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Mauna Loa (Hawaii) : un géant endormi // A sleeping giant

L’éruption du Kilauea en 2021 n’est pas très spectaculaire et n’attire pas beaucoup de touristes car la surface active de la lave n’est pas visible depuis la terrasse d’observation.

En guise de compensation, le HVO nous rappelle qu’il existe un autre volcan potentiellement actif sur la Grande Ile d’Hawaii et l’Observatoire pose la question: «Quand le Mauna Loa va-t-il entrer à nouveau en éruption?» Le Mauna Loa n’est pas en éruption actuellement, mais on observe des signes d’activité au-dessus de la normale depuis juillet 2019 C’est pourquoi le HVO a fait passer le niveau d’alerte volcanique à ADVISORY (surveillance conseillée) et le la couleur de l’alerte aérienne au JAUNE.

Le Mauna Loa est le plus grand volcan actif sur Terre (les Américains sont vraiment friands de superlatifs!) et il occupe un peu plus de la moitié de l’île d’Hawaï. Volcan bouclier, il s’élève progressivement à 4170 m au-dessus du niveau de la mer, mais ses flancs descendent sur 5 km sous le niveau de la mer jusqu’au fond de l’océan, ce qui fait du Mauna Loa la plus haute montagne de la planète.

Comme le Kilauea, le Mauna Loa a une caldeira sommitale et deux zones de rift actives qui partent de son sommet. Les éruptions peuvent être de courte ou de longue durée et se produire au sommet, sur les zones de rift sud-ouest ou nord-est, ou à partir de bouches radiales sur les flancs nord et ouest du volcan.

L’histoire montre que les éruptions du Mauna Loa peuvent commencer sans pratiquement de signes avant-coureurs et produire d’impressionnants volumes de lave qui parcourent de longues distances sur de courtes périodes de temps, avec des dégâts facile à imaginer pour les localités présentes au pied du volcan.

La dernière éruption du Mauna Loa a commencé à son sommet le 25 mars 1984. Une série de fissures s’est ouverte le long de la zone de rift nord-est. Elles ont alimenté des coulées de lave qui sont arrivées à moins de 17 km de Hilo Bay en 5 jours. L’éruption s’est terminée le 15 avril.

L’éruption du Mauna Loa qui a émis les plus importants volumes de lave en un temps record a commencé le 1er juin 1950, lorsque des fissures se sont ouvertes dans la partie supérieure du Rift Sud-Ouest, avec une coulée de lave qui a parcouru 24 km et a atteint l’océan en moins de 3 heures! Au cours des 23 jours suivants, des coulées de lave sont descendues de part et d’autres de la zone de rift. Elles ont noyé le village côtier de Ho’okena-mauka et recouvert la Highway 11 en trois endroits.

En ce qui concerne la situation actuelle, les sismomètres du HVO ont enregistré entre le 15 et le 21 février 2021 271 petits séismes (magnitude inférieure à M 2,0) superficiels (moins de 6 km de profondeur) sur le Mauna Loa : 226 ont été localisés sous le sommet et sous les flancs supérieurs du volcan. Il s’agit d’une hausse relative de l’activité, mais qui reste dans la fourchette des événements observés ces des dernières années. Les scientifiques du HVO pensent que l’activité sismique peu profonde s’intensifiera avant une éruption.

L’examen des données de 1984 peut aider à mettre en perspective les observations récentes. Un signe annonciateur de l’éruption de 1984 a été une augmentation brutale du nombre de petits séismes et du tremor volcanique. Des centaines, et parfois plus de mille, secousses ont été enregistrées chaque jour par le réseau sismique du HVO. Dans les heures qui ont précédé l’éruption de 1984, l’activité sismique était telle que les télescopes astronomiques du Mauna Kea, à 42 km de distance, ne pouvaient pas être stabilisés en raison des vibrations constantes du sol.

Le HVO utilise des outils de surveillance à distance qui n’existaient pas en 1984. Le réseau GPS et les tiltmètres enregistrent la déformation du sol en continu. Cette dernière montre une inflation sommitale lente et sur le long terme, en relation avec l’alimentation de la chambre magmatique peu profonde. La légère hausse de l’inflation sommitale qui a débuté en janvier 2021 se poursuit. Les outils de surveillance actuels comprennent également des webcams haute résolution, des réseaux d’infrasons, des jauges de déformation, des capteurs d’émission de gaz, l’accès aux mesures satellitaires et l’imagerie thermique.

Quand le Mauna Loa entrera-t-il à nouveau en éruption? Il est malheureusement impossible de prévoir la date et l’heure de la prochaine colère du volcan. Les mesures géophysiques indiquent que la chambre magmatique du Mauna Loa se recharge depuis l’éruption de 1984 et qu’il y a des signes d’activité significatifs depuis 2019, mais la prochaine éruption du Mauna Loa ne semble pas imminente. Néanmoins, la récente augmentation de la sismicité et de la déformation du sol rappelle que Mauna Loa est un «géant endormi».

Source: USGS / HVO.

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The 2021 eruption of Kilauea is not dramatic these days and does not attract many tourists as the active surface of the lava cannot be seen from the observation terrace.

As a compensation, HVO reminds us that there is another potentially active volcano on Hawaii Big Island. The Observatory askes the question: “When will Mauna Loa erupt next?”

Mauna Loa is not currently erupting, but there have been signs of unrest above background level since July 2019, which led HVO to increase the Volcano Alert Level to ADVISORY and the Aviation Colour Code to YELLOW.

Mauna Loa is the largest active volcano on Earth (Americans are really fond of superlatives!), covering just over half of the Island of Hawaii. A shield volcano, it rises gradually to 4,170 m above sea level, and its long submarine flanks descend 5 km below sea level to the ocean floor.

Mauna Loa, like Kilauea, has a summit caldera and two active rift zones extending from its summit. Eruptions may be short- or long-lived, and occur at the summit, on either the Southwest or Northeast Rift Zones, or radial vents on the north and western flanks on the volcano.

History shows that Mauna Loa eruptions can begin with very little warning and produce high volume lava flows that travel long distances in short periods of time, impacting communities on the flanks of the volcano.

Mauna Loa’s last eruption began at its summit on March 25th, 1984. A series of fissures opened along the Northeast Rift Zone, feeding lava flows that came to within 17 km of Hilo Bay in 5 days. The eruption ended on April 15th.

The fastest high-volume eruption from Mauna Loa in recorded history began on June 1st, 1950, when fissures opened from the uppermost Southwest Rift Zone, generating a lava flow that travelled 24 km and reached the ocean in less than 3 hours! Over the next 23 days, lava flows descended on both sides of the rift zone, inundating the coastal village of Ho’okena-mauka and covering Highway 11 in three places

As far as the current situation is concerned, HVO seismometers recorded approximately 271 small (under M 2.0), shallow (less than 6 km deep) earthquakes last week on Mauna Loa, 226 of which were beneath the summit and upper-elevation flanks. This is a relative increase in activity, but within the range of fluctuations observed over the past several years. HVO scientists expect that shallow seismic activity will become more sustained before an eruption.

Review of data from 1984 can help put recent observations into perspective. An immediate precursor to the 1984 eruption was an abrupt increase in the number of small earthquakes and volcanic tremor. Hundreds to over a thousand earthquakes were recorded by HVO’s seismic network each day. In the hours before the 1984 eruption, seismic activity increased to the point that the astronomical telescopes on Mauna Kea, 42 km, could not be stabilized because of the constant ground vibration.

HVO also uses remote monitoring capabilities that were not available in 1984. Global Positioning System (GPS) and tiltmeter stations record continuous ground deformation measurements that show slow, long-term summit inflation, consistent with magma supply to the volcano’s shallow storage system. A slight increase in the rate of inflation at the summit that began in January 2021 is continuing.

Current monitoring tools also include high resolution webcams, infrasound arrays, strainmeters, gas emission sensors, and access to spaceborne radar and thermal imaging measurements.

So, when will Mauna Loa erupt next? It is not possible to “predict” the exact date and time. Geophysical measurements indicate that Mauna Loa’s magma storage system has been recharging since the 1984 eruption, and there have been signs of elevated unrest since 2019, but the next Mauna Loa eruption does not appear to be imminent. Nevertheless, the recent slight increase in seismicity and ground deformation is a reminder that Mauna Loa is a “sleeping giant.”

Source: USGS / HVO.

Cette carte du Mauna Loa montre des coulées de lave émises depuis 1823 (en gris), le nombre approximatif d’heures ou de jours mis par une coulée pour aller depuis la bouche éruptive jusqu’à l’océan, ou la distance maximale parcourue par une coulée. Une coulée a dévalé les pentes abruptes du flanc ouest du Mauna Loa et a atteint l’océan en seulement 3 heures après l’ouverture d’une bouche éruptive en 1950.

Les chiffres en gras font référence au débit éruptif de la lave en millions de mètres cubes par jour. On remarquera que le flanc ouest a les pentes les plus raides (zones rouge-orange), la distance la plus courte entre la bouche éruptive et l’océan et le débit éruptif le plus élevé pendant les éruptions. Il reste donc peu de temps pour avertir la population lors d’une éruption dans la zone de rift sud-ouest du Mauna Loa. (Source: USGS)

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This map of Mauna Loa, shows lava flows erupted since 1823 (gray), the approximate number of hours or days it took for a flow to advance from the vent location to the ocean or maximum reach of a flow. One flow that moved down the steep slopes on west flank of Mauna Loa reached the ocean in as little as 3 hours after the vent started erupting in 1950. The bold numbers (for example, 12Mm3/d) are the average rates of lava effusion (outpouring of lava) in millions of cubic meters per day. Note the west flank has the steepest slopes (red-orange areas), shortest distance from vent to the ocean, and the highest average rate of effusion during eruptions, resulting in precious little time for warning residents during an eruption from the Southwest Rift Zone of Mauna Loa.  (Source : USGS)

Caldeira sommitale du Mauna Loa (Photo : C. Grandpey)

La naissance du mot « vog » à Hawaii // How the word « vog » appeared in Hawaii

Au cours de certaines périodes, principalement lorsque les alizés arrêtent de souffler, une brume produite par les nuages ​​de gaz du Kilauea se répand sur la Grande Ile d’Hawaii et atteint même parfois les autres îles de l’archipel. Ce brouillard volcanique a été baptisé « vog » en 1950. Voici comment ce mot est apparu pour la première fois.
Le 13 juin 1950, la ville d’Honolulu a soudain été envahie par la brume la plus épaisse jamais observée depuis le début du 20ème siècle. Elle couvrait une superficie estimée à plus de 3 millions de kilomètres carrés.
Selon le Bureau Météorologique d’Honolulu, le phénomène avait la forme d’une «brume sèche … due à une concentration de particules de sel … et d’autres impuretés telles que la fumée». Le Bureau a estimé que la brume était piégée sous une couche d’air stable connue aujourd’hui sous le nom de couche d’inversion, ce qui l’empêchait de s’élever. Toutefois, bien que le Bureau Météorologique ait pu définir à peu près la nature de la brume par l’endroit où elle se trouvait, sa cause restait un mystère.
Il s’agissait de l’époque où les Américains effectuaient des essais nucléaires atmosphériques dans les îles Marshall. On a donc pensé que la cause pouvait être une explosion atomique, mais cette hypothèse a été rapidement écartée car les compteurs Geiger n’ont détecté aucune radiation.
Le Bureau Météorologique a avancé trois autres hypothèses pour expliquer l’épaisse brume:
La première était une éruption cataclysmique (comme celle du Krakatau en 1883 ou du Katmai en 1912) quelque part sur Terre à une certaine distance, probablement au sud-ouest. Cependant, aucune éruption n’avait été signalée récemment.
Une deuxième hypothèse était qu’une méga tempête de poussière ou de sable quelque part dans le monde avait éjecté des particules fines dans l’atmosphère et qu’elles avaient été transportées jusqu’à Hawaii par des vents en altitude. Bien que la poussière des tempêtes de sable du désert de Gobi ait déjà été détectée à Hawaï, aucune tempête n’avait eu lieu à cette époque.
La troisième hypothèse était que la brume était indirectement provoquée par l’éruption en cours du Mauna Loa. Toutefois, selon les géologues sur le continent, le Mauna Loa ne pouvait pas avoir causé directement la brume car il s’agissait d’un volcan «silencieux», et pas explosif comme le Krakatau en 1883. Les géologues ont admis que l’éruption du Mauna Loa, en particulier par les entrées océaniques, avait probablement contribué à répandre la brume, mais l’éruption n’était sûrement pas la cause principale car cette brume se déplaçait en direction du Mauna Loa et pas le contraire.
De nouvelles analyses ont été effectuées sur les particules recueillies dans la brume. L’analyse des services sanitaires d’Hawaii a révélé « 500 à 600 fois la quantité normale de particules en suspension dans l’air à Honolulu ». 22% des particules étaient du sel et le reste était constitué de particules solides, légèrement acides, de couleur sombre, mais non identifiés. Les chercheurs du Pineapple Research Institute ont découvert plus de sulfate que de sel dans les particules solubles (ce qui a donné naissance au terme «smalt» pour qualifier la brume – un mélange des mots «smog» et «salt» – brouillard et sel), ce qui ouvrait l’hypothèse d’une source volcanique.
Etant donné que le Mauna Loa était la source la plus probable de la brume, le capitaine Charles K. Stidd, responsable de la 199ème station météorologique de l’Hawaii Air National Guard, a donné l’explication suivante : Comme la couche d’inversion se situait plus haut que les bouches éruptives du Mauna Loa au moment où la brume recouvrait l’archipel hawaiien, le phénomène a permis aux émissions gazeuses du Mauna Loa de stagner dans la basse atmosphère autour des îles. Le capitaine Stidd a baptisé la brume « vog« , contraction de « volcanic fog », autrement dit brouillard volcanique. Une fois que la couche d’inversion est redescendue en dessous du niveau des bouches éruptives du Mauna Loa, la brume s’est de nouveau retrouvée confinée au-dessus de la couche d’inversion et les alizés ont pu évacuer la brume des îles hawaïennes… et des esprits.
Source: USGS Hawaiian Volcano Observatory.

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On some occasions, mainly when the trade winds stop blowing, a haze produced by the gas clouds from Kilauea Volcano spreads over Hawaii Big Island and sometimes reaches the other islands of the Hawaiian archipelago. This volcanic fog has been dubbed vog since 1950. Here is how the word appeared for the first time.

On June 13th, 1950, Honolulu was suddenly blanketed by the thickest haze seen since the beginning of the 20th century. Globally, it covered an estimated area of more than 3 million square kilometres.

The Weather Bureau in Honolulu described the phenomenon as a “dry haze…due to a concentration of salt particles…and other impurities such as smoke.” The Bureau surmised that the haze was trapped beneath a stable layer of air we know today as the inversion layer, which prevented vertical movement of the haze. So, although the Weather Bureau was able to roughly characterize the nature of the haze by where it was found, its cause was still a mystery.

This was the era of atmospheric nuclear testing in the Marshall Islands, so an atomic blast was the first suspected cause. But that was quickly ruled out after Geiger counters detected no radiation.

The Weather Bureau had three remaining hypotheses for what caused the thick haze:

The first was that there had been a cataclysmic eruption (like Krakatoa in 1883 or Katmai in 1912) someplace on Earth at some distance, probably to the southwest. However, none was known in recent times.

A second hypothesis was that a giant dust storm somewhere in the world had ejected fine dust particles high into the atmosphere and they were carried to Hawaii by winds aloft. Although dust from storms in the Gobi Desert has been detected in Hawaii, no such storm was happening then.

The third hypothesis was that the haze was indirectly caused by the Mauna Loa eruption going on at the time. According to mainland geologists, Mauna Loa could not have directly caused the haze because it was a “quiet” type of volcano, not explosive, like Krakatoa in 1883. They acknowledged that the Mauna Loa eruption, specifically its ocean entries, probably contributed to the haze but was not a main component because the haze appeared to move toward, rather than from, Mauna Loa.

More testing was done on the particles collected from the haze. Hawaii Board of Health analysis showed “500 to 600 times the normal amount of suspended particles in Honolulu’s air.” 22% of the particles were salt and the rest were unidentified dark, slightly acidic solids. Pineapple Research Institute scientists found more sulfate than salt in the soluble particles (prompting the term ‘smalt’ for the haze—combining the words ‘smog’ and ‘salt’), suggesting a volcanic source.

With Mauna Loa looking more likely as the source, Captain Charles K. Stidd, commanding officer of the 199th weather station, Hawaii Air National Guard, suggested that because the inversion layer rose above the elevation of Mauna Loa’s vents during the time that haze covered the Hawaiian Islands, it may have allowed Mauna Loa emissions to remain within the lower atmosphere around the islands. Capt. Stidd called the haze “vog.” Once the inversion layer dropped below Mauna Loa’s erupting vents, the haze was again confined above the inversion layer. Trade winds then cleared it out of the Hawaiian Islands and minds.

Source: USGS Hawaiian Volcano Observatory.

Les coulées de lave émises pendant l’éruption du Mauna Loa en 1950.

(Source: USGS / HVO)

Aujourd’hui, le « vog » provient essentiellement de l’éruption sommitale du Kilauea (Photo: C. Grandpey)

 

L’éruption du Mauna Loa (Hawaii) en 1950 // The 1950 eruption of Mauna Loa (Hawaii)

drapeau-francaisDans un article récent, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii, le HVO, a décrit l’éruption du Mauna Loa en 1950, annoncée en mars de cette année-là par une inflation de la montagne. Ce gonflement était si important que le tilt été enregistré jusqu’au sommet du Kilauea. Deux mois plus tard, au mois de mai, la déformation continue de l’édifice s’est accompagnée d’une forte augmentation des petits séismes qui annonçaient l’imminence d’une éruption.
Le 29 mai, un séisme de M 6.4 a été enregistré sous le flanc ouest du Mauna Loa et a été ressenti dans toute l’île. A 21h04 (heure locale) le 1er juin, l’éruption a commencé, avec des l’ouverture de fractures au sommet et dans la partie haute de la Southwest Rift Zone.
L’éruption s’est ensuite propagée rapidement vers le bas du rift, entre 3845 et 3350 mètres d’altitude, avec des rivières de lave vers l’ouest et le sud-est. A 22h30, la fracture éruptive avait déchiré la Rift Zone sud-ouest jusqu’à 2380 m d’altitude, avec des fontaines de lave jaillissant sur 18 km et plusieurs rivières bien alimentées qui avançaient rapidement. Ces coulées ont atteint la côte sud de Kona en 3 heures, en détruisant des biens et en coupant la route principale ainsi que les lignes téléphoniques.
L’éruption a duré 23 jours et a produit 376 millions de mètres cubes de lave, avec plus de 90% de ce volume émis pendant les six premiers jours de l’éruption. Avec un volume de lave 200 fois supérieur à celui de l’éruption actuelle du Kilauea, le Mauna Loa en 1950 a émis plus de lave en six jours que le Pu’uO’o en émet en moyenne sur un laps de temps de 4 ans!
Des échantillons de lave prélevés sur l’ensemble des fractures ouvertes en 1950 ont permis d’étudier les changements intervenus dans la chimie et la minéralogie de la lave au cours de l’éruption.
Ainsi, à une altitude supérieure à 3350 m, les premières fractures ont émis un magma à relativement basse température qui s’était refroidi et partiellement cristallisé dans le réservoir sommital peu profond qui, vraisemblablement, avait également alimenté les éruptions antérieures.
Au fur et à mesure que l’éruption de 1950 a progressé, les fractures ouvertes à faible altitude ont émis des volumes de magma plus chaud et plus « primitif », avec une abondance de minéraux formés à des pressions et des températures élevées. Ces minéraux ont cristallisé dès le manteau (à environ 18 km de profondeur) ou bien ont été incorporés pendant l’ascension du magma à l’intérieur du volcan, signe que le magma est monté très rapidement depuis une grande profondeur.
Les cristaux émis à basse altitude indiquent que le magma a commencé à monter dans le manteau supérieur 8 mois avant l’éruption et que la quantité de magma, ainsi que sa vitesse d’ascension, ont augmenté dans les semaines précédant l’éruption.

Source: HVO.

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drapeau-anglaisIn a recent article, the Hawaiian Volcano Observatory described the 1950 Mauna Loa eruption which was announced in March by an inflation of the mountain. This inflation was so significant that tilt was recorded at the summit of Kilauea volcano. Two months later, continuing deformation was accompanied by a sharp increase in small earthquakes, signalling the probability of an eruption.

On May 29th, an M 6.4 earthquake occurred beneath Mauna Loa’s west flank and was felt on the whole island. At 9:04 p.m. (local time) on June 1st, the eruption began, with fissures opening at the summit and uppermost Southwest Rift Zone.

The fissure eruptions quickly spread down rift—from 3,845 to 3,350 metres a.s.l., sending floods of lava to the west and southeast. By 10:30 p.m., the eruptive fissure had slashed the Southwest Rift Zone down to 2380 m a.s.l., unleashing an 18-km-long trail of spectacular lava fountains that fed several well-fed and fast-moving lava flows. These flows reached the south Kona coast in about 3 hours, endangering lives, destroying property, and severing the main highway and telephone lines along the way.

The eruption lasted 23 days and produced 376 million cubic metres of lava, with over 90% of that volume issued during the first six days of the eruption. With an eruption rate 200 times greater than that of Kilauea’s current eruption, the 1950 Mauna Loa eruption produced more lava in six days than Pu’uO’o typically erupts in over 4 years!

Samples of lava collected from the entire extent of the 1950 fissures document changes in the lava chemistry and mineralogy over space and time during this event.

At elevations above 3,350 m, the earliest 1950 fissures erupted comparatively low-temperature magma, cooled and partly crystallized within a shallow summit reservoir that presumably also fed earlier eruptions.

As the 1950 eruption progressed, lower elevation fissures erupted increasing volumes of hotter and more “primitive” magma with an abundance of minerals formed at high pressures and temperatures. These minerals crystallized from their host magma within the mantle (around 18 km deep) or were incorporated as magma rose through the volcano, a sign that magma ascended quickly from great depths.

Crystals erupted from lower elevations indicate that magma began to ascend within the upper mantle up to 8 months before the eruption, and that the rate and amount of magma transport was increasing in the weeks prior to the eruption.

Source: HVO.

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Vue de la caldeira sommitale du Mauna Loa (Photo: C. Grandpey)