Catégorie : seismes

Utilisation de l’Interférométrie radar à synthèse d’ouverture en Alaska // Interferometric synthetic aperture radar in Alaska

Au cours de ma conférence « Volcans et Risques volcaniques », j’explique qu’aujourd’hui les satellites sont d’une grande aide pour surveiller l’activité volcanique, en particulier sur les volcans dont l’accès est très difficile, comme ceux qui s’alignent le long de la Chaîne des Aléoutiennes en Alaska.
L’InSAR – abréviation de Interferometric synthetic aperture radar, interférométrie radar à synthèse d’ouverture – est une technique utilisée en géodésie et en télédétection. Elle utilise deux ou plusieurs images radar à synthèse d’ouverture (SAR) pour générer des cartes de déformation de surface ou d’élévation du sol, en utilisant les différences de phase des ondes de retour vers un satellite ou un avion. Cette technologie peut mesurer des fluctuations de déformation à l’échelle millimétrique sur des périodes allant de quelques jours à plusieurs années. Il existe des applications pour la surveillance géophysique des risques naturels, par exemple les séismes, les volcans et les glissements de terrain, ou encore la surveillance de l’affaissement et de la stabilité structurelle.
Il existe un endroit dans le sud-est de l’Alaska où la technologie InSAR s’est récemment avérée essentielle pour détecter la déformation d’un volcan jusqu’alors considéré comme inactif.
Le 11 avril 2022, les scientifiques de l’Observatoire Volcanologique de l’Alaska (AVO) ont observé une activité sismique sur le Mont Edgecumbe, sur l’île Kruzof près de la ville de Sitka.

Source: AVO

Si l’on se réfère aux archives géologiques, ce volcan est resté silencieux pendant environ 4 000 ans. Les histoires racontées par la population locale, les Tlingit, font état d’ « une montagne faisant jaillir du feu et de la fumée ». Il s’agit peut-être d’une petite éruption avec fontaines de lave qui se serait produite il y a seulement 800 à 900 ans. Il est toutefois très difficile de dater cette histoire populaire. De petits séismes peu profonds détectés en avril 2022 étaient répartis sur une zone au nord-est du sommet. Les scientifiques de l’AVO ont tenté de comprendre la source cette sismicité. Malheureusement, ce volcan n’a pas d’instruments au sol localement; les séismes les plus importants sont détectés par des sismographes éloignés appartenant au réseau sismique régional de l’Alaska Earthquake Center pour surveiller l’activité tectonique. Aucun sismographe et aucun instrument géodésique n’existe à proximité de l’édifice volcanique pour détecter et interpréter l’activité souterraine.
En l’absence d’instruments au sol à proximité du volcan, des techniques de télédétection par satellite ont été utilisées pour étudier les changements potentiels. Une série chronologique InSAR a été utilisée pour rechercher des variations de surface sur le Mont Edgecumbe. Les scientifiques de l’AVO ont utilisé des interférogrammes séquentiels pour obtenir une série chronologique des changements sur plusieurs années. La création d’une série chronologique InSAR a permis de générer une carte des mouvements du sol cumulés, comme on peut le voir sur le document ci-dessous, où chaque pixel de couleur représente la déformation à cet endroit au cours des 7 années de cette étude rétrospective. Ce travail a permis d’identifier avec succès la déformation de l’édifice volcanique qui a commencé bien avant le dernier essaim sismique. L’analyse rétrospective de la sismicité à Sitka, sur le sismographe le plus proche, montre une augmentation de l’activité sismique de faible amplitude au milieu de l’année 2019.
Les résultats de cette étude ont incité l’Observatoire Volcanologique de l’Alaska à lancer la phase suivante de surveillance sur le Mont Edgecumbe. Àu cours de l’été 2022, une station sismique et GNSS (Global Navigation Satellite System, qui comprend le GPS) a été installée près du volcan pour une surveillance active. L’instrument GNSS donne une estimation plus précise de la déformation tridimensionnelle de l’édifice volcanique, sans qu’il soit nécessaire d’attendre (environ 12 jours) un nouveau passage du satellite SAR. Ensemble, GNSS et InSAR peuvent donner une image très claire des processus magmatiques, sans avoir à se trouver à proximité du volcan pendant de longues périodes.
Une intrusion magmatique dans un édifice volcanique tel que le Mont Edgecumbe n’indique pas forcément qu’une éruption est imminente. C’est simplement une indication qu’il y a une certaine activité magmatique en profondeur. Les scientifiques expliquent qu’il y aura davantage de changements au niveau de la déformation, une sismicité plus élevée et la présence de gaz volcaniques avant toute éruption du Mont Edgecumbe. Au cours de l’été 2023, d’autres instruments seront installés sur le volcan, avec également des études des gaz et de la géologie.
Source : USGS / HVO.

Le Mont Edgecumbe a déjà fait l’objet sur ce blog le 1er novembre 2022 : Du magma sous les Mont Edgecumbe

Du magma sous le Mont Edgecumbe (Alaska) // Magma beneath Mt Edgecumbe (Alaska)

A lire aussi : une note diffusée sur ce blog le 13 novembre 2022 et intitulée La technologie InSAR au service des volcans :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2022/11/13/la-technologie-insar-au-service-des-volcans-insar-technology-to-monitor-volcanoes/

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During my conference « Volcanoes and Volcanic Hazards », I explain that today satellites are of a great help to monitor volcanoic activity, especially volcanoes whose access is very difficult, like those that align along the Aleutian Islands in Alaska.

InSAR – short for Interferometric synthetic aperture radar – is a radar technique used in geodesy and remote sensing. It uses two or more synthetic aperture radar (SAR) images to generate maps of surface deformation or digital elevation, using differences in the phase of the waves returning to the satellite or aircraft. The technique can potentially measure millimetre-scale changes in deformation over spans of days to years. It has applications for geophysical monitoring of natural hazards, for example earthquakes, volcanoes and landslides, and in structural engineering, in particular monitoring of subsidence and structural stability.

One place where InSAR recently proved instrumental in detecting deformation of a volcano previously considered inactive was in Southeast Alaska.

On April 11th, 2022, Alaska Volcano Observatory (AVO) scientists observed seismic activity at Mount Edgecumbe on Kruzof Island near the town of Sitka. This volcano has remained quiet for around 4,000 years based on its geologic record. Oral history of the local Tlingit tells about “a mountain blinking, spouting fire and smoke,” which perhaps describes a small eruption with lava fountaining. This is possible as recent as 800-900 years ago; however, the timing of this oral history is uncertain.

Shallow, small earthquakes detected in April 2022 were broadly distributed to the northeast of the summit. AVO scientists tried to understand the source of the earthquakes. Unfortunately, this volcano had no existing local ground-based geophysical instruments; the larger earthquakes were detected on distant seismographs of the regional seismic network used by the Alaska Earthquake Center to monitor tectonic activity. No seismographs or geodetic instrumentation existed close to the volcanic edifice that would be useful in detecting and interpreting subsurface activity.

With no ground-based instruments installed near the volcano, satellite remote sensing techniques were used to investigate potential changes. An InSAR time series was utilized to search for shallow changes at Mount Edgecumbe. AVO scientists used sequential unwrapped interferograms to create a time series of change from several years of interferograms. Creating an InSAR time series allowed them to produce a cumulative displacement map, as shown below, where each colored pixel represents the total deformation at that location over the 7 years of this retrospective study. The results successfully identified deformation that started long before the recent earthquake swarm. Retrospective analysis of seismicity at the nearest seismograph in Sitka showed an increase in low-magnitude seismic activity in mid-2019.

Results of this analysis prompted the Alaska Volcano Observatory to start the next phase of monitoring on Mount Edgecumbe. In the summer of 2022, a seismic and GNSS station (Global Navigation Satellite System, which includes GPS) station was installed near the volcano for active monitoring. The GNSS instrument gives a more precise 3-dimensional deformation estimate for the volcanic edifice, without the need to have to wait for a SAR satellite repeat visit (about 12 days). Together, GNSS and InSAR can give a very clear picture of magmatic processes, without having to be anywhere near the volcano for extended periods.

An influx of magma into a volcanic edifice such as Mount Edgecumbe does not indicate the potential of an eruption. This merely is the indication that there is some magmatic activity at depth. Scientists expect more changes in deformation, higher rates of seismicity, and detection of volcanic gases prior to any eruption at Mount Edgecumbe. During the summer 2023, more instruments will be set up on the volcano, togetheer with gas and geologic studies.

Source : USGS / HVO.

A post xas already published about Mt Edgecumbe on November 1st, 2022 :

Du magma sous le Mont Edgecumbe (Alaska) // Magma beneath Mt Edgecumbe (Alaska)

You can also read a note published on this blog on November 13th, 2022 and entitled InSAR technology at the service of volcanoes 

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2022/11/13/la-technologie-insar-au-service-des-volcans-insar-technology-to-monitor-volcanoes/

La longue légende du document se trouve sur cette page du HVO :

https://bigislandnow.com/2023/06/02/volcano-watch-volcano-monitoring-from-space-insar-time-series-success-in-alaska/

Le risque de tsunami en Antarctique // Tsunami hazard in Antarctica

Une nouvelle étude publiée le 18 mai 2023 dans la revue Nature Communications informe le public qu’avec le réchauffement climatique des glissements de terrain sous-marins en Antarctique pourraient déclencher de gigantesques tsunamis dans l’océan Austral.
En effectuant des carottages de sédiments à des centaines de mètres de profondeur sous le plancher océanique de l’Antarctique, les scientifiques ont découvert qu’au cours des périodes précédentes de réchauffement climatique – il y a 3 et 15 millions d’années – des couches de sédiments instables se sont formées et ont glissé, générant d’énormes vagues de tsunami vers les côtes de l’Amérique du Sud, de Nouvelle-Zélande et d’Asie du Sud-Est. Aujourd’hui, le réchauffement climatique augmente la température des océans et les chercheurs pensent qu’il est possible que ces tsunamis se déclenchent à nouveau.
Les scientifiques ont découvert pour la première fois des preuves d’anciens glissements de terrain au large de l’Antarctique en 2017 dans la mer de Ross.orientale. Piégées sous ces glissements de terrain se trouvent des couches de sédiments fragiles qui regorgent de phytoplancton. Les scientifiques sont revenus dans la région en 2018 et ont foré profondément dans le plancher océanique. Ils ont extrait des carottes de sédiments qui montrent, couche par couche, l’histoire géologique de la région.
En analysant les carottes de sédiments, les scientifiques ont appris que les couches de sédiments les plus fragiles se sont formées au cours de deux périodes, l’une il y a environ 3 millions d’années dans la période chaude mi-pliocène, et l’autre il y a environ 15 millions d’années pendant l’optimum climatique du Miocène. À ces époques, les eaux autour de l’Antarctique étaient de 3 degrés Celsius plus chaudes qu’aujourd’hui, avec des proliférations d’algues qui, après leur mort, ont recouvert le plancher océanique d’un sédiment riche et glissant, rendant la région sujette aux glissements de terrain.
Le déclencheur des glissements de terrain sous-marins dans la région n’est pas connu avec certitude, mais les chercheurs ont trouvé un coupable très probable : la fonte des glaciers sous les coups de boutoir du réchauffement climatique. La fin des périodes glaciaires périodiques sur Terre a provoqué le rétrécissement et le recul des calottes glaciaires, avec un allègement de la charge sur les plaques tectoniques, ce qui a provoqué leur rebondissement, phénomène baptise rebond isostatique, observé ces dernières années en Islande.
Une fois que les couches de sédiments les plus fragiles se sont accumulées en quantité suffisante, le soulèvement continental de l’Antarctique a déclenché des séismes qui ont fait glisser la couche de gravier grossier au-dessus des couches instables au bord du plateau continental. Le phénomène a provoqué des glissements de terrain qui ont déclenché des tsunamis.
L’ampleur et la taille des anciennes vagues de tsunamis n’est pas connue, mais les scientifiques ont observé deux glissements de terrain sous-marins relativement récents qui ont généré d’énormes tsunamis et causé d’importantes pertes de vie : Le tsunami de 1929 sur les Grands Bancs qui a généré des vagues de 13 mètres de hauteur et tué environ 28 personnes au large la côte canadienne de Terre-Neuve; et le tsunami de 1998 en Papouasie-Nouvelle-Guinée qui a déclenché des vagues de 15 mètres qui ont coûté la vie à 2 200 personnes.
Au vu des nombreuses couches de sédiments enfouies sous les fonds marins de l’Antarctique et des glaciers qui fondent lentement au-dessus de la masse continentale, les chercheurs pensent que si la fonte des glaciers a causé de tels événements dans le passé, de nouveaux glissements de terrain accompagnés de tsunamis pourraient se produire. .
Source  : Live Science, Yahoo Actualités.

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A new study published on May 18th, 2023 in the journal Nature Communications informs the public that climate change could unleash gigantic tsunamis in the Southern Ocean by triggering underwater landslides in Antarctica.

By drilling into sediment cores hundreds of meters beneath the seafloor in Antarctica, scientists discovered that during previous periods of global warming – 3 million and 15 million years ago – loose sediment layers formed and slipped to send massive tsunami waves racing to the shores of South America, New Zealand and Southeast Asia. As climate change heats the oceans, the researchers think there is a possibility these tsunamis could be unleashed once more.

Researchers first found evidence of ancient landslides off Antarctica in 2017 in the eastern Ross Sea. Trapped underneath these landslides are layers of weak sediment crammed with phytoplankton. Scientists returned to the area in 2018 and  drilled deep into the seafloor to extract sediment cores bthat show, layer by layer, the geological history of the region.

By analyzing the sediment cores, the scientists learned that the layers of weak sediment formed during two periods, one around 3 million years ago in the mid-Pliocene warm period, and the other roughly 15 million years ago during the Miocene climate optimum. During these epochs, the waters around Antarctica were 3 degrees Celsius warmer than today, leading to bursts of algal blooms that, after they had died, filled the seafloor below with a rich and slippery sediment, making the region prone to landslides.

The exact trigger for the region’s past underwater landslides is not known for sure, but the researchers have found a most-likely culprit: the melting of glacier ice by a warming climate. The ending of Earth’s periodic glacial periods caused ice sheets to shrink and recede, lightening the load on Earth’s tectonic plates and making them rebound upwards in a process known as isostatic rebound.

After the layers of weak sediment had built up in sufficient quantities, Antarctica’s continental upspringing triggered earthquakes that caused the coarse gravel atop the slippery layers to slide off the continental shelf edge, causing landslides that unleashed tsunamis.

The scale and size of the ancient ocean waves is not known, but the scientists note two relatively recent submarine landslides that generated huge tsunamis and caused significant loss of life: The 1929 Grand Banks tsunami that generated 13-meter waves and killed around 28 people off Canada’s Newfoundland coast; and the 1998 Papua New Guinea tsunami that unleashed 15-meter waves that claimed 2,200 lives.

With many layers of the sediment buried beneath the Antarctic seabed, and the glaciers on top of the landmass slowly melting away, the researchers warn that if it is true that glacial melting caused them in the past, future landslides, and tsunamis, could happen again.

Source : Live Science, Yahoo News..

 

Dégâts causés par le séisme de magnitude M 7,2 et le tsunami de 1929 sur la région des Grands Bancs

Volcans du monde (suite) // Volcanoes of the world (continued)

Un essaim sismique a été enregistré sur le glacier Mýrdalsjökull (Islande) aux premières heures du 4 mai 2023. Les événements avaient des magnitudes M 4,8, M 4,7 et M 4,5, à des profondeurs de 0,1 km. Les secousses ont été ressenties, entre autres, à Þórsmörk et dans une localité au sud du Mýrdalsjökull.
La couleur de l’alerte aérienne pour le volcan Katla a été élevée au Jaune.
Le Met Office islandais dit qu’il ne voit aucun signe de crue glaciaire, ni aucun signe d’activité volcanique.
Un essaim sismique semblable s’est produit dans la caldeira du Katla en août 2016. Aucune crue glaciaire ne s’est alors produite. La dernière grande crue glaciaire s’est produite en juillet 2011. La dernière éruption sous-glaciaire du Katla remonte à 1918 et a duré 24 jours.
Il convient de noter que les hypocentres du dernier essaim sont très peu profonds, à 0,1 km de profondeur. Cela tend à montrer que les séismes n’ont pas été causés par une activité volcanique, mais plutôt par des mouvements de fluides hydrothermaux comme cela se produit souvent avec les volcans sous-glaciaires en Islande, comme le Grimsvöth sous le Vatnajökull, par exemple.
Source : Met Office, média d’information islandais.

Photo: C. Grandpey

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Environ 250 habitants ont été évacués des pentes du Fuego (Guatemala) quand des nuages de matériaux incandescents et de cendres se sont dirigés vers une zone dévastée par l’éruption de 2018. Les habitants du hameau de Panimache ont été conduits vers des abris. Le volcan émettait des nuages de cendres susceptibles d’affecter jusqu’à 100 000 personnes dans les localités à proximité. L’éruption de 2018 a officiellement fait 194 morts et 234 disparus, mais on sait que le nombre de morts est beaucoup plus élevé.
Source : médias d’information locaux.

Dernière minute : Voici quelques détails supplémentaires sur l’épisode éruptif intense qui a commencé sur le Fuego dans la matinée du 4 mai 2023. L’événement se caractérise par des coulées de lave, une activité incandescente constante, des émissions de gaz et de cendres et de nombreuses coulées pyroclastiques. Des retombées de cendres abondantes ont été signalées dans des villages et des fermes situés jusqu’à 50 km à l’ouest du volcan.
Quelques heures après le début de l’éruption, les autorités ont établi une zone d’exclusion de 7 km autour du volcan et ont commencé à évacuer plus de 1 000 personnes vivant à San Pedro Yepocapa, Chimaltenango, Panimaché I et II, El Porvenir et Morelia. . La Protection civile dit que ce nombre est susceptible d’augmenter.
Selon le VAAC de Washington, la colonne de cendres produite par l’éruption a atteint une altitude de 6,7 km. L’éruption s’est accompagnée de grondements, d’ondes de choc, ainsi que de coulées pyroclastiques modérées et fortes qui ont parcouru entre 5 et 7 km dans les ravines Ceniza, Las Lajas, Seca et Santa Teresa.
La route RN-14 qui relie plusieurs localités à Antigua, la principale attraction touristique du pays, a été fermée.
On estime que 130 000 personnes vivent dans des zones exposées aux retombées de cendres qui ont été signalées à plus de 100 km du cratère.
13 abris d’urgence ont été ouverts dans quatre villes voisines. Ils peuvent héberger 7 600 personnes.
Source : Conred et médias locaux.

Crédit photo: CONRED

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A seismic swarm hit Mýrdalsjökull glacier (Iceland) in the early hours of May 4th, 2023 with magnitudes M 4.8, M 4.7 and M 4.5, at depths of 0,1 km. The quakes were felt in Þórsmörk and in a settlement south of Mýrdalsjökull, among other places.

The aviation color code for Katla was raised to Yellow.

The Icelandic Met Office says it sees no signs of running off nor any signs of volcanic activity.

A similar earthquake swarm occurred in Katla caldera in August 2016. No flood occurred in connection with that swarm. The last big glacial flood in Múlakvísl occurred in July 2011. Katla’s last subglacial eruption was in 1918 and lasted 24 days.

It should be noted that the hypocenters of the latest swarm were very shallow, 0,1 km deep. This tends to show that the quakes were not caused by any volcanic activity, but rather by movements of hydrothermal fluids as this often happens with subglacial volcaoes in Iceland, like Grimsvöth beneath Vatnajökull, for instance.

Source : Met Office, Icelandic news media.

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About 250 residents were evacuated from the slopes of Guatemala’s Fuego Volcano as incandescent material and ash flowed down the slopes toward an area devastated by a deadly 2018 eruption. Residents of the hamlet of Panimache were taken to shelters. The volcano had been emitting ash clouds that could affect as many as 100,000 people in communities. The 2018 eruption officially killed 194 people and left another 234 missing but the death toll is known to be much higher.

Source : Local news media.

Dernière minute : Here are some more details about the ntense eruptive phase that started at Fuego volcano in the morning of May 4th, 2023. The event was characterized by lava flows, constant incandescent activity, dense gas and ash emissions, and multiple pyroclastic flows. Abundant ashfall was reported in villages and farms located as far as 50 km West of the volcano.

A couple of hours after the start of the eruption, authorities established a 7 km exclusion zone around the volcano and started evacuating more than 1 000 people living in the municipalities of San Pedro Yepocapa, Chimaltenango, Panimaché I and II villages, El Porvenir and Morelia. Civil Protection authorities say that this number is likely to rise.

According to the Washington VAAC, the ash column produced by the eruption reached an altitude of 6.7 km. The eruption was accompanied by rumblings, shock waves, as well as moderate and strong pyroclastic flows that traveled between 5 and 7 km along the Ceniza, Las Lajas, Seca and Santa Teresa drainages.

The RN-14 route on the slopes of the volcano that connects several towns to Antigua, the country’s main tourist attraction, was closed.

An estimated 130,000 people live within areas exposed to falling ash, which was reported as more than 100 km from the crater.

13 emergency shelters have been opened in four nearby towns, capable of providing refuge to 7,600 people.

Source : Conred and local media.

Campagne d’imagerie au sommet du Kilauea (Hawaii) // Imagery campaign at the summit of Kilauea (Hawaii)

Comme je l’explique dans mes conférences, prévoir le comportement d’un volcan est beaucoup plus difficile que prévoir celui d’un glacier car tout se passe en profondeur. Jusqu’à présent, personne n’a pu prévoir avec précision le moment où la lave percerait la surface. Même sur le Kilauea (Hawaii) ou sur le Piton de la Fournaise (La Réunion), truffés d’instruments, les scientifiques ont été plusieurs fois déroutés par les mouvements du magma sous la surface.
À Hawaii, cela fait des décennies que les scientifiques émettent des hypothèses sur la forme et la taille de la chambre magmatique sous le sommet du Kilauea. Ils disposent aujourd’hui de moyens sans précédent pour en obtenir une image beaucoup plus détaillée qu’auparavant. Le Kilauea Seismic Imaging Project – projet collaboratif d’imagerie sismique du Kilauea – est sur le point de démarrer et de permettre de mieux connaître les structures qui se cachent sous la région sommitale du Kīiauea. Le projet est financé par la National Science Foundation et les crédits obtenus dans le cadre du Disaster Relief Act de 2019.
Le projet ressemble un peu au scanner utilisé dans les hôpitaux, quand un corps humain pénètre dans un tube où des rayons X traversent le corps sous différents angles. À partir des rayons X, on obtient des images en coupe transversale du corps. Leur ensemble est utilisé pour créer un modèle tridimensionnel.
Au cours du projet d’imagerie du sommet du Kilauea, les ondes sismiques envoyées à travers le sol seront utilisées pour générer des images du sous-sol. Une fois rassemblées, ces images créeront, comme le scanner hospitalier, un modèle tridimensionnel de la chambre magmatique sous le sommet du Kilauea.
Le HVO dispose d’un réseau de surveillance incluant plusieurs sismomètres au sommet du Kilauea, mais d’autres sismomètres sont nécessaires pour collecter des données avec une résolution plus élevée dans le cadre du projet. 1 800 petits dispositifs supplémentaires, les nodes d’acquisition sismique, seront temporairement placés à la surface de la région sommitale du Kilauea au cours des deux prochains mois.
Une fois les nodes d’acquisition déployés, un gros véhicule parcourra lentement au mois de mai les routes à proximité du sommet du Kilauea Le véhicule, appelé Vibroseis, génèrera de minuscules signaux sismiques. Les nodes capteront les signaux ainsi créés. Le temps mis par les signaux pour atteindre les nodes et leur comportement sont des paramètres importants car les ondes sismiques se déplacent différemment selon que les matériaux qu’elles traversent sont solides ou semi-solides, ou du magma en fusion.
La foule de données ainsi collectées sera analysée pour indiquer à quel endroit la base du Kilauea entre en contact avec le plancher océanique sous-jacent, quel est l’emplacement des failles majeures, là où les corps magmatiques sont stockés sous la surface du Kilauea, et comment ces corps se connectent aux zones de rift.
Les données produiront également un nouveau modèle de vitesse de déplacement des ondes sismiques pour la région sommitale du Kilauea. Il permettra des analyses plus précises des séismes et de leurs épicentres.
Selon le HVO, les résultats de ce projet seront inestimables pour évaluer l’activité volcanique à venir du Kilauea.
Source : USGS/HVO.

Le Vibroseis se déplacera dans la zone sommitale du Kilauea tout au long du mois de mai 2023. La plaque vibrante de couleur orange est recouverte de contreplaqué et d’un tapis en caoutchouc pour protéger le revêtement de la route. Les vibrations seront maintenues à un seuil minimal, mais qui peut encore être enregistré par les nodes d’acquisition sismiques. (Crédit photo : USGS)

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Une autre technologie est utilisée aujourd’hui sur d’autres volcans. Appelée muographie, elle utilise des particules cosmiques pour montrer l’intérieur d’un édifice volcanique, en particulier la chambre magmatique peu profonde. La technologie ne peut pas être mise en place sur tous les volcans de la planète. D’abord testée sur les pyramides, elle suppose un volcan de forme conique comme le Mt Fuji (Japon) ou le Mt Mayon (Philippines). La muographie a été testée sur La Soufrière de la Guadeloupe et sur le Stromboli en Sicile. Les résultats ont permis de voir l’intérieur du sommet de ces volcans, mais ils ne peuvent pas être utilisés pour analyser les mouvements du magma, et donc pour prévoir les éruptions. J’ai écrit sur ce blog plusieurs articles décrivant cette nouvelle approche de la volcanologie (le 9 mai 2016, par exemple).

Image muonique de l’intérieur de La Soufrière de la Guadeloupe (Source: CNRS)

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As I explain in my conferences, predicting the behaviour of a volcano is far more difficult than predicting the behaviour of a glacier because everything is happening deep underground. Up to now, nobody has been able to predict the moment when lave would pierce the surface. Even on Kilauea (Hawaii) or Piton de la Fournaise (Reunion Island), scientists have several times been puzzled by magma movements.

In Hawaii, scientists have hypothesized the shape and size of Kīlauea’s summit magma storage system for the last century, and now have an unparalleled opportunity to develop a far more detailed picture than was possible before. The collaborative Kilauea Seismic Imaging Project is about to start with a goal to help reveal subsurface structures beneath Kīlauea’s summit region. The research project is funded by the National Science Foundation and the U.S. Geological Survey’s appropriations from the Disaster Relief Act of 2019.

The project will operate almost like a human CT scan, during which a body enters a tube so that X-rays can travel through the body at different angles. From the X-rays, cross-sectional images are created of the features within the body, which are used collectively to make a three-dimensional model of the body.

During the Kilauea summit imaging project, seismic waves moving through the ground will be used to generate images of the subsurface that together will create a three-dimensional model of Kilauea’s summit magma storage geometry.

Hawaiian Volcano Observatory has a permanent monitoring network of several seismometers at the summit of Kilauea that detect natural earthquakes, but more seismometers are needed to collect data at a higher resolution for this project. An additional 1,800 small earthquake-detecting devices, called seismic nodes, will be temporarily placed on the surface of Kilauea’s summit region in the next two months.

After the seismic nodes are deployed, a large vehicle will slowly traverse roads near Kilauea’s summit in May. The vehicle, called a Vibroseis, will create tiny seismic signals. The nodes will capture the signals generated by the Vibroseis. The time that it takes the signals to reach the nodes and the way they change before reaching the nodes are important because seismic waves behave differently if the material they are traveling through is solid or semi-solid material, or molten magma.

The vast amounts of data collected will be analyzed to outline where the base of Kilauea contacts the underlying ocean floor, the location of major faults, where bodies of magma are stored beneath the surface of Kīlauea, and how those bodies connect to the rift zones.

The data also will produce a new velocity model for Kilauea’s summit region. It will allow for more accurate analyses of earthquakes and their locations in the future.

According to HVO, results from this research project will be invaluable for assessing the future volcanic activity at Kilauea.

Source : USGS / HVO.

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Another technology is used today on other volcanoes. Called muography, it uses cosmic particles to show the inside of a volcanic edifice, in particular the shallow magma chamber. The technology cannot be set up on all volcanoes. First tested on the pyramids, it requires a volcano with a conical shape like Mt Fuji (Japan) or Mt Mayon (Philippines). Muography has been tested on La Soufrière (Guadeloupe) and Stromboli (Sicily). The results allowed to see the interior of the summit of these volcanoes , but they cannot be used to analyse magma movements, and so to predict eruptions. I have written several posts describing this mew approach of volcanology (May 9th, 2016, for instance).