L’alimentation magmatique du Kilauea (Hawaii) // Kilauea Volcano’s magma supply (Hawaii)

drapeau-francaisLes observations du lac de lave dans le cratère de l’Halema’uma’u ont permis de mieux comprendre les lentes variations d’alimentation magmatique du Kilauea.

Tous les jours de la semaine, la cendre volcanique et les cheveux de Pele sont recueillis dans des récipients déposés près du lac de lave, sur la lèvre du cratère. La cendre est pesée, et les scientifiques peuvent calculer combien de grammes se déposent chaque heure dans les récipients. Des bulles éclatent à la surface du lac de lave pendant les épisodes de spattering, mais la vitesse à laquelle la cendre s’accumule dans les récipients varie en fonction de la direction du vent, des lieux de projection, de la profondeur du lac de lave, etc. Tout compte fait, sur un mois, ces effets à court terme ont tendance à s’annuler alors qu’une variation est observée d’un mois sur l’autre, avec des pics et des creux dans l’accumulation de la cendre. Les explications de ces variations ont été données par le HVO en observant le comportement du lac de lave proprement dit.
Presque quotidiennement, les scientifiques du HVO mesurent la profondeur de la surface du lac à l’aide d’un télémètre laser. Le niveau du lac monte pendant les épisodes d’inflation du sommet et chute pendant la déflation. Ces fluctuations durent généralement un jour ou deux, parfois plus, mais n’excèdent jamais un mois. Il s’avère que les variations mensuelles du niveau moyen du lac et de l’accumulation mensuelle de cendre correspondent. Sur une période de plusieurs mois, le niveau du lac et l’accumulation de cendre peuvent augmenter, s’accélérer et retomber. Ainsi, une plus grande quantité de cendre tombe dans les récipients quand le niveau de la lave est haut.
Les scientifiques du HVO se sont posé la question suivante: Pourquoi le niveau moyen du lac de lave varie-t-il sur des périodes de plusieurs mois? La réponse se trouve dans les fluctuations d’alimentation magmatique du réservoir peu profond qui se trouve sous la caldeira.
Généralement, on considère que l’alimentation magmatique du Kilauea est relativement stable. En revanche, il y a une dizaine d’années, pendant trois ou quatre ans, cette alimentation était plus importante qu’elle ne l’est aujourd’hui. Il s’agit d’une évolution sur le long terme, qui se distingue par son ampleur et sa durée. Aujourd’hui, c’est différent. Le lac de lave monte et descend sur des périodes de quelques mois seulement, ce qui montre une variation à plus court terme de l’alimentation. Un examen des données GPS sur une période de plusieurs mois – pour minimiser les effets à court terme – montre une correspondance avec le niveau du lac. L’élévation du niveau du lac indique une inflation plus rapide du sommet, tandis que la baisse de niveau traduit un soulèvement sommital plus lent.
L’explication la plus simple de tout cela est que l’apport en magma varie lentement sur des périodes de plusieurs mois. Il ne s’agit pas simplement de transférer le magma d’un lieu vers un autre. C’est l’ensemble du sommet qui monte ou descend, ce qui traduit la hausse et la baisse de l’alimentation magmatique de tout le réservoir sommital. Une seule fois, en 2012, la partie sud du réservoir a baissé alors que la partie nord montait.
Le HVO a identifié environ une douzaine de telles variations d’alimentation depuis le début de l’éruption dans le cratère de l’Halema’uma’u en 2008. Ces variations peuvent être provoquées par des fluctuations de fusion dans le manteau, ou elles peuvent se produire pendant le trajet de 80-100 km entre le manteau et le réservoir de stockage peu profond.
Sans le lac de lave et les mesures précises de son niveau, les scientifiques du HVO n’auraient pas pu détecter les variations d’alimentation et, par conséquent, ils n’auraient pas pu expliquer les variations mensuelles d’accumulation de cendre dans les récipients sur la lèvre du cratère de l’Halema’uma’u. La boucle est bouclée !
Source: USGS / HVO.

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drapeau-anglaisA new concept has emerged from observations of the lava lake in Halema’uma’u. Crater: slowly pulsing magma supply to Kilauea. Every weekday volcanic ash and Pele’s hair are collected from buckets near the lava lake. The ash is weighed, and an ash accumulation rate is calculated, namely how many grams of ash fall into the buckets per hour. Bubbles at the surface of the lava lake are almost always breaking during spattering, but the rate at which ash accumulates in the buckets varies according to wind direction, locations of spattering, depth to the lava lake, and more. However, when averaged over a month, such short-term effects tend to cancel while month-to-month variation is observed, with peaks and troughs in ash accumulation lasting several months each. Explanations of these phenomena have been given by HVO by observing the behaviour of the lava lake itself.

Almost daily, HVO scientists measure the depth to the lake surface with a laser rangefinder. Lake level rises during summit inflation and drops during deflation. Such changes typically last a day or two, sometimes longer, but not for a month. It turns out that the average monthly lake level and the monthly accumulation of ash track each other. Over a several-month period, lake level and ash accumulation may rise, peak, and fall off. More ash falls in the buckets when lava level is high than when it is low.

The question to answer was: Why does the monthly average lake level change over periods of several months? The answer is: a pulsing rate of magma supply to the shallow storage reservoir under the caldera.

Generally, magma supply to Kilauea is considered to be pretty steady. For 3-4 years about a decade ago, the magma supply rate was higher than it is today. This was a long-term change and stood out by its magnitude and duration. Today is different. The rising and falling lava lake over periods lasting only several months suggests a shorter-term variation in the supply rate. Close examination of the GPS data, again averaged over month-long periods to minimize short-term effects, shows good correspondence with lake level. Rising lake level indicates faster summit uplift, and dropping lake level slower uplift.

The simplest explanation for all this is that the rate of magma supply is slowly pulsing over periods of several months. It isn’t simply a question of transferring magma from one place in the summit to another. The entire summit goes up or down, seemingly reflecting waxing and waning of the magma supply rate to the entire summit reservoir. Only once, in 2012, did the southern part of the reservoir go down when the northern went up.

HVO has identified about a dozen pulses since the Halema’uma’u eruption began in 2008. The pulses may be driven by changes in the rate of melting in the mantle or be induced during transport upward from the mantle to the shallow storage reservoir, an 80-100-km distance.

Without the lava lake and its precisely measured level, HVO scientists wouldn’t have detected a pulsing supply rate and, as a consequence, would not have been able to explain the monthly changes in ash accumulation.

Source: USGS / HVO.

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Vue du lac de lave dans le cratère de l’Halema’uma’u. La surface du lac – dont le diamètre est d’environ 255 mètres – se trouve souvent à une vingtaine de mètres sous la lèvre. Le niveau de la lave chute au cours des périodes de déflation du Kilauea et remonte lors des épisodes d’inflation. Un débordement peut se produire sur le plancher de l’Halema’uma’u, comme en mai 2015, mais un tel événement reste exceptionnel. (Crédit photo: USGS / HVO).

La Suède au chevet du Mont Cameroun // Swedish researchers study Mt Cameroon

drapeau-francaisDans une étude dont les résultats viennent d’être publiés dans la revue Scientific Reports, les géologues de l’Université d’Uppsala (Suède) ont analysé le comportement du magma sous le Mont Cameroun, ce qui pourrait permettre de mieux contrôler les futures éruptions de ce volcan.
Le Mont Cameroun est l’un des volcans les plus dangereux d’Afrique et ses éruptions constituent une menace pour près d’un demi million d’habitants qui vivent sur et autour de ses flancs. Une équipe de chercheurs de l’Université d’Uppsala a tenté de percer les mystères du système d’alimentation qui se cache sous le volcan afin de mieux comprendre son fonctionnement, ce qui permettrait d’améliorer la prévision et donc la prévention volcaniques.
Les recherches effectuées par les scientifiques suédois ont révélé un système d’alimentation complexe sous le Mont Cameroun grâce à l’analyse de cristaux en provenance des deux éruptions les plus récentes, celles de 1999 et 2000. Ils ont été en mesure de reconstituer les réservoirs magmatiques profonds, autrement dit ceux qui se trouvent dans la partie inférieure de la croûte terrestre, ainsi que les poches de magma superficielles dans la croûte supérieure. Ces poches peu profondes semblent migrer durant les périodes calmes et peuvent jouer un rôle crucial dans le déclenchement des éruptions.
Les résultats suggèrent en outre que, entre les éruptions, des volumes de magma migrent vers des profondeurs plus faibles où ils évoluent et augmentent leur potentiel explosif. En conséquence, plus le laps de temps entre les éruptions sera long, plus la dernière risquera d’être explosive et violente.
Selon les chercheurs suédois, les équipes de surveillance du Mt. Cameroun auraient tout intérêt à concentrer leur travail sur les signaux sismiques qui accompagnent la migration du magma depuis une vingtaine de kilomètres de profondeur, car ce sont ces signaux qui sont probablement les plus susceptibles de précéder les éruptions. La présence de poches de magma peu profondes joue probablement un rôle majeur dans la définition des styles éruptifs et doit donc être prise en compte dans la gestion des risques et la prévention. Les chercheurs pensent également que les résultats de leur étude serviront à mieux comprendre le processus éruptif sur d’autres volcans du même type que le Mt Cameroun, que ce soit en Islande, au Cap-Vert, dans les îles Canaries, ou dans de nombreux autres endroits à travers le monde.
Source: Université d’Uppsala.

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drapeau-anglaisIn a study whose results have just been published in the journal Scientific Reports, geologists at Uppsala University (Sweden) have traced magma movement beneath Mt. Cameroon volcano, which might help monitoring for future volcanic eruptions.

Mt. Cameroon is one of Africa’s most dangerous volcanoes, and its eruptions pose a threat to nearly half a million inhabitants that live on and around its flanks. A team of researchers from Uppsala University set out to unravel the volcano’s underlying magma supply system in order to gather insight into the inner workings of the volcano and to help improve volcanic prediction and so the prevention.

The researchers revealed a complex magma plumbing system beneath Mt. Cameroon by analyzing crystals from the two most recent eruptions in 1999 and 2000. They were able to reconstruct deep-seated magma storage reservoirs at the bottom of the crust, as well as shallow magma pockets in the uppermost crust. These shallow pockets seem to migrate in times of volcanic quiescence and may play a crucial role in priming the volcano for eruption.

The results further suggest that between eruptions magma batches migrate to shallower depths where they evolve and increase their explosive potential. Hence a longer time between eruptions increases the likelihood of the next eruption being more explosive in style.

According to the Swedish researchers, the monitoring teams at Mt. Cameroon should focus on the seismic signals of magma migration from about 20 km depth, as such signals are very likely to precede eruptions. The occurrence of shallow magma pockets likely plays a major role in controlling eruptive styles during eruptions and should therefore be routinely considered in hazard mitigation efforts. The researchers also believe these results will have implications for other related volcanoes in Iceland, Cape Verde, the Canary Islands, and many other locations worldwide.

Source: Uppsala University.

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Vue des cratères du Mont Cameroun (Crédit photo: Wikipedia)

Pas de pénurie d’eau dans le District de Puna (Hawaii) // No water shortage in Puna District (Hawaii)

drapeau francaisAprès les inquiétudes sur l’alimentation en électricité dans le District de Puna et la protection des poteaux électriques, les autorités indiquent que les habitants de la région ne seront pas privés d’eau, même si la coulée du 27 juin devait détruire un réservoir de 1140 mètres cubes sur Apa’a Street. En effet, un autre réservoir près du lycée de Pahoa se trouve plus haut sur la pente et le Services des Eaux indique qu’il serait en mesure de subvenir aux besoins de ses clients situés en aval. Toutefois, aucun réservoir d’eau n’est actuellement menacé par la lave
Le réservoir de Apa’a Street est également le site d’un puits d’exploration qui n’est pas utilisé en ce moment. Le Service des Eaux prévoit de le protéger à l’aide de cendre et cylindres en béton afin qu’il puisse rester accessible si la lave devait le recouvrir. Une technique analogue a été utilisée pour protéger les poteaux électriques.
En outre, pour éviter la perte d’eau, le Service des Eaux  est en train d’installer des vannes sur les conduites dans les secteurs où le réseau pourrait être endommagé par la coulée. Même si les tuyaux sont enterrés, la chaleur intense de la lave pourrait causer des ruptures dans le système. Les vannes seraient alors utilisées pour isoler les segments endommagés.
Comme je l’ai écrit il y a quelques jours, les scientifiques du HVO disent qu’ils ne savent pas quelle trajectoire emprunteront les bras de lave qui avancent en amont de Apa’a Street. Si le front de coulée reste immobile, de nouvelles émissions de lave apparaissent ponctuellement à la surface et sur les côtés de la coulée, contribuant à son élargissement. Dans un tel contexte, les prévisions ne peuvent être faites qu’au jour le jour.

Source : West Hawaii Today.

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drapeau anglaisAfter the worries about electricity supply in the District of Puna and the protection of electricity poles, authorities indicate that Puna residents would not lose water service should the June 27th lava flow destroy a 1,140 cubic-metre reservoir on Apa‘a Street. Indeed, another reservoir near Pahoa High School sits at higher elevation and the Department of Water Supply expects it would be able to supply its customers downslope. None are currently threatened by the flow

The Apa‘a Street reservoir also is the site of an exploratory well not currently being used. The Department is considering using cinder and concrete cylinders to protect the well so it could be accessed should lava cover it. Similar methods have been used to protect utility poles.

Besides, to avoid water loss, the Department is installing valves on pipes where the infrastructure could be damaged by the flow. While the pipes are buried, the lava’s intense heat above still could cause ruptures in the system. The valves would be used to isolate pipe segments that are damaged.

As I put it before, HVO geologists say it remains unclear what path the lava breakouts upslope of Apa‘a Street will follow. While the flow front remains stalled, new breakputs punctually appear at the surface or along the sides of the flow, and tend to widen it. This is the reason xhy predictions can only be made day after day.

Source : West Hawaii Today.

Pahoa-blog

 Vue de la coulée au sud du cimetière de Pahoa. On aperçoit la partie de voie d’accès épargnée par la lave.

(Crédit photo:  USGS / HVO)

Etude approfondie du Mont St Helens (suite) // In-depth study of Mount St Helens (continued)

drapeau francaisComme je l’ai écrit auparavant (voir ma note du 26 juin), les scientifiques américains font actuellement des tests afin d’obtenir une meilleure image du système d’alimentation du Mont St Helens. Le projet est intitulé «Imaging Magma Under St. Helens, » ou IMUSH. Les chercheurs espèrent que les résultats des expériences effectuées au cours des deux prochaines années leur permettront d’améliorer leur capacité à prévoir les éruptions volcaniques. La première partie de la recherche concerne la phase sismique active. Il est appelée ‘active’ car les scientifiques utilisent des explosifs pour créer l’activité sismique. 33 forages ont été effectués selon un agencement précis dans des endroits éloignés autour du volcan. Chaque trou de forage, de 25 mètres ou plus de profondeur, a reçu une charge explosive de 450 ou 900 kg. Les chercheurs ont commencé à provoquer les détonations hier soir, 22 Juillet. Un autre série d’explosions aura lieu dans environ une semaine, une fois que les 3500 capteurs sismiques auront été repositionnés, ce qui doublera le nombre de sites de contrôle. Une série d’images est créée par les ondes sismiques générées sous des angles et des profondeurs différents. Une explosion est l’équivalent d’un séisme de M 2, événement enregistré en moyenne une fois par semaine dans la zone autour du Mont St Helens. Chaque explosion est enregistrée par les 3500 capteurs disposés à l’intérieur d’un cercle qui s’étend de la région de Portland-Vancouver jusqu’au Mont Rainier, soit un diamètre de plus de 150 km. Le Mont St. Helens, qui se trouve à environ 70 km au nord-est de Vancouver, est au milieu de ce cercle. Plus le cercle d’instruments sera vaste, plus la vision à l’intérieur de la Terre sera profonde. Les sismomètres les plus éloignés devraient pouvoir donner aux scientifiques un aperçu de la base de l’alimentation magmatique. À l’heure actuelle, les données recueillies à partir de la surveillance continue ont donné aux scientifiques une assez bonne idée du sous-sol jusqu’à une profondeur de sept ou huit kilomètres. Avec un peu de chance, ils espèrent être en mesure d’aller jusqu’à 100 km sous la surface, là où est généré le magma.

Source: The Columbian.

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drapeau anglaisAs I put it before (see my note of  June 26th ), US scientists are currently making tests in order to get a better image of Mount St Helens’ plumbing system.

The project is titled « Imaging Magma Under St. Helens, » or IMUSH. Researchers hope what they learn over the next couple of years will improve their ability to forecast volcanic eruptions.

The first part of the research is the active seismic phase. It is called active because the scientists are using explosives to create the seismic activity. 33 boreholes have been drilled in a precise pattern in remote locations around the mountain; each borehole, 25 metres or so deep, is loaded with a 450-kg or 900 kg explosive charge.

Researchers began the detonations last night, July 22nd. Another round will be detonated in about a week, after the 3,500 seismic instruments have been repositioned — doubling the number of monitoring sites. The imagery is created with seismic waves generated from different angles and depths. A blast is the equivalent of no more than an M 2 earthquake, an event the area around Mount St Helens gets on average once in a week.

Each explosion is logged by the 3,500 sensors arrayed within a circle that stretches from the Portland-Vancouver area to Mount Rainier — a diameter of more than 150 km. Mount St. Helens, which is about 70 km northeast of Vancouver, is in the middle of that circle.

The wider the ring of instruments, the deeper into the Earth the researchers will be able to look. The more distant seismometers should give them a glimpse of the bottom of the magma pipeline.

Right now, data collected from ongoing monitoring has given scientists a pretty good idea of the subsurface to a depth of seven or eight kilometres. With luck, the scientists say, they will be able to extend that to 100 km below the surface, where magma is generated.

Source: The Columbian.

St-Helens-et-Rainier

Spirit Lake et le Mont Rainier vus depuis le sommet du St Helens  (Photo:  C.  Grandpey)