Étiquette : CO2

Hawaii : mesure des gaz du Kilauea // Hawaii: Kilauea gas measurement

Selon le volcanologue français Haroun Tazieff, aujourd’hui disparu, l’étude des gaz volcaniques est une priorité car ils sont le moteur des éruptions. Deux gaz doivent surtout être étudiés : le dioxyde de soufre (SO2) et le dioxyde de carbone (CO2), même si d’autres gaz comme le sulfure d’hydrogène (H2S) et l’hélium (He) doivent également être pris en compte.
Un article récent Volcano Watch publié par l’Observatoire des volcans hawaïens (HVO) explique comment ces gaz sont mesurés entre les éruptions du Kilauea.
Lors des éruptions, le HVO signale fréquemment les taux d’émission de dioxyde de soufre (SO2) car c’est un moyen de suivre la progression de l’activité éruptive. Toutefois, pour les périodes précédant les éruptions, ou lorsqu’il y a une intrusion magmatique en cours sans éruption, le HVO s’appuie essentiellement sur des données géophysiques telles que la déformation du sol ou la sismicité, plutôt que sur des données géochimiques telles que les émissions de SO2.
Un autre type de gaz peut être important en période non éruptive : le dioxyde de carbone (CO2) qui a un comportement très différent du SO2 dans le système magmatique du Kilauea. Ces différences peuvent être exploitées pour mieux comprendre les processus qui se produisent sous la surface du sol. Par exemple, sur le Kilauea, le CO2 peut commencer à s’échapper du magma alors que ce dernier se trouve encore à plusieurs kilomètres sous la surface, alors que le SO2 est libéré de manière significative lorsque le magma se trouve à seulement quelques dizaines ou centaines de mètres sous la surface. Cela signifie souvent que l’on ne voit pas beaucoup de SO2 avant que la lave commence percer la surface.
Le problème du CO2 est qu’il est déjà présent en quantités très variables dans l’atmosphère, alors que le SO2 est normalement absent. Il est donc facile de détecter un signal de SO2 volcanique dans l’air ambiant, alors que le CO2 atmosphérique peut varier au cours d’une même journée, ainsi qu’avec les saisons.
Cependant, en coopération avec des chercheurs de l’Observatoire volcanologique des Cascades, le HVO a récemment accordé davantage d’attention aux données concernant le CO2 du Kilauea. L’Observatoire dispose d’une station multi-GAZ au sud-ouest de l’Halema’uma’u ; elle mesure quatre gaz volcaniques (CO2, SO2, H2S et vapeur d’eau), ainsi que des données météorologiques telles que la vitesse et la direction du vent.
Au lieu d’utiliser toutes les données CO2 de la station multi-GAZ, le HVO ne prend en compte que les données CO2 qui atteignent la station depuis certaines directions et certaines vitesses de vent. Cela permet d’essayer d’isoler le signal CO2 volcanique. Les scientifiques calculent des moyennes hebdomadaires de concentration de CO2. Une fois ce travail effectué, en examinant uniquement les données provenant de deux secteurs de Halema’uma’u (secteurs ouest et sud-est du cratère) avec des vitesses de vent modérées, ils obtiennent des tendances dans la concentration du CO2 en relation avec les récentes éruptions sommitales. En observant les données concernant ces deux directions du vent, les scientifiques ont pu constater que le CO2 semblait augmenter lentement et légèrement avant les éruptions sommitales du Kīlauea en juin et septembre. Après ces éruptions, les concentrations de CO2 ont chuté..
Aujourd’hui, depuis l’éruption de septembre, les concentrations de CO2 sont de nouveau en hausse, ce qui est probablement lié à l’intrusion magmatique dans les régions de stockage peu profondes situées sous la région sommitale et sous la caldeira sud.
Souvent, lorsque le Kīlauea entre en éruption, le HVO utilise le faible rapport CO2 / SO2 pour pouvoir dire que le magma alimentant l’éruption a été stocké à très faible profondeur, car ce rapport indique que le magma a déjà libéré la majeure partie de son CO2 avant l’éruption.
La prochaine étape de cette nouvelle méthode d’analyse des données gazeuses consistera à essayer de transformer les données de concentration de CO2 en taux d’émission de CO2, ce qui pourrait alors indiquer aux scientifiques non seulement que le magma est en train de monter à faible profondeur sous le Kilauea, mais aussi dans quelles proportions.
Source : USGS/HVO.

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For late French volcanologist Haroun Tazieff, the study of volcanic gases should be given priority as they are what drives the eruptions. Two main gases need to be studied : sulfur dioxide (SO2) and carbon dioxide (CO2), although other gases such as hydrogen sulfide (H2S) and helium (He) should also be taken into account.

A recent Volcano Watch article by the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) explains how these gases are measured between Kilauea’s eruptions.

During eruptions, HVO frequently reports sulfur dioxide (SO2) emission rates as a means of tracking the progression of eruptive activity. But for the periods before eruptions, or when there is an ongoing intrusion with no eruption, most of the data HVO relies on is geophysical data, such as deformation or seismicity, rather than geochemical data such as SO2 emissions.

There is another type of gas that can be important during non-eruptive periods :carbon dioxide (CO2) which behaves very differently from SO2 in Kilauea’s magmatic system. These differences can be exploited to help better understand processes occurring beneath the ground surface. For example, CO2 can begin to escape from Kilauea’s magma when it is still many kilometers beneath the surface whereas SO2 is largely released when magma is just a few tens or hundreds of meters beneath the surface. This often means we don’t see much SO2 being emitted until lava begins erupting at the surface.

The tricky thing about CO2 is that it is already present, and highly variable, in the atmosphere. This is different from SO2, which is not normally present. So it is easy to pick out a volcanic SO2 signal in ambient air measurements, but atmospheric CO2 can vary throughout the course of a day, as well as with the seasons.

Recently, however, in cooperation with researchers at the Cascades Volcano Observatory, HVO has been looking a little closer at CO2 data from Kilauea. The observatory has a multi-GAS station to the southwest of Halemaʻumaʻu that measures four volcanic gases (CO2, SO2, H2S and water vapor), as well as meteorological data such as wind speed and wind direction.

Instead of using all the CO2 data from the multi-GAS, HVO separates out CO2 data that reaches the station from certain directions at certain wind speeds. This allows to try to isolate the volcanic CO2 signal. The scientists calculate weekly averages of the CO2 concentration. Once they have done that, if they look only at data coming from two portions of Halemaʻumaʻu (the western and the southeastern parts of the crater) at moderate wind speeds, they see patterns in the CO2 concentration relative to the recent summit eruptions. For both wind directions, the scientists can see that CO2 coming from those directions appeared to increase slowly and slightly before the June and September Kīlauea summit eruptions. Once the eruptions occurred, CO2 concentrations dropped back down.

Today, since the September eruption, CO2 concentrations have been increasing again, and the increase is likely related to the intrusion of magma into the shallow storage regions beneath the summit and south caldera regions.

Often when Kīlauea erupts, HVO uses the low ratio of eruptive CO2 to SO2 to be able to say that the magma feeding the eruption was stored very shallow because that low ratio tells that the magma already degassed most of its CO2 before eruption.

The next step with this new data analysis method is to try to turn the CO2 concentration data into emission rates of CO2, which could then perhaps tell scientists not just that magma is rising to shallow depths beneath Kilauea, but how much magma is rising.

Source : USGS / HVO.

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Ces graphiques montrent les concentrations de dioxyde de carbone (CO2) dans deux zones sommitales du Kīlauea, de mars à octobre. Les carrés rouges et les cercles bleus représentent les moyennes hebdomadaires de concentration de CO2 mesurées à la station multi-GAZ du Kīlauea lorsque le vent vient de directions et à des vitesses spécifiques. Les symboles gris représentent les mesures individuelles (moyennes sur 30 minutes jusqu’à huit fois par jour). Les barres verticales roses représentent les éruptions du Kilauea de juin et septembre. (Source : USGS)

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These plots show carbon dioxide (CO2) concentrations in two summit areas of Kīlauea, from March to October. The red squares and blue circles represent weekly averages of CO2 concentration measured at the Kīlauea Multi-GAS Station when the wind is coming from specific directions and at specific wind speeds. Gray symbols represent individual measurements (30-minute averages up to eight times per day). The pink vertical bars represent Kilauea’s June and September eruptions. (Source: USGS)

Le méthane, un puissant gaz à effet de serre // Methane, a powerful greenhouse gas

On le sait depuis longtemps, le méthane (CH4) est l’un des gaz à effet de serre les plus agressifs dans l’atmosphère ; il est plus destructeur que le CO2, même si son temps de vie est plus court. À l’occasion de la COP 28 le site web France Info nous explique qu’au Canada, des milliers de puits de pétrole abandonnés sont devenus des « bombes à retardement écologiques »

Il y aurait au moins 60 000 de ces puits dans l’Ouest canadien, ce qui représente des milliers de tonnes de gaz à effet de serre émises chaque année. Lorsque l’on circule en voiture dans la province de l’Alberta,, on peut voir des milliers de puits de pétrole abandonnés dans les champs, au bord des routes. Certains fuient et émettent du gaz.

Le Canada n’est pas le seul émetteur de méthane. J’ai alerté à plusieurs reprises dans ce blog sur les émissions de CH4 ailleurs dans le monde : Arctique,Antarctique, Mer du Nord, etc. Voici les liens pour accéder à certains de ces articles. Vous pourrez en lire d’autres en inscrivant « méthane » sur le petit moteur de recherche dans la colonne de droite de mon blog.

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It has long been known that methane (CH4) is one of the most aggressive greenhouse gases in the atmosphere; it is more destructive than CO2, even if its lifespan is shorter. On the occasion of COP 28, the France Info website explains to us that in Canada, thousands of abandoned oil wells have become “ecological time bombs”
There are at least 60,000 of these wells in Western Canada, which represents thousands of tonnes of greenhouse gases emitted each year. When you drive in the province of Alberta, you can see thousands of abandoned oil wells in the fields, on the side of the roads. Some leak and emit gas.

Canada is not the only emitter of methane. I have warned several times in this blog about CH4 emissions elsewhere in the world: Arctic, Antarctica, North Sea, etc. Here are the links to access some of these articles. You can read others by entering “methane” on the small search engine in the right column of my blog.

Méthane (1) : des fuites au Canada // Methane (1) : leaks in Canada

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2020/07/28/fuites-de-methane-au-canada-methane-leakages-in-canada/

Méthane (2) : des fuites en Antarctique // Methane (2) : leaks in Antarctica

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2020/07/29/fuite-de-methane-en-antarctique-methane-leak-in-antarctica/

Fuites de méthane en Mer du Nord ! // Methane leaks in the North Sea !

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2020/08/08/fuites-de-methane-en-mer-du-nord-methane-leaks-in-the-north-sea/

Le méthane, le poison de l’Arctique // Methane, the Arctic poison

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2020/12/05/le-methane-le-poison-de-larctique-methane-the-arctic-poison/

Concentrations record de méthane dans l’atmosphère // Record methane concentrations in the atmosphere

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2022/04/10/concentrations-record-de-methane-dans-latmosphere-record-methane-concentrations-in-the-atmosphere/

Fuites de méthane dans la Baltique : un coup dur pour l’environnement // Methane leaks in the Baltic Sea : A hard blow to the environment

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2022/09/30/fuites-de-methane-dans-la-baltique-un-coup-dur-pour-lenvironnement-methane-leaks-in-the-baltic-sea-a-hard-blow-to-the-environment/

Fonte des glaciers et émissions de méthane au Svalbard // Glacier melting and methane emissions in Svalbard

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2023/08/08/fonte-des-glaciers-et-emissions-de-methane-au-svalbard-glacier-melting-and-methane-emissions-in-svalbard/

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Evolution des concentrations de CH4 et de CO2 dans l’atmosphère : des courbes qui font froid dans le dos!

Eruptions volcaniques, météo et climat // Volcanic eruptions, weather and climate

Suite à la publication de ma note sur l’éruption du Laki (Islande) en 1783, deux abonnés de mon blog m’ont demandé dans quelle mesure une éruption volcanique pouvait affecter la météo, voire le climat.
Lorsqu’un volcan entre en éruption, les volumineux panaches de cendres et de gaz envoyés dans l’atmosphère peuvent provoquer des variations de température à grande échelle et, à long terme, affecter les conditions météorologiques pendant plusieurs mois après une éruption. On a pu l’observer récemment avec les effets de l’éruption du volcan tongien Hunga Tong-Hunga Ha’apai. J’ai décrit les impacts de cette éruption dans plusieurs notes sur ce blog.

 

Panache éruptif du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (Source: NASA)

La conséquence la plus significative d’une éruption volcanique majeure est un refroidissement de la température, localement et même dans le monde entier, avec la présence d’importants nuages de dioxyde de soufre (SO2) dans la stratosphère. Ce phénomène a été observé après l’éruption du Pinatubo aux Philippines en 1991, avec un abaissement de la température mondiale. de quelques dixièmes de degrés (0,72°C) pendant plusieurs mois. Le nuage de SO2 du Pinatubo a été le plus important jamais observé dans la stratosphère depuis le début des observations par satellite en 1978. Il a probablement provoqué la plus grande perturbation par aérosols dans la stratosphère au 20ème siècle, même si ces perturbations ont probablement été moindres que celles provoquées par les éruptions du Krakatau en 1883 et du Tambora en 1815.

 

Panache éruptif et aérosols du Pinatubo (Source: Wikipedia)

Comme je l’ai écrit il y a quelques jours, l’éruption fissurale du Laki en Islande en 1783-1784 a libéré une énorme quantité de dioxyde de soufre, bien supérieure à celle émise par le Pinatubo (environ 120 millions de tonnes contre 20 millions de tonnes pour le volcan philippin). Bien que les deux éruptions aient été différentes en termes de durée et de style, le SO2 atmosphérique émis a provoqué un refroidissement du temps dans des proportions similaires, pendant des périodes de temps semblables, en Europe et en Amérique du Nord.

Lakagigar (Photo: C. Grandpey)

L’US Geological Survey affirme qu’une nouvelle éruption majeure de Yellowstone modifierait probablement les conditions météorologiques mondiales et aurait un impact sur la production agricole pendant de nombreuses années.

L’éruption du Tambora (Indonésie) en 1815 fut l’éruption la plus puissante enregistrée dans les temps historiques. Le nuage volcanique émis lors de l’événement a abaissé la température de la planète de 1,6°C. L’Europe et l’Amérique du Nord ont connu des températures plus basses que la normale tout au long de l’été 1816.

 

Caldeira du Tambora vue depuis l’ISS

On sait depuis longtemps que les volumineux nuages d’éruptions volcaniques, ou pyrocumulus, qui contiennent beaucoup de particules de cendres, peuvent produire des éclairs et des vortex – ou tourbillons de vent. Semblables aux nuages d’orages et leurs particules de glace, les nuages volcaniques contiennent des particules de cendre qui entrent en collision les unes avec les autres à grande vitesse. Ces collisions peuvent provoquer la séparation des charges dans les nuages et donner naissance à des éclairs.

Eclairs pendant l’éruption du Rinjani (Crédit photo: Wikipedia)

De plus, lors d’une éruption, les panaches peuvent également produire des événements météorologiques semblables à des tornades, mais qui ne sont pas de véritables tornades. L’air à l’intérieur du panache éruptif est si chaud et si léger qu’à mesure qu’il s’élève, il aspire davantage d’air du dessous. Au fur et à mesure que le vent éloigne le panache, davantage d’air est aspiré sur le côté, ce qui crée un vortex.

Vortex dans le cratère de l’Halema’umau ‘Source: HVO)

Il convient de noter que la poussière et le dioxyde de soufre provenant d’une éruption majeure peuvent également donner naissance à de spectaculaires couchers et levers de soleil car les particules diffusent la lumière à différentes longueurs d’onde. De tels événements ont inspiré des peintres célèbres comme Ashcroft et Turner qui ont peint les magnifiques couchers de soleil provoqués par l’éruption du Tambora en avril 1815.

Sunset (William Turner)

S’agissant du réchauffement climatique que nous connaissons actuellement, les volcans sont parfois tenus pour responsables, mais c’est faux. Selon l’USGS, toutes les études réalisées à ce jour sur les émissions volcaniques de CO2 indiquent que les volcans subaériens et sous-marins de la planète libèrent moins de 1 % du dioxyde de carbone actuellement rejeté par les activités humaines. Le dégazage volcanique global a été estimé entre 0,13 gigatonne et 0,44 gigatonne par an.

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Following the release of my post about the 1783 Laki eruption, two followers of my blog asked me how far a volcanic eruption can affect the weather or even the climate.

When a volcano erupts, the massive plumes of ash and gases sent high into the atmosphere can cause global temperature changes and, in the long term, affect weather for months after an eruption. This could be seen recently with the effects of the Hunga Tong-Hunga Ha’apai volcano in the Tonga archipelago. I have described the impacts of this eruption in several posts on this blog.

The most significant way a volcanic eruption can affect the weather is by cooling the temperature locally and worldwide with the giant clouds of sulfur dioxide sent into the stratosphere.This phenomenon was observed after the 1991 eruption of Mt Pinatubo in the Philippines which lowered the world temperature by a few tenths of degrees (0.72°C) for several months.The Pinatubo cloud was the largest SO2cloud ever observed in the stratosphere since the beginning of such observations by satellites in 1978. It caused what was probably the largest aerosol disturbance of the stratosphere in the 20th century, though probably smaller than the disturbances from eruptions of Krakatau in 1883 and Tambora in 1815.

As I put it a few days ago, the 1783-1784 Laki fissure eruption in Iceland released a huge amount more sulfur dioxide than Pinatubo (approximately 120-million tons vs. 20). Although the two eruptions were significantly different in length and style, the added atmospheric SO2 caused regional cooling of Europe and North America by similar amounts for similar periods of time.

The U.S. Geological Survey says another major Yellowstone eruption would probably alter global weather patterns and impact agricultural production for many years.

The eruption of the Tambora (Indonesia) in 1815 was the most powerful eruption recorded in history. The volcanic cloud emitted during the event lowered global temperatures by 1.6°C, and Europe and North America experienced cooler temperatures throughout the summer of 1816.

It is well known that massive volcanic eruption clouds, or pyrocumulus clouds with a lot of ash particles, can produce lightning and wind vortices. Similar to a thunderstorm with ice particles, volcanic ones collide with one another at high speeds. These collisions can cause the separation of charges in volcanic clouds, creating lightning.

Moreover, during an eruption, the plumes can also produce weather events that look like tornadoes, but are not true tornadoes. The air inside the eruption plume is so hot and buoyant that as it rises, it draws more air from underneath. As the wind blows the plume away, more air gets pulled in from the side, creating a vortex.

It should be noted that the dust and sulfur dioxide from a major eruption can also create vibrant sunsets and sunrises as the particles scatter light at different wavelengths. Such events inspired famous painters like Ashcroft and Turner who painted vivid sunsets caused by the April 1815 eruption of Tambora.

As far as the current global warming is concerned, volcanoes are sometimes held responsible for contributing to it, which is totally wrong. According to USGS, all studies to date about global volcanicCO2 emissions indicate that today’s subaerial and submarine volcanoes release less than one percent of the carbon dioxide released currently by human activities. The global volcanic degassing has been estimated between 0.13 gigaton and 0.44 gigaton per year.

Sacrés réseaux sociaux ! // Bloody social networks !

Les réseaux sociaux son terribles et ils ont le don de raconter tout et n’importe quoi. Beaucoup d’articles nous apprennent qu’une éruption serait « imminente » en Islande alors que personne ne sait si la lave percera la surface. Il y a effectivement les signes avant-coureurs d’une éruption (sismicité et déformation du sol) qui ont entraîné, par précaution, l’évacuation de Grindavik, mais la prévision éruptive s’arrête là. On ne sait pas ce que nous réserve la Nature pour les prochains jours. C’est elle, et pas les réseaux sociaux, qui commande l’actualité volcanique !

A côté de cela, la situation en Islande est une aubaine pour certains climato-sceptiques qui s’enfoncent dans la brèche pour affirmer que les volcans sont de plus grands pollueurs que les hommes et que les quantités de CO2 qu’ils libèrent sont bien supérieures aux émissions anthropiques.

Une telle affirmation est totalement fausse ! Si éruption il y a en Islande, elle n’émettra pas «plus de dioxyde de carbone que l’ensemble des émissions mondiales pendant plusieurs années, » comme on a pu le lire sur le réseau X. Un volcan n’émet pas « en deux semaines plus de Co2 que l’homme en un siècle, » comme on a pu le lire sur ce même réseau.

La vérité réside dans une étude américaine récente, publiée dans les Actes (Proceedings) de l’Académie nationale des Sciences. Elle explique que l’activité humaine émet chaque année environ 100 fois plus de CO2 que l’ensemble des volcans de la planète. En effet, les volcans rejettent chaque année autour de 280 à 360 millions de tonnes de CO2, ce qui est bien en-deça des émissions liées à l’activité humaine qui sont estimées, rien que pour l’année 2022, à plus de 40 milliards de tonnes.

Il faut tout de même noter que lors des éruptions majeures, les volcans peuvent avoir un impact sur le climat. Les aérosols émis en très grandes quantités peuvent faire chuter la température globales de quelques dixièmes de degré pendant des périodes relativement courtes. Là encore, cet effet sur la température globale n’a rien à voir avec l’impact des activités humaines qui contribue largement au réchauffement climatique que nous connaissons aujourd’hui. C’est d’ailleurs ce que confirment les rapports du GIEC qui estiment que les causes naturelles, comme l’activité volcanique, ont très peu contribué au réchauffement climatique : moins de 0,1°C depuis plus de cent ans, alors que le réchauffement d’origine anthropique entraîne une hausse des températures de 0,2 °C par décennie.

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Social networks are terrible and they have the gift of talking about anything and everything. Many posts tell us that an eruption is “imminent” in Iceland while no one knows if lava will break through the surface. It’s true there are warning signs of an eruption (seismicity and ground deformation) which led, as a precaution, to the evacuation of Grindavik, but eruptive prediction does not go any further. We don’t know what Nature has in store for us in the coming days. It is Nature, and not social networks, that controls the news about volcanoes!
The situation in Iceland is also a godsend for certain climate skeptics who are asserting that volcanoes are greater polluters than humans and that the quantities of CO2 they release are much greater. to anthropogenic emissions.
Such a statement is completely false! If an eruption occurs in Iceland, it will not emit « more carbon dioxide than the total global emissions for several years, » as we can read on the X network. A volcano does not emit « in two weeks more CO2 than man in a century,” as we can read on this same network.
The truth lies in a recent American study, published in the Proceedings of the National Academy of Sciences. It explains that human activity emits around 100 times more CO2 each year than all the planet’s volcanoes. In fact, volcanoes release around 280 to 360 million tonnes of CO2 each year, which is well below the emissions linked to human activity which are estimated, for the year 2022 alone, at more than 40 billion tonnes.
ItHowever, it should be noted that during major eruptions, volcanoes can have an impact on the climate. Aerosols emitted in very large quantities can cause global temperatures to drop by a few tenths of a degree for relatively short periods. Here again, this effect on global temperature has nothing to do with the impact of human activities which largely contribute to the global warming that we experience today. This is also confirmed by the IPCC reports which estimate that natural causes, such as volcanic activity, have contributed very little to global warming: less than 0.1°C for more than a hundred years, while anthropogenic warming causes temperatures to rise by 0.2°C per decade.

En dépit des énormes quantités de gaz qu’ils libèrent, surtout lors des éruptions, les volcans émettent moins de CO2 que les activités humaines (Photo: C. Grandpey)