Catégorie : Science

Une nouvelle approche des éruptions du Stromboli (Sicile) // A new approach to the eruptions of Stromboli (Sicily)

En lisant le journal La Sicilia, on apprend que les scientifiques ont utilisé une nouvelle approche et un nouvel algorithme pour analyser les données de surveillance du Stromboli. Cela a permis de mettre en évidence d’autres signaux et mécanismes possibles à surveiller au cours des phases d’activité du volcan..
Cette nouvelle approche est proposée par une étude intitulée « The 2019 Eruptive Activity at Stromboli Volcano: A Multidisciplinaire Approach to Reveal Hidden Features of the » Unexpected »3 July Paroxysm » [L’activité éruptive du Stromboli en 2019: Approche multidisciplinaire révélant les phénomènes cachés lors du paroxysme « inattendu » du 3 juillet]. L’étude a été récemment publiée dans la revue internationale de MDPI ‘Remote Sensing’.
L’étude, menée par une équipe de chercheurs de l’INGV en collaboration avec le professeur Roberto Scarpa de l’Université de Salerne et avec le professeur Carmelo Ferlito de l’Université de Catane, a été réalisée en analysant a posteriori les signaux qui ont précédé le paroxysme du 3 juillet 2019 sur le Stromboli..
L’un des auteurs de l’étude indique qu’« en observant d’un point de vue nouveau les données qui sont normalement acquises sur le Stromboli par les réseaux de surveillance multiparamétriques, nous avons pu reconstituer la séquence d’activité qui a précédé l’événement du 3 juillet 2019. » En analysant l’ensemble des données disponibles (données géodésiques, satellitaires, caméras, données thermiques et de déformation du sol acquises grâce à des instruments de haute précision), les chercheurs ont découvert de possibles changements dans le comportement du volcan qui pourraient être mis en évidence dans les instants précédant immédiatement la crise paroxystique.
Selon un autre auteur de l’étude, « des paroxysmes comme celui du 3 juillet sont particulièrement dangereux car ils produisent des signaux extrêmement difficiles à interpréter : nombre d’explosions ou d’événements VLP, ou d’événements sismiques à basse fréquence typiques des volcans actifs, qui ne subissent pas une augmentation significative dans les phases précédant un paroxysme. À partir de ces considérations, nous nous sommes concentrés sur certains paramètres spécifiques, tels que les signaux haute fréquence enregistrés par les dilatomètres, capteurs placés dans un forage profond d’environ 200 mètres sous la surface et qui mesurent les plus petites variations de déformations du sol. Nous avons remarqué que ces signaux correspondaient en fait aux signaux VLP enregistrés par les sismographes, mais ils avaient une forme d’onde spécifique qui, avant le 3 juillet, a brusquement changé.»
De plus, les images prises par les caméras de surveillance présentes à Stromboli ont été réanalysées à l’aide d’un algorithme automatique. Ce faisant, les chercheurs ont remarqué une augmentation de l’intensité et de l’énergie des explosions du volcan à partir d’environ un mois avant le paroxysme de début juillet.

Les scientifiques pensent que cette approche et le modèle proposé peuvent être très prometteurs pour le suivi éruptif du Stromboli.

Source: INGV, La Sicilia.

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Reading the newspaper La Sicilia, we learn that scientists have used a new approach and a new algorithm to analyze Stromboli surveillance data. This made it possible to highlight other possible signals and mechanisms to be monitored during the phases of the volcano’s activity.
This new approach is proposed by a study entitled « The 2019 Eruptive Activity at Stromboli Volcano: A Multidisciplinary Approach to Reveal Hidden Features of the » Unexpected « 3 July Paroxysm. » It was recently published in MDPI’s international journal ‘Remote Sensing’.
The study, carried out by a team of INGV researchers in collaboration with Professor Roberto Scarpa from the University of Salerno and with Professor Carmelo Ferlito from the University of Catania, was carried out by analyzing a posteriori the signals that preceded the paroxysm of July 3rd, 2019 on Stromboli.
One of the authors of the study indicates that « by observing from a new point of view the data which are normally acquired on Stromboli by multiparametric monitoring networks, we were able to reconstruct the sequence of activity that preceded the event of July 3rd, 2019.” By analyzing all the available data (geodetic, satellite, cameras, thermal and soil deformation data acquired using high-precision instruments), the researchers discovered possible changes in the behavior of the volcano that could be highlighted in the moments immediately preceding the paroxysmal crisis.
According to another study author, “paroxysms like the one on July 3rd are particularly dangerous because they produce signals that are extremely difficult to interpret: number of explosions or VLP events, or low frequency seismic events typical of active volcanoes, which do not undergo a significant increase in the phases preceding a paroxysm. From these considerations, we focused on some specific parameters, such as the high frequency signals recorded by dilatometers, or sensors placed in a deep borehole about 200 meters below the surface and which measure the smallest variations in soil deformations. We noticed that these signals actually matched the VLP signals recorded by the seismographs, but they had a specific waveform that suddenly changed before July 3rd. ”
In addition, the images taken by the surveillance cameras present at Stromboli were reanalyzed using an automatic algorithm. In doing so, the researchers noticed an increase in the intensity and energy of the volcano’s explosions from about a month before the peak in early July.
Scientists believe that this approach and the proposed model may be very promising for the eruptive monitoring of Stromboli.
Source: INGV, La Sicilia.

L’éruption du 3 juillet 2019 (Crédit photo: ANSA)

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Merci à l’ami Anthony Finizola de m’avoir transmis cette information.

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Many thanks to Anthony Finizola for sending me this information.

Un Indice de Destruction Volcanique? // A Volcanic Destruction Index?

Ma note précédente intitulée « Eruption de destruction majeure » met en évidence les difficultés rencontrées par le habitants de La Palma devant la destruction provoquée par l’éruption du Cumbre Vieja.

Comme je l’ai indiqué à plusieurs reprises, aussi spectaculaire soit-elle, cette éruption ne peut pas être qualifiée de majeure. C’est une belle éruption strombolienne, semblable à celles qui se produisent de temps à autre sur l’Etna en Sicile. D’ailleurs, les scientifiques lui ont attribué un Indice d’Explosivité Volcanique (Volcanic Explosivity Index – VEI ) de 2 sur une échelle de 8. Les dégâts, quant à eux, atteindraient un niveau beaucoup plus élevé si une échelle de destruction semblable existait. Je trouve fort dommage que ce ne soit pas le cas.

S’agissant des séismes, il existe deux échelles, celle de Richter et celle de Mercalli. Instaurée en 1935, l’échelle de Richter permet de quantifier la magnitude d’un séisme. Jusqu’à ce jour, l’événement le plus puissant a été enregistré à Valdivia au Chili le 22 mai 1960. Il avait une magnitude de M 9,5. A noter que l’échelle de Richter ne commence pas à 0 pour se terminer à 9, comme on l’entend dire trop souvent. Elle est  » ouverte « , ne possède ni limite inférieure, ni limite supérieure

De son côté l’échelle MSK (Mercalli modifiée) mesures les effets d’un séisme, à un endroit donné, sur des objets naturels, sur des installations industrielles et sur les êtres humains. Bref, elle mesure les dégâts produits par un séisme. Elle est graduée en chiffres romains de I à XII. Par exemple, le degré I indique une secousse non perceptible. Une secousse de degré V réveille les dormeurs. Le degré IX indique des dommages généralisés, le degré X une destruction générale des bâtiments et le degré XII un changement du paysage.

Au vu de ce qui se passe sur l’île de La Palma, je pense qu’il serait judicieux de mettre en place une double échelle semblable pour les volcans. Le VEI pourrait être conservé pour mesurer la puissance d’une éruption sur une échelle de 0 à 8, par exemple. Parallèlement, on pourrait imaginer un Indice de Destruction Volcanique -Volcanic Destruction Index, VDI, en anglais) pour faire référence aux dégâts causés par une éruption. Elle pourrait être graduée de 0 à 8, 10, ou 12 comme la MSK.

Avec 900 hectares couverts par la lave, 2150 bâtiments détruits, les dégâts occasionnés à l’agriculture, l’éruption de La Palma atteindrait probablement 5 ou 6 sur une échelle de 8 niveaux, en sachant que la colère du volcan n’est pas terminée.

A côté de cela, les éruptions du Piton de La Fournaise (Ile de la Réunion) confinées à l’Enclos Fouqué atteindraient un VEI de 1, 2 ou 3 selon leur intensité et un VDI de 1 seulement, car elles ne causent pas ou très peu de dégâts. En revanche, pour une éruption hors Enclos avec dégâts aux habitations, le VDI augmenterait en conséquence.

Les éruptions des volcans indonésiens ou philippins, beaucoup plus puissantes et destructrices auraient des niveaux élevés, que ce soit pour le VEI ou le VDI.

A méditer….

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My previous post entitled « Eruption of major destruction » highlights the difficulties encountered by the inhabitants of La Palma in the face of the destruction caused by the Cumbre Vieja eruption.
As I have stated several times, however spectacular it may be, this eruption cannot be called ‘major’. It is a nice Strombolian eruption, similar to those that occur from time to time on Mount Etna in Sicily. Confirming this, scientists have given it a Volcanic Explosivity Index (VEI) of 2 on a scale of 8. The destruction would reach a much higher level if a similar scale of destruction existed. . I find it very unfortunate that this is not the case.

Regarding earthquakes, there are two scales, that of Richter and that of Mercalli. Introduced in 1935, the Richter scale makes it possible to quantify the magnitude of an earthquake. To date, the most powerful event was recorded in Valdivia, Chile on May 22nd, 1960. It had a magnitude of M 9.5. Note that the Richter scale does not start at 0 and end at 9, as we can hear it too often. It is « open », has neither lower limit nor upper limit
For its part, the MSK scale (modified Mercalli) measures the effects of an earthquake, at a given location, on natural objects, on industrial installations and on human beings. In short, it measures the destruction produced by an earthquake. It is graduated in Roman numerals from I to XII. For example, degree I indicates an imperceptible jerk. A degree V shake awakens sleepers. Degree IX indicates generalized damage, degree X a general destruction of buildings and degree XII a change in the landscape.

In view of what is happening on the island of La Palma, I think it would be wise to set up a similar double scale for volcanoes. The VEI could be kept to measure the power of an eruption on a scale of 0 to 8, for example. At the same time, one could imagine a Volcanic Destruction Index (VDI) to refer to the damage caused by an eruption. It could be graduated from 0 to 8, 10, or 12 like the MSK.
With 900 hectares covered by lava, 2,150 buildings destroyed, damage to agriculture, the eruption of La Palma would probably reach 5 or 6 on a scale of 8 levels, knowing that it is not over. .
Besides that, the eruptions of Piton de La Fournaise (Reunion Island) confined to the Enclos Fouqué would reach an VEI of 1, 2 or 3 depending on their intensity and a VDI of only 1, because they cause no or very little damage. On the other hand, for an eruption outside the Enclos with damage to homes, the VDI would increase accordingly.
The much more powerful and destructive eruptions of Indonesian or Philippine volcanoes would have high levels, whether for VEI or VDI.
Just think over it….

La lave dans La Laguna le 21 octobre 2021 (Crédit photo: (Saul Santos / AP)

Pas de risque de « méga-tsunami » à La Palma (Iles Canaries) // No « mega-tsunami » hazard at La Palma (Canary Islands)

Au début de l’éruption du volcan Cumbre Vieja sur l’île canarienne de La Palma, certains scientifiques – en particulier un chercheur anglais – ont affirmé que le volcan pourrait s’effondrer et générer un tsunami qui dévasterait la côte est de l’Amérique du Nord et du Sud. Un article publié dans la série « Volcano Watch » par l’Observatoire des volcans d’Hawaii (HVO) examine si une telle approche est concevable
Les éruptions sur l’île de La Palma ressemblent aux éruptions hawaïennes, et ces deux régions de la planète partagent le potentiel d’effondrement de leurs flancs, avec le risque de tsunami. Les archipels canarien et hawaiien sont susceptibles de connaître des glissements de terrain majeurs avec des intervalles de quelques centaines de milliers d’années, une découverte faite pour la première fois dans les années 1960 par Jim Moore, à l’époque responsable du HVO. Selon lui, une partie importante d’une île peut être détruite lors de l’effondrement d’un de ses flancs, avec le déplacement d’énormes quantités d’eau de mer, générant des vagues de tsunami pouvant atteindre localement plus de 100 mètres de hauteur. De cette constatation est née l’idée que l’effondrement d’un volcan – en particulier dans les îles Canaries – pourrait déclencher un «méga-tsunami» à l’échelle de l’océan.
En 2001, une étude a suggéré que l’effondrement de La Palma pourrait générer des vagues de tsunami pouvant atteindre 25 m de haut le long des côtes est de l’Amérique du Nord et du Sud. Ce scénario a fait la une des médias.
La question est de savoir si des effondrements pouvaient réellement générer ces « méga-tsunami » loin de leurs sources. Les dernières recherches jettent le doute sur cette hypothèse.
Le scénario du «méga-tsunami» aux îles Canaries suppose l’effondrement d’un bloc unique, cohérent et massif qui a atteindrait une vitesse élevée très rapidement. Le problème, c’est que la cartographie des fonds océaniques autour des îles Canaries montre que les effondrements se produisent plutôt de manière progressive. De plus, les géomorphologues ont découvert, via l’analyse de la stabilité des pentes, que le volume d’effondrement potentiel est beaucoup plus réduit que ce qui a été envisagé par l’étude de 2001.
La modélisation des tsunamis a également considérablement progressé depuis 2001. Des études sur les vagues induites par les glissements de terrain montrent qu’elles se déplacent à des vitesses différentes et interagissent davantage sur de longues distances, ce qui conduit à une hauteur de vague moindre loin de la source. Une meilleure connaissance de la bathymétrie océanique, de la topographie insulaire et côtière, ainsi que du transfert d’énergie entre le glissement des blocs d’effondrement et l’eau de mer ont également contribué à une modélisation plus précise.
Ces nouvelles simulations montrent que la hauteur maximale des vagues le long de la côte Est des Amériques à partir d’un effondrement de très grande ampleur à La Palma serait de l’ordre de 1 à 2 mètres. Une telle vague serait certes dangereuse, mais pas plus que celles provoquées par les tempêtes que nous connaissons.
Un manque de preuves géologiques remet également en question l’hypothèse du « méga-tsunami ». En effet, les tsunamis laissent des dépôts de sédiments caractéristiques sur les côtes qu’ils impactent. Or aucun dépôt de ce type n’a été identifié sur les côtes est de l’Amérique du Nord et du Sud.
De plus, les effondrements de volcans des îles Canaries sont rares; ils se produisent sur des échelles de temps de centaines de milliers d’années, et seraient précédés de signes d’instabilité des flancs tels que la hausse de la sismicité et la déformation de la surface du sol. Les volcans des îles Canaries entrent régulièrement en éruption – les dernières ont eu lieu en 1971 et 1949 – et les analyses de stabilité des pentes menées à La Palma indiquent que leur structure est stable. Le volcan devrait donc croître de manière significative avant qu’un effondrement se produise. Il ne semble pas que l’éruption actuelle soit suffisante pour provoquer un tel événement.
Il ne faudrait toutefois pas oublier que les tsunamis d’origine volcanique existent et représentent une menace réelle. Par exemple, l’éruption de 1883 du Krakatau a provoqué un tsunami qui a tué des dizaines de milliers de personnes sur les côtes voisines. En 2018, une éruption de moindre ampleur et l’effondrement de l’Anak Krakatau ont également entraîné un tsunami qui a fait des centaines de morts.
Des tsunamis locaux peuvent également être générés par d’autres processus volcaniques. Sur l’île d’Hawaii, l’effondrement du delta qui se forme quand la lave entre dans l’océan peut provoquer de petits tsunamis qui ont un impact sur les zones adjacentes au delta. Par ailleurs, le glissement le long de la faille sous-jacente au flanc sud du Kilauea a déclenché des séismes de magnitude M7-8, ainsi qu’un tsunami local en 1868 et 1975, avec plusieurs victimes.
Source : USGS, HVO.

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At the start of the Cumbre Vieja eruption on the Canary island of La Palma, there was speculation among some scientists – especially an Englidh researcher – that the volcano might collapse, creating a tsunami that would devastate the east coast of North and South America. An article published in the « Volcano Watch » series by the Hawaiian Volcano Observatory » (HVO) examines whether such a scenario is possible or likely.

The eruption style in La Palma is similar to Hawaiian eruptions, and both locations share the potential for flank collapse and tsunami. Both islands tend to experience catastrophic landslides every few hundred thousand years, a discovery first made by HVO Scientist-in-Charge Jim Moore in the early 1960s. A significant portion of an island is removed during collapse and has the potential to displace tremendous amounts of seawater, generating local tsunami waves that are thought to be over 100 meters high. From this understanding grew a notion that collapsing volcanoes — particularly in the Canary Islands — could generate ocean-wide “mega-tsunami.”

In 2001, a research suggested that collapse of La Palma could result in tsunami waves up to 25 m high along the east coasts of North and South America. This scenario made headlines in the media.

But can collapses actually generate these “mega-tsunami” far from their sources? Subsequent research casts doubt on this idea.

The Canary Islands “mega-tsunami” scenario assumed a single, coherent, massive collapse block that reached a high velocity very quickly. Ocean floor mapping surrounding the Canary Islands, however, indicates that collapses instead occur in incremental fashion. In addition, geomorphologists found, via slope stability analysis, that the potential collapse volume is much smaller than was simulated by the 2001 paper.

Tsunami modeling has also advanced considerably since 2001. Studies of landslide-induced waves show that they travel at different speeds and interact more across long distances, leading to smaller wave height far from their sources. Better knowledge of ocean bathymetry, island and coastal topography, and the transfer of energy between slide blocks and water also contributed to more accurate modeling.

These new simulations suggest that the maximum wave height along the east coast of the Americas from a “worst-case scenario” collapse of La Palma would be on the order of 1-2 meters, still hazardous, but similar to common storm surge.

A lack of geologic evidence also calls the “mega-tsunami” hypothesis into question. Tsunamis leave characteristic sediment deposits on the coastlines they impact. But no such deposit has ever been identified on the east coasts of North and South America.

Collapses of Canary Island volcanoes are rare, occurring on timescales of hundreds of thousands of years, and should be preceded by signs of flank instability: increases in earthquakes and ground surface deformation. Canary Island volcanoes also erupt regularly – La Palma last erupted in 1971 and 1949 – and slope stability analyses conducted at La Palma indicate that the structure is stable. The volcano would have to grow significantly before a collapse was likely. The current eruption is unlikely to trigger such an event.

However, one should not forget that tsunamis that are generated by volcanoes are a real process and a significant threat. For example, the 1883 explosive eruption of Krakatau caused a local tsunami that killed tens of thousands on nearby coastlines. In 2018, a smaller eruption and collapse of Anak Krakatau also resulted in a local tsunami that killed hundreds.

Local tsunamis can also be generated by other volcanic processes. On the Island of Hawai‘i, lava delta collapse at lava-ocean entries can cause small tsunamis that impact areas adjacent to the delta. Slip on the fault underlying Kilauea’s south flank, associated with M7–8 earthquakes, caused local tsunami in 1868 and 1975 that took lives.

Source: USGS, HVO.

 

Sommet du Cumbre Vieja avec la caldeira de Taburiente dans le lointain. On aperçoit les anciennes bouches éruptives qui s’alignent le long d’une fracture. Peut-elle provoquer un glissement de terrain et un tsunami? C’est la question que se posent certains scientifiques (Crédit photo: Wikipedia).