Citizen science and volcano monitoring

Selon les recherches présentées à une conférence internationale de la Royal Geographical Society à Londres, les personnes qui vivent près des volcans actifs peuvent jouer un rôle essentiel dans la surveillance et la gestion des risques environnementaux.
La recherche est une réponse à un appel lancé par l’International Strategy for Disaster Reduction (ISDR), organisme dépendant des Nations Unies, qui encourage une plus grande implication de la communauté dans la réduction des risques. Cet organisme constate que la science citoyenne peut aboutir à une meilleure connaissance locale des processus géographiques, renforcer la confiance envers les scientifiques professionnels et aider à gérer l’incertitude.
Les projets de science citoyenne qui consistent à faire voler des cerfs-volants et des drones ou quadcoptères télécommandés (un quadcoptère est un petit hélicoptère propulsé par quatre rotors) pour prendre des photos aériennes et réaliser des vidéos de processus volcaniques pourraient réduire le risque dans le monde entier.
Dans le cadre de la recherche, un système de surveillance à base communautaire a été établi sur l’île antillaise de Montserrat dont la moitié est encore couverte de cendre suite à l’éruption dévastatrice en 1995. Les habitants utilisent des cerfs-volants pour prendre des photographies aériennes de l’île ; ils effectuent aussi des relevés GPS afin de contrôler les modifications subies par le paysage sous l’effet des lahars. Certains des meilleurs projets de science citoyenne s’appuient sur des observations très simples.
L’un des chercheurs à la conférence a déclaré: » Si vous souhaitez qu’un projet de science citoyenne dure plus d’un mois ou deux, vous devez vous assurer que la collecte des données est une chose amusante et utile à faire Qui n’a pas envie de faire voler un cerf-volant ou un quadcoptère avec une caméra embarquée ? […] Le quadcoptère convient encore mieux que le cerf-volant car tout le monde peut s’en servir – sauf en cas de vent trop fort – et il est très facile à piloter. »
Source : TMCnet.com .

En ce qui me concerne, je suis entièrement d’accord pour encourager les citoyens à participer à l’observation des volcans locaux de la même manière que certains habitants participent aux prévisions météorologiques en enregistrant les quantités de pluie ou les températures dans des villages reculés . Tout comme les citoyens de Montserrat , des habitants de l’Équateur font des observations quotidiennes du Tungurahua et du Reventador et les communiquent à l’Observatoire.
Cependant, une telle science citoyenne est encore mal acceptée en Europe, notamment en France, où les soi-disant volcanologues sont très réticents à voir des gens qui n’ont pas leur diplôme universitaire venir piétiner leurs plates-bandes !

J’appartiens à un club d’aéromodélisme ; je possède un drone et un mini hélicoptère avec caméra embarquée que je rêve de voir voler au-dessus du cratère d’un volcan actif…

Voici une petite vidéo montrant un quadcopère en action: http://vimeo.com/65168155

According to research presented at the Royal Geographical Society international conference in London, people living near active volcanoes can play a vital role in the monitoring and management of environmental hazards.

The research is a response to a call made by the United Nations International Strategy for Disaster Reduction (UNISDR) for greater community involvement in risk reduction. It finds that citizen science can increase local knowledge of geographical processes, build trust in professional scientists and help to manage uncertainty.
Citizen science projects that fly kites and remote-controlled quadcopters (a helicopter propelled by four rotors) to take aerial photographs and video of volcanic processes could reduce hazard risk worldwide.
As part of the research, a community-based monitoring system was established on the Caribbean island of Montserrat, half of which is still covered in ash from a devastating eruption in 1995. Local residents use kites to take aerial photographs of the island, as well as using GPS surveys to monitor how the landscape is changing as a result of volcanic mudflows. Some of the best citizen science projects are based on very simple observations.
One of the researchers at the conference explained: « If you want citizen science project to last more than a month or two, you need to make sure that data collection is a fun and useful thing to do. Who doesn’t want to fly a kite or a quadcopter with a camera attached to it? […] The quadcopter is an excellent upgrade to the kite as it is suitable for all but the windiest occasions and is ridiculously easy to fly. »

Source : TMCnet.com.

As far as I’m concerned, I fully agree with the suggestion to make citizens participate in the observation of local volcanoes in the same way local folks participate in the weather forecasts by recording the amounts of rain or temperatures in remote villages. Just like Montserrat citizens, local inhabitants of Ecuador make daily observations of Tungurahua and Reventador volcanoes and then communicate them to the Observatory. .

However, such citizen science is still badly accepted in Europe, especially in France, where so-called volcanologists are deeply reluctant to see people who do not have their university degrees encroach on their preserve!

I belong to a model plane making club and I dream of flying my mini helicopter or my quadcopter (with a small camera on board) above the crater of an active volcano…

Here is a short video showing a quadcopter: http://vimeo.com/65168155

La cendre des supervolcans peut se transformer en lave à plusieurs kilomètres de l’éruption // Ash from supervolcanoes can turn into lava several kilometres from the eruption

On peut lire sur le site web Daily Science un article très intéressant sur une étude publiée dans la revue Geology. Elle révèle que des professeurs des universités de Bakersfield (Californie) et du Missouri ont montré que les cendres émises lors de l’éruption de supervolcans comme Yellowstone peuvent être si chaudes qu’elles ont la capacité de redevenir de la lave une fois qu’elles touchent le sol à des dizaines de kilomètres de leur lieu d’émission. La recherche a été financée par la National Science Foundation.
L’article nous rappelle que, selon le processus habituel d’une éruption volcanique, la lave s’écoule généralement directement sur le site de l’éruption jusqu’à ce qu’elle refroidisse et durcisse (voir mon étude sur le processus de refroidissement de la lave sur le Kilauea). Cependant, les chercheurs américains ont trouvé des preuves d’une ancienne coulée de lave à des dizaines de kilomètres d’un supervolcan entré en éruption près de Yellowstone il y a environ 8 millions d’années.
Quelque temps avant cette étude, un professeur assistant de l’Université de Bakersfield avait déjà constaté que cette coulée de lave était composée de cendre éjectée lors de l’éruption. Suite à cette découverte, un professeur agrégé de l’Université du Missouri et des doctorants du département de géologie de cette même université ont essayé de prouver comment cela était possible.

Pour arriver à leurs fins, ils devaient déterminer comment la cendre avait pu être suffisamment chaude pour pouvoir se transformer en lave et couler avant de se refroidir.

Les chercheurs pensent que le phénomène a été rendu possible par un processus appelé «dissipation visqueuse ». Ce processus peut être comparé à un pot de mélasse que l’on se mettrait en devoir de remuer. En effet, il est très difficile de remuer un pot de mélasse et il faut dépenser beaucoup d’énergie et de force pour déplacer la cuillère dans le pot. Cependant, une fois que l’on y parvient, l’énergie utilisée pour déplacer la cuillère est transférée dans la mélasse qui chauffe effectivement un petit peu. C’est la dissipation visqueuse.
De la même façon, si on se réfère à la vitesse à laquelle la cendre chaude se déplace après l’éruption d’un supervolcan, on constate qu’une fois qu’elle touche le sol, l’énergie se transforme en chaleur, un peu comme l’énergie de la cuillère se trouve transférée dans la mélasse. Cette chaleur supplémentaire créée par la dissipation visqueuse est suffisante pour faire se souder la cendre qui se transforme alors en une coulée de lave.
La température de la cendre d’une telle éruption doit être d’au moins 815 ° C pour se transformer en lave. Toutefois, comme la cendre a perdu une partie de sa chaleur dans l’air, les chercheurs pensent que la dissipation visqueuse vient compenser cette perte et représente entre 93 et 204 ° C de chaleur supplémentaire, suffisante pour transformer la cendre en lave.
L’ensemble de l’article peut être lu à cette adresse:

http://www.sciencedaily.com/releases/2013/08/130827122816.htm?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+sciencedaily%2Ftop_news+%28ScienceDaily%3A+Top+News%29

On the Science Daily website, one can read a very interesting article about a paper published in the journal Geology. It reveals that professors from the universities of Bakersfield (California) and Missouri have shown that the ash produced by supervolcanoes like Yellowstone can be so hot that it has the ability to turn back into lava once it hits the ground tens of kilometres away from the original eruption. Their research was funded by the National Science Foundation.

The article reminds us that following the usual process of a volcanic eruption, lava typically flows directly from the site of the eruption until it cools and hardens in place (see my study about the cooling process of lava on Kilauea). However, researchers found evidence of an ancient lava flow tens of kilometres away from a supervolcano eruption near Yellowstone that occurred around 8 million years ago.

Previously, an assistant professor at Bakersfield University had found that this lava flow was made of ash ejected during the eruption. Following this discovery, an associate professor in the University of Missouri along with doctoral students in the geological sciences department of this university, determined how this was possible.

To get to their point, they had to determine the ash must have been exceptionally hot so that it could actually turn into lava and flow before it eventually cooled.

The researchers believe the phenomenon was made possible by a process known as « viscous heating. » This process can be compared to stirring a pot of molasses. Indeed, it is very hard to stir a pot of molasses and you have to use a lot of energy and strength to move your spoon around the pot. However, once you get the pot stirring, the energy you are using to move the spoon is transferred into the molasses, which actually heats up a little bit. This is viscous heating.

So when you think about how fast the hot ash is travelling after a massive supervolcano eruption, once it hits the ground that energy is turned into heat, much like the energy from the spoon heating up the molasses. This extra heat created by viscous heating is enough to cause the ash to weld together and actually begin flowing as lava.

The volcanic ash from this eruption has to be at least 815°C to turn into lava; however, since the ash probably lost some of that heat in the air, the researchers believe viscous heating accounted for 93 to 204°C of additional heating to turn the ash into lava.

The whole article can be read at this address :

http://www.sciencedaily.com/releases/2013/08/130827122816.htm?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+sciencedaily%2Ftop_news+%28ScienceDaily%3A+Top+News%29

Une meilleure surveillance des volcans islandais // A better monitoring of Iceland’s volcanoes

Après Le Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion), c’est au tour des volcans islandais d’être l’objet d’une surveillance accrue. Jusqu’à 100 capteurs différents, dont certains ont été installés cet été, seront utilisés pour surveiller les volcans en Islande dans le cadre d’un vaste projet de recherche financé par l’Union Européenne grâce à une subvention de 6,3 millions d’euros.
Des réseaux GPS, des sismographes, des radars, des capteurs capables de mesurer les variations de gaz volcaniques, les changements dans le champ électrique, l’expansion des volcans ainsi que les ondes sonores, seront placés sur les principaux volcans du pays, avec une instrumentation plus dense sur les plus actifs. Certains de ces capteurs n’ont encore jamais été utilisés en Islande, comme les capteurs d’ondes sonores qui ont été placés dans la forêt de Þjórsárdalsskógur cet été.
Avec autant de capteurs, on espère pouvoir prévoir le début d’une éruption plus longtemps à l’avance. On espère aussi que le déroulement d’une éruption sera anticipé avec plus de précision et que les prévisions de distribution de la cendre seront faites de façon plus détaillée.
L’éruption de l’Eyjafjallajökull en 2010 a montré qu’il était nécessaire d’améliorer les plans d’intervention et l’Islande est devenue une sorte de laboratoire d’expérimentation pour le reste du monde.

La modernisation des réseaux de surveillance volcanique sur le Piton de la Fournaise et en Islande me conduit à faire plusieurs remarques. Les volcans dans les deux pays ne sont pas les plus dangereux du monde et je pense qu’une plus grande priorité devrait être accordée aux « volcans tueurs », comme le Kelut ou le Merapi en Indonésie, qui sont une menace permanente pour les populations locales. Une fois encore, cela montre que les pays en voie de développement sont encore très négligés par leurs homologues industrialisés!
En ce qui concerne les nuages de cendre, même si le nouveau système permet de mieux les anticiper, je ne suis pas certain que les autorités seront en mesure de mieux les gérer. Comme je l’ai déjà écrit, si un autre volcan islandais « malpropre »vient à entrer en éruption, je suis sûr que la gêne causée au trafic aérien sera la même qu’en 2010 !

Source: Iceland Review. L’intégralité de l’article peut être lue avec ce lien:

http://icelandreview.com/icelandreview/daily_news/Volcanoes_in_Iceland_to_be_Monitored_More_Closely_0_402558.news.aspx

After The Piton de la Fournaise (Reunion Island), it’s up to Icelandic volcanoes to be monitored more closely. Up to 100 different sensors, some of which were put in place this summer, will be used to monitor volcanoes in Iceland as part of an extensive research project sponsored by the European Union with a grant of 6.3 million euros.

The GPS monitors, seismographs, radars, sensors that pick up on volcanic gases, changes in the electric field, expansion of volcanoes and sound waves will be placed by all of the country’s main volcanoes, most densely around the most active ones. Some of these sensors have never been used in Iceland before, such as sound wave sensors that were placed in Þjórsárdalsskógur forest this summer.

With so many sensors, it is hoped that the start of an eruption can be anticipated a longer time in advance, that the development of an eruption can be predicted more accurately and that ash distribution forecasts can be made in more detail.

The volcanic eruption in Eyjafjallajökull in 2010 showed that there is need for better response plans and now Iceland has become some sort of an experimental laboratory for the rest of the world.

The upgrading of volcano monitoring both on the Piton de la Fournaise and in Iceland leads me to make several remarks. The volcanoes in both countries are not the most dangerous of the world and I think a greater priority should be given to “killer volcanoes” like Kelut or Merapi in Indonesia which are a permanent threat to local populations. If needs be, this shows that developing countries are still highly neglected by industrialised ones!

As far as ash clouds are concerned, even if the new system helps to anticipate them better than in the past, I’m not sure authorities will be able to manage them better. As I put it before, if another “dirty” Icelandic volcano comes to life, I’m quite sure the mess caused to air traffic will be the same as in 2010.

Source: Iceland Review. The whole article can be read at this address:

http://icelandreview.com/icelandreview/daily_news/Volcanoes_in_Iceland_to_be_Monitored_More_Closely_0_402558.news.aspx

Fracture éruptive du Laki, à l’origine de la plus grosse éruption islandaise (Photo: C. Grandpey)

Des jours difficiles pour les volcanologues américains // Hard days for U.S. volcanologists

Glacier Peak est connu pour être le deuxième volcan le plus dangereux de la Chaîne des Cascades après le Mont St. Helens et pourtant il n’a qu’une seule station de surveillance sismique. En revanche, le Mont Rainier dispose de neuf stations ; le Mont Hood en a cinq ; le Mont Baker en a deux ; le Newberry dans l’Oregon dispose de neuf stations tandis que Crater Lake en a trois.
En raison des récentes coupes budgétaires imposées par le gouvernement fédéral, il faudra sans doute un certain temps avant que les scientifiques soient en mesure d’ajouter suffisamment de stations pour suivre correctement l’activité de Glacier Peak. Il était prévu de placer cinq capteurs sismiques sur ou à proximité du volcan dès la fin de cet été, mais ils sont mis de côté pour au moins un an
Selon les scientifiques, alors que Glacier Peak devrait être considéré comme un volcan très dangereux, il est à l’heure actuelle le moins contrôlé de tous les volcans des Cascades.
Glacier Peak a connu des éruptions majeures et d’énormes lahars ont dévalé les vallées Stillaguamish et Skagit. La ville de Darrington est construite sur les vestiges de plusieurs de ces coulées de boue. La dernière éruption du volcan a eu lieu il y a environ 240 ans et sa dernière grande colère il y a environ 1.800 ans. On pense que plusieurs autres événements se sont produits avant cette date. Cette histoire en fait la deuxième montagne la plus explosive de la Chaîne des Cascades en termes de puissance et de fréquence des éruptions.
A côté de la surveillance sismique, l’élaboration d’une carte géologique de Glacier Peak révélant les détails de son histoire éruptive, est retardée également à cause du manque d’argent.

Le système de cartographie laser, le lidar, qui fournit aux scientifiques des informations plus détaillées sur terrain, est une autre victime des coupes budgétaires.

Plus chanceux que Glacier Peak, d’autres volcans ont récemment reçu de nouveaux équipements de surveillance, soit parce qu’ils sont près de grandes villes telles que le Mont Hood et le Mont Rainier, ou parce qu’ils sont plus facilement accessibles, comme le Newberry dans l’Oregon.
Les chercheurs américains se sont souvent plaints du manque de moyens pour mener à bien leur travail mais, la plupart du temps, les autorités font souvent la sourde oreille à leurs demandes.

Source : The Herald.

Glacier Peak is said to be the second-most dangerous volcano in the Cascades, after Mount St. Helens, and yet it has only one seismic monitoring station. Mount Rainier, by contrast, has nine stations. Mount Hood has five. Mount Baker has two. Newberry volcano in Oregon has nine stations, Crater Lake three.

Because of the recent federal budget cuts, it will likely take quite a while before scientists are able to add enough stations to fully monitor Glacier Peak. There were plans to place five more monitors on or close to the volcano as early as the end of this summer but they have been shelved for at least another year

According to scientists, while Glacier Peak should be considered a very high threat volcano, it is at the present time the least well-monitored of all the Cascade volcanoes.

Glacier Peak has had some huge eruptions in its history, with huge lahars rushing down the Stillaguamish and Skagit valleys. Darrington is built on the remnants of several of these mudflows. The volcano last erupted about 240 years ago and its last major eruption was about 1,800 years ago. Several are believed to have occurred before then. That history makes it the second most explosive mountain in the Cascade Range in terms of both the power and frequency of its eruptions.

Beside seismic monitoring, work on completing a geological map of Glacier Peak, detailing its eruptive history, is being delayed as well because of the lack of money.

Luckier than Glacier Peak, other mountains got ahead of it for new monitoring equipment recently. This was either because they were near major cities, such as Mount Hood and Mount Rainier, or were more easily accessible for researchers, such as Newberry Volcano in Oregon.

Another victim of the budget cuts is a laser-mapping system called lidar that provides scientists with more detailed information about terrain.

US researchers are often complaining about the lack of means to carry on their work properly but authorities are mostly turning a deaf ear to their demands.

Source : The Herald.

Glacier Peak

Mont St Helens

Mont Rainier

Mont Hood

Mont Baker

Newberry

Crater Lake

(Photos: C. Grandpey)

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