Catégorie : Science

Nouvelles hypothèses sur la surface de Vénus // New hypotheses on the surface of Venus

Dans une note rédigée le 29 novembre 2022, j’expliquais que, selon une étude publiée dans le Planetary Science Journal au début de l’année 2022, le volcanisme à grande échelle qui a recouvert de lave 80% de la surface de Vénus a probablement été le facteur décisif qui a fait passer la planète d’un monde humide et doux à une atmosphère sulfurique irrespirable. La température de surface sur Vénus est d’environ 464 degrés Celsius, et il y a une pression de 90 atmosphères sous les nuages de dioxyde de carbone où se mêle l’acide sulfurique.

Une autre étude, également publiée en novembre 2022, confirme qu’il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas sur Vénus. Les températures élevées et la pression atmosphérique empêchent les sondes de s’approcher de la planète. De plus, l’épaisseur de atmosphère ne permet guère de l’observer depuis l’orbite. Afin de pallier ces difficultés, des chercheurs ont récemment analysé les données fournies par la mission Magellan de la NASA il y a plusieurs décennies afin d’obtenir plus d’informations sur les étranges processus géologiques qui font se renouveler la surface de la planète.
Les chercheurs se sont toujours demandé comment Vénus libère sa chaleur, car, contrairement à la Terre, la planète n’a pas de plaques tectoniques. En examinant les données de la mission Magellan, les scientifiques ont découvert que la lithosphère – la couche externe de la surface de Vénus – était probablement beaucoup plus mince qu’on ne le pensait auparavant et pourrait ainsi laisser échapper la chaleur émise par le noyau interne de la planète. Ce sont ces zones de moindre épaisseur de la lithosphère vénusienne qui permettraient à des quantités importantes de chaleur de s’échapper, de la même façon que dans les zones où de nouvelles plaques tectoniques se forment sur le plancher océanique sur Terre.
Les chercheurs ont examiné des images de formations géologiques rondes ou coronae détectées par la mission Magellan à la surface de la planète. En exogéologie, une corona est une formation circulaire à ovoïde, marquée extérieurement par de nombreuses failles. En examinant la hauteur de ces failles, les scientifiques ont pu avoir une idée de l’épaisseur de la lithosphère dans ces régions. Ils ont découvert qu’elle était de seulement 11 kilomètres.
Ces observations pourraient permettre d’expliquer pourquoi la surface de Vénus semble si jeune. En effet, elle ne présente pas les nombreux anciens cratères d’impact que l’on observe en général sur une planète de son âge. Il y a eu beaucoup d’activité volcanique sur Vénus dans le passé et il se pourrait que cette activité continue aujourd’hui. Une théorie est que toutes les quelques centaines de millions d’années, toute la surface de la planète fond et se reforme lors d’énormes événements de « resurfaçage » qui expliqueraient pourquoi Vénus semble être jeune. La minceur de la lithosphère permettrait à la chaleur de circuler et d’atteindre la surface de la planète.
De telles recherches sur une planète où les humains ne mettront jamais les pieds pourraient sembler inutiles. Malgré tout, Vénus ouvre une fenêtre sur le passé et pourrait nous permettre de mieux comprendre à quoi ressemblait la Terre il y a plus de 2,5 milliards d’années, avant qu’apparaissent les plaques tectoniques.
Sources : Planetary Science Journal, Nature Geoscience.

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In a post published on November 29th, 2022, I explained that, according to a study published in the Planetary Science Journal early in 2022, the massive global volcanism that covered 80% of Venus’ surface in lava may have been the deciding factor that transformed Venus from a wet and mild world into the suffocating, sulfuric planet that it is today. The surface temperature on Venus is about 464 degrees Celsius, and there is a pressure of 90 atmospheres underneath the dense clouds of carbon dioxide laced with sulfuric acid.

Another study, also released in November 2022 confirms that there is a lot we still don’t know about Venus. Its high temperatures and atmospheric pressure make it difficult to send probes onto the planet. Moreover, its thick atmosphere makes it difficult to observe from orbit. In order to compensate for these difficulties, researchers have recently dug through data from a decades-old NASA mission to learn about the strange geological processes which renew the planet’s surface.

One of the open questions about Venus is how it loses its heat, as, unlike Earth, Venus does not have tectonic plates. By looking at data from the Magellan mission, researchers discovered that the lithosphere – the outer layer of Venus’ surface – may be considerably thinner than previously thought and could let heat escape from the planet’s hot core. These regions of thin lithosphere appear to be allowing significant amounts of heat to escape, similar to areas where new tectonic plates form on Earth’s seafloor.

The researchers looked at images of round features – coronae – which Magellan saw on the planet’s surface, and by looking at the depths of ridges around them they could estimate the thickness of the lithosphere in these regions. They found that the lithosphere around these features was as thin as 11 kilometers deep.

This could help to explain why the surface of Venus looks so young. Indeed, it lacks the many old impact craters one expects to see on a planet of its age. There was a lot of volcanic activity in Venus’s past and there could still be volcanic activity today. One theory is that every few hundred million years the entire surface of the planet is melted and reformed in huge events called ‘resurfacings’ that would explain why Venus appears to be young. The thinness of the lithosphere allowing heat to flow through it supports that idea.

Such research about a planet where humans will never set foot on might look pointless. What is interesting is that Venus provides a window into the past to help us better understand how Earth may have looked over 2.5 billion years ago. It is in a state that might have occurred before a planet forms tectonic plates.

Sources : Planetary Science Journal, Nature Geoscience.

Image composite de Vénus réalisée à partir des données fournies par les sondes Magellan et Pioneer Venus Orbiter (Source: NASA)

Reconstitution en trois dimensions du Maat Mons, l’un des principaux volcans sur Vénus avec ses quelque 8 km de hauteur (Source: NASA)

Nouveau réchauffement stratosphérique soudain // New sudden stratospheric warming

Un réchauffement stratosphérique soudain (en anglais Sudden Stratospheric Warming ou SSW) est un phénomène météorologique pendant lequel le vortex polaire dans l’hémisphère hivernal voit ses vents généralement d’ouest ralentir ou même s’inverser en quelques jours. Un tel phénomène va rendre le vortex plus sinueux, voire le rompre. Le changement est dû à une élévation de la température stratosphérique de plusieurs dizaines de degrés au-dessus du vortex. Elle grimpe très rapidement, passant de -70/-80°C à -10/-20°C degrés (soit une élévation d’une soixantaine de degrés en quelques jours).  Pour rappel, la stratosphère est la couche atmosphérique située au dessus de celle où nous vivons – la troposphère – à une altitude située entre 10 et 50 km environ.

Durant un hiver habituel dans l’hémisphère nord, plusieurs événements mineurs de réchauffement stratosphérique se produisent, avec un événement majeur environ tous les deux ans. Dans l’hémisphère sud, les SSW semblent moins fréquents et moins bien compris.

En conséquence, un réchauffement stratosphérique soudain et ses implications pour le vortex polaire peuvent avoir de sérieuses conséquences sur le climat de nos latitudes. L’air froid peut se retrouver piégé dans le jet stream (frontière entre l’air froid polaire et de l’air doux des tropiques) et être décalé jusqu’à nos latitudes, dans des régions peu habituées à un froid glacial, comme ce fut le cas en mars 2018 en Europe ou en février 2012 en France. Ces épisodes de SSW ne semblent toutefois pas avoir de relation avec le réchauffement climatique actuel ; ce sont de simples événements climatiques ponctuels.

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Les températures à haute altitude au-dessus du pôle Nord montent actuellement en flèche ; elles ont atteint 10°C en à peine une semaine. Ce réchauffement stratosphérique soudain perturbe le vortex polaire, ce qui pourrait avoir des conséquences importantes pour les conditions météorologiques dans l’hémisphère nord au mois de mars.
Cependant, le phénomène est encore mal compris et les scientifiques, bien qu’ils aient réussi à prévoir cet événement de réchauffement il y a deux semaines, disent qu’il est trop tôt pour savoir quel impact cela aura sur la météo dans les latitudes inférieures. Ces événements de réchauffement, qui se produisent en moyenne deux hivers sur trois, ne se déroulent pas toujours de la même manière.
Il se dit que l’événement actuel pourrait déclencher une réaction en chaîne qui chamboulerait les modèles météorologiques. Par exemple, l’est des États-Unis a connu des mois de janvier et de février exceptionnellement doux. Certains précédents réchauffements stratosphériques soudains accompagnés de perturbations du vortex polaire ont provoqué des vagues de froid extrêmes et de violentes tempêtes hivernales.
La dernière fois qu’un réchauffement stratosphérique soudain s’est produit, c’était le 5 janvier 2021. Un peu plus d’un mois plus tard, une vague d’air froid jamais vue depuis 1989 a plongé le centre des États-Unis dans une période de gel historique, provoquant la mise à l’arrêt du réseau électrique au Texas, un bilan de 330 morts, et plus de 27 milliards de dollars de dégâts.
Les scientifiques interrogés sur l’événement en cours disent qu’il est trop tôt pour savoir s’il déclenchera des conditions météorologiques extrêmes ou modifiera de manière significative les régimes météorologiques en cours dans l’hémisphère nord.

Les premiers jours du mois de mars s’annoncent froids en France, avec un épisode de vent de nord-nord-est d’une longueur inhabituelle. Reste à savoir si ces conditions météorologiques sont liées à un réchauffement stratosphérique soudain.

Source: Météo France,The Weather Channel.

En cliquant sur ce lien, vous aurez une très bonne explication (en anglais) du réchauffement stratosphérique soudain et du comportement du vortex polaire.

https://youtu.be/VnlFFaF_l7I

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A Sudden Stratospheric Warming (SSW) is a meteorological phenomenon during which the polar vortex in the winter hemisphere sees its generally westerly winds slow down or even reverse within a few days. Such a phenomenon will make the vortex more sinuous, or even break it. The change is due to a rise of several tens of degrees in stratospheric temperature above the vortex. It climbs very quickly, going from -70 / -80 ° C to -10 / -20 ° C degrees (an increase of about sixty degrees in a few days). As a reminder, the stratosphere is the atmospheric layer located above the one where we live – the troposphere – at an altitude between 10 and 50 km approximately.

During a typical winter in the northern hemisphere, several minor stratospheric warming events occur, with one major event occurring approximately every two years. In the southern hemisphere, SSWs appear to be less frequent and less well understood.

As a result, sudden stratospheric warming and its implications for the polar vortex can have serious consequences for the climate of our latitudes. Cold air can get trapped in the jet stream (border between cold polar air and mild tropical air) and be shifted to our latitudes, in regions not used to freezing cold, like this was the case in March 2018 in Europe or in February 2012 in France. However, these episodes of SSW do not seem to have any relation to current global warming; they are simple one-off climatic events.

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Temperatures at the high altitudes above the North Pole are currently soaring, jumping up to 10°C in barely a week. This SSW is disturbing the polar vortex, which in turn could have major implications for weather patterns across the northern hemisphere in March.

However, the phenomenon is still poorly understood and scientists, despite successfully predicting this warming event two weeks ago, say it is too soon to know what it will mean for the weather in the lower latitudes. These events, which occur in two out of every three winters on average, don’t play out in a prescribed way.

There has been some speculation that the current event could trigger a chain reaction that would reshuffle weather patterns. For instance, the eastern U.S. has seen an exceptionally mild January and February and some previous sudden stratospheric warming and polar vortex disruptions have precipitated extreme cold snaps and severe winter storms.

The last time a sudden stratospheric warming event occurred was on January 5th, 2021. Just over a month later, the most dramatic cold air outbreak since 1989 plunged the central U.S. into a historic deep freeze, causing the collapse of Texas’s power grid, claiming at least 330 lives and incurring more than $27 billion in damages.

Multiple experts interviewed about the ongoing event say it’s too soon to know whether this one will trigger extreme weather or meaningfully change prevailing weather regimes over the northern hemisphere.

The first days of March are expected to be cold in France, with an unusually long episode of north-northeast winds. It remains to be seen whether these meteorological conditions are linked to a sudden stratospheric warming.

Source: Météo France,The Weather Channel.

By clicking on this link, you will get a very good explanation of the Sudden Stratospheric Warming and the behaviour of the polar vortex :

https://youtu.be/VnlFFaF_l7I

Variables de comportement du vortex polaire dans l’hémisphère nord : stable, décalé, rompu  (Source: Met Office)

Eruptions du Mauna Loa (Hawaii) en 1984 et 2022 : beaucoup de points communs // Many similarities

La dernière éruption du Mauna Loa a duré du 27 novembre au 13 décembre 2022. Les scientifiques de l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) ont commencé à analyser cet événement, en particulier en le comparant à l’éruption de 1984.
Malgré le développement de nouvelles techniques de surveillance volcanique, de nombreuses incertitudes ont précédé la dernière éruption et la prévision éruptive précise ne semble pas pour demain. Par exemple, le personnel du HVO n’a pas été en mesure de dire si la hausse d’activité observée à l’automne 2022 allait déboucher sur une éruption. Aujourd’hui, personne ne peut dire si un jour les signaux de surveillance modernes indiqueront qu’une éruption est imminente.
Les 33 éruptions du Mauna Loa observées jusqu’à présent ont démontré certains schémas susceptibles d’être suivis par une nouvelle éruption, mais des changements significatifs ne sauraient être exclus. Toutes les éruptions du passé ont commencé dans la caldeira sommitale, et celle de 2022 a suivi ce schéma, comme le montre cette image thermique:

La moitié des dernières éruptions du Mauna Loa sont restées dans la zone sommitale et l’autre moitié a migré vers une zone de faille ou une bouche radiale. Il reste une grande question : si l’éruption migrait hors du sommet, quelle direction prendrait-elle ? Aucune réponse n’est possible tant que l’éruption ne s’est pas déclenchée. Une éruption sur la zone de rift sud-ouest aura un impact sur les infrastructures en quelques heures, alors qu’une éruption sur la zone de rift nord-est mettra des jours, des semaines ou des mois avant d’impacter les infrastructures en aval.

Les zones de rift du Mauna Loa

Tout au long de l’automne 2022, alors que le Mauna Loa montrait de nouveaux signes d’activité, le HVO a travaillé en étroite collaboration avec la Protection Civile pour informer et sensibiliser les habitants de l’île. Les deux organismes ont tenu des réunions publiques, accordé des interviews aux médias, publié des articles «Volcano Watch», diffusé des messages officiels et des publications sur les réseaux sociaux sur les incertitudes et les certitudes d’une éruption du Mauna Loa. (Voir ma note du 25 octobre 2022 à propos de ces réunions publiques).
Les autorités locales ont encouragé les habitants vivant ou travaillant sur les flancs du Mauna Loa à se préparer à l’éventualité d’une éruption. Par précaution, le Parc national des volcans d’Hawaii a fermé les sentiers de randonnée conduisant au Mauna Loa le 5 octobre 2022.

Lorsque l’éruption a commencé, dans la nuit du 27 novembre, les événements se sont déroulés de la même manière qu’en 1984. Des signaux sismiques indiquant une éruption imminente ont été enregistrés moins d’une heure avant chaque éruption. Les deux éruptions se sont produites au milieu de la nuit, sortant les scientifiques et les habitants de leur sommeil.
En 1984 et 2022, la lueur rouge émise par des fontaines de lave dans la caldeira sommitale a été visible depuis de nombreux endroits de l’île. La nouvelle de l’éruption s’est propagée rapidement, en 1984 par le bouche à oreille, en 2022 principalement via les réseaux sociaux.

En 2022, certains habitants près de la zone de rift sud-ouest ont choisi de quitter leur maison au cas où l’éruption migrerait dans cette direction. Heureusement, les éruptions de 1984 et de 2022 ont migré en quelques heures depuis le sommet vers la zone de rift nord-est où il n’y avait aucun danger immédiat pour les personnes ou les biens.

La météo a parfois empêché une bonne observation des deux éruptions. Malgré tout, les progrès technologiques depuis 1984 ont permis au HVO de fournir des images de l’éruption de 2022 quasiment en temps réel. De plus, l’Observatoire a déployé des webcams et une vidéo en direct accessible au public.

En 2022, la technologie moderne a permis à l’Observatoire de partager, en temps quasi réel, des cartes précises des coulées de lave grâce aux images satellitaires et aux survols de l’éruption.

Les modèles des coulées de lave ont utilisé des données morphologiques numériques pour évaluer leur trajectoire et les impacts potentiels. Ces informations ont été partagées lors de points de presse quotidiens en 2022, une stratégie de communication qui a également été utilisée lors de l’éruption de 1984.
Ces observations et d’autres documents ont été présentés lors de la réunion de l’IAVCEI qui se tient tous les quatre ans. En 2023, elle a eu lieu à Rotorua, en Nouvelle-Zélande, où le personnel du HVO a été invité à présenter des rapports sur la dernière éruption. Les présentations ont décrit l’évolution de l’éruption ainsi que le système magmatique. La cartographie et la modélisation des coulées de lave, ainsi que la coordination et la communication entre les agences ont également été développées.
S’agissant des chiffres, l’éruption de 1984 a émis environ 220 millions de mètres cubes de lave qui ont couvert environ 48 kilomètres carrés. L’éruption de 2022 a produit plus de 230 millions de mètres cubes de lave et a couvert une superficie de 36 kilomètres carrés. Le volume et la zone couverte sont proches des valeurs moyennes de toutes les éruptions historiques sur la zone de rift Nord-Est. Bien qu’elle ait été spectaculaire, l’éruption de 2022 a été très classique d’un point de vue scientifique.
Au final, les éruptions de 1984 et de 2022 n’ont pas eu d’impact important sur les infrastructures de la Grande Ile d’Hawaii,
Source : USGS/HVO.

Coulées de lave 1984 (gauche) et 2022 (droite)

Crédit photo: USGS / HVO

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The 2022 Mauna Loa eruption lasted from November 27th to Devcember 13th. It is now a good time for scientists at the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) to reflect on this event, especially in comparison to the 1984 eruption.

Despite the development of new volcano monitoring techniques, there were many uncertainties leading to the recent eruption ansd accurate eruptive prediction is still a long way. For instance, HVO staff were unable to say whether the unrest observed during the autumn of 2022 meant an eruption would certainly occur. Nobody knows when modern monitoring signals will show signs of an imminent eruption.

33 previously observed Mauna Loa eruptions demonstrated certain patterns that a new eruption might follow if it erupted again, but significant changes cannot be excluded. All of the past eruptions began in the summit caldera, and the 2022 event followed this pattern.

Additionally, half of those previous eruptions stayed in the summit and half migrated to a rift zone or radial vent. A big question was : if the eruption migrated out of the summit, where would it go?

The question could not be answereds until the eruption happened. A Southwest Rift Zone eruption could impact infrastructure within hours, whereas a Northeast Rift Zone eruption would take days, weeks or months to impact infrastructure downslope.

Throughout the autumn of 2022, as Mauna Loa became more active, HVO worked closely with the County of Hawai‘i Civil Defense Agency to educate the island residents.  They held community meetings, gave media interviews, published “Volcano Watch” articles, official notices and social media posts about the uncertainties and certainties of a Mauna Loa eruption. (See my post of October 25th, 2022 about these meetings).

Local authorities encouraged residents living or working on the flanks of Mauna Loa to prepare for the possibility of an eruption. And as unrest continued, the Hawai‘i Volcanoes National Park closed Mauna Loa’s backcountry to hikers on October 5th, 2022.

When the eruption began, on the night of November 27th, events unfolded similarly to the 1984 eruption. Seismic signals indicating an impending eruption occurred less than an hour in advance of each eruption. Both eruptions occurred in the middle of the night, waking scientists and residents from their slumber.

In 1984 and 2022, bright glow from fountains within the summit caldera was visible around the island. Word of the eruption spread quickly, in 1984 via the coconut wireless and in 2022 mostly via social media.

In 2022, some residents living near the Southwest Rift Zone chose to self-evacuate in case the eruption migrated there. Fortunately, both the 1984 and 2022 eruptions migrated within hours from the summit to the Northeast Rift Zone, where there was no immediate danger to people or property.

Weather sometimes prevented observatory crews from making observations during both eruptions; however, technological advancements since 1984 allowed HVO to provide remote views of the 2022 eruption in near real-time. Furthermore, the observatory deployed webcams and a livestream video that were available to the public.

Modern technology allowed the observatory to share, in near real time, accurate 2022 flow maps, derived from satellite imagery and overflights.

Lava flow models used digital elevation models to evaluate lava flow paths and potential impacts. This information was shared during daily press briefings in 2022, a communication strategy that was also used during the 1984 eruption.

These observations and others were summarized at the IAVEI scientific assembly meeting that takes place every four years. In 2023, the meeting occurred in Rotorua, New Zealand, where HVO staff were invited to present talks on the recent eruption. Presentations described the buildup to the eruption, the magma system, flow mapping and modeling, and interagency coordination and messaging.

As far as figures are concerned, the 1984 eruption emitted about 220 million cubic meters of lava that covered about 48 square kilometers. The 2022 eruption produced 230 million cubic meters of lava and covered an area of 36 square kilometers. The volume and area covered was close to the average and median values for all historical Northeast Rift Zone eruptions. While it was spectacular to view, the 2022 eruption was ordinary by scientific standards.

Fortunately, both the 1984 and 2022 eruptions have not greatly impacted infrastructure on Hawaii Big Island,

Source : USGS / HVO.

Coulées de lave 1984 (gauche) et 2022 (droite)

Le dioxyde de soufre du Mauna Loa (Hawaii) // Mauna Loa’s sulphur dioxide (Hawaii)

Lorsque le Mauna Loa est entré en éruption en novembre 2022, l’une des principales préoccupations des scientifiques du HVO a été de savoir quelle direction prendrait la lave. Les gaz émis ont été un autre souci pour les scientifiques. Comme cela se passa au cours de toutes les éruptions, des tonnes de gaz ont été émises par les bouches actives pendant l’éruption du Mauna Loa.
En général, les gaz volcaniques émis lors des éruptions comprennent de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone (CO2) et du dioxyde de soufre (SO2). Les quantités de SO2 émis par un volcan sont un paramètre important car elles peuvent donner une idée du débit effusif et de la quantité de vog – brouillard volcanique – susceptible d’affecter les zones sous le vent. Les scientifiques du HVO mesurent les émissions de dioxyde de soufre à l’aide d’un spectromètre ultraviolet monté sur un véhicule qu’ils conduisent jusque sous le panache volcanique.
Sur le Kilauea, les alizés ont tendance à envoyer le panache du sommet dans une seule direction. C’est pourquoi un réseau permanent de spectromètres a été mis en place pour mesurer le SO2 sur le volcan, et il n’est pas nécessaire de beaucoup se déplacer dans un véhicule. Malgré tout, le déplacement avec un véhicule sur la Chain of Craters Road pour l’éruption du Pu’uO’o et sur la route 130 pour l’éruption dans la Lower East Rift Zone en 2018 a permis à l’Observatoire de mesurer le panache émis par les sites éruptifs du Kilauea et poussé par les alizés.
Le Mauna Loa culmine à une altitude beaucoup plus élevée que le Kilauea et connaît des régimes de vent différents. Les vents ont été très variables lors de la dernière éruption. Parfois, les mesures des panaches à haute altitude peuvent être effectuées relativement facilement en dirigeant un avion ou un hélicoptère sous le panache. S’agissant du Mauna Loa, le panache contenait non seulement de fortes concentrations de gaz, mais également des particules, comme les cheveux de Pelé, qui pourraient nuire à un avion volant en dessous.
Au cours de l’éruption de deux semaines du Mauna Loa, les vents ont emporté le panache dans de nombreuses directions, notamment vers la Saddle Road, Ocean View, Pāhala, Puna, Hilo, Kailua-Kona et Captain Cook. Il a donc fallu que l’équipe scientifique parcoure environ 4 800 km ! En fin de compte, tous ces trajets ont porté leurs fruits car les scientifiques ont réussi à obtenir des mesures sur 10 jours. Cela a permis au HVO d’informer le public et aux prévisionnistes d’alerter sur la présence de vog pendant l’éruption.
Le traitement préliminaire des données montre que le Mauna Loa a émis plus de deux millions de tonnes de dioxyde de soufre entre le 28 novembre et le 12 décembre. Cela ne prend pas en compte un important volume de SO2 émis lors l’ouverture de la fissure dans la caldeira sommitale pendant la nuit entre le 27 et le 28 novembre, phénomène montré par les images satellitaires. La lumière ultraviolette est nécessaire pour effectuer ces mesures à partir d’un véhicule, ce qui signifie qu’elles ne peuvent être réalisées que pendant la journée.
On estime que les émissions quotidiennes de SO2 ont varié de 200 000 à 500 000 tonnes par jour au début de l’éruption et ont été légèrement supérieures à 100 000 t/j les jours suivants. Le 8 décembre, les émissions ont chuté de manière significative avec seulement 30 000 t/j. Environ 2 000 t/j étaient émises le 10 décembre et, le 12 décembre les émissions n’étaient pratiquement pas détectables, même au sol, près du cône de la Fissure 3.
Ces valeurs sont semblables à celles enregistrées lors de l’éruption dans la Lower East Rift Zone du Kilauea en 2018, qui a également émis du dioxyde de soufre à raison d’environ 200 000 t/j pendant une partie de l’éruption. Le total de SO2 émis par l’éruption de 2018 était environ cinq fois supérieur à celui émis pendant la dernière éruption du Mauna Loa, en partie à cause de la durée plus longue de l’éruption.
Les émissions de dioxyde de soufre pendant l’éruption du Mauna Loa en 1984 atteignaient environ 100 000 à 200 000 t/j, comme l’ont révélé les données satellitaires. Cependant, la technologie utilisée à l’époque n’était pas aussi performante que les spectromètres modernes et a probablement sous-estimé les émissions. En 1984, elles étaient vraisemblablement semblables à celles de 2022.
Source : USGS / HVO.

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When Mauna Loa erupted in November 2022, one of the main concerns for HVO scientists was the lava and to know where it would flow. Another concern was the gases. As with all other volcanic eruptions, many tonnes of volcanic gases were emitted from the active vents during the Mauna Loa eruption.

Volcanic gases emitted during eruptions include water vapor, carbon dioxide (CO2) and sulfur dioxide (SO2). SO2 emission rates are a key parameter to measure because they can be used as a proxy for lava effusion rate and they dictate how much vog, or volcanic smog, there is downwind. HVO scientists measure sulfur dioxide emission rates using a vehicle-mounted ultraviolet spectrometer, which they drive beneath the plume.

At Kilauea, the trade winds tend to blow the summit plume in a single direction. This why a permanent array of spectrometers has been set up to measure SO2 on the volcano, and there is no need to drive a lot. Driving on Chain of Craters Road for the Pu’uO’o eruption and on Highway 130 for the 2018 Lower East Rift Zone eruption were the Observatory’s common means of measuring the plume in the trade wind direction for the Kilauea eruptive sites.

Mauna Loa, however, is at a much higher altitude than Kilauea and experiences different wind patterns. Winds were very variable during the eruption. Sometimes measurements of high-altitude plumes can be made relatively easily by flying an airplane or a helicopter beneath the plume instead of driving. But the Mauna Loa plume had not only high concentrations of gases, but also contained particles, like Pele’s hair, which could adversely affect an aircraft flying under it.

Over the course of the two-week eruption, the winds took the plume in many directions, including over Saddle Road, Ocean View, Pāhala, Puna, Hilo, Kailua-Kona and Captain Cook. This meant that the gas team had to drive about 4,800 km ! Ultimately, all the driving paid off and the scientists succeeded in measuring emission rates on 10 days. This allowed HVO to report these emission rates to the public and to vog forecasters during the eruption.

Preliminary data processing suggests that Mauna Loa emitted more than two million tonnes of sulfur dioxide between November 28th and December 12th. This does nott include a large volume of SO2 that satellite images show was emitted with the initial fissure opening between Nov.ember 27th and 28th. Ultraviolet light is needed to make these driving measurements, which means they can only be conducted during daylight hours.

Daily SO2 emission rates are estimated to have ranged from 200,000 to 500,000 tonnes per day early in the eruption and were just over 100,000 t/d lin the following days. By December 8th, emissions dropped significantly to only about 30,000 t/d. Only about 2,000 t/d were emitted on December 10th, and by December 12th emissions were essentially not detectable, even on the ground near the Fissure 3 cone.

These emission rates are very similar to those measured during the 2018 Lower East Rift Zone eruption of Kilauea, which also emitted sulfur dioxide at a rate of nearly 200,000 t/d for a portion of the eruption. The total SO2 emitted by the 2018 eruption was roughly five times more than Mauna Loa’s total, owing in part to the longer eruption duration.

Sulfur dioxide emission rates reported for the 1984 eruption of Mauna Loa were roughly 100,000 to 200,000 t/d, as revealed by satellite data. However, the technology used at the time was not as sophisticated as our modern spectrometers and likely underestimated those emission rates. So Mauna Loa’s 1984 SO2 emissions were probably similar to those in 2022.

Source : USGS / HVO.

Panaches de gaz pendant l’éruption du Mauna Loa en 2022 (Photos: HVO)