Tectonics and seismicity in Alaska

Le dernier séisme de M 7.1 qui a frappé la partie sud-ouest de l’Alaska le 24 janvier 2016 n’est pas vraiment une surprise. Comme je l’ai écrit auparavant, la région subit les effets de la subduction de la plaque Pacifique qui glisse sous la plaque nord-américaine.
L’arc des Aléoutiennes est le résultat parfait de ce phénomène. Il étend sur environ 3000 kilomètres depuis le Golfe d’Alaska à l’est jusqu’à la péninsule du Kamtchatka à l’ouest. La subduction est responsable de la naissance des îles Aléoutiennes et, au large, de la Fosse des Aléoutiennes qui plonge parfois à plus de 7800 mètres de profondeur.
L’arc des Aléoutiennes est généralement divisée en trois régions: les îles Aléoutiennes occidentales, centrales, et orientales. La plaque Pacifique se déplace vers le nord-ouest à une vitesse qui va d’environ 60 mm par an sur la bordure est de l’arc à 76 mm par an près de son extrémité ouest.
La partie orientale de l’arc des Aléoutiennes s’étend depuis la péninsule d’Alaska à l’est jusqu’aux Iles Fox à l’ouest. Le mouvement le long de cette partie de l’arc se caractérise par une convergence de perpendicularité à l’arc et la subduction de la plaque Pacifique sous l’épaisse lithosphère continentale. Cette région connaît une activité volcanique intense et présente une histoire de violents séismes.
La partie centrale des Aléoutiennes s’étend des îles Andreanof à l’est jusqu’aux Iles Rat à l’ouest. Ici, le mouvement se caractérise par une convergence de plus en plus oblique vers l’ouest et la subduction de la plaque Pacifique sous la mince lithosphère océanique. Le long de cette partie de l’arc, la zone Wadati-Benioff apparaît nettement à une profondeur d’environ 200 km. Un volcanisme actif et de puissants séismes sont présents le long de cette marge.
Les îles Aléoutiennes occidentales, entre l’extrémité occidentale des Iles Rat à l’est et les Iles du Commandeur (Russie) à l’ouest, offre une tectonique différente des parties centrale et orientale de l’arc. Le résultat est un volcanisme moins actif. En outre, cette partie de la zone de subduction n’a pas enregistré de violents séismes historiques.
L’arc des Aléoutiennes est donc une région sismique très active, comme le prouvent les nombreux séismes de forte magnitude qui se produisent chaque année.
Le premier événement très puissant pendant le 20ème siècle a été le séisme de M 8,6 qui a frappé les Iles Shumagin le 10 novembre 1938. Cet événement a été provoqué par une rupture de l’arc sur environ 300 km, avec un petit tsunami qui s’est propagé vers le sud, jusqu’à Hawaï.
Le séisme du 1er avril 1946, d’une magnitude de M8.6, sur l’Ile Unimak Island, dans la partie centrale de l’arc des Aléoutiennes, s’est caractérisé par une rupture lente suivie d’un tsunami dévastateur à grande échelle dans le Pacifique, jusqu’en Antarctique. Bien que les dégâts n’aient pas été particulièrement importants localement, la vague du tsunami est montée jusqu’à 42 mètres sur l’Ile Unimak et des vagues ont fait des victimes à Hilo (Hawaii). [Voir ma note du 1er avril 2015 à propos de cet événement]
Le puissant séisme suivant a eu lieu dans la partie centrale de l’arc des Aléoutiennes, près des Iles Andreanof le 9 mars 1957, avec une magnitude de M 8.6. La longueur de la rupture a été d’environ 1200 km, ce qui en fait la plus longue zone de répliques jamais observée le long de l’arc. D’importants dégâts ainsi que des tsunamis ont été observées sur les îles Adak et Unimak, avec des vagues d’environ 13 mètres de hauteur.
Le séisme le plus puissant de la partie orientale a été enregistré le 27 mars 1964 dans le Prince William Sound avec une magnitude de M 9.2. C’est actuellement le deuxième plus puissant séisme enregistré dans le monde après celui de M 9,5 enregistré au Chili en mai 1960. Il a été généré par une rupture d’environ 700 km entre le Prince William Sound au nord-est et l’extrémité sud de l’île Kodiak au sud-ouest. La secousse principale a été ressentie dans une grande partie de l’Alaska, ainsi que dans certaines parties du Territoire du Yukon et de la Colombie Britannique au Canada. Des dégâts très importants ont été observés à Anchorage avec les glissements de terrain qui ont suivi. Le séisme a également déclenché un tsunami dévastateur qui a causé des dégâts le long du Golfe d’Alaska, de la côte Ouest des États-Unis, et à Hawaii.
Le puissant séisme le plus occidental des îles Aléoutiennes s’est produit un an plus tard, le 4 février 1965. D’une magnitude de M 8.7, il a frappé les Îles Rat et a été marqué par une rupture d’environ 600 km. Un tsunami relativement faible a été enregistré tout au long de l’Océan Pacifique avec tout de même des hauteurs de vagues jusqu’à 10,7 mètres sur l’île Shemya et des inondations sur l’île Amchitka.
Source: USGS.

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The last M 7.1 earthquake that struck Southcentral Alaska on January 24th did not come as a real surprise. As I put it before, the region undergoes the subduction of the Pacific late beneath the North American plate.
The Aleutian arc is the perfect evidence of this phenomenon. It extends approximately 3,000 km from the Gulf of Alaska in the east to the Kamchatka Peninsula in the west. The subduction is responsible for the generation of the Aleutian Islands and the offshore Aleutian Trench which can be more than 7800 metres deep.
The Aleutian arc is generally divided into three regions: the western, central, and eastern Aleutians. The Pacific plate is moving northwest at a rate that increases from roughly 60 mm/year at the arc’s eastern edge to 76 mm/year near its western terminus.
The eastern Aleutian arc extends from the Alaskan Peninsula in the east to the Fox Islands in the west. Motion along this section of the arc is characterized by arc-perpendicular convergence and Pacific plate subduction beneath thick continental lithosphere. This region exhibits intense volcanic activity and has a history of powerful earthquakes.
The central Aleutian arc extends from the Andreanof Islands in the east to the Rat Islands in the west. Here, motion is characterized by westward-increasing oblique convergence and Pacific plate subduction beneath thin oceanic lithosphere. Along this portion of the arc, the Wadati-Benioff zone is well defined to depths of approximately 200 km. Active volcanism and powerful earthquakes are also present along this margin.
The western Aleutians, stretching from the western end of the Rat Islands in the east to the Commander Islands, Russia, in the west, is tectonically different from the central and eastern portions of the arc. The result is less active volcanism. Additionally, this portion of the subduction zone has not hosted large earthquakes in recorded history.
The Aleutian arc is a seismically active region, evidenced by the many moderate to large earthquakes occurring each year.
The first very powerful event along the arc during the 20th century was the November 10th 1938 M8.6 Shumagin Island earthquake. This event ruptured an approximately 300 km long stretch of the arc and generated a small tsunami that was recorded as far south as Hawaii.
The April 1st, 1946 M8.6 Unimak Island earthquake, located in the central Aleutian arc, was characterized by slow rupture followed by a devastating Pacific-wide tsunami that was observed as far south as the shores of Antarctica. Although damage from earthquake shaking was not severe locally, tsunami run-up heights were recorded as high as 42 metres on Unimak Island and tsunami waves in Hilo (Hawaii) also resulted in casualties. [See my note of April 1st 2015 about this event]
The next powerful earthquake occurred along the central portion of the Aleutian arc near the Andreanof Islands on March 9th 1957, with a magnitude of M8.6. The rupture length of this event was approximately 1200 km, making it the longest observed aftershock zone of all the historic Aleutian arc events. Significant damage and tsunamis were observed on the islands of Adak and Unimak with tsunami heights of approximately 13 metres.
The eastern most powerful earthquake was the March 27th 1964 M9.2 Prince William Sound earthquake, currently the second largest recorded earthquake in the world. The event had a rupture length of roughly 700 km extending from Prince William Sound in the northeast to the southern end of Kodiak Island in the southwest. Significant shaking was felt over a large region of Alaska, as well as in parts of western Yukon Territory, and British Columbia in Canada. Property damage was the largest in Anchorage with the ensuing landslides. The earthquake also triggered a devastating tsunami that caused damage along the Gulf of Alaska, the West Coast of the United States, and in Hawaii.
The westernmost Aleutians powerful earthquake followed a year later on February 4th 1965. This M8.7 Rat Islands earthquake was characterized by roughly 600 km of rupture. A relatively small tsunami was recorded throughout the Pacific Ocean with run-up heights up to 10.7 metres on Shemya Island and flooding on Amchitka Island.
Source : USGS.

Vue de l’ensemble des volcans le long de la zone de subduction entre l’Alaska et le Kamchatka

(Source : Alaska Volcano Observatory)

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Aujourd’hui, personne n’a oublié la catastrophe du Vendredi Saint 1964, que ce soit à Anchorage…. :

où à Valdez où 33 personnes ont perdu la vie sur les 115 victimes recensées en Alaska :

Le risque d’un séisme majeur existe toujours en Alaska et il faudra faire vite, très vite, pour se mettre à l’abri d’un tsunami!

Photos: Claude Grandpey

Les leçons du séisme de dimanche à Anchorage // The lessons of Sunday’s earthquake in Anchorage

Les sismologues en poste à Anchorage ont remarqué que le séisme de M 7.1 enregistré dimanche matin a secoué les quartiers de la ville de manière très inégale. Cette observation a pu être faite grâce à un vaste réseau de sismographes installés dans toute la ville. Il a été conçu il y a près de 20 ans, installé il y a une décennie et vraiment testé pour la première fois dimanche dernier.
Les instruments montrent que certains quartiers d’Anchorage ont ressenti le séisme de dimanche aussi fortement qu’en 1964. Toutefois, le tremblement de terre de1964 a causé beaucoup plus de dégâts, avec des mouvements du sol beaucoup plus importants et une durée beaucoup plus longue. La secousse de 1964 a duré 4 minutes, un laps de temps suffisant pour liquéfier le sol dans certaines parties de la ville. En revanche, le séisme de dimanche matin a duré seulement 10 à 15 secondes.
Les sismologues savent depuis longtemps que la partie E d’Anchorage a des sols plus résistants et donc plus susceptibles de faire face à des séismes. Par contre, le secteur O de la ville repose sur une couche d’argile très sensible aux séismes et qui peut se liquéfier en cas de secousses très fortes.
Après le séisme de 1964, les ingénieurs et les géologues ont déconseillé la reconstruction de certaines zones de la ville où les sols argileux s’étaient effondrés au cours des glissements de terrain qui avaient emporté des bâtiments. Ils ont réussi à limiter le développement urbain dans des zones à risque de glissement de terrain où le gouvernement fédéral a financé un important projet de stabilisation. Mais les autorités locales n’ont pas toujours écouté les scientifiques et elles ont autorisé la reconstruction dans d’autres secteurs. Ainsi, dans le quartier de Turnagain, où des dizaines de maisons se sont effondrées dans des fractures, ou ont terminé leur course dans l’océan en 1964, de nouvelles maisons, des routes et des services publics ont été construits sur leurs ruines. Plusieurs sismologues ont déclaré qu’ils n’accepteraient pas de vivre dans ces maisons et qu’ils éviteraient de fréquenter certains bâtiments du centre-ville.
Dans les années 1990, il y a eu un projet visant à installer un réseau d’instruments à Anchorage afin de montrer comment le sol peut avoir un comportement différent selon les endroits. Il était prévu qu’un réseau de 40 sismographes fonctionnerait en continu dans les services d’incendie, dans le sous-sol, dans les zones élevées et dans les parcs, etc. Le financement et l’installation de ce réseau ont pris de nombreuses années. Il a fallu ensuite attendre l’événement sismique qui permettrait d’activer les capteurs de mouvements du sol et de fournir des données détaillées. Cet événement s’est produit dimanche !
L’information donnée par les capteurs permettra de valider les modèles que les ingénieurs utilisent pour concevoir des bâtiments dans un pays exposé aux séismes. Les données pourraient également permettre aux scientifiques de répartir les sols en différentes catégories à travers Anchorage en fonction de leur capacité à accélérer les secousses sismiques. Ces informations pourraient définir des normes de construction dans des zones étroitement définies.
Source: Alaska Dispatch News.

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Seismologists in Anchorage noticed that Sunday morning’s M 7.1 earthquake shook the town neighbourhoods with vastly different force.
This observation could be made thanks to the best urban seismograph network in Alaska, conceived almost 20 years ago, installed a decade ago and receiving its definitive test Sunday.
The instruments show that Sunday some parts of Anchorage experienced a shaking probably as high as during the massive 1964 earthquake that transformed the region. But the 1964 did vastly more damage with massively greater motion and much longer duration. The rupture in 1964 lasted 4 minutes, long enough to liquefy ground in Anchorage. The latest quake lasted only 10 to 15 seconds.
Experts have long known that the east side of Anchorage generally has stiffer soils and bedrock that resist shaking. The west side of town rests on a layer of clay that shakes readily and can turn to liquid with enough shaking.
After the 1964 earthquake, engineers and geologists tried to prevent rebuilding of some areas of the city where clay soils collapsed into slides that took down buildings. The experts succeeded in limiting development on some of the slides where the federal government paid for a massive stabilization project. But the city overruled the experts to allow rebuilding in other areas. In Turnagain, where scores of houses fell into cracks or sank into the ocean, new houses, roads and utilities were built over their ruins. Earthquake experts declared they would not live in those homes and they avoid some buildings downtown.
In the 1990s, there was a project to set up a system of instruments in Anchorage that would show how the ground moves differently over our varied soils. A thick network of 40 seismographs would operate continuously in fire houses, underground in drill holes, in high rises and parks, and elsewhere. The network took many years to fund and build. Then came the long wait for the kind of large earthquake that could activate the strong-motion sensors and give detailed data.
That moment came Sunday.
The information will help validate models that engineers use to design buildings in earthquake country. With extensive study, the data could also allow scientists to designate soils in different areas around town according to how they accelerate seismic shaking. That information could determine building design standards in closely defined zones.
Source : Alaska Dispatch News.

Les émissions de CO2 dans les zones de rift // CO2 emissions in rift areas

Des scientifiques de l’Université du Nouveau-Mexique ont effectué des recherches visant à étudier le dioxyde de carbone (CO2) qui s’échappe des systèmes de failles dans le Rift Est-Africain (REA) afin de mieux comprendre dans quelle mesure ce gaz en provenance de l’intérieur de la Terre affecte l’atmosphère. La recherche a été financée par le programme Tectonique de la National Science Foundation.
On pense en général que le CO2 qui se trouve à l’intérieur de la Terre est envoyé dans l’atmosphère par les volcans actifs. Cependant, ce gaz peut également s’échapper le long de failles situées loin de centres volcaniques actifs.
Les scientifiques ont mesuré les émissions diffuses de CO2 du bassin Magadi-Natron dans le Rift Est-Africain entre le Kenya et la Tanzanie. Plusieurs volcans actifs émettent de grandes quantités de CO2 dans la région, notamment le Nyiragongo au Congo et l’Ol Doinyo Lengai en Tanzanie. En outre, des quantités importantes de CO2 sont stockées dans les grands lacs anoxiques de ce secteur.
Pour mesurer le flux de CO2 émis par les failles, les chercheurs ont utilisé un analyseur EGM-4 avec une chambre d’accumulation cylindrique. Les échantillons de gaz ont ensuite été recueillis dans des ampoules sous vide afin de procéder à leur analyse chimique et isotopique dans les laboratoires de l’Université du Nouveau-Mexique.
Les données fournies par l’ensemble des échantillons prélevés le long des failles ont été comparées aux analyses de gaz de l’Ol Doinyo Lengai. On a découvert qu’elles avaient des compositions isotopiques du carbone qui indiquaient une forte contribution magmatique au CO2 observé.
L’étude a généré des données intéressantes qui ont permis aux scientifiques de quantifier les émissions massives et prolongées de CO2 par des failles profondes. Ils ont constaté que le bassin Magadi-Natron, à la frontière entre le Kenya et la Tanzanie, émettait environ 4 mégatonnes de CO2 mantellique par an. La sismicité à des profondeurs de 15 à 30 km enregistrée au cours de l’étude suppose que les failles dans cette région pénètrent probablement la croûte terrestre inférieure. Ainsi, la source du CO2 serait la croûte inférieure ou le manteau, ce qui est compatible avec les isotopes de carbone mesurés dans le gaz.
Les résultats indiquent que le CO2 provient probablement du manteau supérieur ou de corps magmatiques situés dans la croûte inférieure le long de ces failles profondes. L’extrapolation des mesures à l’ensemble de la branche Est du système de rift révèle une émission de CO2 de 71 mégatonnes par an, comparable à l’ensemble des émissions des dorsales médio-océaniques qui se situe entre 53 et 97 mégatonnes par an.
En comparaison avec les grandes éruptions volcaniques qui transfèrent instantanément des quantités importantes de CO2 et d’autres gaz dans l’atmosphère où ils peuvent affecter le climat de la planète pendant plusieurs années, les zones de rift continental diffusent ces gaz extrêmement lentement mais, à l’échelle de temps géologique, les émanations de gaz le long des zones de rift ont pu jouer un rôle jusqu’alors insoupçonné dans le réchauffement de l’atmosphère et peut-être même mis un terme aux ères de glaciation.
Toutefois, même si l’on inclut les émissions de CO2 nouvellement quantifiées dans le Rift Est-Africain dans l’ensemble du CO2 émis sur la planète, ces émissions naturelles sont éclipsées par celles provenant de l’utilisation de combustibles fossiles qui s’élevaient à 36 giga tonnes de CO2 en 2013. Cette comparaison montre que l’humanité émet actuellement en CO2 l’équivalent de 500 Rifts Est-Africains dans l’atmosphère chaque année !
Source: Science Blog: http://scienceblog.com/

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Scientists at the University of New Mexico have conducted research to study carbon dioxide (CO2) emissions through fault systems in the East African Rift (EAR) in an effort to understand CO2 emissions from the Earth’s interior and how this gas affects the atmosphere. The research was funded by the National Science Foundation Tectonics Program.
CO2 from Earth’s interior is thought to be released into the atmosphere mostly via degassing from active volcanoes. However, the gas can also escape along faults away from active volcanic centres.
The scientists set out to measure diffuse CO2 flux from the Magadi-Natron basin in the East African Rift between Kenya and Tanzania. Several active volcanoes emit large volumes of CO2 including Nyiragongo in the Congo and Ol Doinyo Lengai in Tanzania. Additionally, significant amounts of CO2 are stored in large anoxic lakes in this region.
To measure diffuse CO2 flux, the researchers used an EGM-4 CO2 gas analyzer with a cylindrical accumulation chamber. The gas samples were then diverted from the chamber into pre-evacuated glass vials in order to carry out gas chemistry and carbon isotope analyses in the laboratories at the University of New Mexico.
The data from all samples were then compared to gas data from the active volcano Ol Doinyo Lengai and were found to have carbon isotope compositions that indicated a strong magmatic contribution to the observed CO2.
The research generated interesting data allowing the scientists to quantify the massive and prolonged deep carbon emissions through faults. They found that about 4 megatonnes per year of mantle-derived CO2 is released in the Magadi-Natron Basin, at the border between Kenya and Tanzania. Seismicity at depths of 15 to 30 kilometers detected during the project implies that extensional faults in this region may penetrate the lower crust. Thus, the ultimate source of the CO2 is the lower crust or the mantle, consistent with the carbon isotopes measured in the gas.
The findings suggest that CO2 is transferred from upper mantle or lower crustal magma bodies along these deep faults. Extrapolation of the measurements to the entire Eastern branch of the rift system implies a huge CO2 flux 71 megatonnes per year, comparable to emissions from the entire global mid-ocean ridge system of 53 to 97 megatonnes per year.
Compared with large volcanic eruptions that instantly transfer significant amounts of CO2 and other gases into the atmosphere where they affect the global climate over a few years, continental rifting is extremely slow at spreading these gases but on geologic time-scales, large-scale rifting events could have played a previously unrecognized role in heating up the atmosphere and perhaps ending global ice ages.
It is important to note, however, even when including the newly quantified CO2 emissions from the EAR in the global CO2 budget, natural emissions are dwarfed by emissions from fossil fuel use which were 36 giga tons of CO2 in 2013. This comparison shows that humanity is currently emitting the equivalent of 500 East African Rifts in CO2 to the atmosphere per year.
Source : Science Blog : http://scienceblog.com/

Ol Doinyo Lengai, l’un des volcans du Rift Est-Africain (Photos: C. Grandpey)

Les lacs de lave et leur comportement // Lava lakes and how they behave

Certains volcans ont le privilège d’héberger un lac de lave permanent: l’Erta Ale en Ethiopie, le Nyiragongo en République Démocratique du Congo, le Kilauea à Haiwaii, l’Erebus en Antarctique. Le Villarrica au Chili montre un lac de lave intermittent au fond de son cratère. Au Vanuatu, la lave est brassée par les gaz du Marum et du Benbow, mais il s’agit plus de chaudrons de lave bouillonnante que de véritables lacs de lave.
Les scientifiques se posent beaucoup de questions sur le fonctionnement des lacs de lave. La projection récente d’un documentaire sur le Nyiragongo a réanimé le débat et plusieurs hypothèses ont été avancées. Comme le faisait remarquer l’ami Robin Campion dans les commentaires, tous les lacs de lave ne présentent pas les mêmes caractéristiques. Ainsi, le comportement du lac de lave à l’intérieur du cratère de l’Halema’uma’u à Hawaii est géré par les phénomènes de gonflement et de dégonflement auxquels est soumis le Kilauea. Un gonflement signale une montée de magma depuis les profondeurs, tandis que le dégonflement trahit un reflux de l’alimentation. On remarquera par ailleurs que la surface du lac de lave est animée d’un mouvement de convection avec, de temps en temps, de petites fontaines de lave lorsque les gaz ont envie de s’échapper à la surface.
A Hawaii a également été observé un phénomène intéressant baptisé « gas pistoning » par les scientifiques en poste au HVO. Ce « gas pistoning » fait référence aux fluctuations du niveau de la lave à l’intérieur d’une bouche ou d’un lac de lave, souvent de manière cyclique. Il est bien connu à Hawaii où il a été observé pour la première fois dans les années 1970 lors de l’éruption du Mauna Ulu. Il se caractérise par une montée relativement lente de la surface de la lave recouverte d’une croûte, suivie de la chute brutale de son niveau avec projection de lambeaux de lave sous l’effet des gaz.
Le site web du HVO montre une vidéo avec une série de trois épisodes de « gas pistons » dans la bouche ‘Drainhole’ du Pu’u o’o le 3 juin 2006. Cette bouche mesure environ 8 mètres de diamètre et se situe à l’intérieur d’une bouche plus grande d’environ 25 mètres de diamètre.
https://www.youtube.com/watch?v=3ll5p8pfI5Q

Quatre explications ont été fournies dans un rapport écrit en 2012 par les scientifiques hawaiiens pour expliquer le phénomène du « gas pistoning » (http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00445-012-0667-0#/page-1) :
1) Les gaz sont piégés sous la surface croûtée de la lave ou sous une couche de lave visqueuse qui surmonte la colonne de lave plus fluide avant d’être libérés de façon épisodique.
2) Des bulles de gaz discrètes se forment épisodiquement et montent lentement dans la lave qui se trouve dans le conduit avant d’éclater à la surface
3) Une montée régulière des gaz réduit temporairement la densité globale de la colonne de lave et la fait s’élever dans le conduit. L’ensemble devient instable ; la surface de la lave chute et le système se remet en place pour un nouveau cycle.
4) La dernière théorie – celle privilégiée par Robin Campion dans son commentaire à propos du Nyiragongo – évoque la possibilité de la formation, puis de la chute, d’une couche d’écume de lave au sommet de la colonne, même si celle-ci est recouverte d’une croûte. Pour reprendre l’explication de Robin, « la rétention et l’accumulation progressive en profondeur d’une phase gazeuse libre formerait une sorte de mousse qui se ferait piéger dans les sinuosités du conduit. Cette étape correspondrait à la montée progressive du niveau de la lave […] Quand cette mousse atteint un volume critique, elle se libère de son « piège », remonte dans le conduit du fait de sa faible densité, et, quand elle arrive proche de la surface, elle dégaze en quelques dizaine de minutes (phase de fontaines intenses et de baisse de niveau) ».
Ce ne sont que des hypothèses qui demandent à être approfondies. D’ailleurs, le rapport fourni par les scientifiques hawaiiens en 2012 ne tirait pas de conclusion définitive de ces quatre hypothèses. Les observations avaient été faites essentiellement à partir des images fournies par les webcams du Pu’uO’o en 2006.

Comme je l’ai écrit dans les commentaires, s’agissant du Nyiragongo, le plus important reste la prévision et la prévention volcaniques. Comme le fait très justement remarquer le documentaire, la ville de Goma est sous la menace du volcan. Que ce soit en 1977 (probablement 600 morts) ou en 2002 (45 victimes), la lave s’est écoulée suite à un éventrement du volcan car les fractures qui parcourent ses flancs n’ont pas pu résister à la pression de la lave fluide qui a très vite atteint Goma. Les prochaines éruptions du Nyiragongo nous diront si des progrès ont été réalisés. Il faudrait aussi que la population prenne conscience de ce danger et que cessent les actes de vandalisme qui font disparaître des instruments de mesures extrêmement précieux.

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Some volcanoes host a permanent lava lake! Erta Ale in Ethiopia, Nyiragongo in the Democratic Republic of Congo, Kilauea in Haiwaii or Erebus in Antarctica. Villarrica in Chile shows an intermittent lava lake at the bottom of the crater. In Vanuatu, the lava is brewed by gases in Marum and Benbow, but they are more bubbling cauldrons that real lava lakes.
Scientists have asked many questions about the functioning of lava lakes. The recent screening of a documentary showing Nyiragongo revived the debate and several hypotheses have been advanced. As was noted by Robin Campion in the comments, all lava lakes do not have the same characteristics. Thus, the behaviour of the lava lake inside Halema’uma’u Crater in Hawaii is managed by the phenomena of inflation and deflation which affect Kilauea volcano. Inflation indicates magma rising from deep, while deflation betrays a reflux in the feeding system. We can also notice that the surface of the lava lake is animated by a convective movement with, at times, small lava fountains when gases escape to the surface.
In Hawaii, an interesting phenomenon called “gas pistoning” by HVO scientists was also observed. This “gas pistoning” refers to the level fluctuations of lava inside a vent or a lake, often cyclically. It is well known in Hawaii, where it was observed for the first time in the 1970s during the eruption of Mauna Ulu. It is characterized by a relatively slow rise of the lava surface covered with a crust, followed by the sudden collapse with lava ejections under the pressure of the gases.
The HVO’s website shows a video with a series of three episodes of “gas piston” in the Drainhole Vent within Pu’u o’o on June 3rd 2006. The vent is approximately 8 metres in diameter and is located within a larger vent about 25 metres in diameter.
https://www.youtube.com/watch?v=3ll5p8pfI5Q

Four explanations were provided in a report written in 2012 by Hawaiian about the “gas pistoning” phenomenon (http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00445-012-0667-0#/page-1 )
1) The gases atre trapped beneath the crusty surface of lava or a viscous layer at the top of the lava column or lake before being released episodically.
2) Discrete gas slugs form episodically and then rise slowly in the conduit before bursting through the surface
3) A steady streaming of gas temporarily reduces the bulk density of the lava column, causing ot to rise in the duct. The whole system becomes unstable; the lava surface falls and the system is reset for a new cycle.
4) The last theory – the one referred to by Robin Campion in his commentary – raises the possibility of the formation and collapse of a foam layer on top of the column, even if the latter is covered with a crust. To mention again Robin’s explanation, “the retention and deep progressive accumulation of a free gas phase would form a kind of foam that would be trapped in the windings of the conduit. This stage corresponds to the gradual rise in the level of the lava […] When the foam reaches a critical volume, it becomes free of its « trap », goes up in the conduit thanks to its low density, and when it comes near the surface, it degasses within ten minutes (intense lava fountaining and drop of the level).”
These are only hypotheses. The report provided by the Hawaiian scientists in 2012 did not draw definitive conclusions from these four assumptions. The observations were made mainly from images provided by the Pu’uO’o webcams in 2006.

As I put it in the comments, regarding Nyiragongo, what really matters is volcanic prediction and prevention. Indeed, Goma is under the threat of the volcano. Whether in 1977 (probably 600 deaths) or 2002 (45 victims), lava rushed into the town because the fractures along the sides of the volcano could not withstand the pressure of the fluid lava which quickly reached Goma. The next eruption of Nyiragongo will tell us whether progress has been made. The population should become aware of this danger and it would be great if acts of vandalism stopped, with the robbery of extremely valuable measuring instruments.

Lac de lave dans le cratère du Pu’uO’o à Hawaii (Photos: C. Grandpey)

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