La technologie muonique pour étudier le Stromboli (Sicile) // Muon technology to study Stromboli (Sicily)

Dans des notes publiées en novembre 2015 et 2017, et en juillet 2016, j’ai attiré l’attention sur l’intérêt que représentait la technologie muonique dans le domaine volcanique. Déjà en 2007, les scientifiques japonais essayaient d’observer l’intérieur des volcans en utilisant cette nouvelle technologie basée sur l’utilisation de particules chargés positivement ou négativement, en provenance des couches supérieures de l’atmosphère

La technique de radiographie muonique est basée sur un principe similaire à celle utilisant les rayons X, mais elle présente l’avantage de pouvoir être utilisée pour étudier des objets beaucoup plus volumineux, tels que les pyramides ou les volcans.
La Protection Civile italienne nous apprend aujourd’hui que la radiographie muonique a été appliquée au Stromboli. C’est le fruit de la collaboration d’un groupe de chercheurs de l’Institut National de Physique Nucléaire (INFN) et de l’Institut National de Géophysique et de Volcanologie (INGV), sans oublier des instituts de recherche japonais. Les résultats de l’étude sur le Stromboli ont été publiés dans la revue Scientific Reports qui couvre toutes les sciences naturelles. Ils révèlent la présence d’une zone de faible densité dans la région sommitale du volcan. Cette zone correspond à une structure d’effondrement formée dans la zone des cratères lors de l’éruption effusive de 2007. Cette zone a ensuite été remplie de matériaux pyroclastiques produits par l’activité explosive strombolienne. Cette structure, qui a influencé le style éruptif du volcan après l’éruption de 2007, a une densité de plus de 30% inférieure à celle du reste du substrat rocheux.
Les muons produits par l’interaction des rayons cosmiques avec l’atmosphère pénètrent dans la roche volcanique et peuvent la traverser de part et d’autre. Cependant, en fonction de la densité et de l’épaisseur de la roche, seule une partie est absorbée. Par le nombre de muons arrivant sur le détecteur, on peut comprendre la densité de la matière qu’ils ont traversée. Des radiographies périodiques du sommet du volcan peuvent être utilisées pour suivre l’évolution de sa structure interne. Le résultat obtenu servira à mieux comprendre les processus éruptifs stromboliens et la dynamique de la Sciara del Fuoco qui a été à plusieurs reprises affectée par des glissements de terrain générateurs de tsunamis.
Le détecteur de muons utilisé pour analyser le Stromboli est basé sur les technologies développées pour l’expérience OPERA ; elles ont étudié les propriétés du faisceau de neutrinos du CERN au Laboratoire national du Gran Sasso de l’INFN. Le premier défi auquel les scientifiques ont été confrontés a été la nécessité de concevoir un détecteur compact à haute résolution angulaire ne nécessitant pas d’alimentation électrique et pouvant être transporté sur les pentes d’un volcan tout en résistant aux éléments. Le détecteur est constitué de 320 films d’émulsions nucléaires, plaques photographiques spéciales qui permettent de « photographier » avec une grande précision le passage des particules qui les traversent. La surface du détecteur est d’environ un mètre carré. Le détecteur a été placé sur le site de Le Roccette, à une altitude de 640 mètres, et a recueilli les traces des muons qui ont traversé le volcan pendant environ 5 mois.

Source : Revue de la Protection Civile Italienne.

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 In several posts published in November 2015 and 2017, and in July 2016, I drew attention to the interest of the muon technology in the volcanic field. Already in 2007, Japanese scientists had tried to observe the interior of volcanoes using this new technology based on the use of positively or negatively charged particles from the upper layers of the atmosphere
The muon radiography technique is based on a principle similar to that using X-rays, but it can also be used to study much larger objects, such as pyramids or volcanoes.
The Italian Civil Protection informs us today that muon radiography has been applied to Stromboli. This is the result of the collaboration of a group of researchers from the National Institute of Nuclear Physics (INFN) and the National Institute of Geophysics and Volcanology (INGV), not to mention Japanese research institutes. The results of the study on Stromboli were published in the journal Scientific Reports which covers all natural sciences. They reveal the presence of a low density area in the summit area of the volcano. This zone corresponds to a collapse structure formed in the crater zone during the effusive eruption of 2007. This area was then filled with pyroclastic materials produced by strombolian explosive activity. This structure, which influenced the eruptive style of the volcano after the eruption of 2007, has a density more than 30% lower than the rest of the bedrock.
The muons produced by the interaction of cosmic rays with the atmosphere penetrate the volcanic rock and can cross it on both sides. However, depending on the density and thickness of the rock, only a part is absorbed. By the number of muons arriving on the detector, one can understand the density of the material which they crossed. Periodic radiographs of the summit of the volcano can be used to follow the evolution of its internal structure. The result will be used to better understand Strombolian eruptive processes and the dynamics of the Sciara del Fuoco which has been repeatedly affected by tsunami-generating landslides.
The muon detector used to analyze Stromboli is based on the technologies developed for the OPERA experiment; they studied the properties of the CERN neutrino beam at the INFN’s Gran Sasso National Laboratory. The first challenge that scientists had to face was the need to design a compact, high-resolution angular detector that does not require power and can be transported on the slopes of a volcano while resisting the elements. The detector consists of 320 films of nuclear emulsions, special photographic plates that allow to « photograph » with a great precision the passage of the particles which cross them. The surface of the detector is about one square metre. The detector was placed on the site of Le Roccette, at an altitude of 640 metres; it collected traces of muons that crossed the volcano for about 5 months.
Source: Journal of Italian Civil Protection.

Photo: C. Grandpey

Le Stromboli vu par les muons (Source: Protection Civile / INFN)

Stromboli (Sicile) : Activité du 25 avril 2019 // Activity on April 25th, 2019

J’ai pu observer le Stromboli pendant l’après-midi du 25 avril 2019 grâce à la webcam Skyline, et avec sous les yeux la carte des cratères sommitaux mise en ligne le 20 janvier 2019 sur le site Volcano Discovery. L’activité reste intéressante, même si elle est moins soutenue qu’il y a une dizaine de jours. Elle se concentre essentiellement au niveau de la bouche NE (n° 6) qui expulse de temps à autre de très volumineux panaches de cendre (voir image ci-dessous). On entend régulièrement des phases soutenues et bruyantes de dégazage, sans forcément expulsion de matériaux. Ces derniers jaillissent essentiellement de la partie orientale de la terrasse centrale (bouche n° 4) et d’une bouche (n° 5)située tout en haut de la Sciara del Fuoco mais les explosions ne sont pas très fréquentes. Les touristes qui se trouveront au sommet ce soir avec les guides n’auront pas grand-chose à se mettre sous la dent…

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I could observe Stromboli during the afternoon of April 25th, 2019 thanks to the Skyline webcam and the map of the craters that can be seen on the website VolcanoDiscovery. The activity remains interesting, even though it is less sustained than ten days ago. It mainly concerns the NE vent (n° 6) which expels from time to time voluminous ash plumes (see image below). One can regularly hear long and noisy phases of degassing, without necessarily the expulsion of materials. The latter are mainly ejected by the eastern part of the central terrace (n° 4) and a vent located at the summit of the Sciara del Fuoco (n° 5), but the explosions are not very frequent. The tourists who will be at the summit tonight with the guides will not have much to observe…

Source: VolcanoDiscovery

Panache de cendre émis par la bouche n° 6 à 15h30 (Capture l’image de la webcam Skyline)

Le Stromboli s’agite // Stromboli is quite active

Hier 18 avril 2019, un visiteur de mon blog a attiré mon attention sur l’activité du Stromboli qui, selon lui, était en hausse. C’est vrai que les superbes images en direct de la webcam Skyline permettent d’avoir une belle vue du volcan qui est en train de se racler le gosier. En effet, de volumineux panaches de cendre s’échappent à intervalles rapprochés de l’un des cratères situé, semble-t-il dans la partie centrale de la terrasse cratérique, mais aussi du cratère NE d’où s’échappent parfois les traditionnelles gerbes incandescentes typiques de l’activité strombolienne. A noter que les deux cratères se manifestent parfois ensemble. On perçoit aussi de temps à autre de fortes détonations.

Il est dommage que le site de l’INGV ne fonctionne pas. Au vu des sismomètres, on pourrait avoir une idée de l’intensité des événements.

En voyant ces panaches de cendre du Stromboli, je me dis que ce serait  l’occasion de tester les systèmes de détection élaborés à la suite de l’éruption de l’Eyjafjoll (Islande) en 2010 et qui, semble-t-il, n’ont pas connu se suite concrète dans les aéronefs…

Voici quelques captures d’écran de la webcam qui donnent une idée de l’activité du Stromboli en ce moment:

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Yesterday 18 April 2019, a visitor of my blog drew my attention to the activity of Stromboli which, in his opinion, was increasing. It is true that the greal live images of the Skyline webcam offer a beautiful view of the volcano which is clearing its throat. Indeed, voluminous ash plumes are coming out at short intervals from one of the craters located, it seems, in the central part of the crater terrace, but also from the NE vent NE from which sometimes ejects the traditional incandescent materials typical of Strombolian activity. The two vents are sometimes acting together. One can also hear occasional strong explosions.
It is a pity that the INGV website should not work. In view of the seismometers, one could have an idea of ​​the intensity of the events.
Seeing these ash plumes of Stromboli, I think it would be an opportunity to test the detection systems developed in the wake of the eruption of Eyjafjoll (Iceland) in 2010 and which, it seems, have not known concrete applications in aircraft …

Here are a few screenshots of the webcam that give a good idea of the current volcanic activity:

Le site web de l’INGV est d nouveau opérationnel. On peut voir que le Stromboli est bien actif, sans que les événements atteignent une intensité exceptionnelle.

Source: INGV

 

Etna et Stromboli (Sicile) : Niveau d’alerte Vert mais vigilance conseillée // Alert level Green but caution advised

La Protection Civile sicilienne indique que le niveau d’alerte des volcans Etna et Stromboli est actuellement au VERT. Il a été établi sur la base des évaluations formulées lors d’une réunion qui s’est tenue le 29 mars 2019.

Pour l’Etna, le niveau d’alerte était passé du Vert au Jaune en septembre 2018, pour le Stromboli en décembre. Le niveau d’alerte Vert – valable pour les deux volcans – correspond pour le Stromboli à la persistance d’une activité strombolienne normale. S’agissant de l’Etna, on a affaire à une activité qui se caractérise par un dégazage et / ou des explosions intermittentes au niveau des cratères sommitaux, avec possibilité de nuages ​​de cendre à dispersion rapide.

Il convient de garder à l’esprit que certains comportements des deux volcans siciliens sont complètement imprévisibles. En conséquence, même lorsque le niveau d’alerte est Vert, le risque n’est jamais absent. On peut assister à des variations totalement inattendues de l’activité.

Source : Direction de la Protection Civile.

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The Sicilian Civil Defense indicates that the alert level for Etna and Stromboli volcanoes is currently at GREEN. It was based on the assessments that were made at a meeting on March 29, 2019.
For Etna, the alert went from Green to Yellow in September 2018, for Stromboli in December. The Green alert level – valid for both volcanoes – is linked for Stromboli to persistent Strombolian activity of ordinary intensity. With regard to Etna, this is an activity characterized by degassing and / or intermittent explosions at the summit craters, with the possibility of rapidly dispersing ash clouds.
It should be borne in mind, however, that some phenomenologies of the two volcanoes are completely unpredictable and sudden. As a result, even when the alert level is Green, the risk is never absent. Sudden and unexpected variations in activity can occur.
Source: Civil Defense.

Photos: C. Grandpey

Nouvelles du Stromboli et de l’Etna (Sicile / Italie)

La webcam ‘live’ du Stromboli montre que l’activité est relativement soutenue en ce moment, avec de belles gerbes incandescentes relativement fréquentes Ces observations sont confirmées par le Laboratoire de géophysique Expérimentale (LGS) qui précise que cette activité se caractérise par de puissantes émissions de gaz au niveau du cratère NE et par des explosions au niveau de ce même cratère NE et du cratère central C. S’agissant de la sismicité, les événements VLP ont une amplitude moyenne. Le tremor montre des valeurs moyennes. Les émissions de SO2 dans la partie NE de la terrasse cratérique continuent à montrer des valeurs moyennes.

En résumé, l’activité du Stromboli est intéressante mais n’a rien d’exceptionnel. Comparent mes observations personnelles sur le terrain il y a quelques années et l’activité actuelle, j’ai eu l’occasion de passer des nuits beaucoup plus intenses et bruyantes sur la Cima….dont l’accès était autorisé !

 

Dans son bulletin hebdomadaire couvrant la période du 11 au 17 janviers 2019, le Laboratoire de Géophysique expérimentale (LGS) indique que l’on observe actuellement sur l’Etna une activité explosive périodique qui génère un signal d’amplitude moyenne. Cela correspond à des événements essentiellement situés dans la Bocca Nuova et la Voragine. A noter qu’une nouvelle bouche s’est ouverte sur la paroi interne de ce dernier cratère, à une quarantaine de mètres au NO de la petite bouche qui était apparue en août 2016. Selon Carmelo Ferlito, cette nouvelle bouche émet des gaz, fait entendre des explosions et montre probablement de l’incandescence de nuit.  Les anomalies thermiques de basse intensité détectées par les satellites confirment cette activité. Le tremor se maintient à un niveau bas.

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The ‘live’ webcam of Stromboli shows that activity is relatively sustained at the moment, with nice ejections of incandescent materials. These observations are confirmed by the Laboratory of Experimental Geophysics (LGS) which specifies that this activity is characterized by powerful gas emissions at the NE crater and explosions at the NE crater and central crater C. Regarding seismicity, VLP events have a medium amplitude. The tremor shows medium values. SO2 emissions in the NE portion of the crater terrace continue to show medium values.
In short, the current activity of Stromboli is interesting but not exceptional. Comparing my personal observations on the ground a few years ago and the current activity, I must say I had the opportunity to observe much more intense and noisy nights at the Cima … .whose access was not prohibited!

In its weekly bulletin for the period from 11 to 17 January, 2019, the Laboratory of Experimental Geophysics (LGS) indicates that there is currently on Mt Etna a periodic explosive activity that generates a signal of medium amplitude. This corresponds to events mainly located in the Bocca Nuova and Voragine. A new vent has opened on the inner wall of this crater, about 40 metres from the vent that appeared in August 2016. According to Carmelo Ferlito, the new vent emits gases accompanied by explosions and probably shows incandescence at night. , The low intensity thermal anomalies detected by the satellites confirm this activity. The tremor stays at a low level.

Photos: C. Grandpey

Inquiétude à Ginostra (Ile de Stromboli / Sicile) // Worries at Ginostra (Stromboli Island / Sicily)

Ginostra n’est pas seulement le titre du film de Manuel Pradal, sorti sur les écrans en 2003. C’est avant tout une petite localité située au pied du versant sud-ouest du Stromboli où vivent une quarantaine d’habitants et une dizaine de mulets.

Depuis 2004, les bateaux et les aliscaphes accostent le long d’une nouvelle jetée, mais j’ai souvenir de l’époque où les ferries devaient faire une halte à une cinquantaine de mètres de l’île et une barque venait récupérer les quelques passagers et leurs bagages.

L’intensification de l’activité éruptive du Stromboli ces derniers temps inquiète cette petite population car le petit port de Ginostra est en mauvais état, ce qui rendrait une évacuation d’urgence rapidement problématique. Les récentes tempêtes ont  endommagé encore davantage la structure du port. De plus, les feux de signalisation sur la jetée ne fonctionnent plus et doivent être rétablis du côté où accostent les aliscaphes.

Les deux conseillers municipaux de Ginostra ont alerté le préfet de Messine sur l’urgence qu’il y a à effectuer des réparations.

Source : La Sicilia.

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Ginostra is not only the title of Manuel Pradal’s film, released in 2003. It is above all a small village located at the foot of the south-west slope of Stromboli, with about forty inhabitants and a dozen mules.
Since 2004, boats and aliscaphs have docked along a new pier, but I remember the time when the ferries had to stop at about fifty metres from the island and a boat came to pick up the few passengers and their luggage.
The intensification of Stromboli’s eruptive activity in the past days worries this small population because the small port of Ginostra is in bad condition, which would make an emergency evacuation quickly problematic. Recent storms have further damaged the harbour structure. In addition, the lights on the jetty no longer work and should be changed on the side where the aliscaphs dock.
The two city councillors of Ginostra have alerted the prefect of Messina about the urgency of making repairs.
Source: La Sicilia.

Vue de Ginostra

Débarquement « à l’ancienne » en 1993

Il y a quelques années, les guides touristiques affirmaient que Ginostra était « le plus petit port au monde ». A vérifier!

(Photos: C. Grandpey)

 

Stromboli (Sicile)

Comme je l’ai écrit dans une note précédente, l’activité du Stromboli s’est intensifiée au cours des derniers jours, en particulier dans le secteur nord-est où un nouveau cône de matériaux est en cours d’édification (voir l’image de la webcam ci-dessous). Je viens d’observer le Stromboli ce matin (7 janvier 2019) et le volcan présentait son activité strombolienne habituelle, sans événement significatif.
Selon le rapport quotidien publié par le Laboratorio Geofisica Sperimentale (LGS) dans la matinée du 6 janvier 2019, le nombre d’événements sismiques VLP (Very Long Period) était élevé, avec une moyenne de 16 événements par heure. L’amplitude des événements VLP était moyenne, tandis que l’amplitude du tremor était élevée. Cependant, l’analyse des inclinomètres ne montre aucune déformation significative de l’édifice volcanique. Certains observateurs pensent que cette activité plus intense pourrait se solder par des débordements de lave. Le niveau d’alerte est à la couleur Jaune depuis le 24 décembre 2018.

Suite à cette augmentation de l’activité éruptive, une ordonnance émise par la municipalité de Lipari le 4 janvier 2019 interdit l’accès au Stromboli au-dessus de 400 mètres d’altitude. Le maire de Lipari indique que le niveau d’activité « élevé » du volcan à l’heure actuelle motive cette décision. Les guides accrédités – uniquement dans le cadre d’opérations de surveillance – ainsi que les scientifiques ne sont pas concernés par l’interdiction. Cela signifie que les touristes, même accompagnés par les guides, ne peuvent plus accéder, jusqu’à nouvel ordre, à la zone sommitale du volcan.

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As I put it in a previous post, activity at Stromboli volcano intensified during the past days, especially in its northeastern vents where a new cinder cone is growing (see webcam image below). I have just observed this activity this morning (January 7th, 2019) and the volcano had its usual strombolian activity, with no significant events.

According to the Stromboli Daily Report published by the Laboratorio Geofisica Sperimentale (LGS) in the morning of January 6th, 2019, the number of VLP seismic events was high, with an average of 16 events per hour. The amplitude of VLP events was medium while the amplitude of seismic tremor was high. However, tiltmeters analysis shows no significant deformation of the volcanic edifice. Some observers think that this increased activity might lead to lava overflows. The alert level was raised from Green to Yellow on December 24th, 2018.

Due to this increased activity, an ordinance issued by the Municipality of Lipari on January 4th, 2019 prohibits access to Stromboli above 400 metres above sea level. The Mayor of Lipari indicates that the « high » level of activity of the volcano at the moment motivates this decision. Authorised guides – only in the context of monitoring operations – as well as scientists are not affected by the interdiction. This means that tourists, even accompanied by guides, are not allowed to climb to the summit area of ​​the volcano until further notice..

Vue du Stromboli vers 9 heures le 7 janvier 2019, avec un événement explosif d’intensité moyenne. Au premier plan, on distingue dans la partie NE du cratère le petit cône de matériaux en cours d’édification.

Activité sismique sur le Stromboli le 7 janviers 2019 (Source: INGV)