive du fond du cratère sous l’effet de ce soulèvement lent.
De grandes fissures se sont développées autour de cette partie centrale du fond du cratère. Au-delà des fissures, le long des parois, le comportement de la lave est plus complexe. Cette région externe est souvent déformée par la croissance endogène en dessous.
Ce type de croissance endogène du fond du cratère a déjà été observé dans les années 1800 et au début des années 1900, mais on ne l’a pas vraiment observé au cours du dernier siècle sur le Kilauea.
On peut observer le comportement du sommet du Kilauea grâce aux webcams accessibles sur le site Web du HVO (www.usgs.gov/hvo).
Source : USGS, HVO

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The eruption of Kilauea continues. Lava keeps erupting from the western vent within Halemaʻumaʻu crater. SO2 emission rates remain elevated at about 1,900 tonnes per day. Seismicity is elevated but stable, with few earthquakes and ongoing volcanic tremor.

The eruption has not made the news recently, but that does not mean activity is not noteworthy. It is continuing with no significant fluctuations.

The pattern of activity has typified Kilauea’s summit behaviour for centuries, with a cycle of collapse and refilling. The caldera floor collapses and/or subsides – often due to an eruption on the rift zone – and subsequent summit eruptions fill the depression with new lava. Destruction and reconstruction follow each other in a retetitive way.

Numerous cycles of collapse and refilling occurred during the 1800s and early 1900s. In each instance, lava eventually returned to the summit and filled much or all of the depression.

The collapse of the crater floor in 2018 was one of the largest such events in the past 200 years. Over the past year and a half, lava has been erupting in Halemaʻumaʻu crater and slowly refilling the new depression. Since its return to Halemaʻumaʻu in December 2020, lava has refilled about 17% of the volume of the 2018 collapse.

What is also interesting about the current activity is the manner in which the lava is refilling the crater. In the simplest scenario, we might imagine the lava in Halemaʻumaʻu simply pouring in over earlier flows, stacking up and filling the crater. While a portion of the refilling is being done in this manner, a major amount of the refilling is “endogenous.” In other words, lava from the eruptive vent is supplied beneath the solidified surface crust, out of view, lifting the crater floor. It’sa bit like inflating a giant air mattress

This growth can be tracked using modern tools. A continuous laser rangefinder measures the lava surface every second, with centimeter precision. Webcams operating on the rim of Halemaʻumaʻu show the nature of uplift clearly. The process of endogenous growth is well illustrated with the webcam on the east rim of Halemaʻumaʻu. Timelapse images from this webcam show the central portion of the crater floor is being lifted like a piston, largely without fracturing.

The active lava lake which forms a relatively small portion of the crater floor, has essentially been lifted up gradually with the remainder of the crater floor. The laser rangefinder shows short-term fluctuations in the level of the active lava in the lake, superimposed on a gradual upward trend of the crater floor due to this slow uplift.

Around the perimeter of this central portion of the crater floor, a series of large cracks have developed. Beyond the cracks, along the margins of the crater floor, the behaviour is more complex. This outer region is often tilted and deformed from the endogenous growth below.

This type of endogenous growth was already observed in the 1800s and early 1900s. But it has not been observed so much in the past hundred years on Kilauea.

The behaviour of the Kilauea summit can be observed through the webcams on the HVO website (www.usgs.gov/hvo).

Source: USGS, HVO.

 

Cette photo est prise depuis la lèvre Ouest. On peut voir que la surface du lac est composée de grandes plaques crustales séparées par des zones d’accrétion incandescentes. On aperçoit aussi des projections de lave le long de la bordure Est. Le lac et le fond du cratère tout autour, formés de lave solidifiée, sont progressivement soulevés par l’apport endogène de lave sous la surface. (Crédit photo : USGS)

L’éruption de 1200 du Hualalai (Hawaii) // The 1200 Hualalai eruption (Hawaii)

Le Mauna Loa et le Kilauea sont les volcans les plus actifs de l’île d’Hawaï. Cependant, il ne faudrait pas oublier le Hualalai qui est le troisième volcan le plus actif de l’île. Il domine les zones densément peuplées de Kailua-Kona et de la côte centrale de Kona.
Le Hualalai entre en éruption beaucoup moins souvent que ses voisins. Les éruptions sont séparées par des siècles, plutôt que des années ou des décennies, comme c’est le cas pour le Mauna Loa et la Kilauea. L’activité la plus récente du Hualalai est un essaim sismique en 1929, qui correspondait probablement à une intrusion magmatique dans le volcan. La dernière éruption s’est produite en 1800-1801 (voir ma note du 22 mars 2018). Les coulées de lave de 1800 à 1801 ont recouvert presque toute la zone correspondant aujourd’hui à l’aéroport international de Kona. Les prochaines éruptions de Hualalai pourraient donc constituer une menace directe pour Kailua-Kona et les localités environnantes.

Avant celle de 1800-1801, une éruption – récente à l’échelle géologique – du Hualalai a été celle de Wahapele. Elle a probablement eu lieu entre 1200 et 1400 après JC. On ne sait pas combien de temps a duré l’événement, mais si l’on se réfère à des éruptions similaires à Hawaii, il a probablement duré quelques semaines à quelques mois, mais probablement pas plus de quelques années.
La source de cette éruption était le cratère Wahapele, une bouche sur le flanc sud du Hualalai à 1 540 mètres d’altitude (voir la carte ci-dessous). L’éruption a commencé avec l’édification du cône de projections (spatter cone) de Wahapele. Il a atteint environ 700 mètres de diamètre avec une pente faible. Au cours de cette première phase, le volcan a émis quelques courtes coulées de lave a’a et pahoehoe.
L’éruption est ensuite devenue violente. Une partie du cône s’est effondrée. Cependant, contrairement à ce qui s’est passé pour le Pu’uO’o en 2018, l’effondrement du Wahapele a débouché sur une éruption phréatique, donc explosive. On ne sait pas combien de temps cette phase éruptive a duré, peut-être quelques jours ou plus. Une éruption similaire du Kilauea en 1924 a duré 18 jours. Ce que l’on sait, c’est que les fragments de roche éjectés au cours de cette phase ont couvert au moins 10 kilomètres carrés. Certains blocs mesuraient une cinquantaine de centimètres de diamètre. Des matériaux à grains plus fins ont également été émis par le volcan. La couche de dépôts avait par endroits une épaisseur de 3 mètres.
Après la phase explosive de l’éruption, un cône plus petit s’est formé dans le cône de la première phase. Ce nouveau cône mesurait environ 400 mètres de diamètre. Dans le même temps, une importante coulée de lave a’a s’est dirigée vers l’ouest, atteignant l’océan à environ 16 kilomètres de distance. À son point le plus large, la coulée mesurait un peu moins de 5 kilomètres de diamètre. Des plongées effectuées dans les années 1980 ont révélé que la coulée a avancé sur environ 2 kilomètres dans l’océan.
Sur terre, la zone occupée par la bouche éruptive et les coulées de lave de l’éruption du Wahapele occupe un peu plus de surface que l’éruption dans la Lower East Rift Zone du Kīlauea en 2018. C’est la troisième plus grande coulée émise par le Hualālai en termes de superficie.
Comparée au Kilauea et au Mauna Loa, l’activité volcanique du Hualalai demande une surveillance différente. En effet, la chambre magmatique du Hualalai se trouve à 20-30 km sous la surface. Elle est donc environ 10 fois plus profonde que les chambres magmatiques du Kilauea ou du Mauna Loa. Des chambres magmatiques aussi profondes provoquent rarement des déformations de surface. Il se pourrait donc qu’une éruption du Hualalai se produise sans beaucoup de signes avant-coureurs, comme un essaim sismique déclenché par l’ascension du magma vers la surface. L’éruption de 1800-01 montre que le magma peut se déplacer de la profondeur vers la surface en moins d’une journée. Bien qu’il s’agisse du pire scénario, il est bon de se tenir prêt à une telle éventualité. Pour le moment, le HVO n’enregistre aucun signe d’activité sur le Hualalai, mais l’Observatoire conseille aux habitants de s’abonner au Volcano Notification Service – service d’information volcanique – pour se tenir informés.
Source : HVO, USGS.

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Mauna Loa and Kilauea are the most active volcanoes on he Island of Hawaii. However, one should not forget Hualalai which is the island’s third-most active volcano. It underlies the most populated areas of Kailua-Kona and the central Kona coast.

Hualalai erupts much less often than its neighbours, with centuries rather than years or decades separating eruptions. The most recent documented activity was an earthquake swarm in 1929, which likely corresponded to an intrusion of magma into the volcano. Its most recent eruption occurred in 1800-01 (see my post of 22 March 2018). The erupted lava flows from 1800-01 underlie almost the entire Ellison Onizuka Kona International Airport. Future eruptions from Hualālai might pose a direct threat to Kailua-Kona and the surrounding communities.

Taking into account the geological timescale, nother recent Hualalai eruption was the Wahapele eruption, which likely occurred sometime between 1200 and 1400 AD. We do not know how long the event lasted, but based on similar eruptions in Hawaii, it probably lasted a few weeks to months, but probably not more than a few years.

The source of this eruption was Wahapele crater, a vent on the south flank of Hualalai at 1,540 meters elevation (see map below). The eruption started with the building of the Wahapele spatter cone. It grew to be about 700 meters across with a shallow slope. During this first phase there were a few short lava flows, both a’a and pahoehoe.

The eruption then turned violent. Part of the cone collapsed. However, unlike what happened at Pu’uO’o in 2018, the collapse at Wahapele led to an explosive phreatic eruption. It is unclear how long this phase of the eruption lasted ; it could have been a few days or longer. A similar eruption at Kilauea in 1924 lasted 18 days. What we do know is that rock fragments ejected during this phase covered at least 10 square kilometers. Some of the rock chunks were half a meter across. Finer grained material was also produced, and in places these deposits reached a thickness of 3 meters.

After the explosive phase of the eruption, a smaller cone was formed within the cone of the first phase. This new cone was about 400 meters across. At the same time, a large a’a flow headed west, reaching the ocean about 16 kilometers away. At its widest point, the flow was just under 5 kilometers across. Submersible dives in the 1980s suggest that this flow continued for about 2 kilometers into the ocean.

On land, the vent area and lava flows from the Wahapele eruption cover slightly more than Kīlauea’s 2018 Lower East Rift Zone eruption. It is the third largest known flowfor Hualālai in terms of area covered by the lava.

Compared to Kilauea and Mauna Loa, Hualalai poses a different challenge for monitoring volcanic activity. Hualalai’s magma chamber sits 20-30 km beneath the surface, about 10 times deeper than the magma chambers of Kilauea or Mauna Loa. Magma chambers this deep rarely cause surface deformation, so there might not be much warning prior to an eruption, like a seismic swarm triggered by magma moving to the surface. Evidence from the 1800-01 eruption suggests that magma can move from depth to the surface in less than a day. While this is a worst case scenario, it is good to be prepared. For the time being, HVO does not see any indication of volcanic unrest at Hualalai, but the Observatory encourages residents to subscribe to the Volcano Notification Service to stay informed.

Source : HVO, USGS.

Schéma montrant l’éruption du Hualalai en 1200 (Source: USGS)

En rouge l’éruption de 1200-1400 et en orage l’éruption de 1800-1801 (Source: USGS: HVO)

Le long de la route qui conduit au sommet du Hualalai (Photos: C. Grandpey)

C’est quoi un volcan? // What is a volcano?

A l’issue de mes conférences « Volcans et risques volcaniques » et « Glaciers en péril », je prévois toujours un moment de communication et j’invite le public à poser des questions sur les thèmes abordés. Les questions que je redoute le plus sont celles des enfants ; elles sont innocentes mais il n’est pas toujours facile d’y répondre. Il y a quelques années, une petite fille au premier rang m’a demandé « Qu’est-ce qu’un volcan ? Pourquoi y a-t-il des volcans ? » C’est une question à laquelle les géologues de l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (le HVO) ont tenté de répondre dans un récent article Volcano Watch, en se référant aux volcans de la Grande Ile d’Hawaï..
L’île d’Hawaï est composée de cinq volcans qui se dressent au-dessus du niveau de la mer : le Kilauea, le Mauna Loa, le Hualalai, le Mauna Kea et le Kohala. En marge de ces édifices imposants, on peut également observer un certain nombre de cônes de taille plus modeste sur les flancs des cinq principaux volcans ; ce sont des endroits où des éruptions ont eu lieu dans le passé, mais on ne les considère pas comme des volcans à part entière. Comment se fait-il que la Grande Ile ne possède pas des centaines de volcans au lieu de seulement cinq ?
Une définition du dictionnaire nous explique qu’un volcan est un évent (plus souvent appelé « bouche ») dans la croûte terrestre à travers lequel la roche ou la lave est éjectée. Dans une autre définition, un volcan est une colline ou une montagne de forme conique qui s’est édifiée autour d’une bouche éruptive. La plupart des volcanologues estiment que ces deux définitions sont un peu trop simplistes

Pour un volcanologue, un volcan est une structure contenant une bouche ou un groupe de bouches éruptives alimentées par du magma qui provient directement d’une grande profondeur, généralement plus de 30 km, à l’intérieur de la Terre. Chacun des cinq volcans de la Grande Ile d’Hawaï possède un conduit d’alimentation profondément enraciné qui plonge à au moins 100 km sous l’île. En revanche, les cônes de plus petite taille se sont formés autour de bouches alimentées par du magma qui s’est séparé du conduit principal à faible profondeur, probablement à moins de 10 km. Ces cônes plus petits ressemblent aux branches d’un arbre, tandis que le volcan profondément enraciné représente le tronc de l’arbre. Le Kilauea reste un volcan actif longtemps après l’arrêt de l’éruption d’un de ces petits cônes, car le conduit d’alimentation principal est toujours intact. C’est pourquoi les volcans deviennent plus gros que les cônes adventifs qui contribuent à leur croissance.
Plusieurs termes sont utilisés pour décrire les bouches dépourvues de racines profondes et qui tirent leur magma du conduit d’alimentation principal – bouches latérales ou parasites, ou encore bouches de rift. Parfois, le mot « bouche » est remplacé par « cône » dans une expression comme « cône adventif ». Ainsi, le cône Ahuʻailaʻau qui s’est formé dans les Leilani Estates lors de l’éruption de 2018 pourrait être appelé « bouche latérale »ou « cône adventif » du Kilauea. Le Puʻu ʻOʻō est resté une bouche latérale – ou un cône adventif actif – du Kilauea pendant environ 35 ans avant de s’arrêter en 2018.
L’apparence physique à elle seule ne peut pas toujours être utilisée pour faire la distinction entre un volcan et un cône adventif sur ce même volcan. La composition de la lave est alors utilisée pour déterminer si le magma provient, ou non, de la même source.

La deuxième définition du mot « volcan » dans le dictionnaire – une colline ou d’une montagne en forme de cône construite autour d’une bouche éruptive – ne saurait s’appliquer aux volcans tels que le Kīlauea dont la forme est loin de celle d’un cône. Les grandes caldeiras, telles que Long Valley dans l’est de la Californie ou Yellowstone dans le Wyoming constituent un autre type de volcans dépourvus de forme conique. Personne n’est capable de deviner, sans quelques connaissances géologiques, que ces vastes dépressions comptent parmi les plus grands volcans de notre planète.
Vue de loin, la caldeira du Kilauea ne ressemble pas à un volcan et est très différente du mont Fuji, du Mayon et du mont St. Helens d’avant 1980. Cependant, dans les années 1400, le sommet du Kilauea avait l’aspect d’un bouclier de lave plutôt que d’une caldeira. La caldeira s’est formée par l’effondrement du bouclier une centaine d’années plus tard.
Ce dernier exemple montre également que la forme d’un volcan peut changer radicalement et rapidement, et le cône ou le bouclier observé au cours d’une année peut devenir une caldeira l’année suivante. Les volcans hawaïens continueront de croître et de changer de forme dans les siècles et millénaires à venir.
Source : USGS, HVO.

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At the end of my conferences « Volcanoes and volcanic hazards » and « Glaciers at risk », I invite the audience to ask questions about these two topics. The questions that I fear most are those asked by children; they are innocent but not always easy to answer. A few yeras ago, a little girl in the front row asked me « What is a volcano? Why are there volcanoes » This is the question HVO geologists tried to anwswer in a recent Volcano Watch article, with references to the volcanos on Hawaii Big Island.

The Island of Hawaii is made of five volcanoes that rise above sea level : Kilauea, Mauna Loa, Hualalai, Mauna Kea and Kohala. One can also observe a variety of smaller cones dotting the five major volcanoes; they are places where eruptions took place in the past. But they are not called volcanoes. How does it come the island does not have hundreds of volcanoes instead of only five?

In one dictionary definition, a volcano is a vent in the Earth’s crust through which rock or lava is ejected. In another, a volcano is a cone-shaped hill or mountain built around a vent. Most volcanologists find both of these dictionary definitions insufficient.

To a volcanologist, a volcano is a structure containing a vent or cluster of vents fed by magma rising directly from great depth within the Earth, generally more than 30 km. Each of the five volcanoes on Hawaii Big Island has such a deeply rooted feeder conduit that extends at least 100 km beneath the island. In contrast, the smaller cones formed around vents that were supplied by magma that branched off the main conduit at a shallow depth, probably less than 10 km deep and often about half that. These smaller cones are analogous to limbs on a tree, and the deeply rooted volcano is equivalent to the trunk of the tree. Kilauea, for example, will remain an active volcano long after any single cone stops erupting because the main feeder conduit will still be intact. Therefore, volcanoes become larger than their parasitic cones, which contribute to their growth.

Several terms are used to describe the vents that lack deep roots and get their magma from the main feeder conduit — flank vents, parasitic vents, rift vents. Sometimes the word “cone” is substituted for “vent” in an expression like « adventive cone. » So, for example, Ahuʻailaʻau cone that formed in Leilani Estates during the 2018 eruption could be termed a flank vent or adventive cone on Kilauea. Puʻu ʻOʻō was an active flank vent / adventive cone on Kilauea for about 35 years before stopping in 2018.

Physical appearance alone cannot always be used to make the distinction between a volcano and a subsidiary vent on that volcano. The composition of the lavas are used, often like a genetic tracer, to determine if the magma originated from the same source or not.

The second dictionary definition of “volcano” — that of a cone-shaped hill or mountain built around a vent — certainly does not apply to volcanoes such as Kīlauea, whose shape is far from that of a cone. Another type of volcanoes lacking a cone shape are large calderas, such as Long Valley in eastern California or Yellowstone in Wyoming. No one would guess, without doing some geologic knowledge, that these wide depressions are some of the largest volcanoes on our planet.

Seen from a distance, the Kilauea caldera does not look like a volcano and is very different from Mount Fuji, Mayon, and pre-1980 Mount St. Helens. However, the summit of Kilauea in the 1400s had the aspect of a lava shield, rather than a caldera. The caldera formed by collapse of the shield some 100 years later.

This last example also shows that the shape of a volcano can change drastically and quickly, and one year’s cone or shield can be next year’s caldera. Over the longer-term, Hawaiian volcanoes will continue to grow and change shape.

Source: USGS, HVO.

Carte topographique de la Grande Ile d’Hawaii (Source: USGS)

Cônes adventifs sur le Mauna Kea (Photo: C. Grandpey)