La grande vitesse des coulées pyroclastiques // The high speed of pyroclastic flows

Dans un article publié dans la revue Nature Geoscience, des chercheurs confirment les conclusions d’études précédentes à propos des coulées pyroclastiques. Ils expliquent qu’ils ont découvert que les matériaux à haute température émis par un volcan pendant une éruption génèrent une couche d’air entre le sol et une coulée pyroclastique, ce qui permet à cette dernière de se déplacer en atteignant des vitesses extrêmes et en détruisant tout sur son passage.

Les coulées pyroclastiques sont constituées d’un mélange de lave à très haute température, de pierre ponce, de cendre et de gaz volcaniques. Elles peuvent atteindre des températures de 1000 degrés Celsius et, dans des cas extrêmes, dévaler les pentes des volcans à plus de 600 kilomètres à l’heure. Elles sont responsables d’environ 50% de tous les décès provoqués par les éruptions volcaniques dans le monde. Des coulées pyroclastiques ont détruit Pompéi, Herculanum et Stabies lorsque le Vésuve est entré en éruption en l’an 79. Plus récemment, elles ont causé la mort de centaines de personnes sur les pentes du Fuego (Guatemala) en juin 2018.
Les coulées pyroclastiques se divisent en général en deux parties: 1) un flux de fragments de roches à très haute température qui se déplace à la surface du sol, et 2) un nuage de cendres à haute température qui s’élève au-dessus. Dans l’étude publiée dans Nature Geoscience, des chercheurs de l’Université Massey de Nouvelle-Zélande ont tenté de comprendre pourquoi la partie inférieure d’une coulée pyroclastique peut se déplacer aussi rapidement.
Pour ce faire, ils ont réalisé une expérience et déversé 6 tonnes de matériaux pyroclastiques à une température de 400 degrés Celsius dans une structure de leur propre fabrication située dans une chaufferie désaffectée. Les chercheurs ont enregistré l’écoulement des matériaux à l’aide de caméras haute vitesse, ce qui leur a permis ensuite d’analyser avec précision le comportement des matériaux au fur et à mesure de leur écoulement.

Les résultats de l’expérience montrent que les écoulements pyroclastiques génèrent leur propre lubrification sur une couche d’air. Une zone de matériaux volcaniques sous haute pression se forme vers la base de la coulée. L’air est repoussé vers le bas sous l’effet de la pression, ce qui crée comme un matelas d’air à la surface duquel les matériaux peuvent s’écouler rapidement.
Cette étude pourrait aider les autorités à mieux comprendre les dangers posés par les volcans et prévoir leur comportement. Les résultats pourraient avoir des applications dans d’autres domaines comme les avalanches et les glissements de terrain. Depuis longtemps, les volcanologues se demandent pourquoi les coulées pyroclastiques sont capables de se déplacer sur de longues distances. En effet, on a trouvé des dépôts de coulées à des centaines de kilomètres du volcan source ; d’autres ont franchi des obstacles topographiques  tels que des chaînes de montagnes ou des étendues d’eau. La dernière étude fournit également des informations mathématiques importantes qu’il faudrait intégrer à la modélisation des courants de densité pyroclastique (PDC). Ces courants se déplacent généralement une centaine de kilomètres à l’heure, mais on sait qu’ils ont atteint des vitesses allant jusqu’à 600 kilomètres à l’heure sur des terrains accidentés et jusqu’à de grandes distances du volcan source. La dernière étude tend à montrer que cette haute vitesse est obtenue par lubrification grâce à la couche d’air à la base des coulées pyroclastiques.
Source: Presse scientifique internationale.

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In a paper published in Nature Geoscience, researchers confirm the results of previous studies. They explain that they have discovered that the high temperature material spewed from a volcano during eruptions generates a layer of air between it and the ground, allowing a pyroclastic flow to surf along at extreme speeds, destroying everything in its path.

Pyroclastic flows are made up of a mix of hot lava, pumice, ash and volcanic gases. They can reach temperatures of up to 1,000 degrees Celsius and can, in extreme cases, move down the slopes of volcanoes at over 600 kilometres per hour. They are responsible for around 50 percent of all deaths from volcanic eruptions globally. Pyroclastic flows destroyed the ancient cities of Pompeii, Herculaneum and Stabies when Mount Vesuvius erupted in A.D. 79. More recently, they caused the deaths of hundreds of persons on the slopes of Fuego Volcano (Guatemala) in June 2018.

Pyroclastic flows are normally split into two parts : 1) a stream of hot rock fragments that move along the ground and 2) a hot cloud of ash that rises above. In the study published in Nature Geoscience, researchers from New Zealand’s Massey University tried to understand how the lower level of material is able to move so fast.

To do this, they carried out an experiment by releasing up to 6 tons of 400-degree Celsius pyroclastic material down a makeshift unit inside a disused boiler house. The researchers recorded the flow of the material with high-speed videos, allowing them to analyze exactly what was happening to it as it rolled down.

Results showed that the pyroclastic flows generate their own air lubrication. An area of high-pressure volcanic material forms toward the base of the flow. The air is forced downward as a result of the pressure, creating a near-frictionless layer along which the material can flow quickly.

This study could help authorities better understand the hazards posed by volcanoes, and how to plan for them. The results could have implications for other events, including avalanches and fast-flowing landslides. A long-standing puzzle for volcanologists has been the question of why pyroclastic flows are able to travel so far. Indeed, one can find flow deposits hundreds of kilometres from the source volcano, and others that have crossed significant topographic or other barriers, such as mountain ranges or open bodies of water. Thus, the research also provides important mathematical information that should be incorporated into the modelling of pyroclastic density currents (PDCs). PDCs typically travel around 100 kilometres per hour but are known to have reached speeds up to more than 600 kilometres per hour over rough terrain large distances from the volcano.The research suggests that this high mobility is through air lubrication at the base of the flows.

Source: International scientific press.

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Voici une vidéo montrant le déplacement des coulées pyroclastiques sur l’île de Montserrat, pendant l’éruption du volcan Soufriere Hills en 1995. J’ai toujours été impressionné par le glissement de l’écoulement pyroclastique à la surface de l’océan.

https://youtu.be/GeghNYm_03A

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Coulées pyroclastiques sur le Mayon aux Philippines (Crédit photo: Wikipedia)

A propos des séismes lents // About slow-slip earthquakes

Dans une note intitulée « Les séismes lents du Kilauea, publiée le 28 mars 2018, j’expliquais que des séismes sont enregistrés périodiquement sur le flanc sud du Kilauea. Le HVO les attribue au glissement lent de l’édifice volcanique dans l’Océan Pacifique. Les Anglosaxons les ont baptisés « slow-slip earthquakes », « séismes lents » en français. Ces événements ne sont pas l’apanage du Kilauea ; on les observe ailleurs dans le monde.

Les scientifiques néo-zélandais de GNS Science (à l’origine Institute of Geological and Nuclear Sciences) surveillent un événement sismique lent qui a débuté fin mars 2019 près de Gisborne, au large de la côte est de l’Ile du Nord. Une séquence sismique semblable a déjà été observée dans ce même secteur en mars 2010.
Les séismes lents sont assez fréquents dans cette partie de la Nouvelle-Zélande, en raison de la subduction de la Plaque Pacifique qui se déplace vers l’ouest et plonge sous la Plaque Australienne.

En cliquant sur le lien ci-dessous, vous aurez des explications sur les séismes lents. Le document est en anglais. Vous trouverez ci-dessous une traduction en français pour vous aider à comprendre cet important chapitre de la sismologie.

https://youtu.be/xgk2zBvdOgw

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In a post entitled « Kilauea Volcano Slow Earthquakes, published on March 28th, 2018, I explained that earthquakes are recorded periodically on the southern flank of Kilauea. HVO attributes them to the slow slide of the volcanic edifice in the Pacific Ocean. Anglosaxons called them « slow-slip earthquakes », « séismes lents » in French. These events are not exclusive to Kilauea; they are observed elsewhere in the world.

GNS scientists are monitoring a slow-slip event that started at the end of March 2019 near Gisborne, off the east coast of North Island, New Zealand. A similar seismic event was observed in the same area in March 2010.

Slow-slip events are quite common in this part of New Zealand, due to the subducting Pacific Plate moving westward under the Australian Plate,

By clicking on this link, you will learn more about slow-slip earthquakes :

https://youtu.be/xgk2zBvdOgw

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Définition d’un séisme lent.

En Nouvelle Zélande, les plaques tectoniques Pacifique et Australienne entrent en contact le long d’une série de lignes de failles. Au niveau de l’Ile du Nord, dans un processus de subduction, la plaque Pacifique plonge en direction de l’ouest sous la côte orientale de l’Ile du Nord, au niveau de la Fosse et Zone de Subduction de Hikurangi qui constitue la faille la plus importante et la plus active de Nouvelle Zélande. Les deux plaques tectoniques se déplacent l’une vers l’autre le long de cette faille. Dans la partie la plus profonde de la Zone de Subduction de Hikurangi, les roches sont plus chaudes et les deux plaques peuvent se déplacer l’une contre l’autre lentement et de manière continue. En revanche, à des profondeurs moindres, les plaques ont des bords moins réguliers et leur frottement provoque par moment des blocages. Les contraintes s’accumulent alors dans la zone de blocage. Au bout de quelques années, la situation se débloque pour un temps et c’est alors que se produit un séisme lent avec libération des contraintes et de l’énergie qui s’étaient accumulées.

Un séisme lent ressemble à un séisme classique dans la mesure où il y a libération d’énergie le long d’une zone de faille, mais cette libération d’énergie se fait sur des semaines ou des mois, alors que pour un séisme classique c’est une affaire de secondes. Les systèmes GPS renseignent sur le déplacement du sol.

Les séismes sur les zones de subduction.

Parfois, le mouvement des plaques n’est pas lent, mais soudain et rapide, ce qui provoque des séismes. De puissants séismes peuvent se produire après que deux plaques soient restées bloquées pendant longtemps, des siècles ou des millénaires. Au cours de ce laps de temps de blocage très long, il s’accumule suffisamment de contraintes et d’énergie le long de la faille jusqu’au moment où une rupture se produit. Les plaques se déplacent alors rapidement l’une contre l’autre en provoquant un séisme.

Un déplacement lent des plaques peut-il provoquer un séisme majeur ?

Les déplacements lents des plaques tectoniques se produisent souvent en limite de plaques dans des zones où se déclenchent les séismes classiques. Les scientifiques cherchent à savoir dans quelle mesure un déplacement lent des plaques peut contribuer à augmenter les contraintes dans la zone de blocage entre deux plaques et si cela peut avoir une influence sur les ruptures de plaques qui déclenchent les puissants séismes.

Le jour où les scientifiques parviendront à comprendre la relation entre le déplacement lent des plaques et le déclenchement des séismes, un grand pas aura été franchi dans le domaine de la prévision sismique. Il est utile de noter que de nombreux déplacements lents de plaques en Nouvelle Zélande n’ont pas déclenché de puissants séismes.

Sur le document, au bout de 2’58’’, on nous montre sur une carte une importante zone de blocage qui recouvre la partie centrale et inférieure de l’Ile du Nord de la Nouvelle Zélande. C’est là que s’accumulent les contraintes et l’énergie susceptibles de provoquer un nouveau séisme à l’avenir. A proximité de cette zone, on peut en voir une autre où se produit un déplacement lent des plaques.

C’est le rôle de GNS Science d’étudier ces phénomènes qui se produisent en Nouvelle Zélande, mais aussi ailleurs dans le monde.

Capture d’écran de trois images de la vidéo. Elles illustrent le frottement des plaques tectoniques, leur blocage, et l’accumulation de contraintes et d’énergie (Source : GNS Science).

Les glaciers rejettent des résidus radioactifs ! // Glaciers release radioactive residues!

On le sait depuis longtemps : Les glaciers sont de précieux indicateurs de l’histoire de notre planète. Ils permettent en particulier de dater des événements géologiques majeurs comme les éruptions volcaniques. De temps à autre, ils nous rendent les corps de personnes victimes d’une catastrophe aérienne ou d’alpinistes ayant chuté dans des crevasses en escaladant l’Everest.

Le site de la chaîne de télévision BFMTV nous apprend que des retombées radioactives d’accidents nucléaires civils et d’essais militaires sont emprisonnées dans les glaciers à travers le monde. Les chercheurs avertissent que ces résidus risquent fort d’être libérés par la fonte de la glace liée au réchauffement climatique.

Une équipe internationale de scientifiques a cherché la présence de retombées radioactives dans les sédiments à la surface de glaciers dans l’Arctique, en Islande, dans les Alpes, le Caucase, l’Antarctique et l’ouest du Canada. Ces chercheurs ont découvert des résidus radioactifs sur les 17 sites étudiés, souvent à des concentrations au moins 10 fois supérieures aux niveaux relevés ailleurs. Une scientifique britannique a expliqué que les niveaux mesurés sont les plus élevés dans un environnement en dehors des zones d’exclusion nucléaires

Il est facile de comprendre pourquoi les glaciers conservent ces résidus radioactifs. Quand ils sont relâchés dans l’atmosphère, ils retombent sur terre par le biais des pluies acides et peuvent être absorbés par les plantes et le sol. En revanche, quand ils tombent sous forme de neige et s’installent sur la glace, ils forment des sédiments plus lourds, qui s’accumulent dans les glaciers.

Les scientifiques donnent l’exemple de l’accident de Tchernobyl en 1986 qui avait généré des nuages radioactifs contenant notamment du césium, et provoqué une contamination à travers l’Europe du Nord. Dans le cas de Tchernobyl, les éléments radioactifs sont retombés sous forme de pluie ou de neige. Dans ce dernier cas, ils sont restés dans la glace pendant des décennies, et avec la fonte des glaciers liée au réchauffement, ils se déversent maintenant dans les rivières.

L’équipe scientifique a détecté quelques résidus de Fukushima, mais une grande partie des éléments issus de cet accident de 2011 ne se sont pas encore agglutinés dans les sédiments des glaciers.

Sur plusieurs des sites, les chercheurs ont également retrouvé des traces d’essais nucléaires, en particulier ceux qui ont été effectués des années 1950 et 1960. Une scientifique a expliqué qu’en étudiant une carotte de sédiments, on voit clairement un pic au moment de Tchernobyl, mais aussi un pic relativement précis autour de 1963, période intense d’essais nucléaires.

Le risque aujourd’hui, c’est qu’avec le réchauffement climatique et la fonte de la glace, on assiste à l’entrée dans la chaîne alimentaire d’un des résidus potentiellement les plus dangereux, l’américium, issu de la dégradation du plutonium et qui a une demi-vie de 400 ans, contre 14 ans pour le plutonium.

Source : BFMTV.

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We have known for a long time that glaciers are precious indicators of the history of our planet. In particular, they allow to date major geological events such as volcanic eruptions. From time to time, they release the bodies of people who have fallen victim to a plane crash or mountaineers who have fallen into crevasses while climbing Mount Everest.
The BFMTV television site tells us that radioactive fallout from civilian nuclear accidents and military tests are trapped in glaciers around the world. The researchers warn that these residues are likely to be released by the melting of ice due to global warming.
An international team of scientists has investigated the presence of radioactive fallout in glacial surface sediments in the Arctic, Iceland, the Alps, the Caucasus, Antarctica and western Canada. These researchers found radioactive residues at the 17 sites they studied, often at concentrations at least 10 times higher than levels found elsewhere. A British scientist explains that measured levels are highest in an environment outside nuclear exclusion zones
It is easy to understand why glaciers retain these radioactive residues. When released into the atmosphere, they fall back to earth through acid rain and can be absorbed by plants and soil. On the other hand, when they fall in the form of snow and settle on the ice, they form heavier sediments, which accumulate in the glaciers.
Scientists give the example of the Chernobyl accident in 1986 that generated radioactive clouds including cesium and caused contamination throughout northern Europe. In the case of Chernobyl, radioactive elements fell as rain or snow. In the latter case, they remained in the ice for decades, and with the melting glaciers associated with global warming, they now flow into the rivers.
The scientific team has detected some Fukushima residues, but much of the evidence from this 2011 accident has not yet accumulated in the glacial sediments.
On several of the sites, the researchers also found traces of nuclear tests, in particular those that were carried out in the 1950s and 1960s. A scientist explained that by studying a core of sediments, one clearly sees a peak at the moment of the Chernobyl accident, but also a relatively accurate peak around 1963, which was an intense period of nuclear testing.
The risk today is that with global warming and the melting of ice, we may witness the entry into the food chain of one of the potentially most dangerous residues, americium, resulting from the degradation plutonium and which has a half-life of 400 years, compared with 14 years for plutonium.
Source: BFMTV.

Photos: C. Grandpey

Nouvelle zone thermale à Yellowstone // New thermal area at Yellowstone

Yellowstone est un volcan actif bien connu pour son activité géothermale. Dans la mesure où le volcan est actif, les geysers et les sources chaudes sont susceptibles de changer de comportement. Ainsi, certains geysers cessent de fonctionner pendant que d’autres reprennent goût à la vie. Certaines sources chaudes disparaissent et d’autres apparaissent dans d’autres endroits du Parc.
Nous avons la confirmation de ces phénomènes en lisant un article qui vient d’être publié sur le site web de Newsweek. Des scientifiques ont découvert une nouvelle zone thermale dans le Parc National de Yellowstone. Selon eux, elle serait apparue au cours des deux dernières décennies. Elle est nichée entre West Tern Lake et la zone thermale proche de ce lac. Les scientifiques se sont rendus compte qu’une nouvelle zone thermale était apparue après avoir étudié les dernières images infrarouges thermiques du Parc prises en avril 2017. Ils ont ensuite comparé ces images avec les photos aériennes haute résolution du site prises en 2017 par le Programme National d’Imagerie Agricole et ont remarqué des arbres morts et du sol sans végétation. En revanche, une photo de 1994 montrait un ensemble d’arbres en bonne santé, mais qui commençaient à dépérir sur une image de 2006.
Les chercheurs en ont conclu que la zone thermale était apparue à la fin des années 1990 ou au début des années 2000.
Le site de la nouvelle zone thermale n’est guère visité car il se trouve à environ 800 mètres du sentier le plus proche et à environ 18 kilomètres d’un départ de sentier. C’est la raison pour laquelle la zone thermale vient tout juste d’être découverte.
Plus de 10 000 sources chaudes, geysers et autres mares de boue sont présentes dans environ 120 zones thermales à Yellowstone, et la plupart se trouvent dans des zones isolées et difficiles à atteindre.
Début 2019, l’Observatoire Volcanologique de Yellowstone a indiqué que 2018 avait été une année record pour le Steamboat Geyser qui est le geyser actif dont les gerbes sont les plus hautes dans le monde. Il est entré en éruption à 32 reprises en 2018, dépassant ainsi ses 29 manifestations de 1964.
Source: Newsweek, Yellowstone Volcano Observatory.

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Yellowstone is an active volcano famous for its geothermal features. As the volcano is active, the geysers and the hot springs may change their behaviour. Some geysers stop working while others come back to life. Some hot springs disappear while others appear in other places in the Park.

We have a confirmation of this when reading an article that has just been published on the Newsweek website. Scientists have discovered a new thermal area at Yellowstone National Park, which is believed to have grown in the past two decades. It is nestled between West Tern Lake and the Tern Lake thermal area. Scientists realised there was a new thermal area after studying the latest thermal infrared images of the National Park taken in April 2017.

They then checked high resolution aerial photos of the same spot captured in 2017 by the The National Agriculture Imagery Program, and noticed dead trees and bright soil. In contrast, a 1994 picture showed a crop of healthy trees which started to fade in a 2006 image.

Researchers therefore believe the thermal area first emerged in the late 1990s or early 2000s.

The site of the new thermal area is relatively unexplored as it is located about 800 metres from the nearest trail and about 18 kilometres from the nearest trailhead. This is the reason why the thermal area has only just been discovered.

More than 10,000 thermal features can be found across around 120 thermal areas in Yellowstone, most of which sit in remote and hard to reach areas.

Earlier this year, the Yellowstone Volcano Observatory revealed that 2018 was a record-breaking year for the Steamboat Geyser which is the tallest active geyser in the world. It erupted 32 times, topping the 29 eruptions recorded in 1964.

Source: Newsweek, Yellowstone Volcano Observatory.

Vue de Tern Lake (flèche rouge), au nord de Yellowstone Lake (Source : Google maps)

Lone Star et Monument Geyser à Yellowstone (Photos: C. Grandpey)

 

La pollution du Kilauea à Hawaii // The pollution of Kilauea Volcano in Hawaii

La fin de l’éruption du Kilauea en septembre 2018 s’est accompagnée d’une diminution considérable de la quantité de dioxyde de soufre (SO2) émis par le volcan. Cela a permis de pouvoir bénéficier à nouveau d’un ciel magnifique au-dessus de la Grande Ile d’Hawaï, en particulier dans sa partie ouest où la pollution volcanique connue sous le nom de vog avait été régulièrement observée au cours des dernières années.
Au plus fort de l’éruption dans la Lower East Rift Zone (LERZ) en 2018, alors que les émissions de gaz volcaniques et la pollution étaient à leur plus haut niveau, une équipe scientifique a travaillé en relation avec le HVO et les services sanitaires de l’État d’Hawaï pour étudier le niveau de pollution de l’air générée par l’éruption.
Les chercheurs ont échantillonné des particules volcaniques et des gaz le long de la LERZ, en particulier au niveau de la Fracture n°8, de l’entrée de la lave dans l’océan et sur divers sites sous le vent. Pour déterminer la nature et la composition de la pollution volcanique, des échantillons ont été prélevés par aspiration de l’air à travers des filtres, au niveau du sol et de l’air, et à l’aide de drones.
Les particules minuscules déposées sur les filtres ont ensuite été analysées en laboratoire pour en déterminer la composition chimique et ont été observées à l’aide d’un puissant microscope électronique à balayage (MEB) pour déterminer la composition des particules individuelles. D’autres instruments ont déterminé le nombre ou le poids de particules de différentes tailles que l’on associe à différents impacts sur la santé dans des études sur la pollution d’origine humaine. Les échantillons ont été analysés pour en déterminer le pH et les principaux composants, notamment le sulfate, le fluorure et le chlorure, ainsi que des métaux traces, tels que le plomb et l’arsenic.
Ces analyses ont ciblé les espèces chimiques présentes dans les panaches volcaniques. Le panache du Kilauea est composé principalement de vapeur d’eau, de dioxyde de carbone (CO2), de dioxyde de soufre (SO2) et de quantités plus faibles d’autres gaz, notamment de chlorure d’hydrogène (HCl) et de fluorure d’hydrogène (HF). Le SO2 réagit dans l’atmosphère au fil du temps pour former de minuscules particules de sulfate acides et neutres, qui constituent un élément majeur de la pollution volcanique à Hawaii. De petites quantités de métaux toxiques ont également été trouvées dans les panaches de gaz volcaniques émis par les bouches éruptives du Kilauea.
La campagne d’échantillonnage de gaz et de particules effectuée au cours de l’été 2018 a permis d’examiner dans quelle mesure les éléments traces, tels que les métaux, varient avec la distance, dans le panache du Kilauea. Il a été constaté que la quantité de ces éléments était très variable et ne dépendait pas uniquement de la distance entre le panache et la source de l’éruption. La plupart des particules avaient un diamètre inférieur à 2,5 microns, une taille suffisamment petite pour pénétrer profondément dans les poumons.
Les résultats de l’étude corroborent également les observations précédentes concernant la transformation chimique du SO2 gazeux en particules. Les zones éloignées de la source des émissions gazeuses, comme la côte de Kona, sur la Grande Ile d’Hawaii, présentaient de fortes concentrations de particules, car une grande partie du SO2 s’était transformée en particules en se déplaçant sous le vent. Les normes de qualité de l’air ambiant concernant le SO2 et les particules ont été dépassées à divers endroits sur l’île au cours des trois mois de l’éruption dans la LERZ.
Contrairement à l’été 2018 et la forte intensité de l’éruption, le calme qui rège actuellement sur le Kilauea offre une excellente occasion d’étudier la qualité de l’air ambiant. Cela va permettre aux scientifiques mesurer la différence entre la pollution anthropique, telle que les gaz d’échappement des véhicules, et la pollution volcanique. Comprendre la contribution de la pollution d’origine humaine est important sur une île où la population ne cesse d’augmenter.
Pour étudier cette pollution anthropique, l’équipe scientifique envisage de revenir pendant l’été 2019 échantillonner l’air dépourvu de la contribution volcanique, en utilisant le même équipement et les mêmes sites d’échantillonnage. Les mesures effectuées «avant» et «après» l’éruption permettront d’isoler l’empreinte chimique des particules volcaniques. Cela améliorera notre compréhension des effets potentiels des panaches volcaniques sur la santé, l’environnement et les écosystèmes.
Source: USGS / HVO.

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The end of Kilauea’s 2018 eruption this past September was accompanied by an enormous decrease in the amount of sulphur dioxide (SO2) emitted from the volcano. This has led to beautifully clear skies above the Island of Hawaii, especially on the west side, where the volcanic pollution known as vog was regularly observed in past years.

During the peak of the 2018 Lower East Rift Zone (LERZ) eruption, when the volcanic emissions and vog were both much stronger, a team of academic researchers worked with the Hawaiian Volcano Observatory and the Hawaii State Department of Health to study the intense air pollution generated by the eruption.

The researchers sampled volcanic particles and gases at the LERZ Fissure 8 vent, the ocean entry, and various downwind sites. To determine the nature and composition of the volcanic pollution, samples were collected by pumping air through filters, from the ground and from the air using drones.

The tiny particles captured on the filters were then analyzed in the laboratory for chemical composition and imaged using a powerful Scanning Electron Microscope (SEM) to determine the composition of individual particles. Other instruments determined the number or weight of particles of various sizes, which are associated with different health impacts in studies of human-caused pollution. The samples were analyzed for pH, major components including sulphate, fluoride, and chloride; and trace metals, such as lead and arsenic.

These analyses targeted chemical species that are present in volcanic plumes.  Kilauea’s plume is composed primarily of water vapour, carbon dioxide (CO2), sulphur dioxide (SO2), along with smaller amounts of other gases, including hydrogen chloride and hydrogen fluoride. SO2 reacts in the atmosphere over time to form tiny acidic and neutral sulphate particles, which are a major component of volcanic pollution in Hawaii. Small amounts of toxic metals have also been found in the volcanic gas plumes emitted from Kilauea’s vents.

The summer 2018 gas and particle sampling campaign was the first effort to look at how trace elements, such as metals, change over distance in the Kilauea plume. It was found that the amount of these elements was highly variable but was not solely predicted by the distance of the plume from the vent. Most of the particles were less than 2.5 micron in diameter, small enough to penetrate deep into the lungs.

The study’s findings also support previous observations regarding the chemical conversion of SO2 gas to particles. Areas far from the gas source, such as along Hawaii Island’s Kona coast, had high particle concentrations since much of the SO2 gas had converted to particles as it travelled downwind. Ambient air quality standards for both SO2 gas and particles were exceeded at various locations on the island during the three months of the LERZ eruption.

In contrast to the summer 2018, Kilauea’s current lull in activity provides an excellent opportunity to study background air quality. This can help scientists distinguish between anthropogenic pollution, such as traffic exhaust, and volcanic pollution. Understanding the contribution of human-made pollution is important on an island with a growing population.

To address the characterization of anthropogenic pollution, the same research team plans to return this coming summer to sample the background air without the volcanic contribution, using the same equipment and sampling sites. The “before” and “after” snapshots will help to isolate the chemical fingerprint of the volcanic particles. This will improve our understanding of the potential health, environmental, and ecosystem effects of volcanic plumes.

Source : USGS / HVO.

Emissions gazeuses dans l’Halema’uma’u pendant l’éruption du Kilauea (Photos: C. Grandpey)

Le HVO sur l’île d’Oahu (Hawaii)? // HVO on Oahu Island (Hawaii)?

Des rumeurs circulent depuis quelque temps sur un possible transfert de l’Observatoire Volcanologique des Volcans d’Hawaii (le célèbre HVO) de Big Island vers l’île d’Oahu. Pour ceux qui, comme moi, connaissent et ont visité le HVO, une telle décision semble une erreur. L’Observatoire domine la caldeira du Kilauea depuis plus d’un siècle et offre une vue imprenable sur le cratère de l’Halema’uma’u. Grâce à cette position privilégiée, les scientifiques ont pu, au cours des dernières années, observer le comportement du lac de lave dans l’Overlook Crater.
Le HVO a confirmé la semaine dernière qu’Oahu était l’une des options envisagées pour implanter une nouvelle structure Cette relocalisation aurait lieu en raison des lourds dégâts subis par l’Observatoire lors de la dernière éruption du Kilauea. L’intense activité sismique a rendu le bâtiment inhabitable.
Une autre option que l’île d’Oahu consisterait à installer l’Observatoire à l’intérieur du Parc National des Volcans d’Hawaii, ou bien sur le campus de l’Université d’Hawaï à Hilo. Il est bien évident que la première solution serait la plus adaptée.
Le responsable de la Protection Civile du comté d’Hawaï pense, lui aussi, que l’Observatoire doit rester sur la Grande Ile pour « contrôler toute activité liée à la lave ». Janet Babb, porte-parole du HVO, a déclaré qu’elle ne pouvait commenter l’éventualité d’un déménagement, car des discussions sont en cours à Washington, DC. Le HVO est géré par l’USGS, qui dépend du Département de l’Intérieur aux États-Unis.
Le transfert du HVO à Oahu serait justifié par le fait qu’il existe déjà des installations fédérales sur cette île. OK, mais ce serait vraiment très loin de toute activité volcanique sur la Grande Ile. Affaire à suivre. Je tiendrai au courant de l’évolution de la situation.
Source: Journaux américains.

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There have been rumours for some time about a possible relocation of the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) from Hawaii Big Island to Oahu. For those who, like me, have visited HVO, such a decision would be a mistake. The Observatory has been located at the Kilauea caldera rim for more than a century and offers a great view on Halema’uma’u Crater. For several years, scientists could observe the behaviour of the lava lake in the Overlook Crater. .

The Observatory confirmed last week that Oahu is one option under consideration for a new home. The reason for the relocation is the heavy damage undergone by HVO during Kilauea’s last eruption. The intense seismic activity has made the structure uninhabitable.

Other options than Oahu include a new site within the National Park or on the University of Hawaii at Hilo campus.

The head of Hawaii County Civil Defence thinks that the Observatory needs to stay on the island “to help with the response to any lava activity”. I do think he is perfectly right. Observatory spokeswoman Janet Babb said she can’t comment on the likelihood of a move because discussions are ongoing in Washington, D.C. The observatory falls under the U.S. Geological Survey, which is part of the U.S. Department of Interior.

A potential move to Oahu as a preferred option would be justified by the fact there are existing federal facilities. OK, but it would be very far from any volcanic activity on the Big Island. I will keep informed about the evolution of the situation.

Source: U.S. newspapers.

Le bâtiment du HVO offrait une vue imprenable sur la caldeira d Kilauea (Photos: C. Grandpey)

Mayotte : Une possible activité volcanique ? // A possible volcanic activity ?

En lisant le Journal de Mayotte du 3 avril 2019, on apprend que « deux scientifiques de la mission de volcanologie ‘Tellus Mayotte’ sont sur le territoire du 3 au 10 avril afin de poursuivre la mission initiée en décembre 2018. Ils vont notamment s’intéresser aux émanations gazeuses observées en Petite Terre, et à l’activité éruptive. »

La mission ‘Tellus Mayotte’ de l’Institut Physique du Globe de Paris (IPGP) était venue fin février déposer 6 sismomètres sous-marins autour de la zone d’épicentre des séismes. Ils devraient être relevés vers le mois de septembre.

Une autre équipe de la mission ‘Tellus Mayotte’ est actuellement sur l’île, avec un chercheur de l’Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise (OVPF) et une physicienne du Laboratoire Magmas et Volcans de Clermont-Ferrand.

Lors de la récupération des 6 sismomètres dans 6 mois, on devrait en savoir plus sur le phénomène qui secoue et angoisse les mahorais depuis prés de 10 mois.

Les deux scientifiques de la mission ‘Tellus Mayotte’ vont poursuivre les études en cours, avec en particulier le suivi de la composition et de la température des émissions gazeuses constatées en Petite Terre, notamment dans le secteur de la plage de l’aéroport et de la Vigie. L’objectif est d’identifier les sources de ces fluides et de détecter tout changement potentiel, notamment en relation avec l’activité sismique en cours.

Un autre objectif sera « la reconstruction de l’activité éruptive et de sa variabilité spatiale et temporelle. » Autrement dit, il s’agit de constater le volume de matière en fusion émise sur la période. On remarquera ici que, pour la première fois, on parle officiellement d’une activité volcanique, ce qui n’avait été jusqu’à présent qu’une hypothèse émise par la mission le mois dernier.

Affaire à suivre, mais il serait grand temps que l’on sache ce qui se passe au large de Mayotte.

Source : Journal de Mayotte

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Reading the Journal de Mayotte of April 3rd, 2019, we learn that « two scientists from the volcanology mission ‘Tellus Mayotte’ are in the territory from April 3rd to 10th to continue the mission initiated in December 2018. They will focus on gaseous emissions observed in Petite Terre, and eruptive activity.  »
The ‘Tellus Mayotte’ mission of the Physical Institute of the Globe of Paris (IPGP) arrived at the end of February to install 6 underwater seismometers around the epicentre zone of the earthquakes. They are expected to be picked up around September.
Another team of the ‘Tellus Mayotte’ mission is currently on the island, with a researcher from the Volcanological Observatory of Piton de la Fournaise (OVPF) and a physicist from the Magmas and Volcanoes Laboratory of Clermont-Ferrand.
After the recovery of the 6 seismometers in 6 months, we should know more about the phenomenon that has shaken and worried the Maorais for nearly 10 months.
The two scientists of the ‘Tellus Mayotte’ mission will continue studies in progress, with in particular the monitoring of the composition and the temperature of the gaseous emissions observed in Petite Terre, in particular in the sector of the beach of the airport and La Vigie . The objective is to identify the sources of these fluids and to detect any potential changes, particularly in relation to the ongoing seismic activity.
Another objective will be « the reconstruction of eruptive activity and its spatial and temporal variability. In other words, it is necessary to note the volume of molten material emitted over the period. It will be noted here that, for the first time, there is officially talk of volcanic activity, which until now had only been a hypothesis emitted by the mission last month.
Well see what happens next, but it is high time we knew what is happening off Mayotte.
Source: Journal de Mayotte.

Carte montrant l’emplacement des six sismomètres sous-marins (petits carrés) autour de la zone d’épicentre (Source : IPGP)