Catégorie : Science

Kilauea (Hawaii): Quand l’éruption finira-t-elle ? // When will the eruption come to an end ?

Quand l’éruption finira-t-elle? C’est la question à laquelle seule Madame Pele est capable de répondre. Bien sûr, les scientifiques qui étudient actuellement l’éruption du Kilauea tireront de nombreuses leçons des événements qu’ils ont pu observer au sommet et sur l’East Rift Zone. Ils ont à leur disposition des technologies de pointe qui n’existaient pas pendant les éruptions de 1924, 1955 et 1960. Le HVO existe depuis plus de 100 ans et les techniques de surveillance du Kilauea ont beaucoup évolué. Les volcanologues ont utilisé de nouvelles méthodes pour évaluer la profondeur du lac de lave de l’Halema’uma’u, ou encore la hauteur des panaches et les particules de cendres. Les drones ont été essentiels à la cartographie des coulées de lave. Cette éruption marque probablement l’arrivée des drones en volcanologie grâce à leur capacité de collecter des données dans des zones dangereuses et inaccessibles. En plus, ils sont relativement bon marché et ne mettent pas des personnes en danger.
Cependant, même avec toutes ces nouvelles technologies et tous les scientifiques mobilisés pour étudier l’éruption du Kilauea, beaucoup de questions restent sans réponse, au moins pour l’instant.
Si la hausse de l’activité sismique, les déformations du sol et d’autres paramètres peuvent alerter les scientifiques sur l’imminence d’une éruption, les prévisions à plus long terme restent impossibles. Comme l’a dit un volcanologue: « Il est très difficile d’étudier un volcan et de prévoir la date de sa prochaine éruption, tout comme il est impossible de prévoir les séismes. On peut examiner le comportement d’un volcan dans le passé et voir à quelle fréquence il est entré en éruption, mais nous ne savons pas vraiment ce qui se passe sous terre.  »
La question que tout le monde se pose à l’heure actuelle est la suivante: Quand cessera l’éruption du Kilauea?
L’étude des éruptions les plus récentes peut fournir quelques indices. Les événements majeurs qui se sont produits sur l’East Rift Zone en 1840, 1955 et 1960 ont duré respectivement 26 jours, 88 jours et 36 jours. La journée d’aujourd’hui marque le 41ème anniversaire de la sortie de la lave dans les Leilani Estates. La plus longue des trois éruptions précédentes a duré un peu moins de trois mois. La plus longue éruption sommitale a duré 70 ans. L’éruption qui se déroule actuellement à Puna est très différente et la plupart des scientifiques pensent qu’il est peu probable qu’elle dure aussi longtemps.
Une évaluation approximative du volume de lave émis par l’éruption actuelle a été proposée au vu de la zone couverte le 5 juin. On estime que le volume de lave dans les Leilani Estates avait alors atteint 84,5 millions de mètres cubes, ce qui est inférieur aux éruptions de 1840 (205 millions de mètres cubes), de 1955 (87,6 millions de mètres cubes) et de 1960 (113,2 millions de mètres cubes). Il y a certes une marge d’erreur dans le chiffre proposé pour l’éruption actuelle, mais la quantité de lave émise – au moins jusqu’à présent – est loin des impressionnants volumes précédents.
Le magma de l’éruption actuelle est probablement issu du point chaud qui alimente habituellement les volcans hawaiiens et il ne peut pas être exclu que l’éruption des Leilani Estates donne naissance à une nouvelle bouche qui serait active sur le long terme, comme l’a été le Pu’u O’o. Cependant, ce n’est qu’une simple hypothèse, car personne ne sait comment évoluera l’éruption en cours.
Adapté d’un article dans le Honolulu Star Advertiser.

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When will the eruption come to an end? This is the question only Madame Pele is able to answer. Sure, scientists studying the current eruption of Kilauea will learn a lot from the events at the summit and along the East Rift Zone. They are benefiting from advanced technologies that were not available during corresponding events in 1924, 1955 and 1960. The Hawaiian Volcano Observatory has existed for more than 100 years and the technology has changed tremendously with new ways to monitor Kilauea. For instance, scientists have been using new techniques to track the depth of the Halemaumau lava lake, plume heights and ashfall particles. Drones have been essential to mapping lava flows. This eruption may be really the coming of age of drone technology being able to collect data from dangerous and inaccessible areas relatively cheaply and with minimal danger to people.

However, even with all the advanced science and staff mobilized to document and study the Kilauea eruption, many questions about the volcano will remain unanswered, at least for now.

Although increased seismic activity, ground movement and other signs can alert scientists to imminent eruptions, longer-term forecasts are still impossible. As one volcanologist put it: “It’s very difficult to look at a volcano and put a date on a calendar when it will erupt next, just like it’s impossible to predict earthquakes. You can look at what it’s done in the past and how frequently it’s erupted, but we don’t really know what’s going on underground.”

The most pressing question at the moment is: When will Kilauea stop erupting?

Studying previous eruptions most similar to the current one may provide some clues. Major East Rift Zone events in 1840, 1955 and 1960 lasted 26 days, 88 days and 36 days, respectively. Today marks the 40th day since lava emerged in the Leilani Estates. The longest of those three previous eruptions lasted just shy of three months. The longest eruption at the summit lasted 70 years. The current one down in Puna is very different, and most scientists think it is unlikely to last that long.

A rough calculation has been made of the volume of lava produced by the current eruption, based on the area covered as of June 5th. It is estimated the Leilani Estates flows put out 84.5 million cubic metres of lava, less than the eruptions of 1840 (205 million cubic metres), 1955 (87.6 million cubic metres) and 1960 (113.2 million cubic metres). The margin of error is big, but at least so far the amount of lava is far from the impressive previous volumes.

Magma is probably still being supplied from the hotspot and it cannot be excluded that the Leilani Estates eruption will become a new long-term vent, like Pu’u O’o. However, this is just a simple hypothesis as nobody knows about the future of the current eruption.

Adapted from an article in the Honolulu Star Advertiser.

Crédit photo: USGS

Kilauea (Hawaii): S’agit-il d’une nouvelle éruption ? // Is it a new eruption ?

Depuis le début de l’éruption actuelle dans la Lower East Riift Zone le 3 mai 2018, je me demande s’il s’agit de la continuation de l’éruption du Pu’uO’o qui a commencé le 3 janvier 1983, ou s’il s’agit d’une nouvelle éruption. Les scientifiques de l’USGS se posent eux aussi la question et débattent sérieusement pour savoir si l’éruption dans les Leilani Estates est distincte de celle du Pu’u O’o. Cela signifierait que la très longue éruption du Pu’uO’o s’est terminée le 3 mai 2018!
Selon l’USGS, l’éruption de 1983 du Pu’u O’o représente la plus longue et la plus volumineuse effusion de lave dans l’East Rift Zone du Kilauea en plus de 500 ans. La lave a recouvert les secteurs de Kapaahu, Royal Gardens et Kalapana .
Les scientifiques de l’USGS sont à peu près certains qu’il s’agit d’une nouvelle éruption car le Pu’u O’o ne montre aucun nouveau signe d’activité. On enregistre encore un peu de déflation au niveau du cône, signe que celui-ci continue à se vider, mais il ne semble pas qu’un nouveau magma soit revenu dans cette zone.
On se souvient que l’éruption du Pu’u O’o a commencé le 3 janvier 1983, jour où des fractures se sont ouvertes dans l’East Rift Zone du Kilauea. Dans les mois qui ont suivi, l’éruption s’est concentrée sur une bouche unique qui, par accumulation de matériaux produite pas d’impressionnantes fontaines de lave, a donné naissance au cône baptisée Pu’u O’o. La lave de cette éruption a atteint l’océan le 28 novembre 1986, après avoir recouvert une partie de la Highway 130. Cette route, qui devient Chain of Craters Road, est maintenant en train d’être rouverte pour servir de voie d’évacuation en cas d’intensification de l’éruption dans les Leilani Estates.
Un autre fait confirme que l’éruption actuelle est nouvelle. En plus d’être alimentée par la lave du Pu’uO’o, elle reçoit la lave du sommet du Kilauea, comme le montre la vidange rapide du de l’Overlook Crater dans l’Halema’uma’u. Toute la zone sommitale du Kilauea avait connu une longue phase d’inflation au cours des derniers mois. Sous l’effet de la pression et de la gravité, le Pu’uO’o a été le premier à laisser échapper sa lave, immédiatement suivi par l’Overlook Crater car ces deux sites sont reliés dans le réseau d’alimentation du Kilauea.
Que l’éruption actuelle soit nouvelle ou non, elle est alimentée par la lave en provenance de la chambre magmatique superficielle du Kilauea dont le volume est inconnu. Les éruptions précédentes montrent que cette chambre stocke d’énormes volumes de magma. L’éruption actuelle peut donc durer encore plusieurs semaines, voire plusieurs mois.

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Since the beginning of the current eruption in the Lower East Riift Zone on May 3rd, I have been asking myself : Is it a continuation of the Pu’uO’o eruption thet began on January 3rd, 1983, or is it a new eruption ? USGS scientists are seriously debating whether the Leilani Estates eruption should be declared a “new” eruption that is distinct from the Pu’u O’o eruption. This would mean that the very long Pu’uO’o eruption ended on May 3rd, 2018!

According to USGS, the Pu’u O’o eruption ranks as the longest and most voluminous known outpouring of lava from Kilauea Volcano’s East Rift Zone in more than 500 years, and over the decades it covered the communities of Kapaahu, Royal Gardens and Kalapana.

USGS scientists are pretty much ready to call this a new eruption as Pu’u O’o doesn’t show any sign of activity at all. There is still a bit of deflation happening at the cone, a sign that lava may be draining out of the area, but it does not seem like magma will return to that area.

One can remember that the Pu’u O’o eruption began on January 3rd, 1983, when fissures opened on Kilauea’s East Rift Zone, and in the months that followed the eruption became focused at a single vent. During the next three years, a series of lava fountains built a cone of cinder and lava spatter that was dubbed Pu’u O’o. Lava from this eruption first reached the ocean on November 28th, 1986, after covering a portion of Highway 130. That highway, which becomes Chain of Craters Road, is now being reopened as an evacuation route to help cope with the Leilani Estates eruption.

Another fact confirms that the current eruption is a new one. Beside being fed by the lava from Pu’uO’o, it is also fed by lava from Kilauea’s summit, as shown by the rapid drainage of the Overlook Crater within Halema’uma’u. The whole summit area of Kilauea had been inflating during the past months. Due to the magma pressure and gravity, Pu’uO’o let go its lava first and was immediately followed by the Overlook Crater as the two vents are connected through the Kilauea feeding network.

Whether or not the current eruption is a new one, it is fed by lava from Kilauea’s shallow magma chamber whose volume is unknown. Previous eruptions show it stores huge volumes of magma. The current eruption may last several weeks or even months.

Réseau d’alimentation du Kilauea (Source: USGS)

Le Pu’uO’o en 1983 (Crédit photo: USGS)

Le Pu’uO’o vidé de sa lave le 5 mai 2018 (Crédit photo: USGS)

Cratère du Pu’uO’o en 2011 (Photo: C. Grandpey)

Lac de lave dans le cratère du Pu’uO’o en 2007 (Photo: C. Grandpey)

Le lac de lave du Nyiragongo (République Démocratique du Congo // The lava lake at Nyiragongo Volcano (DRC)

Le Nyiragongo fait partie des volcans les plus actifs au monde et il possède un lac de lave permanent. Lors d’une conférence à la réunion annuelle de la Seismological Society of America en mai 2018, des scientifiques ont présenté les différentes méthodes de surveillance du niveau du lac de lave.
Les chercheurs analysent les signaux sismiques et infrasonores générés par le volcan ainsi que les données recueillies par les satellites pour mesurer les fluctuations du niveau du lac de lave du Nyiragongo. Lors de l’éruption de 2002, qui a provoqué une crise humanitaire majeure, le lac s’est vidangé et la profondeur du gouffre laissé par l’évacuation de la lave a été estimée entre 600 et 800 mètres. Environ quatre mois après l’éruption, le cratère a recommencé à se remplir de nouveau. De nos jours, le plancher du cratère se trouve à environ 400 mètres en dessous de la lèvre et le lac de lave reste à un niveau élevé.
Le niveau du lac de lave est, entre autres, lié aux variations de pression à l’intérieur du système magmatique sous le volcan. En ce sens, le lac de lave représente une fenêtre sur ce système magmatique et les fluctuations de son niveau fournissent des informations sur les variations de l’alimentation.
Différentes techniques sont utilisées pour observer le lac de lave. Les données sismiques et infrasonores, collectées en continu, permettent aux chercheurs de mesurer les variations de pression dans l’activité magmatique. Au cours des dernières années, les nouvelles technologies ont permis à l’Observatoire Volcanologique de Goma de mettre en place l’un des systèmes de surveillance télémétrique en temps réel les plus performants d’Afrique. Grâce aux techniques de traitement modernes, ces nouvelles bases de données offrent des possibilités sans précédent pour étudier le comportement de ce système magmatique unique. En plus des données sismiques et infrasonores, les scientifiques utilisent les images radar à synthèse d’ouverture (RSO) à haute résolution capturées par des satellites lors de leur passage au-dessus du volcan pour mesurer directement les variations de niveau du lac de lave. Ces images mesurent la longueur de l’ombre projetée par le bord du cratère sur la surface du lac, ce qui permet de calculer la profondeur de la lave.
Source: Science Daily.

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Nyiragongo is among the world’s most active volcanoes, with a persistent lava lake. In a talk at the 2018 Seismological Society of America annual meeting, there was a discussion about the multiple methods to monitor lava lake levels at the volcano.

The researchers analyze seismic and infrasound signals generated by the volcano as well as data collected during satellite flyovers to measure Nyiragongo’s lake level fluctuations. During the eruption in 2002, which caused a major humanitarian crisis, the lava lake was drained and the depth of the remaining crater was estimated between 600 and 800 metres. About four months after the eruption, the crater started filling up again. Nowadays, the inner crater floor is about 400 metres below the rim and the lava lake remains at high level.

The lava lake level is, among other things, related to the variations of the pressure inside the magmatic system underneath the volcano. In that sense, the lava lake represents a window into the magmatic system, and its level fluctuations provide information on the recharge and drainage of the magmatic system.

Different techniques are used to observe the lava lake. The seismic and infrasound data, collected continuously, help researchers gauge pressure changes in magmatic activity. Over the past few years, new technologies allowed the Goma Volcano Observatory to deploy one of the densest modern real-time telemetered monitoring systems in Africa. Combined with modern processing techniques, these newly acquired datasets provide unprecedented opportunities to investigate the behaviour of this unique magmatic system. In combination with seismic and infrasound data, the scientists are using high resolution synthetic-aperture radar (SAR) images captured by satellites passing over the volcano to directly measure the rise and fall of the lava lake level. These images measure the length of the shadow cast by the crater’s edge on the lava lake surface, which can be used to calculate the lava depth.

Source : Science Daily.

Lac de lave du Nyiragongo (Crédit photo: Wikipedia)

Les changements au sommet du Kilauea (Hawaii) vus depuis l’espace // The changes at the Kilauea summit (Hawaii) seen from space

Les images radar d’amplitude (SAR) ci-dessous ont été acquises par le système satellitaire Cosmo-SkyMed de l’Agence Spatiale Italienne et montrent les changements intervenus dans la caldeira du Kilauea entre le 5 mai à 6h12 (heure locale) – au-dessus – et le 17 mai à 6h12  – au-dessous.
Le satellite envoie un signal radar à la surface du sol et mesure la force de la réflexion. Les zones claires indiquent une forte réflexion et les zones sombres une faible réflexion. Les fortes réflexions proviennent de surfaces irrégulières ou de reliefs qui pointent en direction du radar, alors que les réflexions faibles proviennent de surfaces lisses ou de pentes inclinées à l’opposé du radar.

L’image du 17 mai a été acquise après deux petites explosions de la bouche éruptive (i.e. l’Overlook Crater) au sommet du volcan. Les principaux changements par rapport à l’image du 5 mai comprennent: (1) un assombrissement de la zone au sud de l’Halema’uma’u, qui peut correspondre à l’accumulation de cendre sur la période de 12 jours entre les images; (2) un agrandissement de la bouche éruptive sur le plancher de Halema’uma’u ; sa superficie est passée d’environ 48 500 mètres carrés le 5 mai à environ 137 000 mètres carrés le 17 mai; et (3) le creusement d’une petite dépression (d’environ 60 000 mètres carrés) au niveau de la lèvre est de l’Halema’uma’u qui traduit l’affaissement d’une partie de la lèvre vers le puits d’effondrement en train de s’agrandir sur le plancher du cratère.
Source: HVO.

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The radar amplitude images below were acquired by the Italian Space Agency’s Cosmo-SkyMed satellite system and show changes to the caldera area of Kilauea Volcano that occurred between May 5th at 6:12 a.m. (local time) – above – and May 17th at 6:12 a.m. – below.

The satellite transmits a radar signal at the surface and measures the strength of the reflection, with bright areas indicating a strong reflection and dark areas a weak reflection. Strong reflections indicate rough surfaces or slopes that point back at the radar, while weak reflections come from smooth surfaces or slopes angled away from the radar.

The May 17th image was acquired after two small explosions from the summit eruptive vent. Major changes with respect to the May 5th image include: (1) a darkening of the terrain south of Halema‘uma‘u, which may reflect accumulation of ash over the 12-day period between the images; (2) enlargement of the summit eruptive vent on the floor of Halema‘uma‘u, from about 48 500 square metres on May 5th to about 137 000 square metres on May 17th; and (3) the development of a small depression (area of about 60 000 square metres) on the east rim of Halema‘uma‘u that reflects slumping of a portion of the rim towards the growing collapse pit on the crater floor.

Source: HVO.

Source: Agence Spatiale Italienne