Catégorie : Kilauea

Localisation des coulées de lave pahoehoe sur le Kilauea (Hawaii) // Locating pahoehoe lava flows on Kilauea Volcano (Hawaii)

Les coulées de lave pahoehoe constituent l’un des spectacles les plus populaires sur les volcans de type hawaïen, que ce soit sur la Grande Ile d’Hawaii ou sur l’Ile de la Réunion, par exemple. Lorsqu’elles sont accessibles, ces coulées avec leurs magnifiques cordages attirent des milliers de touristes chaque année. Cependant, à côté de leur aspect esthétique, les coulées de lave pahoehoe représentent un réel danger pour les zones habitées. Elles ont détruit une grande partie du village de Kalapana, recouvert la plus grande partie de la subdivision des Jardins Royaux et ont récemment menacé la bourgade de Pahoa.
Le problème avec les coulées pahoehoe, c’est que leur trajet est difficile à suivre et à prévoir, en grande partie en raison de leur comportement en fonction de la configuration du terrain. Lorsque la surface d’un épanchement pahoehoe se refroidit, des tunnels de lave peuvent se former et conduire la lave sous la surface d’écoulement. Cette lave peut alors émerger au niveau du front de la coulée active, ou sous forme de coulées éphémères qui s’échappent du réseau de tunnels. Ces émissions sporadiques peuvent se produire dans de nombreuses zones différentes le long d’une coulée à un moment donné et sont souvent dispersées sur des zones couvrant plusieurs kilomètres sur les flancs du Kilauea. La dispersion de ces sorties de lave éphémères rend difficile la surveillance des coulées pahoehoe. À certains égards, leur contrôle est souvent beaucoup plus difficile que celui des coulées a’a qui s’épandent souvent en un seul chenal de lave bien défini.
Jusqu’à récemment, les géologues de l’Observatoire des Volcans d’Hawaï (HVO) étaient dans l’incapacité de cartographier de manière fiable les bordures des coulées pahoehoe. Leur progression et élargissement donnaient une image de l’évolution du comportement de la lave, mais il était difficile de déterminer exactement l’emplacement de toutes les coulées éphémères à la surface de la coulée principale. En effet, ces émissions de lave ponctuelles se situent généralement bien à l’écart du front et des bordures des coulées. Parfois, elles avancent en direction de la bordure de coulée et entraînent la coulée principale dans une nouvelle direction.
Ces dernières années, les géologues du HVO ont développé une nouvelle technique pour cartographier l’activité sur l’ensemble de la surface d’une coulée pahoehoe. Au cours des survols en hélicoptère, ils utilisent désormais une caméra thermique portative pour recueillir une série d’images qui se chevauchent sur toute la longueur de la coulée de lave, depuis la source jusqu’à l’entrée dans l’océan. Ils utilisent ensuite un logiciel informatique pour assembler les images individuelles en une grande mosaïque. Ce type de logiciel utilise les images qui se chevauchent pour calculer la position 3D exacte de chaque pixel de l’image à la surface de la Terre. Les géologues insèrent quelques coordonnées connues dans la mosaïque d’images, comme des « points de contrôle au sol » (waypoints), qui permettent d’obtenir une «géo référence» de la mosaïque et sa position exacte à la surface de la Terre.
Cette mosaïque d’images thermiques est en soi une carte thermique de la surface de la coulée et elle révèle l’emplacement exact de toutes les émissions de lave actives à la surface de la coulée. La carte fournit ainsi une image très précise de l’activité de surface, ce qui permet aux géologues du HVO de mieux anticiper la progression de la lave. Un autre avantage est que les scientifiques peuvent cartographier avec précision la trajectoire du tunnel de lave principal qui présente une ligne de température plus élevée à la surface.
Ce logiciel montre avec quelle rapidité évolue la technologie. Il montre également comment de nouvelles techniques peuvent améliorer la capacité de surveillance des volcans hawaïens.
Source: USGS / HVO.
En ce qui me concerne, j’ai étudié le processus de refroidissement de la lave pahoehoe sur le Kilauea, en collaboration avec le HVO et le Parc National. Un résumé de ce travail se trouve sous le titre de ce blog.

————————————–

Pahoehoe lava flows are a common and spectacular feature on Hawaiian volcanoes. When they are accessible, they attract thousands of tourists every year. However, together with their aesthetic aspect, pahoehoe lava flows are a serious hazard to residential areas. They destroyed much of the town of Kalapana, buried most of the Royal Gardens subdivision, and most recently threatened the town of Pahoa.

A challenge with pahoehoe flows is that they are difficult to track and forecast, in large part owing to how they spread out on the ground. As the surface of a pahoehoe lava flow cools, lava tubes can develop and transport lava beneath the flow surface. This lava emerges at the active flow front, and on the flow surface in “breakouts” from the tube system. These lava breakouts can occur in many different areas along the length of a flow at any given time and are often scattered over areas spanning kilometres on Kilauea volcano. The scattered nature of breakouts is the main challenge for monitoring and forecasting pahoehoe flows. In some ways, monitoring pahoehoe flows can be much more difficult than monitoring aa flows, which are often focused in a single, well-defined lava channel.

Until recently, geologists at the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) could only effectively map the margins of a pahoehoe flow. The advance and expansion of the flow margins provided a picture of evolving behaviour at the edge of the flow, but it was difficult to map out exactly where all the breakouts on the flow surface were located. Indeed, these breakouts are commonly positioned well away from the flow front and margins. Sometimes they advance to reach the flow margins, and drive the flow in a new direction.

Over the past few years, HVO geologists developed a new technique to map activity across the entire surface of a pahoehoe flow. During their routine helicopter overflights, they use a handheld thermal camera to collect a series of overlapping, oblique images along the entire length of the lava flow, from the vent to the ocean entry. They then use a computer software to stitch the individual images into a large mosaic. This type of software uses the overlapping images to calculate the exact 3-D position of each image pixel on the surface of the Earth. Geologists insert a handful of known coordinates in the image mosaic as “ground control” points, which provide “georeference” for the mosaic and orients it to its correct position on the Earth’s surface.

This mosaic of thermal images is basically a thermal map of the lava flow surface, and reveals the exact location of all the active surface breakouts. The map provides a highly accurate picture of surface activity, improving HVO’s ability to anticipate where lava might advance. The added benefit is that geologiqts can precisely map the path of the main lava tube, which produces a subtle line of warm temperatures on the surface.

This software is another example of how rapidly technology is changing. It also shows how new techniques can improve the ability to monitor Hawaiian volcanoes.

Source : USGS / HVO.

As far as I am concerned, I studied the cooling process of paehoe lava flows on Kilauea volcano, in collaboration with HVO and the national Park. An abstract of this study can be found under the title of this blog.

Carte physique et image thermique des coulées de lave du Kilauea le 12 octobre 2017 (Source : HVO).

Coulées éphémères sur le Kilauea (Photos: C. Grandpey)

Belle vidéo du cratère de l’Halema’uma’u (Hawaii) // Great video of Halema’uma’u Crater (Hawaii)

En mars 2008, une nouvelle bouche éruptive s’est ouverte dans le cratère de Halema’uma’u au sommet du Kilauea à Hawaii.
En raison des risques volcaniques, la zone autour de l’Halema’uma’u a été fermée au public au début de l’année 2008 et elle est toujours interdite d’accès aujourd’hui. L’éruption sommitale peut toutefois être observée en toute sécurité depuis le rebord du cratère du Kilauea et, en particulier, depuis la terrasse du Jaggar Museum.
L’USGS a réalisé un documentaire, «Kilauea Summit Eruption-Lava Returns to Halema’uma’u.» Il est en anglais, raconte l’histoire de l’éruption et montre des images du lac de lave. Cette nouvelle vidéo de 24 minutes peut être vue en cliquant sur ce lien:

https://youtu.be/gNoJv5Vkumk

La vidéo commence par une mélopée avec l’ Halema’uma’u pour thème. Elle reflète les liens qui existent encore aujourd’hui entre la science et la culture hawaiienne sur le Kilauea.
Le documentaire raconte ensuite l’histoire éruptive de Halema’uma’u et décrit la formation et l’évolution permanente de la bouche éruptive et du lac de lave.
Six scientifiques de l’USGS-HVO partagent leurs idées sur l’éruption sommitale. Les sujets abordés comprennent la surveillance du lac de lave, comment et pourquoi son niveau monte et descend, pourquoi des événements explosifs se produisent, le lien entre le sommet du volcan et les éruptions de l’East Rift Zone, ainsi que les impacts de l’éruption sommitale sur l’île d’Hawaï et au-delà.
L’éruption sommitale du Kilauea atteindra sa dixième année en mars 2018. Il s’agit du lac de lave qui a persisté le plus longtemps depuis 1924, et rien n’indique que son activité ralentisse !
Source: USGS / HVO.

—————————————-

In March 2008, a new volcanic vent opened within Halema‘uma’u Crater at the summit of Kilauea Volcano in Hawaii.

Due to volcanic hazards, the area around Halema’uma’u was closed to the public in early 2008 and remains closed today. The summit eruption can, however, be safely viewed from vantage points on the rim of Kilauea Crater, such as the terrace of the Jaggar Museum.

The USGS has produced a documentary, “Kilauea Summit Eruption–Lava Returns to Halema’uma’u,” to tell the story of the eruption, and to share imagery of the lava lake. This new 24-minute video can be seen by clicking on this link :

https://youtu.be/gNoJv5Vkumk

The video begins with a chant about Halema’uma’u. It reflects the connections between science and culture that continue on Kilauea today.

The documentary then recounts the eruptive history of Halema’uma’u and describes the formation and continued growth of the vent and lava lake.

As the story unfolds, six USGS-HVO scientists share their insights on the summit eruption. Topics include how they monitor Kilauea’s summit lava lake, how and why the lake level rises and falls, why explosive events occur, the connection between the volcano’s ongoing summit and East Rift Zone eruptions, and the impacts of the summit eruption on the Island of Hawaii and beyond.

Kilauea Volcano’s summit eruption will reach its 10th anniversary in March 2018. Even now, it is the longest-lasting summit lava lake since 1924, and there are no signs that it is slowing down.

Source : USGS / HVO.

Cratère de l’Halema’uma’u vu au crépuscule depuis la terrasse du Jaggar Museum (Photo: C. Grandpey)

Le Mauna Loa (Hawaii) confirme que nous ne savons pas prévoir une éruption volcanique // Mauna Loa (Hawaii) confirms that we cannot predict a volcanic eruption

Aujourd’hui, bien que les volcans soient dotés de toutes sortes d’instruments (sismomètres, tiltmètres, etc.), bien que des équipements de très haute technologie – en particulier à bord des satellites – soient mis à la disposition des observatoires,  nous ne sommes toujours pas en mesure de prévoir les éruptions volcaniques. Un article récent publié par les scientifiques de l’USGS sur le volcan Mauna Loa à Hawaï confirme cette affirmation.

Le 17 septembre 2015, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) a fait passer le niveau d’alerte du Mauna Loa de « Normal » à « Advisory » et l’alerte aérienne à la couleur Jaune. Deux ans plus tard, le volcan conserve ces niveaux d’alerte. Que se passe-t-il sur le Mauna Loa ? La situation risque-t-elle d’évoluer? Les habitants peuvent-ils vivre tranquillement ou rester vigilants? Bien malin celui qui pourrait répondre à ces questions !
La hausse du niveau d’alerte en 2015 a été justifiée par plus d’un an d’inflation, signe que le magma remplissait lentement le réservoir peu profond sous le sommet du volcan et sous la partie supérieure du Rift Sud-Ouest. Il s’agissait d’un comportement inhabituel du volcan après plusieurs années de calme plat. Dans le même temps, le nombre de séismes superficiels sous le volcan était en hausse, reflétant les contraintes qui apparaissent lorsque le volcan se met en pression.
Depuis cette époque, l’inflation et la sismicité ont alterné hausse et baisse, mais sont restées au-dessus du niveau normal sur le long terme. En outre, des séismes mineurs (moins de M3) sous le Mauna Loa ont été détectés en plus grand nombre qu’avant l’éruption de 1984.
De 2013 à 2015, les séismes superficiels se sont concentrés dans des endroits identiques à ceux qui ont précédé les deux éruptions du Mauna Loa en 1975 et 1984. Toutefois, la libération d’énergie est restée relativement faible par rapport aux éruptions de ces deux années. Cette faible libération d’énergie était une indication qu’une éruption n’allait pas se produire avant plusieurs mois, voire plusieurs années.
Aujourd’hui, l’énergie libérée par les séismes depuis 2013 correspond grosso modo aux quantités d’énergie libérées avant 1975 et avant 1984. Cela signifie-t-il qu’une éruption peut se produire dans les semaines ou les mois à venir? Probablement pas.
Si le Mauna Loa suit la même évolution qu’en 1975 et 1984 avant que le volcan entre en éruption, le HVO enregistrera un grand nombre de petits séismes sous le sommet pendant une période de plusieurs mois. Les scientifiques s’attendront à observer au moins une heure, ou des heures de tremor, signe ultime que le magma est en ascension vers la surface. Mais est-il certain que Mauna Loa suivra le même processus qu’en 1975 et 1984? On ne le sait pas.
On ne peut exclure la possibilité d’une éruption qui démarrerait plus rapidement qu’en 1975 et 1984. Il se pourrait aussi que l’activité observée actuellement cesse progressivement sans que le volcan entre en éruption, comme cela s’est produit en 2002 et 2004. Le HVO doit donc continuer à vivre dans l’incertitude quant à la date et au déroulement de la prochaine éruption du Mauna Loa. En attendant, l’Observatoire surveille attentivement le volcan et travaille avec les agences partenaires et les autorités locales pour se préparer à une prochaine éruption.
Depuis 1984, le HVO a mis à niveau et ajouté des instruments de surveillance, avec de nouveaux systèmes d’alarme pour informer rapidement le personnel de l’observatoire des changements qui pourraient indiquer qu’une éruption du Mauna Loa est imminente ou en cours.
S’agissant de la question, «Les habitants doivent-ils vivre tranquillement ou doivent-ils rester vigilants?» La réponse est «Soyez prêts». Il leur faut prévoir un plan d’urgence pour la famille et des fournitures d’urgence. Il faut que les gens sachent dans quelle zone du Mauna Loa ils habitent et se plient aux instructions concernant ladite zone.
Source: USGS / HVO.

———————————————

Today, even though volcanoes are well equipped with all kinds of instruments (seismometers, tiltmeters, and so on), even though we can now use high technology – especially on board satellites – we still are not able to predict volcanic eruptions. A recent article released by USGS scientists about Mauna Loa volcano in Hawaii confirms my affirmation.

On September 17th, 2015, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) upgraded the volcano alert level for Mauna Loa from Normal to Advisory and the Aviation Colour Code from Green to Yellow. Two years later, the volcano remains at Advisory/Yellow. What’s up with Mauna Loa, and is any change in sight? Should residents relax or stay vigilant?

The 2015 alert level upgrade followed more than a year of inflation as magma slowly filled shallow reservoirs beneath the summit and upper Southwest Rift Zone. This was new behaviour for the volcano following several years of no new magma input into the shallow plumbing system. At the same time, the rate of shallow, small earthquakes beneath the volcano was elevated, reflecting stresses that built as the volcano became pressurized.

Since then, rates of inflation and seismicity have waxed and waned, but have remained above the long-term background levels. In addition, more small magnitude (less than M3) earthquakes beneath Mauna Loa have been detected than at any time since the previous eruption in 1984.

From 2013 to 2015, shallow earthquakes clustered in locations similar to those that preceded Mauna Loa’s two most recent eruptions in 1975 and 1984. But, the cumulative energy release remained relatively low compared to the years before the 1975 and 1984 eruptions. That low energy release was one indication that an eruption was at least many months to years away.

But today, the cumulative energy release of earthquakes since 2013 has essentially matched the pre-1975 and pre-1984 energy releases. Does this mean an eruption could occur within weeks to months? Not likely.

If Mauna Loa follows the “script” of 1975 and 1984, before the volcano ramps up to an eruption, HVO would expect to see lots of small earthquakes occurring frequently beneath the summit over a period of months. Scientists would also expect at least an hour, or hours, of tremor as a final warning that magma is on its way to the surface. How certain is it that Mauna Loa will follow the script of 1975 and 1984? That’s the unknown.

We cannot discount the possibility that Mauna Loa will move from current conditions to eruption more quickly than it did in 1975 and 1984. It also remains possible that the current unrest will gradually cease without the volcano erupting, as it did during periods of unrest in 2002 and 2004. And so, we must continue to live with uncertainty about the timing and details of Mauna Loa’s next eruption. In the meantime, HVO is closely monitoring the volcano and working with partner agencies and communities to prepare for a future eruption response.

Since 1984, HVO has upgraded and added monitoring instrumentation, developing alarm systems to rapidly notify the staff of changes that might indicate that a Mauna Loa eruption is imminent or in progress.

Getting back to the question, “should residents relax or stay vigilant?” The answer is, “be prepared.” Develop a family emergency plan and review emergency supplies. Know where you live and work with respect to Mauna Loa hazard zones.

Source : USGS / HVO.

Le Mauna Loa vu depuis le Ka’u Desert

Coulées de lave sur le versant sud-ouest du Mauna Loa

Système d’alerte sur le Mauna Loa

(Photos: C. Grandpey)

 

Belle photo de l’Overlook Crater (Kilauea / Hawaii) // Great photo of the Overlook Crater (Hawaii)

Le HVO a mis en ligne le 13 septembre une photo très intéressante de l’Overlook Crater, la bouche active avec un lac de lave dans le vaste cratère de l’Halema’uma’u. L’image montre la paroi ouest de l’Overlook Crater. Au bas du cliché, on peut voir la croûte mince du lac de lave avec les projections habituelles de spattering à sa surface. Juste au-dessus de la surface du lac, un anneau noir de quelques mètres de hauteur révèle un récent niveau du lac dont la surface varie selon les épisodes d’inflation et de déflation du Kilauea. Au-dessus de la zone noire, une épaisse couche de roche rouge, blanche et jaune apparaît dans la paroi du cratère. Ces couleurs sont dues à l’oxydation et à l’altération de la lave ancienne qui a envahi l’Halema’uma’u dans les années 1960 et 1970. Au-dessus des roches colorées, on peut voir une zone de 8 mètres d’épaisseur faite de couches de roches plus sombres laissées par le débordement de lave d’avril et mai 2015. La partie sommitale de la paroi est constituée par le plancher plat de Halema’uma’u qui est recouvert d’une couche de cheveux de Pele.
La photo a été prise par les géologues du HVO, les seules personnes autorisées à s’approcher de l’Overlook Crater. La zone est interdite au public quel qu’il soit, qu’il s’agisse de personnes individuelles ou d’agences de voyage, car les parois du cratère s’effondrent parfois dans le lac de lave, générant des explosions violentes qui envoient des matériaux incandescents au-delà de la lèvre de la bouche active.
Source: HVO.

—————————————

HVO posted on September 13th a very interesting photo of the Over look Crater, the active vent with a lava lake within Halema’uma’u. The image shows the western wall of the Overlook Crater. One can see the thin crust of the lava lake with the usual spattering at its surface. Just above the lake surface, a black ring extends up the wall several meters, revealing a recent high stand of the lake whose surface varies according to the inflation and deflation events on Kilauea. Above the black zone, a thick span of red, white and yellow rock is exposed in the crater wall. The colours are due to oxidation and alteration of older lava that filled Halema‘uma‘u in the 1960s and 1970s. Above the colourful rocks is an 8-metre-thick section of darker rock layers, which were formed by lava overflowing the Overlook Crater rim in April and May 2015. The top of the photo shows the flat floor of Halema‘uma‘u, blanketed in a continuous layer of Pele’s hair.

The photo was taken by HVO geologists, the only persons allowed to stand close to the Overlook Crater. The area is closed to the public whatever it is – individual people or travel agencies – as parts of the walls sometimes collapse in the lava lake, generating violent explosions that send hot material beyond the vent’s rim.

Source: HVO.

Paroi ouest de l’Overlook Crater le 13 septembre 2017 (Crédit photo: HVO)

Violente explosion dans l’Overlook Crater le 3 mai 2015 (Crédit photo : HVO)