Nouvelle histoire d’eau à Hawaii // New story about water in Hawaii

Quand on me parle d’Hawaii, ce mot est synonyme de volcans, d’éruptions et de coulées de lave. En ce moment, les éruptions sont au point mort et le Kilauea a cessé d’émettre de la lave au mois d’août 2018. La dernière éruption a laisse derrière elle un immense gouffre au sommet du volcan, là où mijotait un superbe lac de lave. Au fond de ce gouffre de 500 mètres, les scientifiques du HVO ont vu apparaître en juillet 2019 une poche d’eau qui a fini par former une mare puis un petit lac dont la superficie et la profondeur augmentent semaine après semaine. Début novembre 2020, cette profondeur était d’une cinquantaine de mètres.

Dans une note rédigée le 12 octobre 2019, j’explique l’origine cette eau.

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2019/10/12/kilauea-hawaii-leau-de-lhalemaumau-the-water-in-halemaumau-crater/

Quand ils ont vu l’eau apparaître au fond de l’Halema’uma’u, les scientifiques ont proposé deux hypothèses : ce pouvait être le résultat de l’accumulation d’eau de pluie, ou bien une résurgence de la nappe phréatique qui se trouve sous le cratère de l’Halemau’mau. Au moment de l’éruption, quand le plancher de la caldeira s’est effondré et a été remplacé par le gouffre profond que l’on observe aujourd’hui, le niveau de la nappe phréatique s’est abaissé sous le cratère nouvellement formé, tout en étant isolée de la lave par un manchon de matériaux.. Une fois l’éruption terminée en août 2018, la situation géologique du sommet du Kilauea s’est stabilisée, de sorte que le niveau de la nappe phréatique a commencé à s’élever et, peu à peu, a probablement retrouvé son niveau d’origine, autrement dit un équilibre hydraulique avec la nappe phréatique.

La poche d’eau au fond de l’Halema’uma’u confirme donc la présence d’une vaste nappe phréatique sous la partie sommitale du Kilauea. C’est important car à Hawaii, comme dans beaucoup d’îles, l’eau est un bien précieux. Essentiellement à cause de l’afflux de touristes, la demande en eau est très forte dans l’archipel hawaiien et une grande partie de l’eau qui s’accumule à la surface au moment des précipitations disparaît avant de pouvoir être utilisée. On sait toutefois que la majeure partie de l’eau s’infiltre dans des d’aquifères côtiers, couches souterraines de roches poreuses.

Un article paru dans Courrier International offre de grands espoirs aux Hawaiiens quant à leur alimentation en eau. Grâce à une nouvelle technique qui repose sur le traçage de la résistivité électrique, une équipe d’hydrogéologues a découvert que le sol volcanique de l’archipel hawaiien collectait et accumulait l’eau douce sous le fond de l’océan. Les scientifiques ont détecté un immense réservoir d’eau douce qui n’avait jamais été identifié jusque-là, à 500 mètres sous le plancher océanique. Les Les résultats de leur étude ont été publiés dans Science Advances le 25 novembre 2020.

Situé à 4 kilomètres au large de la côte ouest de la Grande Ile, ce réservoir contiendrait 3,5 kilomètres cubes d’eau douce. Il pourrait constituer une aide précieuse pour éviter les pénuries et éloigner les menaces de sécheresse. En outre, il semble que l’eau de ce vaste réservoir soit plus facile à pomper que les aquifères côtiers, car elle est sous haute pression. L’équipe de chercheurs estime que ce nouveau réservoir offshore est constitué par l’eau qui s’écoule des aquifères côtiers.

Si le pompage de cette eau sous le plancher océanique ne semble pas poser de gros problèmes techniques, il soulève toutefois un certain nombre de questions. Certains scientifiques se montrent prudents. L’ensemble du système aquifère est probablement connecté et le pompage de cette eau au large de Big Inland pourrait avoir un impact négatif sur les écosystèmes et sur les quantités d’eau disponibles pour les pompes sur l’île.

En dépit de ces réserves, la découverte de cet immense réservoir d’eau douce est une bonne nouvelle. Certains imaginent même une situation identique dans d’autres îles volcaniques comme la Réunion, les archipels du Cap-Vert et des Galapagos, qui présentent une géologie similaire.

Source : Courrier International.

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When people talk to me about Hawaii, the word is synonymous with volcanoes, eruptions and lava flows. These days, the eruptions are at a standstill and Kilauea stopped emitting lava in August 2018. The last eruption left behind a huge chasm at the top of the volcano, instead of the superb lava lake. At the bottom of this 500-metre chasm, HVO scientists saw a pocket of water appear in July 2019; it eventually formed a pond and then a small lake whose area and depth increased week after week. Early in November 2020, its depth was around 50 metres. In a post written on October 12th, 2019, I explained the origin of this water. https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2019/10/12/kilauea-hawaii-leau-de-lhalemaumau-the-water-in-halemaumau-crater/

When they saw water appear at the bottom of Hale’uma’u, the scientists proposed two hypotheses: it could be the result of the accumulation of rainwater, or a resurgence of the water table which is located under the Halemau’mau Crater. At the time of the eruption, when the caldera floor collapsed and was replaced by the deep chasm seen today, the groundwater level dropped below the newly formed crater, while being isolated from the lava by a layer of materials .After the eruption ended in August 2018, the geological situation of the summit of Kilauea stabilized, so that the groundwater level began to rise and, little by little, probably regained its original level, in other words a hydraulic equilibrium with the water table.

The pocket of water at the bottom of Halema’uma’u therefore confirms the presence of a large water table below the summit of Kilauea. This is important because in Hawaii, like many islands, water is a precious commodity. Mainly because of the influx of tourists, the demand for water is very high in the Hawaiian archipelago and much of the water that collects on the surface during rainfall disappears before it can be used. However, most of the water is known to seep into coastal aquifers which are subterranean layers of porous rocks.

An article in Courrier International offers Hawaiians high hopes for their water supply. Using a new technique that relies on electrical resistivity tracing, a team of hydrogeologists discovered that the volcanic soil of the Hawaiian archipelago collects and accumulates fresh water under the ocean floor. The scientists have detected a huge reservoir of freshwater that had never been identified before, 500 meters below the sea floor. The results of their study were published in Science Advances on November 25, 2020.

Located 4 kilometres off the west coast of the Big Island, this reservoir is said to contain 3.5 cubic kilometres of fresh water. It could be of great help in avoiding shortages and warding off threats of drought. In addition, the water from this vast reservoir appears to be easier to pump than coastal aquifers because it is under high pressure. The research team believes that this new offshore reservoir is made up of water flowing from coastal aquifers.

If pumping this water under the ocean floor does not seem to pose major technical problems, it does raise a number of questions. Some scientists are cautious. The entire aquifer system is likely connected, and pumping this water off Big Inland could have a negative impact on ecosystems and the amount of water available for pumps on the island.

Despite these reservations, the discovery of this immense reservoir of fresh water is good news. Some even imagine a similar situation in other volcanic islands such as Réunion, the archipelagos of Cape Verde and the Galapagos, which have similar a geology.

Source: Courrier International.

Une réserve d’eau douce au large de Green Sand Beach ? (Photo : C. Grandpey)

Chambre magmatique du Kilauea : les leçons de l’éruption de 2018 // Kilauea’s magma chamber : the lessons of the 2018 eruption

Les personnes qui visiteront le Kilauea Overlook (point de vue sur le Klauea) qui vient d’être ouvert au public dans le Parc National des Volcans d’Hawaï découvriront un paysage totalement nouveau, façonné par l’éruption dans la Lower East Rift Zone et l’effondrement du sommet du volcan en 2018.
Du 16 mai au 2 août 2018, la caldeira de Kilauea a connu une série de 62 événements d’effondrement. Au terme de ces événements, la partie la plus profonde de Halema’uma’u s’était affaissée de 500 m, plus que suffisant pour y loger l’Empire State Building.
Beaucoup de gens se demandent maintenant si le système magmatique sous le sommet du Kilauea se comportera comme avant. Avant 2018, les données géophysiques montraient un système complexe de chambres magmatiques sous le sommet. L’une des plus importantes était une chambre superficielle, située à environ 1,6 km de profondeur sous la caldeira du Kilauea. Ce réservoir était relié à la surface via un conduit qui donnait naissance à l’Overlook Crater et alimentait le lac de lave sommital.
Le premier indice sur la situation du réservoir superficiel est apparu en octobre 2018 lorsque les inclinomètres installés au sommet ont détecté un événement de déflation-inflation (événement DI). Avant l’effondrement de 2018, de tels événements DI se produisaient régulièrement; ils pouvaient être observés à partir des données inclinométriques au sommet et les variations de hauteur du lac de lave. Cet ensemble de données a clairement montré que le réservoir superficiel sous l’Halema’uma’u se dégonflait et se regonflait à plusieurs reprises.
Alors que les événements DI étaient clairement observables au sommet du Kilauea, ils étaient également enregistrés par les inclinomètres près du Pu’uO’o, avec un léger décalage dans le temps. Le fait que les variations de pression observées lors de la déflation et de l’inflation du réservoir sommital soient transmises aussi rapidement au Pu’uO’o était une indication du lien étroit entre l’East Rift Zone et le système magmatique sommital.
Les caractéristiques de l’événement DI post-éruptif d’octobre 2018 étaient très semblables aux événements DI qui avaient précédé l’éruption. Cela montrait que les caractéristiques du réservoir superficiel sous l’ Halema’uma’u n’étaient probablement pas très différentes de ce qu’elles étaient avant l’éruption. De plus, les inclinomètres installés sur l’East Rift Zone ont fait apparaître une faible trace d’un événement DI peu de temps après l’événement d’octobre. Cela confirme qu’il existe toujours une connexion étroite entre le réservoir superficiel sous l’Halema’uma’u et l’East Rift Zone.
Depuis cette époque, une analyse plus poussée a été effectuée afin d’obtenir plus d’indications sur le réservoir situé sous l’Halema’uma’u. Dans un article publié en décembre 2019 dans le magazine Science, des scientifiques de l’USGS ont expliqué comment les données de déformation provenant de la forte déflation des chambres magmatiques au sommet du Kilauea pendant les premières semaines de l’éruption de 2018 ont permis de calculer la quantité totale de magma stockée dans le réservoir de l’Halema’uma’u avec plus de précision que précédemment. Compte tenu de l’incertitude naturelle des données, les scientifiques ont constaté que le volume probable de ce réservoir était d’un peu moins de 4 kilomètres cubes. En prenanat en compte le volume d’effondrement de 0,8 kilomètre cube, cela signifie qu’environ 20% seulement du réservoir s’est vidangé lors de l’éruption de 2018 et que 80% du magma se trouve toujours dans le réservoir sommital. En conclusion, bien que la caldeira du Kilauea ait subi des modifications majeures, l’alimentation magmatique située sous cette caldeira fonctionne de la même manière que précédemment.
Source: USGS / HVO.

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Those who will visit the newly opened Kilauea Overlook within Hawai‘i Volcanoes National Park will discover a totally new landscape shaped by the lower East Rift Zone eruption and summit collapse in 2018.
From May 16th until August 2nd, 2018, the Kilauea caldera went through a series of 62 collapse events. At the end of these events, the deepest part of Halema’uma’u had descended 500 m, more than enough to fit the Empire State Building.
Many people wonder now whether the underlying summit magma system will ever behave the same. Prior to 2018, geophysical data showed a complex system of magma storage chambers under the Kilauea summit. One of the most prominent was a shallow chamber about 1.6 km deep under the Kilauea caldera. This reservoir was connected to the surface via a conduit that formed the Overlook Crater and supplied lava to the summit lava lake.
The first clue about the post-collapse state of the shallow reservoir came in October 2018 when summit tiltmeters picked up a deflation-inflation event (DI-event). Before the 2018 collapses, DI-events occurred regularly and could be observed from summit tiltmeter records and in the changing lava lake height. Together these data showed that the shallow Halema’uma’u reservoir was deflating and re-inflating repeatedly.
While DI-events were clearly observable at Kilauea’s summit, tiltmeters near Pu’uO’o recorded similar motions just with a slight time delay. The fact that pressure changes during the deflation and inflation of the summit reservoir could be transmitted so directly to Pu’uO’o was an indication of how closely connected the East Rift Zone was to the summit magma system.
The shape and size of the post-eruption DI-event in October 2018 was very similar to pre-eruption DI-events, indicating that the shape and size of the shallow Halema’uma’u reservoir must not be too different from its pre-eruption state. Furthermore, tiltmeters on the East Rift Zone showed a faint trace of a DI-event just following the October event. This indicated that the close connection between the shallow Halema’uma’u reservoir and the East Rift Zone still exists.
Since then, a more in-depth analysis has been done that gives more clues about the shallow Halema’uma’u reservoir. In a December 2019 article in Science magazine, USGS scientists detailed how deformation data from the intense deflation of the summit magma chambers during the first weeks of the 2018 eruption allowed them to calculate the total amount of magma in the Halema’uma’u reservoir more precisely than ever before.Taking into account the natural uncertainty of the data, they found the most likely volume of the reservoir to be just under 4 cubic kilometres. Given the collapse volume of 0.8 cubic kilometres, this means that only about 20% of the reservoir was emptied during the 2018 eruption and 80% of the reservoir’s magma is still underneath the summit. So, while the surface of the Kilauea caldera has undergone a major remodel, underneath, the magma plumbing system still works in much the same way did before.
Source : USGS / HVO.

Le cratère de l’Halema’uma’u après l’éruption de 2018 (Crédit photo : USGS)

Découverte de la Fracture n°8 de l’éruption de 2018 du Kilauea (Hawaii) // Discovery of Fissure 8 of the 2018 Kilauea eruption (Hawaii)

Voilà une vidéo comme je les aime. Elle n’est certes pas parfaite d’un point de vue technique mais elle présente une très bonne approche de la Fracture n°8, un des hauts lieux de l’éruption de 2018 sur la Lower East Rift Zone du Kilauea.

Bien que les ayant arpentés à plusieurs reprises, je suis toujours impressionné par l’immensité des champs de lave hawaiiens où il est facile de se perdre, même si le GPS apporte aujourd’hui une aide précieuse à la randonnée. Il y a quelques jours, beaucoup de gens ouvraient de grands yeux devant la quantité de lapilli qui a recouvert les abords du Piton Voulvoul sur le Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) pendant l’éruption du mois d’avril, mais à Hawaii on se trouve à une autre échelle de grandeur.

En visionnant les images de ces immensités de lapilli, j’avais en tête les impressionnantes fontaines et rivières de lave émises par la Fracture n°8. Malheureusement, l’éruption s’est déroulée à huis clos car le public n’a pas été autorisé à admirer le spectacle. La plateforme d’observation promise par les autorités hawaiiennes n’a jamais vu le jour.

Grâce à sa grande fluidité, il a fallu très peu de temps à la lave pour atteindre l’océan. Quelques gros plans confirment que cette lave est très pauvre en silice et on voit également qu’elle a donné naissance à une grande quantité de cheveux de Pélé.

Le gouffre laissé par l’éruption est impressionnant lui aussi. On remarquera les nuages de vapeur qui s’échappent toujours des coulées deux ans après l’éruption. La lave est un excellent auto-isolant et je pense qu’il ne faudrait pas gratter très profond pour atteindre des températures très élevées et peut-être même voir de l’incandescence car les coulées sont épaisses à leur source.

J’imagine aussi que de longs tunnels de lave se cachent sous la surface car ce sont eux qui ont acheminé la lave depuis l’Halema’uma’u et le Pu’uO’o.

La vidéo donne envie d’accompagner son auteur qui appartient  à l’agence ApauHawaiiTours ou est un client de cette agence.

Attention, ces champs de lave sont sur des terres privées et il est préférable d’avoir l’autorisation des propriétaires avant de s’y aventurer.

https://www.youtube.com/watch?v=CA-9V4n7fzA&fbclid=IwAR2TzgBUBXbYdYNPlMV-REjxY8qztve7KTnQu4mRTQ8rUFwL5Utp2KYTbrI

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Here is a video that I like. It is certainly not technically perfect but it presents a very good approach to Fissure n° 8, one of the highlights of the 2018 eruption on Kilauea’s Lower East Rift Zone.
Although I have walked across them several times, I am still impressed by the immensity of the Hawaiian lava fields where it is easy to get lost, even if the GPS now provides a precious hiking assistance. A few days ago, many people opened their eyes wide in front of the quantity of lapilli showered over the area around Piton Voulvoul on Piton de la Fournaise (Reunion Island) during the April eruption, but at Hawaii the scale of magnitude is different.
While viewing the images of the lapilli, I had in mind the impressive fountains and rivers of lava emitted by Fissure n°8. Unfortunately, the eruption took place behind closed doors because the public was not allowed to admire the show. The observation platform promised by the Hawaiian authorities never saw the light of day.
Thanks to its great fluidity, it took the lava very little time to reach the ocean. A few close-ups confirm that this lava is very poor in silica and we can also see that it gave birth to a large amount of Pele’s hair.
The abyss left by the eruption is also impressive. One can notice the vapour clouds that are still emitted by the flows two years after the eruption. The lava is an excellent self-insulator and I think we don’t need to scrape very deep to reach very high temperatures and maybe even see incandescence because the flows are thick at their source.
I also imagine that long lava tunnels are hiding beneath the surface because they are the ones that carried the lava from Halema’uma’u and Pu’uO’o.
On the video, you accompany its author who belongs to the ApauHawaiiTours agency or is one of its patrons..
One should keep in mind that these lava fields are on private land and it is advisable to have the authorization of the owners before venturing there.

https://www.youtube.com/watch?v=CA-9V4n7fzA&fbclid=IwAR2TzgBUBXbYdYNPlMV-REjxY8qztve7KTnQu4mRTQ8rUFwL5Utp2KYTbrI

Vue aérienne de la Fracture n°8 et des volumineuses coulées de lave qui s’en échappent (Crédit photo : USGS / HVO)

Les émissions de SO2 du Kilauea pendant l’éruption de 2018 // Kilauea’s SO2 emissions during the 2018 eruption

L’éruption du Kilauea dans la Lower East Rift Zone (LERZ) en 2018 a libéré d’énormes quantités de dioxyde de soufre (SO2) et l’ensemble de l’archipel hawaïen a parfois été envahi par le brouillard volcanique, ou vog.
Pour mesurer les émissions de SO2, les volcanologues utilisent un spectromètre. L’instrument est généralement installé à bord d’un véhicule ou un avion qui passe sous le panache de SO2 et mesure l’absorption de lumière par le gaz. Plus il y a de SO2, moins la lumière ultraviolette (UV) atteint le spectromètre. En 2018, il y avait tellement de SO2 que le spectromètre pouvait à peine détecter cette lumière, ce qui n’a guère facilité les mesures.
Le spectromètre mesure la lumière UV sur une gamme de longueurs d’onde. Normalement, avec de faibles émissions de SO2, on examine les longueurs d’onde où l’absorption de SO2 est importante, ce qui permet de détecter de très faibles quantités de gaz. En 2018, la situation a été beaucoup plus compliquée car aucune lumière UV n’atteignait l’instrument. Les scientifiques du HVO ont alors examiné une partie du spectre UV où l’absorption de SO2 est 500 fois plus faible, de sorte qu’une certaine quantité de lumière UV restait détectable.
Après avoir traité les mesures dans la nouvelle gamme de longueurs d’onde, les données ont révélé que pendant la majeure partie du mois de juin et début juillet 2018, les fractures dans la LERZ ont émis près de 200 000 t / j (tonnes / jour) de SO2. Ce sont les niveaux d’émission les plus élevés jamais mesurés sur le Kilauea avec le spectromètre UV qui a commencé à être utilisé vers la fin des années 1970. Il se peut que les premières fontaines de lave du Pu’uO’o en 1983, et peut-être l’éruption du Mauna Loa en 1984, aient montré des niveaux de SO2 similaires, mais ces mesures ont probablement souffert de la même sous-estimation que les premières mesures effectuées par le HVO en 2018. Elles avaient alors révélé des émissions de 15000 t / j (tonnes / jour). Malheureusement, les données fournies par le spectromètre des années 1980 ne peuvent pas être traitées de la même manière que les données de 2018.
Les scientifiques du HVO estiment que l’éruption de 2018 a émis plus de 10 Mt (mégatonnes, ou millions de tonnes) de SO2 entre mai et début août. Au cours de ces trois mois, le Kilauea a émis cinq fois plus de SO2 que pendant la seule année 2017. Peu d’éruptions récentes sur Terre ont émis autant de SO2, et lorsqu’elles l’ont fait, il s’agissait généralement d’éruptions explosives majeures sur des stratovolcans.
L’éruption fissurale de l’Holuhraun (Islande) en 2014 également émis environ 10 Mt de SO2, mais en 6 mois, et non 3 comme le Kilauea. À titre de comparaison, la plus grande éruption volcanique du siècle dernier, celle du Pinatubo (Philippines) en 1991, n’a émis que deux fois plus de SO2 que celle du Kilauea en 2018, mais de manière explosive en une seule journée.
Depuis la fin de l’éruption de 2018, le Kilauea a émis beaucoup moins de SO2. Fin 2018, les émissions étaient d’environ 30 t / j au sommet et sur le Pu’uO’o, et presque nulles dans la LERZ. Début 2019, le Pu’uO’o a retrouvé des niveaux proches de zéro. Bien que du SO2 se dissolve dans l’eau du lac dans le cratère de l’Halema’uma’u, les niveaux d’émission de SO2 en ce moment sont les plus bas observés sur le Kilauea depuis plus de 30 ans.
Source: USGS / HVO.

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Kilauea’s Lower East Rift Zone (LERZ) eruption in 2018 released huge amounts of sulphur dioxide (SO2) and the whole Hawaiian archipelago was sometimes invaded by the volcanic fog, or vog.

To measure SO2 emission rates, volcanologists use a spectrometer. The instrument is mounted to a vehicle or aircraft, which passes under the SO2 plume and measures the absorption of sunlight by SO2 overhead. The more SO2, the less ultraviolet (UV) light reaches the spectrometer. In 2018, there was so much SO2 that the spectrometer could barely detect any UV light at all, which made it difficult to determine the exact amount of gas overhead.

The spectrometer measures UV light over a range of wavelengths. Normally, with low SO2 emissions, one examines wavelengths where SO2 absorption is significant, which allows to detect even very small amounts of gas. But 2018 was different as nearly no light was reaching the instrument. HVO scientists examined a part of the UV spectrum where SO2 absorption is 500 times weaker, so some UV light would still be detectable.

After re-processing all measurements in the new wavelength range, the data revealed that for much of June and early July of 2018, fissures in the LERZ emitted nearly 200,000 t/d (tonnes/day)of SO2. These are the highest SO2 emission rates measured at Kilauea using the UV spectrometer technique, which began in the late 1970s. Early Pu’uO’o high lava fountains, and perhaps Mauna Loa’s 1984 eruption, may have had similar emission rates, but those measurements likely suffered from the same underestimation as HVO’s initial 2018 analyses which revealed emissions of 15,000 t/d (tonnes/day). Unfortunately, because of older spectrometer technology, data from the 1980s cannot be reprocessed in the same way as 2018 data.

HVO scientists now estimate that the 2018 eruption emitted over 10 Mt (megatonnes, or millions of tonnes) of SO2 between May and early August. In those three months alone, Kilauea emitted five times the SO2 it emitted in the year 2017. Few recent eruptions on Earth have released that much SO2, and when they do, they are generally large explosive eruptions at stratovolcanoes.

Most similar to Kilauea’s eruption was the 2014 Holuhraun fissure eruption in Iceland, which also emitted about 10 Mt of SO2, though in 6 months rather than just 3. For comparison, the largest volcanic eruption of the past century, Mount Pinatubo in the Philippines in 1991, only released about twice the SO2 mass of Kilauea’s 2018 eruption, albeit explosively on a single day.

Since the extremely high emissions in 2018 ended, Kilauea has been releasing far less SO2. By late 2018, SO2 emissions were about 30 t/d at the summit and Pu’uO’o, and near-zero in the LERZ. By early 2019, Pu’uO’o had dropped to near-zero levels as well. Though some additional SO2 is dissolving into the new lake in Halema‘uma‘u Crater, current emission rates are the lowest that have been observed at Kilauea in over 30 years of measurements.

Source: USGS / HVO.

Emissions de SO2 au sommet du Kilauea et sur l’East Rift Zone (Photos : C. Grandpey)

Le mois de mai sur le Kilauea (Hawaii) // May on Kilauea Volcano (Hawaii)

Le mois de mai est particulièrement riche en éruptions sur le Kilauea. Plusieurs d’entre elles ont débuté, évolué ou pris fin au cours de ce mois. Dans son dernier « Volcano Watch », le HVO a examiné quelques uns des événements les plus marquants entre le 19ème et le 21ème siècle.

La première éruption du Kilauea décrite par des missionnaires occidentaux a eu lieu en 1823. Une fracture de 10 kilomètres de long baptisée «The Great Crack» a donné naissance à la coulée de Keaiwa dans la Lower Southwest Rift Zone (zone de fracture SO) au début de l’été de cette même année. À l’époque, les Hawaïens ont raconté que «Pélé était sortie d’une caverne souterraine et avait débordé dans la plaine… L’apparition de la lave a été soudaine et violente, a brûlé un canot et en a emporté quatre autres dans la mer. À Mahuku [Bay], le puissant torrent de lave est entré dans la mer… »

L’éruption de 1840 a commencé le 30 mai dans la partie inférieure du District de Puna et a duré 26 jours. Il existe peu de témoignages oculaires de cet événement qui a montré l’importance du travail sur le terrain pour déterminer la chronologie des événements. La cartographie géologique révèle que l’éruption de 1840 a probablement ressemblé à celle de 2018.

En 1922, dix ans après la création de l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (le HVO), une éruption fissurale a commencé le 28 mai vers 21 heures au niveau des cratères Makaopuhi et Napau sur l’East Rift Zone (zone de fracture E) du Kilauea.

Il a fallu aux scientifiques du HVO 30 minutes de voiture, puis trois heures de marche pour atteindre le Makaopuhi Crater. Le lendemain, une autre équipe scientifique s’est approchée par le côté est et a observé de faibles projections dans le Napau Crater avant d’atteindre le Makaopuhi. Les deux équipes ont dû traverser des zones de végétation dense et difficile pendant plusieurs heures avant d’atteindre les sites éruptifs.

L’éruption explosive de l’Halema’uma’u en 1924 a duré 17 jours et a pris fin le 28 mai. Un volumineux panache de cendre s’est échappé du cratère pendant cette éruption qui a tué une personne le 18 mai 1924, le même jour de mai que la célèbre éruption du Mont St. Helens.

Une éruption fissurale de trois jours et demi a commencé le 31 mai 1954 dans le cratère de l’Halema’uma’u. Cette éruption a été l’une des premières du Kilauea à avoir été annoncée grâce au réseau de surveillance géophysique. Les scientifiques du HVO avaient observé des signes d’augmentation de la pression magmatique sous le sommet et déclaré que «dans de telles conditions, une éruption pourrait survenir avec sans prévenir longtemps à l’avance». Le premier séisme a réveillé la population à 3 h 42, le tremor est apparu à 4 h 09 et une lueur rouge a été observée dans le ciel à 4 h 10.

L’éruption dans la partie basse du District de Puna en 1955 s’est terminée le 26 mai après 88 jours d’activité dans la même zone que l’éruption de 2018. Cette éruption a dévasté des terres agricoles et isolé le village de Kapoho.

Le 24 mai 1969, le Mauna Ulu est entré en éruption dans l’Upper East Rift Zone du Kilauea. Cet événement a fait suite à une décennie de brèves éruptions fissurales. Les scientifiques du HVO pensaient que cette nouvelle éruption allait durer entre une semaine et un mois. Ce ne fut pas le cas. L’activité s’est concentrée sur une bouche unique entre les cratères Alae et Alo aujourd’hui recouverts par la lave, et s’est poursuivie presque continuellement pendant quatre ans et demi ! Cette longue éruption a permis aux volcanologues du HVO d’étudier et de comprendre les processus volcaniques. L’éruption a permis d’analyser comment se comportent les coulées de lave, les fluctuations de leur vitesse en fonction de la pente, le phénomène de gas pistoning, et la formation des laves en coussins (pillow lavas) lorsque la lave entre dans l’océan.

Lors de l’éruption de 2018 dans la Lower East Rift Zone, la Fracture n°8 s’est réactivée une dernière fois le 24 mai, brièvement accompagnée le 27 mai par l’ouverture de la Fracture n°24. Dans la soirée du 27 mai, la principale coulée de lave issue de la Fracture n°8 a commencé a progresser vers l’océan. Cette éruption est sans aucun doute celle qui a été le mieux documenté sur le Kilauea.
Source: USGS / HVO.

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The month of May has been quite rich on Kilauea, with several notable eruption beginnings, changes, and endings. In its latest “Volcano Watch”, HVO examined a few significant events that marked the last three centuries.

The first eruption of Kilauea documented by western missionaries occurred in 1823. A 10-kilometre-long fissure called “the Great Crack” produced the Keaiwa Flow on the Lower Southwest Rift Zone sometime in the early summer. At the time, local Hawaiians explained that “Pele had issued from a subterranean cavern and overflowed the lowland … The inundation was sudden and violent, burnt one canoe, and carried four more into the sea. At Mahuku [Bay], the deep torrent of lava bore into the sea…”

The 1840 eruption in lower Puna began on May 30th and lasted for 26 days. Few eyewitness accounts exist of this eruption, which emphasized the importance of geological fieldwork to reconstruct the chronology of events that occurred. Geologic mapping indicated 1840 may have been similar to the 2018 eruption.

In 1922, ten years after the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) was founded, a fissure eruption began around 9 p.m. on May 28th in Makaopuhi and Napau craters on Kilauea’s East Rift Zone. HVO scientists drove for 30 minutes and then hiked three hours to reach Makaopuhi. The next day, another field party approached from the east and saw weak spattering in Napau Crater before reaching Makaopuhi Crater. Both teams endured hours of jungle bushwhacking to reach the eruption sites.

The explosive 1924 eruption of Halema’uma’u lasted 17 days and ended activity on May 28th. The crater unleashed a large ash cloud that killed one person on May 18th, 1924, a day later associated with the famous Mount St. Helens eruption.

A 3.5-day-long fissure eruption started on May 31st, 1954 in Halema’uma’u crater. This eruption was one of the first at Kilauea to be “anticipated” through geophysical monitoring. HVO scientists had noted signs of increasing pressurization at the summit and stated that “under such conditions, an eruption might come with very little forewarning.” The first earthquake woke residents at 3:42 a.m., seismic tremor started at 4:09 a.m., and at 4:10, there was red glow in the sky.

The 1955 lower Puna eruption ended on May 26th after 88 days of activity in the same area as the recent 2018 eruption. This eruption devastated farmland and isolated Kapoho Village.

Mauna Ulu began erupting on Kilauea’s Upper East Rift Zone on May 24th, 1969. It followed a decade of short-lived fissure eruptions and HVO staff suspected it would be another week-to-month-long event. However, activity focused at a single vent between the now buried ‘Alae and Alo’i craters and continued there almost continuously for 4.5 years. This sustained activity allowed HVO staff to document, study and understand volcanic processes in great detail. The eruption advanced understanding of how lava flows advance and inflate, the effect of lava velocity and slope on flow textures, gas-pistoning behaviour, and the formation of pillow basalts when lava flows into the ocean.

During the 2018 Lower East Rift Zone eruption, fissure 8 reactivated for a final time on May 24th and was joined briefly on May 27th by the final fissure (#24) opening. In the evening of May 27th, the main fissure 8 lava flow began its advance towards the ocean. This eruption was arguably the best-documented eruption at Kilauea yet.

Source : USGS / HVO.

L’éruption de l’Halema’uma »u en 1924 (Source : USGS / HVO)

Eruption 2018 : coulée issue de la Fracture n°8 (Crédit photo : HVO)

 

L’éruption du Kilauea (Hawaii) déclenchée par la pluie? La réponse du HVO ! // Kilauea eruption triggered by the rain ? HVO’s answer !

La note précédente faisait référence à un article de The Guardian expliquant que, selon une étude récente, l’éruption du Kilauea en 2018 (Hawaï) aurait été déclenchée par des précipitations extrêmes au cours des mois précédents.
En réponse à cette étude, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) écrit: « Cette hypothèse sur les fortes précipitations est source de réflexion, mais les habitants de la Grande Ile d’Hawaii doivent-ils craindre pour autant que de fortes pluies provoquent la prochaine éruption? »
Au vu des données rassemblées par le HVO en 2018, ainsi que de nombreuses études sur les éruptions précédentes, la réponse du HVO est que non, les habitants de la Grande Ile n’ont pas à redouter une telle corrélation. L’augmentation de la pression dans le système magmatique – qui est bien plus forte que la variation de pression causée par l’infiltration des eaux de pluie – a été le principal moteur de déclenchement de l’éruption de 2018.
Pour le HVO, l’annonce de l’éruption se trouve dans les données de déformation du sol dans sur l’ensemble du Kilauea dans la période qui a précédé l’événement. C’est ce que j’ai expliqué dans ma note précédente en montrant la courbe du tiltmètre en 2013, époque où l’inflation de l’édifice volcanique était déjà enregistrée. Plus près de nous, les tiltmètres et les stations GPS ont enregistré un soulèvement rapide de la surface du sol au niveau du Pu’uO’o à partir de mars 2018, suite à l’augmentation de la pression dans le système d’alimentation. De plus, une inflation rapide a commencé au sommet du Kilauea quelques semaines plus tard, lorsque le réservoir sommital a commencé gonfler. Cette augmentation de pression magmatique s’est traduite par une hausse de niveau des lacs de lave dans le Pu’uO’o et au sommet du Kilauea, avec des débordements spectaculaires sur le plancher de l’Halema’uma’u.
Cette situation a conduit le HVO à publier un bulletin spécial le 17 avril 2018, dans lequel il était fait état de l’augmentation de la pression magmatique, avec le risque de voir une nouvelle bouche éruptive apparaître dans l’East Rift Zone.
En résumé, si l’on se réfère aux paramètres de surveillance du HVO, il est évident que c’est bien la hausse de pression du magma qui a été le moteur de déclenchement des événements de fin avril et début mai 2018. Aucun processus externe, comme les précipitations, n’est intervenu.
Source: USGS / HVO.

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The previous postreferred to an article published in The Guardian explaining that, according to a recent study, the 2018 Kilauea eruption (Hawaii) had been triggered by extreme rainfall in the preceding months.

As a response to the study, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) writes: “This hypothesis about heavy rainfall is thought-provoking, but does it mean that Hawaii residents need to be concerned that heavy rain might cause the next eruption?”

Based on the observatory’s analysis of data collected in 2018, plus many studies of previous eruptions, HVO’s answer is that no, residents need not be concerned about a connection. Increasing pressure in the magmatic system, which far exceeds the change in pressure modelled as due to rainwater infiltration, was the primary driver in triggering the 2018 eruption.

For HVO, the smoking gun is found in the ground deformation record across a broad region of Kilauea Volcano leading up to the eruption. This was what I explained in my previous post showing the tiltmeter plot in 2013 when inflation of the volcanic edifice was already recorded. More specifically, tiltmeter and GPS stations recorded rapid uplift of the ground surface, best explained as the result of increasing pressure within the magmatic plumbing system at Pu’uO’o, starting in March 2018. Rapid uplift began at the summit of Kilauea a few weeks later as the summit reservoir began inflating. This pressurization was widespread and drove lava lakes at Pu’uO’o and the summit to unusually high levels, causing significant overflows in Halema’uma’u.

These changes were so clear that HVO issued a Volcano Activity Notice on April 17th, 2018, noting ongoing pressurization, and forecasting that a new eruptive vent could form on the East Rift Zone.

In summary, HVOs consensus interpretation of the monitoring data is that magma pressurization was the driving force in triggering the events of late April and early May of 2018. No external process, such as rainfall, is needed to explain this.

Source: USGS / HVO.

Effondrement spectaculaire du Pu’uO’o au moment de l’éruption du Kilauea en 2018 (Source: USGS / HVO)

Le pluie a-t-elle déclenché l’éruption du Kilauea (Hawaii) en 2018 ? // Did rain trigger the 2018 Kilauea eruption (Hawaii) ?

On peut lire sur le site de The Guardian un article particulièrement surprenant. Selon une nouvelle étude, l’éruption du Kilauea en 2018 à Hawaii aurait été déclenchée par les très fortes pluies qui se sont abattues sur l’archipel au cours des mois précédents. L’influence des précipitations ou de la fonte de la neige a été observée ponctuellement sur certains volcans comme l’Etna. En percolant, l’eau peut atteindre le magma de sorte que les éruptions peuvent parfois devenir phréato-magmatiques, donc plus explosives, en raison de l’interaction entre l’eau et la roche en fusion. Quant à provoquer une longue éruption comme celle du Kilauea, c’est une autre affaire!
S’agissant du Kilauea, les auteurs de l’étude pensent que le dérèglement climatique, en provoquant des conditions météorologiques extrêmes, peut entraîner une augmentation des éruptions dans le monde.
On se souvient que la dernière éruption du Kilauea a été spectaculaire, avec l’ouverture de fractures, des explosions et des effondrements sommitaux, sans oublier un séisme de magnitude M 6,9 qui a provoqué d’importants dégâts. Cependant, jusqu’à présent, les volcanologues n’avaient pas déterminé la raison pour laquelle l’éruption avait été si intense.
Les auteurs de l’étude expliquent que plusieurs mois de précipitations anormalement fortes ont précédé l’éruption, avec un record pour une période de 24 heures à l’échelle des Etats-Unis. Les scientifiques pensent que toute cette eau s’est probablement infiltrée dans les fissures et les pores des roches du volcan, jusqu’à 2,9 km de profondeur. Ils ont calculé que ce phénomène avait poussé la pression interstitielle à l’intérieur des roches à un niveau jamais observé depuis près de 50 ans. Les roches ont donc été fragilisées, ce qui a facilité l’ascension du magma vers la surface..
Les scientifiques ont également étudié les éruptions du Kilauea depuis 1790 et ont constaté que ces événements étaient deux fois plus susceptibles de se produire pendant la saison des pluies. Selon eux, ce n’est pas la pression exercée de bas en haut par le magma qui a déclenché l’éruption, car la surface de l’édifice volcanique s’est à peine déformée. [NDLR : l’absence d’inflation ou de déformation significative de l’édifice volcanique est probablement due à la présence d’un grand lac de lave dans le cratère de l’Halemau’uma’u, au sommet du Kilauea. Ce lac de lave, avec des variations de niveau, a contribué à atténuer la pression exercée par le magma sur l’ensemble du volcan, de sorte qu’il y a eu peu de déformation]. Les chercheurs ont également éliminé l’attraction gravitationnelle du soleil et de la lune, qui sont, selon eux, également susceptibles de déclencher des éruptions – même si [NDLR] cette influence extérieure n’a jamais été clairement prouvée.
Avec le changement climatique, les périodes prolongées de précipitations extrêmes devraient être de plus en plus fréquentes dans de nombreuses régions du monde, de sorte que de plus en plus de phénomènes volcaniques pourraient être déclenchés par les précipitations. Cependant, cette hypothèse doit être confirmée par l’observation d’un plus grand nombre d’éruptions.
Source: The Guardian.

Cette étude qui fait reposer le déclenchement de l’éruption du Kilauea en 2018 sur un excès de précipitations me laisse sur ma faim. Si l’on observe l’évolution du comportement du volcan au cours des dernières années, on se rend compte que la dernière éruption n’est pas forcément une surprise et qu’elle a très bien pu se déclencher sans l’aide de l’ouverture des vannes célestes. Si l’inflation n’a pas été significative dans les mois qui ont précédé l’éruption, elle était enregistrée par les tiltmètres depuis plusieurs années (voir la courbe ci-dessous) , avec une certaine accélération dans les semaines qui ont précédé la sortie de la lave dans l’East Rift Zone.. Les tracés montraient une croissance régulière qui trahissait clairement une accumulation progressive du magma sous l’édifice volcanique.

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Quite surprisingly, an article published in The Guardian explains that, according to a new study, the 2018 Kilauea eruption (Hawaii) was triggered by extreme rainfall in the preceding months. The influence of rainfall or snow melting has been occasionally observed on some volcanoes like Mount Etna. The percolating water may reach the magma so that the eruptions may at times become phreatomagmatic and more explosive because of the interaction between water and magma. But triggering a long eruption like Kilauea’s in 2018 needs to be proved.

As far as Kilauea is concerned, the authors of the study raise the possibility that climate breakdown, which is causing more extreme weather, could lead to an increase in eruptions around the world.

One can remember that the last eruption of Kilauea was dramatic with rifts opening, summit explosions and collapses, and an M 6.9 earthquake that caused heavy damage. However, up to now, volcanologists had not analysed what made the eruption so intense.

The researchers who published the study explain that several months of unusually high rainfall preceded the eruption, with one 24-hour period setting a record for the entire US. They think this flood of water probably percolated down into fissures and pores in the rocks of the volcano, as far as 2.9 km below the surface. The scientists calculated this pushed up the pore pressure inside the rocks to the highest level in almost 50 years, weakening them and allowing magma to push up from below.

The scientists also looked at eruptions of Kilauea since 1790 and found that these historical events were twice as likely to happen in the rainy season. They ruled out magma pressure from below triggering the eruption, because the surface had barely deformed. [Editors note: The lack of significant inflation and deformation of the volcanic edifice was probably due to the existence of a large lava lake in Halemau’uma’u Crater, at the summit of Kilauea. This pond of lava contributed to alleviating the pressure exerted by the magma on the whole volcano so that there was little deformation]. The researchers also eliminated the gravitational pull of the sun and moon, which are also said to trigger eruptions – even though this external influence has never been clearly proved (editor’s note). .

As climate continues to change, the occurrence of prolonged periods of extreme rainfall is predicted to increase in many parts of the world, increasing the potential for rainfall-triggered volcanic phenomena. However, this hypothesis needs to be confirmed by more observations of other eruptions.

Source: The Guardian.

This study, which bases the onset of the Kilauea eruption in 2018 on excess precipitation, is quite disconcerting. If we observe the evolution of the behaviour of the volcano in recent years, we realize that the last eruption is not necessarily a surprise and that it could very well have started without the help of the rain. Although inflation was not significant in the months before the eruption, it had been recorded by tiltmeters for several years, with an acceleration during the weeks that preceded the eruption in the East Rift Zone. The plots showed a regular increase which clearly betrayed a gradual accumulation of magma beneath the volcanic structure.

Image de l’éruption de 2018 (Crédit photo: USGS / HVO)

Exemple de l’inflation du Kilauea déjà présente en 2013 (Source: HVO)