L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai ne cesse de surprendre les scientifiques. Il ne se passe guère de semaine sans que de nouvelles découvertes apparaissent.
Rappelons que fin décembre 2014, un volcan sous-marin est entré en éruption dans le Royaume des Tonga, avec des panaches de vapeur et de cendres, ainsi que des projections de matériaux. Les panaches de cendres sont montés jusqu’à 9 kilomètres d’altitude. Lorsque l’éruption s’est finalement arrêtée en janvier 2015, une nouvelle île – qui culminait à 120 mètres de hauteur – s’était édifiée entre deux îles plus anciennes, et les trois édifices étaient visibles depuis l’espace. Le Hunga Tonga-Hunga Ha’apai était la troisième masse continentale à être apparue au cours des 150 dernières années et à avoir résisté pendant plus d’un an aux assauts des vagues. C’était aussi la première à être née dans les régions tropicales,
Au cours de ses sept années d’existence, l’île Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a offert aux scientifiques une fenêtre rare pour étudier le développement de la vie sur une nouvelle terre émergée… jusqu’à ce que l’éruption dévastatrice de 2022 la fasse disparaître.
Dans une étude publiée dans la revue mBio, les chercheurs déclarent avoir été surpris par ce qu’ils ont découvert sur la nouvelle île. Au lieu des familles de bactéries censées coloniser l’île dans un premier temps, ils ont trouvé un étrange groupe de microbes provenant probablement des profondeurs. Ils pensaient voir des organismes observés habituellement lors du recul des glaciers, ou des cyanobactéries, des espèces colonisatrices plus classiques. Au lieu de cela, ils ont découvert un groupe unique de bactéries qui métabolisent le soufre et les gaz atmosphériques.
Pour trouver quels microbes s’étaient installés sur la nouvelle île, les chercheurs ont collecté 32 échantillons de sol provenant de diverses zones dépourvues de végétation, depuis le niveau de la mer jusqu’au sommet du cratère de l’île et ses 120 mètres de hauteur. Ils ont ensuite extrait et analysé l’ADN trouvé à l’intérieur des échantillons.
Habituellement, les scientifiques s’attendent à ce que de nouvelles îles soient habitées par des bactéries que l’on trouve dans l’océan ou dans les excréments d’oiseaux. Ce ne fut pas le cas sur Hunga Tonga-Hunga Ha’apai. Les bactéries les plus répandues autour du cône du volcan étaient celles qui ingurgitaient du soufre et du sulfure d’hydrogène. Il se peut qu’elles aient atteint la surface de l’île à travers des réseaux volcaniques souterrains. Sur les 100 premières bactéries détectées par le séquençage, les chercheurs n’ont pas été en mesure de classer 40 % d’entre elles dans une famille bactérienne connue.
Source : Live Science, Yahoo Actualités.
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The Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruption continues to amaze scientists. Hardly a week goes by without new discoveries appearing.
At the end of December 2014, an underwater volcano erupted in the Kingdom of Tonga, with steam and ash plumes, as well as projections of material. Ash plumes rose up to 9 kilometers into the sky. When the eruption finally stopped in January 2015, the new island – which peaked at 120 meters in height – was well established between two older islands, and the three edifices could be observed by satellites. Hunga Tonga-Hunga Ha’apai was the third landmass in the last 150 years to appear and persist for more than a year, and the first in tropical regions,
During its seven-year existence, the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai island gave scientists a rare window to study how life develops on new land masses, until the devastating 2022 eruption blasted it away.
In a study published in the journal mBio., recherches wrote they were surprised by what they found on the new island. Instead of the bacteria families that they expected would first colonize the island, they found a weird group of microbes that likely came from deep underground. They thought they would see organisms observed when a glacier retreats, or cyanobacteria, more typical early colonizer species. Instead, they found a unique group of bacteria that metabolize sulfur and atmospheric gases.
To find which microbes were making the new island their home, the researchers collected 32 soil samples from various non-vegetated surfaces ranging from sea level to the 120-meter-tall summit of the island’s crater, before extracting and analyzing the DNA found within.
Usually, scientists expect new islands to become populated with bacteria found in the ocean or in bird droppings. However, the most prevalent bacteria around the volcano’s cone were those that chowed down on sulfur and hydrogen sulfide gas; and they may have drifted to the island’s surface through underground volcanic networks. Of the top 100 bacteria picked up by the sequencing, the researchers were unable to classify 40% into a known bacterial family.
Comme je l’ai écrit précédemment, l’éruption du 15 janvier 2022 du volcan sous-marin Hunga Tonga-Ha’apai a été exceptionnelle par sa puissance et son intensité. Aujourd’hui, les scientifiques réalisent qu’elle aura des répercussions pour les centaines de volcans sous-marins qui parsèment les océans de la Terre. Un volcanologue néo-zélandais a déclaré fort justement : « L’éruption du Hunga met en évidence un nouveau type de volcan et de nouvelles menaces sous la surface des océans. »
Très peu de volcans sous-marins font l’objet d’une surveillance digne de ce nom. Parmi eux figure l’Axial, à quelques centaines de kilomètres au large de la côte de l’Oregon et qui est étudié depuis les années 1970. Il ne faudrait pas oublier, non plus, le Kick ’em Jenny près de la Grenade. Ces deux volcans reçoivent régulièrement des missions scientifiques et sont dotés de capteurs qui surveillent leur activité
Le problème est que beaucoup d’autres volcans sous-marins sont situés loin de tout dans des arcs du Pacifique, loin des grandes villes ou des ports où les navires de recherche font escale. Leurs voisins les plus proches sont de petites nations insulaires, comme les Tonga, qui n’ont pas de programmes dédiés à la surveillance volcanique ou sismique. Cela est dû en partie à des problèmes géographiques. Les Tonga, par exemple, sont un alignement d’îles, ce qui n’est pas l’idéal pour trianguler les sources d’ondes sismiques. De plus, le personnel et l’argent font défaut dans ces pays où la population a la taille de celle d’une grande ville américaine. Il existe des solutions à l’échelle internationale, comme le réseau de surveillance sismique de l’USGS, qui offrent une couverture globale et permettent de détecter une activité géologique inhabituelle, mais ces stations sont trop peu nombreuses pour capter l’activité discrète qui précède une éruption sous-marine.
La plupart de ces éruptions n’atteindront jamais la puissance de celle du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, mais l’événement a attiré l’attention sur l’activité de ces volcans. Même si les éruptions du volcan tongien ne se produisent pas souvent, elles ne doivent pas être laissées de côté.
L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a mis en jeu un processus exceptionnellement explosif qui a peu de chance de se reproduire ailleurs. Pendant environ un mois, l’éruption a progressé comme on pouvait s’y attendre. Elle a été d’intensité moyenne, avec des gaz et des cendres. Puis tout a basculé. Les volcanologues pensent que ce changement soudain est le résultat d’au moins deux facteurs. D’une part, il y a eu, en profondeur sous le volcan,le mélange de sources magmatiques de composition chimique légèrement différente. Au fur et à mesure de leur interaction, elles ont produit des gaz qui ont fait augmenter le volume du magma dans son encaissant. Sous cette pression énorme, les roches au-dessus ont commencé à se fracturer, ce qui a permis à l’eau de mer de s’infiltrer. Il s’en est suivi une double explosion très violente qui a expédié d’énormes quantités de matériaux à travers le plancher de la caldeira.
Les deux explosions ont généré de puissants tsunamis. La plus grosse vague est venue plus tard, probablement déclenchée par l’arrivée brutale d’eau dans la cavité d’un kilomètre de profondeur qui s’était soudainement creusée dans le plancher océanique. Ce phénomène a surpris les volcanologues. C’est un nouveau type de menace qui devra être pris en compte sur les autres volcans sous-marins. Auparavant, les scientifiques pensaient que ce type de volcan ne pouvait produire un puissant tsunami que si un côté d’une caldeira s’effondrait.
L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a mis en évidence l’importance et la difficulté de l’étude des volcans sous-marins. Une expédition de cartographie classique implique un grand navire de recherche avec équipage complet, ainsi qu’un sonar multifaisceaux qui cartographie les changements intervenus sur les fonds marins, sans oublier une batterie d’instruments d’échantillonnage d’eau susceptibles de détecter les signes chimiques d’une activité en cours. De plus, placer un bateau au-dessus d’une caldeira potentiellement active présente des risques, pas tellement parce que le volcan peut entrer en éruption, mais parce que les bulles de gaz émises pourraient faire couler un navire.
Les Tonga, qui ont reçu quatre visites scientifiques au cours de l’année écoulée, ne devraient pas recevoir une autre grande mission au cours des prochaines années. Le coût est trop élevé. Il faudra probablement des décennies avant que chaque volcan sous-marin soit surveillé étroitement, même ceux de l’arc des Tonga. C’est dommage car ces expéditions sont l’un des rares moyens dont disposent les scientifiques pour comprendre réellement comment se comportent ces volcans.
Sans de telles expéditions, les scientifiques sont contraints de surveiller les volcans sous-marins à distance. Heureusement, les satellites peuvent repérer les bancs de pierre ponce ainsi que les proliférations d’algues qui sont nourries par les minéraux émis par les volcans. En outre, l’USGS, ainsi que ses homologues australiens, sont en train d’installer autour des Tonga un réseau de capteurs qui peuvent mieux détecter l’activité volcanique. On a une combinaison de stations sismiques avec des capteurs sonores et des webcams qui surveillent les explosions. S’assurer que ce système de surveillance reste opérationnel est un autre défi.
Source : Yahoo Actualités.
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As I put it before, the January 15, 2022 eruption of Hunga Tonga-Ha’apai submarine volcano was exceptional for its power and intensity. Today, scientists realize it has implications for the hundreds of underwater volcanoes dotting the Earth’s oceans. A New Zealand volcanologist aptly said : “The Hunga eruption highlights a new type of volcano, and new types of underwater threats.”
Only a handful of underwater volcanoes have been the site of extensive research. Those include the Axial seamount, which lies a few hundred kilometers off the coast of Oregon and has been studied since the 1970s. One should not forget either Kick ’em Jenny near the Caribbean nation of Grenada. Both receive regular visits from research cruises and are covered with sensors that monitor their activity
The problem is that many more submarine volcanoes are located in remote arcs of the Pacific, far from big cities or ports where research vessels make harbour. Their closest neighbours are small island nations, like Tonga, that do not have dedicated volcano-monitoring programs or much capacity to install seismic monitors. This is in part due to geographical problems. Tonga, for example, is a line of islands, which is not ideal for triangulating the sources of seismic waves. Moreover, staffing and funds can be scarce in countries where the population is similar in size to a large US town. There are international options, like the USGS’ Seismic Monitoring Network, that offer global coverage for unusual geologic activity, but the stations are generally too few and far between to pick up the discreet activity foretelling a coming undersea eruption.
Most of those eruptions are unlikely to match the explosiveness of Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, but the event awakened the world to the possibile activity of these volcanoes. Even though eruptiond loke the o,e at the Tongan volcano do not occur often, they should not be neglected.
Hunga Tonga-Hunga Ha’apai involved an unusually explosive process that may not be easily replicated. For about a month, the eruption progressed as expected. It was moderately violent, with gas and ash, but was still manageable. Then everything went sideways. Volcanologists think it was the result of at least two factors, One was the mixing of sources of magma with slightly different chemical compositions deep beneath the volcano. As these interacted, they produced gasses, expanding the volume of the magma within the confines of the rock. Under tremendous pressure, the rocks above began to crack, allowing the cold seawater to seep in. A double massive explosion ensued which blew huge quantities of material out through the top of the caldera.
Both explosions produced big tsunamis. But the biggest wave came later, potentially caused by water flooding into the kilometer-deep hole suddenly dug out of the seafloor. This phenomenon came as a surprise to volcanologists. It isa new type of threat that should be taken into account elsewhere. Previously, scientists thought that this kind of volcano could only really produce a big tsunami if a side of a caldera collapsed.
But the process of understanding the eruption of the Tongan volcano has also highlighted the challenges of studying submarine volcanoes. A typical mapping expedition will involve a large, fully crewed research vessel, equipped with multibeam sonar that maps the seafloor for changes and a battery of water sampling instruments that search for chemical signs of ongoing activity. However, taking a boat over a potentially active caldera is risky, not so much because the volcano might erupt, but because the gas bubbles burbling up might cause a ship to sink.
Even Tonga, which has been visited four times in the past year is not likely to get another big crewed mission in the next few years. The cost is just so high. It would likely take decades to survey every volcano in detail, even just those in the Tongan arc. This is a pity because those expeditions are one of the few ways scientists have to actually see how volcanoes are behaving.
Without such expeditions, scientists have to monitor submarine volcanoes from a distance. Fortunately, satellites can spot pumice rafts as well as algal blooms, which are nurtured by the minerals released by volcanoes. Besides, the USGS, as well as counterparts in Australia, are in the process of installing a network of sensors around Tonga that can better detect volcanic activity, combining seismic stations with sound sensors and webcams that watch for active explosions. Ensuring it stays up and running is another challenge.
Voici quelques informations sur l’activité volcanique dans le monde.
Un volcan sous-marin est entré en éruption au large du Vanuatu le 1er février 2023, avec un nuage de cendres d’une centaine de mètres de hauteur. Les autorités ont demandé à la population de se tenir à l’écart de l’éruption. Le niveau d’alerte du volcan est passé de 0 à 1.
Le Département GéoHazards du Vanuatu a déclaré qu’« en raison de l’activité volcanique en cours sur le volcan sous-marin East Epi, avec des explosions phréatiques, un léger dégazage et des émissions de cendres, la zone de danger a été étendue à un rayon de 10 km autour du volcan. » Les dernières observations confirment que le cône volcanique est en cours d’édification avec les émissions continues de cendres. Il n’y a aucune indication qu’un tsunami est susceptible de se produire.
Tout le monde a en tête l’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, un autre volcan sous-marin entré en éruption près de l’archipel des Tonga. Ce fut l’une des plus puissantes éruptions jamais enregistrées.
Le volcan qui est entré en éruption le 1er février fait partie d’une série de cônes actifs et de caldeiras dont la dernière éruption remonte à 2004.
Trois cônes sous-marins, Epi A, Epi B et Epi C, ainsi que des cônes et des cratères plus petits, se dressent à 10-16 km au NNE du sommet de l’île d’Epi et sont alignés le long de la lèvre N d’une caldeira. Epi B est le moins profond de ces volcans sous-marins et le plus actif, par exemple en février 2004. Le cône mesure environ 300 m de hauteur, avec un diamètre d’environ 1,8 km à la base. Le cratère sommital mesure environ 150 m de diamètre et son plancher se trouve à une profondeur de 90 m. Le point culminant se situe sur le bord NO du cratère sommital, à une profondeur de 34 m.
Source : Vanuatu GeoHazards.
Source : Vanuatu GeoHazards
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Suite à une hausse de l’activité sismique, le niveau d’alerte du Lascar (Chili) a été relevé à la couleur Orange. On a enregistré une augmentation du nombre de séismes volcano-tectoniques (VT), dont un événement de forte énergie à 0,8 km au SSE du cratère actif, et à une profondeur de 3,5 km. Le périmètre de sécurité autour du cratère a été étendu à 10 km.
La sismicité est principalement liée à la dynamique des fluides au sein du système volcanique. Cette situation pourrait aboutir à la déstabilisation d’un corps magmatique résiduel. Cette activité pourrait également conduire à des événements explosifs, avec des retombées de cendres dans la région.
Une forte explosion vulcanienne a eu lieu sur le Lascar le 10 décembre 2022. Elle a généré de petites coulées pyroclastiques sur les flancs nord et sud-est du volcan.
La plus grande éruption historique de Lascar a eu lieu en 1993, avec des coulées pyroclastiques de 8,5 km de long et des retombées de cendres jusqu’à Buenos Aires.
Source : SERNAGEOMIN.
Vue du Lascar depuis la Laguna Chaxas (Crédit photo : Wikipedia)
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L’INGV indique qu’à 09h08 UTC le 30 janvier 2023, une séquence explosive d’une intensité supérieure à la normale a été enregistrée sur le Stromboli (Sicile) au niveau de la zone cratèrique centre-sud. La séquence explosive s’est accompagnée de projections de matériaux de plusieurs centaines de mètres de hauteur avec des retombées sur toute la terrasse cratèrique ainsi que sur la partie supérieure de la Sciara del Fuoco. Le signal sismique lié à l’explosion la plus forte a duré environ 3 minutes.
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Suite à une hausse de la sismicité, l’Agence Météorologique Japonaise (JMA) a relevé le niveau d’alerte pour l’Aso (Japon) de 1 à 2 le 30 janvier 2023. Un essaim sismique a commencé sous le volcan vers 12h20 (heure locale) et s’intensifié à 15h00.
Il est fortement déconseillé d’entrer dans la zone de danger et de rester à l’écart du cratère. Des bombes volcaniques et des coulées pyroclastiques peuvent affecter une zone jusqu’à environ 1 km du cratère Nakadake, l’une des destinations touristiques les plus populaires de l’île de Kyushu.
Des explosions peuvent se produire sans prévenir sur le volcan.
Vue de la zone sommitale de l’Aso (Crédit photo: F. Gueffier)
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Une éruption a débuté sur le Chikurachki (île de Paramuashir / Russie) le 29 janvier 2023 avec des panaches de cendres s’élevant jusqu’à 4 km au-dessus du niveau de la mer. La couleur de l’alerte aérienne est passée à l’Orange (niveau 2 sur une échelle de 4 couleurs).
Source : KVERT.
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Les garde-côtes japonais ont survolé Nishinoshima le 25 janvier 2023. Les scientifiques font état d’une activité intermittente avec des petits panaches de cendres s’élevant à 900 m au-dessus de la partie centrale du cratère. La zone fumerolienne sur le flanc E et la base du cône s’est agrandie et les émissions gazeuses se sont intensifiées. Une décoloration de l’eau de mer est visible tout autour de l’île.
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L’éruption du Cotopaxi (Equateur) se poursuit. avec des émissions de gaz et de cendres presque quotidiennes s’élevant à moins de 1 km au-dessus du cratère. Des retombées de cendres ont été signalées dans plusieurs localités. Une augmentation significative des émissions de cendres a été observée sur les images satellites le 30 janvier 2023, avec des panaches qui se sont élevés jusqu’à 2,5 km au-dessus du sommet. Le niveau d’alerte est maintenu à la couleur Jaune (le deuxième niveau sur une échelle de quatre couleurs).
Source : Instituto Geofisico.
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Cadeau du jour : une vidéo en accéléré montrant l’activité du Kilauea, dans le cratère de l’Halema’uma’u le 7 janvier 2023 (Source: USGS) :
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L’activité reste globalement stable sur les autres volcans.
J’ai dressé un bilan de l’année volcanique 2022. Vous le trouverez en cliquant sur ce lien :
Ces informations ne sont pas exhaustives. Vous en trouverez d’autres (en anglais) en lisant le bulletin hebdomadaire de la Smithsonian Institution : https://volcano.si.edu/reports_weekly.cfm
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Here is some news about volcanic activity around the world.
An underwater volcano off Vanuatu erupted on February 1st, 2023, sending an ash cloud about 100 meters into the air and prompting officials to warn residents to stay away. The alert level for the volcano was raised from 0 to 1.
Vanuatu’s Meteorology and Geo-hazards Department has declared that « due to ongoing volcanic activity at East Epi sub-marine volcano with phreatic explosions, light degassing and emissions of ash, the danger zone is at 10 km radius around the volcano. » The latest observations confirm that the volcanic cone is building up with the continuous ash emissions. There was no indication of a tsunami.
Everybody has in mind the eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, another underwater volcano that erupted near the Tonga archipelago. It was one of thethe largest eruptions ever recorded.
The volcano that erupted on February 1st is one in a series of active cones and calderas that last erupted in 2004.
Three submarine cones, Epi A, Epi B, and Epi C, and smaller cones and craters, are located 10-16 km NNE from the summit of Epi Island and are aligned along the N rim of a caldera. Epi B is the shallowest of the seamounts and has been historically active, most recently in February 2004. The cone is about 300 m tall, with a diameter of about 1.8 km at the base. The summit crater is about 150 m in diameter and the crater floor lies at a depth of 90 m. The highest point is on the NW rim of the summit crater, at a depth of 34 m.
Source : Vanuatu GeoHazards.
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Due to an increase in seismic activity, the alert level for Lascar (Chile) has been raised to Orange.An increase in volcano-tectonic (VT) earthquakes has been recorded, including one with the highest energy located 0.8 km SSE of the active crater at a depth of 3.5 km. The security perimeter around the crater has also been expanded to 10 km.
The seismicity is primarily linked to fluid dynamics within the volcanic system, which could be a result of the destabilization of a remnant magmatic body. This activity could lead to explosive events, potentially causing ashfall in the area.
A strong vulcanian explosion took place at Lascar on December 10th, 2022. It generated short-range pyroclastic flows toward the north and southeast flanks of the volcano.
Lascar’s largest historical eruption took place in 1993, producing pyroclastic flows 8.5 km long and ashfall as far as Buenos Aires.
Source : SERNAGEOMIN.
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INGV indicates that at 09:08 UTC on January 30th, 2023, an explosive sequence with a higher than normal intensity was recorded on Stromboli (Sicily) at the central-south crater area. The explosive sequence was accompanied by projections of material several hundred meters high that fell over the entire crater terrace as well as the upper part of the Sciara del Fuoco. The seismic signal related to the strongest explosion lasted about 3 minutes.
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Due to an increase in seismicity, the JapanMet Agency (JMA) raised the alert level for Asosan (Japan) from 1 to 2 on January 30th, 2023. A seismic swarm started under the volcano at about 12:20 (local time) and increased by 15:00.
People should not enter the danger zone and stay away from the crater. Volcanic bombs and pyroclastic flows could affect an area of about 1 km from the Nakadake crater, one of Kyushu’s most popular tourist destinations.
Explosive eruptions may occur suddenly at the volcano.
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An eruption started at Chikurachki (Paramuashir Island / Russia) on January 29th, 2023 with ash plumes rising as high as 4 km above sea level. The Aviation Color Code was raised to Orange (level 2 on a 4-colour scale).
Source : KVERT.
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The Japan Coast Guard reported that during an overflight of Nishinoshima on January 25th, 2023 scientists observed intermittent activity and small, ash plumes rising 900 m from the central part of the crater. The fumarolic zone on the E flank and base of the cone had expanded and emissions had intensified. Discolored water was visible all around the island.
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The eruption of Cotopaxi (Ecuador) continues. with almost daily gas and ash emissions rising less than 1 km above the crater. Ashfall has been reported in sevreal municipalities. A significant increase in the size and density of ash emissions was observed in satellite images on January30th, 2023 when the plumes rose as high as 2.5 km above the summit. The Alert Level is kept at Yellow (the second level on a four-colour scale).
Source : Instituto Geofisico.
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Activity remains globally stable on other volcanoes.
You will find a report of volcanic activity in 2022 by clicking on this link :
Aujourd’hui, les scientifiques qui étudient l’éruption du 15 janvier 2022 sont surpris par sa puissance et les records s’accumulent. Par exemple, le panache volcanique a atteint des hauteurs encore jamais observées par les satellites.
Source: Tonga Services
Deux satellites météorologiques – le Geostationary Operational Environmental Satellite 17 (GOES-17) de la NOAA et le Himawari-8 de l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale – ont observé cette éruption exceptionnelle depuis l’espace, ce qui a permis aux scientifiques de calculer jusqu’où le panache avait pénétré dans l’atmosphère. Ils ont déterminé que, à son point culminant, le panache s’est élevé à une hauteur de 58 km, ce qui signifie qu’il a percé la mésosphère, la troisième couche de l’atmosphère. Le panache du Hunga Tonga était toutefois loin d’atteindre la couche atmosphérique suivante, la thermosphère, qui commence à environ 85 km au-dessus de la surface de la Terre. La ligne Karman, à une centaine de kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, est généralement considérée comme la frontière avec l’espace. Après qu’une première explosion ait généré ce panache très volumineux, une nouvelle explosion a propulsé des cendres, du gaz et de la vapeur à plus de 50 km dans le ciel.
Jusqu’à présent, les panaches volcaniques les plus élevés ont été émis par l’éruption de 1991 du Pinatubo aux Philippines avec 40 km, et l’éruption de 1982 d’El Chichón au Mexique avec 31 km. Les éruptions volcaniques du passé ont probablement produit des panaches plus importants, mais elles se sont produites avant que les scientifiques puissent effectuer de telles mesures. Le panache de l’éruption du Krakatau en 1883 en Indonésie a probablement, lui aussi, atteint la mésosphère.
Les scientifiques n’ont pas pu utiliser leur technique habituelle basée sur la température pour mesurer le panache volcanique car l’éruption de janvier a dépassé la hauteur maximale pour laquelle cette méthode peut être utilisée. Ils se sont tournés vers trois satellites météorologiques géostationnaires qui fournissent des images toutes les 10 minutes et ils se sont appuyés sur l’effet de parallaxe.
Images montrant l’étendue du nuage de cendres au moment de l’éruption du Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai (Source: USGS)
Perturbation spatiale.
L’éruption du Hunga Tonga Hunga Ha’apai a généré l’une des plus grandes perturbations spatiales jamais observées au cours de l’ère moderne. Elle permet aux scientifiques d’analyser le lien encore mal compris entre la basse atmosphère et l’espace. L’événement permet également d’étudier comment les événements sur Terre peuvent affecter la météo dans l’espace, à côté de l’influence de la météo spatiale sur la météo terrestre.
Lorsque le volcan est entré en éruption, l’explosion a créé d’importantes perturbations de pression dans l’atmosphère, ce qui a provoqué des vents violents. Au fur et à mesure que ces vents se sont dirigés vers les couches atmosphériques plus minces, ils ont commencé à s’accélérer. Lorsqu’ils ont atteint l’ionosphère et les confins de l’espace, on a enregistré des vitesses de vent allant jusqu’à 725 km/h, ce qui en fait les vents les plus violents – en dessous de 195 km d’altitude – jamais mesurés par la mission ICON depuis son lancement en 2019.
Dans l’ionosphère, ces vents très puissants ont également affecté les courants électriques. Les particules ionosphériques génèrent régulièrement un courant électrique qui se dirige vers l’est – l’électrojet équatorial – alimenté par les vents de la basse atmosphère. Après l’éruption, l’électrojet équatorial a atteint cinq fois sa puissance de crête normale et a radicalement changé de direction; il s’est dirigé vers l’ouest pendant une courte période. C’est quelque chose qui n’avait été observé auparavant que pendant de fortes tempêtes géomagnétiques.
On estime maintenant que l’indice d’explosivité volcanique (VEI) de l’éruption du Hunga Tonga a atteint 6 sur une échelle de 8 niveaux, ce qui la place parmi les plus grandes éruptions volcaniques jamais enregistrées avec des instruments géophysiques modernes.
La vapeur d’eau.
Au cours de l’éruption du 15 janvier 2022, le volcan a également émis une quantité colossale de vapeur d’eau dans l’atmosphère. Selon la NASA, il a envoyé dans la stratosphère suffisamment de vapeur d’eau pour remplir 58 000 piscines olympiques. Les scientifiques expliquent que l’événement a battu « tous les records » d’injection de vapeur d’eau depuis que les satellites ont commencé à enregistrer ce type de données.
Le Microwave Limb Sounder à bord du satellite Aura de la NASA, qui mesure les gaz dans l’atmosphère, a découvert que l’explosion avait envoyé quelque 146 téragrammes d’eau dans la stratosphère, entre environ 13 et 53 kilomètres au-dessus de la surface de la planète. Un téragramme (Tg) équivaut à 10 12grammes ou 10 9kilogrammes. Cette énorme quantité de vapeur a augmenté la quantité totale d’eau dans la stratosphère d’environ 10 %. C’est près de quatre fois la quantité de vapeur d’eau entrée dans la stratosphère au moment de l’éruption du Pinatubo en 1991 aux Philippines.
Depuis que la NASA a commencé à effectuer des mesures il y a 18 ans, seules deux autres éruptions, celle du Kasatochi en Alaska en 2008 et du Calbuco en 2015 au Chili, ont envoyé des quantités importantes de vapeur d’eau à des altitudes aussi élevées. Dans les deux cas, les nuages de vapeur d’eau se sont rapidement dissipés.
On pense que la caldeira du volcan sous-marin, une dépression d’environ 150 mètres de profondeur, est à l’origine de l’émission exceptionnelle de vapeur d’eau. Si la caldeira avait été moins profonde, l’eau de mer n’aurait pas été assez chaude pour expliquer une telle quantité de vapeur d’eau; si elle avait été plus profonde, la trop grande pression exercée par l’eau de mer aurait atténué le souffle de l’explosion.
Source: NASA
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The volcanic plume.
Today, scientists studying the January 15th, 2022 eruption are amazed at its power and records are piling up. For example, the volcanic plume reached heights never before seen by satellites.
Two weather satellites – NOAA’s Geostationary Operational Environmental Satellite 17 (GOES-17) and the Japan Aerospace Exploration Agency’s Himawari-8 – observed this exceptional eruption from space, allowing scientists to calculate how high the plume had penetrated the atmosphere. They determined that, at its peak, the plume rose to a height of 58 km, meaning it pierced the mesosphere, the third layer of the atmosphere. The Hunga Tonga plume, however, was far from reaching the next atmospheric layer, the thermosphere, which begins about 85 km above the Earth’s surface. The Karman line, a hundred kilometers above the surface of the Earth, is generally considered the boundary with space. After a first explosion generated this very large plume, a new explosion propelled ash, gas and steam more than 50 km into the sky.
The highest volcanic plumes had been emitted by the 1991 eruption of Pinatubo in the Philippines with 40 km, and the 1982 eruption of El Chichón in Mexico with 31 km. Volcanic eruptions in the past likely produced larger plumes, but they happened before scientists could make such measurements. The plume from the 1883 eruption of Krakatau in Indonesia probably also reached the mesosphere.
Scientists were unable to use their usual temperature-based technique to measure the volcanic plume because the January eruption exceeded the maximum height for which this method can be used. They turned to three geostationary weather satellites that provide images every 10 minutes and they relied on the parallax effect.
Space disturbances.
The eruption of Hunga Tonga Hunga Ha’apai generated one of the largest space disturbances ever observed in the modern era. It allows scientists to analyze the still poorly understood link between the lower atmosphere and space. The event also helps to study how events on Earth can affect weather in space, alongside the influence of space weather on terrestrial weather.
When the volcano erupted, the explosion created significant pressure disturbances in the atmosphere, which caused strong winds. As these winds moved towards the thinner atmospheric layers, they began to pick up speed. When they reached the ionosphere and the outer reaches of space, wind speeds of up to 725 km/h were recorded, making them the strongest winds – below 195 km altitude – ever measured by the ICON mission since its launch in 2019.
In the ionosphere, these very powerful winds also affected electric currents. Ionospheric particles regularly generate an electric current that heads east – the equatorial electrojet – powered by winds from the lower atmosphere. After the eruption, the equatorial electrojet reached five times its normal peak power and drastically changed direction; it headed west for a short time. This is something that had previously only been observed during strong geomagnetic storms.
The Volcanic Explosivity Index (VEI) for the Hunga Tonga eruption is now estimated to have reached 6 on an 8-level scale, placing it among the largest volcanic eruptions ever recorded with modern geophysical instruments.
Water vapor.
During the January 15, 2022 eruption, the volcano also emitted a colossal amount of water vapor into the atmosphere. According to NASA, it sent enough water vapor into the stratosphere to fill 58,000 Olympic swimming pools. The scientists say the event broke « every record » for water vapor injection since satellites began recording such data.
The Microwave Limb Sounder aboard NASA’s Aura satellite, which measures gases in the atmosphere, found the explosion sent some 146 teragrams of water into the stratosphere, between about 13 and 53 kilometers above the surface of the planet. One teragram (Tg) is equal to 1012 grams or 109 kilograms. This huge amount of steam increased the total amount of water in the stratosphere by about 10%. That’s nearly four times the amount of water vapor that entered the stratosphere when Mt Pinatubo erupted in the Philippines in 1991.
Since NASA began making measurements 18 years ago, only two other eruptions, Kasatochi in Alaska in 2008 and Calbuco in 2015 in Chile, have sent significant amounts of water vapor to similar altitudes. In both cases, the water vapor clouds quickly dissipated.
It is believed that the caldera of the submarine volcano, a depression about 150 meters deep, was the source of the exceptional emission of water vapor. If the caldera had been shallower, the seawater would not have been warm enough to account for such an amount of water vapour; if it had been deeper, the excessive pressure exerted by the sea water would have reduced the blast of the explosion.
L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai ne cesse de surprendre les scientifiques. Il ne se passe guère de semaine sans que de nouvelles découvertes apparaissent.
The Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruption continues to amaze scientists. Hardly a week goes by without new discoveries appearing.
Claude Grandpey : Volcans et Glaciers 