Catégorie : Kilauea

Sismicité et lithosphère à Hawaii // Seismicity and lithosphere in Hawaii

Comme il le fait régulièrement, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii, le célèbre HVO géré par l’USGS, vient de publier un article très intéressant sur la sismicité à Hawaii et sa relation plus ou moins étroite avec les volcans.
L’auteur de l’article explique que la plupart des séismes à Hawaii sont intimement liés aux volcans, mais il arrive aussi qu’ils se produisent à cause d’un effet de courbure de la Terre sous le poids de la chaîne volcanique.
L’article rappelle que les plaques tectoniques sont constituées de la lithosphère, une couche essentiellement rigide qui s’étend de la croûte au manteau supérieur. Les îles hawaïennes étant situées à la surface de la plaque Pacifique, leur poids énorme pèse sur la lithosphère et la fait fléchir. Cela génère des contraintes susceptibles de provoquer des séismes baptisés séismes de flexion par les sismologues.

L’île d’Hawaii, du fait de sa grande taille et de son âge relativement jeune, exerce une grande pression sur la lithosphère. La zone de contrainte et de flexion maximale liée à cette masse s’étend sur une centaine de kilomètres au large de l’île. Lorsque la plaque se réajuste pour retrouver une position neutre, cela provoque un renflement significatif au niveau de la lithosphère autour d’Oahu à environ 300 km de là. C’est pourquoi les séismes se produisent parfois loin de la principale zone d’activité sismique et volcanique de l’île d’Hawaï.
Il existe deux exemples de séismes de flexion enregistrés au large des côtes au cours des dernières semaines : 1) un événement de M 3.7 le 21 janvier 2019 à environ 240 km à l’est de l’île d’Hawaï et 2) un événement de M 4.6 le 7 février à environ 84 km au sud-ouest de l’île. L’événement de janvier avait une magnitude trop faible pour pouvoir êtreressenti par la population. En revanche, l’événement de février a été plus intense et a été signalé par 115 personnes à Hawaï, Maui et Oahu, à une distance de 370 km de l’épicentre. C’est le séisme le plus significatif ressenti à Hawaii depuis un événement de M 4,4 le 9 août 2018.
Les séismes de flexion sont parfois appelés «séismes du manteau», ce qui reflète le fait qu’ils se produisent souvent au niveau du manteau supérieur plutôt que dans la croûte terrestre. Les ondes sismiques se déplacent plus facilement à travers le manteau qu’à travers à la croûte. C’est l’une des raisons pour lesquelles les séismes d’origine mantellique peuvent provoquer davantage de dégâts, d’autant plus que leur magnitude peut dépasser M 6,0.
La flexion lithosphérique produit des séismes à Hawaii, mais ils sont moins fréquents que ceux liés directement à l’activité volcanique. Chaque année, le HVO enregistre des dizaines de milliers de secousses sur et à proximité des volcans actifs de Big Island, et seulement quelques centaines d’événements de flexion au large des côtes.

Source : HVO.

Cet article me rappelle ce qui se passe actuellement en Islande où la lithosphère rebondit car les glaciers, du fait du réchauffement climatique, perdent de leur masse et exercent une pression moindre sur la croûte terrestre. Ce phénomène appelé « rebond isostatique » peut engendrer des problèmes. Ainsi, le petit port de Hofn sur la côte sud de l’île est moins profond qu’auparavant, ce qui, à terme, risque de poser des problèmes à certains navires pour entrer dans le port.

Certains géologues pensent que ce rebond isostatique est susceptible de favoriser la remontée du magma à l’intérieur des volcans islandais sous-glaciaires. Toutefois, on ne dispose pas d’un recul suffisant pour affirmer qu’un tel phénomène se produit. Les dernières éruptions en Islande ont eu lieu en 2010 (Eyjafjajjajökul) et 2014 (Holuhraun).

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As it does regularly, the USGS Hawaiian Volcano Observatory (HVO) has released a very interesting article about seismicity in Hawaii and its link with volcanoes.

The author of the article explains that earthquakes in Hawaii are intimately related to the volcanoes. However, they sometimes happen simply because the Earth under the island chain gets too much bent.

The article reminds us that Earth’s tectonic plates are made of the lithosphere, which is a mostly rigid layer extending from the crust into the upper mantle. As the Hawaiian Islands are located on top of the Pacific Plate, their huge weight flexes the lithosphere. This results in stresses that can lead to earthquakes.

Seismologists call these events “flexural earthquakes” to reflect their cause. The massive Island of Hawaii produces the largest force on the lithosphere due to its relatively young age, which results in forces on the underlying lithosphere. The zone of maximum bending stress from this load extends about 100 km offshore from the island. As the plate re-adjusts back to a neutral position, it results in a raised bulge in the lithosphere that extends around Oahu about 300 km away. This is why earthquakes occasionally happen so far from the main area of seismic and volcanic activity on the Island of Hawaii.

There have been two examples of offshore flexural earthquakes in the past weeks. They include an M 3.7 event on January 21st, 2019 which occurred about 240 km east of the Island of Hawaii, and an M 4.6 event on February 7th about 84 km southwest of the island. The January event was too small and distant for anyone to feel. But the February earthquake produced significant shaking and was reported by 115 citizens from Hawaii, Maui, and Oahu, up to 370 km from the epicentre. It was the largest earthquake felt in Hawaii since an M 4.4 on August 9th, 2018.

Flexural earthquakes are sometimes called “mantle earthquakes,” reflecting the fact that they often occur at depths within the Earth’s upper mantle rather than within the crust. Seismic waves travel more efficiently through the mantle compared with the crust. This is one reason why mantle earthquakes can have widespread and sometimes damaging effects, especially as their sizes can exceed the M 6.0 range.

Lithospheric flexure produces earthquakes in Hawaii less frequently than those directly related to active volcanism. Each year, HVO records tens of thousands of earthquakes on and near Big Island’s active volcanoes, compared with only a few hundred offshore flexural events.

Source : HVO.

This article reminds me of what is happening in Iceland where the lithosphere is rebounding because glaciers, due to global warming, lose their mass and exert less pressure on the Earth’s crust. This phenomenon called « isostatic rebound » can cause problems. Thus, the small port of Hofn on the south coast of the island is shallower than before, which, in the long run, may cause problems for some ships to enter the port.
Some geologists believe that this isostatic rebound is likely to favour the rise of magma inside subglacial Icelandic volcanoes. However, there is not enough evidence to say that such a phenomenon has occurred. The last eruptions in Iceland took place in 2010 (Eyjafjajjajökul) and 2014 (Holuhraun).

Schémas montrant les séismes volcaniques et non-volcaniques à Hawaii, ainsi que l’effet de flexion de la Grande Ile sur la lithosphère (Source : USGS / HVO)

Tempêtes, neige, vagues et érosion côtière à Hawaii // Storms, snow, waves and coastal erosion in Hawaii

Les événements extrêmes se sont multipliés à travers le monde au cours des derniers mois. Ce qui se passe actuellement à Hawaii est un bon exemple des conséquences du changement climatique.
Hawaii connaît en ce moment une période de très mauvais temps, avec une puissante tempête hivernale susceptible de produire une accumulation de neige et de glace sur l’Haleakala à Maui, ainsi que sur le Mauna Loa et le Mauna Kea à Big Island. En plus de la neige, les services météorologiques prévoient des conditions très venteuses et des températures exceptionnellement basses. Le National Weather Service a publié un bulletin d’alerte hivernal avec risque d’épisodes de neige, de grésil ou de pluie verglaçante qui poseront des problèmes de déplacement. Les gens doivent s’attendre à des routes glissantes, une visibilité réduite et faire preuve de prudence au volant.
Dans le même temps, la division hawaïenne en charge des State Parks a annoncé que, pour la toute première fois dans l’histoire d’Hawaii, la neige est tombée dans un parc national le samedi 9 février 2019. Le parc national de Polipoli à Maui est recouvert de neige qui n’était jamais tombée à une aussi basse altitude (1860 m) à Polipoli.
Le personnel du Department of Land and Natural Resources (DLNR) évalue les impacts de la tempête hivernale qui s’abat sur Hawaii. Sur la rive nord de l’île d’Oahu, l’érosion côtière et les inondations provoquées par les vagues inquiètent les autorités et la population. L’ampleur de la perte de sable sur les plages exposées au nord n’est pas encore connue mais elle est considérable. Les météorologues avaient raison avec leurs prévisions. Ils avaient prévu un événement sans précédent, avec une combinaison rare, voire jamais observée, de vagues énormes associées à des vents violents. Comme je l’ai déjà écrit, c’est pendant les tempêtes que l’on peut constater les effets du changement climatique sur les océans et l’érosion qu’il provoque sur le littoral.
Le DLNR est particulièrement préoccupé par les effets des vagues sur le littoral dont l’érosion menace les fondations de certaines maisons de la côte nord, déjà victimes d’événements semblables par le passé. La tempête a entraîné la fermeture de nombreux parcs d’État. De nombreux campeurs ont dû partir et plusieurs routes ont été fermées.
À Lahaina (Maui), des bateaux ont rompu leurs amarres et sont allés s’écraser sur des rochers. Des toilettes portables ont également été emportées.
Les équipes sur le terrain évalueront les dégâts causés aux parcs d’État, aux forêts et aux sentiers avant leur réouverture au public.

Source: Presse hawaiienne. .

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Extreme events have been multiplying around the world during the past months. What is currently happening in Hawaii is a good example of the consequences of climate change.

There is a period of very bad weather in Hawaii with a powerful winter storm likely to produce accumulating snow and ice over the Haleakala and Big Island Summits. In addition to snow and ice accumulations, very windy conditions and unusually cold temperatures are expected. The National Weather Service has issued a Winter Weather Advisory which means that periods of snow, sleet or freezing rain will cause travel difficulties. People should be prepared for slippery roads and limited visibilities and use caution while driving.

Meantime, the Hawaiian Division of State Parks reports that for perhaps the first time ever, snow fell in a Hawai‘i State Park on Saturday, February 9th, 2019. Polipoli State Park on Maui is blanketed with snow. It could also be the lowest elevation snow ever recorded in the state. Polipoli is 1860 metres above sea level.

Personnel from numerous DLNR Divisions continue monitoring the impacts of the major winter storm bearing down on Hawaii. On Oahu’s north shore, there is particular concern about coastal erosion and wave inundation. The conditions are impressive and extremely dangerous. The extent of sand loss on north-facing beaches is not known yet but is considerable. Weather forecasters were right with their predictions. They predicted an unprecedented event, with a rare, if ever seen, combination of record high on-shore waves, coupled with gale force winds. As I put it before, it is during the storms that we can see the effects of climate change on the oceans and the erosion it causes on the coastline.

DLNR is particularly concerned about the possible impacts of wave inundation and shoreline retreat undercutting the foundations of some north shore homes, already under siege from previous coastal events. The storm has forced the closure of numerous state parks across the state. Many campers had to leave and several roads were closed.

There are reports in Lahaina (Maui) of boats breaking free from their moorings and ending up on rocks. Portable toilets were also blown away.

Field crews will be assessing damage to state parks, forests, and trails, prior to reopening them.

Source: Hawaiian newspapers.

Neige sur le Mauna Loa (Photos: C. Grandpey)

Mauna Kea, la montagne sacrée des Hawaiiens // Mauna Kea, the Hawaiians’ sacred mountain

Le Bureau de gestion du Mauna Kea (OMKM) n’a pas du tout apprécié une récente vidéo mise en ligne sur les réseaux sociaux et montrant trois personnes faisant du ski et du snowboard sur le Pu’u Poli’ahu, un cône volcanique du Mauna Kea. Le Pu’u Poli’ahu n’est pas seulement le point culminant du volcan ; il est également considéré comme sacré par les Hawaïens de souche. La zone où les skieurs ont agi est située sur des terres gérées par l’Université d’Hawaï.
L’OMKM a déclaré que ce comportement était irrespectueux des autochtones hawaïens et de tous ceux qui considèrent la montagne comme sacrée. En 2001, la circulation des véhicules avait été interdite sur le Pu’u Poli’ahu car il s’agissait d’un site sacré.
L’OMKM a déclaré que les skieurs n’avaient jamais demandé un permis de filmer qui est obligatoire et, de toute façon, l’autorisation n’aurait jamais été accordée pour de telles activités. Au-delà du manque de respect culturel et du fait qu’il n’y avait pas de neige sur la montagne au moment de l’incident, les individus ont également abîmé une formation géologique et  peut-être endommagé l’habitat du Wekiu – Nysius wekiuicola – une espèce d’insectes de l’ordre des hémiptères, endémique sur la Grande Ile d’Hawaï. Le wekiu, découvert pour la première fois en 1979, ne se trouve que sur le sommet du Mauna Kea.
L’OMKM demande aux visiteurs de respecter la montagne et de ne pas sortir des sentiers balisés. L’incident s’est produit sur le versant sud du Pu’u Poli’ahu, à l’abri des regards des rangers. Malheureusement, l’Université d’Hawaï n’a actuellement pas le pouvoir de verbaliser, mais cela devrait changer avec l’arrivée d’une nouvelle législation administrative pour les activités publiques et commerciales. Cette nouvelle réglementation donnera à l’Université d’Hawaii le pouvoir de gérer directement un tel incident. Par exemple, il sera formellement interdit d’endommager ou perturber tout élément naturel, qu’il soit géologique ou paléontologique, historique ou préhistorique. Les contrevenants seront passibles d’expulsion immédiate, d’amendes, et devront payer les réparations des dégâts occasionnés par leur comportement. À l’heure actuelle, aucun de ces recours n’existe depuis que l’État d’Hawaii a retiré ces terres du Forest Reserve System en 1968.
Suite au dernier incident impliquant des skieurs sur le Mauna Kea, le Bureau des affaires hawaïennes (OHA) a publié la déclaration suivante:
« En 2017, l’OHA a poursuivi l’État et l’Université de Hawaii (UH) en justice pour leur incapacité à gérer de manière adéquate le Mauna Kea et ses ressources naturelles et culturelles, comme la loi le leur demandait. Les faits présentés dans la vidéo ne sont qu’un nouvel exemple de l’incapacité de l’État à empêcher des comportements irrespectueux dans le paysage culturel sacré de la montagne. Il est temps que l’État et UH soient tenus pour responsables de leur mauvaise gestion du Mauna Kea, qui est prouvée depuis longtemps. »
Source: Big Island Now.

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The Office of Mauna Kea Management (OMKM) was very disturbed by a recent social media video that shows three individuals skiing and snowboarding on Pu’u Poli’ahu, a volcanic cone on Mauna Kea, that is not only the highest point on the mountain, but is also considered sacred to Native Hawaiians. The area lies on University of Hawaii managed lands.

OMKM said this behaviour was disrespectful to Native Hawaiians and to everyone who considers the mountain sacred. In 2001, vehicular access traffic was forbidden on Pu’u Poli’ahu because it is a sacred site.

OMKM said the skiers and snowboarders never applied for a required film permit and that permission would have never been granted for such activities. Beyond the cultural disrespect and because there was no snow on the mountain at the time of the incident, the individuals also defaced and scarred a geological formation and may have damaged the Wekiu bug habitat. The wekiu bug – Nysius wekiuicola – first discovered in 1979, can only be found on the summit of Mauna Kea.

OMKM urges everyone to treat the mountain with respect and not to hike off of designated trails. This incident happened on the south side of Pu’u Poli’ahu, hidden from the view of the rangers on duty. Unfortunately, the University of Hawaii is currently without authority to issue fines, but that is expected to change with the formulation of new administrative rules for public and commercial activities. The new rules would provide the University with the authority to directly address this incident. For instance, damaging or disturbing any natural feature, resource, geological, paleontological features and/or historic or prehistoric property or remains would be prohibited. Violators would be subject to immediate expulsion, administrative fines and a monetary assessment to recover the cost of restoration. Currently, none of these remedies exist since the state removed these lands from Forest Reserve System in 1968.

Following the last incident on Mauna Kea, the Office of Hawaiian Affairs(OHA) released the following statement:

In 2017, OHA sued the state and University of Hawaii (UH) for their decades-long failure to meet their legal duties to adequately manage Mauna Kea and its natural and cultural resources. The actions captured in the video are just another example of the state’s inability to prevent disrespectful behaviour on the mountain’s sacred cultural landscape. It is time for the state and UH to be held accountable for their longstanding and well-documented mismanagement of Mauna Kea.

Source: Big Island Now.

Cônes adventifs du Mauna Kea

La neige ne reste jamais très longtemps au sommet du Mauna Kea

(Photos: C. Grandpey)

Hawaii: La nostalgie de l’éruption du Pu’uO’o // Nostalgia of the Pu’uO’o eruption

Bien que la lave ait cessé de couler il y a plusieurs mois, certains scientifiques à l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) se demandent encore si la dernière éruption du Kilauea est réellement terminée! Il est vrai qu’ils se sont trompés dans leur pronostic et avaient annoncé une éruption beaucoup plus longue. Il est toujours difficile d’admettre qu’on a eu tort !
Le 3 janvier 2018 a marqué le 35ème anniversaire du début de l’éruption du Pu’uO’o. Au cours des trois dernières décennies, la lave est apparue presque continuellement le long de la Middle East Rift Zone. Des petites pauses dans l’activité de surface se sont produites principalement entre les épisodes de fontaines de lave de 1983 à 1986, puis au cours de certains épisodes pendant lesquels sont apparues des fractures secondaires, des intrusions ou des effondrements partiels du plancher du cratère.
Compte tenu de la longévité de l’éruption du Pu’uO’o, les gens s’étaient habitués à voir la lave qui a attiré des millions de touristes du monde entier. L’éruption a été quasiment ininterrompue. Le mot quasiment est important  car on a tout de même observé une centaine de brèves pauses d’activité tout au long des 35 années de l’événement ; la plupart ont duré quelques heures à quelques jours. Les six pauses les plus longues ont duré chacune un à deux mois et toutes se sont produites entre des épisodes de fontaines de lave au cours des deux premières années.
Les archives de l’éruption du Pu’uO’o montrent que des pauses relativement longues sont apparues au cours des épisodes 3 et 4 (65 jours), des épisodes 32 et 33 (52 jours), des épisodes 12 et 13 (50 jours), des épisodes 39 et 40 (49 jours), des épisodes 25 et 26 (43 jours) et les épisodes 31 et 32 ​​(38 jours).
Après les épisodes de fontaines de lave, on a observé plusieurs pauses dans l’éruption du Pu’uO’o, d’une durée d’une semaine à un mois. Ainsi, il y a eu une pause de 10 jours en février 1992 au moment la fermeture du conduit d’alimentation du Kupaianaha, ce qui a mis fin à l’épisode 48. Un an plus tard, il y eu une pause de huit jours en février 1993 après qu’une intrusion en amont de la zone de rift ait provoqué un effondrement du cratère du Pu’uO’o. En février 1996, une pause de neuf jours est survenue après une augmentation des émissions de lave.

La plus longue interruption après un épisode de fontaines de lave a duré 24 jours après l’épisode 54 dans le Napau Crater en février 1997. En septembre 1999, une pause de 11 jours a été observée pendant l’épisode 55, après l’effondrement partiel du plancher du cratère du Pu’uO’o. .
Plus récemment, il y a eu deux pauses en 2011: une pause de 18 jours après l’éruption fissurale de Kamoamoa en mars et une pause de six jours après l’épisode 60 sur le flanc ouest du Pu’uO’o en août.
Le 30 avril 2018, la situation a totalement changé. Avec l’effondrement spectaculaire du Pu’uO’o, la lave a totalement disparu du site pendant le reste de l’année 2018. Le 30 décembre a marqué sept mois d’absence d’activité sur le Pu’uO’o et cette date revêt une importance particulière. En effet, la.Smithsonian Institution considère qu’une phase d’activité est terminée si le volcan ne s’est pas manifesté à nouveau au bout de  90 jours. Aujourd’hui, après une interruption de 7 mois, il est extrêmement improbable que la lave réapparaisse sur le Pu’uO’o. Compte tenu du critère proposé par la Smithsonian Institution, l’éruption du Pu’uO’o peut être considérée comme définitivement terminée. Le 36ème anniversaire de l’éruption le 3 janvier 2019 n’aura donc jamais été célébré !
Cela ne signifie pas que le Kilauea est définitivement éteint. De nouvelles éruptions ont commencé ailleurs sur le volcan après des mois, voire des décennies, de calme. Le magma est toujours présent sous le volcan, comme le prouvent les déformations observées le long de la Middle East Rift Zone. Il ne faudrait pas oublier que le Kilauea est un volcan actif qui entrera de nouveau en éruption à plus ou moins longue échéance.
Source: HVO.
Comme je l’ai déjà écrit, les scientifiques en poste à l’Observatoire du Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) devraient se demander si les éruptions à répétition du volcan font partie du même processus éruptif ou si elles doivent être considérées comme différents épisodes d’activité. Après tout, si l’on associe certaines éruptions du Piton de la Fournaise en fonction des critères de la Smithsonian Institution, elles pourraient avoir duré beaucoup plus longtemps!

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Although lava stopped flowing several months ago, some people at the Hawaiian Volcanoes Observatory (HVO) are still wondering whether the last Kilauea eruption is over !

January 3rd, 2018 marked the 35th anniversary of Pu’uO’o. For the past three and a half decades, lava had erupted almost continuously from the middle East Rift Zone (ERZ). Minor pauses in surface activity mostly occurred between the fountaining episodes in 1983 – 1986, and subsequently during a few episodes marked by subsidiary fissures, intrusions, or partial crater floor collapses.

Given the longevity of the Pu’uO’o eruption, people had been accustomed to having nearly-uninterrupted access to lava., which attracted millions of tourists around the globe. The eruption was “nearly-uninterrupted” because there were over one hundred brief pauses in surface activity throughout the 35-year-long event, most lasting hours to a couple days. The six longest pauses during the Pu’uO’o activity were each one to two-months-long, and all occurred between fountaining episodes in the first two years.

Specifically, long pauses between fountains occurred during episodes 3 and 4 (65 days), episodes 32 and 33 (52 days), episodes 12 and 13 (50 days), episodes 39 and 40 (49 days), episodes 25 and 26 (43 days), and episodes 31 and 32 (38 days).

After the fountaining episodes, there were several Pu’uO’o eruption pauses lasting between one week and one month. Specifically, there was a 10 day pause in February 1992 after the Kupaianaha vent shut down, ending episodes 48. A year later there was an eight-day pause in February of 1993 after an uprift intrusion caused the Pu’uO’o crater floor to collapse. A nine-day pause in February 1996 occurred after an observed surge in effusion rate.

The longest eruption hiatus after the fountaining phase lasted 24 days following the episode 54 fissure in Napau Crater in February 1997. In September 1999, there was an 11-day pause during episode 55 after a partial collapse of the Pu’uO’o crater floor.

Most recently, there were two pauses in 2011: an 18-day pause after the March Kamoamoa fissure, and a six-day pause after the episode 60 west flank break out in August.

However, on April 30th, 2018, everything changed. The catastrophic collapse of Pu’uO’o left the iconic eruption site and the surrounding lava flow fields devoid of lava through the rest of 2018. December 30th marked the seven-month anniversary of no surface activity at Pu’uO’o and is effectively a concluding milestone for this long-lived event.

The Smithsonian Institution classifies the end of continuous volcanic activity based on an absence of eruptive activity over a 90-day period. Statistically, after a 7-month gap in activity, it is extremely unlikely that lava will resume activity within Pu’uO’o. Given the Smithsonian Institution criterion, the Pu’uO’o eruption could be considered over.  The 36th anniversary of continuous eruption, on January 3rd, 2019, cannot be celebrated.

This does not mean Kilauea Volcano is dead. New eruptions have previously begun elsewhere on Kilauea after months to decades of quiet. Magma is being supplied to the volcano, and  deformation data shows evidence for movement of molten rock through the magmatic system, refilling the middle ERZ. It is important to note that Kilauea is still an active volcano that will erupt in the future.

Source : HVO.

As I put it before, scientists at the Observatory of Piton de la Fournaise (Reunion Island) should wonder whether the repeated eruptions of the volcano are part of the same eruptive process or due to different episodes of activity. After all, if we connect the different eruptions of Piton de la Fournaise using the Smithsonian Institution approach, some eruptions might be considered much longer!

Avec les explosions, les lacs et coulées de lave, la dernière éruption du Pu’uO’o a offert un très beau spectacle (Photos: C. Grandpey)