Catégorie : volcanoes

Le lac de lave de l’Halema’uma’u (Hawaii) va-t-il déborder? //Will Halema’uma’u lava lake overflow?

drapeau-francaisLe lac de lave dans le cratère de l’Halema’uma’u reste très actif et sa surface s’est élevée de manière spectaculaire ces derniers jours, en particulier pendant la journée de lundi. Mardi matin, la lave se trouvait à seulement 19 mètres sous le plancher du cratère principal. L’Observatoire a relevé un tilt de plus de 2 microradians depuis lundi matin. Il n’est donc pas impossible que l’on observe un épanchement de lave sur le plancher de l’Halema’uma’u dans les prochains jours.

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drapeau-anglaisThe lava lake within Halema’uma’u Crater remains active and its surface has risen significantly. The lake surface rose steadily through the course of Monday and has reached a depth of 19 metres below the main cratert floor. Inflationary tilt of more than 2 microradians has been recorded by summit tiltmeters since Monday morning. Thus, a lava over flow could be observed in the next few days on the floor of Halema’uma’u Crater.

Lichens et gaz volcaniques// Lichens and volcanic gases

drapeau francaisL’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) a récemment publié un article intéressant sur le comportement des lichens dans les régions volcaniques et plus particulièrement sur la Grande Ile d’Hawaii. En lisant l’article, on apprend que les lichens sont des organismes qui savent s’adapter à la vie dans les environnements extrêmes. Ils peuvent survivre à la chaleur, au froid, à la sécheresse, ou à l’humidité. Ils peuvent se développer à même le sol, sur l’écorce des arbres, sur des roches, ainsi que sur le métal rouillé ou le plastique. Ils apparaissent souvent dans des habitats non occupés par les plantes à graines qui sont plus envahissantes.
Sur la Grande Ile d’Hawaii, les lichens colonisent souvent de jeunes coulées de lave, en particulier celles composées de lave a’a. Les lichens contribuent au développement du sol en fournissant des matières organiques et, quand ils ont la capacité de fixer l’azote, ils peuvent l’ajouter à l’environnement. Cela permet de préparer le terrain pour le développement des espèces végétales. Certains types de lichens rencontrés à Hawaii sont également les premiers à coloniser des régions volcaniques ailleurs dans le monde comme les Caraïbes, les Açores, La Réunion, les îles Canaries, et en Afrique.
Bien qu’ils soient capables de tolérer des conditions environnementales extrêmes, certains lichens sont très sensibles à la pollution de l’air. Les lichens peuvent retenir pendant des dizaines ou des centaines d’années les produits chimiques qu’ils absorbent à partir de l’air et de l’eau. Depuis le milieu du 19ème siècle, quand la révolution industrielle a largement contribué à la pollution de l’air, les observateurs ont noté la rareté des lichens dans les milieux urbains.
Toutes les espèces de lichens n’ont pas la même sensibilité à la pollution de l’air, de sorte que la présence ou l’absence de certains lichens dans une zone peut être utilisée pour cartographier les concentrations de polluants. De nombreuses études à travers le monde ont utilisé les lichens pour évaluer la qualité de l’air.
Les lichens sont particulièrement sensibles au dioxyde de soufre (SO2), un polluant produit par les centrales fonctionnant au charbon et au pétrole, les processus industriels, les automobiles et les volcans, tels que ceux d’Hawaii. Le SO2 dissous dans l’eau devient de l’acide qui est facilement absorbé par les lichens et nuit à leur capacité de photosynthèse. Sans le sucre qui est produit par la photosynthèse et qui contribue à la vie du lichen, l’organisme ne pourrait pas prospérer et finir par mourir. Pour certaines espèces de lichens, le SO2 inhibe également la capacité à se reproduire.
Lorsque l’éruption sommitale du Kilauea a débuté en 2008 dans le cratère de l’Halema’uma’u, d’énormes quantités de SO2 ont été émises par le volcan et les lichens de la région ont beaucoup souffert. On est en droit de penser que la baisse significative des émissions de SO2 mesurées depuis 2008 pourrait se traduire par une reprise partielle de ces lichens. Les lichens peuvent aussi accumuler des éléments présents en faible quantité dans les émissions volcaniques. Des études effectuées sur le Kilauea, ainsi que sur l’Etna et Vulcano en Italie, montrent que dans les zones sous le vent lourdement impactées par les panaches volcaniques, les lichens contiennent une concentration plus élevée de polluants volcaniques tels que le fluor, le brome et des métaux tels que le cuivre, le plomb, le zinc, l’or, le mercure et l’antimoine.
Les zones riches en végétaux peuvent intercepter le SO2 et « nettoyer » l’air, ce qui génère un microclimat plus adapté aux lichens. Certains habitants d’Hawaï ont remarqué qu’ils étaient moins gênés par la pollution volcanique, ou vog, dans les zones fortement boisées que dans les zones voisines qui sont dépourvues de végétation.

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drapeau anglaisThe Hawaiian Volcanoes Observatory recently released an interesting article about the behaviour of lichens on volcanoes. We learn that lichens are tough organisms adapted to life in extreme environments. They can survive heat, cold, drought, or an abundance of rain. They live on bare soil, tree bark, woody debris, and rocks, as well as on rusty metal and plastic.

On Hawaii Island, lichens are important colonists of young lava flows, particularly aa lava. Lichens contribute to the accumulation of soil by supplying organic matter, and nitrogen-fixing lichens may add nitrogen to the environment. This helps set the stage for future development of plant communities. Certain types of lichens found in Hawaii are also important pioneers of young volcanic landscapes in other parts of the world, including the Caribbean, the Azores, La Reunion Island, the Canary Islands, and Africa.

Although able to tolerate environmental extremes, some lichens are quite sensitive to air pollution. Lichens retain the chemicals they absorb from air and water over periods of tens to hundreds of years. Since the mid-19th century, when the industrial revolution began producing increased levels of air pollution, observers have noted the scarcity of lichens growing in urban settings.

Lichen species differ in their sensitivity to air pollution, and the presence or absence of different lichens in an area has been used to map concentrations of pollutants. Hundreds of studies around the world have used lichens to assess air quality.

Lichens are particularly sensitive to sulphur dioxide (SO2), a pollutant produced by coal- and oil-burning power plants, industrial processes, automobiles, and volcanoes, such as those here in Hawaii. SO2 dissolved in water is acidic, is readily absorbed by lichens, and damages their ability to photosynthesize. Without the sugar which is produced through photosynthesis and which fuels the lichen’s life, the organism will fail to thrive and may eventually die. For some species, SO2 also inhibits the ability of lichens to reproduce.

When the summit eruption of Kilauea began in 2008 within Halema’uma’u Crater, huge amounts of SO2 were released, and lichens in the area suffered. One might expect that the significant decline in emissions measured since 2008 could be reflected in a partial recovery of these lichens. Lichens can also accumulate trace elements present in volcanic emissions. Studies at Kilauea, as well as at Mount Etna and Vulcano in Italy, show that in downwind areas heavily impacted by volcanic plumes, lichens contain a higher concentration of volcanic pollutants. These include fluoride, bromide, and metals, such as copper, lead, zinc, gold, mercury and antimony.

Heavily vegetated areas can intercept SO2, effectively “scrubbing” the air to provide a microclimate that is more hospitable to lichens. Some Hawaii residents have noted that they are less irritated by volcanic pollution, or vog, in heavily forested areas than in adjacent exposed areas.

Lichens 01

Lichens en Islande

Lichens 02

Photos: C. Grandpey

 

Le volcanisme à la surface de Io, lune de Jupiter // Volcanisme on Io, Jupiter’s moon

drapeau-francaisEn février 2001, une éruption s’est produite sur le volcan Surt sur Io, la lune de Jupiter, et a développé une énergie estimée à 78 000 gigawatts. En comparaison, l’éruption de l’Etna en 1991-1994 a été estimée à 12 gigawatts. Au plus fort de l’éruption, observée par le télescope WM Keck II sur le Mauna Kea à Hawaï, cette puissance a presque égalé la celle combinée de tous les volcans actifs de Io.
L’éruption de Surt semble avoir couvert une superficie de 1900 kilomètres carrés, plus grande que toute la ville de Londres. L’énergie enregistrée indique qu’il s’agissait d’une violente éruption, avec des très hautes températures. Les éruptions qui produisent ce type de signature thermique présentent des fontaines de lave de plusieurs kilomètres de hauteur, avec de vastes coulées de lave à la surface.
Le volcanisme de Io a été observé pendant les huit dernières années par la sonde Galileo et maintenant, avec l’avènement de nouveaux systèmes optiques, il est contrôlé par les astronomes en poste dans les observatoires Keck et Gemini à Hawaii.
A cause d’une résonance orbitale avec deux de ses lunes voisines, Europe et Ganymède, Io est soumise à une pression permanente. Le frottement qui en résulte chauffe l’intérieur de la lune suffisamment pour créer un océan de magma à seulement 50 kilomètres sous sa surface. Il est probable que cette asthénosphère partiellement fondue fournit la source de lave basaltique qui alimente les éruptions de centaines de volcans à la surface de Io.
L’activité volcanique de Io a été suivie au cours des 35 dernières années par des observatoires terrestres, le télescope spatial Hubble, et plusieurs sondes qui ont visité Jupiter au fil des ans. Malheureusement, le dernier véhicule spatial à avoir visité le système de Jupiter était la sonde New Horizons il y a sept ans ; le prochain sera le Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) lancé par l’Agence Spatiale Européenne, qui n’arrivera pas à destination avant 2030.
Beaucoup des volcans de Io sont permanents, ce qui signifie qu’ils maintiennent des niveaux et des styles d’activité relativement constants pendant des années, voire des décennies. Parmi eux figurent Pele, un lac de lave dont la croûte mince est régulièrement brassée par les gaz, et Prométhée, un champ de lave qui chauffe le dioxyde de soufre à l’état de glace qui se trouve en dessous pour produire un panache de gaz et de poussière de 100 kilomètres de hauteur.
et en forme de parapluie.
Beaucoup de lacs et champs de lave d’Io (certains atteignent 300 kilomètres de longueur) sont permanents, mais ils peuvent montrer des fluctuations significatives d’activité. A côté de cela, certains volcans peuvent rester au repos pendant des années avant de connaître des éruptions soudaines et brutales. Ces éruptions peuvent démarrer à partir de fractures dans la croûte de Io et générer des fontaines de lave jaillissant jusqu’à un kilomètre dans l’espace avant de retomber sur le sol et produire de gigantesques coulées de lave. Des observations récentes ont révélé trois éruptions de ce type dans un intervalle de deux semaines en août 2013 à Rarog Patera, Heno Patera, et un volcan sans nom situé à 350 kilomètres à l’ouest de Isum Patera.
Source: The Daily Galaxy.

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drapeau-anglaisIn February 2001 an eruption from the Surt volcano on Io, Jupiter’s moon, occurred with an estimated output of 78,000 Gigawatts. By comparison, the 1991-94 eruption of Mt Etna in Sicily was estimated at 12 Gigawatts. During its peak, observed by the WM Keck II Telescope on Hawaii Mauna Kea, its output almost matched the eruptive power of all of Io’s active volcanoes combined.

The Surt eruption appears to cover an area of 1,900 square kilometres, which is larger than the entire city of London. The observed energy indicates the presence of a vigorous, high-temperature volcanic eruption. The kind of eruption to produce this thermal signature has incandescent fire fountains of molten lava which are kilometres high, accompanied by extensive lava flows on the surface.

Io’s volcanism has been monitored for the last eight years by the Galileo spacecraft and now, with the advent of adaptive optics systems, by Earth-bound astronomers such as those at the Keck and Gemini Observatories.

Thanks to an orbital resonance with two of its neighboring moons, Europa and Ganymede, Io is continuously squeezed. The resulting friction heats Io’s interior enough to create a mushy magma ocean only 50 kilometres beneath its surface. It is likely that this partially molten asthenosphere provides the source for basaltic silicate lava that erupts at hundreds of volcanoes across Io’s surface.

This volcanic activity has been monitored over the last 35 years by ground-based observatories, the Hubble Space Telescope, and several spacecraft that have visited Jupiter over the years. Unfortunately, the most recent spacecraft to visit the Jupiter system was New Horizons seven years ago and the next spacecraft to visit the system, the European Space Agency’s Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE), will not arrive until 2030.

Many of Io’s volcanoes are persistent, meaning they maintain relatively consistent levels and styles of activity for years or even decades. Examples include Pele, a lava lake whose thin crust is regularly broken up by churning from below, and Prometheus, a lava flow field that heats up the sulfur dioxide frost below it to produce an umbrella-shaped plume of gas and dust 100 kilometres tall.

Many of Io’s lava lakes and lava flow fields (some reaching 300 kilometres in length) are persistent, but can show significant fluctuations in activity. However, some volcanoes are much less regular in their volcanic activity, remaining quiescent for years before experiencing “outburst” eruptions. These outbursts can begin suddenly, starting at fissures in Io’s crust, and generate fire fountains that can jet lava up to a kilometre into space before falling back to the ground to produce extensive lava flows. Recent observations revealed three outburst eruptions over the course of two weeks in August 2013 at Rarog Patera, Heno Patera, and an unnamed volcano 350 kilometres west of Isum Patera (201308C).

Source: The Daily Galaxy.

Io

Eruption à la surface de Io le 25 avril 2006, vue par la sonde Galileo de la NASA. Le panache a une hauteur d’environ 140 km. (Crédit photo: NASA)

Des abeilles du Masaya aux coccinelles du Stromboli // From the bees of Masaya to the ladybirds of Stromboli

drapeau-francaisAu cours de la visite des volcans, on peut faire des découvertes surprenantes. Un chercheur britannique ne s’attendait pas à voir les abeilles à proximité du cratère actif du Masaya au Nicaragua. De la même façon, je fus très surpris de découvrir des grappes de coccinelles sur le Stromboli et sur l’Etna.

Un scientifique qui effectuait des observations sur le Masaya, à proximité de Managua, la capitale du Nicaragua, a découvert une petite abeille, Anthophora squammulosa, qui essayait de se frayer un chemin à travers les amoncellements de cendre, à la recherche de nectar. Cette petite abeille et ses congénères ont élu domicile dans un seul secteur du Masaya. C’est un endroit où les températures peuvent monter jusqu’à 42°C et où des pluies acides tombent de temps en temps sur les pentes supérieures de la montagne. Aucune végétation n’est visible dans cette partie du volcan. Le scientifique s’est demandé pourquoi des abeilles se trouvaient là et une étude a été lancée avec la collaboration d’autres chercheurs du monde entier.

Ils ont voulu tout d’abord savoir combien d’abeilles étaient présentes et ils sont arrivés à une estimation de 1000 à 2000 insectes.
Un autre mystère était la nourriture des abeilles. Les femelles creusent des nids composés d’alvéoles à une trentaine de centimètres de profondeur sur le flanc du volcan, où elles pondent leurs œufs. Elles recueillent ensuite le pollen et le nectar qu’elles déposent dans le nid pour nourrir les larves après l’éclosion des oeufs. La majeure partie du pollen provient d’une seule plante, Melanthera nivea, une fleur sauvage robuste qui peut résister aux précipitations acides sur le volcan.
Les chercheurs pensent que les abeilles peuvent vivre dans l’environnement hostile du volcan car il y a peu de prédateurs et de parasites qui pourraient menacer leur survie. De plus, leurs nids ne sont pas brisés par des racines souterraines vu qu’il n’y a guère de végétation sur le Masaya. Cependant, il existe une double menace bien réelle pour cette population d’abeilles: Une éruption pourrait les anéantir, et comme elles dépendent d’un seul type de plante, si cette plante venait à disparaître, il ne leur resterait plus rien pour se nourrir et pour vivre. Quelle drôle de vie !
Source: Science Mag.

Tout comme les abeilles sont inattendues sur le Masaya, une rencontre avec des coccinelles constitue une réelle surprise sur l’Etna ou le Stromboli en Sicile. La population de coccinelles est spectaculaire entre juin et février de l’année suivante. Les espèces Cocinella septempunctata et Adalia bipunctata se concentrent sur ou sous les pierres et à l’intérieur des fractures dans la lave. Les deux espèces se différencient par le nombre de points noirs sur leurs élytres rouges.
Les coccinelles sont très utiles pour la nature car elles se nourrissent de pucerons et ce sont de remarquables prédateurs qui peuvent parfois manger leur propre progéniture. Quand leur nombre est très élevé dans certaines régions du monde, on les recueille pour les utiliser dans la protection des arbres fruitiers.
Lorsque l’on regarde les coccinelles qui se cachent à l’intérieur des fractures volcaniques, on pourrait penser qu’elles y ont été apportées par le vent et qu’elles attendent une mort certaine en raison du manque de nourriture. Cependant, la réalité est très différente. Dirigées par une sorte d’instinct, les coccinelles effectuent un vol migratoire vers les zones élevées de leur habitat lorsque l’air chaud des plaines provoque un manque de pucerons qui représentent leur principale source de nourriture. Après avoir pondu leurs œufs dans les vergers d’agrumes de la Sicile, les coccinelles, repues, migrent vers les pentes supérieures de l’Etna qui sont dépourvues de prédateurs tels que les araignées, les oiseaux ou les rongeurs. Au début du printemps suivant, lorsque la population de pucerons réapparaît, les coccinelles sortent de leurs cachettes et migrent dans l’autre sens ; elles envahissent alors les lieux où elles peuvent trouver une nourriture abondante.
On peut se demander pourquoi les coccinelles se rassemblent en grappes si fournies. Aucune réponse définitive n’a été proposée. C’est peut-être parce qu’elles réagissent de la même manière à des facteurs microclimatiques (humidité, chaleur et lumière), ou parce qu’elles sont attirées par les odeurs laissées par les premiers insectes qui sont arrivés sur place.
Source: Revue de L’Association Volcanologique Européenne.

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drapeau-anglaisWhen visiting volcanoes, you can make surprising discoveries. A British researcher did not expect to see bees close to the active crater of Masaya volcano in Nicaragua. In the same way, I was very surprised to find swarms of ladybirds on Stromboli and Mount Etna.

A scientist who was visiting Masaya volcano, just outside the Nicaraguan capital city of Managua, discovered a little bee, Anthophora squammulosa, which was zipping through the ash heaps looking for nectar and burrowing in a pile of volcanic debris. These bees nest almost exclusively in one patch of Masaya. There, temperatures may climb as high as 42°C, and acid rain occasionally falls on the upper slopes of the mountain. Nothing visible grows. The scientist wondered why the bees were there and a study was launched with other researchers from around the globe.

First, they wanted to figure out just how many bees were present and came to an estimation of 1000 to 2000 insects.

Another mystery was what the bees were eating. The females dig cell-like nests nearly 30 centimetres into the side of the volcano, where they lay their eggs. They then collect pollen and nectar to deposit in the nest for the developing larva to eat after they hatch. 99% of the pollen comes from only one plant, Melanthera nivea, a tough wildflower that can survive the volcano’s acid rainfall.

The researchers think that the bees may thrive in the volcano’s adverse environment because it hosts few predators and parasites that would threaten their survival. It could also be that their nests aren’t broken up by underground roots as there is hardly any vegetation on Masaya. However, the bee population living on the volcano may be under a real threat: Not only could an errant eruption kill them, but because they are specialized to only one type of plant, if that plant died out, they would be left with nothing. The little bees are living life literally on the edge!

Source : Science Mag.

Just like the bees are quite unexpected on Masaya volcano, ladybirds come as a real surprise on Mt Etna or Stromboli volcano in Sicily. The ladybird population is at its highest between June and February of the next year.  Cocinella septempunctata and Adalia bipunctata concentrate on or under the stones and within the fissures of the lava. Both species are differentiated by the number of black dots on their red wings.
Ladybirds are very precious to nature as there are remarkable predators that can sometimes eat their own offspring.  As their numbers is sometimes very high in some regions of the world, they are collected to be used in the protection of fruit trees.

When looking at the ladybirds hiding inside the fissures, one might think they have been carried on the volcano by the wind where they are waiting for a certain death because of the lack of food. However, reality is quite different. Led by some sort of instinct, they perform a migratory flight towards the elevated areas of their habitat when the warmer air of the plains induces a drastic lack of aphids which represent their main food source. After having laid their eggs in the citrus fruit orchards of Sicily, the ladybirds migrate to the higher slopes of Mt Etna which are devoid of predators such as spiders, birds or rodents. Early during the next spring, when the aphid population reappears, the ladybirds come out of their hiding places and migrate the other way round and invade the places with plentiful food.

Another question needs to be answered: why are the ladybirds gathering in such great numbers? The reason may be that they react in the same way to microclimatic factors (humidity, heat and light), or because they are drawn by the odours left by the first insects that arrived on the spot.

Source: Review of L’Association Volcanologique Européenne.

Coccinelles

Les coccinelles du Stromboli (Photo: C. Grandpey)