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Mauna Loa (Hawaï) : observer le passé pour comprendre le futur // Observation of the past to understand the future

L’éruption du Mauna Loa en 2022 fut la première de ce volcan en 38 ans et la première depuis l’avènement des instruments de mesure modernes. Les scientifiques continuent d’étudier le Mauna Loa depuis cette éruption, notamment les changements subtils survenus récemment.
Sur le long terme, les premiers signes de l’éruption de 2022 sont apparus en 2014, avec une hausse de la sismicité et des déformations. Ces paramètres ont fluctué jusqu’en 2019, date à laquelle ils ont recommencé à montrer qu’une éruption était susceptible de se produire. .
En 2021, les scientifiques du HVO ont observé des changements sur un inclinomètre du Mauna Loa. C’était le premier enregistrement d’un signal volcanique par cet instrument. Il indiquait que le magma avait atteint une faible profondeur et constituait un indicateur important de la proximité d’une éruption.
L’éruption de 2022 a débuté le 27 novembre, précédée d’une crise sismique d’une heure et d’un gonflement rapide du sommet. L’éruption a débuté dans la région sommitale avant de se propager dans la zone de rift nord-est du Mauna Loa, où de multiples fissures ont généré des coulées de lave qui ont dévalé la pente en direction de la Saddle Road.
La sismicité s’est ensuite calmée et les déformations observées pendant l’éruption ont été suivies d’une déflation rapide de la chambre magmatique du Mauna Loa. L’éruption a cessé le 13 décembre 2022.
Les GPS ont rapidement commencé à enregistrer des mouvements d’inflation après la fin de l’éruption, probablement dus à la remontée de magma depuis les profondeurs vers la chambre magmatique qui s’était vidangée pendant l’éruption. Ce remplissage rapide s’est poursuivi pendant environ six mois.

Le schéma de déformation autour du sommet du Mauna Loa a changé en novembre 2025. Alors que les instruments indiquaient précédemment un regonflement de la chambre magmatique sous la caldeira sommitale du Mauna Loa, l’inflation s’est déplacée vers un secteur situé sous la partie sud-ouest de la zone sommitale. Ce n’était pas la première fois que ce schéma était observé. Les déformations observées en 2015 avaient évolué de manière similaire. À cette époque, le gonflement de la chambre magmatique sud-ouest s’était poursuivi jusqu’à fin 2016 avant de se déplacer vers la partie centrale située sous la caldeira sommitale. En 2025, la déformation a connu un retour à sa position initiale beaucoup plus rapide ; en effet, dès le 15 décembre, le centre de gonflement se trouvait de nouveau sous la caldeira sommitale.
Fait intéressant, les changements de déformation de 2025 se sont accompagnés de variations du tilt nettement visibles sur un inclinomètre au sommet. Ce n’était pas le cas en 2015, année où seule une déformation volcanique a été enregistrée.
Le fait que cette déformation de 2025 soit détectable par les inclinomètres indique que le magma est encore relativement peu profond à l’intérieur du volcan, probablement entre 2 et 2,8 kilomètres sous la surface. Cependant, la sismicité du Mauna Loa est plus faible que pendant les huit années qui ont précédé l’éruption de 2022. Cela signifie que la déformation observée correspond probablement à un simple remplissage passif de la chambre magmatique, sans aucun signe d’éruption imminente. Ce schéma a également été observé après les éruptions du Mauna Loa en 1975 et 1984. Une inflation rapide a été enregistrée sans forte sismicité. Ce n’est qu’avec la reprise des séismes que le volcan a clairement annoncé sa prochaine éruption.

La préparation de la prochaine éruption pourrait être différente de celle de 2022, notamment si le Mauna Loa reprend un rythme d’éruptions plus rapproché, comme ce fut le cas avant 1984. Le niveau d’alerte volcanique du Mauna Loa est actuellement Normal. Les scientifiques du HVO s’attendent à observer d’autres changements, tels qu’une hausse de la sismicité ou des émissions de gaz, avant toute nouvelle éruption.
Source : USGS / HVO.

 

Graphiques montrant la déformation du sol et les données sismiques au cours de trois éruptions du Mauna Loa : 2022, 1984 et 1975. Les barres vertes indiquent le nombre de séismes de magnitude supérieure à M2,0 pour chaque mois. Les points et lignes bleus correspondent aux variations de longueur de ligne mesurées par des télémètres en 1975 et 1984, et par GPS en 2022, entre deux stations situées de part et d’autre de la caldeira sommitale. Les points noirs du graphique de 2022 représentent les mesures d’inclinaison du sol effectuées par un inclinomètre installé au sommet du Mauna Loa en 1999. (Source : USGS / HVO).

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The 2022 Mauna Loa eruption was the first eruption of this volcano in 38 years and the first during the current era of modern instrumentation. Scientists continue to learn about Mauna Loa monitoring since the 2022 eruption, including subtle recent changes.

The long-term buildup to the 2022 eruption began in 2014, with an increase in seismicity and deformation as measured by the Hawaiian Volcano Observatory (HVO). These parameters fluctuated until 2019, when they began to increase again.

HVO scientists observed changes in 2021 on a Mauna Loa tiltmeter, representing the first time a volcanic signal was recorded on that instrument. The signal was evidence that magma reached a shallow depth in 2021, and it was an important indicator that the buildup to eruption was evolving.

The 2022 eruption began on November 27, preceded by an hourlong earthquake swarm and rapid summit inflation. It started in the summit region before moving into Mauna Loa’s Northeast Rift Zone.where multiple fissures produced lava flows that travelled downslope toward the Saddle Road.

Seismicity quieted down and deformation during the eruption indicated rapid deflation of Mauna Loa’s magma chambers. The eruption stopped by December 13, 2022.

GPS instruments quickly began to show inflationary motion following the end of the eruption, presumably because magma rose from deeper in the volcano into the magma chambers depleted during the eruption. This rapid refilling continued for about 6 months.

The deformation pattern around Mauna Loa’s summit changed in November 2025. Where previous motions indicated reinflation of magma chamber underneath Mauna Loa’s summit caldera, inflation shifted to a body underneath the southwestern portion of the summit region. This was not the first time this pattern was observed. Deformation seen in 2015 with GPS shifted in a similar way. By that time, inflation of the southwestern magma chamber continued until late 2016 before switching back to the more central body under the summit caldera. In 2025, deformation switched back much faster ; indeed, by December 15, the inflation center was again under the summit caldera.

Interestingly, the 2025 deformation changes were also accompanied by clear changes in tilt at a summit tiltmeter. This was not the case in 2015, when only volcanic deformation was recorded.

The fact that this deformation is detectable on tiltmeters is an indication that magma is still fairly shallow in the volcano, possibly between 2 to 2.8 kilometers below the surface. However, there is less seismicity at Mauna Loa than at almost any time during the 8 years of unrest before the 2022 eruption. This means the deformation we are seeing is likely just passive refilling in the volcano, with no indication that it is moving toward eruption.

This pattern was observed following the 1975 and 1984 Mauna Loa eruptions as well. Rapid inflationary deformation was recorded without much seismicity. It wasn’t until earthquakes started again that the volcano clearly began moving toward its next eruption.

Buildup to the next eruption might not look the same as it did in 2022. Especially if Mauna Loa returns to producing eruptions more frequently than decades apart, as it did prior to 1984. The Volcano Alert Level for Mauna Loa is currently at Normal. HVO scientists expect to see additional changes such as increased seismicity or gas emissions before any future eruption.

Source : USGS / HVO.

Stromboli (Sicile) : une île profondément blessée

Après 2022, 2024 menace d’être une nouvelle année noire pour le tourisme à Stromboli.

Souvenez-vous : le 25 mai 2022, à l’occasion du tournage d’une fiction pour la RAI, un incendie, vraisemblablement non autorisé et vite devenu incontrôlable, s’est déclaré à quelques dizaines de mètres des zones habitées. Aidées par le vent fort, les flammes ont ravagé tout le versant est de l’île pendant près de 24 heures, détruisant environ 248 hectares de végétation et laissant des blessures encore ouvertes dans le cœur des habitants.

Source: presse italienne

Un peu plus de deux mois plus tard, le 12 août 2022, une bombe météorologique a déversé un déluge d’eau sur l’île. Plus de 40 mille tonnes de matériaux, mis à nu par l’incendie de végétation, ont été remobilisés et se sont précipités dans les ruelles de Stromboli qui ont vite été submergées par la boue. Des maisons ont été endommagées et certaines personnes blessées.

Source: presse italienne

Des procédures judiciaires sont actuellement en cours pour prouver les responsabilités, évaluer les dégâts causés par les deux catastrophes et vérifier s’il existe un lien entre elles. Deux ans après, l’île de Stromboli continue de payer les conséquences du manque de protection du territoire.

Le 14 avril 2024, une réunion a rassemblé les autorités et les dirigeants de RAI Fiction en charge du tournage du film. Il a été demandé de ne pas le diffuser, mais la société de production ne veut rien entendre. La fiction, intitulée “Sempre al tuo fianco” devrait sortir au mois de septembre 2024.

Le refus de la population de Stromboli de voir le film s’explique par le fait que l’île est aujourd’hui confrontée à une nouvelle menace pour son économie. Une alerte Rouge, décrétée début juillet, est toujours en cours suite à une brutale crise éruptive du volcan, avec de possibles effondrements majeurs le long de la Sciara del Fuoco. Le risque de tsunami est à la fois géologique et économique car la fréquentation touristique est en forte baisse.

Crédit photo: Protection Civile

Aux dégâts causés à Stromboli par la double catastrophe s’ajouterait l’insulte de la diffusion du drame qui représente encore une blessure pour les citoyens. Pour les autorités locales et la population, la décision de la RAI de procéder à la diffusion, prévue pour le mois de septembre, malgré le non unanime de la population, démontre un manque total de respect. Les dégâts causés d’abord par l’incendie, puis par l’inondation catastrophique, sont encore évidents, à tel point que plus de 16 millions d’euros ont été alloués pour effectuer des réparations et pour prendre des mesures préventives. Il semble inconcevable à la population de s’asseoir confortablement sur le canapé pour regarder le drame qui l’a profondément blessée…
Source : La Sicilia.

Des signaux acoustiques pour détecter le début d’une éruption // Acoustic signals to detect the start of an eruption

La dernière éruption du Mauna Loa sur la Grande Ȋle d’Hawaï a commencé le 27 novembre 2022. Elle a été précédée d’une activité sismique intense environ une demi-heure avant que la lave soit visible sur les caméras de surveillance.

Image des premières heures de l’éruption sur la caméra thermique du HVO

Ces caméras sont essentielles pour contrôler l’activité éruptive mais les vues de l’activité peuvent être entravées par les nuages, le brouillard ou les gaz volcaniques. Il se peut aussi que les caméras ne couvrent pas suffisamment le site de l’éruption. C’est pourquoi l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) et d’autres observatoires dans le monde utilisent d’autres méthodes pour tenter d’identifier l’activité éruptive même si le volcan n’est pas parfaitement visible.
Une de ces méthodes consiste à mesurer les bruits émis par une éruption. Ils s’éloignent progressivement de la source, comme le font les rides sur l’eau quand on y a jeté une pierre.
Les scientifiques installent régulièrement des réseaux de capteurs acoustiques sur les flancs des volcans. Ces capteurs sont capables de mesurer le bruit audible, mais aussi le bruit inaudible dont les fréquences (infrasons) ne sont pas perçues l’oreille humaine. Un traitement informatique de ces données est ensuite mis en oeuvre pour rechercher des signaux provenant d’une direction distincte.
Le HVO surveille les volcans hawaiiens à l’aide de données traitées en temps quasi réel en provenance de réseaux acoustiques qui mesurent les changements de pression autour du Kilauea et du Mauna Loa. Des réseaux de capteurs sont déployés sur le terrain pour permettre aux ordinateurs de rechercher des corrélations dans l’énergie acoustique provenant de centres d’éruption probables.
Le traitement des données permet de comparer toutes les formes d’ondes du réseau et examine la cohérence des ondes dans diverses conditions. Dans les tracés obtenus, les cohérences de forme d’onde sont marquées par des points rouges et orange et les incohérences par des points bleu clair et foncé. Les sons incohérents ressemblent à ceux que l’on peut entendre dans une forêt par une journée de grand vent, tandis qu’un son plus cohérent serait celui émis par une voiture qui klaxonne.
Les signaux acoustiques cohérents ont souvent des caractéristiques qui leur permettent d’être distingués lors du traitement des données. Deux bons indicateurs de cohérence sont la vitesse et la direction des ondes. Par exemple, près de la surface de la Terre, les sons se propagent généralement à des vitesses d’environ 300 à 400 mètres par seconde. Le réseau d’infrasons du HVO se trouve à l’intérieur du Parc national des volcans d’Hawaii et couvre un angle d’environ 300 degrés, tout en étant pointé vers le sommet du Mauna Loa. La détection automatique peut utiliser ces signaux (cohérence, vitesse et direction des ondes) pour permettre aux scientifiques de comprendre rapidement quand une éruption se produit au sommet du Mauna Loa.

La figure D ci-dessus montre qu’une légère activité éruptive a commencé vers 23 h 25. En réalité, l’activité a probablement commencé environ 2 minutes plus tôt, vers 23 h 23, étant donné qu’il faut environ 2 minutes au son pour voyager du sommet du Mauna Loa jusqu’au réseau de capteurs acoustiques.
La figure A montre qu’à 23 h 36, les coulées de lave émises par l’éruption avançaient rapidement à travers la caldeira sommitale du Mauna Loa. L’activité s’est intensifiée fortement vers 23h40.
Cela montre l’intérêt d’utiliser plusieurs lignes d’informations pour évaluer l’activité éruptive.
En plus des méthodes acoustiques, le HVO utilise une panoplie d’instruments, notamment en matière d »imagerie sismique, de déformation, d’analyse des gaz, ainsi qu’un réseau de caméras.
Source : USGS, HVO.

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Mauna Loa’s latest eruption on Hawaii Big Island started on Novembre27th, 2022. It was preceded by intense earthquake activity about half an hour before lava could be seen lava seen on the webcams.

Remote cameras are critical to confirm eruptive activity but, in many cases worldwide, views of the activity can be obscured. Clouds, fog or volcanic gas can block views, or cameras might not cover the eruption site. Hence, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) and other observatories around the globe use other methods to attempt to identify eruption activity even if the volcano cannot be clearly seen.

One way to monitor volcanic activity is to measure the sounds of an eruption. They can rapidly travel away from the eruption vent in the same way a rock thrown into calm water can make ripples that move away from the source.

Scientists routinely install arrays of acoustic sensors on the flanks of volcanoes that can measure the audible and the inaudible noise which have frequencies (infrasounds) that human ears can’t sense. Computer processing is then used to look for signals that come from a distinct direction.

HVO monitors local volcanoes using rapidly processed near real-time data from acoustic arrays that measure pressure changes around Kīlauea and Mauna Loa. The grouped sensor arrays are deployed in the field to allow computers to look for correlations in acoustic energy from likely eruption centers.

The processing compares all waveforms of the array and looks at the coherency of the waves under a range of conditions. In the plots, strong waveform coherency are marked by red and orange dots and incoherent waves are marked by light and dark blue. Incoherent sounds are like those one can hear in the middle of a forest on a windy day and more coherent sound would be from a car honking on the road.

Coherent acoustic signals often have characteristics that allow them to be distinguished by the processing of array data, and two good indicators of coherency come from the wave speed and wave direction across the array. For example, near the surface of the Earth sounds usually travel at speeds of about 300 to 400 meters per second. The Hawaiian Volcano Observatory’s infrasound array is located in Hawai‘i Volcanoes National Park and has a compass direction of about 300 degrees, pointing back to Mauna Loa summit. Automated detection can use these characteristics (coherency, wave speed and direction) to improve the scientists’ ability to rapidly understand when an eruption is occurring at the Mauna Loa summit.

Panel D of the figure above shows that the compass back direction becomes very stable at about 11:25 p.m., which indicates that mild eruptive activity had started. Its timing was probably about 2 minutes earlier, at about 11:23 p.m., given that it takes about 2 minutes for sound to travel from the summit of Mauna Loa to the array of acoustic sensors.

Indeed, panel A of the figure above shows that by 11:36 p.m., lava flows being generated by the new eruption were rapidly expanding across the Mauna Loa summit caldera. The progression and expansion of the lava is followed by a strong intensification of that activity around 11:40 p.m.

This shows the value of using multiple lines of information to evaluate eruptive activity.

In addition to acoustic methods, the Hawaiian Volcano Observatory uses a full range of monitoring methods including seismic, deformation, gas and webcam imagery.

Source : USGS, HVO.

Les chambres magmatiques du Hunga Tonga Hunga-Ha’apai // Hunga Tonga Hunga-Ha’apai’s magma chambers

L’éruption du Hunga Tonga Hunga-Ha’apai, le 15 janvier 2022, a été l’une des plus puissantes de l’histoire de l’humanité. Elle a déclenché la foudre la plus intense jamais enregistrée et le premier méga-tsunami documenté depuis l’Antiquité. Aujourd’hui, les scientifiques découvrent encore fréquemment de nouveaux éléments sur cet événement et sa source.
Dans une étude récente publiée dans la revue Science Advances, des scientifiques expliquent avoir enfin cartographié l’immense système d’alimentation magmatique qui a donné naissance à cette méga éruption. Elle a été ressentie dans le monde entier, mais le contexte sous-marin du volcan a toujours déconcerté les scientifiques qui tentent de comprendre comment une explosion aussi violente a pu se produire.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont cartographié de légères variations de l’attraction gravitationnelle dans les eaux autour de l’île avant et après l’éruption et ils ont découvert que l’explosion était probablement alimentée par deux chambres magmatiques qui ont fusionné.
Les réservoirs magmatiques se trouvent à différentes profondeurs, entre 2 et 10 kilomètres sous le volcan et avaient probablement stocké une forte proportion de magma liquide avant l’éruption de 2022. Les chercheurs ont découvert que l’explosion a éjecté environ 30 % du magma – soit plus de 9 kilomètres cubes – stocké dans une chambre centrale peu profonde, ce qui a provoqué l’effondrement du plancher du volcan et la formation d’une caldeira de 850 mètres de diamètre. Lorsque la pression dans le réservoir central a chuté suite à l’explosion, le magma stocké dans un réservoir plus profond, au nord, a probablement traversé la croûte et reconstitué le réservoir central, ouvrant ainsi un chenal entre les deux chambres. On peut lire dans l’étude qu’il est également possible que du magma provenant d’une source riche en gaz, plus profonde dans la croûte terrestre, soit monté jusqu’à la chambre centrale, ce qui « pourrait aussi expliquer la violence de l’éruption de 2022 ».
Une troisième poche de magma, située au nord-ouest de la chambre centrale, semble déconnectée du système et ne pas avoir participé à l’éruption.
Il se pourrait que 26 kilomètres cubes de magma susceptibles d’alimenter une éruption soient encore stockés dans les deux principaux réservoirs situés sous le Hunga Tonga. Le magma susceptible d’être émis pendant une éruption est un magma en fusion à plus de 50 % et pauvre en solides cristallins.
Bien que l’étude donne un aperçu du système d’alimentation du volcan, elle ne montre pas ce qui a déclenché l’éruption du 15 janvier 2022. Les résultats gravimétriques ne permettent pas directement de déterminer le déclencheur de l’éruption, mais ils donnent « une idée de l’endroit et de la quantité de magma pouvant être encore stockée sous le volcan ».
Source : Live Science.

Diagramme montrant la réorganisation du système de stockage magmatique sous le Hunga Tonga Hunga-Ha’apai lors de l’éruption de 2022.

A diagram showing the reorganization of the magma storage system beneath Tonga’s Hunga volcano during the 2022 eruption.

Diagramme en taille réelle / Real size diagram :

https://cdn.mos.cms.futurecdn.net/piayUQXUt8knRWzaAoUbf5.png

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The eruption of Hunga Tonga Hunga-Ha’apai volcano on January 15th, 2022 was one of thr most powerful in human history. It triggered the most intense lightning storm ever recorded and the first documented mega tsunami since antiquity. Today, scientists frequently discover new elements about this event and its source.

In a recent study published in the journal Science Advances, scientists explain they have finally mapped the huge magma plumbing system that gave birth to the record-breaking blast. It was felt worldwide, but the volcano’s underwater setting posed a challenge for scientists trying to understand how such a violent blast occurred.

In the new study, researchers have mapped slight variations in the pull of gravity in waters around the island before and after the eruption and found that the explosion was likely fed by two magma chambers that merged.

The magma reservoirs sit at different depths between 2 and 10 kilometers under the volcano and likely stored a high proportion of liquid magma before the 2022 eruption. The researchers found that the blast ejected roughly 30% of the magma – more 9 cubic kilometers – from a shallow central chamber, which caused the roof of the volcano to cave in and form an 850-meter caldera. As the pressure in the central reservoir dropped following the explosion, magma stored in a deeper reservoir to the north may have burst through the crust and replenished the central reservoir, opening up a channel between the two chambers. One can read in the study that it is also possible that magma from a gas-rich source deeper within Earth’s crust rose to the central chamber, which « may also explain the violence of the 2022 eruption. »

A third pocket of magma, located to the northwest of the central chamber, seems disconnected from the system.

Up to 26 cubic kilometers of eruptible magma could still be stored in the two main reservoirs beneath the Hunga Tonga volcano. Eruptible magma is defined as magma that is over 50% melt and low in crystal solids.

While the study revealed what fueled the volcano, it could not show what triggered the massive eruption. The gravity results do not directly allow to conclude on the eruption trigger, but they give »an idea of where and how much magma could be stored under the volcano. »

Source : Live Science.