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Nouvelle structure volcanique au large de la Sicile // New volcanic structure off the coast of Sicily

Si de nombreux volcans sont visibles sur Terre ou émergent des océans, un grand nombre se cachent dans les profondeurs. Ainsi, dans la mer Méditerranée de nombreux édifices pointent leurs sommets à quelques dizaines ou quelques centaines de mètres sous la surface. C’est le cas du volcan Actea qui se trouve à six kilomètres seulement de la côte sud-ouest de la Sicile, avec une coulée de lave solidifiée qui s’étire sur quatre kilomètres vers l’ouest.

Ce volcan a attiré l’attention d’un chercheur à l’Institut national italien d’océanographie et de géophysique expérimentale (OGS). Il s’agit de l’une des six structures récemment mises au jour lors de la cartographie du Canal de Sicile (Mar di Sicilia).

L’expédition scientifique à laquelle appartient ce chercheur a pour nom M191 Suave. Elle a réuni des scientifiques du centre Geomar de Kiel, de l’Institut de recherche de la baie de Monterey (MBARI), de l’OGS italien et de l’Université Victoria de Wellington. Pendant trois semaines, à bord du navire de recherche allemand Meteor, ils ont scruté les fonds de cette voie maritime très fréquentée, au large de la côte sud-ouest de l’île.

Parmi les instruments utilisés au cours de l’expédition, on notera un échosondeur multifaisceaux et un magnétomètre qui ont permis de cartographier les structures volcaniques, aussi bien celles affleurant sur le plancher océanique que celles enfouies dans les sédiments. Le relevé a révélé trois centres volcaniques d’au moins six kilomètres de large et 150 mètres de haut, tous enfouis sous l’eau.

La bathymétrie a permis de constater que de nombreuses formations que les géologues interprétaient depuis longtemps comme des édifices volcaniques n’étaient en réalité pas d’origine magmatique. Le phénomène s’explique en partie par la complexité des lieux. En effet, le Canal de Sicile occidental se situe en Méditerranée centrale, une zone d’extension marquée de la croûte terrestre où les formes volcaniques se regroupent le long des failles, ce qui rend la région difficile à interpréter sans cartographie haute résolution. Si certains reliefs ne présentent pas d’intérêt volcanique, d’autres comme Actea et ses cinq compagnons méritent une étude plus poussée

Carte bathymétrique du secteur nord-ouest du Canal de Sicile (données issues du portail EMODnet)

Actea est l’édifice le plus proche du littoral, posé sur le secteur nord de la zone de faille de Capo Granitola, entre 62 et 70 mètres de profondeur. Son sommet culmine à seulement 34 mètres sous la surface. C’est la seule structure volcanique à porter des signes de réactivation magmatique. Cette dernière a probablement eu lieu entre le dernier maximum glaciaire et la remontée des eaux qui a suivi, comme en témoigne une importante coulée de lave récente.

À noter que Actea et son voisin Climène laissent échapper des bulles de leurs cratères. Il sera nécessaire de prélever des échantillons chimiques pour en déterminer l’origine. Elles pourraient signaler une activité biogénique libérant du méthane, ou une circulation hydrothermale.

A) Image montrant le site, près du sommet du volcan Actea. (B) Photographie sous-marine du sommet du volcan Actea, densément colonisé par des communautés benthiques.

Cette région de la Méditerranée a déjà démontré sa capacité à surprendre. En juillet 1831, le cône sous-marin de Ferdinandea est entré en éruption, édifiant une île volcanique d’environ 65 mètres au-dessus du niveau de la mer, et large de moins de 300 mètres. L’Angleterre, la France, l’Espagne et le Royaume des Deux-Siciles se disputèrent sa possession, mais la mer en décida autrement et l’île disparut sous les assauts des vagues dès janvier 1832. Elle a percé la surface à quatre reprises dans l’histoire.

Illustration de Ferdinandea en éruption en 1831.

Le sommet de Ferdinandea se trouve aujourd’hui à six mètres seulement sous la surface et est donc susceptible de représenter un danger pour les navires à fort tirant d’eau. En 2000, des plongeurs militaires italiens y ont planté un drapeau sicilien, pour prévenir toute nouvelle revendication de souveraineté si l’île venait à réapparaître.

Ces derniers travaux scientifiques et leurs découvertes montrent à quel point le terrain sous-marin proche du rivage sicilien reste méconnu. Il est donc urgent d’évaluer le risque volcanique pour ces zones qui hébergent des infrastructures comme les câbles de communication ou les gazoducs.

Source : Futura Sciences.

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While many volcanoes are visible on land or rise above the ocean surface, a vast number remain hidden in the depths. This is the case in the Mediterranean Sea, where numerous volcanic structures have summits reaching to within a few tens or hundreds of meters of the surface. One such example is the Actea volcano, located just six kilometers off the southwestern coast of Sicily, featuring a solidified lava flow that stretches four kilometers to the west.
This volcano caught the attention of a researcher from the Italian National Institute of Oceanography and Applied Geophysics (OGS). It is one of six structures recently discovered during the mapping of the Strait of Sicily.
The scientific expedition involving this researcher is named M191 Suave. It brought together scientists from the GEOMAR centre in Kiel, the Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI), Italy’s OGS, and Victoria University of Wellington. Over the course of three weeks aboard the German research vessel Meteor, the team surveyed the seabed of this busy waterway off the island’s southwestern coast.
Instruments used during the expedition included a multibeam echosounder and a magnetometer, enabling the mapping of volcanic structures, both those exposed on the seafloor and those buried beneath sediment. The survey revealed three volcanic centers, each at least six kilometers wide and 150 meters high, all submerged underwater.
Bathymetric data revealed that many formations long interpreted by geologists as volcanic structures were not, in fact, of magmatic origin. This can be attributed in part to the complexity of the area. The western Strait of Sicily is located in the central Mediterranean, a zone of significant crustal extension where volcanic features cluster along fault lines, making the region difficult to interpret without high-resolution mapping. While some landforms are of no volcanic interest, others, such as Actea and its five neighbors, demand further study.
Actea is the feature closest to the coast, situated on the northern section of the Capo Granitola fault zone at depths of 62 to 70 meters. Its summit rises to just 34 meters below the surface. It is the only volcanic structure showing signs of magmatic reactivation. This reactivation likely occurred between the Last Glacial Maximum and the subsequent rise in sea level, as evidenced by a large, recent lava flow.
Notably, both Actea and its neighbour, Climène, release bubbles from their craters. Chemical sampling will be required to determine their origin; they could indicate methane-releasing biogenic activity or hydrothermal circulation.
This region of the Mediterranean has already proven capable of surprises. In July 1831, the submarine cone of Ferdinandea erupted, building a volcanic island that rose approximately 65 meters above sea level and spanned less than 300 meters in width. England, France, Spain, and the Kingdom of the Two Sicilies vied for its possession, but the sea decided otherwise; the island vanished beneath the waves as early as January 1832. It has broken the surface four times in recorded history. Today, the summit of Ferdinandea lies just six meters below the surface, potentially posing a danger to deep-draft vessels. In 2000, Italian military divers planted a Sicilian flag there to preempt any future sovereignty claims should the island re-emerge.
These recent scientific studies and their findings highlight just how little is known about the underwater terrain near the Sicilian coast. There is, therefore, an urgent need to assess the volcanic risk to these areas, which host infrastructure such as communication cables and gas pipelines.
Source: Futura Sciences.

Exploration sous-marine de la côte sud d’Hawaii // Submarine exploration of the southern coast of Hawaii

Alors que les scientifiques français se plaignaient du manque de moyens pour explorer le volcan sous-marin au large des côtes de Mayotte, des chercheurs américains se trouvaient à bord du navire de recherche Rainier de la NOAA pour explorer la côte sud de la Grand Ile d’Hawaii. Ils ont pu observer et analyser les conséquences de l’arrivée de la lave dans l’océan lors de l’éruption du Kilauea en 2018. Le Rainier fait partie d’une flotte dont la mission est d’étudie la bathymétrie des eaux côtières autour des États-Unis. Les relevés permettent de mettre à jour les cartes marines et divers documents numériques destinés au commerce et au transport maritime, ainsi qu’à la sécurité de la navigation. Le navire mesure également diverses propriétés de l’eau de mer. Les missions du Rainier s’effectuent principalement en Alaska, mais les conséquences de l’éruption de 2018 l’ont conduit à Hawaii. Cette mission a été l’occasion d’observer les deltas de lave formés pendant l’éruption dans la Lower East Rift Zone.

La principale mission de la NOAA étant de maintenir à jour les cartes marines, la côte de Puna au SE de la Grande Ile méritait d’être analysée en raison des changements survenus en 2018. Cependant, l’intérêt de la mission dépasse l’hydrographie. L’observation des pentes sous-marines permet aux volcanologues du HVO à mieux comprendre les processus qui affectent la stabilité du delta de lave nouvellement formé dans la baie de Kapoho, ainsi que d’autres dangers le long du nouveau littoral.
Une étude réalisée en août 2018 par le navire de recherche Nautilus exploité par l’Ocean Exploration Trust, avait déjà fourni une base de référence permettant d’identifier les changements bathymétriques survenus au cours de l’année écoulée.
À l’instar du Nautilus, le Rainier a analysé la bathymétrie à l’aide d’un sondeur multi-faisceau (SONAR) monté sur sa coque. Ce système envoie les ondes acoustiques perpendiculairement à la longueur du navire. Le principe est simple : Les ondes sont envoyées vers le fond de l’océan et remontent vers le navire où un récepteur mesure le temps écoulé. La collecte de millions de mesures de distance permet de construire un DEM (Digital Elevation Model) modèle numérique du relief sous-marin. En comparant le nouveau DEM du Rainier à celui obtenu l’année dernière avec le Nautilus, les volcanologues sont en mesure de voir quelles parties du delta de lave sous-marin sont les plus fragiles, et donc susceptibles de s’affaisser ou de s’effondrer. Par ailleurs, la comparaison d’images satellite récentes avec les cartes des coulées de lave de 2018 révèle que certaines des nouvelles côtes ont déjà reculé de plusieurs dizaines de mètres. Des changements similaires pourraient donc se produire sous la surface de l’océan.
Le traitement et la publication du nouvel ensemble de données prendront un certain temps. Cependant, alors que le Rainier était ancré au large des côtes hawaiennes, les volcanologues du HVO ont pu monter à bord et  repérer des détails intéressants au niveau du littoral submergé le long des deltas de 2018, y compris un chenal de lave, aujourd’hui inactif. Des discussions avec l’équipage du navire ont permis d’identifier plusieurs zones intéressantes pour y effectuer des investigations bathymétriques.
Source: USGS.

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While French scientists were complaining about the lack of means for the exploration of the submarine volcano off the coasts of Mayotte, Americans researchers were on board the NOAA research ship Rainier to explore the southern coast of Hawaii Big island. They could observe and analyse the consequences of the arrival of lava in the ocean during the 2018 Kilauea eruption. The Rainier is part of a fleet that surveys the bathymetry of coastal waters around the United States. The surveys are used to update nautical charts and various digital products in support of marine commerce and transportation, as well as navigation safety. The ship also measures various properties of the ocean water. The Rainier works primarily in Alaska, but the aftermath of the 2018 eruption brought it to Hawai‘i. The journey provided a special opportunity to re-survey the lava deltas formed during the Lower East Rift Zone eruption.

Because NOAA’s core mission is to maintain up-to-date nautical charts, the Puna coast became an important objective given the changes that occurred there in 2018. However, interest in the data goes beyond hydrography. Views of the submarine slopes help HVO volcanologists to better understand ongoing processes that affect the stability of the newly-formed lava delta in Kapoho Bay, along with other hazards along the new coastline.

An August 2018 survey by the Exploration Vessel Nautilus, operated by the Ocean Exploration Trust, provides a baseline to identify bathymetric changes over the past year.

The Rainier, like the Nautilus, surveys bathymetry using a multibeam echosounder (SONAR) mounted to its hull. This system transmits acoustic waves in a fan along the beam of the ship, perpendicular to the ship’s length. As these waves reflect off the ocean floor and back to the ship, a highly-sensitive receiver measures the time that has passed.

Collecting millions of distance measurements allows for the construction of a submarine Digital Elevation Model (DEM). By comparing the new DEM from the Rainier with last year’s DEM from the Nautilus, it will be possible for volcanologists to see which parts of the submarine lava delta are subsiding. Comparisons of recent satellite images with 2018 lava flow maps have suggested that some of the new coastline has already retreated by tens of metres, so similar changes might be expected below the waves.

Full processing and publication of the new dataset will take some time. However, while the Rainier was anchored offshore, HVO’s volcanologists came on board and could spot various submarine features along the 2018 deltas, including a possible lava channel, now inactive. Discussions with the ship’s crew identified several target areas for further bathymetric investigation.

Source : USGS.

L’arrivé de la lave fragilise le littoral hawaiien (Photo: C. Grandpey)