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Jour de la Terre : les volcans et notre environnement // Earth Day : volcanoes and our environment

Ces derniers jours en France, tous les bulletins d’information étaient focalisés sur l’élection présidentielle. Les médias ont laissé de côté la pandémie de Covid-19, et pas un mot n’a été prononcé sur le Jour de la Terre – Earth Day – le 22 avril. Comme je l’ai écrit précédemment, personne ne se soucie du sort de notre planète. Le Jour de la Terre a été créé le 22 avril 1970 pour sensibiliser le public aux effets nocifs de l’industrialisation sur l’environnement.
Dans son dernier article Volcano Watch, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) explique que la participation au Jour de la Terre peut se limiter à une démarche très simple comme éteindre la lumière en sortant d’une pièce. Pour nombreuses personnes – au moins aux Etats Unis – c’est une occasion de se renseigner sa propre empreinte carbone. C’est également le bon moment pour réfléchir à l’influence des événements naturels sur notre environnement.
Par exemple, on sait que la végétation disparaît sur les pentes d’un volcan juste après une éruption. Lors d’une puissante éruption, la flore et la faune sont détruites par la cendre, les gaz volcaniques, la lave ou même les lahars. Le paysage ainsi bouleversé semble inhospitalier au début, mais au bout d’un certain temps, les dépôts volcaniques se décomposent et libèrent des nutriments sur lesquels les plantes se développent. Dans la partie orientale de l’île d’Hawaii, exposée au vent et à l’humidité, les importantes précipitations accélèrent la croissance des plantes. En conséquence, la région peut passer d’une coulée de lave stérile à une forêt tropicale florissante en moins de 150 ans.
L’influence volcanique ne se limite pas à la surface du sol à proximité du volcan. Les panaches de cendres provenant de grandes éruptions peuvent bloquer temporairement le soleil, transformant le jour le plus clair en nuit la plus sombre. L’obscurité peut durer de quelques heures à quelques jours, jusqu’au moment où les particules de cendres sont redescendues à la surface de la Terre. Cependant, les plus petites particules restent en suspension dans la haute atmosphère et sont transportées par les vents sur des milliers de kilomètres. Ces particules sont des milliards de minuscules miroirs qui renvoient le rayonnement solaire dans l’espace. De la même façon, le SO2 se mélange aux gouttelettes d’eau dans l’atmosphère et bloque lui aussi le rayonnement solaire.

De grandes éruptions volcaniques peuvent bloquer le rayonnement solaire au point d’affecter brièvement le climat. Par exemple, l’éruption du Krakatau en Indonésie en 1883 a plongé la région dans l’obscurité totale pendant deux jours et demi et a fait baisser la température de la planète pendant cinq ans. L’éruption encore plus importante du Tambora en 1815 a provoqué «l’année sans été» en Europe et l’Amérique du Nord. Cependant, le refroidissement global généré par les éruptions volcaniques n’est que temporaire et n’est pas une solution à la crise du réchauffement climatique que connaît notre planète.
Les volcans émettent également des gaz à effet de serre dans l’atmosphère, mais une seule éruption n’entraîne pas une hausse significative des températures à l’échelle de la planète. Une telle hausse a été observée il y a des millions d’années lorsque des événements volcaniques à grande échelle comme les Trapps de Sibérie ont duré des millions d’années et ont produit d’énormes quantités de lave à travers cette région. Ces éruptions ont produit des champs de lave constitués de nombreuses et vastes coulées de lave qui se sont empilées les unes sur les autres. L’éruption desTrapps de Sibérie a provoqué le plus grand événement d’extinction de masse jamais observé sur Terre. Les gaz volcaniques ont largement contribué à l’événement d’extinction, mais le magma a également mis le feu à d’énormes gisements de charbon souterrains qui ont libéré de grandes quantités de dioxyde de carbone (CO2) et d’autres gaz à effet de serre.
Aujourd’hui, les activités humaines produisent chaque année 100 fois plus d’émissions de gaz à effet de serre que les volcans de la planète. En d’autres termes, le Mont St. Helens devrait entrer en éruption plus de 3 500 fois par an pour atteindre les émissions anthropiques de CO2. Les volcans influencent notre environnement local et le climat mondial, mais il ne faut pas compter sur eux pour résoudre nos problèmes climatiques actuels.
Source : Surveillance des volcans, USGS, HVO.

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These last days in France , all the news bulletins were focused on the presidential election. The media left aside the Covid-19 pandemic, and not a word was pronounced about Earth Day which as supposed to be celebrated on April 22nd. As I put id before, nobody cares about the fate of our planet. Earth Day was first established on April 22, 1970, to raise awareness of some of the harmful effects industrialization was having on the environment.

In its latest Volcano Watch article, HVO explains that participating in Earth Day can be as simple as remembering to turn off the light when you leave a room. Many people use Earth Day as an opportunity to educate themselves on their own personal carbon footprint It is also the right moment to think about how natural events influence environmental change.

For example, vegetation disappears on the slopes of a volcano, following an eruption. Depending on the scale of the eruption, the surrounding flora and fauna have probably been devastated by some combination of ash, volcanic gas, lava, or lahars. The resulting landscape seems inhospitable at first, but over time the volcanic deposits break down and release nutrients on which plants thrive. On the windward and wet east side of the Island of Hawaii, the substantial rainfall drives faster rates of plant growth, meaning the region can go from a barren and young lava flow to a thriving rainforest in under 150 years!

Volcanic influence is not limited to the nearby ground surface. Ash plumes from large explosive eruptions can temporarily block out the sun, turning the clearest day into the darkest night. The darkness can last from hours to days, or until most of the ash particles make their way back down to Earth’s surface. However, the smallest particles remain suspended high in the atmosphere, carried by wind currents for thousands of kilometers. These particles are trillions of tiny mirrors reflecting solar radiation back into space. SO2 combines with water droplets in the atmosphere and blocks solar radiation in the same way. Large volcanic eruptions can block so much solar radiation in this way that they briefly impact the climate. For instance, the 1883 eruption of Krakatoa in Indonesia plunged the region into total darkness for two and a half days and lowered global temperature for five years. An even larger eruption from Mount Tambora in 1815 resulted in “the year without summer” across Europe and North America. However, global cooling brought on by volcanic eruptions is only temporary and is not a solution to the current climate change crisis our planet is currently experiencing.

Volcanoes also regularly emit greenhouse gases into the atmosphere, but we will not notice any significant rise in global temperatures due to a single volcanic eruption. For that, have to look back millions of years ago when volcanic events occurred, creating the Siberian Traps, for example. These were large-scale eruptions that spanned millions of years and spewed enormous amounts of lava across Siberia. They produced lava fields made up of numerous and extensive lava flows stacked on one another. The Siberian Traps eruption caused the largest identified mass extinction event on Earth. Emissions of volcanic gases were a major contribution to the extinction event, but the magma also ignited huge underground coal deposits that released vast amounts of carbon dioxide (CO2) and other greenhouse gases.

Today, human activities annually produce more than 100 times the greenhouse gas emissions than global volcanism. In other words, Mount St. Helens would have to erupt over 3,500 times a year to match human CO2 emissions. Volcanoes influence our local environment and global climate, but we should not rely on them to solve our current climate woes.

Source: Volcano Watch, USGS, HVO.

 

Les sabres d’argent dans le cratère Haleakala (Maui), les épilobes sur les flancs du Mont St. Helens (Etat de Washington) ; les arbustes d’‘ŏhi‘a lehua sur la lave du Kīlauea (Hawaii) sont des exemples de la rapidité avec laquelle la végétation réapparaît après une éruption volcanique (Photos : C. Grandpey) .

Surfer sur un volcan…! // Volcano boarding..!

Le Cerro Negro (728 m) est un volcan actif du Nicaragua. Il est devenu le site d’une attraction touristique : le surf ! Dévaler ses pentes couvertes de cendres sur une planche est une expérience de 40 secondes qui permet aux participants de dire qu’ils ont surfé sur un volcan.
Bien qu’actif, le Cerro Negro n’émet ni cendres ni gaz. Sa dernière éruption majeure remonte à 1999.
Selon un touriste portugais, le meilleur moment est « d’être en contact avec la terre. Je pense que c’est la meilleure expérience humaine que l’on puisse vivre pour ressentir la chaleur de la terre ».
Des centaines de personnes viennent surfer sur le Cerro Negro, une aubaine pour le tourisme dans un pays qui a connu une crise politique en 2018 avec la répression brutale de manifestants et ensuite la pandémie de coronavirus.
L’idée de surfer sur le Cerro Negro a été lancée pour la première fois en 2006. Comme tout le tourisme au Nicaragua, le surf sur le volcan a été touché par la crise politique et la pandémie. Toute activité s’est arrêtée pendant environ huit mois, mais maintenant les gens commencent à revenir dans le pays et ils ont envie de surfer sur un volcan. À Leon, la grande ville la plus proche du Cerro Negro, au moins 12 voyagistes proposent, pour une trentaine de dollars, de glisser sur une planche le long des pentes du Cerro Negro. Les localités à proximité du volcan, soit un demi-million de personnes, vivent directement ou indirectement du tourisme.

Source : The Independent.
En ce qui me concerne, je me souviens avoir suggéré aux guides de Stromboli, dans les années 1990, d’organiser des descentes à ski sur le Rina Grande, une grande pente de cendre sur le volcan. J’ai expliqué qu’en retirant quelques pierres de la cendre, cette activité pourrait attirer de nombreux touristes. Mais ma suggestion est tombée à la mer…
Source : The Independent.

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Cerro Negro (728 m) is an active volcano in Nicaragua. It has become the site of atourist attraction: volcano boarding. Sliding down its ash-covered slopes on a board is a 40-second thrill that allows participants to say they have surfed a volcano.

Although active, Cerro Negro does not emit ash or gases. Its last major eruption was in 1999.

According to a Portuguese tourist, the best moment was « being in contact with the earth. I think it’s the best human experience you can have to feel the warmth of the earth. »

Hundreds of persons converge on Cerro Negro, a boon for tourism in a country that has been hammered by a political crisis sparked in 2018 with the brutal repression of street protesters and exacerbated by the coronavirus pandemic.

The pioneers of volcano boarding first tackled the Cerro Negro slopes in 2006. Like all tourism in Nicaragua, volcano boarding was hit by the political crisis and pandemic. All activity stopped for about eight months, but now people are starting to come back to the country and obviously they always come looking for volcano boarding. In Leon, the closest big town to the volcano, there are at least 12 tour operators offering boarding experiences on Cerro Negro for around $30. Twelve communities living close to the volcano, making up half a million people, live directly or indirectly off tourism.

Source: The Independent.

As far as I’m concerned, I can remeber suggesting skiing down the Rina Grande, an ash-covered slope on Stromboli many years ago. I said that, removing some stones from the ash, it could attract many tourists. But my suggestion fell into the sea…

Vue du Cerro Negro (Source: Smithsonian Institution)

Pour une meilleure gestion de la cendre de l’Etna // For a better management of Mt Etna’s ash

Les scientifiques italiens ont testé au cours de la crise éruptive de l’Etna le 21 février 2022 un nouveau système baptisé Aeromat qui devrait permettre une meilleure gestion de l’aéroport de Catane quand le volcan envoie des panaches de cendre.

Des céliomètres, instruments de haute technologie, permettent de mesurer les paramètres environnementaux et de valider les modèles de prévisions mettant en jeu météo et environnement. Ils sont le fer de lance d’un système visant à fournir, notamment aux gestionnaires d’aéroports, des informations qui leur permettront d’optimiser les opérations sur les pistes au moment où certains phénomènes se produisent. Ces instruments permettent l’intégration des rapports d’observatoires volcanologiques dans les données météorologiques à partir de modèles haute résolution.

Les céliomères ont été testés lors de la dernière éruption de l’Etna, lorsque le volcan a émis de volumineux panaches de cendre. A l’aide d’une chaîne de modélisation météo-environnementale destinée à étudier le comportement des cendres volcaniques dans l’atmosphère, une équipe scientifique a suivi en continu l’évolution de l’événement.
Les céliomètres consistent en une source laser et un détecteur capable d’enregistrer la lumière émise et de mesurer la hauteur du nuage volcanique. De tels instruments permettront de réaliser des campagnes de mesures au sol, visant à valider et optimiser les performances des modèles de prévision. Les données de ce réseau seront ensuite acheminées vers Alice-net, un réseau de stations géré par des instituts et organismes de recherche italiens, dont les principales activités se concentrent sur les questions environnementales.
Le projet Aeromat est axé sur le binôme aviation – sécurité, conformément aux priorités définies par le Parlement européen et l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI), qui dicte les normes minimales de prévention des risques. L’objectif principal du projet est d’améliorer la qualité de prévision de certains phénomènes afin de pouvoir intervenir rapidement. Le projet associe des recherches expérimentales et des modèles météorologiques environnementaux liés à l’impact des cendres volcaniques. Cela facilitera la tâche des constructeurs aéronautiques, des pilotes d’aéronefs et des gestionnaires du trafic aérien. Le système évitera que la présence de cendres dans l’air ne crée des situations dangereuses dans l’ aéroport Fontanarossa de Catane, mais aussi ceux de Comiso, Reggio Calabria ou Naples.
Au cours de l’événement du 21 février 2022, les scientifiques ont pu observer comment les vents forts venant initialement du secteur nord-ouest, ont provoqué la propagation de grandes quantités de cendres au sud du volcan et, en particulier dans certains secteurs de vol spécifiques, ce qui a provoqué la suspension des activités à Fontanarossa pendant environ deux heures. De plus, avec l’évolution des conditions météorologiques, la cendre volcanique a atteint l’autoroute A18 (Catane – Messine), avec une couche significative sur la portion située entre les sorties Acireale et Giarre. Grâce aux instruments qui seront placés à proximité de l’aéroport de Catane et aux modèles météo-environnementaux, il sera possible de mesurer les paramètres physiques pertinents et de prévoir d’utiliser certaines zones de l’aéroport. Dans d’autres cas, le nouveau système permettra de connaître à l’avance l’évolution des événements. Sur cette base, il sera possible d’empêcher les avions de décoller ou d’atterrir, ou les voitures de traverser certaines zones. De telles mesures favoriseront la mobilité et les déplacements.
Le projet Aeromat comprend un partenariat entre des organismes de recherche tels que l’Université de Messine, l’ INGV et l’Université de Naples et des entreprises privées telles que Etna Hitech. Dans le cadre du même projet, les scientifiques sont en train de mettre au point un drone, équipé de capteurs, avec un moteur à hydrogène, qui sera présenté dans les mois à venir.

Source: La Sicilia.

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During the Mt Etna eruption on February 21st, 2022, Italian scientists tested a new system called Aeromat which should allow a better management of Catania airport when the volcano sends ash plumes.
Celiometers, high-tech instruments, are used to measure environmental parameters and validate prediction models involving weather and environment. They are the spearhead of a system aimed at providing, in particular to airport managers, information that will enable them to optimize operations on the runways when certain phenomena occur. These instruments allow the integration of reports from volcanological observatories into meteorological data from high-resolution models.
Celiomers were tested during Mount Etna’s last eruption, when the volcano emitted voluminous ash plumes. Using a meteorological-environmental modeling chain intended to study the behaviour of volcanic ash in the atmosphere, a scientific team continuously monitored the evolution of the event.
Celiometers consist of a laser source and a detector capable of recording the light emitted and measuring the height of the volcanic cloud. Such instruments will make it possible to carry out ground measurement campaigns, aimed at validating and optimizing the performance of prediction models. Data from this network will then be routed to Alice-net, a network of stations run by Italian research institutes and organizations, whose main activities focus on environmental issues.
The Aeromat project focuses on the aviation – safety binomial, in accordance with the priorities defined by the European Parliament and the International Civil Aviation Organization (ICAO), which dictates the minimum standards for risk prevention. The main objective of the project is to improve the quality of predictions of certain phenomena in order to be able to intervene quickly. The project combines experimental research and environmental weather models related to the impact of volcanic ash. This will make the work easier for aircraft manufacturers, aircraft pilots and air traffic managers. The system will prevent the ash in the air from generating dangerous situations in the Fontanarossa airport of Catania, but also those of Comiso, Reggio Calabria or Naples.
During the event of February 21, 2022, scientists were able to observe how the strong winds initially coming from the northwest sector, caused the spread of large quantities of ash to the south of the volcano and, in particular in certain flight areas, which caused the suspension of activities in Fontanarossa for about two hours. In addition, with the evolution of weather conditions, the volcanic ash reached the A18 motorway (Catania – Messina), with a significant layer on the portion located between the Acireale and Giarre exits. Thanks to the instruments that will be placed near Catania airport and to the weather-environmental models, it will be possible to measure the relevant physical parameters and plan the use of certain areas of the airport. In other cases, the new system will make it possible to know in advance the evolution of events. On this basis, it will be possible to prevent planes from taking off or landing, or cars from passing through certain areas. Such measures will promote mobility and travel.
The Aeromat project includes a partnership between research organizations such as the University of Messina, INGV and the University of Naples and private companies such as Etna Hitech. As part of the same project, scientists are developing a drone, equipped with sensors, with a hydrogen engine, which will be presented in the coming months.
Source: La Sicilia.

Photo: C. Grandpey

La cendre de l’Etna, le cauchemar des Siciliens // Mt Etna’s ash, a Sicilian nightmare

Après la énième crise éruptive de l’Etna le 21 février 2022, les localités autour du volcan ont à nouveau été confrontées au cauchemar de la cendre. Au cours de ce que certains appellent un « paroxysme », le panache de cendre est monté à une altitude estimée à une douzaine de kilomètres et a ensuite « arrosé » les zones sous le vent. C’est ainsi que les habitants de Viagrande, Trecastagni et Zafferana Etnea, ou encore San Giovanni la Punta, Acireale, Santa Venerina, Milo ont vu une nouvelle couche de couleur grise recouvrir les routes, les balcons, les toits et les voitures. Il s’ensuit inévitablement la corvée de balayage et de nettoyage des rues, des places et les gouttières. Comme je l’ai indiqué dans des notes précédentes, la cendre volcanique a un impact désastreux sur les cultures telles que les agrumes, les fruits et légumes et la viticulture, qui occupent une place importante dans l’économie sicilienne. L’aéroport de Catane est régulièrement affecté par la cendre et il été contraint de fermer pendant plusieurs heures au cours de la crise éruptive du 21 février.
Les autorités locales reprochent à la région Sicile de ne rien faire pour leur venir en aide. Des utilisations possibles ont été proposées pour une utilisation de la cendre dans l’agriculture, la construction, comme matière première pour des créations artistiques ou comme substrat pour les plantes dans les stations d’épuration des eaux usées.

En 2020, le projet REUCET – Récupération et utilisation des cendres volcaniques de l’Etna – a été mené par une équipe de chercheurs de l’Université de Catane et financé par le ministère de l’Environnement. Les chercheurs ont abordé pour la première fois le problème de la récupération systématique des cendres volcaniques de l’Etna. Diverses solutions ont été imaginées : de l’utilisation dans le béton, dans les mortiers, dans les enduits, à la réalisation de produits traditionnels en briques, de substrats routiers, d’ouvrages géotechniques.

Les auteurs du projet REUCET ont également évalué la création de matériaux innovants pour le confinement de la pollution. Une autre alternative est la valorisation environnementale des zones affectées qui permettrait de mettre en oeuvre les milliers de tonnes de cendres rejetées par le volcan. Par exemple, l’utilisation de cette cendre dans la construction et la rénovation du réseau routier sicilien permettrait d’évacuer de grands volumes avec des coûts de transport limités.
Des chercheurs de l’Université de Catane ont également souligné la nécessité d’intervenir sur la législation actuelle. En fait, à ce jour, les différentes ordonnances émises par les autorités classent la cendre comme déchet à éliminer dans des décharges (coût d’environ 120 € par tonne) ou dans des usines de récupération d’inertes (coût d’environ 12 € par tonne). Ces coûts s’ajoutent à ceux du ramassage des cendres dans la rue (plusieurs centaines de milliers d’euros). Par conséquent, d’énormes ressources publiques sont nécessaires pour soutenir les administrations locales. Il faudrait aussi sensibiliser la population à collaborer à la collecte des cendres volcaniques afin de faciliter leur récupération et de réduire les coûts de gestion.

On se retrouve un peu dans la même situation que la gestion des déchets domestiques dans la région de l’Etna, avec les décharges sauvages que j’évoquais dans une précédente note. Avec une campagne de sensibilisation agressive et une volonté politique mettant en oeuvre des moyens dignes de ce nom, la situation ne manquerait pas de s’améliorer.

Source: médias d’information siciliens.

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After another eruptive crisis of M Etna on February 21st, 2022, the municipalities around the volcano were again faced with the nightmare of the ash. During what some call a « paroxysm », the ash plume rose to an altitude of about twelve kilometers and then fell on the downwind areas. As a consequence, the residents of Viagrande, Trecastagni and Zafferana Etnea, or San Giovanni la Punta, Acireale, Santa Venerina, Milo saw a new grey layer cover the roads, balconies, roofs and cars, with the inevitable drudgery of sweeping and cleaning the streets, squares and gutters. As I have indicated in previous notes, volcanic ash has a disastrous impact on crops such as citrus fruits, vegetables and viticulture, which occupy an important place in the Sicilian economy Catania airport is regularly affected by the ash and was forced to close for several hours during the February 21st eruption crisis.
Local authorities criticize the Sicily region for doing nothing to help them. Possible uses have been suggested for use of the ash in agriculture, construction, as a raw material for artistic creations or as a substrate for plants in sewage treatment infrastructure.
In 2020, the REUCET project – Recovery and use of volcanic ash from Mt Etna was carried out by a team of researchers from the University of Catania and funded by the Ministry of the Environment, Researchers addressed for the first time the problem of the systematic recovery of volcanic ash from Mt Etna. Various solutions have been devised: from use in concrete, in mortars, in coatings, to the production of traditional brick products, road substrates, geotechnical structures.
The authors of the REUCET project also evaluated the creation of innovative materials for the containment of pollution. Another alternative is the environmental recovery of the affected areas which would make it possible to use the thousands of tons of ash released by the volcano. For example, the use of this ash in the construction and renovation of the Sicilian road network would make it possible to use large volumes with limited transport costs.
Researchers from the University of Catania have also highlighted the need to intervene on current legislation. In fact, to date, the various ordinances issued by the authorities classify the ash as waste to be disposed of in landfills (cost of around €120 per ton) or in inert recovery plants (cost of around €12 per ton). These costs are added to those of collecting the ash in the streets (several hundred thousand euros). Therefore, huge public resources are needed to support local governments. The public should also be made aware of the need to collaborate in the collection of volcanic ash in order to facilitate its recovery and reduce management costs.
The management of volcanic ash has common points with the management of domestic waste in the Mt Etna region, with the fly dumps that I mentioned in a previous post. With an aggressive awareness campaign and a political will implementing means worthy of the name, the situation would inevitably improve.
Source: Sicilian news media.

Photo : C. Grandpey