Catégorie : volcanoes

Sismicité et lithosphère à Hawaii // Seismicity and lithosphere in Hawaii

Comme il le fait régulièrement, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii, le célèbre HVO géré par l’USGS, vient de publier un article très intéressant sur la sismicité à Hawaii et sa relation plus ou moins étroite avec les volcans.
L’auteur de l’article explique que la plupart des séismes à Hawaii sont intimement liés aux volcans, mais il arrive aussi qu’ils se produisent à cause d’un effet de courbure de la Terre sous le poids de la chaîne volcanique.
L’article rappelle que les plaques tectoniques sont constituées de la lithosphère, une couche essentiellement rigide qui s’étend de la croûte au manteau supérieur. Les îles hawaïennes étant situées à la surface de la plaque Pacifique, leur poids énorme pèse sur la lithosphère et la fait fléchir. Cela génère des contraintes susceptibles de provoquer des séismes baptisés séismes de flexion par les sismologues.

L’île d’Hawaii, du fait de sa grande taille et de son âge relativement jeune, exerce une grande pression sur la lithosphère. La zone de contrainte et de flexion maximale liée à cette masse s’étend sur une centaine de kilomètres au large de l’île. Lorsque la plaque se réajuste pour retrouver une position neutre, cela provoque un renflement significatif au niveau de la lithosphère autour d’Oahu à environ 300 km de là. C’est pourquoi les séismes se produisent parfois loin de la principale zone d’activité sismique et volcanique de l’île d’Hawaï.
Il existe deux exemples de séismes de flexion enregistrés au large des côtes au cours des dernières semaines : 1) un événement de M 3.7 le 21 janvier 2019 à environ 240 km à l’est de l’île d’Hawaï et 2) un événement de M 4.6 le 7 février à environ 84 km au sud-ouest de l’île. L’événement de janvier avait une magnitude trop faible pour pouvoir êtreressenti par la population. En revanche, l’événement de février a été plus intense et a été signalé par 115 personnes à Hawaï, Maui et Oahu, à une distance de 370 km de l’épicentre. C’est le séisme le plus significatif ressenti à Hawaii depuis un événement de M 4,4 le 9 août 2018.
Les séismes de flexion sont parfois appelés «séismes du manteau», ce qui reflète le fait qu’ils se produisent souvent au niveau du manteau supérieur plutôt que dans la croûte terrestre. Les ondes sismiques se déplacent plus facilement à travers le manteau qu’à travers à la croûte. C’est l’une des raisons pour lesquelles les séismes d’origine mantellique peuvent provoquer davantage de dégâts, d’autant plus que leur magnitude peut dépasser M 6,0.
La flexion lithosphérique produit des séismes à Hawaii, mais ils sont moins fréquents que ceux liés directement à l’activité volcanique. Chaque année, le HVO enregistre des dizaines de milliers de secousses sur et à proximité des volcans actifs de Big Island, et seulement quelques centaines d’événements de flexion au large des côtes.

Source : HVO.

Cet article me rappelle ce qui se passe actuellement en Islande où la lithosphère rebondit car les glaciers, du fait du réchauffement climatique, perdent de leur masse et exercent une pression moindre sur la croûte terrestre. Ce phénomène appelé « rebond isostatique » peut engendrer des problèmes. Ainsi, le petit port de Hofn sur la côte sud de l’île est moins profond qu’auparavant, ce qui, à terme, risque de poser des problèmes à certains navires pour entrer dans le port.

Certains géologues pensent que ce rebond isostatique est susceptible de favoriser la remontée du magma à l’intérieur des volcans islandais sous-glaciaires. Toutefois, on ne dispose pas d’un recul suffisant pour affirmer qu’un tel phénomène se produit. Les dernières éruptions en Islande ont eu lieu en 2010 (Eyjafjajjajökul) et 2014 (Holuhraun).

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As it does regularly, the USGS Hawaiian Volcano Observatory (HVO) has released a very interesting article about seismicity in Hawaii and its link with volcanoes.

The author of the article explains that earthquakes in Hawaii are intimately related to the volcanoes. However, they sometimes happen simply because the Earth under the island chain gets too much bent.

The article reminds us that Earth’s tectonic plates are made of the lithosphere, which is a mostly rigid layer extending from the crust into the upper mantle. As the Hawaiian Islands are located on top of the Pacific Plate, their huge weight flexes the lithosphere. This results in stresses that can lead to earthquakes.

Seismologists call these events “flexural earthquakes” to reflect their cause. The massive Island of Hawaii produces the largest force on the lithosphere due to its relatively young age, which results in forces on the underlying lithosphere. The zone of maximum bending stress from this load extends about 100 km offshore from the island. As the plate re-adjusts back to a neutral position, it results in a raised bulge in the lithosphere that extends around Oahu about 300 km away. This is why earthquakes occasionally happen so far from the main area of seismic and volcanic activity on the Island of Hawaii.

There have been two examples of offshore flexural earthquakes in the past weeks. They include an M 3.7 event on January 21st, 2019 which occurred about 240 km east of the Island of Hawaii, and an M 4.6 event on February 7th about 84 km southwest of the island. The January event was too small and distant for anyone to feel. But the February earthquake produced significant shaking and was reported by 115 citizens from Hawaii, Maui, and Oahu, up to 370 km from the epicentre. It was the largest earthquake felt in Hawaii since an M 4.4 on August 9th, 2018.

Flexural earthquakes are sometimes called “mantle earthquakes,” reflecting the fact that they often occur at depths within the Earth’s upper mantle rather than within the crust. Seismic waves travel more efficiently through the mantle compared with the crust. This is one reason why mantle earthquakes can have widespread and sometimes damaging effects, especially as their sizes can exceed the M 6.0 range.

Lithospheric flexure produces earthquakes in Hawaii less frequently than those directly related to active volcanism. Each year, HVO records tens of thousands of earthquakes on and near Big Island’s active volcanoes, compared with only a few hundred offshore flexural events.

Source : HVO.

This article reminds me of what is happening in Iceland where the lithosphere is rebounding because glaciers, due to global warming, lose their mass and exert less pressure on the Earth’s crust. This phenomenon called « isostatic rebound » can cause problems. Thus, the small port of Hofn on the south coast of the island is shallower than before, which, in the long run, may cause problems for some ships to enter the port.
Some geologists believe that this isostatic rebound is likely to favour the rise of magma inside subglacial Icelandic volcanoes. However, there is not enough evidence to say that such a phenomenon has occurred. The last eruptions in Iceland took place in 2010 (Eyjafjajjajökul) and 2014 (Holuhraun).

Schémas montrant les séismes volcaniques et non-volcaniques à Hawaii, ainsi que l’effet de flexion de la Grande Ile sur la lithosphère (Source : USGS / HVO)

L’activité volcanique dans le monde // Volcanic activity around the world

Voici quelques nouvelles de l’activité volcanique dans le monde.

Comme je l’ai écrit précédemment, le Poás (Costa Rica) a connu un épisode éruptif mineur qui a débuté le 7 février 2019. Cet événement a conduit à la fermeture du parc national. Une odeur de SO2 a été signalée dans les zones sous le vent. L’incandescence dans le cratère a commencé à être visible le 11 février. Des nuages de cendre sont montés jusqu’à 200 mètres au-dessus du cratère avant de s’étirer vers le sud-ouest.
Source: OVSICORI.

Le 8 février 2019, la lave du Karangetang (Indonésie) continuait d’avancer sur 3,5 km dans la ravine de la rivière Malebuhe sur le flanc nord-ouest du volcan, avant d’atteindre l’océan. Des levées se sont édifiées en bordure de coulée et canalisent la lave. Des avalanches se produisent en bordure de coulée et génèrent des panaches marron et gris. Un delta de lave s’est formé dans l’océan et génère un volumineux panache de vapeur. La coulée de lave présente une largeur d’environ 160 mètres au moment où elle coupe une route située à 210 mètres de la côte où elle mesure environ 140 mètres de large. La sismicité est restée élevée. Le niveau d’alerte est maintenu à 3 (sur une échelle de 1 à 4). Il est demandé à la population de rester en dehors de la zone d’exclusion de 2,5 km autour des cratères N et S et de ne pas pénétrer à moins de 3 km à l’ONO et 4 km au NO.
Source: PVMBG.

On observe de l’incandescence dans le cratère Minamidake du Sakurajima (Japon). Le 7 février 2019, une explosion a généré un panache qui s’est élevé à 1,3 km au-dessus du cratère et a éjecté des matériaux à environ 1,5 km de ce dernier. Des explosions de moindre intensité ont été enregistrées les jours suivants. Le niveau d’alerte reste à 3 (sur une échelle de 1 à 5).
Source: JMA.

Comme je l’ai déjà indiqué, plusieurs émissions de cendre ont été observées sur l’Etna (Italie), pour la plupart à partir du Cratère NE. On a observé des retombées à Nicolosi et Pedara. L’aéroport de Catane n’a pas été fermé mais est maintenu en niveau de pré-alerte
Source: INGV.

Au cours de la deuxième semaine de février, des explosions stromboliennes ont été observées dans le cratère Mackenney du Pacaya (Guatemala). Elles ont éjecté des matériaux jusqu’à 25 mètres au-dessus du cratère. Plusieurs coulées de lave parcouraient entre 10 à 250 mètres le long des flancs nord-ouest et est du volcan. De petites avalanches de matériaux ont également été observées sur les fronts des coulées de lave.
Sorce: INSIVUMEH.

L’activité éruptive est stable sur le Sabancaya (Pérou), avec une moyenne de 26 explosions par jour. Les panaches de gaz et de cendre s’élèvent jusqu’à 3 km au-dessus du cratère. Il est demandé à la population de ne pas s’approcher du cratère dans un rayon de 12 km.
Source: INGEMMET, IGP.

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Here are a few pieces of news about volcanic activity around the world.

As I put it previously, Poás Volcano (Costa Rica) went through a minor eruptive episode which started on February 7th, 2019. The event led to the closure of the National Park. An SO2 odour was reported in downwind areas. Incandescence in the crater began to be visible on February 11th. Ash emissions rose 200 metres above the crater and drifted SW.

Source: OVSICORI.

On February 8th, 2019, lava from Karangetang (Indonesia) continued to advance over 3.5 km down the Malebuhe River drainage on the NW flank of the volcano and reached the ocean. Levees had formed at the margins, channeling the lava. Avalanches from the edges of the flow generated brown and gray plumes. A lava delta was building out into the ocean and generating a dense steam plume. The lava flow was about 160 metres wide where it crossed a road 210 metres from the coast, and about 140 metres wide at the coast. Seismicity remained high. The Alert Level remained at 3 (on a scale of 1-4), and residents were warned to remain outside the 2.5-km exclusion zone around the N and S craters, and not enter within 3 km WNW and 4 km NW.

Source: PVMBG.

Incandescence can be seen in the Minamidake crater of Sakurajima (Japan). On February 7th, 2019, an explosion generated a plume that rose 1.3 km above the crater rim and ejected material about 1.5 km from the crater. More minor explosive events were recorded in the following days. The Alert Level remains at 3 (on a 1-5 scale).

Source: Japan Meteorological Agency.

As I put it before, several ash emissions have been observed on Mt Etna (Italy), mostly originating from the NE Crater. as the ash fell in Nicolosi and Pedara. Catania airport was not closed, but maintained in a pre-alert level

Source : INGV.

During the second week of February, strombolian explosions were observed at Pacaya’s Mackenney Crater (Guatemala). They ejected material as high as 25 metres above the crater. Multiple lava flows travelled 10-250 metres down the NW and E flanks. Minor avalanches of material also occurred at the lava-flow fronts.

Sorce : INSIVUMEH.

Eruptive activity is stable at Sabancaya (Peru), with an average of 26 explosions per day. Gas and ash plumes are rising up to3 km above the crater. The public should not approach the crater within a 12-km radius.

Source : INGEMMET, IGP.

Le 14 février sur le coup de midi, le Cratère NE de l’Etna émettait encore des panaches de cendre.

La lave du Karangetang arrive dans la mer (Source: PVMBG)

Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion / Reunion Island)

Dans son dernier bulletin du 13 février 2019, l’OVPF indique que depuis la fin du mois de janvier 2019, on observe une inflation de la base et du sommet de l’édifice du Piton de la Fournaise. Cela signifie que l’on assiste à une pressurisation du réservoir magmatique superficiel. Cette reprise de l’inflation s’accompagne d’une augmentation des concentrations en CO2 dans le sol en champ lointain (Plaine des Cafres et Plaine des Palmistes). Les concentrations en CO2 en champ proche dans le secteur du Gîte du Volcan sont également en augmentation depuis décembre 2018. Ces concentrations en CO2 correspondent également à une remontée profonde de magma vers le réservoir superficiel.

S’agissant de la sismicité, depuis le 1er février 2019, 19 séismes volcano-tectoniques superficiels sont enregistrés sous le sommet, ainsi que 3 séismes profonds sous le flanc est.

J’aime beaucoup la conclusion du bulletin de l’OVPF : « Ce processus de recharge du réservoir superficiel peut durer plusieurs jours à plusieurs semaines avant que le toit du réservoir se fragilise et se rompe, donnant ainsi lieu à une injection de magma vers la surface et à une éruption, et peut également s’arrêter sans donner lieu à brève échéance à une éruption. » Autrement dit, tout est possible !

Cela confirme que la prévision éruptive est encore à un niveau très faible, même sur un volcan truffé d’instruments comme le Piton de la Fournaise. A la Réunion, ce n’est pas très grave car il y a de fortes chances pour que la prochaine éruption ait lieu dans l’Enclos, sans menace pour la population. Sur un volcan explosif de la Ceinture de Feu, la prévision prend une autre dimension….

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In its latest update of February 13th, 2019, OVPF indicates that since the end of January 2019, there has been an inflation of the base and the summit of Piton de la Fournaise. This means that there is a pressurization of the shallow magma reservoir. This new inflation is accompanied by an increase in CO2 concentrations in the far-field soil (Plaine des Cafres and Plaine des Palmistes). Near-field CO2 concentrations in the Gîte du Volcan area have also been increasing since December 2018. These CO2 concentrations also correspond to a deep rise of magma towards the shallow reservoir.
As regards seismicity, since February 1st 2019, 19 shallow volcano-tectonic earthquakes have been recorded under the summit, as well as 3 deep earthquakes under the eastern flank.
I really like the conclusion of the OVPF bulletin: « This process of recharge of the shallow reservoir can last several days to several weeks before the roof of the reservoir breaks open, with an injection of magma towards the surface and the start of an eruption, and can also stop without an eruption in the short term. In other words, everything is possible!
This confirms that eruptive prediction is still at a very low level, even on a volcano equipped with plenty of instruments like Piton de la Fournaise. On Reunion Island, it is not a real problem because the next eruption is likely to take place in the Enclos, without any threat to the population. On an explosive volcano of the Ring of Fire, prediction takes another dimension ….

Crédit photo: Wikipedia.

Episode éruptif sur le Poás (Costa Rica) // Eruptive episode on Poás Volcano (Costa Rica)

L’OVSICORI indique qu’un épisode éruptif significatif débuté le 11 février 2019 sur le Poás, avec une émission de cendre de faible intensité et l’apparition d’une incandescence dans le cratère. On a pu observer une colonne éruptive d’environ 200 mètres de hauteur au-dessus du cratère. L’éruption a obligé les autorités à fermer le Parc National.
Les vents ont poussé la cendre et les gaz vers le sud-ouest. L’OVSICORI a conseillé aux personnes souffrant de problèmes respiratoires de rester à l’intérieur et de porter un masque lors de leurs sorties.
Il s’agit de la première activité éruptive significative du Poás depuis 2017. L’éruption n’a pas vraiment été une surprise car une augmentation de l’activité volcanique avait été observée en janvier.
Source: OVSICORI.

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OVSICORI indicates that a significant eruptive episode started at Poás volcano on February 11th, 2019 with low-level ash emission and crater incandescence. An eruptive column about 200 metres high could be seen rising above the crater. The eruption forced the authorities to close Poas Volcano National Park.

Winds pushed the ash and gases to the southwest. OVSICORI advised people with respiratory problems to stay indoors and wear masks when going out.

This is the first significant eruptive activity since 2017. The eruption did not really come as a surprise as an increase in volcanic activity had been observed in January.

Source : OVSICORI.

Le Poás pendant la matinée du 12 février 2019 (heure locale)