Le dégel du permafrost de roche et ses conséquences dans les Alpes (1ère partie : les mesures)

Un article paru dans la Revue de Géographie Alpine analyse l’impact du dégel du permafrost sur le massif alpins Vous trouverez l’intégralité de l’étude, ainsi que de nombreuses illustrations, en cliquant sur ce lien: https://journals.openedition.org/rga/2806

Avec le réchauffement climatique, les Alpes sont fragilisées. Les glaciers reculent et disparaissent. Les parois rocheuses s’effondrent, mettant en danger la vie des alpinistes qui s’y aventurent. Ces effondrements sont dus au dégel (on ne parle pas de fonte) du permafrost de roche qui assure la cohésion et donc la stabilité. des masses rocheuses. Les mesures disponibles depuis 2009 montrent une augmentation des températures du permafrost, à la fois liée à un réchauffement atmosphérique et à un enneigement conséquent ces derniers hivers.

En France, les premières études reconnaissant la présence de permafrost et son rôle sur les environnements alpins remontent au début des années 1980. Un regain d’intérêt pour ce sujet a eu lieu à partir de 2003. L’étendue potentielle du permafrost dans les Alpes françaises est estimée selon les auteurs entre 700 et 1500 km², soit 10 à 20 % des terrains situés au-dessus de 2000 m d’altitude.

Afin de mesurer le régime thermique du sol sous la couche active, des forages ont été effectués depuis 2009 à l’aide de chaînes de capteurs de température mesurant en continu dans trois contextes géologiques différents: le domaine des Deux-Alpes, l’Aiguille du Midi et le glacier rocheux de Bellecombe. Je vous invite à consulter les relevés en allant sur le site mentionné plus haut.

Les forages étant des installations coûteuses, le suivi du permafrost en montagne est donc complété par des mesures de température réalisées en continu par des enregistreurs placés en subsurface (1-5 cm) dans le rocher ou les formations superficielles (10-50 cm). Depuis 2005, neuf capteurs enregistrant la température entre 3 et 55 cm de profondeur ont été installés dans les faces nord, est, sud et ouest du Piton Central de l’Aiguille du Midi. En plus des forages, douze capteurs de surface sont disponibles pour caractériser la distribution de la température.

S’agissant des glaciers rocheux, en octobre 2003, sept enregistreurs autonomes de température ont été placés à quelques dizaines de centimètres sous la surface du glacier de Laurichard, abrités du rayonnement solaire direct. Les enregistrements font clairement ressortir le rôle majeur de l’enneigement sur le régime thermique de surface, et la variabilité du régime thermique hivernal. Ainsi, des hivers à enneigement abondant et précoce se traduisent par un refroidissement hivernal moindre. A l’inverse, des hivers peu neigeux favorisent la perte de chaleur du sol et donc le refroidissement en profondeur.

L’Aiguille du Midi (Photo: C. Grandpey)

Nyiragongo (RDC) : quelques réflexions personnelles

Il n’y a toujours pas, à ma connaissance, confirmation de la vidange du lac de lave du Nyiragongo. Les retombées de cendres observées dans la région de Goma plaident toutefois en faveur de cette hypothèse.

 Je m’en tiens donc à la déclaration du directeur de l’Observatoire : « Il n’a pas été possible de voir à l’intérieur du cratère du volcan à cause du brouillard. Ce qui aurait permis de dégager deux hypothèses: la lave dans le cratère signifierait que les tremblements de terre équivaudraient à une nouvelle activité. Dans le cas contraire, ces tremblements voudraient dire que la terre est en train de reconstituer son équilibre. »

Le processus éruptif le plus fréquent du Nyiragongo est connu et assez facile à comprendre. On remarquera que lorsque la lave perce les flancs du volcan, les coulées démarrent généralement à basse altitude, avec une pente plus faible que vers le sommet. L’importante vitesse d’écoulement de la lave est avant tout due à un taux d’épanchement extrêmement élevé provoqué par la pression de la colonne magmatique à l’intérieur du volcan. Le volcan éclate un peu comme un fruit mûr.

En conséquence, il me paraît essentiel de donner la priorité au contrôle des zones de fractures qui entaillent les flancs du Nyiragongo. Observer le lac de lave depuis la lèvre du cratère, descendre sur les plateformes à l’intérieur, prélever de la lave dont la composition est largement connue, n’est pas inutile mais ne renseigne guère sur le comportement à venir du volcan. Il faudrait un séjour prolongé (plusieurs semaines ou plusieurs mois) ou – encore mieux – la présence de webcams pour bien analyser le comportement du lac de lave. Un bivouac de quelques jours n’est pas suffisant.

Comme je l’ai écrit précédemment, c’est la pression interne exercée par la colonne magmatique sur les parois du volcan qui détermine le déclenchement des éruptions. Pour mieux appréhender la réaction des flancs du volcan à cette pression, il serait intéressant de multiplier les instruments de mesures et autres capteurs. Les satellites sont aujourd’hui parfaitement en mesure de contrôler les déformations des flancs d’un volcan à partir des capteurs installés sur ses flancs. Cela suppose d’une part que l’Observatoire soit opérationnel, mais aussi  que les instruments ne soient pas vandalisés par les voyous qui traînent dans la région.

Le Nyiragongo est un volcan qui montre parfaitement à quel point prévision et prévention volcaniques se rejoignent.

Source : Wikipedia

Un système automatique d’alerte éruptive sur l’Etna (Sicile) // An automatic eruptive alert system on Mt Etna (Sicily)

Selon la presse sicilienne, un système automatique destiné à alerter la population en cas d’éruption a été testé avec succès sur l’Etna  pendant 8 ans, de 2008 à 2016. Il a pu détecter 57 des 59 épisodes éruptifs une heure à l’avance. Basé sur un réseau de capteurs acoustiques, le système a été mis au point par un groupe de scientifiques de l’Université de Florence. Les résultats des tests ont été publiés dans le Journal of Geophysical Research.
Les scientifiques ont placé des capteurs sonores à environ 6 kilomètres du plus haut volcan actif d’Europe. Ces capteurs sont capables d’envoyer des signaux d’avertissement par le biais de messages et de courriers électroniques. À l’aide de ce système, le gouvernement italien a pu mettre au point en 2015 un plan d’alerte prêt à être déclenché une heure avant une éventuelle éruption.

Les chercheurs expliquent que les volcans génèrent des ondes sonores de basse fréquence qui ne peuvent pas être entendues par l’oreille humaine avant une éruption. Ces infrasons peuvent parcourir des milliers de kilomètres à l’intérieur du volcan et sont plus étroitement liés à une éruption que les ondes sismiques.
L’un des scientifiques a fait remarquer que la plupart des 1 500 volcans actifs dans le monde ne sont pas surveillés en temps réel. L’étude des ondes sismiques liées aux mouvements du magma est souvent insuffisante ; elle devrait être accompagnée d’une alerte automatique capable d’accélérer les procédures et réduire les risques. Après les premiers tests positifs sur l’Etna, les capteurs seront également testés sur d’autres volcans. L’objectif est de créer un réseau mondial de surveillance.

Source : Presse sicilienne.

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According to the Sicilian press, an automatic system intended to alert the population in the event of an eruption has been successfully tested for 8 years on Mount Etna, from 2008 to 2016. It was able to detect 57 of the 59 eruptive episodes one hour in advance. Based on a network of acoustic sensors, the system was developed by a group of scientists from the University of Florence. The test results were published in the Journal of Geophysical Research.
Scientists set up sound sensors about 6 kilometres from the highest active volcano in Europe. These sensors are capable of sending warning signals through messages and emails. Using this system, the Italian government could develop in 2015 an alert plan ready to be triggered one hour before an eruption.
The researchers explain that volcanoes generate low frequency sound waves that can not be heard by the human ear before an eruption. These infrasounds can travel thousands of kilometres inside the volcano and are more closely related to an eruption than the seismic waves.
One of the scientists pointed out that most of the 1,500 active volcanoes in the world are not monitored in real time. The study of seismic waves related to the movements of magma is often insufficient; it should be accompanied by an automatic alert capable of speeding up procedures and reducing risks. After the first positive tests on Mt Etna, the sensors will also be tested on other volcanoes. The goal is to create a global surveillance network.
Source: Sicilian newspapers.

Photo: C. Grandpey

Yellowstone : Le Steamboat Geyser déconcerte les scientifiques // Steamboat Geyser puzzles the scientists

Le Steamboat Geyser dans le Parc National de Yellowstone inquiète les scientifiques qui se posent beaucoup de questions après sa huitième éruption depuis le mois de mars. Elle s’est produite à 9h04 le 4 juin 2018 et a propulsé de l’eau bouillante à plusieurs dizaines de mètres de hauteur. Le geyser a ensuite laissé échapper de volumineux panaches de vapeur.
Le Steamboat Geyser se manifeste très rarement, contrairement au Vieux Fidèle qui est très régulier. Sa dernière grosse éruption remonte à 2014. Les scientifiques ne savent pas pourquoi le geyser connaît subitement ce regain d’activité. Il se peut qu’un petit séisme ait ouvert un nouveau passage à la vapeur suchauffée qui fait jaillir l’eau à la surface. Il se peut aussi que la source magmatique ait subi une modification à la verticale du Steamboat. Les scientifiques prévoient de le surveiller plus activement et de mieux l’étudier pour comprendre ce qui a provoqué le changement soudain de son comportement. Ainsi, les géologues de l’Université de l’Utah ont mis en place une série de capteurs sismiques autour du geyser pour enregistrer les vibrations pendant les éruptions. Ils espèrent obtenir un modèle du réseau d’alimentation du geyser en mesurant les ondes sonores qui le traversent.
Les éruptions d’un geyser sont en surface les expressions de la libération de la pression dans le sous-sol. Au fur et à mesure que l’eau s’écoule dans le sol, elle se rapproche de la roche chauffée par le magma et se transforme en vapeur. Ce processus crée de l’eau surchauffée et sous pression qui se trouve piégée sous la surface de la Terre. Finalement, cette eau bouillante et cette vapeur rassemblent assez de pression pour surmonter la pression de l’eau qui les surmonte. Elles sont brusquement expulsées et donnent naissance à une éruption spectaculaire.
Les autorités du Parc conseillent aux personnes qui ont l’intention de se rendre à Yellowstone de prévoir la visite du Steamboat Geyser vers le 11 ou 12 juin, soit sept à huit jours après la dernière éruption.

Source: Yellowstone Volcano Observatory, Yellowstone National Park.

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The Steamboat Geyser in Yellowstone National Park is puzzling scientists after it erupted for the eighth time since March. The most recent eruption occurred at 9:04 a.m. on June 4th, 2018 and spewed boiling water several tens of metres into the air, followed by hours of steam plumes coming out of the geyser basin.

Steamboat Geyser, unlike the regular Old Faithful Geyser, erupts very infrequently. The last time it came to life was in 2014. Scientists are unsure why all of a sudden the geyser is experiencing a string of eruptions. Perhaps a small earthquake caused a more open flow path from the heated steam and water to the surface. Perhaps there is an increased magma source under Steamboat. Experts are unsure of the reason and plan to actively monitor and study the geyser to better understand what prompted the sudden change in its behaviour. Geologists with the University of Utah set up an array of seismic sensors across the geyser to capture the rumbling during eruptions. Their hope is to reconstruct the plumbing of the geyser by measuring the sound waves as they travel through the geyser up to the sensors.

Geyser eruptions are surface expressions of pressure release from the subsurface. As water trickles down into the soil and rocks in the ground, it continues to travel closer to heated rock and magma and becomes heated and turned to vapour. This process creates superheated and pressurized water to be trapped far below Earth’s surface. Eventually, there is enough boiling water and steam to overcome the overburden pressure of rock and water above. When this happens, the contained boiling water and steam is suddenly released in a dramatic eruption.

The park authorities say that if you plan to visit Yellowstone National Park, it is advisable to plan a visit to Steamboat around June 11th or 12th, seven to eight days after the latest eruption.

Source: Yellowstone Volcano Observatory, Yellowstone National Park.

Photo: C. Grandpey