Catégorie : Kilauea

Etude des courants telluriques sur le Kilauea (Hawaii) // Study of telluric currents on Kilauea Volcano (Hawaii)

Un nouvel article « Volcano Watch » du Hawaiian Volcano Observatory (HVO) explique à ses lecteurs comment les scientifiques étudient la conductivité sous le Kilauea. Ce travail permettra d’en savoir plus sur le système d’alimentation magmatique du volcan. Le projet a débuté à l’été 2022 et s’achèvera après avoir couvert l’ensemble du volcan en 2023.
Une étude magnétotellurique consiste à mesurer de minuscules perturbations dans les champs magnétiques et électriques (telluriques) naturels de la Terre afin de savoir dans quelle mesure les roches souterraines conduisent l’électricité.
En 2022, les scientifiques ont collecté des données très pointues sur une quarantaine de sites du Parc national des volcans d’Hawaii. En février 2023, une équipe de géophysiciens du Bureau de l’U.S.G.S. à Denver collectera des données sur 65 autres sites dans le District de Puna, le long de l’East Rift Zone du Kilauea. La dernière phase des travaux aura lieu en mai et juin lorsque l’équipe de Denver rassemblera des données recueillies dans tous les sites restants à l’intérieur et à l’extérieur du Parc national.
L’étude magnétotellurique s’appuie sur l’énergie électromagnétique naturelle produite par une combinaison des vents solaires (flux continu de particules chargées émis par le Soleil) qui interagissent avec le champ magnétique terrestre et les impacts de foudre. L’énergie électromagnétique avec des périodes (inverses de la fréquence) comprises entre 1 milliseconde (1 000 cycles par seconde) et 4 000 secondes (21,6 cycles par jour) est enregistrée sur chaque site. Les données avec les plus longues périodes fournissent une mesure de la conductivité électrique à de plus grandes profondeurs.
Le magma sous la surface, ainsi que les systèmes hydrothermaux environnants, conduisent très bien l’électricité, contrairement aux coulées de lave refroidies et solidifiées. Le réseau dense de sites magnétotelluriques du Kilauea collectera des données qui seront utilisées pour cartographier en trois dimensions les zones de stockage du magma.
Les zones de haute conductivité sous la surface montrent où se trouve le magma sous le Kilauea, y compris le réservoir magmatique sommital, et le cheminement du magma entre le sommet et les zones de rift est et sud-ouest.
Le travail de terrain consistera à installer des capteurs pour mesurer les champs magnétiques et électriques terrestres sur chaque site. Pour obtenir des informations à plus grande profondeur, les données doivent être acquises en continu pendant 1 à 5 jours.
Une étude magnétotellurique effectuée en 2002 au sommet et sur l’Upper East Rift Zone du Kīlauea a montré des conducteurs souterrains dans trois zones distinctes à moins de 3 kilomètres de la surface. L’un se trouvait sous la caldeira du Kilauea, un second à 1,6 km au sud de la caldeira et un troisième sous et au sud du Pu’uO’o dans la Middle East Rift Zone. Les zones conductrices au sud du sommet et du Pu’uO’o se trouvaient dans des zones de failles susceptibles de contenir des fluides salins ou hydrothermaux électriquement conducteurs. Les corps conducteurs sous le sommet et Pu’uO’o représentent probablement le conduit entre le réservoir magmatique sommital et l’East Rift Zone qui a alimenté l’éruption en 2002.
Le projet magnétotellurique 2022-2023 couvrira presque toute la surface du Kilauea et permettra aux scientifiques d’obtenir plus de détails sur le système d’alimentation de la zone de rift sud-ouest et de la Lower East Rift Zone qui a alimenté l’éruption dans le District de Puna en 2018. Ces données,s’ajoutant aux données d’un relevé électromagnétique et magnétique aéroporté effectué en 2022 (voir ma note du 7 juin 2022), devraient permettre au HVO d’effectuer une tomodensitométrie très détaillée – CAT scan en anglais – du volcan. Les scientifiques espèrent pouvoir cartographier dans le détail les conduits d’alimentation de l’éruption de 2018 dans le District de Puna.
Vous trouverez plus de détails et des mises à jour sur l’avancement du projet à cette adresse :
https://www.usgs.gov/supplemental-appropriations-for-disaster-recovery-activities/science/2019-kilauea-disaster.
Source : USGS, HVO.

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A new « Volcano Watch » article by the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) explains its readers how scientists study subsurface conductivity beneath Kilauea. This work will reveal the volcano’s subsurface magmatic plumbing. The project started in the summer 2022 summer and will be completed over the entire volcano in 2023.

Magnetotelluric sounding is a geophysical technique that measures tiny perturbations in the natural Earth magnetic and electric (telluric) fields to map out how well underground rocks conduct electricity.

In 2022, scientists collected high-quality data at about 40 sites within Hawaiʻi Volcanoes National Park. In February 2023 the team of geophysicists from the U.S.G.S. Denver office will collect data at another 65 sites in the Puna District along Kīlauea’s East Rift Zone. The final phase of the work will occur in May and June when the Denver crew will collect any remaining sites both inside and outside of the national park.

The magnetotelluric sounding method relies upon natural electromagnetic energy from a combination of solar winds (continuous flow of charged particles from the Sun) interacting with the Earth’s magnetic field and global lighting strikes. Electromagnetic energy with periods (inverse of frequency) between 1 millisecond (1,000 cycles per second) to 4,000 seconds (21.6 cycles per day) are recorded at each site. The longer-period data provides a measure of electrical conductivity at greater depths beneath the ground surface.

The magma beneath the surface, as well as the surrounding hydrothermal systems, conducts electricity very well whereas cooled and solidified lava flows don’t. The dense network of magnetotelluric sites on Kilauea will collect data that are used to map the subsurface locations of magma in three dimensions.

Areas of high conductivity beneath the surface show where magma is located beneath Kilauea, including the summit magma reservoir and the pathways from there to Kilauea’s East and Southwest Rift Zones.

The field work will involve setting up sensors to measure the Earth’s magnetic and electric fields at each site. To get information from the greatest depths, data must be acquired continuously for 1 to 5 days.

A 2002 magnetotelluric study of the summit and upper East Rift Zone of Kīlauea volcano showed subsurface conductors in three distinct areas within 3 kilometers of the surface. One was beneath the Kilauea caldera, a second was 1.6 km south of the caldera, and a third was beneath and to the south of Pu’uO’o on the Middle East Rift Zone. The conductive zones south of the summit and Pu’uO’o were within fault zones that may have held electrically conductive saline or hydrothermal fluids. The conductive bodies below the summit and Pu’uO’o likely represent the magma conduit from the summit reservoir to the East Rift Zone that fed the ongoing eruption in 2002.

The 2022-2023 magnetotelluric project will cover almost the entire surface of Kilauea and allow scientists to see more detail about the subsurface plumbing of the Southwest Rift Zone and the lower East Rift Zone that fed the 2018 Puna eruption. These data, combined with the data from an airborne electromagnetic and magnetic survey flown in 2022 (see my post of June 7th, 2022) should give HVO a very detailed computed tomography scan – CAT scan – of the volcano. It is hoped that the subsurface plumbing that fed the 2018 Puna eruption will be mapped in detail.

More details and updates on the progress of the Kilauea subsurface conductivity project can be found here:

https://www.usgs.gov/supplemental-appropriations-for-disaster-recovery-activities/science/2019-kilauea-disaster.

Source : USGS, HVO.

 

Mesure de l’énergie électromagnétique à l’aide d’une boucle de fil de forme ovale de 15 m par 25 m suspendue à 30 m sous un hélicoptère (Source : USGS)

Hawaii, le domaine des dieux // Hawaii, the land of gods

Dans la culture hawaiienne, les forces naturelles sont les manifestations de dieux et de déesses, ou akua. Pele est la déesse des volcans et a un tempérament de feu. Selon les moʻolelo (légendes), Pele vit dans le cratère de l’Halemaʻumaʻu, au sommet du Kīlauea dans le Parc National des Volcans d’Hawaii. Par l’activité volcanique qu’elle provoque, elle représente la renaissance de la Terre car en se refroidissant la lave donne naissance à une terre nouvelle.
Au moment où le Mauna Loa et le Kilauea étaient en éruption, de nombreux Hawaiiens autochtones sont venus chanter (oli), prier ou déposer des hoʻokupu (offrandes) en l’honneur de la déesse. Selon eux, la dernière éruption du Mauna Loa avait une signification culturelle. C’était le signe qu’une plus grande force spirituelle était en jeu, que leurs divinités (akua) étaient bien vivantes et se manifestaient dans un but précis. L’éruption a également été pour les Hawaiiens un moment de réflexion sur leur identité et l’occasion de vivre en harmonie avec la nature.
Pour les Hawaiiens autochtones, le paysage qui compose le Parc National est sacré. Ils se considèrent comme en faisant partie. Ils sont nés de cette Terre; elle est leur mère et le ciel est leur père. La Nature est quelque chose dont ils doivent prendre soin et vivre en harmonie avec elle.
L’éruption du Mauna Loa était spirituelle pour de nombreux Hawaïens dont les familles sont originaires de la Grande Ile. Ils ont vu l’éruption comme une manifestation de la déesse Pele qui est aussi un ancêtre de leur peuple. Pele est venue reprendre la terre (‘aina) qui ne leur a jamais vraiment appartenu. Un natif d’Hawaii a déclaré : « Pele est venue nettoyer la maison. Elle a dit ça suffit. »
La lave du Mauna Loa a coulé en direction du terrain militaire de Pōhakuloa, une zone d’entraînement pour les Marines depuis la Seconde Guerre mondiale. On a accusé les militaires de nuire aux biens archéologiques, aux animaux, y compris ceux en danger d’extinction. Beaucoup de gens se sont réjouis quand ils ont vu que Pele se dirigeait directement vers le terrain militaire de Pōhakuloa, mais la lave n’a causé aucun dégât.
La capacité de création de Pele est contrebalancée par sa capacité de destruction. Les Hawaiiens espèrent que personne ne sera victime de la lave ou que leurs maisons ne seront pas détruites par des coulées, mais en même temps, la lave est source de célébrations. Contrairement à l’éruption du Kīlauea en 2018, qui a détruit des centaines de maisons, l’éruption du Mauna Loa n’a jamais constitué une menace pour les habitations.
Lorsque le Mauna Loa est entré en éruption, la neige recouvrait le sommet du Mauna Kea, une manifestation de Poliʻahu, la déesse de la neige. Selon certains, cela signifiait que les deux déesses se montraient l’une à l’autre.
L’éruption du Mauna Loa a coïncidé avec d’autres événements. Comme je l’ai déjà écrt, l’éruption a débuté à quelques minutes du jour de l’indépendance hawaïenne (Lā Kūʻokoʻa). Célébrée le 28 novembre, Lā Kūʻokoʻa est la date à laquelle Hawaii a été officiellement reconnue comme une nation indépendante par le reste du monde, y compris les États-Unis, en 1843.
L’éruption du Mauna Loa s’est également produite quelques minutes après la mort d’Edith Leina’ala Kanaka’ole Floyd, la fille aînée d’Edith Kanaka’ole, célèbre professeur de hula et défenseur de la culture hawaïenne sur l’île d’Hawaii. La famille et l’association qu’elle avait fondée ont contribué à perpétuer la culture et la tradition hawaiiennes sur la Grande Ile pendant plus de deux décennies, notamment en protégeant les volcans sacrés. Pour les Hawaiiens autochtones, la simultanéité de ces événements n’était pas une coïncidence.
Les Hawaiiens indigènes reprochent aux touristes venus voir l’éruption leur manque de respect et l’engorgement de la Saddle Road. « Quand les gens vont [voir l’éruption], ils doivent y aller avec respect… avec respect pour ce qui se passe, l’éruption, pour Pelé, et aussi pour les gens qui y vivent et qui essaient d’aller travailler. »
Source: USA Today.

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In Hawaiian culture, natural forces are manifestations of gods and goddesses, or akua. Pele is the goddess of volcanoes and has a passionate temperament. According to moʻolelo (stories), Pele lives in the Halemaʻumaʻu crater located at the summit of Kīlauea in Hawaii Volcanoes National Park. In the form of volcanic activity, she and her work represent rebirth and resetting, the way lava cools into new, refreshed land.

While Mauna Loa and Kilauea were erupting, many Native Hawaiians visited the lava to chant (oli), pray or leave hoʻokupu (offerings) in honor of the goddess. Many Native Hawaiians found the latest Mauna Loa eruption to be culturally significant. It was a sign of a greater spiritual force at play, that their akua are alive and showing up for a reason. The eruption also provided a moment of reflection on their identity and living in harmony with nature.

To Native Hawaiians, the landscape that makes up the National Park is sacred. They see themselves as part of this Earth. They were born from this land, their land is their mother and the sky is their father, The natural world is something they need to take care of and live in harmony with.

The Mauna Loa eruption was spiritual to many Hawaiians whose families are from Hawaii Island. They saw the eruption as a manifestation of the goddess Pele who is also an ancestor to their people and as her taking back the ‘aina that never really belonged to them,. Said one Native Hawaiian: « It’s about cleaning house. It’s about Pele saying enough is enough. »

The Mauna Loa lava flowed in the direction of the Pōhakuloa Training Area, a training area for the Marines corps since World War II. The area has been accused of harming archaeological assets, animals, including those critically endangered. A lot of people celebrated when they saw that Pele was heading straight toward the center of Pōhakuloa Training Area. However, the lava did not cause any damage.

Pele’s ability to create is balanced by destruction. Native Hawaiians hope that no one is disrupted or their homes succumb to the lava flow, but at the same time, it is something that is celebrated. Unlike Kīlauea’s 2018 eruption, which demolished hundreds of homes, the Mauna Loa eruption never posed a threat to communities.

While Mauna Loa erupted, snow topped the summit of Mauna Kea, a manifestation of Poliʻahu, the snow goddess, which some said meant the two goddesses were showing off to each other.

Mauna Loa’s eruption coincided with other events. As I put it before, the eruption was minutes shy of Hawaiian Independence Day (Lā Kūʻokoʻa). Celebrated on November 28th, Lā Kūʻokoʻa is when Hawaii was formally recognized as an independent nation by the rest of the world, including the U.S., in 1843.

The Mauna Loa eruption was also within minutes of the death of Edith Leinaʻala Kanakaʻole Floyd, the eldest daughter of the late Edith Kanakaʻole, a celebrated hula teacher and advocate of Hawaiian culture on Hawaii Island. The family and their organization have helped to perpetuate Hawaiian culture and tradition on Hawaii Island for over two decades, including protecting the sacred volcanoes. To Native Hawaiians, the timing of these events was not simply coincidence.

Native Hawaiians reproach the tourists who came to see the eruption fortheir lack of respect and for congesting the Saddle Road. « When people go there, they need to go there with respect…with a reverence for what’s happening, the eruption, for Pele, and also respect for the people that live there who are just trying to go to work. »

Source : USA Today.

La déesse Pele dans la Volcano House du Kilauea (Photo: C. Grandpey)

Mesure de la gravité sur le Kilauea (Hawaii) // Gravimetry on Kilauea (Hawaii)

L’un des derniers articles ‘Volcano Watch’ du Hawaiian Volcano Observatory (HVO) était dédié à la mesure de la gravité, un paramètre intéressant sur le Kilauea et sur d’autres volcans actifs sur Terre. En effet, les mesures de gravité peuvent être utilisées pour déterminer comment est répartie la masse sous un volcan.

La gravimétrie, autrement dit la mesure de l’accélération de la pesanteur g en un point donné, est une méthode géophysique qui permet d’imager à différentes échelles la structure interne de la Terre. Elle consiste à étudier, de façon indirecte, les variations spatio-temporelles du champ de pesanteur terrestre liées à la distribution des masses au sein de la Terre, à proximité de la surface, voire en surface.

Sur le Kilauea, le HVO effectue des relevés de microgravité de routine pour surveiller l’activité volcanique et déterminer les variations de gravité. Ces fluctuations peuvent indiquer que le magma est en train de s’accumuler dans le réservoir. Les relevés révèlent de petits changements de gravité au fil du temps au niveau des « points de repère » (benchmarks en anglais) judicieusement répartis dans la zone sommitale du volcan.
Le réseau de surveillance gravimétrique du Kilauea comprend une cinquantaine de ces repères. Les relevés annuels de microgravité sont cruciaux pour savoir si l’inflation ou la déflation du volcan est causée par l’intrusion ou le retrait de magma.
Le HVO effectue ces relevés à l’aide de petits instruments de la taille d’une boîte à chaussures, les gravimètres relatifs. Une prise de mesure de la gravité consiste à mettre de niveau une petite plaque de base (moins de 30 cm de diamètre et 7,5 cm de hauteur) sur le sol, à placer le gravimètre sur ce support et à effectuer une mesure de cinq minutes. En plus de la gravité, des mesures de haute précision sont également effectuées à l’aide du GPS.
Les gravimètres sont extrêmement sensibles aux vibrations, de sorte que des surfaces dures et stables, comme des affleurements rocheux, sont nécessaires pour prendre une mesure.
En plus de suivre les variations de la gravité au fil du temps, les levés gravimétriques peuvent être utilisés pour cartographier la densité du sol sous la surface. Les levés Bouguer, nommés d’après un géophysicien français du 18ème siècle, mesurent la gravité à des centaines, voire des milliers d’emplacements à un moment donné et il n’est pas nécessaire d’effectuer un étalonnage reproductible de l’emplacement ou de la précision des levés de microgravité. Les levés Bouguer utilisent les mêmes gravimètres relatifs que ceux utilisés pour les levés en microgravité, mais les mesures sont liées à une « station de base » de référence, où la valeur réelle de la gravité a été déterminée de manière absolue.*
Alors que les levés en microgravité et ceux de Bouguer sont utilisés tous les deux pour déterminer la répartition de la masse sous un volcan, les levés en microgravité seuls sont utilisés pour modéliser les changements de ces paramètres, tandis que les levés Bouguer peuvent révéler les caractéristiques globales des matériaux en profondeur. Les modèles Bouguer bidimensionnels et tridimensionnels peuvent fournir des informations sur la structure géologique des volcans, y compris identifier des réservoirs magmatiques, des intrusions, des glissements de terrain et des effondrements, ainsi que des failles non exposées. Sur le Kilauea, ils ont également été utilisés pour définir les zones probables de circulation de fluides hydrothermaux. Ensemble, les données de microgravité et de Bouguer peuvent donner un aperçu de la structure du sous-sol et des changements au sein de cette structure.
Les levés Bouguer sont effectués sur le Kilauea depuis plus de 70 ans ; les deux dernières campagnes de mesures au sommet ont été réalisées en 2009 et 2020. Au cours du mois de janvier 2023, une équipe de trois personnes a mesuré la gravité au niveau de plus de 400 sites sur le sommet du Kilauea. Cette étude gravimétrique de Bouguer sera la première à étudier les changements importants liés à l’effondrement de la caldeira en 2018. Les résultats de ce levé gravimétrique seront utilisés pour affiner le modèle développé à partir de l’étude sismique prévue pour l’été 2023 au sommet du volcan.
Source : USGS, HVO.

* Le champ de pesanteur théorique en un point est calculé en première approximation à partir de la distance au centre de la Terre, puis on lui applique des corrections prenant en compte la rotation de la Terre sur elle-même, sa non-sphéricité (ellipsoïde), les écarts de densité du
sous-sol et les effets des marées terrestres.

On appelle anomalie gravimétrique de Bouguer, au point considéré sur l’ellipsoïde de référence, l’écart entre le champ de pesanteur terrestre mesuré et le champ de pesanteur théorique.

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One of the latest ‘Volcano Watch’ articles by the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) was dedicated to the measurement of gravity, an interesting parameter on Kilauea and on other active volcanoes on Earth. Indeed, measurements of gravity can be used to determine how mass is distributed beneath a volcano.

Gravimetry, or the measurement of the acceleration of gravity g at a given point, is a geophysical method which makes it possible to image the internal structure of the Earth at different scales. It consists in studying, indirectly, the spatio-temporal variations of the Earth’s gravity field linked to the distribution of masses within the Earth, near the surface, or even on the surface.

At Kilauea, HVO performs routine microgravity surveys to monitor volcanic activity and to determine changes in gravity. Those changes can indicate whether magma is accumulating in a volcano’s magma reservoir.The surveys measure small gravity changes over time at “benchmarks” which are precisely controlled locations spread across the volcano’s summit area.

The Kilauea microgravity monitoring network includes about 50 benchmarks. Annual microgravity surveys are crucial in confirming whether ongoing uplift or subsidence is caused by magma intrusion or withdrawal.

HVO conducts these surveys using small, shoebox-sized instruments called relative gravimeters. A single gravity measurement consists of leveling a small baseplate (less than 30 cm in diameter and 7.5 cm tall) on the ground, placing the gravimeter on the baseplate, and making a five-minute measurement. Along with gravity, high-precision positions are also collected using GPS.

Gravimeters are extremely susceptible to vibration, so hard and stable surfaces, like solid rock outcroppings, are required to take a measurement.

In addition to tracking changes over time, gravity surveys can be used to map the density characteristics of the ground beneath the surface. These Bouguer surveys, named after an 18th-century French geophysicist, measure the gravity at hundreds to thousands of locations at a single point in time and do not need the repeatable location benchmarking or precision of microgravity surveys. Bouguer surveys use the same relative gravimeters that are used for microgravity surveys, but measurements are tied to a reference “base station,” where the actual value of gravity has been determined absolutely.*

While both microgravity and Bouguer surveys are used to determine how mass is distributed beneath a volcano , microgravity surveys are used to model changes in these parameters, whereas Bouguer surveys can reveal the overall characteristics of the materials at depth. Two-and three-dimensional Bouguer models can provide insights into the geologic structure of volcanoes including identifying magma reservoirs, intrusions, landslide and collapse piles, and unexposed faults. At Kilauea, they’ve also been used to define likely areas of hydrothermal fluid circulation. Together, microgravity and Bouguer data can see subsurface structure and changes within that structure.

Bouguer surveys have been a routine tool at Kilauea for more than seven decades, with the two most recent summit surveys performed in 2009 and 2000. Over the month of January 2023, a three-person team measured gravity at more than 400 locations around Kilauea’s summit. Their Bouguer gravity survey will be the first to address significant large-scale changes associated with the 2018 caldera collapse. Results from this gravity survey will be used to help refine the model developed from the anticipated summer 2023 Kīlauea summit seismic study.

Source : USGS, HVO.

* The theoretical gravity field at a point is calculated as a first approximation from the distance to the center of the Earth, then corrective terms are applied to it taking into account the rotation of the Earth on itself, its non-sphericity (ellipsoid), the differences in density of the
subsoil and the effects of the earth’s tides.
The Bouguer gravimetric anomaly, at the point considered on the reference ellipsoid, is the difference between the measured terrestrial gravity field and the theoretical gravity field.

Caldeira sommitale du Kilauea après l’effondrement de 2018 (Crédit photo: HVO)

Sismicité et prévision éruptive // Seismicity and volcanic prediction

Dans les années 1980, le regretté Maurice Krafft, un volcanologue français, comparait un volcan actif sur le point d’entrer en éruption à une personne malade ou blessée. Elle a de la fièvre ; elle a souvent des frissons et une mauvaise haleine. La plaie gonfle à cause de l’infection. Un volcan qui va entrer en éruption se comporte de la même manière. La température des gaz augmente et leur composition change ; le sol vibre et gonfle sous la poussée du magma.
Dans son dernier article Volcano Watch, le Hawaiian Volcano Observatory (HVO) insiste sur l’importance de la sismicité dans la prévision éruptive. En effet, les premiers signes d’activité volcanique, avant l’apparition de la lave, sont fournis par l’activité sismique dans les profondeurs de la Terre.
Les sismologues examinent les données de diverses manières pour interpréter les processus volcaniques qui se déroulent sous terre. Dans un premier temps, ils notent le nombre d’événements, leur localisation et leur magnitude. Ils étudient également le profil des séismes enregistrés pour en déduire comment la Terre s’est déplacée et a vibré. Les bruits parasites générés par l’activité humaine (grondements des hélicoptères et explosions dans les carrières) et les signaux atmosphériques (comme le tonnerre et le vent) peuvent compliquer l’identification des signaux volcaniques. La sismicité permet de décrire l’histoire d’un volcan apparemment silencieux, en particulier lorsque l’histoire de ce volcan et de sa sismicité a été décrite dans le passé.
Le Kilauea a fourni au HVO de nombreuses occasions d’observer les relations entre la sismicité et l’activité volcanique. Les scientifiques ont identifié des régions connues pour être sources de sismicité et qui montrent une augmentation de l’activité sismique au fur et à mesure qu’une éruption se précise. Ils reconnaissent également les types de séismes qui révèlent des mouvements du magma. Parfois, il a même été possible de prévoir où et quand une éruption commencerait en observant les modèles d’activité sismique.
Le Mauna Loa est un autre volcan actif sur la Grande Ile. Au cours des deux derniers siècles, les scientifiques du HVO ont constaté des changements dans les intervalles entre les éruptions. Entre 1832 et 1950, le Mauna Loa est entré en éruption, en moyenne, tous les 3 à 7 ans. Depuis 1950, les intervalles sont beaucoup plus longs. Après 1950, il a fallu attendre 25 ans avant que se produise l’éruption de 1975, puis encore 9 ans jusqu’à l’éruption de 1984. Ensuite, 38 ans se sont écoulés jusqu’à la dernière éruption de 2022 sur la zone de rift nord-est du Mauna Loa.
De nos jours, les observations sismiques effectuées par le HVO sur le Mauna Loa sont relativement rares comparées à celles du Kilauea. Pourtant, les observations de 1975 et 1984 ont fourni des indications utiles pour comprendre le fonctionnement du volcan.
Au printemps 1974, les sismologues du HVO ont noté une augmentation de l’activité sismique sous les hautes pentes du Mauna Loa. Ils ont installé des sismomètres supplémentaires et, sans l’aide d’ordinateurs, ils ont compté et localisé les séismes manuellement. Les observations ainsi compilées ont permis une bonne prévision éruptive.
Les capacités actuelles du HVO permettent la détection et la localisation des séismes de manière beaucoup plus fiable qu’en 1975 et 1984. Pour mieux comparer les modèles sismiques actuels à ceux des éruptions précédentes, les sismologues ont compté manuellement de minuscules événements en septembre 2022 ; ils étaient trop faibles pour être enregistrés par informatique. Cette comparaison a montré une augmentation similaire de l’activité sismique et a conduit à l’organisation de réunions publiques au cours des mois suivants pour sensibiliser la population.
De nouvelles hausses de la sismicité en octobre 2022 ont reflété des changements rapides de contraintes au sein du volcan. Cependant, le seul précurseur signalant l’arrivée de la lave dans la caldeira sommitale a été un essaim sismique superficiel d’une heure juste avant le début de l’éruption. Heureusement, la zone de rift NE du Mauna Loa n’est pas habitée et il n’était donc pas nécessaire d’évacuer des personnes. Sinon, une heure aurait été un laps de temps trop court pour mettre en sécurité la population menacée.
Source : USGS/HVO.

Tout comme le Piton de la Fournaise sur l’île de la Réunion, le Kilauea et la Mauna Loa à Hawaii sont des volcans de point chaud. Ils ont, la plupart du temps, des éruptions effusives et la lave ne représente pas une menace pour les hommes. Seules les structures se trouvant sur la trajectoire des coulées peuvent être détruites.

Il en va tout autrement pour les volcans explosifs de la Ceinture de Feu du Pacifique. Leur comportement est beaucoup plus brutal et beaucoup plus dangereux pour les zones habitées. Certes, les signaux sismiques donnent des indications précieuses sur le risque éruptif mais on sait, comme ce fut le cas pour le Mauna Loa en 2022, que le laps de temps entre la crise sismique et le phénomène éruptif est en général très bref. C’est pour cela que les autorités mettent en place le principe de précaution et conseillent l’évacuation des populations, même si la suite des événements leur donne tort. De nos jours, les instruments ne permettent pas au scientifiques d’en savoir plus sur les comportement d’un volcan.

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In the 1980s, the late Maurice Krafft, a French volcanologist, compared an active volcano about to erupt with an ill or wounded person. This person has a fever ; she often has the shivers and a bad breath. The wound inflates because of the infection. A volcano that is going to erupt behaves in the same way. Gas temperature increases and their composition changes ; the ground vibrates and inflates under the push of magma from beneath.

In its last Volcano Watch article, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) insists on the importance of seismicity in eruptive prediction. Indeed, the earliest signs of volcanic unrest, before lava is seen, are provided by earthquake activity occurring deep within the Earth.

Seismologists look at the data in a variety of ways to interpret the story of volcanic processes occurring underground. As a first step, they note earthquake rates, locations and magnitudes. They also study details of the recorded earthquakes to infer how the Earth moved and shook the ground. Human-generated noise (like helicopters and quarry blasts) and atmospheric signals (like thunder and wind) can make volcanic signals difficult to identify. Seismicity helps tell the story of a seemingly quiet volcano, especially when the stories of these volcanoes and their seismicity have been told in the past.

Kilauea has provided HVO with many opportunities to observe relationships between earthquakes and volcanic activity. Scientists have identified established earthquake source regions that show increases in seismic activity as the volcano gets closer to erupting. They also recognize the earthquake types that suggest magma movement. At times, it has been possible to forecast where and when eruptions would start, based on patterns of earthquake activity.

Mauna Loa is also an active volcano. Through the past two centuries, HVO scientists have seen intervals between successive eruptions change. Between 1832 and 1950, Mauna Loa erupted, on average, every 3 to 7 years. Since 1950, the intervals have been much longer. After 1950, it was 25 years until the 1975 Mauna Loa summit eruption, and then another 9 years until the 1984 eruption. Then, 38 years passed until the most recent eruption in 2022 from Mauna Loa’s Northeast Rift Zone.

HVO’s modern seismic observations of Mauna Loa are relatively sparse compared to those of Kilauea. Still, the observations of 1975 and 1984 provide some helpful clues toward learning how Mauna Loa works.

In the Spring of 1974, HVO seismologists noted an increase in earthquake activity beneath the upper elevations of Mauna Loa. They installed additional seismometers and, without computers, counted and located earthquakes by hand. The compiled observations could be viewed as a successful eruption forecast.

HVO’s current capabilities allow earthquake detection and location to levels far surpassing those of 1975 and 1984. To better compare current earthquakes patterns to these previous eruptions, seismologists hand counted tiny earthquakes in September 2022 that were too small to be recorded by modern computer processing. This comparison showed a similar uptick in seismic activity and led to community meetings in ensuing months to emphasize awareness, preparedness and safety.

Further increases in seismicity in October 2022 reflected rapid stress changes within the volcano. However, the only imminent precursor to lava appearing in the summit caldera was an hour-long tremor-like burst of numerous small, shallow earthquakes just before the eruption started. Fortunately, Mauna Loa’s NE Rift Zone is not populated and there was no need to evacuate people. Otherwise, one hour would have been very short to transfer residents to safe places.

Source : USGS / HVO.

Like Piton de la Fournaise on Reunion Island, Kilauea and Mauna Loa in Hawaii are hotspot volcanoes. They mostly have effusive eruptions and their lava poses no threat to humans. Only structures in the flow path can be destroyed.
The situation is quite different for the explosive volcanoes of the Pacific Ring of Fire. Their behaviour is much more brutal and much more dangerous for populated areas. Admittedly, seismic signals give valuable indications of the eruptive risk, but we know, as was the case for Mauna Loa in 2022, that the time between the seismic crisis and the eruptive phenomenon is generally very short. This is why the authorities use the principle of precaution and advise the evacuation of the populations, even if the sequence of events proves them wrong. Nowadays, the instruments do not allow scientists to know more about the behaviour of a volcano.

Image webcam de l’éruption du Mauna Loa en 2022

Le séisme de M 6,9 sur le Kilauea le 4 mai 2018 et ses répliques plusieurs mois plus tard (Source: USGS)