L’impact du dioxyde de soufre du Bárðarbunga (Islande) // The impact of Bárðarbunga’s sulphur dioxide

drapeau francaisL’éruption de 6 mois du Bárðarbunga (31 août 2014 – 27 février 2015) fut la plus importante en Islande depuis l’éruption dévastatrice du Laki de 1783 à 1784. Elle a produit environ 1,6 km3 de lave en couvrant une superficie équivalente à l’île de Manhattan.
L’éruption a généré des émissions de dioxyde de soufre (SO2) de près de 12 millions de tonnes, ce qui est plus que l’ensemble des émissions de SO2 en Europe en 2011. En Islande, la concentration de SO2 a dépassé dans une grande partie du pays 350 ug/ m3 et par heure, ce qui est considéré comme la limite pour la santé. Cette concentration a été observée pendant plusieurs jours ou plusieurs semaines (voir mes notes précédentes sur l’éruption). Toutefois, les effets de l’éruption ne se limitent pas à l’Islande car de nombreuses parties de l’Europe ont également enregistré des niveaux élevés de SO2.
Les chercheurs ont d’abord craint que les émissions de SO2 soient beaucoup plus élevées, ce qui aurait causé des problèmes de santé graves à travers l’Islande et peut-être l’Europe. Leurs craintes s’appuyaient sur l’histoire passée du volcan. Il y a huit mille ans, le Bárðarbunga a connu une éruption encore plus puissante que celle du Laki. Il est bon de rappeler que cette dernière a tué quelque 10 000 personnes en Islande tandis que la pollution par le SO2 affectait des dizaines de milliers d’autres en Europe, en particulier en Grande-Bretagne, en France et aux Pays-Bas.
Dans un article de la revue Geochemical Perspectives Letters (la revue de l’Association Européenne de Géochimie), un groupe de chercheurs islandais a détaillé les effets de l’éruption du Bárðarbunga sur l’environnement. Ils ont montré que le niveau de SO2 avait augmenté de manière significative à la suite de l’éruption. Les stations de surveillance installées en Irlande ont révélé des pics élevés, en particulier le 6 septembre, jour où le niveau de SO2 a dépassé les limites européennes pour la protection de la santé humaine. Même à une altitude de 1210 mètres dans les Alpes autrichiennes, le niveau de SO2 a culminé à 235 ug/m3, ce qui représente environ 60% des niveaux autorisés et près de 50 fois le niveau de référence normal d’environ 5 ug/m3.
Les chercheurs soulignent que pour la plus grande partie de l’Europe les effets sur la santé ont été minimes car l’exposition au SO2 n’a pas été prolongée. En 2014-15, c’est surtout la partie septentrionale de l’Islande qui a connu la plus forte pollution qui, heureusement, n’affectait guère des zones habitées. De plus, l’éruption est survenue au bon moment d’un point de vue météorologique, ce qui a minimisé les effets globaux en Islande, mais aussi ailleurs sur le continent européen. En effet, la vitesse moyenne du vent est plus élevée en hiver qu’en été, donc l’éruption du Bárðarbunga a produit des panaches qui se sont rapidement dispersés. Par ailleurs, en raison de la réduction du nombre d’heures d’ensoleillement en automne et en hiver, un pourcentage plus faible du SO2 émis était susceptible d’être oxydé dans des conditions sèches et transformé en acide sulfurique (H2SO4).
Source: Association Européenne de Géochimie.

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drapeau anglaisThe six month long eruption of the Bardarbunga volcano (31 August 2014-27 February 2015 ) was the largest in Iceland since the devastating Laki eruption of 1783-84, producing around 1.6 km3 of lava, covering an area equivalent to Manhattan Island.

The eruption caused total sulphur dioxide (SO2) emissions of nearly 12 million  tonnes, which exceeded the total SO2 emitted in Europe in 2011. In Iceland, concentration of SO2 exceeded the 350 µg m-3 hourly average health limit over much of the country for days to weeks (see my previous notes about the eruption). However, the effects of the volcano were not confined to Iceland – many parts of Europe also saw high SO2 levels.

Researchers were initially concerned that the SO2 emissions would be much higher, which would have caused serious health problems throughout Iceland and perhaps Europe. They feared much worse effects when they referred to the past history of the volcano. Eight thousand years ago, Bardarbunga experienced an eruption even bigger than that of the 1783-84 Laki eruption which killed around 10,000 people in Iceland and the resultant SO2 pollution that affected tens of thousands in Europe, especially in the Britain, France and the Netherlands.

Writing in the journal Geochemical Perspectives Letters (the journal of the European Association of Geochemistry), a group of Icelandic researchers has detailed the environmental effects of the Bardarbunga eruption. They were able to show that the SO2 levels rose significantly in the wake of the eruption. Monitoring stations in Ireland showed high SO2 spikes, with SO2 levels exceeding the European limits for the protection of human health on September 6th. Even at an altitude of 1210 meters in the Austrian Alps, SO2 levels spiked at 235 µg m-3. This is around 60% of permitted levels, and nearly 50 times the normal background level of around 5 µg m-3

The researchers stress that for most of Europe, the effects on health would have been minimal, given that the SO2 exposure was not prolonged.  In 2014-15, most of Iceland, especially North Iceland, experienced gas pollution. However this was away from most inhabited areas. The eruption occured at the right moment for the weather, which tended to minimize the overall effects in Iceland, but also elsewhere on mainland Europe. Indeed, the average wind speed is higher in winter than summer, thus the Bardarbunga eruption produced fast-dispersing plumes. Because of reduced autumn-winter sunlight hours, a smaller per cent of emitted SO2 had the potential to be oxidised under dry conditions to sulphuric acid (H2SO4).

Source : European Association of Geochemistry.

Bardarbunga

L’éruption du Bárðarbunga le 4 septembre 2014 (Crédit photo : Peter Hartree / Wikipedia)

 

Ubinas (Pérou)

drapeau francaisDans un message qu’il m’a adressé hier, l’Institut Géophysique du Pérou indique que le magma de l’Ubinas est «très proche» de la surface du cratère et que dans les prochains jours il y aura « de nouvelles explosions à l’intérieur du volcan et des émissions de cendre plus fréquentes ». Le processus éruptif qui a commencé le 8 avril continue avec un « soudain changement » de l’activité sismique suivi d’une montée du magma et de la pression à l’intérieur de l’édifice, en raison d’un blocage probable à l’intérieur de la cheminée. Lundi soir, les scientifiques ont détecté une petite anomalie thermique à la surface du volcan. Les habitants de la vallée Ubinas à Arequipa sont invités à garder à portée de main des masques et des lunettes de protection contre la cendre volcanique. Le 9 juillet, l’Ubinas a connu un épisode éruptif avec une colonne de cendre qui est montée jusqu’à 2.700 mètres et des retombées jusqu’à 15 km du volcan.

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drapeau anglaisA message I received yesterday from Peru’s Geophysical Institute indicates that magma from Ubinas volcano is “very close” to the surface of the crater and that in the coming days there will be “new explosions in the interior of the volcano and more intermittent ash exhalations”.

The eruption process that started on April 8th continues with a “sudden change” in seismic activity following which magma has risen and internal pressure has increased because of a possible blockade inside the duct. Late Monday, scientists detected a low-intensity anomalous hot spot on the volcano’s surface. Residents of the Ubinas valley in Arequipa are urged to keep handy masks and protective glasses to shield themselves from possible ash dispersion.

On July 9th,  Ubinas erupted with an ash column up to 2,700 metres and ashfall as far as 15 km from the volcano.

Santorin (Grèce) : Du CO2 comme dans un cocktail // Santorini (Greece) : CO2 like in a cocktail

drapeau francaisLe site de la deuxième plus grande éruption volcanique de l’histoire humaine, au large de Santorin en Grèce, recèle aujourd’hui de superbes poches d’eau opalescente qui ont été récemment découvertes à une profondeur de 250 mètres. Ces poches d’eau, reliées les unes aux autres, contiennent des concentrations élevées de dioxyde de carbone. Elles permettront peut-être un jour d’expliquer les phénomène liés à l’accumulation du carbone dans les profondeurs des océans et de mieux surveiller le volcan de Santorin qui reste potentiellement actif.
Les poches d’eau varient en taille de 1 à 5 mètres de diamètre. Les scientifiques européens qui les ont observées pensent qu’elles sont éphémères, apparaissant et disparaissant comme une mare d’eau de pluie dans le désert. Lors d’une mission dans la région en juillet 2012, ils ont utilisé des véhicules d’exploration sous-marine de dernière génération pour localiser et analyser ces Kallisti Limnes, « les plus beaux lacs » en grec ancien. La crise volcano-sismique de 2011 avait déjà conduit les chercheurs à lancer des investigations sur un site d’activité hydrothermale bien connu au sein de la caldeira de Santorin.

Au cours de la reconnaissance préliminaire d’une grande faille du plancher océanique, un véhicule sous-marin autonome (AUV) a identifié des couches d’eau avec des propriétés chimiques inhabituelles. Suite à cette reconnaissance, les chercheurs ont utilisé Thétis, un véhicule avec des hommes à son bord. L’équipage du submersible a utilisé des capteurs chimiques pour observer les poches d’eau opalescente situées dans les dépressions au pied de la paroi de la caldeira (voir la carte ci-dessous). Les chercheurs ont ensuite envoyé un petit véhicule télécommandé (ROV) afin d’échantillonner les fluides hydrothermaux à l’intérieur des poches d’eau.
Le plus souvent, de telles poches d’eau au sein de l’océan sont des concentrations de saumure où le sel dissous en provenance des formations géologiques sous le plancher océanique crée une densité supplémentaire qui sépare la poche d’eau salée de l’eau de mer environnante. Dans le cas de Santorin, la forte densité des poches d’eau n’est probablement pas provoquée par le sel, mais par le CO2.
Il y a de  fortes chances pour que ce CO2 soit généré par l’activité sismique dans la région, avec la subduction de la plaque africaine sous la plaque eurasienne. Au cours de la subduction, le CO2 peut être libéré lors du dégazage du magma, ou à partir de matières sédimentaires qui subissent des modifications en étant soumises à des pressions et des températures très élevées.
Les chercheurs ont observé que les poches d’eau de Santorin ont un pH très faible, ce qui les rend très acides, et donc dépourvues d’organismes de calcification. En revanche, ils pensent que des organismes riches en silice pourraient être la source de l’opale dans les fluides.
Jusqu’à la découverte de ces poches d’eau riches en CO2, on pensait que lorsque le CO2 est émis à l’intérieur de l’océan, il se disperse dans l’eau environnante. A l’inverse, dans cette partie de Santorin, les deux fluides restent séparés et celui qui a la plus forte densité en CO2 reste au fond, un peu comme dans un cocktail, et forme ces poches d’eau opalescente.
Les capteurs de température ont révélé que celle des Limnes Kallisti était de 5 ° C supérieure à celle des eaux environnantes. Cette chaleur est probablement le résultat de la circulation de fluides hydrothermaux dans la croûte et au-dessus d’une source de chaleur plus profonde, comme une chambre magmatique. Les fluides à l’intérieur des poches d’eau répondent également aux variations de pression, comme les marées, ce qui peut donner des informations sur la structure de perméabilité du sous-plancher océanique.

Les variations de température et les modifications chimiques de ces poches d’eau peuvent venir en complément d’autres techniques de surveillance de l’évolution de l’activité volcanique dans la région.
Adapté d’un article de la Woods Hole Oceanographic Institution.
http://www.whoi.edu/news-release/co2-pools

Voici une petite vidéo montrant ces poches d’eau de mer riches en CO2:

http://mex1.whoi.edu:8080/http2/WHOI_CMS/Media_Relations/114953_CO2Pools.webm

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drapeau anglaisThe location of the second largest volcanic eruption in human history, off Greece’s Santorini, are the site of newly discovered opalescent pools forming at a depth of 250 metres. The interconnected series of pools contain high concentrations of carbon dioxide (CO2) and may hold answers to questions related to deep sea carbon storage as well as provide a means of monitoring the Santorini volcano for future eruptions.

The pools range in size from 1 to 5 metres in diameter, and the European scientists who observed them believe they are ephemeral, appearing and disappearing like a rain pool in the desert. Working in the region in July 2012, they used a series of sophisticated underwater exploration vehicles to locate and characterize the pools, which they call the Kallisti Limnes, from ancient Greek for “most beautiful lakes.” A prior volcanic crisis in 2011 had led the researchers to initiate their investigation at a site of known hydrothermal activity within the Santorini caldera.

During a preliminary reconnaissance of a large seafloor fault, an autonomous underwater vehicle (AUV) identified subsea layers of water with unusual chemical properties.

Following the AUV survey, the researchers then deployed Thetis, a human occupied vehicle. The submersible’s crew used robotic onboard chemical sensors to observe the pools which are located within depressions of the caldera wall (see map below). Finally, the researchers sent a smaller remotely operated vehicle (ROV), to sample the pools’ hydrothermal fluids.

Usually, such pools within the ocean are brine pools where dissolved salt released from geologic formations below the seafloor creates the extra density and separates the brine pool from the surrounding seawater. In the case of Santorini, the pools’ increased density isn’t driven by salt, but probably by CO2 itself.

This CO2 is probably generated by the seismic activity in the region, caused by the subduction of the African tectonic plate underneath the Eurasian plate. During subduction, CO2 can be released by magma degassing, or from sedimentary materials which undergo alteration while being subjected to enormous pressure and temperature.

The researchers determined that the pools have a very low pH, making them quite acidic, and therefore, devoid of calcifying organisms. But they believe silica-based organisms could be the source of the opal in the pool fluids.

Until the discovery of these CO2-dense pools, the assumption has been that when CO2 is released into the ocean, it disperses into the surrounding water. But in that part of Santorini, the two fluids actually remain separate with the denser CO2 water sinking to form the pool.

Temperature sensors revealed that the Kallisti Limnes were 5°C above that of surrounding waters. This heat is likely the result of hydrothermal fluid circulation within the crust and above a deeper heat source, such as a magma chamber. The pool fluids also respond to variations in pressure, such as tides, and this may inform of the permeability structure of the sub-seafloor.  Changes in the pools’ temperature and chemical signals may thus complement other monitoring techniques as useful indicators of increased or decreased volcanism.

Adapted from an article of the Woods Hole Oceanographic Institution.

http://www.whoi.edu/news-release/co2-pools

Here is a short video showing these CO2-rich pools:

http://mex1.whoi.edu:8080/http2/WHOI_CMS/Media_Relations/114953_CO2Pools.webm

Santorin 03

Source:  WHOI.

Images du Sinabung (Indonésie)

drapeau francaisCela fait plusieurs semaines que le Sinabung montre une activité soutenue avec des panaches de cendre et des coulées pyroclastiques. Des milliers de personnes ont été évacuées. Les images de la situation abondent sur Internet. Voici quelques sites d’agences de presse qui présentent des galeries intéressantes.

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drapeau anglaisMount Sinabung has shown heightened activity over the past weeks with ash plumes and pyroclastic flows. Thousands of residents have been evacuated. One can find lots of images of the situation on the Internet. Here are a few examples of galleries released by press agencies.

http://uk.businessinsider.com/photos-of-mount-sinabung-in-indonesia-erupting-2015-6?op=1?r=US&IR=T

http://edition.cnn.com/2015/06/16/asia/gallery/mount-sinabung-eruption-photos/

http://www.huffingtonpost.com/2015/06/15/mount-sinabung-volcano-photos_n_7586054.html