Catégorie : volcans

Pour mieux analyser l’activité volcanique…

La plupart (pour ne pas dire tous) les volcanologues aimeraient avoir à leur disposition un tomographe géant capable de voir les entrailles d’un volcan, un peu comme les services des douanes peuvent examiner l’intérieur des bagages dans les grands aéroports. Malheureusement, nous sommes encore loin d’avoir à notre disposition une telle technologie qui nous permettrait de mieux prévoir les éruptions, domaine pour lequel nous sommes encore démunis. Malgré tout, les recherches vont bon train et plusieurs approches intéressantes ont été testées sur les volcans.

C’est ainsi que des scientifiques de l’Institut Langevin et de l’Institut de physique du globe de Paris (IPGP) ont mis au point en 2024 une méthode d’imagerie innovante capable de sonder les entrailles d’un volcan à une résolution et une profondeur inégalées jusqu’ici. Parus dans la revue Communications, Earth & Environment, ces travaux offrent une nouvelle approche de la volcanologie et pourraient permettre de mieux anticiper les éruptions.

La publication de l’IPGP explique que, de nos jours, la tomographie sismique exploite les séismes pour sonder leurs propriétés mécaniques mais elle demande une activité sismique importante et la résolution des images obtenues est seulement de l’ordre de quelques kilomètres. Les scientifiques de l’Institut Langevin et de l’IPGP ont mis au point une nouvelle méthode d’imagerie, dite matricielle passive, qui plonge dans les entrailles du volcan jusqu’à dix kilomètres de profondeur et résout sa plomberie interne avec une précision de l’ordre de la centaine de mètres à partir du seul bruit sismique.

Ces résultats ont été obtenus sur La Soufrière de la Guadeloupe. Ils révèlent la forme tortueuse de la cheminée du volcan dans sa partie supérieure. Ils confirment aussi l’existence d’une large zone de stockage de magma en profondeur. Il s’agit d’un réseau de lentilles de magma horizontales connectées entre elles.

Pour parvenir à ce résultat, les scientifiques, en collaboration avec l’Observatoire volcanologique et sismologique de Guadeloupe, ont déployé un réseau de géophones qui captent non seulement les secousses sismiques, mais aussi le bruit sismique induit par le vent, l’océan et l’activité humaine. Ce bruit sismique mesuré pendant deux mois a servi à construire une matrice de réflexion, inspirée de travaux précédents de la même équipe sur l’échographie ultrasonore et la microscopie optique. Cette matrice est exploitée pour compenser finement les distorsions que les ondes sismiques subissent en traversant les différentes structures géologiques et poches de magma du volcan. Ces hétérogénéités ne sont alors plus un obstacle et une image de la structure interne du volcan est obtenue comme si ce dernier était devenu transparent.

Cette technique d’imagerie matricielle passive peut être appliquée à n’importe quel volcan pourvu qu’il y soit déployé un réseau dense de géophones. Elle ouvre ainsi un vaste champ d’applications en volcanologie, pour mieux comprendre la structure interne des volcans et les mouvements du magma en profondeur. Cela pourrait permettre d’anticiper de manière plus efficace les éruptions volcaniques.

Source : IPGP.

Référence: E. Giraudat, A. Burtin, A. Le Ber, M. Fink, J-C. Komorowski & A. Aubry. Matrix imaging as a tool for high-resolution monitoring of deep volcanic plumbing systems with seismic noise. Commun Earth Environ 5, 509 (2024). DOI : 10.1038/s43247-024-01659-2.

a) Vue tri-dimensionnelle du volcan obtenue par une migration confocale de la matrice de réflexion. L’image est totalement brouillée par les distorsions des ondes sismiques induites par les hétérogénéités du volcan. b) Image matricielle du volcan obtenue par apprentissage des lois de focalisation compensant les hétérogénéités de ce dernier. Jusqu’à 5 km, l’image révèle le conduit tortueux de la Soufrière. Au-delà, une zone de stockage du magma est mise en lumière avers un arrangement complexe de lentilles de magma horizontales connectées les unes aux autres. © Elsa Giraudat

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Il y a quelques années, La Soufrière de la Guadeloupe a déjà servi de banc d’essai à une étude sur l’utilisation des muons en volcanologie. J’ai publié plusieurs notes à ce sujet sur ce blog. Cette nouvelle technologie est basée sur l’utilisation des particules en provenance des couches supérieures de l’atmosphère. J’ai décrit cette technologie plus en détail dans des notes parues le 21 novembre 2015 et le 10 février 2016 :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2015/11/21/muons-et-volcans-muons-and-volcanoes/

Les scientifiques français ont utilisé la tomographie muonique dans le cadre du projet DIAPHANE sur le volcan de la Soufrière à la Guadeloupe. Des équipes du CNRS ont installé des capteurs de muons cosmiques sur les flancs du volcan. La technologie a permis de «suspecter la présence d’importantes cavités» à l’intérieur de l’édifice volcanique.

En cliquant sur le lien ci-dessous, vous pourrez visionner un excellent document (en anglais) montrant la mise en place du projet DIAPHANE sur la Soufrière en avril-mai 2015 :

https://www.bo.infn.it/sminiato/iprd16/01_Lunedi/Mattina/04_Marteau.pdf

Selon les chercheurs en charge du projet DIAPHANE, son but est d’augmenter la couverture tomographique du dôme de La Soufrière de la Guadeloupe. Il s’agit aussi de fournir des données uniques, non seulement d’imagerie structurelle, mais surtout du suivi dynamique du système hydrothermal du volcan. Le rapport entre le niveau d’eau liquide et gazeuse est en effet un des points essentiels dans la compréhension du fonctionnement d’un volcan de ce type, constamment arrosé par les pluies tropicales (8 à 10 mètres de précipitations annuelles !), et siège de fréquentes éruptions phréatiques.

Voici des images de l’intérieur de la zone sommitale de La Soufrière et du Stromboli obtenues grâce à la muographie.

 (Sources: IPGP, JMA)

Il faut toutefois ajouter que si ces images muoniques permettent d’avoir une idée de l’intérieur du volcan, elle n’apportent rien, ou pas grand-chose, en matière de prévision éruptive. Elles fournissent une image statique, longue à obtenir, à un moment donné. La nouvelle méthode d’imagerie matricielle passive semble un peu plus dynamique mais ne prend pas en compte tous les paramètres liés à l’activité volcanique.

Source : CNRS.

Kilauea (Hawaï): Épisode 17 ! // Kilauea (Hawaii) : 17th eruptive episode !

07 avril 2025 – 23h55 (heure locale) : L’épisode éruptif n°17 du Kilauea (Hawaï) vient de débuter. La lueur s’est intensifiée au-dessus de la bouche éruptive nord vers 21h30 (heure locale) et une coulée de lave émise par le cratère sud est apparue sur les images de la webcam à 22h14. La lave avance sur le plancher de l’Halema’uma’u. Le HVO pense que cette émission de lave devrait être suivie d’un épisode de fontaines, comme lors des épisodes éruptifs précédents.

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Vue de l’éruption le 8 avril 2025 à 6h30 (heure locale) :

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8 avril 2025 – 19 heures (heure locale) : L’activité éruptive reste intense au niveau de la bouche sud dans le cratère de l’Halema’uma’u, mais les fontaines de lave n’atteignent pas, pour le moment, la hauteur des épisodes précédents. Le spectacle reste toutefois de toute beauté.

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09 avril 2025 – 6h30 (heure locale) : Le 17ème épisode éruptif du Kilauea se poursuit sans grands changements. L’activité reste très intense au niveau de la bouche sud dans le cratère de l’Halema’uma’u. Les gerbes montent à une cinquantaine de mètres de hauteur, sans évoluer en spectaculaires fontaines de lave comme pendant les épisodes précédents. La lave s’échappe en abondance de la bouche éruptive et s’étale ensuite sur le plancher du cratère.

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9 avril 2025 – 10h15 (heure locale) : L’épisode 17 de l’éruption du Kilauea s’est terminé à 9h45 (heure locale) le 9 avril, lorsque les fontaines de lave ont cessé de jaillir de la bouche sud dans le cratère de l’Halema’uma’u. Elles ont atteint des hauteurs de 15 à 60 mètres. Au total, l’épisode 17 a duré 35 heures et 30 minutes, avec des fontaines de lave émises par la bouche éruptive sud et une activité mineure dans la bouche nord.
Pendant l’épisode 17, les coulées de lave ont recouvert plus de 40 % du plancher de Halemaʻumaʻu.
Une déflation d’environ 10,5 microradians a été observée pendant l’événement. La fin de l’éruption a coïncidé avec un changement du tilt qui est passé de la déflation à l’inflation, signe que du nouveau magma continue de pénétrer dans la chambre superficielle. .
Source : HVO.

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April 7, 2025 – 11:55 PM (local time) : Eruptive episode 17 of Kilauea (Hawaii) has just begun. Glow intensified over the north vent around 9:30 PM (local time), and a lava flow from the south crater appeared on webcam images at 10:14 PM. Lava is advancing across the floor of Halema’uma’u. HVO thinks that the current lava emission will be followed by an episode of lava fountaining, like during the previous eruptive episodes.

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See the eruption (screenshot above) at 6:30 on April 8th, 2025.

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April 8th, 2025 – 7:00 PM (local time) : Eruptive activity remains intense at the southern vent in Halema’uma’u Crater, but lava fountains are not yet reaching the heights of previous episodes.  (see screenshot above).

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April 9, 2025 – 6:30 a.m. (local time) : Kilauea’s 17th eruptive episode continues without significant changes. Activity remains very intense at the south vent in Halema’uma’u Crater. Lava projections rise to about 50 meters in height, without developing into spectacular lava fountains as during previous episodes. Lava flows profusely from the eruption vent and then spreads across the crater floor.

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9 April 2025 – 10:15 (local time) :Episode 17 of the Kilaueaeruption ended at 9:45 a.m. (local time) on April 9 when low fountaining at the south vent stopped. Fountains from the south vent sustained heights of 15-60 meters. Overall, episode 17 lasted 35.5 hours and consisted of lava fountains from the south vent and minor north vent activity.

During episode 17, lava flows covered over 40% of the floor of Halemaʻumaʻu

Deflation was measured at approximately 10.5 microradians during episode 17. The end of the eruption was coincident with a distinct change in tilt from deflationary to inflation, the sign taht new magma is still entering the shallow magma chamber.

Source : HVO.

Rebond isostatique et éruptions en Antarctique ? // Isostatic rebound and eruptions in Antarctica ?

À la fin du documentaire consacré au « Réveil des volcans d’Europe » (France 5 le 7 avril 2025), Jamy Gourmaud aborde le sujet du rebond isostatique en Antarctique.

Le rebond isostatique est un phénomène que l’on peut rapprocher du bradyséisme qui affecte les Champs Phlégréens en Italie. À Pouzolles, le sol subit des variations de niveau au gré des phases de gonflement et de dégonflement de la chambre magmatique qui se trouve sous cette région. S’agissant des glaciers, avec leur fonte leur masse diminue, ce qui pourrait favoriser la poussée du magma qui sommeille sous la surface de la Terre ; on aurait affaire à une sorte de bradyséisme glaciaire.

Traces du bradyséisme sur le temple de Sérapis à Pouzzoles (Photo: C. Grandpey)

Plusieurs scientifiques ont évoqué le rebond isostatique à propos de l’Islande. Le documentaire diffusé le 7 avril nous explique que le soulèvement du substrat rocheux pourrait également se produire en Antarctique et favoriser le déclenchement d’éruptions sur le Continent blanc.
En étudiant l’interaction entre le volcanisme et la glaciation au cours des 150 000 dernières années, des scientifiques américains et allemands ont déterminé – dans une étude publiée début 2025 – que que le rebond isostatique pourrait augmenter la fréquence et l’intensité de l’activité volcanique dans le système de rift antarctique occidental (West Antarctic Rift System – WARS). Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue Geochemistry, Geophysics, Geosystems.
Comme l’a précisé Jamy Gourmaud, l’une des zones volcaniques les plus actives au monde, la région de WARS abrite plus de 130 volcans, dont beaucoup sont situés le long de la côte ouest de l’Antarctique. Si certains de ces volcans, comme le mont Erebus, sont visibles, beaucoup d’autres se cachent sous une épaisse couche de glace, une couche qui s’amincit et recule lentement.

Sommet de l’Erebus (Crédit photo: Wikipedia)

Les auteurs de l’étude ont analysé la « dynamique interne » du système d’alimentation magmatique dans la région en concevant un modèle de chambre magmatique thermomécanique et en simulant diverses baisses de pression causées par la déglaciation. L’étude a également examiné comment ce changement de pression faisait augmenter la taille de la chambre magmatique tout en impactant l’émission des substances volatiles. Après avoir effectué plus de 4 000 simulations, ils ont découvert que plus la chambre magmatique était grande, plus elle était impactée par le retrait des glaciers qui la surmontent.
Pour tester leurs conclusions, les chercheurs ont également exploré l’impact de la déglaciation dans les Andes, qui s’est produite il y a environ 18 000 à 35 000 ans. Ils ont trouvé des preuves d’une augmentation du volcanisme pendant la déglaciation au cours du dernier maximum glaciaire. La réduction de poids due à la fonte de la glace au-dessus permet également à l’eau dissoute et au dioxyde de carbone de former des bulles de gaz, ce qui provoque une accumulation de pression dans la chambre magmatique et peut éventuellement déclencher une éruption. »
Source : Populatr Mechanics via Yahoo News.

Comme je l’explique au cours de ma conférence « Volcans et Risques volcaniques », cette approche du rebond isostatique en milieu glaciaire est intéressante, mais nous ne disposons pas de suffisamment de recul dans le temps pour la valider. Le réchauffement climatique a vraiment commencé à s’accélérer dans les années 1970 et depuis cette époque, aucune éruption n’a été provoquée par un rebond isostatique. Les prochaines générations continueront ces observations et pourront affirmer si oui ou non la fonte des glaciers en milieu volcanique peut contribuer au déclenchement des éruptions.

La prochaine éruption du Katla (Islande) sera-t-elle provoquée par le rebond isostatique (Photo: C. Grandpey)

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At the end of the documentary about « The Awakening of Europe’s Volcanoes, » Jamy Gourmaud tackles the topic of isostatic rebound in Antarctica.
Isostatic rebound is a phenomenon similar to the bradyseism that affects the Phlegraean Fields in Italy. In Pouzolles, the ground undergoes fluctuations according to the swelling and deflation of the magma chamber beneath the region. As glaciers melt, their mass decreases, which could promote the upwelling of magma lying dormant beneath the Earth’s surface; this would be a kind of glacial bradyseism.
Several scientists have mentioned isostatic rebound in connection with Iceland. The documentary released on April 7 explains that the uplift of the bedrock could also occur in Antarctica and trigger eruptions on the White Continent.

Studying the interplay between volcanism and glaciation over the past 150 thousand years, scientists from the U.S. and Germany determined that the isostatic rebound could increase the frequency and intensity of volcanoes in the West Antarctic Rift System (WARS). The results of the study were published in the journal Geochemistry, Geophysics, Geosystems.

One of the most volcanically active areas of the world, WARS is home to more than an estimated 130 volcanoes, many of which are located along Antarctica’s western coast. While some of these volcanoes, such as Mount Erebus, are visible, many more are hidden away beneath a deep sheet of ice, a sheet that is slowly thinning and retreating.

The authors of the study analyzed the“internal dynamics” of the magma plumbing system in the region by designing a thermomechanical magma chamber model and simulated various pressure decreases caused by deglaciation. The study also investigated how this change in pressure increased the size of the magma chamber while also impacting the expulsion of volatiles. After running more than 4,000 simulations, they found that the larger the magma chamber, the more impacted it was by retreating glaciers overhead.

To test their findings, the researchers also explored the impact of deglaciation in the Andes Mountains, which occurred around 18,000 to 35,000 years ago. They found evidence of increased volcanism during deglaciation during the Last Glacial Maximum. The reduced weight from the melting ice above also allows dissolved water and carbon dioxide to form gas bubbles, which causes pressure to build up in the magma chamber and may eventually trigger an eruption.”

Source : Populatr Mechanics via Yahoo News.

As I explain in my lecture « Volcanoes and Volcanic Risks, » this approach to isostatic rebound in a glacial environment is interesting, but we don’t have enough time to validate it. Global warming really started to accelerate in the 1970s, and since then, no eruption has been triggered by isostatic rebound. Future generations will continue these observations and will be able to determine whether or not the melting of glaciers in a volcanic environment can contribute to triggering eruptions.

À propos des volcans sur Vénus // About Venus’ volcanoes

Dans une note diffusée le 4 juin 2024, j’expliquais qu’une étude publiée dans la revue Nature Astronomy présentait une nouvelle analyse des données recueillies en seulement huit mois au début des années 1990 par la sonde Magellan. Les images qui accompagnent cette étude révèlent des changements à la surface de Vénus attribuables au volcanisme survenu pendant la mission Magellan. L’étude montre que l’activité volcanique est non seulement continue sur Vénus, mais se produit également à grande échelle.

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2024/06/04/activite-volcanique-sur-venus-volcanic-activity-on-venus/

Aujourd’hui, des scientifiques de l’Université de Washington à Saint-Louis pourraient ont PEUT-ÊTRE découvert la force motrice à l’intérieur des volcans vénusiens. IL SE POURRAIT que des processus de convection sous la surface très chaude de Vénus permettent d’expliquer l’activité des quelque 85 000 volcans de la planète, estimation basée sur des images radar de la mission Magellan de la NASA en 1989.

Source: NASA

Grâce à une nouvelle modélisation de la dynamique des fluides, les chercheurs montrent aujourd’hui que la croûte vénusienne POURRAIT favoriser la convection. Ceci POURRAIT expliquer comment la chaleur interne de Vénus est transférée vers la surface, là où les températures atteignent 466 °C et où les volcans et autres formations géologiques présentent des signes évidents de fusion.

Source: NASA

Jusqu’à présent, personne n’avait réellement évoqué la possibilité de convection dans la croûte vénusienne. Dans la nouvelle étude, les calculs des chercheurs montrent que la convection est PEUT-ÊTRE PROBABLE. Si cette hypothèse est confirmée, elle apportera aux scientifiques de nouvelles perspectives sur l’évolution de la planète.
La convection est bien connue dans le manteau terrestre. C’est le processus par lequel la matière chaude monte vers la surface d’une planète tandis que la matière plus froide s’enfonce. Sur Terre, les courants de convection provoquent le déplacement des plaques tectoniques à la surface de la planète et déclenchent des phénomènes géologiques comme le volcanisme.
Des courants de convection ont également été observés par la mission New Horizons de la NASA sur Pluton dont la surface présente des caractéristiques polygonales ressemblant aux limites des plaques sur Terre.
Source : Space.com via Yahoo News.
NDLR : J’ai écrit plusieurs mots en majuscules. Ils montrent que les scientifiques de l’Université Washington de Saint-Louis émettent des hypothèses qui demandent à être vérifiées pour être confirmées.

Source: NASA

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In a post published on June 4th, 2025, I explained that a research published in the journal Nature Astronomy presented a new analysis of data collected over the space of just eight months in the early 1990s by the Magellan orbiter. The images that accompany this study show changes in the Venusian surface that can best be attributed to volcanism that took place during the Magellan mission. The study suggested that volcanic activity was not only ongoing on Venus, but widespread.

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2024/06/04/activite-volcanique-sur-venus-volcanic-activity-on-venus/

Today, scientists at Washington University in St. Louis MAY have just found the driving force behind Venus’ volcanoes Convection processes beneath Venus’ very hot surface MAY help explain the activity of the planet’s 85,000 volcanoes, an estimation based on radar images from NASA’s 1989 Magellan mission.

Using new fluid dynamic modeling, researchers show that Venus’ crust COULD support convection. This, in turn, COULD help explain how heat from Venus’ interior COULD be transferred to the surface, where temperatures reach 466 degrees Celsius and volcanoes and other geological features show clear signs of melting.

Up to now, nobody has really considered the possibility of convection in the crust of Venus. The researchers’ calculations suggest that convection is possible and PERHAPS LIKELY. If true, it will give scientists new insight into the evolution of the planet.

Convection is well known about Earth’s mantle. It is the process by which heated material rises toward a planet’s surface and cooler materials sink. On Earth, convection currents cause tectonic plates to move around the planet’s surface and trigger geological activity like volcanism.

Convection currents have also been observed by NASA’s New Horizons mission on Pluto which exhibits polygonal surface features resembling plate boundaries on Earth.

Source : Space.com via Yahoo News.

Editor’s note : I have written several wordsib capital letters. They show that the scientists at Washington University in St. Louis have just set forth hypotheses that need to be verified to be confirmed.