Catégorie : volcans

Prévision de l’activité éruptive par la couleur de la végétation // Prediction of eruptive activity by vegetation colour

En volcanologie, on sait que la modification des feuilles des arbres peut indiquer qu’un volcan montre des signes d’activité et risque d’entrer en éruption. Grâce à une nouvelle collaboration entre la NASA et la Smithsonian Institution, des scientifiques pensent désormais pouvoir détecter depuis l’espace les changements intervenus dans la végétation.
Lorsque le magma traverse la croûte terrestre, il libère du dioxyde de carbone et d’autres gaz qui remontent eux aussi à la surface. Les arbres qui absorbent ce dioxyde de carbone deviennent plus verts la végétation devient plus luxuriante. Ces changements sont visibles sur les images des satellites de la NASA, comme le Landsat 8, ainsi que sur celles des instruments à bord des vaisseaux spatiaux.
Dix pour cent de la population mondiale vit dans des zones exposées aux risques volcaniques. Il est impossible de prévoir les éruptions volcaniques. Il est donc essentiel de prendre en compte les premiers signes d’activité volcanique dans l’intérêt de la sécurité publique, en particulier aux États-Unis qui sont l’un des pays les plus volcaniques au monde.
Lorsque le magma remonte vers la surface avant une éruption, il libère des gaz, notamment du dioxyde de carbone (CO2) et du dioxyde de soufre (SO2). Les composés soufrés sont facilement détectables depuis l’espace. Cependant, les émissions de CO2 – qui précèdent celles de SO2 – et indiquent qu’un volcan est prêt à se réveiller, sont difficiles à détecter depuis l’espace.
La détection à distance du verdissement de la végétation par le dioxyde de carbone est susceptible d’offrir aux scientifiques un outil supplémentaire – en complément de la sismicité et du gonflement du sol – pour se faire une idée de ce qui se passe sous le volcan.
Les volcans émettent beaucoup de dioxyde de carbone, mais la quantité de CO2 déjà présente dans l’atmosphère est telle qu’il est souvent difficile de mesurer précisément celle d’origine volcanique. Si les éruptions majeures peuvent expulser suffisamment de dioxyde de carbone pour être mesurables depuis l’espace grâce à des capteurs comme l’Orbiting Carbon Observatory 2 de la NASA, la détection de ces signaux d’alerte pré-éruptive, beaucoup plus faibles, reste difficile.
De ce fait, les scientifiques doivent se rendre sur le terrain pour mesurer directement le dioxyde de carbone. Parmi les quelque 1 350 volcans potentiellement actifs dans le monde, beaucoup se trouvent dans des régions reculées ou sur des terrains montagneux difficiles d’accès. La surveillance du dioxyde de carbone sur ces sites est donc difficile, coûteuse et parfois dangereuse. C’est pourquoi des équipes de volcanologues se sont associées à des botanistes et à des climatologues pour observer les arbres afin de surveiller l’activité volcanique. De nombreux satellites peuvent être utilisés pour effectuer ce type d’analyse. Les scientifiques ont comparé les images recueillies par le Landsat 8, le satellite Terra de la NASA, le Sentinel-2 de l’Agence spatiale européenne et d’autres satellites d’observation de la Terre pour surveiller les arbres autour de l’Etna en Sicile. Les observations ont montré une forte corrélation entre la couleur des feuilles des arbres et le dioxyde de carbone généré par le magma.
La validation de l’imagerie satellitaire par les observations sur le terrain est un défi que certains climatologues relèvent en effectuant des relevés d’arbres autour des volcans. Lors de la mission Airborne Validation Unified Experiment: Land to Ocean de mars 2025 avec la NASA et la Smithsonian Institution, les scientifiques ont utilisé un spectromètre installé sur un avion pour analyser les couleurs de la végétation au Panama et au Costa Rica. Un groupe de chercheurs a collecté des échantillons de feuilles d’arbres près du volcan Rincon de la Vieja au Costa Rica tout en mesurant les niveaux de dioxyde de carbone. Ces travaux ont permis une interaction entre écologie et volcanologie. Les chercheurs s’intéressent non seulement à la réaction des arbres au dioxyde de carbone volcanique, un signe avant-coureur d’une éruption, mais aussi à la quantité que les arbres sont capables d’absorber, ce qui est une fenêtre sur l’avenir de la Terre lorsque tous les arbres de la planète seront exposés à des niveaux élevés de dioxyde de carbone.
Toutefois, l’utilisation des arbres comme indicateurs du dioxyde de carbone volcanique présente des limites. De nombreux volcans présentent des environnements où les arbres ne sont pas en nombre suffisant pour être photographiés par satellite. Dans certains environnements forestiers, les arbres réagissent différemment aux variations des niveaux de dioxyde de carbone. De plus, les incendies, les conditions météorologiques changeantes et les maladies des plantes peuvent compliquer l’interprétation des données satellitaires sur les gaz volcaniques.
Cependant, les observations du dioxyde de carbone d’origine volcanique présentent de nombreux avantages. Une équipe scientifique a modernisé le réseau de surveillance du volcan Mayon, aux Philippines, en y intégrant des capteurs de dioxyde de carbone et de dioxyde de soufre. En décembre 2017, des chercheurs philippins ont utilisé ce système pour détecter les signes d’une éruption imminente et ont conseillé des évacuations de la zone autour du volcan. Plus de 56 000 personnes ont été évacuées en toute sécurité avant le début d’une éruption majeure le 23 janvier 2018. Grâce aux alertes précoces, aucune victime n’a été à déplorer.
On peut donc conclure que l’utilisation des satellites pour surveiller les arbres autour des volcans peut permettre aux scientifiques d’avoir un aperçu plus précoce de l’activité volcanique.
Source : NASA.

Végétation en milieu volcanique en Nouvelle Zélande (Photo : C. Grandpey)

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Scientists know that changing tree leaves can indicate when a nearby volcano is becoming more active and might erupt. In a new collaboration between NASA and the Smithsonian Institution, scientists now believe they can detect these changes from space.

As volcanic magma ascends through the Earth’s crust, it releases carbon dioxide and other gases which rise to the surface. Trees that take up the carbon dioxide become greener and more lush. These changes are visible in images from NASA satellites such as Landsat 8, along with airborne instruments.

Ten percent of the world’s population lives in areas susceptible to volcanic hazards. There’s no way to prevent volcanic eruptions, which makes the early signs of volcanic activity crucial for public safety and the United States is one of the world’s most volcanically active countries.

When magma rises underground before an eruption, it releases gases, including carbon dioxide and sulfur dioxide. The sulfur compounds are readily detectable from orbit. But the volcanic carbon dioxide emissions that precede sulfur dioxide emissions – and provide one of the earliest indications that a volcano is no longer dormant – are difficult to distinguish from space.

The remote detection of carbon dioxide greening of vegetation potentially gives scientists another tool — along with seismic waves and changes in ground height—to get a clear idea of what’s going on underneath the volcano.

Volcanoes emit a lot of carbon dioxide, but thereis so much existing carbon dioxide in the atmosphere that it is often hard to measure the volcanic carbon dioxide specifically. While major eruptions can expel enough carbon dioxide to be measurable from space with sensors like NASA’s Orbiting Carbon Observatory 2, detecting these much fainter advanced warning signals has remained elusive.

Because of this, scientists must trek to volcanoes to measure carbon dioxide directly. However, many of the roughly 1,350 potentially active volcanoes worldwide are in remote locations or challenging mountainous terrain. That makes monitoring carbon dioxide at these sites labor-intensive, expensive, and sometimes dangerous.

This why seceral volcanologists have joined forces with botanists and climate scientists to look at trees to monitor volcanic activity. Plenty of satellites cen be used to do this kind of analysis. Scientists have compared images collected with Landsat 8, NASA’s Terra satellite, ESA’s (European Space Agency) Sentinel-2, and other Earth-observing satellites to monitor trees around Mount Etna in Sicily. They have shown a strong correlation between tree leaf color and magma-generated carbon dioxide.

Confirming accuracy on the ground that validates the satellite imagery is a challenge that some climate scientists are tackling with surveys of trees around volcanoes. During the March 2025 Airborne Validation Unified Experiment: Land to Ocean mission with NASA and the Smithsonian Institution, they deployed a spectrometer on a research plane to analyze the colors of plant life in Panama and Costa Rica. A group of investigators collected leaf samples from trees near the active Rincon de la Vieja volcano in Costa Rica while also measuring carbon dioxide levels. The research is a two-way interdisciplinary intersection between ecology and volcanology. The researchers are interested not only in tree responses to volcanic carbon dioxide as an early warning of eruption, but also in how much the trees are able to take up, as a window into the future of the Earth when all of Earth’s trees are exposed to high levels of carbon dioxide.

Relying on trees as proxies for volcanic carbon dioxide has its limitations. Many volcanoes display environments twith not enough trees for satellites to image. In some forested environments, trees respond differently to changing carbon dioxide levels. Moreover, fires, changing weather conditions, and plant diseases can complicate the interpretation of satellite data on volcanic gases.

However, volcanic carbon dioxide observations show many benefits. A scientific team upgraded the monitoring network at Mayon volcano in the Philippines to include carbon dioxide and sulfur dioxide sensors. In December 2017, government researchers in the Philippines used this system to detect signs of an impending eruption and advocated for mass evacuations of the area around the volcano. Over 56,000 people were safely evacuated before a massive eruption began on January 23, 2018. As a result of the early warnings, there were no casualties.

One can conclude that using satellites to monitor trees around volcanoes may give scientists earlier insights into volcanic activity.

Source : NASA.

Mont St Helens (États Unis) : ne pas oublier

Le 18 mai 2025 marquait le 45ème anniversaire de l’éruption du 18 mai 1980 du Mont St. Helens, dans l’État de Washington, aux États Unis.

Photo: C. Grandpey

Après être resté endormi pendant plus d’un siècle, les premiers signes d’activité sont apparus au mois de mars 1980, avec un premier essaim sismique et des événements qui indiquaient que le magma et les gaz volcaniques se frayaient un chemin vers la surface. Au fil des semaines, la pression s’est accumulée à l’intérieur de l’édifice volcanique, provoquant un gonflement inquiétant du flanc nord.

Le matin du 18 mai, un important glissement de terrain, suivi instantanément d’une explosion latérale dévastatrice a marqué le début de l’éruption. Voyageant à plus de 650 km/h, le blast a dévasté 600 km2 de nature sauvage du Pacifique Nord-Ouest. Des lahars, ont déferlé dans les vallées, transportant des débris jusqu’au fleuve Columbia. Les cendres de l’éruption sont montées haut dans l’atmosphère et ont dérivé vers l’est, jusqu’au Minnesota.

Crédit photo: USGS

 En tout, 57 personnes ont perdu la vie, dont le scientifique de l’USGS David A. Johnston, et des milliards de dollars de dégâts ont été constatés dans la région. Quand l’éruption s’est calmée, le Mont St. Helens avait perdu quelque 390 mètres d’altitude.

Stèle à la mémoire des personnes disparues (Photo: C. Grandpey)

Aujourd’hui, l’USGS indique dans ses derniers bulletins que « tous les volcans de la chaîne des Cascades, dans l’Oregon et l’État de Washington, présentent une activité normale, que ce soit le Mont Baker, Glacier Peak, le Mont Rainier, le Mont St. Helens ou le Mont Adams dans l’État de Washington, ainsi que des monts Hood, Jefferson, Three Sisters, Newberry et Crater Lake dans l’Oregon. »

Quand j’ai survolé le Mt St Helens en 2008, on se trouvait à la fin d’un cycle éruptif (2004-2008) marqué par l’extrusion d’un dôme de lave d’où s’échappaient encore des gaz volcaniques. On remarquera la présence du glacier en écharpe autour du dôme.

Photo: C. Grandpey

Début mai 2025, quelques faibles séismes ont été détectés aux monts Rainier, St. Helens et Hood. Au cours du premier semestre de l’année 2024, des séismes de faible magnitude avaient été détectés au mont St. Helens, mais l’activité du volcan e été jugée normale et rien ne justifiait une modification de son niveau d’alerte.

Source : USGS.

Remodelage de la Lune par les volcans // Reshaping of the Moon by volcanoes

Les photos prises par les différentes sondes spatiales montrent que la face visible de la Lune est marquée par d’importants bassins d’impact, tandis que sa face cachée présente des bassins beaucoup moins nombreux et plus petits, avec une croûte nettement plus épaisse. Ce déséquilibre intrigue les scientifiques depuis des décennies. Au fil des ans, les chercheurs ont proposé diverses théories pour expliquer cette asymétrie; elles allaient d’un réchauffement dû aux marées provoqué par l’orbite de la Lune autour de la Terre à une collision géante qui aurait remodelé sa structure interne. Toutefois, aucune preuve claire n’a été apportée quant à un mécanisme capable de justifier une évolution aussi inégale.

Quatre vues hémisphériques de la Lune, obtenues à partir d’images prises par la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA. En haut à gauche : la face visible. En haut à droite : l’hémisphère est. En bas à gauche : la face cachée. En bas à droite : l’hémisphère ouest. (Source : NASA/GSFC/Arizona State University)

Une équipe de scientifiques du Jet Propulsion Laboratory de la NASA a analysé les données de la mission GRAIL et identifié les premiers signes de différences de température au cœur même de la Lune. L’étude, publiée le 14 mai 2025 dans la revue Nature, montre que des éléments producteurs de chaleur dans la croûte lunaire ont maintenu une face de la Lune plus fine et plus chaude que l’autre, même après des milliards d’années.
En 2012, la mission GRAIL de la NASA a utilisé deux sondes spatiales pour cartographier la gravité lunaire avec une précision remarquable. En suivant d’infimes variations de distance entre les deux sondes lors de leur vol autour de la Lune, les chercheurs ont pu détecter de subtiles variations de son attraction gravitationnelle, des différences liées à des structures inégales en profondeur sous la surface lunaire.
En étudiant ces données, les chercheurs ont constaté une différence de 2 à 3 % dans la déformation du manteau lunaire entre ses faces visible et cachée. Des simulations informatiques de la structure lunaire révèlent que cette différence peut être attribuée à un écart de température de 100 à 200 °C entre les hémisphères visible et caché, la face visible étant plus chaude.
Ce contraste est probablement dû à une concentration plus élevée d’éléments radioactifs sur la face visible de la Lune, vestiges d’une activité volcanique datant d’il y a 3 à 4 milliards d’années. En effet, les données de la mission Lunar Prospector de la NASA ont révélé que la face visible de la Lune contient jusqu’à 10 fois plus de thorium que sa face cachée. L’abondance de thorium et d’éléments radioactifs similaires a probablement généré un excès de chaleur, ce qui a provoqué des différences de température de plusieurs centaines de degrés dans le manteau de la face visible au début de l’histoire de la Lune. Cette chaleur a pu créer de vastes poches de roche en fusion contribuant à façonner des formations volcaniques, telles que les maria ou mers lunaires que nous observons aujourd’hui. Les maria sont de vastes plaines basaltiques sombres sur la Lune, formées par la lave en s’écoulant dans d’anciens bassins d’impact. Les auteurs de l’étude pensent que les processus qui ont formé les mers lunaires il y a plusieurs milliards d’années sont toujours présents et actifs aujourd’hui. Des missions comme GRAIL, qui mesurent l’évolution du champ gravitationnel d’une planète lors du déplacement d’une sonde spatiale, permettent aux scientifiques d’obtenir à distance de précieux indices sur les caractéristiques internes des corps planétaires. Comme cette technique ne nécessite pas l’atterrissage d’une sonde spatiale, elle permet de révéler plus facilement les structures internes de planètes comme Mars, Encelade, lune de Saturne, ou Ganymède, lune de Jupiter.
Source : space.com.

À voir sur France 5, dans le cadre de Science Grand Format, un très intéressant documentaire intitulé « De l’autre côté de la Lune« . Il nous montre parfaitement la face cachée de notre voisine, mais aussi les enjeux de la conquête spatiale de la Lune et le Mars.

https://www.france.tv/france-5/science-grand-format/4725331-de-l-autre-cote-de-la-lune.html

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Photos taken by the different spacecraft show that the moon’s nearside is scarred by massive impact basins, while its farside features far fewer and smaller basins, and a significantly thicker crust. This imbalance has puzzled scientists for decades. Over the years, researchers have proposed various theories to explain this asymmetry, ranging from tidal heating caused by the moon’s orbit around Earth to a giant early collision that reshaped its internal structure. But there has been no clear evidence pointing to a mechanism capable of driving such an uneven evolution.

A team of scientists at NASA’s Jet Propulsion Laboratory analyzed data from NASA’s GRAIL mission and identified the first clear signs of temperature differences deep within the moon. The study, published on May 14th, 2025 in the journal Nature, suggests heat-producing elements lingering in the moon’s crust have kept one side of the moon thinner and warmer than the other, even after billions of years.

In 2012, NASA’s GRAIL mission used a pair of spacecraft to map the moon’s gravity with remarkable precision. By tracking tiny shifts in the distance between the two orbiters as they flew around the moon, the researchers were able to detect subtle variations in its gravitational pull, differences linked to uneven structures deep beneath the lunar surface.

Studying this data, the researchers found a 2–3% difference in how the moon’s mantle deforms between its near and far sides. Computer simulations of the moon’s structure suggest this difference can be attributed to a temperature gap of 100-200 degrees Celsius between the nearside and farside hemispheres, with the nearside being warmer.

This contrast has likely been sustained by a higher concentration of radioactive elements on the moon’s nearside, which are remnants of volcanic activity from 3 billion to 4 billion years ago. Indeed, data from NASA’s Lunar Prospector mission revealed the lunar nearside contains up to 10 times more thorium than lunar farside. The abundance of thorium and similar radioactive elements probably generated additional heat, driving temperature differences of several hundred degrees throughout the nearside mantle during the moon’s early history. This heat may have created large pockets of molten rock, helping shape volcanic features, such as the lunar maria we see today. The lunar maria are large, dark, basaltic plains on Earth’s Moon, formed by lava flowing into ancient impact basins. The authors of the study think that the processes which formed the lunar maria several billion years ago are still present and active today.

Missions like GRAIL that measure how a planet’s gravity field changes as a spacecraft orbits allow scientists to gain valuable clues about the internal characteristics of planetary bodies from afar. Because this technique does not require a spacecraft to land on the surface, it can more easily reveal interior structures of worlds like Mars, Saturn’s moon Enceladus, or Jupiter’s moon Ganymede.

Source : space.com.

Les Champs Phlégréens vus par la presse locale

Quand se produisent des événements comme les essaims sismiques dans les Champs Phlégréens les 13 et 14 mai 2025, il est toujours intéressant de lire la presse locale qui fournit des témoignages complémentaires. Ainsi, au lendemain de l’événement , par souci d’objectivité, le journal Cronaca Flegrea – Rione Terra News a interviewé un responsable scientifique et un responsable administratif.

Selon Mauro Di Vito, directeur de l’Osservatorio Vesuviano, «le phénomène se poursuit. Le sol continue de se soulever, l’émission de gaz est intense. Nous avons fait le point sur la situation et avons mis en évidence les émissions de gaz à raison de 5 mille tonnes par jour. C’est un paramètre très élevé que nous mesurons pour comprendre l’énergie libérée pendant cette crise. Le sol continue de se soulever d’environ 1,5 cm par mois. Cependant, l’accélération s’est ralentie. Nous devons continuer à faire de la prévention, comme nous l’avons fait ces derniers mois. Cela signifie des comportements corrects, le signalement de tout problème de dommages aux bâtiments. Nous avons mis en évidence quelques glissements de terrain sur certaines pentes, il faut continuer les vérifications ».

Fumerolle de Pisciarelli (Photo : C. Grandpey)

De son côté, Diego Venanzoni, conseiller régional de Campanie a déclaré : « Sans vouloir créer et diffuser l’alarmisme mais seulement en recourant à la prudence, je constate que malgré les séismes à répétition, avec le dernier ce matin d’une certaine intensité, l’administration municipale de Naples n’a pas organisé les contrôles nécessaires sur les bâtiments scolaires ou du moins rien n’a encore été communiqué. Pour cette raison et dans le cadre de mes responsabilités de conseiller régional, je ferai tout mon possible pour que cela soit fait pour la tranquillité d’esprit des familles et des élèves des quartiers de Naples, en particulier de Fuorigrotta, Bagnoli et Pianura. »

En Campanie, la presse locale donne des informations sur la situation et accompagne ses articles de témoignages, mais l’affolement est beaucoup moins marqué que sur les réseaux sociaux français où les pires scénarios sont évoqués par des personnes qui, pour la plupart, n’ont jamais mis les pieds dans cette région. La vigilance est bien sûr de mise car nous ne savons pas prévoir les éruptions volcaniques. Le problème avec les Champs Phlégréens, c’est que la région est très densément peuplée et il faudra probablement faire très vite pour procéder à des évacuations. Des plans existent, mais le fossé estre la théorie est la pratique est énorme dans cette zone urbaine où les rues sont étroites et souvent encombrées. Des responsables de la Protection Civile italienne m’ont fait part de leurs craintes, pour ne pas dire leurs angoisses, dans la perspective d’une évacuation de Pouzzoles et des localités environnantes.

Carte montrant les zones à risques (Source : Protection Civile)