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Les éruptions explosives du Mauna Loa (Hawaii) // Mauna Loa’s explosive eruptions (Hawaii)

Les volcans hawaiiens donnent en général naissance à des coulées de lave peu dangereuses, mais une petite partie des matériaux émis pendant les éruptions présente aussi un caractère explosif. Dans la mesure où les risques associés aux éruptions explosives sont beaucoup plus importants que ceux associés aux coulées de lave, l’étude des dépôts laissés par les éruptions explosives sur le Mauna Loa aide à mieux comprendre le fonctionnement des volcans hawaïens et les dangers qu’ils représentent pour la population.
En 1840, une expédition conduite par le lieutenant Charles Wilkes a étudié pour la première fois la caldeira sommitale du Mauna Loa. Les rapports d’observations laissent supposer qu’aucun dépôt explosif n’a été découvert..
En 1885, Thomas Jaggar, fondateur de l’Observatoire des Volcans d’Hawaï (le HVO), associa les dépôts présents sur la lèvre de la caldeira sommitale à la colonne éruptive produite par la première phase de l’éruption de 1877 qui avait été précédemment décrite par un missionnaire.
Alors qu’il faisait l’ascension du Mauna Loa en 1924, un ancien géologue de l’USGS a remarqué des dépôts d’explosions dans un kipuka (une zone de terre entourée d’une ou plusieurs coulées de lave plus jeunes) le long de l’Āinapō Trail. Il en a conclu que les éruptions qui avaient produit ces dépôts étaient d’origine phréatique.
En 1949, un géologue du HVO a observé que des blocs angulaires éjectés par des explosions étaient éparpillés sur le pourtour de la caldeira de Moku’weweoweo, avec des diamètres pouvant atteindre 1,50 mètre dans le secteur nord-ouest de la caldeira. À la cabine édifiée au sommet du volcan, il a observé une quantité importante de cendre ainsi que des blocs jusqu’à 1 mètre de diamètre. Lui aussi a conclu que les éruptions étaient phréatiques et que les dépôts provenaient d’une série d’explosions dans la zone sommitale.
La question était de savoir quand ces éruptions explosives se sont produites. Le charbon de bois est normalement utilisé pour dater les coulées de lave au Carbone 14, mais on n’en trouve pas au-dessus de la limite de la végétation. C’est pourquoi les géologues ont utilisé la datation par isotopes cosmogéniques pour dater les roches qui ont été régulièrement exposées aux rayons cosmiques autour de la caldeira de Moku’weweoweo.

Des échantillons représentatifs de chaque zone de dépôts et des coulées de lave sous-jacentes (i.e. du substrat) ont été prélevés. Les roches prélevées dans les trois zones près de Moku’weweeo ont été analysées en utilisant la technique de datation par isotopes cosmogéniques. Les résultats concernant les échantillons d’éjectas du secteur ouest ont révélé un âge moyen de 870 avant notre ère. L’âge moyen des coulées de lave sous-jacentes est de 980 ans avant J.C.
Dans le secteur nord-ouest, un seul bloc a présenté un âge de 830 avant J.C.
L’âge de deux blocs du secteur E est de 220 et 150 ans avant notre ère ; ils sont donc relativement récents. L’âge moyen de cinq échantillons de substrat prélevés près de la cabine au sommet est de 980 ans avant J.C.
Le Mauna Loa a connu au moins quatre éruptions phréatiques au niveau de la caldeira sommitale au cours des 880 dernières années. Bien que personne ne vive au sommet du volcan, de nouvelles éruptions explosives pourraient constituer une menace pour les personnes présentes lorsqu’elles se produisent et pour les avions qui survolent le sommet.
Source: USGS / HVO.

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Hawaiian volcanoes usually produce harmless lava flows, but a small percentage of the material produced by the eruptions is explosive in character. Since risks associated with explosive eruptions are much greater than those associated with lava flows, investigating the deposits on Mauna Loa is an important part of understanding how Hawaiian volcanoes work and the full range of hazards they pose.

In 1840, an expedition led by Lieutenant Charles Wilkes provided the first documented investigation of Mauna Loa’s summit caldera. The reports of his observations suggest that he saw no explosive deposits.

In 1885,   Thomas Jaggar, founder of the Hawaiian Volcano Observatory, later associated the deposits on the rim of the summit caldera with the eruption column in the opening phase of the 1877 eruption previously described by a missionary.

While ascending Mauna Loa in 1924, a former USGS geologist, noted explosion deposits in a kipuka (an area of land surrounded by one or more younger lava flows) along Āinapō Trail. He concluded that the eruptions producing the debris were phreatic in origin.

In 1949, a HVO geologist observed that angular blocks of rocks ejected by explosions were scattered about the rim of Moku‘āweoweo, with maximum diameters of 1.5 metres on the northwest fan. At the National Park’s summit cabin, he noted an abundance of ash, as well as blocks up to 1 metre in size. He, too, concluded that the eruptions were phreatic and that the deposits were caused by a series of explosions from the summit caldera area.

The question was to know when these explosive eruptions occurred. Charcoal is normally used to date lava flows, but it is not found above tree line. Therefore, geologists use cosmogenic radionuclide dating to establish reliable ages of the rocks around the Moku‘āweoweo caldera, which have been steadily exposed to cosmic rays.

In a study of the deposits, representative samples from each fan and the underlying lava flows were collected. Rocks from all three fans near Moku‘āweoweo were processed using the exposure dating technique.

Results from exposure age-dating of the three west fan ejecta samples yield an average age of 870 before present (BP). The average age of the underlying lava flows is 980 years BP.

From the northwest fan, a single block yielded an age of 830 years BP.

The east fan’s exposure ages for two blocks are 220 and 150 years BP, making this deposit very young! The average age from five substrate samples near the summit cabin is 980 years BP.

Mauna Loa has had at least four explosive phreatic eruptions from the caldera region in the past 880 years. Although no one lives at the summit of Mauna Loa, additional explosive summit eruptions have the potential to pose a threat to people on the ground and to aircraft.

Source : USGS / HVO.

Sommet du Mauna Loa (Crédit photo: USGS / HVO)

Photos: C. Grandpey

La caldeira de Kikai (Japon) // The Kikai caldera (Japan)

Il y a environ 7300 ans, l’éruption du volcan Akahoya a dévasté ce qui correspond aujourd’hui aux îles du sud du Japon, et enfoui la majeure partie de l’archipel sous une épaisse couche de cendre. Considéré comme une super éruption avec un VEI de niveau 7, l’événement a provoqué l’effondrement de la chambre magmatique du volcan et l’apparition de la caldeira de Kikai, d’un diamètre d’une vingtaine de kilomètres, dissimulée en grande partie sous l’eau de la mer.
Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Science Advances, les scientifiques ont découvert qu’un dôme de lave se cache sous la caldeira. En étudiant les conduits magmatiques, les volcanologues pourraient avoir un aperçu de l’ensemble du système d’alimentation de la caldeira, ce qui pourrait les aider à mieux prévoir une éventuelle prochaine éruption.
Des recherches antérieures avaient indiqué que les chances de voir une super éruption dans l’archipel japonais au cours du siècle prochain ne sont que d’environ un pour cent. Cependant, les chercheurs indiquaient que si un volcan dans cette région entrait en éruption, il pourrait éjecter près de 42 kilomètres cubes de matériaux et recouvrir presque tout le pays et ses 120 millions d’habitants de près de 20 centimètres de cendre.
La nouvelle étude explique que les scientifiques du Centre d’Exploration des Fonds océaniques de Kobe ont effectué trois levés dans la caldeira. Ils ont associé les observations de robots sous-marins et les résultats d’analyses de roches avec des sismographes et des électromagnétomètres.
Ils ont découvert le dôme de lave en effectuant un sondage acoustique. On estime qu’il a un volume d’environ 33 kilomètres cubes, un diamètre d’une dizaine de kilomètres et une hauteur de près de 600 mètres.
Le site de la caldeira a connu au moins trois super éruptions: il y a 140 000 ans, il y a 95 000 ans, puis l’éruption du Akahoya il y a 7 300 ans. Les scientifiques ne savent pas exactement quand le dôme actuel a commencé à se former. Il se peut que ce soit immédiatement après l’éruption ou progressivement au cours des milliers d’années qui ont suivi. Comme le dôme de lave présente une composition chimique différente des matériaux émis pendant la super éruption, il se peut qu’un nouveau système d’alimentation magmatique se soit développé il y a 7300 ans. Les chercheurs ont découvert que le dôme de lave est formé d’un magma similaire à celui observé dans les volcans de l’île voisine de Satsuma Iwo-jima. Une nouvelle mission sur le terrain prévue pour le mois de mars permettra de recueillir des images haute résolution du système magmatique souterrain en utilisant des méthodes sismiques et électromagnétiques. Les chercheurs espèrent ainsi avoir une meilleure idée de l’époque à laquelle la caldeira et son dôme de lave pourraient à nouveau entrer en éruption, et sous quelle forme. .
Source: The New York Times et d’autres médias d’information scientifique.

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Some 7,300 years ago, the Akahoya eruption devastated the southern islands of what is now Japan, burying most of the archipelago in thick ash. Considered as a super eruption with a VEI of 7, it caused the volcano’s magma chamber to collapse, leaving the 20-kilometre-wide Kikai Caldera which is mostly underwater.

In a new study published in the journal Science Advances, scientists have discovered that a dome of lava lurks beneath the caldera. By studying its magma plumbing, volcanologists could gain insight into the entire caldera system, which could help them better predict when another eruption might occur.

Previous research had suggested that the chances of a super eruption happening in the Japanese archipelago in the next century are only about one percent. However, it indicated that if a volcano in this area erupted, it could eject nearly 42 cubic kilometres of magma, covering almost all of the country and its 120 million people in nearly 20 centimetres of ash.

The new study explains that Japanese scientists at the Kobe Ocean Bottom Exploration Center conducted three surveys of the caldera, during which they combined the observations of underwater robots and the results of rock sample analysis with data collected by seismographs and electromagnetometers.

They found the lava dome using an acoustic survey. It is estimated to have a volume of about 33 cubic kilometres, a diameter of about 10 kilometres and a height of almost 600 metres.

This site has experienced at least three super eruptions: One 140,000 years ago, another 95,000 years ago, and then the Akahoya eruption 7,300 years ago. The scientists are not sure when exactly the current dome began to form, whether it was immediately after the eruption or gradually in the thousands of years that followed. As the lava dome is chemically different from the super eruption, a new magma supply system might have developed after 7,300 years ago. The researchers found that the lava dome was made of similar magma to what is seen in volcanoes on the nearby island of Satsuma Iwo-jima. Another survey in March will gather high-resolution images of the underground magma system by using seismic and electromagnetic methods. The future surveys will give them a better idea of how and when the caldera and its lava dome might erupt in the future.

Source: The New York Times and other scientific news media.

Situation géographique de la caldeira de Kikai

Oraefajokull (Islande): Un casse-tête pour les volcanologues et des autorités // A headache for volcanologists and local authorities

Comme je l’ai écrit à deux reprises les 22 et 24 novembre 2017, les volcanologues islandais s’inquiètent de la situation sur l’Oraefajokull suite à une augmentation récente de la sismicité et d’un affaissement de la caldeira sommitale qui s’est approfondie d’une vingtaine de mètres tandis que les crevasses se sont agrandies. Cela a incité les autorités à élever le niveau d’alerte à la couleur Jaune. L’Oraefajokull ne s’est pas manifesté depuis sa dernière éruption en 1727-1728,
Des scientifiques de l’Office Météorologique Islandais (OMI) ont détecté 160 séismes dans la région au cours de la seule semaine dernière, au moment où ils intensifient leur surveillance du volcan. Les événements sismiques sont pour la plupart de faible magnitude, mais leur nombre est anormalement élevé.

Ce qui inquiète le plus les scientifiques, c’est l’impact dévastateur que pourrait avoir une éruption de l’Oraefajokull. Le volcan se cache sous le glacier Vatnajokull. Son éruption explosive de 1362 fut la plus puissante depuis la colonisation de l’île. En plus du risque volcanique proprement dit, il y a le manque de données historiques qui pourraient aider les scientifiques à prévoir le comportement du volcan.
Pour remédier à ce manque de données, les scientifiques installent de nouveaux équipements sur et autour du volcan. Ceux-ci comprennent des capteurs GPS ultra sensibles, des webcams pour obtenir des images du volcan en temps réel, et des capteurs pour mesurer la composition chimique de l’eau des rivières qui sortent du glacier. À l’embouchure de la rivière Kvia, persiste une forte odeur de soufre et l’eau est trouble, signes évidents que l’eau provient d’une activité géothermale dans la caldeira.

L’hypothèse la plus plausible est qu’un nouveau magma s’agite en profondeur et provoque actuellement une activité géothermale. Jón Frímann nous informe que des mesures récentes effectuées sur l’Öræfajökull ont confirmé l’intrusion d’un dyke dans la partie méridionale du volcan. De plus, cette région montre une certaine inflation. À l’heure actuelle, la quantité de magma semble proche de celle qui est sortie lors de l’éruption de l’Eyjafjallajökull en 2010. Actuellement, le dyke se trouve à une profondeur de 2 à 6 km et explique l’augmentation de l’activité hydrothermale sur l’Öræfajökull. Il est bien sûr impossible de prévoir l’évolution de la situation.

Dans le scénario le plus optimiste, l’activité géothermale pourrait cesser progressivement. La formation d’un lac sous-glaciaire serait plus inquiétante car il pourrait provoquer des inondations de grande ampleur. Le scénario le plus pessimiste serait une éruption du volcan.
Comme je l’ai écrit dans mes notes précédentes, les autorités ont déjà pris des précautions. Les habitants ont reçu des instructions d’évacuation. Si une évacuation est ordonnée, tout le monde dans la région recevra un texto et la radio diffusera des mises à jour. La police est confiante car elle sait que les 200 personnes vivant dans la zone proche du volcan sauront réagir, mais leur plus grande préoccupation est de pouvoir contacter les touristes. L’Islande a connu un énorme essor touristique depuis l’éruption de l’Eyjafjallajokull en 2010 et quelque 2000 touristes parcourent chaque jour la région proche de l’Oraefajokull. Alors que certains restent dans des hôtels qui pourront alerter leurs clients, d’autres passent la nuit dans des camping-cars disséminés dans la région. La police dit que les habitants savent ce qu’il faudra faire en cas d’éruption; ils connaissent chaque plan et ils sauront réagir, alors que les touristes ne sauront pas quoi faire. Une telle situation pourrait devenir un cauchemar pour la police en cas d’éruption soudaine.
Source: The Seattle Times & IMO.

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As I put it in two posts on November 22nd and 24th, Icelandic volcanologists worry about the situation at Oraefajokull due to a recent increase in seismicity and a subsidence of the ice caldeira at the summit of the volcano. It has deepened by twenty metres and crevasses have become larger since it was first spotted. This prompted authorities to raise the alert level to Yellow. Oraefajokull has been dormant since its last eruption in 1727-1728,

Experts at the Icelandic Meteorological Office (IMO) have detected 160 earthquakes in the region in the past week alone as they are stepping up their monitoring of the volcano. The earthquakes are mostly small but their sheer number is unusually high.

What worries scientists the most is the devastating potential impact of an eruption at Oraefajokull. The volcano lies under the Vatnajokull glacier. Its 1362 eruption was the most explosive since the island was populated. Adding to the danger is the lack of historical data that could help scientists predict the volcano’s behaviour.

To remedy the lack of data for Oraefajokull, scientists are installing new equipment on and around the volcano. Those include ultra-sensitive GPS sensors, webcams for real-time imagery of the volcano and sensors in the rivers coming out of the glacier to measure the chemical composition of the water. At the mouth of the Kvia River, there is a strong smell of sulphur and the water is murky, clear signs that geothermal water is draining from the caldera. The most plausible hypothesis is that new magma is on the move deep below the surface and currently triggering geothermal activity. Jón Frímann informs us that recent measurements of Öræfajökull volcano have confirmed a dyke intrusion in the southern part of the volcano, and that area is showing inflation. At the moment the amount of magma is now estimated close to the one that erupted during the 2010 eruption of Eyjafjallajökull volcano. At the moment the dyke is at a depth of 2 – 6 km and it accounts for the increase in the current hydrothermal activity in Öræfajökull volcano. Of course, the evolution of the situation cannot be predicted.

In the most benign scenario, the phenomenon could simply cease. More concerning would be the development of a subglacial lake that could lead to massive flooding. At the far end of the spectrum of consequences would be a full eruption.

As I put it in my previous notes, authorities are taking precautions. Residents have received evacuation briefings. If an evacuation is ordered, everyone in the area will receive a text message and the radio will broadcast updates. Police are confident that the 200 persons living in the area close to the volcano will know how to react, but their biggest concern is contacting tourists. Iceland has seen a huge boom in tourism since the 2010 eruption of Eyjafjallajokull and about 2,000 tourists travel across the area close to Oraefajokull every day. While some stay in hotels that could alert their guests, others spend the night in camper vans spread across the remote area. The police say that locals know what to do; they know every plan and how to react, whereas tourists don’t and might become a nightmare for the police in case of a sudden eruption.

Source: The Seattle Times & IMO.

Vue satellitaire de l’Oraefajokull (Source: ESA)

Belle image de Crater Lake (Etats Unis) // Nice photo of Crater Lake (United States)

La NASA vient de mettre en ligne une excellente image de Crater Lake prise par un astronaute à bord de la Station Spatiale Internationale le 26 juin 2017. Du point de vue technique, la photo a été réalisée avec un appareil photo numérique Nikon D4 équipé d’un objectif de 1150 millimètres
Crater lake se trouve dans la Chaîne des Cascades, dans le sud-ouest de l’Oregon. Il y a encore pas mal de neige dans le secteur de Crater Lake fin juin, et les nuages ​​jettent des ombres sombres sur la surface du lac. On distingue Wizard Island, un cône de cendre en partie caché par les nuages, dans la partie ouest du lac. (Le nord se trouve au bas de la photo.)
Crater Lake se trouve à l’intérieur d’une caldeira qui s’est formée lorsque le Mont Mazama, un volcan composite dont le sommet se dressait à 3 600 mètres, a explosé et s’est effondré lors d’une éruption cataclysmale il y a environ 6 000 ou 8 000 ans.

Le lac se trouve à une altitude de 1 883 mètres. Alimenté par la pluie et la neige, sans rivières qui y entrent ou qui en sortent, Crater (592 mètres de profondeur) est le plus profond aux États-Unis et le neuvième plus profond dans le monde.

En 1902, Crater Lake et les 740 kilomètres carrés qui l’entourent ont été érigés au rang deParc National. En 2016, plus de 750 000 personnes ont visité le parc.
Source : NASA.

Vous obtiendrez une image plus grande en cliquant sur ce lien:
https://eoimages.gsfc.nasa.gov/images/imagerecords/90000/90647/ISS052-E-8744_lrg.jpg

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NASA has just released a great image of Crater Lake taken by an astronaut aboard the International Space Station on June 26th 2017. From a technical point of view, the photo was taken with a Nikon D4 digital camera using an 1150-millimetre lens

Crater Lake is located in the Cascade Mountains of southwest Oregon. Snow still blankets most of the slopes surrounding the crater in late June, and clouds cast dark shadows on the lake surface. Wizard Island is a cinder cone volcano almost hidden by the clouds over the western part of the lake. (Note that north is to the bottom of the photo.)

Crater Lake is the surface expression of a caldera that formed when Mount Mazama, a composite volcano whose peak once towered 3,600 metres, exploded and collapsed in a catastrophic eruption approximately 6,000 to 8,000 years ago. The lake now stands 1,883 metres above sea level.

Fed by rain and snow, and with no rivers flowing in or out, Crater Lake  (592 metres deep) is the deepest in the United States and ninth deepest in the world.

In 1902, Crater Lake and the surrounding 740 square kilometres were established as Crater Lake National Park. In 2016, more than 750,000 people visited the park.

Crédit photo: NASA

You will get a larger image by clicking on this link :

https://eoimages.gsfc.nasa.gov/images/imagerecords/90000/90647/ISS052-E-8744_lrg.jpg