Catégorie : Science

Hawaï s’enfonce // Hawaii is sinking

Aujourd’hui, avec la fonte des glaciers et des calottes glaciaires due au réchauffement climatique, on parle beaucoup du rebond isostatique dans certaines régions du monde. Le substrat rocheux se soulève lentement car la masse de glace qui le surmonte est moins lourde. Certains scientifiques pensent même que le rebond isostatique pourrait favoriser la remontée du magma et déclencher des éruptions plus fréquentes. Cependant, nous manquons de recul pour confirmer cette hypothèse.
Sur l’archipel hawaïen, il n’y a pas de glaciers, bien que le Mauna Loa et le Mauna Kea, sur la Grande Île, culminent à plus de 4 200 mètres d’altitude. Une nouvelle étude révèle qu’Hawaï non seulement ne s’élève pas, mais s’enfonce 40 fois plus vite que les scientifiques le pensaient.
L’histoire géologique d’Hawaï est celle d’une ascension. Il y a plus d’un million d’années, lorsque la plaque tectonique Pacifique s’est déplacée et est arrivée au-dessus d’un point chaud dans la croûte terrestre, des îles volcaniques ont formé ce qui est devenu le 50e État des États-Unis. La Smithsonian Institution explique que « les quatre îles de Maui, Moloka`i, Lana`i et Kaho`olawe étaient autrefois toutes reliées et formaient une vaste masse continentale connue sous le nom de Maui Nui, littéralement « grand Maui ». À mesure que la plaque Pacifique éloigne les volcans hawaïens du point chaud, ils entrent en éruption moins fréquemment, puis ne sont plus alimentés et meurent. L’île s’érode et la croûte sous-jacente se refroidit, se rétrécit et s’enfonce, avant d’être submergée. Dans des millions d’années, les îles hawaïennes disparaîtront lorsque la bordure de la plaque Pacifique qui les soutient glissera sous la plaque nord-américaine et retournera dans le manteau. »

Source: Smithsonian Institution

Une nouvelle étude de l’Université d’Hawaï à Manoa, publiée dans la revue Communications Earth & Environment, indique que, contrairement à d’autres régions du monde, l’archipel est en train de s’enfoncer . L’étude analyse l’affaissement de l’île d’O’ahu, où se trouve Honolulu, la capitale de l’État. Les auteurs ont constaté que dans certaines zones de l’île, situées à 300 km au nord-ouest de la Grande Île – qui se trouve au-dessus du point chaud – l’affaissement atteint environ 0,6 millimètre par an. Cependant, les scientifiques ont également constaté que certaines zones s’enfoncent à un rythme environ 40 fois supérieur, soit environ 25 millimètres par an.
L’étude souligne que l’affaissement est un facteur majeur, mais souvent négligé, dans le cadre de l’exposition future aux inondations. Dans les zones à affaissement rapide, les effets de l’élévation du niveau de la mer se feront sentir beaucoup plus tôt que prévu, ce qui signifie que les autorités devront se préparer aux inondations dans un délai plus court. Cette situation s’explique en partie par le fait que les zones industrielles comme celle de Mapunapuna sont construites sur des sédiments et des remblais artificiels, ce qui, selon les chercheurs, entraîne un tassement plus rapide que dans d’autres zones d’O’ahu. Cette vitesse d’affaissement dépasse largement celle de l’élévation du niveau de la mer sur le long terme (environ 1,54 millimètre), et pourrait, à court terme, engendrer des problèmes pour le littoral de la région. Dans des secteurs comme la zone industrielle de Mapunapuna, l’affaissement pourrait agrandir la zone inondable de plus de 50 % d’ici 2050.
Certains organismes à O’ahu, comme Climate Ready O’ahu, une organisation scientifique et communautaire, s’attendent à devoir faire face à une élévation de plus en plus rapide du niveau de la mer et à une érosion de plus en plus importante des sols, ainsi qu’à d’autres phénomènes liés au réchauffement climatique, tels que les incendies de végétation et les crues soudaines. Si la conservation des zones humides et des écosystèmes dunaires contribuera à stabiliser les rivages, les chercheurs soulignent que la prise en compte de cette vitesse d’affaissement préoccupante sera essentielle pour mettre en place un véritable véritable calendrier nécessaire à la mise en œuvre des stratégies d’adaptation au réchauffement climatique.
Source : Popular Mechanics via Yahoo News.

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Today, with the melting of glaciers and icecaps because of global warming, there is a lot of talk aboud the isostatic rebound in some regions of the world. The bedrock is slowly rising because of the lighter mass of the ice above. Some scientists even say that the isostatic rebound might favour the ascent of magma and trigger more frequent eruptions. However, we don’t have enough perspective to confirm this hypothesis.

On the Hawaiian archipelago, there are no glaciers, although Mauna Loa and Mauna Kea on the Big Island are rising more than 4,200 meters above sea level. A new study reveals that  .Hawaii Is sinking 40 times faster than scientists thought it was.

The geologic story of Hawaii has historically been one of ascension. More than a million years ago, when the Pacific Island Plate moved above a volcanic hotspot, volcanic islands formed what eventually became the U.S.’s 50th State. The Smithsonian Institution explains that « the four islands of Maui, Moloka`i, Lana`i, and Kaho`olawe were once all connected as a vast landmass known as Maui Nui, literally “big Maui.” As the Pacific plate moves Hawaii’s volcanoes farther from the hotspot, they erupt less frequently, then no longer tap into the upwelling of molten rock and die. The island erodes and the crust beneath it cools, shrinks and sinks, and the island is again submerged. Millions of years from now, the Hawaiian Islands will disappear when the edge of the Pacific plate that supports them slides under the North American plate and returns to the mantle. »

Now, a new study from the University of Hawai’i at Manoa, published in the journal Communications Earth & Environment, reports that the island chain may be reversing course. The study analyzes subsidence on the island of O’ahu, home of the state capital, Honolulu. The authors found that in some areas of the island, located 300 km northwest of the Big Island which rests on top of the hotspot, the subsidence rate was at around 0.6 millimeters per year. However, they also recorded areas that are sinking about 40 times that rate, at roughly 25 millimeters per year.

The suty highlights that that subsidence is a major, yet often overlooked, factor in assessments of future flood exposure. In rapidly subsiding areas, sea level rise impacts will be felt much sooner than previously estimated, which means that authorities should prepare for flooding on a shorter timeline.

Part of the reason for this discrepancy is that industrial areas such as the Mapunapuna area are built on sediment and artificial fill, which, according to the researchers, leads to increased compaction compared to other areas of O’ahu. This subsidence rate far outpaces the long-term rate of sea level rise, which is around 1.54 millimeters, and could cause problems for the region’s shoreline on a shorter timetable. In places like the Mapunapuna industrial region, subsidence could increase flood exposure area by over 50% by 2050.

Some institutions on O’ahu, such as the science-based, community-driven Climate Ready O’ahu, are preparing for increased sea level rise and increased soil erosion along with other climate change-induced events, such as wildfires and flash flooding. While the conservation of wetlands and dune ecosystems will help stabilize shorelines, the researchers note that taking into account this concerning rate of subsidence will be vital for understanding the true timeline required to implement climate adaptation strategies

Source : Popular Mechanics via Yahoo News.

Désastre en vue sur le Mauna Loa (Hawaï) // Disaster in sight on Mauna Loa (Hawaii)

Ce serait une catastrophe pour le climat sur Terre. L’Administration Trump envisage de résilier le bail de la station de recherche climatique implantée sur le Mauna Loa, à Hawaï. La perspective de cette mesure suscite des inquiétudes quant à l’avenir des travaux essentiels effectués sur l’impact des émissions de carbone sur le réchauffement climatique.

Photo: C. Grandpey

C’est dans cet observatoire que la Scripps Institution de la NOAA réalise la célèbre Courbe de Keeling, qui montre l’évolution des concentrations de CO2 dans l’atmosphère de 1958 à nos jours. La trajectoire de la Courbe ne cesse de grimper alors que l’homme continue de brûler des combustibles fossiles. Les concentrations s’élèvent actuellement à plus de 427 ppm, un niveau remarquablement élevé qui dépasse toutes les mesures précédentes.

La station climatique du Mauna Loa fait partie de la vingtaine de bureaux gérés par la NOAA dont la résiliation du bail est proposée dans le cadre des mesures d’économies du Département de l’Efficacité Gouvernementale (DOGE), dirigé par Elon Musk. Le communiqué publié en ligne sur le site web du DOGE mentionne un bureau de la NOAA à Hilo (Hawaï), et estime que la résiliation de son bail permettrait une économie de 150 692 dollars par an. L’observatoire, établi en 1956 sur le flanc nord du volcan Mauna Loa, est reconnu comme le berceau de la surveillance mondiale du dioxyde de carbone et possède les plus longues archives au monde de mesures du CO2 atmosphérique.
On ignore les termes du projet de résiliation du bail. On ne sait pas, non plus, si le bureau sera fermé ou déplacé. Un ancien responsable de la NOAA, qui a requis l’anonymat par crainte de représailles, a déclaré que le bail doit expirer le 31 août 2025.
Des scientifiques et responsables politiques accusent l’Administration Trump de vouloir lancer une offensive à grande échelle contre la recherche climatique. Cela permettrait au gouvernement fédéral de récupérer les financements climatiques et de licencier des centaines d’employés de la NOAA, l’agence gouvernementale qui fournit les prévisions météorologiques. Elon Musk et son équipe DOGE ont été chargés par Trump de réduire la taille et les coûts de la bureaucratie fédérale et ont déclaré qu’ils se concentraient sur les dépenses inutiles.
La fermeture de l’observatoire du Mauna Loa serait une catastrophe. Non seulement il fournit les mesures de CO2 dont nous avons tant besoin pour suivre le réchauffement climatique, mais il alimente également les simulations des modèles climatiques.

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La fermeture de l’observatoire de Mauna Loa, dans l’hémisphère nord, serait d’autant plus dommageable que l’observatoire climatique de l’île d’Amsterdam, dans l’hémisphère sud, a dû fermer à cause d’un incendie incontrôlable qui a déjà dévasté près de 50 % de son territoire de 58 km². À l’approche des flammes, tout le personnel a été évacué. L’île abrite une base scientifique mondialement reconnue pour sa surveillance des concentrations de gaz à effet de serre. Sa disparition constituerait une perte majeure d’un point de vue climatique. En effet, l’île d’Amsterdam est l’équivalent, dans l’hémisphère sud, du volcan Mauna Loa à Hawaï.
Depuis 1981, l’observatoire de l’île d’Amsterdam surveille en continu les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone (CO2) et d’autres gaz à effet de serre tels que le méthane (CH4) et le protoxyde d’azote (N2O). Il est intéressant de noter que les résultats des mesures effectuées sur l’île d’Amsterdam confirment parfaitement ceux obtenus sur le Mauna Loa. L’île d’Amsterdam est particulièrement importante d’un point de vue climatique, car les concentrations de méthane (CH4) y ont été mesurées au cours des 20 dernières années. Comme pour le CO2, elles sont en augmentation et dépassent désormais 1 850 parties par milliard (ppb).
Source : Médias internationaux.

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It would be a disaster for Earth’s climate. The Trump administration is considering cancelling the lease of the support office for the Mauna Loa climate research station in Hawaii, raising fears for the future of key work tracking the impact of carbon emissions on global warming. It is in this observatory that NOAA’s Scripps Institution works out the famous Keeling Curve that shows the evolution of CO2 concentrations in the atmosphere from 1958 up to the present, charting an upward trajectory as humans continued to burn fossil fuels. The concentrations are currently XXX, which is remarkably high and shatters all previous measurements.

The office is one of more than 20 rented by NOAA that are proposed to have their leases ended under money-saving efforts by the Department of Government Efficiency (DOGE) led by Elon Musk. The online listing on the DOGE website mentions an NOAA office in Hilo, Hawaii and an estimate of how much would be saved by cancelling its lease : $150,692 a year.

The observatory, established in 1956 on the northern flank of the Mauna Loa volcano, is recognised as the birthplace of global carbon dioxide monitoring and maintains the world’s longest record of measurements of atmospheric CO2.

It is not clear how far the lease cancellation plan has gone, and whether the office will be shut or moved. A former NOAA official, who asked not to be named for fear of reprisals, said the lease on the office was due to end on August 31st, 2025.

Some scientists and politicians have accused the Trump administration of launching a wider assault on climate research, with the federal government clawing back climate funding and dismissing hundreds of workers from NOAA, the government agency that provides weather forecasts. Musk and his DOGE team have been tasked by Trump to slash the size and cost of the federal bureaucracy and have said they have focused on wasteful, unnecessary spending.

It would be terrible if the Mauna Loa Observatory was closed. Not only does it provide the measurement of CO2 that we so desperately need to track climate change, but it also informs climate model simulations.

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The closure of the Mauna Loa observatory in the northern hemisphere would be all the more disastrous as the climate observatory on Amsterdam Island in the southern hemisphere has been ravaged by a massive fire that has already affected nearly 50% of its 58 km² territory. As the flames approached the scientific base, all personnel were evacuated. The island houses a scientific base world-renowned for its monitoring of greenhouse gas concentrations. If the base were to disappear, it would be a major loss from a climate perspective, as Amsterdam Island is the southern hemisphere equivalent of Hawaii’s Mauna Loa volcano,
Since 1981, the Amsterdam Island Observatory has continuously monitored atmospheric concentrations of carbon dioxide (CO2) and other greenhouse gases such as methane (CH4) and nitrous oxide (N2O). Interestingly, the results of the measurements taken on Amsterdam Island perfectly confirm those taken on Mauna Loa.
Amsterdam Island is particularly important from a climate perspective because methane (CH4) concentrations have also been measured there for the past 20 years. Like CO2, they have been rising and now exceed 1,850 parts per billion (ppb).

Source : International news media.

Nouvelle carte de l’Antarctique // New map of Antarctica

Une équipe internationale dirigée par le British Antarctic Survey (BAS) a publié la carte la plus détaillée du socle sous-glaciaire de l’Antarctique. Cette carte remet notamment en question les hypothèses antérieures concernant la localisation de la glace la plus épaisse et fournit des données importantes sur les processus glaciaires en Antarctique.
L’ensemble de données, baptisé Bedmap3, intègre plus de six décennies de levés géophysiques, tout en intégrant avec précision les plus hautes montagnes et les vallées les plus profondes du continent. On obtient ainsi des mises à jour majeures sur l’épaisseur de la glace, la topographie sous-glaciaire et la réaction du continent au réchauffement climatique.

 

Représentation topographique du relief du substrat rocheux de l’Antarctique (Source: BAS)

Bedmap3 intègre plus de 82 millions de points de données, soit le double de l’ensemble précédent. Cette carte haute résolution s’appuie sur des informations recueillies par des avions, des satellites, des navires et même d’anciens traîneaux à chiens. Elle offre une vue exceptionnellement détaillée du territoire qui se cache sous la glace de l’Antarctique, ce qui permettra aux scientifiques de prévoir la réaction des calottes glaciaires au réchauffement climatique.
Un élément clé de cette mise à jour concerne la localisation de la glace la plus épaisse de l’Antarctique. Des recherches antérieures la situaient dans le bassin de l’Astrolabe, en Terre Adélie, mais les dernières analyses révèlent que l’épaisseur de glace la plus importante se trouve dans un canyon sans nom de la Terre Wilkes – Wilkes Land – avec une épaisseur de 4 757 mètres.
Bedmap3 s’appuie sur de récentes études menées en Antarctique oriental, notamment autour du pôle Sud, de la péninsule Antarctique et des montagnes Transantarctiques. L’ensemble de données permet d’obtenir une représentation plus précise des vallées profondes et des pics rocheux exposés, tout en intégrant de nouvelles mesures de l’élévation de la surface de la glace et des plateformes glaciaires qui flottent sur l’océan. L’une de ses contributions les plus importantes est la cartographie actualisée des lignes d’ancrage, zones où la glace rencontre l’océan et commence à flotter. Ces données sont essentielles pour prévoir la contribution potentielle de la glace antarctique à l’élévation future du niveau de la mer.

 

Source: BAS

Grâce à Bedmap3, il ressort que la calotte glaciaire antarctique est plus épaisse qu’on le pensait initialement et qu’un volume de glace plus important repose sur un substrat rocheux situé sous le niveau de la mer. Cela accroît le risque de fonte de la glace en raison de l’incursion d’eau océanique chaude sur les bordures du continent. Bedmap3 montre que l’Antarctique est plus vulnérable qu’on le pensait.
Par ailleurs, la carte révèle que la calotte glaciaire antarctique couvre une superficie de 13,63 millions de km², soit un volume total de 27,17 millions de km³. L’épaisseur moyenne de la glace, plateformes glaciaires comprises, est de 1 948 m ; hors plateformes, elle atteint 2 148 m. Si toute la glace de l’Antarctique fondait, le niveau de la mer dans le monde pourrait augmenter de 58 mètres, menaçant ainsi les régions côtières de la planète.
L’ensemble de données haute résolution de Bedmap3 constituera un outil essentiel pour les climatologues qui étudient les processus glaciaires, les interactions océan-glace et les changements à long terme de la topographie de l’Antarctique. La cartographie plus précise des lignes d’ancrage contribuera à la recherche sur la stabilité des courants glaciaires et le rôle des structures sous-glaciaires dans le comportement de l’écoulement de la glace.
Bedmap3 permettra des prévisions plus fiables des changements futurs de la calotte glaciaire en fournissant une représentation plus précise du paysage sous-glaciaire de l’Antarctique. Ainsi, les scientifiques pourront évaluer les risques associés à la perte de glace et à l’élévation du niveau de la mer.
Source : British Antarctic Survey.

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An international team led by the British Antarctic Survey (BAS) has released the most detailed map of Antarctica’s subglacial terrain. In particular, the map challenges previous assumptions about the location of the thickest ice and provides important data on Antarctica’s ice processes.

The dataset, known as Bedmap3, integrates over six decades of geophysical surveys, capturing the continent’s tallest mountains and deepest valleys with precision. The findings present major updates on ice thickness, subglacial topography, and the continent’s response to global warming..

Bedmap3 builds on previous datasets by incorporating more than 82 million data points, double that of its predecessor. The high-resolution map is based on information gathered from aircraft, satellites, ships, and even historic dog-drawn sleds. Rendered on a 500 meter grid, it provides an exceptionally detailed view of the land beneath Antarctica’s ice, enabling scientists to predict how ice sheets might respond to warming temperatures.

A key revision in this update is the identification of the thickest overlying ice. Earlier research placed this in the Astrolabe Basin in Adélie Land, but the latest analysis reveals the true thickest ice lies in an unnamed canyon in Wilkes Land, with a depth of 4 757 meters.

Bedmap3 benefits from recent extensive surveys in East Antarctica, including regions around the South Pole, the Antarctic Peninsula, and the Transantarctic Mountains. The dataset refines the depiction of deep valleys and exposed rocky peaks while also incorporating new measurements of ice surface elevation and floating ice shelves. One of its most important contributions is the updated mapping of grounding lines, areas where the ice meets the ocean and begins to float. The data is essential for predicting how Antarctic ice might contribute to future sea-level rise.

Thanks to Bedmap3, it is clear the Antarctic Ice Sheet is thicker than was originally thought and has a larger volume of ice that is grounded on a rock bed sitting below sea-level. This puts the ice at greater risk of melting due to the incursion of warm ocean water that is occurring at the fringes of the continent. What Bedmap3 is showing is that Antarctica is slightly more vulnerable than previously thought.

The map reveals that the Antarctic Ice Sheet holds a total volume of 27.17 million km3, covering an area of 13.63 million km2. The mean ice thickness, including ice shelves, is 1 948 m, but when excluding ice shelves, the average thickness increases to 2 148 m. If all the ice in Antarctica were to melt, global sea levels could rise by 58 meters, posing a threat to coastal regions worldwide.

Bedmap3’s high-resolution dataset is expected to be a vital tool for climate scientists studying ice processes, ocean-ice interactions, and long-term changes in Antarctica’s topography. The refined grounding line mapping will aid research into the stability of ice streams and the role of subglacial features in ice flow behavior.

Bedmap3 enables more accurate predictions of future ice sheet changes by providing a more precise representation of Antarctica’s subglacial landscape, helping scientists assess risks associated with ice loss and sea-level rise.

Source : British Antarctic Survey.

L’Intelligence Artificielle au service de la volcanologie (suite) // Artificial Intelligence in the service of volcanology (continued)

L’intelligence artificielle (IA) est de plus en plus utilisée en sismologie et en volcanologie où elle pourrait contribuer à la prévision des séismes et des éruptions, événements parfois destructeurs. J’ai publié une note le 28 juillet 2024 expliquant comment les scientifiques utilisent l’IA. J’ai également ajouté que son utilisation dans la prévision volcanique et pour d’autres phénomènes naturels semble prometteuse. Cependant, il faut garder à l’esprit que l’intelligence artificielle relève des sciences exactes, tandis que les éruptions dépendent des caprices de la Nature, qui peuvent être imprévisibles !
Un nouvel article publié par des chercheurs de l’Université de Canterbury (Nouvelle-Zélande) explique qu’ils utilisent un nouvel outil, développé grâce à l’intelligence artificielle (IA), pour améliorer la prévision des éruptions volcaniques dans le monde.
L’équipe scientifique de l’Université de Canterbury a créé un modèle d’apprentissage automatique (machine learning, ML) capable d’identifier les premiers signes sismiques d’éruptions volcaniques. L’étude a analysé 41 éruptions sur 24 volcans sur une période de 73 ans. Cela a donné naissance à des schémas d’activité sismique pré-éruptive pouvant être appliqués à des volcans moins surveillés.
Les chercheurs ont introduit une technique d’apprentissage automatique appelée « apprentissage par transfert » (transfer learning, TL), qui identifie les signaux précurseurs communs à plusieurs volcans. Cette approche permet de prévoir les éruptions sur des sites où les instruments de mesure sont rares, voire inexistants. Les chercheurs affirment que leur méthode offre une solution rentable et évolutive pour améliorer les prévisions concernant les volcans dépourvus de surveillance ou mal surveillés.
Le modèle basé sur l’IA vise également à venir en aide aux régions disposant d’infrastructures de surveillance limitées, comme l’Asie du Sud-Est et l’Amérique centrale, où de nombreux volcans actifs restent sous-étudiés.
L’équipe de recherche a collaboré avec des observatoires volcaniques à travers le monde pour garantir que le modèle de prévision fournisse des données exploitables. Cette approche collaborative permet une intégration transparente avec les cadres de surveillance volcanique existants.
Les scientifiques de l’Université de Canterbury ont analysé 41 éruptions volcaniques sur 24 volcans différents, couvrant 73 années de données sismiques. Ils ont classé les volcans en trois groupes selon leur type éruptif : magmatiques, phréatiques et un groupe incluant tous les volcans. Le modèle ML a utilisé une fenêtre de données sismiques de 48 heures précédant les éruptions pour tester les modèles de prévision. Les résultats ont été évalués par un processus de validation croisée, reproduisant les conditions de prévision en temps réel.
La comparaison avec les méthodes de prévision traditionnelles, telles que la mesure de l’amplitude sismique en temps réel (RSAM), a révélé que le modèle ML était plus performant que les techniques conventionnelles. Il a notamment démontré une meilleure sensibilité à l’activité pré-éruptive pour les éruptions phréatiques.
Certains volcans, comme le Copahue, ont affiché des valeurs de prévision constamment élevées entre des éruptions rapprochées, ce qui pourrait nécessiter une amélioration du modèle. Les éruptions non annoncées, comme celle de Cordon-Caulle en 2011, ont présenté des limites en termes de prévision en raison de la faiblesse des signaux sismiques pré-éruptifs. Les améliorations pourraient inclure l’intégration des niveaux d’émissions gazeuses, des anomalies thermiques et des données magnétotelluriques dans les modèles de prévision. Les chercheurs prévoient également d’affiner la capacité du modèle à distinguer différents types d’activité volcanique, comme les éruptions à conduit ouvert et fermé.
Source : Université de Canterbury.

Éruption du Copahue en 2013 (Crédit photo: SERNAGEOMIN)

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Articicial intelligence (AI)is more and more used in seismology and volcanology, with the hope that it will help precict earthquakes and eruptions that can sometimes be destructive.I wrote a post on 28 July 2024 explaining how scientists are using AI, but I also added that the use of artificial intelligence in volcanic prediction and the prediction of other natural phenomena looks promising. However, one should keep in mind that artificial intelligence is part of exact science whereas eruptions depend on Nature’s whims which can be unpredictable !

A new article by researchers at the University of Canterbury (New Zealand) has resulted in a new tool, developed using artificial intelligence (AI), to improve the prediction of volcanic eruptions worldwide.

The University of Canterbury research team has created a machine-learning (ML) model capable of identifying early seismic warning signs of volcanic eruptions. The study analyzed 41 eruptions across 24 volcanoes over 73 years, revealing patterns in pre-eruption seismic activity that can be applied to less-monitored volcanoes.

The research introduces an ML technique known as transfer learning, which identifies shared precursor signals across multiple volcanoes. The approach allows for forecasting eruptions at sites with little to no prior instrumental eruption records. The researchers say that their method provides a cost-effective and scalable solution for improving forecasting at under-monitored volcanoes.

The AI-based model also aims to support regions with limited monitoring infrastructure, such as Southeast Asia and Central America, where many active volcanoes remain understudied.

The research team worked alongside international volcano observatories to ensure the forecasting model provides actionable data. The collaborative approach enables seamless integration with existing volcanic monitoring frameworks.

The scientists analyzed 41 volcanic eruptions from 24 different volcanoes, spanning 73 years of seismic data. The researchers categorized volcanoes into three groups based on eruption type: magmatic, phreatic, and a global pool that included all volcanoes. The ML model used a 48-hour window of seismic data leading up to eruptions to train forecasting models The model’s performance was assessed through a cross-validation process mimicking real-time forecasting conditions.

Comparisons with traditional forecasting methods, such as Real-Time Seismic Amplitude Measurement (RSAM), revealed that the ML model outperformed conventional techniques. In particular, the model demonstrated better sensitivity to pre-eruptive activity for phreatic eruptions.

Some volcanoes, such as Copahue, displayed consistently high forecasting values between closely spaced eruptions, which may require further refinement of the model. Unheralded eruptions, such as the 2011 Cordon Caulle event, presented limitations in forecasting capabilities because of weak pre-eruption seismic signals.

Future improvements may include incorporating gas emission rates, thermal anomalies, and magnetotelluric data into the forecasting models. The researchers also plan to refine the model’s ability to distinguish between different types of volcanic activity, such as open versus closed conduit eruptions.

Source : University of Canterbury.

https://www.canterbury.ac.nz/