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Le dioxyde de soufre du Mauna Loa (Hawaii) // Mauna Loa’s sulphur dioxide (Hawaii)

Lorsque le Mauna Loa est entré en éruption en novembre 2022, l’une des principales préoccupations des scientifiques du HVO a été de savoir quelle direction prendrait la lave. Les gaz émis ont été un autre souci pour les scientifiques. Comme cela se passa au cours de toutes les éruptions, des tonnes de gaz ont été émises par les bouches actives pendant l’éruption du Mauna Loa.
En général, les gaz volcaniques émis lors des éruptions comprennent de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone (CO2) et du dioxyde de soufre (SO2). Les quantités de SO2 émis par un volcan sont un paramètre important car elles peuvent donner une idée du débit effusif et de la quantité de vog – brouillard volcanique – susceptible d’affecter les zones sous le vent. Les scientifiques du HVO mesurent les émissions de dioxyde de soufre à l’aide d’un spectromètre ultraviolet monté sur un véhicule qu’ils conduisent jusque sous le panache volcanique.
Sur le Kilauea, les alizés ont tendance à envoyer le panache du sommet dans une seule direction. C’est pourquoi un réseau permanent de spectromètres a été mis en place pour mesurer le SO2 sur le volcan, et il n’est pas nécessaire de beaucoup se déplacer dans un véhicule. Malgré tout, le déplacement avec un véhicule sur la Chain of Craters Road pour l’éruption du Pu’uO’o et sur la route 130 pour l’éruption dans la Lower East Rift Zone en 2018 a permis à l’Observatoire de mesurer le panache émis par les sites éruptifs du Kilauea et poussé par les alizés.
Le Mauna Loa culmine à une altitude beaucoup plus élevée que le Kilauea et connaît des régimes de vent différents. Les vents ont été très variables lors de la dernière éruption. Parfois, les mesures des panaches à haute altitude peuvent être effectuées relativement facilement en dirigeant un avion ou un hélicoptère sous le panache. S’agissant du Mauna Loa, le panache contenait non seulement de fortes concentrations de gaz, mais également des particules, comme les cheveux de Pelé, qui pourraient nuire à un avion volant en dessous.
Au cours de l’éruption de deux semaines du Mauna Loa, les vents ont emporté le panache dans de nombreuses directions, notamment vers la Saddle Road, Ocean View, Pāhala, Puna, Hilo, Kailua-Kona et Captain Cook. Il a donc fallu que l’équipe scientifique parcoure environ 4 800 km ! En fin de compte, tous ces trajets ont porté leurs fruits car les scientifiques ont réussi à obtenir des mesures sur 10 jours. Cela a permis au HVO d’informer le public et aux prévisionnistes d’alerter sur la présence de vog pendant l’éruption.
Le traitement préliminaire des données montre que le Mauna Loa a émis plus de deux millions de tonnes de dioxyde de soufre entre le 28 novembre et le 12 décembre. Cela ne prend pas en compte un important volume de SO2 émis lors l’ouverture de la fissure dans la caldeira sommitale pendant la nuit entre le 27 et le 28 novembre, phénomène montré par les images satellitaires. La lumière ultraviolette est nécessaire pour effectuer ces mesures à partir d’un véhicule, ce qui signifie qu’elles ne peuvent être réalisées que pendant la journée.
On estime que les émissions quotidiennes de SO2 ont varié de 200 000 à 500 000 tonnes par jour au début de l’éruption et ont été légèrement supérieures à 100 000 t/j les jours suivants. Le 8 décembre, les émissions ont chuté de manière significative avec seulement 30 000 t/j. Environ 2 000 t/j étaient émises le 10 décembre et, le 12 décembre les émissions n’étaient pratiquement pas détectables, même au sol, près du cône de la Fissure 3.
Ces valeurs sont semblables à celles enregistrées lors de l’éruption dans la Lower East Rift Zone du Kilauea en 2018, qui a également émis du dioxyde de soufre à raison d’environ 200 000 t/j pendant une partie de l’éruption. Le total de SO2 émis par l’éruption de 2018 était environ cinq fois supérieur à celui émis pendant la dernière éruption du Mauna Loa, en partie à cause de la durée plus longue de l’éruption.
Les émissions de dioxyde de soufre pendant l’éruption du Mauna Loa en 1984 atteignaient environ 100 000 à 200 000 t/j, comme l’ont révélé les données satellitaires. Cependant, la technologie utilisée à l’époque n’était pas aussi performante que les spectromètres modernes et a probablement sous-estimé les émissions. En 1984, elles étaient vraisemblablement semblables à celles de 2022.
Source : USGS / HVO.

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When Mauna Loa erupted in November 2022, one of the main concerns for HVO scientists was the lava and to know where it would flow. Another concern was the gases. As with all other volcanic eruptions, many tonnes of volcanic gases were emitted from the active vents during the Mauna Loa eruption.

Volcanic gases emitted during eruptions include water vapor, carbon dioxide (CO2) and sulfur dioxide (SO2). SO2 emission rates are a key parameter to measure because they can be used as a proxy for lava effusion rate and they dictate how much vog, or volcanic smog, there is downwind. HVO scientists measure sulfur dioxide emission rates using a vehicle-mounted ultraviolet spectrometer, which they drive beneath the plume.

At Kilauea, the trade winds tend to blow the summit plume in a single direction. This why a permanent array of spectrometers has been set up to measure SO2 on the volcano, and there is no need to drive a lot. Driving on Chain of Craters Road for the Pu’uO’o eruption and on Highway 130 for the 2018 Lower East Rift Zone eruption were the Observatory’s common means of measuring the plume in the trade wind direction for the Kilauea eruptive sites.

Mauna Loa, however, is at a much higher altitude than Kilauea and experiences different wind patterns. Winds were very variable during the eruption. Sometimes measurements of high-altitude plumes can be made relatively easily by flying an airplane or a helicopter beneath the plume instead of driving. But the Mauna Loa plume had not only high concentrations of gases, but also contained particles, like Pele’s hair, which could adversely affect an aircraft flying under it.

Over the course of the two-week eruption, the winds took the plume in many directions, including over Saddle Road, Ocean View, Pāhala, Puna, Hilo, Kailua-Kona and Captain Cook. This meant that the gas team had to drive about 4,800 km ! Ultimately, all the driving paid off and the scientists succeeded in measuring emission rates on 10 days. This allowed HVO to report these emission rates to the public and to vog forecasters during the eruption.

Preliminary data processing suggests that Mauna Loa emitted more than two million tonnes of sulfur dioxide between November 28th and December 12th. This does nott include a large volume of SO2 that satellite images show was emitted with the initial fissure opening between Nov.ember 27th and 28th. Ultraviolet light is needed to make these driving measurements, which means they can only be conducted during daylight hours.

Daily SO2 emission rates are estimated to have ranged from 200,000 to 500,000 tonnes per day early in the eruption and were just over 100,000 t/d lin the following days. By December 8th, emissions dropped significantly to only about 30,000 t/d. Only about 2,000 t/d were emitted on December 10th, and by December 12th emissions were essentially not detectable, even on the ground near the Fissure 3 cone.

These emission rates are very similar to those measured during the 2018 Lower East Rift Zone eruption of Kilauea, which also emitted sulfur dioxide at a rate of nearly 200,000 t/d for a portion of the eruption. The total SO2 emitted by the 2018 eruption was roughly five times more than Mauna Loa’s total, owing in part to the longer eruption duration.

Sulfur dioxide emission rates reported for the 1984 eruption of Mauna Loa were roughly 100,000 to 200,000 t/d, as revealed by satellite data. However, the technology used at the time was not as sophisticated as our modern spectrometers and likely underestimated those emission rates. So Mauna Loa’s 1984 SO2 emissions were probably similar to those in 2022.

Source : USGS / HVO.

Panaches de gaz pendant l’éruption du Mauna Loa en 2022 (Photos: HVO)

Les nouvelles bactéries du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai // Hunga Tonga-Hunga Ha’apai’s new bacteria

L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai ne cesse de surprendre les scientifiques. Il ne se passe guère de semaine sans que de nouvelles découvertes apparaissent.

Rappelons que fin décembre 2014, un volcan sous-marin est entré en éruption dans le Royaume des Tonga, avec des panaches de vapeur et de cendres, ainsi que des projections de matériaux. Les panaches de cendres sont montés jusqu’à 9 kilomètres d’altitude. Lorsque l’éruption s’est finalement arrêtée en janvier 2015, une nouvelle île – qui culminait à 120 mètres de hauteur – s’était édifiée entre deux îles plus anciennes, et les trois édifices étaient visibles depuis l’espace. Le Hunga Tonga-Hunga Ha’apai était la troisième masse continentale à être apparue au cours des 150 dernières années et à avoir résisté pendant plus d’un an aux assauts des vagues. C’était aussi la première à être née dans les régions tropicales,
Au cours de ses sept années d’existence, l’île Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a offert aux scientifiques une fenêtre rare pour étudier le développement de la vie sur une nouvelle terre émergée… jusqu’à ce que l’éruption dévastatrice de 2022 la fasse disparaître.
Dans une étude publiée dans la revue mBio, les chercheurs déclarent avoir été surpris par ce qu’ils ont découvert sur la nouvelle île. Au lieu des familles de bactéries censées coloniser l’île dans un premier temps, ils ont trouvé un étrange groupe de microbes provenant probablement des profondeurs. Ils pensaient voir des organismes observés habituellement lors du recul des glaciers, ou des cyanobactéries, des espèces colonisatrices plus classiques. Au lieu de cela, ils ont découvert un groupe unique de bactéries qui métabolisent le soufre et les gaz atmosphériques.
Pour trouver quels microbes s’étaient installés sur la nouvelle île, les chercheurs ont collecté 32 échantillons de sol provenant de diverses zones dépourvues de végétation, depuis le niveau de la mer jusqu’au sommet du cratère de l’île et ses 120 mètres de hauteur. Ils ont ensuite extrait et analysé l’ADN trouvé à l’intérieur des échantillons.
Habituellement, les scientifiques s’attendent à ce que de nouvelles îles soient habitées par des bactéries que l’on trouve dans l’océan ou dans les excréments d’oiseaux. Ce ne fut pas le cas sur Hunga Tonga-Hunga Ha’apai. Les bactéries les plus répandues autour du cône du volcan étaient celles qui ingurgitaient du soufre et du sulfure d’hydrogène. Il se peut qu’elles aient atteint la surface de l’île à travers des réseaux volcaniques souterrains. Sur les 100 premières bactéries détectées par le séquençage, les chercheurs n’ont pas été en mesure de classer 40 % d’entre elles dans une famille bactérienne connue.
Source : Live Science, Yahoo Actualités.

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The Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruption continues to amaze scientists. Hardly a week goes by without new discoveries appearing.

At the end of December 2014, an underwater volcano erupted in the Kingdom of Tonga, with steam and ash plumes, as well as projections of material. Ash plumes rose up to 9 kilometers into the sky. When the eruption finally stopped in January 2015, the new island – which peaked at 120 meters in height – was well established between two older islands, and the three edifices could be observed by satellites. Hunga Tonga-Hunga Ha’apai was the third landmass in the last 150 years to appear and persist for more than a year, and the first in tropical regions,

During its seven-year existence, the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai island gave scientists a rare window to study how life develops on new land masses, until the devastating 2022 eruption blasted it away.

In a study published in the journal mBio., recherches wrote they were surprised by what they found on the new island. Instead of the bacteria families that they expected would first colonize the island, they found a weird group of microbes that likely came from deep underground. They thought they would see organisms observed when a glacier retreats, or cyanobacteria, more typical early colonizer species. Instead, they found a unique group of bacteria that metabolize sulfur and atmospheric gases.

To find which microbes were making the new island their home, the researchers collected 32 soil samples from various non-vegetated surfaces ranging from sea level to the 120-meter-tall summit of the island’s crater, before extracting and analyzing the DNA found within.

Usually, scientists expect new islands to become populated with bacteria found in the ocean or in bird droppings. However, the most prevalent bacteria around the volcano’s cone were those that chowed down on sulfur and hydrogen sulfide gas; and they may have drifted to the island’s surface through underground volcanic networks. Of the top 100 bacteria picked up by the sequencing, the researchers were unable to classify 40% into a known bacterial family.

Source : Live Science, Yahoo News.

Source: Tonga Services

Des océans de plus en plus chauds // Warmer and warmer oceans

Selon une nouvelle étude effectuée par 24 chercheurs de Chine, des États-Unis, d’Italie et de Nouvelle-Zélande, et publiée dans la revue Advances in Atmospheric Sciences le 11 janvier 2023, les océans, qui ont absorbé la majeure partie de l’excès de chaleur causé par la pollution d’origine anthropique, ont continué à enregistrer des températures record en 2022. Selon les auteurs de l’étude, 2022 a été « l’année la plus chaude jamais enregistrée dans les océans du monde ».
Le réchauffement climatique a entraîné une hausse des températures de surface de la planète, ce qui a généré une instabilité atmosphérique et amplifié les phénomènes météorologiques extrêmes.
La teneur en chaleur des océans a dépassé les niveaux de 2021 d’environ 10 Zetta joules ce qui, selon les auteurs de l’étude, équivaut à 100 fois la production d’électricité dans le monde en 2021. L’un des auteurs a déclaré : « Les océans absorbent la majeure partie de la chaleur provenant des émissions anthropiques de carbone. Tant que nous n’atteindrons pas zéro émission, ce réchauffement se poursuivra et nous continuerons à battre des records de teneur en chaleur des océans, comme nous l’avons fait en 2022. »
Les archives remontant à la fin des années 1950 montrent une augmentation constante de la température des océans, avec une hausse presque continue depuis environ1985.
Les scientifiques ont expliqué que la hausse des températures a entraîné des changements majeurs dans la stabilité des océans, et plus rapides qu’on ne le pensait jusqu’à présent. La hausse de la température de l’eau et de la salinité des océans, cette dernière elle aussi à un niveau record, contribue directement à un processus de « stratification » où l’eau se sépare en couches qui ne se mélangent plus. Cela affecte l’échange de chaleur, d’oxygène et de carbone entre l’océan et l’atmosphère, avec des effets tels qu’une perte d’oxygène de l’océan.
Les dernières données Copernicus publiées début janvier, montrent que la température moyenne de l’atmosphère à l’échelle de la planète a contribué à faire de 2022 la cinquième année la plus chaude depuis le début des relevés au 19ème siècle. De nombreux pays ont été confrontés à une cascade de catastrophes naturelles sans précédent, rendues plus probables et meurtrières par le réchauffement climatique. Bon nombre de ces impacts peuvent être liés au réchauffement rapide des océans et aux changements associés du cycle hydrologique. Certaines régions connaissent davantage de sécheresses, ce qui entraîne un risque accru d’incendies de forêt, tandis que d’autres connaissent des inondations à grande échelle causées par de fortes pluies, souvent favorisées par une évaporation accrue des océans plus chauds.
Source : AFP.

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According to a new study by 24 researchers in China, the US, Italy and New Zealand and published in the journal Advances in Atmospheric Sciences on January 11th, 2023, the world’s oceans, which have absorbed most of the excess heat caused by humanity’s carbon pollution, continued to see record-breaking temperatures in 2022. The scientists say it was « the hottest year ever recorded in the world’s oceans ».

Heat content in the oceans exceeded 2021 levels by around 10 Zetta joules, which is equivalent to 100 times the electricity generation worldwide in 2021, according to the authors. One of the authors of the study declared : « The oceans are absorbing most of the heating from human carbon emissions. Until we reach net zero emissions, that heating will continue, and we’ll continue to break ocean heat content records, as we did in 2022. »

Records going back to the late 1950s show a relentless rise in ocean temperatures with almost continuous increases going back to around 1985.

Scientists have warned that climbing temperatures have wrought major changes to ocean stability faster than previously thought. Increasing water temperatures and ocean salinity, also at an all-time high, directly contribute to a process of « stratification », where water separates into layers that no longer mix. This has wide-ranging implications because it affects the exchange of heat, oxygen and carbon between the ocean and atmosphere, with effects including a loss of oxygen in the ocean.

Updated Copernicus data released in early January showed that average global atmospheric temperatures across 2022 made it the fifth warmest year since records began in the 19th century. Countries across the world have faced a cascade of unprecedented natural disasters made more likely and deadly by climate change. Many of these impacts can be linked to a fast-warming ocean and the related changes in the hydrological cycle. Some places are experiencing more droughts, which lead to an increased risk of wildfires, and other places are experiencing massive floods from heavy rainfall, often supported by increased evaporation from warm oceans.

Source : AFP.

Evolution de la température des océans entre 1958 et 2022 telle qu’elle figure dans l’étude mentionnée ci-dessus.

L’année 2022 encore trop chaude // 2022 was still too hot

En ce début d’année 2023, les agences climatiques ont dressé un bilan des températures sur l’ensemble de la Terre pour 2022. Sans surprise, elles restent supérieures à la normale, même si des variations peuvent exister selon les régions. Ce qui est le plus inquiétant, comme le font remarquer les différentes agences, c’est que ces températures élevées se sont produites alors que la Terre se trouvait à l’intérieur d’un épisode de refroidissement La Niña qui est en voie d’atténuation. Avec le retour probable d’El Niño dans le courant de l’année 2023, le réchauffement climatique risque fort de prendre une tournure beaucoup plus sévère.

Selon les archives ERA5, avec +0,494°C au-dessus de la moyenne 1981-2010, l’année 2022 est la 5ème plus chaude de l’histoire. Par rapport à la nouvelle période de référence 1991-2020 utilisée par ERA5, l’anomalie est de 0,30°C. Des records de chaleur ont été battus dans plusieurs pays à travers le globe, notamment en Europe.

Comme en 2021, l’ampleur du réchauffement climatique a été freinée par les conditions La Niña dans le Pacifique oriental.

L’année 2022 a été plus chaude que certaines années El Niño comme 2010. Si on remonte encore dans le temps, on constate que 2022 est nettement au-dessus de 1983 et de 1998, années pourtant marquées par deux des trois plus gros événements El Niño jamais observés. La tendance de fond est à un réchauffement de 0,192°C par décennie depuis 1980 et 0,238°C par décennie sur les vingt dernières années.

[NDLR : La Niña est prévue neutre début 2023, avec ensuite un retour probable à les conditions El Niño que l’on peut raisonnablement redouter au vu de ce qui vient d’être écrit.]

L’année 2022 s’est terminée avec un mois de décembre affichant une anomalie de +0,47°C au-dessus de la moyenne 1981-2010, ce qui en fait le 7ème mois de décembre le plus chaud des annales ERA5.

Les huit années les plus chaudes des archives ERA5 sont toutes des années post-2015. C’est d’autant plus remarquable que l’on se trouvait dans des conditions La Niña depuis 2015 (hivers 2016-2017, 2017-2018, 2020-2021, 2021-2022, 2022-2023).

Les pays d’Europe de l’Ouest ont connu des températures record en 2022. Des records de chaleur ont été battus en France, au Royaume-Uni, en Irlande, en Allemagne, en Espagne, en Suisse et en Italie. En France, l’année écoulée se solde par un record de température moyenne avec 14,51°C, nettement devant le précédent maximum de 14,07°C en 2020.

Source : global-climat.

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Selon la NOAA, l’année 2022 a été la sixième année la plus chaude depuis le début des relevés à l’échelle de la planète en 1880, avec 0,86°C au-dessus de la moyenne du 20ème siècle qui est de 13,9°C.
Parmi les 143 années d’archives de la NOAA, les 10 plus chaudes se situent toutes depuis 2010. Les neuf dernières années (2014-2022) sont les neuf plus chaudes jamais enregistrées.
La NOAA fait elle aussi remarquer que, comme en 2021, l’année 2022 a commencé par un épisode de refroidissement La Niña qui a persisté tout au long de l’année. Bien que les deux dernières années (2021 et 2022) ne se classent pas parmi les cinq années les plus chaudes jamais enregistrées, la température annuelle de la Terre a augmenté à raison de 0,08°C par décennie depuis 1880 et plus du double (0,18°C) depuis 1981.
La température de surface de l’hémisphère Nord en 2022 a, elle aussi, été la sixième plus chaude jamais enregistrée, avec +1,10 °C au-dessus de la moyenne du 20ème siècle.
Dans le même temps, l’hémisphère sud a connu sa septième année la plus chaude de tous les temps avec une température supérieure de 0,61 °C à la moyenne du 20ème siècle.
L’année 2022 a été marquée par des températures bien supérieures à la moyenne dans une grande partie du globe, avec des températures annuelles record dans certaines parties de l’Europe, du sud de l’Asie, du nord et du sud-ouest de l’océan Pacifique, de l’Atlantique et du sud-est du Pacifique. Dans le même temps, les températures plus basses que la moyenne se sont limitées au centre et à l’est de l’océan Pacifique tropical, ce qui correspond à l’épisode La Niña qui a persisté tout au long de l’année.
Source : NOAA.

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At the start of 2023, climate agencies have released temperature reports on the whole of the Earth for the past year. Unsurprisingly, they remain higher than normal, even if variations may exist depending on the region. What is most concerning, as the various agencies point out, is that these high temperatures occurred while the Earth was inside a La Niña cooling episode that is becoming neutral. With the likely return of El Niño in the course of 2023, global warming will probably take a much more severe turn.

According to the ERA5 archives, with +0.494°C above the 1981-2010 average, the year 2022 was the 5th hottest in history. Compared to the new reference period 1991-2020 used by ERA5, the anomaly is 0.30°C. Heat records have been broken in several countries across the globe, particularly in Europe.
As in 2021, the magnitude of global warming was curbed by La Niña conditions in the eastern Pacific.
The year 2022 was warmer than some El Niño years such as 2010. If we go back further in time, we see that 2022 was clearly above 1983 and 1998, years that were nevertheless marked by two of the three largest El Niño events Niño ever observed. The underlying trend is for a warming of 0.192°C per decade since 1980 and 0.238°C per decade over the last twenty years.
[Editor’s note: La Niña is forecast to be neutral in early 2023, with then a likely return to El Niño conditions that we can reasonably fear in view of what has just been written.]
The year 2022 ended with a month of December showing an anomaly of +0.47°C above the 1981-2010 average, making it the 7th hottest month of December in the ERA5 archives.
The eight hottest years in the ERA5 archive are all post-2015 years. This is all the more remarkable as they had been in La Niña conditions since 2015 (winter 2016-2017, 2017-2018, 2020-2021, 2021-2022, 2022-2023).
Western European countries experienced record temperatures in 2022. Heat records were broken in France, the United Kingdom, Ireland, Germany, Spain, Switzerland and Italy. In France, the past year ended with an average temperature record of 14.51°C, well ahead of the previous maximum of 14.07°C in 2020.
Source: global-climat.

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According to NOAA, the year 2022 was the sixth warmest year since global records began in 1880 at 0.86°C above the 20th century average of 13.9°C.

The 10 warmest years in the NOAA 143-year record have all occurred since 2010, with the last nine years (2014–2022) ranking as the nine warmest years on record.

Similar to 2021, the year 2022 began with a cold La Niña episode that persisted throughout the year. Despite the last two years (2021 and 2022) not ranking among the five warmest years on record, the global annual temperature increased at an average rate of 0.08°C per decade since 1880 and over twice that rate (0.18°C) since 1981.

The 2022 Northern Hemisphere surface temperature was also the sixth highest on record at +1.10°C above the 20th century average.

Meanwhile, the Southern Hemisphere had its seventh-warmest year on record, with a temperature that was 0.61°C above the 20th century average.

The year was characterized by much-warmer-than-average temperatures across much of the globe, with record-high annual temperatures across parts of Europe, southern Asia, the North and southwestern Pacific Ocean, the Atlantic, and southeastern Pacific oceans. Meanwhile, cooler-than-average temperatures were limited to the central and eastern tropical Pacific Ocean, consistent with the episode of La Niña that persisted throughout the year.

Source : NOAA.

Evolution des températures terrestres et océaniques (Source: NOAA)