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Islande : Nouvelle approche des fontaines de lave // Iceland : New approach to lava fountains

À partir d’observations de l’éruption du Fagradalsfjall (Islande) en 2021, une équipe de spécialistes des Sciences de la Terre, de météorologues, de géologues et de volcanologues a proposé une nouvelle théorie expliquant la mécanique des fontaines de lave. Les résultats de leurs travaux ont été publiés dans la revue Nature Communications*.
Les fontaines de lave sont des phénomènes spectaculaires pendant lesquels la lave jaillit vers le ciel avant de retomber en cascade sur les flancs d’un volcan. Ces manifestations volcaniques ont longtemps intrigué les scientifiques. Les travaux de l’équipe de chercheurs se sont concentrés sur la compréhension des forces qui servent de moteur à ce phénomène. Contrairement à la plupart des  éruptions classiques, celle du Fagradalsfjall a présenté une série de fontaines de lave de différentes hauteurs offrant une opportunité unique de les approcher et de les examiner.
Pour analyser la dynamique de l’éruption, les chercheurs ont utilisé la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (OP-FTIR)*. Cette technique leur a permis d’analyser les émissions de gaz du volcan sur plusieurs cycles d’épisodes éruptifs entrecoupés de pauses. Leurs observations sur la composition du gaz a fourni des indications sur les processus qui sous-tendent les fontaines de lave.
Il ressort de ces observations que les volcans comme le Fagradalsfjall possèdent une cavité peu profonde remplie de magma sous leur caldeira. En remontant dans cette cavité, le magma génère une couche d’écume à son sommet. Les chercheurs pensent que l’effondrement de cette couche d’écume crée la pression nécessaire pour propulser la lave vers le haut, un peu comme l’éjection d’une boisson gazeuse quand on secoue la bouteille. Ce processus se produit de manière cyclique, conduisant aux éruptions sous forme de fontaines observées en Islande.
L’étude offre non seulement une explication des caractéristiques uniques de l’éruption du Fagradalsfjall, mais elle a également des implications plus larges. Les chercheurs pensent que leur étude pourrait s’appliquer à différents types de fontaines de lave observées dans le monde.
Des recherches supplémentaires seront nécessaires pour valider et élargir ces résultats. Cependant, ces travaux fournissent des informations significatives sur les processus complexes qui entourent les fontaines de lave.

* Near-surface magma flow instability drives cyclic lava fountaining at Fagradalsfjall, Iceland – Scott, S., Pfeffer, M., Oppenheimer, C. et al. – Nature Communications – November 7, 2023 – DOI https://doi.org/10.1038/s41467-023-42569-9 – OPEN ACCESS.

* La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier ou spectroscopie IRTF (ou encore FTIR, de l’anglais Fourier Transform InfraRed spectroscopy)1 est une technique utilisée pour obtenir le spectre d’absorption, d’émission, la photoconductivité ou la diffusion Raman dans l’infrarouge d’un échantillon solide, liquide ou gazeux.

Le résumé de l’étude a été publié sur le site web The Watchers avec une vidéo de drone de l’éruption de 2021 :
https://youtu.be/DQx96G4yHd8

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From the observations of the 2021 Fagradalsfjall eruption in Iceland, a team of Earth scientists, meteorologists, geologists, and volcanologists has formulated a new theory explaining the mechanics of volcanic fountaining. The research* was published in the journal Nature Communications.

Volcanic fountaining, characterized by explosive eruptions with lava shooting skywards and cascading down a volcano’s sides, has long puzzled scientists.The team’s research centered on understanding the driving forces behind this phenomenon. Unlike a single massive eruption, the Fagradalsfjall event presented a series of lava fountains of varying heights, providing a unique opportunity for close-up examination.

To probe the eruption’s dynamics, the researchers employed Fourier transform infrared (OP-FTIR) spectroscopy. This technique enabled them to analyze the gas emissions from the volcano across multiple eruption and pause cycles. Their investigation into the gas composition yielded clues about the processes underpinning volcanic fountaining.

The team’s emerging theory posits that volcanoes like Fagradalsfjall have a magma-filled shallow cavity beneath their calderas. Magma rising into this cavity generates a foam layer at the top. The researchers suggest that the collapse of this foam layer creates the pressure needed to propel magma upwards, akin to soda being ejected from a shaken can. This process occurs cyclically, leading to the observed fountain-like eruptions.

The study not only offers a compelling explanation for the Fagradalsfjall eruption’s unique characteristics but also has broader implications. The researchers believe that their theory could apply to various types of volcanic fountains observed worldwide.

Further research is needed to validate and expand upon these findings. However, the team’s work provides significant insights into the intricate processes of volcanic fountaining.

* Near-surface magma flow instability drives cyclic lava fountaining at Fagradalsfjall, Iceland – Scott, S., Pfeffer, M., Oppenheimer, C. et al. – Nature Communications – November 7, 2023 – DOI https://doi.org/10.1038/s41467-023-42569-9 – OPEN ACCESS.

* Fourier transform infrared spectroscopy or FTIR spectroscopy is a technique used to obtain the absorption spectrum, emission spectrum, photoconductivity or Raman scattering in the infrared of a solid, liquid or gas sample.

The abstract of the research was published on the The Watchers website together with a drone video of the 2021 eruption :

https://youtu.be/DQx96G4yHd8

Capture écran webcam de l’éruption et des fontaines de lave

Remplissage du cratère sommital du Kilauea (Hawaii) // Filling of Kilauea’s summit crater (Hawaii)

Dans son article hebdomadaire « Volcano Watch », l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) a publié un article très intéressant sur le remplissage de l’Halema’uma’u, le cratère sommital du Kilauea. On se souvient que l’éruption de 2018 s’est accompagnée de violents séismes et d’effondrements dans la zone sommitale du volcan. Ces événements ont laissé derrière eux une cavité très profonde, là même où s’agitait un superbe lac de lave avant l’éruption.

Une pièce d’eau s’est formée pendant quelques mois au font du nouveau cratère :

A partir de décembre 2020, deux éruptions ont fait entrer de la lave dans la profonde cavité provoquée par l’affaissement de la caldeira du Kilauea en 2018. La première éruption a commencé fin décembre 2020 et a duré cinq mois.
La deuxième éruption se poursuit aujourd’hui et a célébré son premier anniversaire le 29 septembre 2022. En ce moment, plus de 150 millions de mètres cubes de lave ont rempli le cratère et soulevé son plancher de près de 370 mètres par rapport à son niveau de 2018.
La première éruption a commencé le 20 décembre 2020 et au début de l’année 2021 le niveau de la lave s’était élevé de plus de 180 mètres. La dernière activité a été observée le 23 mai 2021, après que la lave ait rehaussé de 225 mètres le fond du cratère. Ce dernier avait alors une superficie de 45 hectares. La croûte de lave solidifiée recouvrait un volume estimé à 41 millions de mètres cubes de lave. Dans la partie centrale du cratère, on pouvait voir une île principale qui s’était formée dans les premières heures de l’éruption, ainsi que plusieurs autres petites îles dans la partie est du cratère. Le sommet de l’île principale se trouvait à environ 25 mètres au-dessus du fond du cratère.

Le cratère le 24 mars 2021…

…et le 11 juin 2021. On voit parfaitement les îles qui percent la croûte de lave solidifiée

L’activité a repris le 29 septembre 2021, à partir d’un nouveau cône éruptif dans la partie ouest du cratère, avec de petits débordements sur les bordures. Le 12 septembre 2022, l’éruption avait ajouté 111 millions de mètres cubes de lave, soulevé le fond du cratère de 140 mètres supplémentaires et plus que doublé la superficie du fond du cratère de 2020-2021.
Aujourd’hui, le cratère de l’Halemaʻumaʻu présente une surface centrale de forme ovale recouverte par la croûte formée en 2020-2021, avec l’île principale figée à l’intérieur. Alors que le plancher du cratère de 2020-2021 continue à se soulever, une nouvelle lave est apportée sur les bords par l’éruption en cours. La source de l’éruption reste le cône ouest qui maintient la même position sur la bordure ouest du fond du cratère. Actuellement, le petit lac de lave occupe moins de 1% du plancher du cratère.

Le cratère de l’Halema’uma’u le 27 septembre 2022. On se rend compte de l’ampleur prise par la lave

Le petit lac de lace dans le cratère

(Toutes les photos se trouvent sur le site du HVO)

Le plancher du cratère continue de se soulever, tel un piston, avec la croûte qui reste pratiquement intacte à son sommet. Comme le cratère a la forme d’un entonnoir, le plancher du cratère s’agrandit au fur et à mesure qu’il se déplace vers le haut.
Il peut sembler étrange que la lave ne s’étale pas sur le fond du cratère, mais l’histoire montre que ce soulèvement en forme de piston est un mécanisme relativement fréquent sur le Kilauea. Le phénomène a déjà été observé dans les années 1800 lorsque la partie centrale du plancher de la caldeira s’est élevée de près de 60 mètres en l’espace de quelques mois. Thomas Jaggar, fondateur de l’Observatoire des Volcans d’Hawaii, a observé ce processus à plusieurs reprises entre 1916 et 1924.
À certains moments, la lave de l’éruption de 2021-2022 a recouvert des parties importantes du fond du cratère. L’île principale de 2020-2021 est toujours visible, mais elle a été entourée par des coulées de surface sur une dizaine de mètres d’épaisseur. Dans le même temps, le plancher du cratère s’est soulevé de 130 mètres supplémentaires sous l’effet de la poussée de la lave sous la croûte. Cependant, la majeure partie de cette lave n’a jamais été vue par les scientifiques du HVO. Seule une petite fraction s’écoule et vient recouvrir de temps en temps le fond du cratère.
Le plancher du cratère de l’Halema’uma’u continuera probablement à se soulever sous l’effet de injection continue de lave, mais personne ne sait si on verra cette lave dans les prochains mois. Personne ne sait non plus si un nouveau lac de lave occupera le cratère de l’Halema’uma’u comme avant l’éruption de 2018.
Source : HVO, USGS.

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In its weekly article « Volcano Watch », the Hawaiian Volcano Observatory has released a very interesting article about the filling of Kilauea’s summit crater. One can remember that the 2018 eruption included a series of earthquakes and collapses in the volcano’s summit area. They left a very deep pit where a lava lake was simmering before the eruption.

Since December 2020, two eruptions have been filling the deep pit crater left by the 2018 subsidence of Kīlauea caldera. The first eruption started in late December 2020 and lasted five months.

The second eruption continues and celebrated its firdt anniversary on September 29th, 2022. At this moment, more than 150 million cubic meters of new lava have filled that pit and lifted its floor almost 370 meters higher than the deepest point of 2018 subsidence.

The first eruption started on December 20th, 2020, and by the new year, the lava level had risen more than 180 meters. The last activity was observed on May 23rd, 2021, after lava had filled 225 meters of the pit. The crusted crater floor had an area of 45 hectares, covering a volume of 41 million cubic meters of lava. The crater floor showed a main island that had formed in the first hours of the 2020-21 eruption, and several smaller islands to the east. The summit of the highest island was about 25 meters above the surrounding crater floor.

Activity reappeared on September 29th, 2021, from a new western cone and from the edges of the crater floor. On September 12th this year, the 2021-22 eruption had added 111 million cubic meters of lava, raised the crater floor another 140 meters and more-than-doubled the area of the 2020-21 crater floor.

Current views of Halemaʻumaʻu show a central oval-shaped plate of 2020-21 crust, with its main island frozen into it. While the 2020-21 crater floor is being lifted, new floor is being added around its edges by the 2021-22 ongoing eruption. The erupting vent, called the west cone, seems to be frozen in the same position at the west edge of the 2020-21 crater floor. Currently, the small lava lake occupies less than 1% of the crater floor.

The crater floor continues to rise, like the top of a piston, with the crust mostly intact at its top. Because the pit is shaped like a funnel, the uplifted crater floor must get larger as it moves upward.

While it might seem strange that more lava is not erupted over the crater floor to build it higher, history shows us that this piston-like uplift from beneath the floor is a common mechanism observed at Kilauea. The phenomenon was already observed in the 1800s when the central part of the caldera floor rose almost 60 meters in the space of a few months. Thomas Jaggar, founder of the Hawaiian Volcano Observatory, observed this process several times between 1916 and 1924.

On occasion, the 2021-22 eruption lava has covered substantial portions of the crater floor with new lava. The highest part of the 2020-21 main island is still visible, but the island has been surrounded by about 10 meters of surface flows. Meanwhile, the crater floor was uplifted an additional 130 meters by lava beneath the crust. However, most of the molten lava added to Halemaʻumaʻu pit crater has not been seen by observers on the surface. Only a small fraction of it trickles out, occasionally covering part of the crater floor.

The Halemaʻumaʻu crater floor will probably continue to rise with continued injection of lava, but nobody knows how much of this lava will be seen in the next months. Nobody knows either whether a new lava lake will occupy Halema’uma’u Crater like it did before the 2018 eruption.

Source: HVO, USGS.

Approche scientifique de l’éruption islandaise de 2021 // Scientific approach of the 2021 Icelandic eruption

Nous ne savons pas prévoir les éruptions, mais nous savons décrire le déroulement des événements éruptifs.
Des scientifiques de l’Université d’Islande et du Met Office islandais (IMO) ont publié deux articles dans la revue Nature, dans lesquels ils présentent le fruit de leurs observations lors de l’éruption de Fagradalsfjall en 2021. C’était la première éruption sur la péninsule de Reykjanes après 800 ans de calme volcanique.
Les études montrent que les précurseurs de l’éruption islandaise étaient différents de ceux qui ont précédé de nombreuses autres éruptions à travers le monde, et que la composition de la lave a évolué au fur et à mesure que l’éruption progressait.
Les chercheurs ont analysé l’activité sismique sur la péninsule de Reykjanes. Elle a commencé en décembre 2019, a culminé avec l’éruption du 19 mars 2021 et s’est poursuivie pendant environ six mois.

L’un des articles – intitulé « La déformation et le déclin de la sismicité avant l’éruption de Fagradalsfjall de 2021 » – s’attarde sur les précurseurs de l’éruption et montre dans quelle mesure ils diffèrent des précurseurs de nombreuses autres éruptions dans le monde.
Il y a eu une activité sismique intense sur la péninsule de Reykjanes dans les semaines qui ont précédé l’éruption de 2021, avec une libération de contraintes tectoniques dans la croûte terrestre. Cependant, pendant plusieurs jours avant l’éruption, la déformation du sol et l’activité sismique ont diminué dans la zone autour du site de l’éruption. Ce schéma précurseur est donc différent de ceux qui précèdent de nombreuses autres éruptions dans le monde, qui montrent souvent une augmentation de la déformation du sol et de la sismicité peu de temps avant le début de l’éruption, signe que le magma se fraye un chemin vers la surface.
Les auteurs de l’article expliquent que la situation observée sur le Fagradalsfjall a été provoquée par l’interaction entre le flux magmatique et les contraintes au niveau des plaques tectoniques. Lorsque le magma se fraye un chemin à travers la croûte avant une éruption, une contrainte tectonique est parfois libérée, ce qui provoque des séismes et une déformation du sol. Un déclin de la sismicité et de la déformation peut indiquer que ce processus touche à sa fin et que le magma est prêt à percer la surface.
Au cours de la période de trois semaines qui a précédé l’éruption de Fagradalsfjall, il y a eu à la fois une déformation de surface considérable et une forte sismicité. La cause était la mise en place d’un dyke magmatique vertical entre la surface et 8 km de profondeur. Dans le même temps, des contraintes tectoniques dans la croûte ont été libérées. Des séismes d’une magnitude pouvant atteindre M 5,6 ont été enregistrés dans les zones voisines.
Les scientifiques pensent que la baisse de la sismicité dans les jours qui ont précédé l’éruption peut s’expliquer par le fait que le magma avait alors presque atteint la surface, là où la croûte est la plus faible et où il y a donc moins de résistance.
Cette situation montre qu’il faut tenir compte de la relation entre les volcans et les contraintes tectoniques dans la prévision des éruptions. Une libération des contraintes tectoniques, suivie d’une diminution de la déformation et de la sismicité, peut précéder un certain type d’éruption.

Le deuxième article – intitulé « Déplacement rapide d’une source magmatique profonde sur le volcan Fagradalsfjall » – traite des changements dans la composition de la lave dans la Geldingadalir au cours de l’éruption.
Les scientifiques ont fréquemment échantillonné la lave au cours des 50 premiers jours de l’éruption et ils ont mesuré les gaz volcaniques autour du site éruptif. Ces mesures ont révélé que la lave du Fagradalsfjall provenait directement d’un réservoir magmatique à grande profondeur, à la frontière entre la croûte et le manteau, autrement dit la zone proche du Moho.
Une éruption avec du magma provenant directement de la zone proche du Moho n’a pas été observée dans d’autres éruptions en temps réel. Dans ces cas précédents, le magma provenait de profondeurs moindres de la croûte terrestre. On manque d’informations sur les parties les plus profondes des systèmes magmatiques. L’éruption du Fagradalsfjall a fourni à la communauté scientifique de nouvelles connaissances sur les processus impliqués.
Au début de l’éruption de 2021, la lave était relativement riche en magnésium, comparée à la lave d’autres éruptions historiques en Islande, ce qui révèle un apport de magma particulièrement chaud. Il y avait aussi beaucoup de dioxyde de carbone (CO2) dans les gaz volcaniques émis par la bouche éruptive, ce qui confirme un apport de magma très profond. Selon les scientifiques, cela montre que le magma a subi peu de refroidissement en remontant à travers la croûte jusqu’à la surface. On pense que le réservoir magmatique se trouvait à une quinzaine de kilomètres sous la surface.

L’étude de l’éruption révèle également que la composition de la lave du Fagradalsfjall a radicalement changé au fur et à mesure que l’éruption progressait. Cela laisse supposer que pendant l’éruption un nouveau magma est arrivé en provenance de profondeurs plus importantes que le magma déjà présent dans le réservoir.
Les scientifiques expliquent que l’on sait depuis longtemps que différents types de magma peuvent se mélanger en profondeur, dans les systèmes magmatiques, avant une éruption. Cette éruption présente des preuves en temps réel que ces processus se produisent.
De plus, les modifications de la composition des produits volcaniques montrent que du nouveau magma peut s’introduire rapidement dans un réservoir profond, dans un délai d’environ 20 jours, et se mélanger au magma déjà présent dans le réservoir, en déclenchant potentiellement l’éruption.
Ces découvertes peuvent aider à mieux comprendre les volcans et la géochimie du manteau et pourraient contribuer à l’élaboration de modèles de systèmes magmatiques partout dans le monde.

Source: Met Office islandais, Université d’Islande, The Watchers.

Il sera maintenant intéressant de comparer les conclusions de l’éruption de 2021 avec celles de l’éruption de 2022. Il faudra voir si la dernière éruption se situe dans le prolongement de celle de 2021 ou s’il s’agit de deux événements indépendants l’un de l’autre.

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We are not good at predicting eruptions, but we are dood at describing what happened.

Scientists from the University of Iceland, the Icelandic Met Office (IMO) have published two papers in the journal Nature, presenting new findings from the 2021 eruption at Fagradalsfjall. It was the first eruption on the Reykjanes Peninsula after 800 years of dormancy.

The studies show that the precursors to the eruption were unusual compared to many other eruptions across the world and that the composition of the lava changed as the eruption continued.

Researchers closely observed the seismic activity on Reykjanes Peninsula, which began in December 2019, culminated with the eruption on March 19th, 2021 and continued for around half a year.

One of the papers – titled “Deformation and seismicity decline before the 2021 Fagradalsfjall eruption” -discusses the precursors to the eruption and how they differ from the precursors of many other eruptions around the world.

There was a significant seismic activity on the Reykjanes Peninsula in the weeks leading up to the 2021 eruption, marked by tectonic stress release in the crust. However, for several days before the eruption, deformation and seismic activity declined in the area around the eruption site. This precursory pattern is different from those preceding many other eruptions around the world, which often show escalating rates of ground displacement and seismicity shortly before the eruption onset, as the magma forces its way to the surface.

The scientists behind the paper explain that the behaviour at Fagradalsfjall was caused by the interplay between magma flow and plate tectonic stress. As magma forces its way through the crust before an eruption, tectonic stress may be released, causing earthquakes and ground deformation in the early stages. A decline in seismicity and deformation may indicate that this process is coming to an end and that the magma may erupt.

During the three-week period preceding the eruption at Fagradalsfjall, there was both considerable surface deformation and a large number of earthquakes. This was caused by the emplacement of a vertical magma-filled dyke between the surface and a depth of 8 km. At the same time, tectonic stress in the crust was released. Earthquakes occurred in nearby areas, up to magnitude M 5.6.

The scientists also suggest that the decline in seismicity in the days before the eruption could be explained by the fact that the magma had then almost reached the surface, where the crust is weakest and there is therefore less resistance.

This situation shows that consideration must be given to the relationship between volcanoes and tectonic stress in eruption forecasting. A release of tectonic stress followed by a decline in deformation and seismicity rate may be a precursory activity for a certain type of eruption.

The second paper – titled “Rapid shifting of a deep magmatic source at Fagradalsfjall volcano, Iceland” – discusses the changes to the composition of the lava that flowed through Geldingadalir and the surrounding area as the eruption continued.

Scientists sampled the lava frequently during the first 50 days of the eruption and measured the volcanic gases around the eruption site. This revealed that the lava at Fagradalsfjall was directly sourced from a magma reservoir at great depth, at the boundary between the crust and the mantle – the near-Moho zone.

Eruption directly from the near-Moho zone has not been observed in other eruptions with real-time investigation. In these previous cases, the magma came from shallower levels in the crust. Until now, there has therefore been a lack of information about the deepest parts of magmatic systems. The eruption at Fagradalsfjall has provided the scientific community with new knowledge of the processes involved.

At the start of the eruption, the lava was relatively rich in magnesium in comparison with lava from other historical eruptions in Iceland, indicating an unusually hot magma supply. There was also a lot of carbon dioxide in the volcanic gases emitted from the eruption vent, indicating an unusually deep magma supply. The scientists explain that this suggests that the magma underwent little cooling on its way up through the crust to the surface. It is believed that the magma reservoir was located about 15 km from the surface.

The research also revealed that the composition of the lava at Fagradalsfjall radically changed as the eruption progressed. This suggests that during the eruption, a new magma was generated at greater depths than the magma already present in the reservoir.

The scientists point out that it has long been argued that different kinds of magma can mix deep in magmatic systems before an eruption. This study presents real-time evidence that these processes do occur.

Furthermore, changes to the composition of volcanic products show that new magma can flow into a deep reservoir rapidly, in a timescale of around 20 days, mixing with the magma already in the reservoir and potentially triggering the eruption.

These findings may aid our understanding of volcanoes and the geochemistry of the mantle and could support the development of models of magmatic systems all over the world.

Source: Icelandic Met Office, University of Iceland, The Watchers.

It will now be interesting to compare the conclusions of the 2021 eruption with those of the 2022 eruption. It will be particularly interesting to see if the last eruption is a continuation of that of 2021 or if they are two distinct events.

Captures d’écran de l’éruption de 2021

Nyiragongo (RDC) : la difficulté de la prévision éruptive // The difficulty of eruptive prediction

L’année dernière, le 22 mai 2021, le Nyiragongo (République Démocratique du Congo) est entré brutalement en éruption. Les habitants de Goma ont vu les villageois des environs arriver en courant avec des matelas sur la tête et de grands sacs contenant leurs affaires, leurs enfants derrière eux. Ces villageois ont dit qu’il y avait un feu de forêt et qu’il se rapprochait. À 17 heures, une forte lueur est apparue dans le ciel et des explosions étaient audibles au loin. Vers 18 heures, tout le monde s’est rendu compte qu’il s’agissait d’une éruption volcanique. Vers 3 heures du matin, la coulée de lave vomie par le Nyiragongo s’est arrêtée à une centaine de mètres de la porte d’entrée de la clinique de Buhene, et à moins de 800 mètres de l’aéroport de Goma. Selon l’ONU, plus de 13 villages et 3 629 maisons ont été détruits, laissant plus de 20 000 personnes sans abri. La lave ayant détruit les lignes électriques, un quart des habitants de Goma se sont retrouvés sans électricité. Au moins 37 personnes sont mortes, soit d’une exposition à la lave ou aux gaz, soit dans des accidents pendant leur fuite devant le danger.

Dans une nouvelle étude publiée le 31 août 2022 dans la revue Nature, des scientifiques du Centre européen de géodynamique et de sismologie de Walferdange au Luxembourg, ont expliqué pourquoi l’éruption avait surpris tout le monde.
La plupart des volcans sous surveillance scientifique envoient des signaux indiquant qu’ils sont susceptibles d’entrer en éruption. En se frayant un chemin à travers la roche, le magma génère des signaux sismiques et déforme le sol à mesure qu’il monte vers la surface en libèrant des gaz toxiques.
Malheureusement, ce ne fut pas le cas pour le Nyiragongo en 2021. Selon les volcanologues locaux, le volcan se comportait comme d’habitude. Ils n’ont détecté aucun changement particulier annonçant une éruption à court terme.
Dans l’étude, les chercheurs avancent l’hypothèse qu’avant le paroxysme, le magma a pénétré à l’intérieur du flanc du Nyiragongo. La masse de roche en fusion était déjà si proche de la surface que le flanc du volcan s’est éventré, libérant immédiatement la lave, sans les signes précurseurs habituels. Le 22 mai, le flanc du Nyiragongo avait probablement été affaibli au fil du temps par des secousses sismiques et par des intrusions magmatiques, de sorte qu’il a fini par céder et laissé échapper des torrents de lave qui ont dévalé ses pentes.
Ce genre d’éruption inopinée devrait servir de leçon aux scientifiques : malgré ce que nous savons déjà sur les volcans, il y a encore des choses que nous ne comprenons pas.
Avec sa lave fluide et rapide et sa capacité à émettre du dioxyde de carbone dans son environnement, le Nyiragongo est un volcan particulièrement dangereux qui met fréquemment en danger Goma, au Congo, et Gisenyi, une ville rwandaise à proximité.
Les éruptions latérales du Nyiragongo en 1977 et 2002 ont tué des centaines de personnes, mais ces deux événements avaient été précédées de signaux indiquant que le magma était sur le point d »atteindre la surface. On avait enregistré de puissants séismes et une modification de comportement du lac de lave. De plus, le Nyiamuragira voisin était entré en éruption et on sait qu’il existe une interconnexion des conduits d’alimentation avec ceux du Nyiragongo.
Depuis 2015, un nouveau réseau sismique est installé dans la région pour détecter les mouvements du magma du Nyiragongo. Avec le bruit émis par le lac de lave qui bouillonne dans le cratère, la « bande sonore » est souvent saturée et il est donc très difficile de détecter un comportement inhabituel du volcan.
Malgré des problèmes politiques, techniques et financiers ces dernières années, le personnel de l’Observatoire Volcanologique de Goma était en mesure de surveiller le volcan au moment de l’éruption et aucun signal précurseur n’a été détecté avant l’éruption de 2021. Cela a été confirmé par des scientifiques internationaux qui ont examiné les données recueillies à l’époque : le Nyiragongo n’a montré aucune activité sismique particulière et le lac de lave n’a pas montré de changement significatif.
Selon la nouvelle étude, tout cela signifie que l’utilisation des méthodes de surveillance traditionnelles sur le Nyiragongo ne permet pas de détecter de tels types d’éruptions. Cela rend ce volcan encore plus dangereux.
La capacité du Nyiragongo à dissimuler son comportement éruptif n’est pas unique dans le monde. Certains volcans peuvent émettre leur lave tranquillement au sein de paysages fracturés, tandis que d’autres montrent de soudaines explosions de vapeur. Il faut espérer qu’un jour, en étudiant ces éruptions soudaines et imprévues à l’aide d’équipements plus performants, on puisse détecter des précurseurs qui permettront de sauver des vies. Il se peut aussi que nous ne réussissions jamais à aller plus avant dans la prévision volcanique. On peut lire dans la conclusion de l’étude : « Il y a peut-être des choses qu’on ne pourra jamais prévoir. »
Source : Le New York Times, via Yahoo News.

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Last year, on May 22nd, 2021, Nyiragongo volcano (Democratic Republic of Congo) eruptedsuddenly. The residents of Goma could see villagers from the foothills of Mount Nyiragongo hurrying with mattresses on their heads and large sacks with their belongings, children in tow. These villagers said there was a forest fire, and it was getting closer. By 5 pm, a fiery glow appeared in the sky and explosions could be heard in the distance. At about 6pm, everybody realized it was a volcanic eruption. At around 3 o’clock in the morning, the flow of lava stopped about 100 metres from the front gate of the clinic in Buhene, and less that 800 metres from Goma’s airport. According to the U.N., over 13 villages and 3,629 houses were destroyed, leaving over 20,000 people homeless. As the lava wiped out power lines, a quarter of Goma’s inhabitants were left without electricity. At least 37 people died, either from exposure to the lava or gases, or in accidents while trying to evacuate.

In a new study published on August 31st, 2022 in the journal Nature, scientists at the European Center for Geodynamics and Seismology in Walferdange, Luxembourg, explained how the eruption managed to ambush everyone.

Most sufficiently monitored volcanoes offer warning signals before erupting. Magma forcing its way through rock generates distinctive types of earthquakes, deforms the land as it ascends and unleashes noxious gases.

Not so for Nyiragongo in 2021. According to the local volcanologists, the volcano was behaving as usual. They were not able to detect any dramatic change that could tell that an eruption would occur.

In the study, the researchers suspect that, before the paroxysm, magma intruded below Nyiragongo’s flank. The molten mass was already so close to the surface that should the flank have broken apart, it would have immediately erupted without the usual precursory signs. On May 22nd, the flank, which had been weakened over time by earthquakes, and by incursions of magma, finally yielded and rivers of lava travelled down its slopes

This sort of unannounced eruption offers scientists a harsh lesson : despite what we already know about volcanoes, there are still things that we don’t understand.

With its fluid, fast-moving lava and its ability to suffuse carbon dioxide into its surroundings, Nyiragongo is an extraordinarily perilous volcano that frequently endangers Goma, in Congo, and Gisenyi, a contiguous Rwandan city.

Nyiragongo’s flank eruptions in 1977 and 2002 killed hundreds, but both were preceded by signs that magma was about to invade the surface: large earthquakes, strange lava lake convulsions and the eruption of the nearby Nyamulagira volcano, whose magmatic pathways are partially entwined with Nyiragongo’s.

Since 2015, a new seismic ntwork has been established in the region to detect Nyiragongo’s magma movements. Partly thanks to the endlessly bubbling lava lake, the soundtrack is as interminable as it is loud. Trying to pick out unusual changes is like trying to identify a new voice in a gigantic crowd of people talking.

Although the Goma Volcano Observatory has been beset with political, technical and financial troubles in recent years, its staff managed to monitor the volcano around the time of the eruption. And as far as they could tell, no precursory signals were detected before the 2021 outburst. This was confirmed by international scientists who scrutinized the scientific data that was gathered at the time : Nyiragongo had exhibited no peculiar seismic activity and its lava lake had not acted up; it had not significantly changed shape.

According to the new study, all this means that using traditional monitoring methods on Nyiragongo will not allow to detect such kinds of eruptions. This makes this volcano even more dangerous than previously thought.

Nyiragongo’s stealthy capabilities are not unique. Other volcanoes can let their lava loose from rifting landscapes relatively quietly, while others unleash unexpected blasts of steam. The hope is that by studying these eccentric eruptions, with improved technological wizardry, some lifesaving precursors will be spotted some day But it’s possible that we will never become perfect prophets of our volcanic futures. One can read in the study’s conclusion : “There may be things we will never be able to forecast.”

Source :The New York Times, via Yahoo News.

La lave du Nyiragongo a recouvert des zones habitées