Catégorie : Kilauea

Des signaux acoustiques pour détecter le début d’une éruption // Acoustic signals to detect the start of an eruption

La dernière éruption du Mauna Loa sur la Grande Ȋle d’Hawaï a commencé le 27 novembre 2022. Elle a été précédée d’une activité sismique intense environ une demi-heure avant que la lave soit visible sur les caméras de surveillance.

Image des premières heures de l’éruption sur la caméra thermique du HVO

Ces caméras sont essentielles pour contrôler l’activité éruptive mais les vues de l’activité peuvent être entravées par les nuages, le brouillard ou les gaz volcaniques. Il se peut aussi que les caméras ne couvrent pas suffisamment le site de l’éruption. C’est pourquoi l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) et d’autres observatoires dans le monde utilisent d’autres méthodes pour tenter d’identifier l’activité éruptive même si le volcan n’est pas parfaitement visible.
Une de ces méthodes consiste à mesurer les bruits émis par une éruption. Ils s’éloignent progressivement de la source, comme le font les rides sur l’eau quand on y a jeté une pierre.
Les scientifiques installent régulièrement des réseaux de capteurs acoustiques sur les flancs des volcans. Ces capteurs sont capables de mesurer le bruit audible, mais aussi le bruit inaudible dont les fréquences (infrasons) ne sont pas perçues l’oreille humaine. Un traitement informatique de ces données est ensuite mis en oeuvre pour rechercher des signaux provenant d’une direction distincte.
Le HVO surveille les volcans hawaiiens à l’aide de données traitées en temps quasi réel en provenance de réseaux acoustiques qui mesurent les changements de pression autour du Kilauea et du Mauna Loa. Des réseaux de capteurs sont déployés sur le terrain pour permettre aux ordinateurs de rechercher des corrélations dans l’énergie acoustique provenant de centres d’éruption probables.
Le traitement des données permet de comparer toutes les formes d’ondes du réseau et examine la cohérence des ondes dans diverses conditions. Dans les tracés obtenus, les cohérences de forme d’onde sont marquées par des points rouges et orange et les incohérences par des points bleu clair et foncé. Les sons incohérents ressemblent à ceux que l’on peut entendre dans une forêt par une journée de grand vent, tandis qu’un son plus cohérent serait celui émis par une voiture qui klaxonne.
Les signaux acoustiques cohérents ont souvent des caractéristiques qui leur permettent d’être distingués lors du traitement des données. Deux bons indicateurs de cohérence sont la vitesse et la direction des ondes. Par exemple, près de la surface de la Terre, les sons se propagent généralement à des vitesses d’environ 300 à 400 mètres par seconde. Le réseau d’infrasons du HVO se trouve à l’intérieur du Parc national des volcans d’Hawaii et couvre un angle d’environ 300 degrés, tout en étant pointé vers le sommet du Mauna Loa. La détection automatique peut utiliser ces signaux (cohérence, vitesse et direction des ondes) pour permettre aux scientifiques de comprendre rapidement quand une éruption se produit au sommet du Mauna Loa.

La figure D ci-dessus montre qu’une légère activité éruptive a commencé vers 23 h 25. En réalité, l’activité a probablement commencé environ 2 minutes plus tôt, vers 23 h 23, étant donné qu’il faut environ 2 minutes au son pour voyager du sommet du Mauna Loa jusqu’au réseau de capteurs acoustiques.
La figure A montre qu’à 23 h 36, les coulées de lave émises par l’éruption avançaient rapidement à travers la caldeira sommitale du Mauna Loa. L’activité s’est intensifiée fortement vers 23h40.
Cela montre l’intérêt d’utiliser plusieurs lignes d’informations pour évaluer l’activité éruptive.
En plus des méthodes acoustiques, le HVO utilise une panoplie d’instruments, notamment en matière d »imagerie sismique, de déformation, d’analyse des gaz, ainsi qu’un réseau de caméras.
Source : USGS, HVO.

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Mauna Loa’s latest eruption on Hawaii Big Island started on Novembre27th, 2022. It was preceded by intense earthquake activity about half an hour before lava could be seen lava seen on the webcams.

Remote cameras are critical to confirm eruptive activity but, in many cases worldwide, views of the activity can be obscured. Clouds, fog or volcanic gas can block views, or cameras might not cover the eruption site. Hence, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) and other observatories around the globe use other methods to attempt to identify eruption activity even if the volcano cannot be clearly seen.

One way to monitor volcanic activity is to measure the sounds of an eruption. They can rapidly travel away from the eruption vent in the same way a rock thrown into calm water can make ripples that move away from the source.

Scientists routinely install arrays of acoustic sensors on the flanks of volcanoes that can measure the audible and the inaudible noise which have frequencies (infrasounds) that human ears can’t sense. Computer processing is then used to look for signals that come from a distinct direction.

HVO monitors local volcanoes using rapidly processed near real-time data from acoustic arrays that measure pressure changes around Kīlauea and Mauna Loa. The grouped sensor arrays are deployed in the field to allow computers to look for correlations in acoustic energy from likely eruption centers.

The processing compares all waveforms of the array and looks at the coherency of the waves under a range of conditions. In the plots, strong waveform coherency are marked by red and orange dots and incoherent waves are marked by light and dark blue. Incoherent sounds are like those one can hear in the middle of a forest on a windy day and more coherent sound would be from a car honking on the road.

Coherent acoustic signals often have characteristics that allow them to be distinguished by the processing of array data, and two good indicators of coherency come from the wave speed and wave direction across the array. For example, near the surface of the Earth sounds usually travel at speeds of about 300 to 400 meters per second. The Hawaiian Volcano Observatory’s infrasound array is located in Hawai‘i Volcanoes National Park and has a compass direction of about 300 degrees, pointing back to Mauna Loa summit. Automated detection can use these characteristics (coherency, wave speed and direction) to improve the scientists’ ability to rapidly understand when an eruption is occurring at the Mauna Loa summit.

Panel D of the figure above shows that the compass back direction becomes very stable at about 11:25 p.m., which indicates that mild eruptive activity had started. Its timing was probably about 2 minutes earlier, at about 11:23 p.m., given that it takes about 2 minutes for sound to travel from the summit of Mauna Loa to the array of acoustic sensors.

Indeed, panel A of the figure above shows that by 11:36 p.m., lava flows being generated by the new eruption were rapidly expanding across the Mauna Loa summit caldera. The progression and expansion of the lava is followed by a strong intensification of that activity around 11:40 p.m.

This shows the value of using multiple lines of information to evaluate eruptive activity.

In addition to acoustic methods, the Hawaiian Volcano Observatory uses a full range of monitoring methods including seismic, deformation, gas and webcam imagery.

Source : USGS, HVO.

Volcans du monde // Volcanoes of the world

Voici quelques nouvelles de l’activité volcanique dans le monde :

L’activité volcanique est restée relativement stable ces derniers jours. Le seul événement géologique significatif a été le puissant séisme de M 7,2 – ou M 7,4, selon les agences – qui a frappé Taïwan le 3 avril 2024. La cause n’est pas volcanique mais tectonique. Le séisme a été provoqué par le mouvement de grandes plaques tectoniques dans la région. L’île se trouve sur une zone complexe où la plaque philippine plonge sous la plaque eurasienne. Cette d’ailleurs cette subduction qui est responsable du relief montagneux de Taiwan.
À mesure que ces deux plaques glissent l’une contre l’autre, une immense pression s’accumule le long des lignes de faille. Le séisme du 3 avril est attribué au processus de faille inverse dans lequel la plaque dominante – en l’occurrence la plaque eurasienne – est poussée vers le haut contre la plaque philippine en phase de subduction. Ce changement soudain de position déclenche la libération, sous forme d’ondes sismiques, de la pression accumulée et le déclenchement du séisme.
Source : Médias d’information scientifique.

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L’activité reste élevée sur le Poás (Costa Rica). Les émissions de SO2 sont importantes. Les responsables du parc national et la population résidant dans la partie la plus proche du volcan ont signalé des conséquences sanitaires, notamment des maux de tête, des nausées, des saignements de nez et des irritations des yeux, du nez, de la bouche et de la peau. Le 25 mars 2024, une caméra infrarouge a enregistré une température de 302°C au niveau des fumerolles où des flammes bleues étaient visibles.
Le 29 mars, une bouche située dans la partie nord du plancher du cratère s’est complètement asséchée et deux événements explosifs ont été enregistrés ce même jour.
Le 1er avril, les données satellitaires ont montré que les émissions de SO2 atteignaient 714 tonnes, une augmentation significative et la valeur la plus élevée depuis une période d’activité en 2017-2019. Les habitants continuent de signaler des odeurs de SO2 et de petites retombées de cendres.
Source : OVSICORI.

Exemple d’épisode éruptif sur le Poas en avril 2017 (Source: OVSICORI)

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L’éruption débutée le 16 mars 2024 se poursuit tranquillement sur la péninsule de Reykjanes (Islande). Comme je l’ai écrit dans des notes précédentes, l’activité se limite désormais à deux cratères, avec une coulée de lave. Rien n’indique que l’éruption touche à sa fin. La majeure partie de l’activité se déroule dans le plus grand des deux cratères. Une certaine pollution par les gaz est parfois détectée à Grindavík et Hafnir. Le Met Office prévient que les fronts des coulées de lave sont hauts dans certains endroits et que des sorties soudaines de lave ou des effondrements de matériaux peuvent se produire. Des incendies de végétation ont été signalés en bordure du champ de lave.

Le 27 mars 2024, les données satellitaires montraient que le champ de lave couvrait alors une superficie de 5,99 km2 et que le volume de lave émis depuis le début de l’éruption était de 25,7 ± 1,9 millions de mètres cubes. Le débit moyen de lave à la source a été estimé à 7,8 ± 0,7 m3/s, ce qui est très proche de celui observé lors de la première phase de l’éruption dans la Geldingadalir en 2021.

Source : Met Office.

Image webcam de l’éruption le 3 avril 2024

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Une activité éruptive modérée se poursuit sur l’île Fernandina (Galapagos). La lave continue à avancer sur le versant SSE du volcan. Des anomalies thermiques sont détectées quotidiennement sur les images satellite. Les émissions de SO2 atteignaient 158 tonnes le 20 mars, 720 tonnes le 24 mars et 790 tonnes les 25 et 26 mars.
Source : Instituto Geofisico.

Vue du début de l’éruption (Source: Parc National)

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Dans un bulletin émis le 29 mars 2024, l’INGV indique que l’on observe le dégazage habituel des cratères sommitaux de l’Etna (Sicile), notamment la Bocca Nuova et le Cratère Sud-Est. Il n’y a aucun signe significatif d’activité éruptive.
Le tremor volcanique montre une tendance fluctuante, essentiellement dans des valeurs moyennes, avec parfois des valeurs élevées. Ces dernières sont apparues à l’occasion d’un séisme de magnitude M 5,8 dont l’épicentre se trouvait sur la côte grecque, Aucune déformation significative du sol n’est enregistrée.

 

Image webcam de la partie SE de l’Etna le 3 avril 2024

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Dans un rapport spécial, le PHIVOLCS a indiqué que les émissions de SO2 sur le Taal (Philippines) atteignaient 18 638 tonnes par jour le 28 mars 2024, la valeur la plus élevée enregistrée en 2024. La sismicité reste à un niveau normal. Le niveau d’alerte est maintenu à 1 sur une échelle de 0 à 5.

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Sur la Grande île d’Hawaii, toujours pas d’éruption sur le Kilauea et rien n’annonce un regain d’activité. La sismicité est faible sous le sommet et dans la zone du rift sud-ouest. La déformation du sol reste faible elle aussi.
Source : HVO.

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L’activité reste globalement stable sur les autres volcans mentionnés dans les bulletins précédents « Volcans du monde ». .
Ces informations ne sont pas exhaustives. Vous pourrez en obtenir d’autres en lisant le rapport hebdomadaire de la Smithsonian Institution :
https://volcano.si.edu/reports_weekly.cfm

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Here is some news of volcanic activity around the world :

Volcanic activity has been quite stable in the past days. The only significant geological event was the powerful M 7.2 (or M 7.4, according to the agencies) earthquake that struck Taiwan on April 3rd, 2024. The cause was not volcanic but tectonic. The quake was caused by the movement of large tectonic plates. The island sits on a complex zone where the Philippine Sea Plate dives beneath the Eurasian Plate. This subduction is responsible for creating the mountainous island of Taiwan itself.

As these two plates slide against each other, immense pressure builds up along fault lines. The 2024 earthquake is attributed to the reverse faulting process in which the overriding plate (the Eurasian Plate in this case) is thrust upwards against the subducting Philippine Sea Plate. This sudden shift in position triggers the release of the built-up pressure as seismic waves, causing the earthquake.

Source : International scientific news media.

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Activity is still elevated at Poás (Costa Rica). SO2 emissions remain significant. Parque Nacional Volcán Poás officials and residents to the mest of the volcano have reported health impacts from the emissions including headaches, nausea, nose bleeding, and irritations of eyes, nose, mouth, and skin. On March 25th, 2024, an infrared camera recorded a fumarolic vent temperature of 302 degrees Celsius and glowing blue flames were visible.

On March 29th, a vent on the northern part of the crater floor completely dried up and two explosive eruptive events were recorded that same day.

On April 1st, satellite data showed that SO2 emissions reached 714 tons, a significant increase and the highest recorded value since a period of elevated activity during 2017-2019. Residents continue to report SO2 odors and minor ashfall.

Source : OVSICORI.

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The eruption that began on March 16th, 2024 is quietly continuing on the Reykjanes Peninsula (Iceland). As I put it in previous posts, activity is now limited to two craters, with steady lava flow and no immediate signs of the eruption ending. Most of the activity is ongoing in the larger of the two craters. Some gas pollution is sometimes detected in Grindavík and Hafnir. The Met Office warns that the margins of the lava flows are tall in some places and that sudden breakouts of lava or collapses of material are possible. Wildfires have been noted near the margins of the flow field.

Satellite data from 27 March 2024 showed that the lava field covered then an area of 5.99 km2 and the volume of lava since the beginning of the eruption was 25.7 ± 1.9 millioncubic meters. The average extrusive rate of lava from the craters was estimated at 7.8 ± 0.7 m3/s, which is very comparable to the extrusion rate during the first phase of the Geldingadalir eruption in 2021.

Source : Met Office.

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Moderate eruptive activity continues at Fernandina (Galapagos). Lava continues to advance on the volcano’s SSE flank. Daily thermal anomalies are detected in satellite images. SO2 emissions were measured at 158 tons on 20 March, 720 tons on 24 March, and 790 tons during 25-26 March.

Source : Instituto Geofisico.

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In a bulletin issued on March 29th, 2024, INGV indicates that one observes the usual degassing of Mt Etna‘s summit craters (Sicily), in particular Bocca Nuova and the South-East Crater. There are no significant signs of eruptive activity.
The volcanic tremor shows a fluctuating trend, mainly in medium values, with sometimes high values. The latter appeared during an M 5.8 earthquake whose epicenter was on the Greek coast. No significant deformation of the ground has been recorded.

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In a special report, PHIVOLCS noted that SO2 emissions on Taal (Philippines) reached 18,638 tonnes per day on March 28th, the highest value recorded during 2024. Seismicity remains at background levels. The Alert Level remains at 1 on a scale of 0-5.

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On Hawaii Big Island, Kilauea is not erupting and does not seem ready to do so. Low-level seismicity continues beneath the summit and Southwest Rift Zone, while rates of ground deformation remain low.

Source : HVO.

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Activity remains globally stable on other volcanoes mentioned in the previous bulletins « Volcanoes of the world ». .

This information is not exhaustive. You can find more by reading the Smithsonian Institution’s weekly report:

https://volcano.si.edu/reports_weekly.cfm

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Recherche de sources géothermiques en région parisienne

La géothermie est une source d’énergie propre particulièrement intéressante. Elle est utilisée à grande échelle dans des pays comme l’Islande ou la Nouvelle Zélande.

Géothermie en Islande

 Géothermie en Nouvelle Zélande (Photos: C. Grandpey)

 Cette émergie existe dans notre pays mais elle est beaucoup plus localisée. Dans le Cantal, Chaudes-Aigues est un des berceaux de la géothermie. Les eaux chaudes chauffent les habitations et alimentent les thermes depuis le 16ème siècle.

 

La source du Par à Chaudes-Aigues a un débit de 18 m3/heure. L’eau sort à une température de 81 à 82,5°C. C’est la plus chaude de France métropolitaine. (Photo : C. Grandpey)

La géothermie représente un moyen efficace pour se chauffer l’hiver tout en réduisant notre dépendance au gaz ou à l’électricité. Mais cette ressource reste encore peu exploitée en France.

Pour favoriser le développement de nouveaux projets, trois camions vibreurs sillonnent les routes d’Île-de-France pendant la nuit, depuis plusieurs semaines. Leur mission est de cartographier le sous-sol pour identifier les réserves d’eau chaude dans le cadre de l’opération « Geoscan ».

Camio-vibreur en Ile-de-France (Crédit photo: Boris Hallier / Radio France)

Concrètement, le camion s’installe sur sa plaque vibrante et la met en action pendant huit heures. Des vibrations se produisent tous les dix mètres pendant 40 secondes, jusqu’au bout de la nuit.

En un mois, les opérateurs sont en mesure de collecter des données sur plus de 280 km, dans une centaine de communes. Un géophysicien explique que « les vibrations qui sont émises par ce camion vont se propager dans le sous-sol et chaque fois qu’on a un changement de roche, il y a une partie de cette vibration qui va remonter à la surface comme un écho. C’est un peu comme une échographie.» Cet écho est enregistré par les capteurs placés en surface et les données permettent ensuite d’obtenir des images du sous-sol.

Avec cette opération, les géologues espèrent identifier de nouvelles sources géothermiques dans l’ouest et le sud de l’Île-de-France. Elles se trouvent à différentes profondeurs, entre 500 mètres et 3 000 mètres de profondeur pendant la dernière campagne de recherche.

L’enjeu est important à l’heure de la décarbonation et de la souveraineté énergétique. En effet, il est intéressant de tirer le maximum d’énergie d’une nappe d’eau à 1 500 mètres de profondeur, avec une température entre 50 et 65 degrés.

En France, 59 réseaux de chaleur urbains sont alimentés par la géothermie profonde. L’Île-de-France reste la principale région où la géothermie profonde est utilisée avec 54 installations et près d’un million de Franciliens qui en bénéficient. Cela permet d’éviter l’émission de 400 000 tonnes de CO2 par an par rapport à une chaufferie au gaz. L’objectif est maintenant de doubler voire tripler le nombre de projets.

Source : France Info.

Ce n’est pas la première fois que des camions vibreurs sont utilisés à des fins géologiques. Dans une note publiée le 23 avril 2023, j’expliquais qu’à Hawaii, dans le cadre d’un projet d’imagerie du sommet du Kilauea, des ondes sismiques envoyées à travers le sol sont utilisées pour générer des images du sous-sol. Ces minuscules signaux sismiques sont générés par un véhicule, appelé Vibroseis. Des nodes captent les signaux ainsi créés. Le temps mis par les signaux pour les atteindre , ainsi que leur comportement, sont des paramètres importants car les ondes sismiques se déplacent différemment selon que les matériaux qu’elles traversent sont solides ou semi-solides, ou du magma en fusion.

Vous trouverez l’article dans son intégralité en cliquant sur ce lien :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2023/04/23/campagne-dimagerie-au-sommet-du-kilauea-hawaii-imagery-campaign-at-the-summit-of-kilauea-hawaii/

 

Camion-vibreur à Hawaii (Crédit photo: USGS)

Hawaii : calme plat sur le Kilauea et le Mauna Loa // Hawaii : dead calm on Kilauea and Mauna Loa

La situation est très calme à Hawaï ces jours-ci.
Le Kilauea n’est pas en éruption. Le HVO précise qu’en raison du faible niveau de sismicité depuis plusieurs semaines, les mises à jour quotidiennes seront remplacées par des mises à jour hebdomadaires. On a seulement enregistré une quarantaine de séismes sous le sommet au cours de la première semaine de mars 2024, à des profondeurs de 1 à 8 km sous la surface et avec des magnitudes inférieures à M2,0.
La déformation du sol reste faible.
Les émissions de SO2 restent faibles, elles aussi, depuis octobre 2023, avec environ 85 tonnes par jour au 1er mars.
La sismicité dans l’Upper East Rift Zone et dans la zone du Rift Sud-Ouest du Kilauea reste faible. Aucune activité particulière n’a été observée ailleurs le long des zones de rift.

Hormis quelques fumerolles, aucune activité n’est observée sur le Kilauea (Image webcam)

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La sismicité sous le sommet et les flancs supérieurs du Mauna Loa a été relativement faible au cours du mois dernier ; une quarantaine de séismes de faible magnitude (inférieure à M3,0) ont été détectés. Il y a eu très peu de sismicité à une profondeur supérieure à 13 km.
Les données GPS sur le Mauna Loa montrent une légère tendance inflationniste suite à l’éruption de 2022 et le magma commence à remplir à nouveau le réservoir.
Les données sur les gaz et la température n’ont montré aucun changement significatif au cours du mois dernier.
Source : HVO.

Image de l’éruption de 2022 (Crédit photo: USGS)

Le Mauna Loa est également le lieu où sont enregistrées les concentrations de CO2. Elles permettent d’élaborer la courbe de Keeling. Les concentrations ne cessent d’augmenter et atteignent plus de 427 ppm à la mi-mars 2024, avec une hausse record d’environ 8 ppm en seulement un an !
Source : NOAA.

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The situation is very quiet in Hawaii these days.

Kilauea is not erupting. HVO specifies that due to continued low rates of seismicity, daily updates will be replaced by weekly ones. There were only 40 earthquakes recorded beneath the summit over the first week of March 2024, at depths of 1–8 km below the surface, and with magnitudes below M2.0.

Ground deformation remains low.

SO2 emissions have remained low since October 2023, with about 85 tonnes per day on March 1st.

Seismicity in Kilauea’s upper East Rift Zone and Southwest Rift Zone remain low. No unusual activity has been noted anywhere along the rift zones.

Shallow seismicity beneath Mauna Loa‘s summit and upper-elevation flanks has been relatively low over the past month; approximately 42 small-magnitude earthquakes (below M3.0) were detected. There were very few earthquakes deeper than 13 km.

Data from GPS instruments on Mauna Loa, record a small inflationary trend as the volcano recovers from the 2022 eruption, and magma begins to replenish the reservoir system.
Gas and temperature data show no significant changes in the past month.

Source : HVO.

Mauna Loa is also the place where CO2 concentrations are recorded. They allow to work out the Keeling Curve. The concentrations keep rising, reaching more than 427 ppm by mid-March 2024, which means a record increase of about 8 ppm in just one year !

Source : NOAA.