Catégorie : Kilauea

Comment lire un interférogramme // How to read an interferogram

Depuis le début des années 1990, les scientifiques utilisent des satellites radar pour cartographier les mouvements ou les déformations de la surface de la Terre. Le radar à synthèse d’ouverture interférométrique (InSAR) calcule la différence entre deux images radar acquises par un satellite en orbite, prises à des moments différents, mais concernant un même endroit sur Terre. Cette différence s’appelle un interférogramme; il s’agit d’une carte présentant une certaine ressemblance avec un arc-en-ciel sur laquelle apparaît la déformation de surface.
La déformation est un paramètre important pour surveiller l’activité des volcans hawaïens. En effet, la morphologie d’un volcan peut se modifier au gré des mouvements du magma dans leurs systèmes d’alimentation. Cela peut entraîner des déplacements de leurs pentes à cause de failles ou à cause de la gravité, en particulier lorsqu’ils subissent des changements internes de pression. Les interférogrammes, associés au GPS et aux tiltmètres, permettent aux scientifiques du HVO d’étudier le comportement d’un volcan lorsque sa morphologie est en train de changer.
Les interférogrammes couvrent de vastes étendues – l’ensemble de Big Island peut apparaître dans une seule scène radar! – et fournissent une précision centimétrique du mouvement du sol. Cependant, l’interprétation des interférogrammes est parfois compliquée. Voici quelques conseils pour les comprendre.
La différence de distance au sol entre deux passages d’un satellite, appelée phase interférométrique, est représentée par des franges ou des bandes de couleur dans un interférogramme. Cette différence inclut les déformations de la surface qui se sont produites entre les passages, mais elle est également influencée par l’incertitude des orbites des satellites, les ambiguïtés topographiques, les conditions atmosphériques et d’autres sources d’erreur. Tous ces paramètres contribuent à la phase interférométrique. Pour obtenir le vrai mouvement du sol, il faut compenser ces sources d’erreur.
La première étape de la lecture d’un interférogramme consiste à déterminer à quel moment la déformation s’est produite. Différents satellites utilisent différentes longueurs d’onde et permettent de contrôler l’ampleur de la déformation du sol représentée par frange colorée. Dans l’interférogramme présenté ci-dessous, le satellite utilisé est le système COSMO-SkyMed (CSK) de l’Agence spatiale italienne. La longueur d’onde du radar pour le CSK est la bande X (environ 3,3 centimètres de longueur totale). Étant donné qu’un interférogramme est créé à l’aide d’ondes radar qui se déplacent entre le satellite et la Terre, la déformation est calculée en fonction de la moitié de la longueur d’onde. Cela signifie que lors de la lecture d’un interférogramme CSK, une frange équivaut à 1,65 centimètre de changement entre les deux dates.
La deuxième étape consiste à compter les franges colorées afin de déterminer l’ampleur de la déformation indiquée dans un interférogramme. La déformation volcanique ayant souvent une forme concentrique, il faut donc commencer par l’extérieur du motif de franges et compter le nombre de cycles de couleur allant du bord de la zone déformée au centre. Il faut ensuite multiplier le nombre de franges colorées par la demi-longueur d’onde pour déterminer l’ampleur de la déformation.
La troisième étape consiste à déterminer si la surface s’est déplacée vers le haut ou le bas. Pour ce faire, lorsque l’on compte les franges de l’extérieur vers l’intérieur d’un motif concentrique, il faut noter le sens des changements de couleur. On regarde si le motif passe du bleu au violet et au jaune en allant vers le centre, ou du bleu au jaune et au violet. L’échelle de couleur au bas de l’image révèle que la tendance bleu-jaune-violet montre une hausse, ce qui signifie que, dans cet interférogramme, le sol se déplace vers le satellite; il y a donc une inflation. La séquence de couleurs doit toujours être définie sur une barre d’échelle dans l’interférogramme, ainsi que la demi-longueur d’onde, car tous les interférogrammes n’utilisent pas la même séquence de couleurs et tous les satellites radar n’ont pas la même longueur d’onde.
La dernière étape consiste à interpréter les informations collectées. Sur l’interférogramme CSK ci-dessous, il y a 3 franges colorées à l’intérieur de la caldeira du Kilauea, ce qui signifie que la surface dans cette région s’est déplacée vers le satellite; elle a gonflé d’environ 4,95 centimètres entre le 6 avril et le 2 juin 2019. Il faut se rappeler que les franges colorées incluent non seulement le déplacement, mais également d’autres influences, telles que les erreurs orbitales et les anomalies atmosphériques. Ce type d’anomalie est particulièrement répandu autour de hautes montagnes, comme le Mauna Loa et le Mauna Kea, et dans les zones de forte topographie, comme le flanc sud du Kilauea. Dans ce cas, les anomalies atmosphériques ne sont probablement pas un problème, car la zone de déformation est plus petite que la plupart des situations météorologiques. Les scientifiques compensent également les erreurs orbitales car ils connaissent très précisément les orbites des satellites. Cependant, des erreurs topographiques dues aux importants changements intervenus au sommet de Kilauea en 2018 pourraient introduire une certaine erreur dans la mesure. De plus, comme les satellites radar ne sont pas orientés directement vers la Terre, la déformation dans les interférogrammes est un ensemble de déplacements verticaux et horizontaux, bien que les changements verticaux soient généralement dominants.
Source: USGS, HVO.

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Since the early 1990s, scientists have used radar satellites to map movement or deformation of Earth’s surface. Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) calculates the difference between two radar images acquired by an orbiting satellite taken at different times but looking at the same place on Earth. This difference is called an interferogram and is essentially a ainbow-like map of surface deformation.
Deformation is an important parameter to monitor activity of Hawaiian volcanoes. Indeed, volcanoes can change their shape as magma moves in and out of their plumbing systems, as their slopes shift on faults or because of gravity, and when they have internal changes in pressure. Interferograms, together with GPS and tilt, help HVO scientists study the behaviour of a volcano when its morphology is changing.
Interferograms cover large areas of land – the whole Big Island can fit into a single radar scene! – and provide centimetre-scale accuracy of ground motion. However, interferograms can be tricky to read. Here are a few tips to understand them.
The difference in the distance to the ground between two satellite passes, known as the interferometric phase, is shown as fringes or bands of colour in an interferogram. This difference includes deformation of the surface that occurred between passes, but it is also influenced by uncertainty in satellite orbits, topographic ambiguities, atmospheric conditions, and other sources of error. These all contribute to the interferometric phase. To get at the true movement of the ground, you have to compensate for these sources of error.
The first step in reading an interferogram is to determine when the deformation occurred. Different satellites use different wavelengths, and that controls the amount of ground deformation represented per coloured fringe. In the interferogram shown here below, the satellite used is the Italian Space Agency’s COSMO-SkyMed (CSK) system. The radar wavelength for CSK is X-band (approximately 3.3 centimetres in total length). Because an interferogram is made using radar waves that travel to Earth from the satellite and back, the deformation is calculated in terms of half the wavelength. This means that when reading a CSK interferogram, one fringe is equal to 1.65 centimetres of change between the two dates.
Step two is to count the coloured fringes to determine the amount of deformation shown in an interferogram. Volcanic deformation is often concentric in shape, so start on the outside of the fringe pattern and count the number of colour cycles from the edge of the deformed area to the center. Multiply the number of coloured fringes by the half wavelength to determine the magnitude of the deformation.
Step three is to determine if the surface moved up or down. To do this, as you count fringes from the outside to the inside of a concentric pattern, note the sense of colour changes. Look if the pattern goes blue-purple-yellow in towards the centre, or blue-yellow-purple. The colour scale at the bottom of the image reveals that blue-yellow-purple is an increasing trend, which in this interferogram, means that the ground is moving towards the satellite—it is inflating! The colour sequence should always be defined on a scale bar in the interferogram, along with the half wavelength, because not all interferograms use the same colour sequence, and not all radar satellites have the same wavelength.
The last step is to interpret the information you have collected. On the CSK interferogram shown here, there are 3 coloured fringes inside the Kilauea Caldera, which means that the surface within this region moved towards the satellite, or inflated, by about 4.95 centimetres between April 6th and June 2nd, 2019. One should remember that the coloured fringes include not just displacement, but also other influences, like orbital errors and atmospheric anomalies. These sorts of anomalies are especially prevalent around tall mountains, like Mauna Loa and Mauna Kea, and areas of very steep topography, like the south flank of Kīlauea. In this case, atmospheric anomalies are probably not an issue, since the area of deformation is smaller than most weather patterns. Scientists also compensate for orbital errors, since they know the satellite orbits very precisely. However, topographic errors due to the massive changes that took place at the summit of Kilauea in 2018 might introduce a small amount of error to the measurement. Besides, because radar satellites don’t look straight down on Earth, the deformation in interferograms is a combination of vertical and horizontal displacements, although vertical changes usually dominate.
Source: USGS, HVO.

 

Interférogramme COSMO-SkyMed (CSK) couvrant la zone sommitale du Kilauea entre le 6 avril et le 2 juin 2019. Chaque frange de couleur représente 1;65 centimètre de déplacement du sol. Les franges de couleur les plus resserrées à l’intérieur de la caldeira indiquant une inflation bien localisée, alors que les franges les plus espacées dans la partie NO de la caldeira indiquent une faible inflation dont le centre se trouve à proximité du Jaggar Museum. Chaque cycle de couleur ou frange à l’intérieur de la caldeira a été doté de nombres en blanc sur l’interférogramme; ils font référence à un ensemble de 3 franges correspondant à un déplacement de 3 X 1,65= 4,95 cm. Ces données ont été fournies par l’agence Spatiale Italienne pour permettre au HVO d’effectuer des mesures de contrôle du Kilauea.
Vous trouverez une image haute résolution à cette adresse:
http://bigislandnow.com/wp-content/uploads/2019/06/VolcanoWatch_20June_Graphic.png

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COSMO-SkyMed interferogram (CSK) covering the summit area of Kilauea between April 6th and June 2nd, 2019. Each colour fringe represents 1.65 centimetres of ground movement. The closely spaced colour fringes within the caldera indicate well-localized inflation, while the broader fringes in the NW portion of the caldera indicate minor inflation centered near the Jaggar Museum. Each colour cycle or fringe inside the caldera has been given white numbers on the interferogram; they refer to a set of 3 fringes corresponding to 3 X 1.65 = 4.95 cm of displacement. This data was provided by the Italian Space Agency to help HVO to carry out Kilauea monitoring measures.
You will find a high resolution image at this address:
http://bigislandnow.com/wp-content/uploads/2019/06/VolcanoWatch_20June_Graphic.png

Volcans du monde // Volcanoes of the world

L’activité éruptive est stable sur le Sabancaya (Pérou) où l’on observait en moyenne 17 explosions par jour au cours de la semaine écoulée. Le 26 juin, les panaches de cendre montaient jusqu’à 2,6 km au-dessus du cratère.

Source : IGP.

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Une violente éruption a eu lieu sur le Manam (Papouasie-Nouvelle-Guinée) le 27 juin 2019, après une augmentation de l’activité sismique. Les images satellitaires ont montré des panaches de cendre s’élevant à 12-15 km au dessus du niveau de la mer. La couleur de l’alerte aérienne est passée au Rouge.
L’éruption du Manam intervient à peine 2 jours après une puissante éruption de l’Ulawun, à 714 km à l’est. Le volcan s’est réveillé le 25 juin, après une augmentation d’activité de plusieurs semaines. Le panache de cendre est monté à une vingtaine de kilomètres au dessus du niveau de la mer.
Source: RVO.
Les deux éruptions ont entraîné l’évacuation d’au moins 15 000 personnes. Il n’y a pas eu de victimes, mais les éruptions ont perturbé les vols intérieurs, détruit des maisons, des plantations et des puits, laissant les villageois sans nourriture ni eau. Les personnes évacuées ont besoin d’une aide immédiate, mais celle-ci est rendue difficile par la fermeture de l’aéroport. Les besoins les plus urgents concernent la nourriture, les soins médicaux et l’eau. Il a été demandé au gouvernement de décréter l’état d’urgence.
Source: The Watchers.

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Le CENAPRED indique que l’activité est encore assez intense sur le Popocatepetl (Mexique) avec de fortes explosions et les émissions habituelles de vapeur d’eau, de gaz et de cendre. Les explosions génèrent des panaches de cendre qui s’élèvent à 1,5 km au-dessus du sommet.
Le niveau d’alerte est maintenu à la couleur Jaune, Phase 2.

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Au cours des derniers mois, les niveaux de sismicité et de déformation du Mauna Loa (Hawaii) ont dépassé le seuil normal. Une éruption n’est pas imminente et la situation n’a rien d’alarmant. Cependant, ces paramètres indiquent que des changements se produisent dans le système magmatique superficiel du volcan.
Suite à un essaim sismique significatif en octobre 2018, les instruments ont enregistré en moyenne au moins 50 séismes de faible magnitude par semaine sous le sommet du Mauna Loa, la partie supérieure de la zone de rift sud-ouest et sous la partie supérieure du flanc ouest. Les séismes se produisent dans le même secteur que ceux qui ont précédé les dernières éruptions du Mauna Loa en 1975 et 1984.
Au cours de cette même période, les GPS et les satellites ont détecté une déformation du sol qui révèle une nouvelle recharge du système magmatique peu profond.
Ces différents éléments indiquent que le Mauna Loa n’est plus à un niveau d’activité normal. En conséquence, le HVO a décidé de faire passer le niveau d’alerte volcanique à ADVISORY (surveillance conseillée) et la couleur de l’alerte aérienne au JAUNE.
Une hausse semblable de l’activité du Mauna Loa s’est produite entre 2014 et 2018 et aucune éruption ne s’est produite.
Source: USGS, HVO.

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Eruptive activity is quite stable on Sabancaya (Peru). An average of 17 daily explosions was observed during the past week. On June 26th, ash plumes rose 2.6 km above the crater.

Source: IGP.

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A powerful eruption took place at Manam (Papua New Guinea) on June 27th, 2019, after a period of increased seismic activity. Satellite imagery indicated volcanic ash rising up to 12-15 km above sea level. The aviation colour code has been raised to Red.

Manam’s eruption comes just 2 days after a powerful eruption at Ulawun, about 714 km to the east. The volcano erupted on June 25th, after a few weeks of increased activity. Ash plumes rose up to about 20 km above sea level.

Source: RVO.

Both eruptions forced at least 15,000 people to evacuate. There are no reports of casualties, but the eruptions disrupted domestic flights, destroyed homes, plantations and wells, leaving villagers without food and water. The displaced people need immediate relief but it has slowed down due to the closure of the airport. The most urgent relief is food, medical and water support. The government has been requested to declare a state of emergency.

Source: The Watchers.

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CENAPRED indicates that activity is still quite intense at Popocatepetl (Mexico) with strong explosions and the usual “exhalations” of water vapour, gas and ash. The explosions generate ash plumes that rise 1-1.5 km above the summit.

The alert level remains at Yellow, Phase Two.

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For the past several months, earthquake and ground deformation rates at Mauna Loa (Hawaii) have exceeded background levels. An eruption is not imminent and current rates are not cause for alarm. However, they do indicate changes in the volcano’s shallow magma storage system.
Following a significant earthquake swarm in October 2018, seismic stations have recorded an average of at least 50 shallow, small-magnitude earthquakes per week beneath Mauna Loa’s summit, upper Southwest Rift Zone, and upper west flank. The earthquakes are occurring in locations similar to those that preceded Mauna Loa’s most recent eruptions in 1975 and 1984.
During this same time period, GPS instrumentation and satellite radar have measured ground deformation consistent with renewed recharge of the volcano’s shallow magma storage system.
Together, these observations indicate Mauna Loa is no longer at a background level of activity. Accordingly, HVO is elevating the alert level to ADVISORY and the aviation coloor code to YELLOW.
A similar increase in activity occurred between 2014 and 2018 and no eruption occurred.

Source: USGS, HVO.

Carte montrant les zones de rift, donc de fragilité, du Mauna Loa (Source: USGS)

Le flanc sud-ouest du Mauna Loa est particulièrement exposé aux coulées de lave (Source: USGS)

Comment lire un sismogramme du HVO (Hawaii) // How to read a HVO seismogram (Hawaii)

L’Observatoire des Volcans d’Hawaii, le HVO, exploite un réseau de stations de surveillance sismique sur la Grande Ile d’Hawaï et dans tout l’État. Le personnel du HVO recueille les données en temps réel à partir de nombreuses stations grâce à un logiciel de traitement informatique permettant de détecter, localiser et publier des informations sur les séismes survenus à Hawaii. Contrairement à ce qui se passe sur les volcans français, toutes les données sismiques sont librement accessibles au public.
La page consacrée aux séismes sur le site web du HVO (https://volcanoes.usgs.gov/observatories/hvo/) indique les emplacements des derniers séismes et on peut voir les stations de surveillance sur une carte (voir ci-dessous) où elles sont symbolisées par des triangles rouges.
Si vous cliquez sur le symbole d’une station particulière sur la carte, une fenêtre va apparaître avec l’affichage de quatre panneaux de webicorders (enregistreurs sismiques) pour des durées de 6 heures, 12 heures, 24 heures et 48 heures. Vous pouvez cliquer sur chaque période pour agrandir le webicorder.
Les tracés séismiques visibles sur les webicorders sont les versions numériques des vieux enregistreurs à tambour en papier utilisés au cours des dernières décennies. Chaque ligne correspond à un enregistrement sismique de 15 minutes, en partant du coin supérieur gauche, la dernière heure étant affichée en bas à droite. Ainsi, on lit un webicorder comme un livre, de gauche à droite et de haut en bas. L’heure de début de chaque ligne est affichée en heure locale (Heure de l’Etat d’Hawaii, ou HST) à gauche, et l’heure de fin de chaque ligne en temps universel (UTC) à droite.
Les données sismiques sont indiquées en bleu sur les webicorders, avec une alternance de tons bleu foncé et bleu clair pour chaque plage de 15 minutes. Les lignes bleues imitent le mouvement du sol sous le capteur sismique: la ligne monte si le sol se déplace vers le haut, la ligne descend si le sol se déplace vers le bas, et la ligne serait droite au niveau «zéro» si aucun mouvement du sol n’est détecté. Plus l’amplitude du mouvement du sol est élevée, plus la ligne bleue est haute. Ce qui est immédiatement évident, c’est que le sol monte et descend toujours très légèrement.
Les instruments sismiques sont très sensibles et enregistrent tout ce qui secoue le sol. Ils peuvent même enregistrer le vent, le tonnerre, la foudre, les vagues de l’océan qui viennent se briser contre l’île, ainsi que des séismes bien localisés dus aux chutes de pierres, aux tirs de mines dans des carrières ou à d’autres explosions.
Les séismes apparaissent sous forme de taches bleues. Chacune a certaines caractéristiques bien reconnaissables, notamment les ondes P (primaires) et S (secondaires ou de cisaillement), qui peuvent avoir un début net avant de décroître pour retrouver leur niveau de base. Une plus grande séparation entre les ondes P et S indique une distance croissante entre la station sismique et le séisme. D’autres types de séismes, par exemple ceux dus au mouvement de magma ou de gaz, ont une apparence différente, généralement avec une période d’énergie plus longue pouvant persister sur de plus longues périodes.
Source: USGS / HVO.

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The Hawaiian Volcano Observatory (HVO) operates a network of seismic monitoring stations on the Island of Hawaii and throughout the state. The HVO staff collects real-time data from numerous stations using computer processing software to detect, locate, and publish information about earthquakes that are recorded in Hawaii. Contrary to what happens on French volcanoes, all seismic data are freely available to the public.
The earthquake page on the HVO website (https://volcanoes.usgs.gov/observatories/hvo/) shows recent earthquake locations and the monitoring stations can be seen on a map (see below) where they are symbolised by red triangles.
Clicking on a particular station symbol on the map will reveal a pop-up window that shows four panels of webicorders, for timespans of 6 hours, 12 hours, 24 hours, and 48 hours. You can click on each timespan to enlarge the webicorder.
The seismic webicorder plots are digital versions of the paper seismic drum recorders used in past decades. Each line shows the seismic record for 15 minutes, starting from the upper left, with the latest time in the bottom right. Thus, you read a webicorder like a book, from left to right and top to bottom. The start time of each line is shown in local time (Hawai‘i Standard Time, or HST) on the left, and the end time of each line is shown in Coordinated Universal Time (UTC) on the right.
Seismic data are shown in blue on webicorder plots, with each 15-minute span alternating between dark- and light-blue tones. The blue lines mimic ground motion under the seismic sensor: the line moves up if the ground shifts upwards, the line moves down if the ground moves downwards, and the line would be flat at “zero” if no ground motion is detected. The higher the amplitude of the ground motion, the taller the blue line will be. What is immediately apparent is that the ground is always moving up and down ever so slightly.
Seismic instruments are very sensitive and record anything that shakes the ground. So, wiggles on webicorder plots could be a record of wind, thunder, lightning, ocean waves crashing against the island, as well as of localized shaking from rockfalls, quarry blasts, or other explosions.
Earthquakes appear as blue smudges. Each has certain recognizable characteristics, including P- (primary) and S- (secondary or shear) waves, which may have a sharp onset and then decay to background level. Greater separation between P and S waves indicate increasing distance from the seismic station to the earthquake. Other types of earthquakes, for example those due to the movement of magma or gas, look different, generally with longer period energy that can persist over longer time frames.
Source: USGS / HVO.

Source: USGS / HVO

Capture d’écran d’un webicorder du HVO montrant 24 heures d’enregistrement par une station sismique sur le flanc sud du Mauna Loa. On distingue plusieurs séismes , ainsi que le bruit généré par le vent. (Source: USGS / HVO)

Les anciens sismos à tambour font maintenant figure de pièces de musée (Photo: C. Grandpey)

Les leçons de l’éruption du Kilauea en 2018 (Hawaii) // The lessons of the 2018 Kilauea eruption (Hawaii)

Dans une note précédente, j’ai expliqué que les volcanologues du HVO étaient en train d’acquérir de nouvelles informations suite à l’analyse de l’éruption du Kilauea dans la Lower East Rift Zone (LERZ). Un nouvel article de la série Volcano Watch nous apprend que les effondrements de la zone sommitale du volcan en 2018 sont également riches d’enseignements.
Dès le début du mois d’avril 2018, le volcan a montré les signes d’un changement dans son comportement, mais les données fournies par les instruments étaient trop vagues pour prévoir ce qui allait se passer. Elles faisaient seulement état d’une augmentation de la pression dans le système magmatique entre le sommet du Kilauea et le cône du Pu’uO’o.
Le 30 avril 2018, la lave est sortie brièvement d’une fracture sur le flanc ouest du Pu’uO’o. Le magma a ensuite pris le chemin de la LERZ, laissant derrière lui un trou béant dans le cratère du Pu’uO’o qui a émis un impressionnant panache de poussière en se vidant.
Le magma qui se trouvait sous le Pu’uO’o s’est immédiatement dirigé vers la LERZ où le sol s’est légèrement soulevé, avec des séismes qui indiquaient la trajectoire suivie par la roche en fusion vers la surface.
Le 3 mai 2018, la lave a percé la surface dans les Leilani Estates, marquant le début de la plus grande éruption dans la LERZ du Kilauea depuis plus de 200 ans.
Au cours des semaines suivantes, le lac de lave qui se trouvait au sommet, dans l’Overlook Crater de l’Halema’uma’u, s’est vidangé tandis que le magma s’écoulait dans la LERZ, comme si une soupape s’était ouverte au fond de l’Overlook Crater. Aidé par la différence d’altitude de près de 900 mètres entre le sommet et la LERZ, le lac de lave s’est vidé régulièrement et le sommet de Kilauea s’est effondré en s’affaissant. Ce processus s’est accompagné d’une forte sismicité.
La vidange du lac de lave a entraîné des éboulements quasi permanents dans l’Overlook Crater vidé de son contenu. Des explosions ont généré d’impressionnantes colonnes de cendre, avec parfois des retombées de gros blocs sur le plancher de l’Halema’uma’u.
À la fin du mois de mai, les explosions au sommet du Kilauea ont été remplacées par des effondrements épisodiques. Au total, 62 événements d’effondrement ont secoué la zone sommitale en déclenchant des séismes qui ont à plusieurs reprises atteint une magnitude de M 5.3, occasionnant des dégâts au bâtiment du HVO et au Jaggar Museum. Les routes, les réseaux d’alimentation en eau et les fondations de certaines maisons dans le village de Volcano ont également été endommagés.
Un an après, les scientifiques du HVO continuent d’analyser les données de l’éruption sommitale du Kilauea. Avant 2018, les modèles indiquaient que l’activité explosive observée au sommet était provoquée par l’interaction entre les eaux souterraines et la haute température du conduit d’alimentation situé sous la caldeira du Kilauea. En revanche, les analyses de plusieurs explosions observées en 2018 laissent supposer que les gaz magmatiques sont le moteur de ces explosions.
Au lieu de s’effondrer d’un seul coup, on s’est rendu compte en 2018 que la caldeira du Kilauea pouvait s’affaisser progressivement sur de longues périodes, avec une déflation du sommet générant une forte sismicité qui constitue un risque majeur.
Les scientifiques ont également constaté que, dans certaines conditions, le sommet de Kilauea et la LERZ peuvent être reliés étroitement. Ceci est corroboré par l’équivalence approximative entre le volume de lave émis dans la LERZ et le volume du vide laissé par l’effondrement sommital ; tous deux sont de l’ordre de 1 kilomètre cube.

Une étude menée par un groupe international de scientifiques a révélé que la vitesse de propagation des ondes sismiques au sommet du Kilauea a montré des variations mesurables avant l’activité éruptive de 2018. Cette découverte représente un paramètre intéressant dans la prévision d’une future activité éruptive.
Source: USGS / HVO.

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In a previous post, I explained that US geologists at HVO are gaining new insights from the Kilauea eruption in the Lower Esat Rift Zone. A new Volcano Watch article indicates that they are also learning a lot from the volcano’s 2018 summit collapses.

As soon as early April 2018, the volcano showed signs that change was coming, but the data provided by the instruments were too elusive to predict what was to happen. They only tracked an increasingly pressurized magmatic system between Kilauea’s summit and the Pu’uO’o cone.

On April 30th, 2018, lava emerged briefly from a crack on the cone’s west flank before the remaining magma drained into the East Rift Zone.  The Pu’uO’o crater collapsed, leaving a bottomless, empty cavity.

The magma which was beneath Pu’uO’o immediately headed toward the Lower East Rift Zone (LERZ) where the ground heaved slightly in response, with earthquakes indicating the path followed by the molten rock as it pushed downrift and toward the surface.

On May 3rd, lava erupted within the Leilani Estates. It marked the beginning of the largest eruption on Kilauea’s LERZ in over 200 years.

Over the next weeks, the summit lava lake withdrew deeper into the volcano as magma emptied into the LERZ, as if a valve had been opened at the bottom of the Overlook Crater. Aided by the nearly 900 metre elevation difference between the summit and the LERZ, the lava lake steadily drained and Kilauea’s summit collapsed inward. This in turn prompted elevated seismicity.

Recession of the lava lake resulted in near-constant rockfalls into the now empty Overlook Crater  Explosions sent impressive columns of ash into the sky, sometimes littering the ground around Halema’uma’u with dense blocks of rock.

By late May, Kilauea summit explosions were replaced by episodic collapse events. All told, 62 collapse events rocked Kilauea’s summit, triggering several M 5.3 earthquakeswhich caused damage at the HVO building, the Jaggar Museum. Roads and water system and residential foundations in Volcano were also damaged.

A year later, HVO scientists continue to process data from the 2018 eruption at the summit of Kilauea. Prior to 2018, models indicated that explosive summit activity was driven by steam explosions produced by the interaction between groundwater and the hot conduit below Kilauea’s caldera. But data from several 2018 explosions suggest that magmatic gas is the primary driver.

Rather than necessarily occurring as one big drop, the Kilauea caldera collapse can proceed incrementally over long periods of time, with ground shaking during sustained, rapid summit deflation and episodic collapse posing a major hazard.

Under certain conditions, Kilauea’s summit and the LERZ can be extremely well-connected through the core of the rift zone. This is supported by the rough equivalence of the LERZ erupted volume and the summit collapse void, both on the order of 1 cubic kilometre.

A study led by an international group of scientists has found evidence that seismic velocity – the speed at which seismic waves travel – within Kīlauea’s summit showed measurable changes leading up the 2018 activity. This finding potentially offers another means to forecast eruptive activity.

Source : USGS / HVO.

Panache de cendre et de poussière émis par le Pu’uO’o lorsque le plancher du cratère s’est effondré après l’évacuation du magma vers la LERZ (Crédit photo : USGS / HVO)

Panache de cendre émis par l’Overlook Crater de l’Halema’uma’u pendant la vidange du lac de lave (Crédit photo : USGS / HVO)