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A la veille de la COP 26… // On the eve of COP 26…

Peut-être est-ce l’approche de la COP 26 de Glasgow qui motive les journalistes, mais les articles relatifs au réchauffement climatique sont nombreux dans la presse ces jours-ci. Aux Etats Unis, le départ de Donald Trump de la Maison Blanche a changé la donne. La presse outre-atlantique s’exprime désormais librement sur le sujet, sans risques de représailles de la part de l’administration Biden.

L’un des articles récemment publiés s’attarde sur les causes du réchauffement climatique et en particulier l’augmentation constante des concentrations de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère.

En France, les médias sous l’influence du gouvernement ont tendance à faire retomber la responsabilité du problème sur le citoyen moyen dont l’habitation serait une passoire thermique, avec une cheminée qui enverrait dans l’air des particules nocives et un véhicule dont les gaz d’échappement empoisonneraient l’atmosphère. Mais silence radio, ou presque, sur les usines polluantes.

Il ne fait guère de doute qu’à l’échelle de la planète la combustion à grande échelle du charbon, du gaz naturel et du pétrole pour produire de l’électricité sont les principales sources d’émissions de gaz à effet de serre, que ce soit le CO2 ou le méthane (CH4). Il ne faudrait pas, pour autant, oublier les activités humaines car le chauffage de nos maisons, la climatisation, nos voitures et notre mode de production de la nourriture contribuent également à aggraver la situation climatique.

C’est surtout le CO2 qui inquiète car il représente 65% des émissions de gaz à effet de serre. Il provient essentiellement des combustibles fossiles, mais aussi de la déforestation et de la destruction d’autres plantes qui absorbent le gaz carbonique. .

Le méthane émis, entre autres, par le bétail, la décomposition des déchets et la production de pétrole et de gaz, représente 14% des émissions de gaz à effet de serre.

Selon l’Agence de Protection de l’Environnement (EPA) aux Etats Unis, la production d’électricité et de chauffage entre pour un quart (25%) dans les émissions de gaz à effet de serre, alors que la production de nourriture, en particulier avec les terres agricoles, compte pour 24%. De son côté, les cimenteries et les aciéries produisent 21% de ces gaz nocifs et les moyens de transport en émettent 14%.

S’agissant des pays responsables des émissions de gaz à effet de serre, une étude effectuée par l’université d’Oxford place l’Asie largement en tête avec 53% de ces émissions à l’échelle de la planète. Viennent ensuite l’Amérique du Nord (18%), l’Europe (17%), l’Afrique et l’Amérique du Sud (3-4% chacune) et l’Océanie (Australie et île du Pacifique (1,3%).

Toutefois, si on se place au seul niveau de la population, l’ordre change, et les émissions par habitant de la Chine et de l’Inde sont éclipsées par un certain nombre de pays beaucoup plus petits comme l’Australie, le Canada et des pays producteurs de pétrole comme le Qatar, le Koweït et les Émirats arabes unis.
Il est également important de noter que certains pays ont une longue histoire de production d’émissions en raison d’une industrialisation plus précoce. En ce qui concerne les contributions au dioxyde de carbone depuis 1751, les États-Unis sont de loin en tête. Le pays est responsable de 25% des émissions historiques, soit deux fois plus que la Chine. Le Royaume-Uni est un autre grand émetteur historique. Ainsi, jusqu’en 1882, plus de la moitié des émissions cumulées mondiales provenaient du seul Royaume-Uni.
Comme je l’ai indiqué à maintes reprises, le réchauffement climatique est un problème mondial. Les solutions proviendront d’actions prises par les pays et les individus, d’où l’importance que devraient – en théorie – avoir les COP comme celle qui va se tenir à Glasgow.
Le passage à des sources d’énergie renouvelables (l’éolien et le solaire)e, ainsi que les changements alimentaires, le reboisement, le passage aux systèmes de transport électriques et l’arrêt de l’extraction des combustibles fossiles, sont autant d’actions qui pourraient aider à réduire les émissions de carbone. Le problème, c’est que la volonté politique de nos gouvernants fait souvent défaut.

Source: Yahoo News.

Je ne suis pas certain que la COP 26 – avec, entre autres, l’absence remarquée du président chinois – fera beaucoup avancer les choses. Vladimir Poutine ne sera pas présent physiquement. Les Américains seront en Ecosse, mais la marge de manoeuvre de Joe Biden dans son pays est extrêmement étroite car les Républicains continuent à traîner les pieds en matière de réchauffement climatique. Ce sont les intérêts pétroliers qui mènent la barque.

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The approach of the COP 26 in Glasgow may have motivated the journalists, and articles relating to global warming are numerous in the press these days. In the United States, Donald Trump’s departure from the White House has changed the situation. The press across the Atlantic now expresses itself freely on the subject, without risk of reprisals from the Biden administration.
One of the recently published articles focuses on the causes of global warming and in particular the constant increase in carbon dioxide (CO2) concentrations in the atmosphere.
In France, the media under the influence of the government tend to blame the problem on the average citizen whose home is a heat sieve, with a chimney that sends out harmful particles and a vehicle whose exhaust fumes. poison the atmosphere, but radio silence on polluting factories.
There is little doubt that on a global scale the large-scale combustion of coal, natural gas and oil to generate electricity are the main sources of greenhouse gas emissions, either CO2 or methane (CH4). However, we should not forget about human activities because the heating of our homes, air conditioning, our cars and our way of producing food also contribute to worsening the climate situation.
It is above all CO2 that poisons the atmosphere because it represents 65% of greenhouse gas emissions. It comes mainly from fossil fuels, but also from deforestation and the destruction of other plants that absorb carbon dioxide. .
Methane emitted by livestock, waste decomposition, and oil and gas production, among others, accounts for 14% of greenhouse gas emissions.
According to the Environmental Protection Agency (EPA) in the United States, the production of electricity and heating accounts for a quarter (25%) of greenhouse gas emissions, while the production of food, especially with agricultural land, accounts for 24%. For its part, cement and steel works produce 21% of these harmful gases and means of transport emit 14%.
Regarding the countries responsible for greenhouse gas emissions, a study carried out by the University of Oxford places Asia largely in the lead with 53% of these emissions worldwide. Next come North America (18%), Europe (17%), Africa and South America (3-4% each) and Oceania (Australia and Pacific Island (1.3 %).

However, when you account for population, the order changes, and the per capita emissions of China and India are dwarfed by a number of much smaller nations, including Australia, Canada and oil-producing countries like Qatar, Kuwait and the United Arab Emirates.

It’s also important to note that some countries have a longer history of producing emissions due to earlier industrialization. When it comes to carbon dioxide contributions since 1751, the U.S. is the leader by far. It is responsible for 25 percent of historical emissions, twice as much as China — the world’s second-largest national contributor, according to data from Oxford.

Another large historical emitter is the United Kingdom. The same data shows that until 1882, more than half the world’s cumulative emissions came from the U.K. alone.

As I put it often before, global warming is a worldwide problem and the solutions to it come from actions taken by both countries and individuals, hence the importance of the Conferences of the Parties like the one to be held in Glasgow.

Switching to renewable sources of energy such as wind and solar, as well as dietary shifts, reforestation, moving to electric transport systems and halting extraction of fossil fuels, are all actions that could help ease carbon emissions. But the political will of our leaders is often missing.

Source: Yahoo News.

I am not sure that COP 26 – with, among other things, the noted absence of the Chinese president – will make much progress. Vladimir Putin will not be physically present. The Americans will be in Scotland, but Joe Biden’s room for maneuver in his country is extremely narrow as the Republicans continue to drag their feet on global warming. Oil interests are leading the way.

La courbe de Keeling montre que les concentrations de CO2 dans l’atmosphère restent beaucoup trop élevées.

Coup de chaud à Vulcano (Iles Eoliennes / Sicile) // New unrest at Vulcano (Aeolian Islands)

Durant l’été 2021, et en particulier à partir de septembre, les systèmes de surveillance INGV ont mis en évidence la variation de certains paramètres géophysiques et géochimiques enregistrés à Vulcano (Îles Éoliennes), notamment ceux liés à l’activité du système hydrothermal qui alimente les fumerolles dans le cratère de La Fossa.
La température des gaz émis par les fumerolles sur le bord du cratère a augmenté et la composition des gaz montre une augmentation du CO2 et du SO2. La micro-sismicité locale liée à la dynamique du système fumerollien a également montré une augmentation ces dernières semaines.
En conséquence, l’INGV a renforcé les réseaux de suivi et de surveillance existants pour mieux contrôler l’évolution de cette situation. De nouvelles stations sismiques ont été installées pour compléter celles existantes sur l’île. Il est également prévu d’installer une caméra thermique couvrant la zone fumerolienne du cratère. De plus, la section Palerme de l’INGV a récemment activé 4 nouvelles stations à Vulcano Porto pour mesurer le flux de CO2 au sol et la concentration de CO2 dans l’air.
Suite aux changements décrits ci-dessus, le Département de la Protection Civile a ordonné le passage du niveau d’alerte du Vert au Jaune pour l’île de Vulcano.

Ce n’est pas la première fois que l’on enregistre une montée en température dans le cratère de La Fossa à Vulcano. Dans les années 1990, alors que je procédais à une campagne de mesures sur l’île, il s’était produit une forte hausse de la température des fumerolles (environ 700°C). On se trouvait alors quasiment à la température des gaz magmatiques. Il se disait même que de l’incandescence était visible de nuit à l’intérieur des fissures qui parcourent les flancs du cratère, ce qui était probablement inexact. J’ai visité à deux reprises la zone de nuit sans rien observer d’anormal. Selon Franco Sortino qui était sur place avec d’autres scientifiques de l’Institut des Fluides de Palerme, la montée en chaleur du cratère était due à la présence d’un diapir, autrement dit la remontée d’un magma plus léger à travers des roches plus denses.

Il ne faut pas prendre à la légère les variations des paramètres volcaniques à Vulcano car la dernière éruption du volcan a eu lieu en 1888, c’est-à-dire il y a quelques minutes sur l’échelle géologique. Vous trouverez une note se rapportant à cette éruption sur ce blog en cliquant sur le lien suivant:

Vulcano (Iles Eoliennes / Sicile): L’éruption de 1888

Le gaz carbonique ne doit pas, lui non plus, être pris à la légère à Vulcano. Je l’ai expliqué en 2015 dans cette note :

Le gaz carbonique de Vulcano (Sicile / Italie) // Carbon dioxide at Vulcano (Sicily / Italy)

Un résumé des travaux que j’ai effectués à Vulcano figure dans le hors-série «L’Ile de Vulcano» dont je suis l’auteur et qui a été édité par L’Association Volcanologique Européenne (L.A.V.E.).

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During the summer of 2021, and in particular from September, the INGV monitoring systems revealed the variation of certain geophysical and geochemical parameters recorded at Vulcano (Aeolian Islands), in particular those linked to the activity of the hydrothermal system which feeds the fumaroles in the crater of La Fossa.
The temperature of the gases emitted by the fumaroles on the crater rim has increased and the composition of the gases shows an increase in CO2 and SO2. Local micro-seismicity linked to the dynamics of the fumarole system has also shown an increase in recent weeks.
As a result, INGV has reinforced the existing monitoring and surveillance networks to better control the development of this situation. New seismic stations have been installed to complement existing ones on the island. The Institute also plans to install a thermal camera covering the fumarolic area of the crater. In addition, the INGV Palermo section recently activated 4 new stations at Vulcano Porto to measure the CO2 flux on the ground and the CO2 concentration in the air.
Following the changes described above, the Department of Civil Protection has ordered the alert level to be changed from Green to Yellow for the island of Vulcano.

This is not the first time that a rise in temperature has been recorded in the crater of La Fossa in Vulcano. In the 1990s, while I was carrying out a measurement campaign on the island, there was a sharp rise in the temperature of the fumaroles (around 700 ° C). It was almost the temperature of magmatic gases. The rumour even said that incandescence was visible at night inside the fissures that run along the sides of the crater, which was probably incorrect. I visited the area twice at night without seeing anything abnormal. According to Franco Sortino, who was on site with other scientists from the Palermo Fluid Institute, the rise in temperature in the crater was due to the presence of a diapir, inamely theascent of lighter magma through denser rocks.
The variations in volcanic parameters at Vulcano should not be taken lightly because the last eruption of the volcano took place in 1888, that is to say a few minutes ago on the geological scale. You can read a note above about this eruption.
Carbon dioxide should not be taken lightly in Vulcano either. I explained it in 2015 in the note above.
A summary of the work I have carried out at Vulcano appears in the special issue « The Island of Vulcano » which was published by the European Volcanological Association (L.A.V.E.).

Emissions gazeuses dans le cratère de La Fossa

Emissions de CO2 sur le rivage de Vulcano

Photos : C. Grandpey

Le danger des gaz sur les volcans actifs // The danger of gases on active volcanoes

Selon INVOLCAN, le volcan Cumbre Vieja à La Palma a émis entre 6 000 et 9 000 tonnes de SO2 par jour au cours de la dernière éruption. Les gaz qui sont initialement dissous dans le magma se séparent du magma pendant l’éruption et sont libérés dans l’atmosphère à des températures et des vitesses élevées. Il ne faut pas oublier que les gaz sont le moteur des éruptions et leur étude est essentielle à la compréhension du dynamisme éruptif.
Les gaz peuvent également s’échapper de petites fissures dans l’édifice volcanique et dans la zone environnante. Les scientifiques surveillent attentivement ces fumerolles car certains gaz, comme le dioxyde de carbone, sont lourds et peuvent se déplacer à quelques centimètres au-dessus du sol avant de se disperser dans l’atmosphère.
Les gaz éjectés dans l’atmosphère peuvent provoquer des pluies acides en se condensant ou pendant un épisode pluvieux. Ils peuvent alors endommager les cultures mais aussi provoquer des maux de tête, des irritations de la peau et des yeux. Cela se produit essentiellement à proximité du volcan en éruption. Plus on s’en éloigne, plus les gaz se diluent dans l’atmosphère et deviennent beaucoup moins agressifs.
On a beaucoup parlé dans les médias du nuage de SO2 de l’éruption de La Palma. Il devait atteindre l’Espagne continentale puis la France, mais le risque de problèmes de santé ou de pluies acides dans ces pays est très faible. En effet, le nuage de SO2 dilué passe à environ 5 km au-dessus de nos têtes et la seule indication de sa présence sera un léger voile de brume dans le ciel.
La lave est encore loin de l’océan à La Palma. Le front de coulée le plus proche doit encore parcourir plus de deux kilomètres pour atteindre le littoral. Au début de l’éruption, certaines personnes s’inquiétaient de ce qui se passerait si la lave pénétrait dans la mer.
Ce phénomène s’est produit à plusieurs reprises à Hawaii et l’Observatoire des volcans d’Hawaii (le HVO) a mis en garde à plusieurs reprises les gens contre les dangers des entrées de lave dans l’océan. Malgré ces avertissements, les populations locales et les touristes se mettent souvent en danger en s’approchant trop près de l’entrée de lave dans l’océan.
Le panache blanc produit par l’interaction de la lave et de l’eau de mer peut sembler inoffensif, mais il ne l’est pas. Le contact brutal entre la lave très chaude (1100°C) et l’eau froide (25°C) génère une brume volcanique baptisé « laze » (abréviation de lava haze) par les Hawaiiens; il est composé de vapeur d’eau de mer condensée mêlée d’acide chlorhydrique et de minuscules éclats de verre volcanique.
Ce panache se forme lorsque la lave chaude porte l’eau de mer à ébullition jusqu’à vaporisation. Le processus génère une série de réactions chimiques qui entraînent la formation d’un nuage blanc que les visiteurs doivent éviter car il peut provoquer une irritation de la peau et des yeux, voire des difficultés respiratoires. De plus, les vagues de l’océan qui déferlent sur une entrée de lave active peuvent projeter de l’eau de mer bouillante loin à l’intérieur des terres, avec un risque de brûlure pour quiconque se trouverait sur son passage. S’approcher trop près d’une entrée de lave est risqué. Sur la base de décennies d’expérience, le HVO conseille aux touristes de rester à 400 m de l’endroit où la lave pénètre dans la mer.
La direction du vent doit elle aussi être prise en compte. Lorsque le vent vient de la mer, il entraîne le panache nocif vers l’intérieur des terres et il peut devenir un réel danger pour les visiteurs.
Jusqu’à présent, quatre décès sur le Kilauea ont été liés à des entrées de lave dans l’océan.
Source : HVO, INVOLCAN.

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According to INVOLCAN, the Cumbre Vieja volcano in La Palma has emitted between 6,000 and 9,000 tons of SO2 a day. The gases that are initially dissolved in magma separate from the magma during the eruption and are released into the atmosphere at high temperatures and speeds. One should not forget that the gases are the motor of the eruption.

The gases can also escape from small fissures in the volcanic edifice and in the surrounding area. Scientists carfully monitor these fumaroles as some gases, such as carbon dioxide are heavy and can create a cloud that moves just a few centimeters above the ground before boing dispersed in the atmosphere.

Gases ejected into the atmosphere can cause acid rain when they meet with condensation or the beginning of rainfall. They can damage crops but also cause headaches, skin and eye irritation. This happens in the vicinity of the erupting volcano. Farther away, the gases get diluted in the ambient air and become far less aggressive.

A lot has been said in the media about the SO2 cloud from the La Palma eruption. It was expected to reach continental Spain and then France, but the risk of health problems or acid rain in these countries is very low. Indeed, the diluted SO2 cloud travels about 5 km above our heads and the only indication that id exists would be a slight veil of mist in the sky.

Lava is still far from the ocean in La Palma. The nearest flow front still has to travel more than two kilometres to reach the coastline. In the early phase of the eruption, some people worried about what would happen if lava entered the sea.

This phenomenon occured several times in Hawaii and the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) has repeatedly cautioned people about the hazards of ocean entries. However, local people and tourists often put themselves at risk by approaching the ocean entry too closely.

The white plume produced when lava enters the sea may look harmless, but it is not. The vigorous interaction between very hot (1100°C) lava and cold (25°C) water generates a voluminous white « laze » (short for lava haze) composed of condensed seawater steam laced with hydrochloric acid and tiny shards of volcanic glass.

This laze is formed as hot lava boils seawater to dryness. The process leads to a series of chemical reactions that result in the formation of a billowing white cloud that visitors should avoid as it can cause skin and eye irritation and breathing difficulties. Moreover, ocean waves washing over an active entry can send boiling seawater farther inland than expected, scalding anyone in its path. Approaching a lava entry too closely is risky. Based on decades of experience observing ocean entries, HVO advises people to stay 400 m away from where lava enters the sea.

The wind direction should be taken into account. When the wind blows from the sea, it carries the noxious plume inland and it can become a real danger to visitors.

Until now, four deaths on Kilauea have been related to ocean entry hazards.

Source: HVO, INVOLCAN.

Panache de vapeur et de gaz sur le site d’arrivée de la lave dans l’océan à Hawaii

Explosion littorale à Hawaii

(Photos: C. Grandpey)

Mesure et cartographie des gaz sur le Kilauea (Hawaii) // Measuring and mapping gases on Kilauea (Hawaii)

Un nouvel article publié par l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) aborde un sujet fort intéressant: la mesure et de la cartographie des émissions de gaz sur le volcan Kilauea. Comme le répétait fort justement Haroun Tazieff, les gaz sont le moteur des éruptions. Leur analyse est donc essentielle pour comprendre comment fonctionne un volcan.

De grandes quantités de gaz volcaniques, tels que le dioxyde de carbone (CO2), le dioxyde de soufre (SO2) et le sulfure d’hydrogène (H2S), sont libérés dans l’atmosphère lors des éruptions volcaniques. Mais même entre les éruptions, de plus petites quantités de ces mêmes gaz continuent de s’échapper du sol et peuvent fournir des indications importantes sur l’état d’un volcan et sur le magma qui sommeille dans les profondeurs de la Terre.

Pour mesurer ces gaz, les scientifiques du HVO doivent d’abord identifier leur provenance. Des études sur le terrain à propos des émissions gazeuses dans la caldeira du Kilauea ont été réalisées dans le passé, mais aucune n’a été effectuée dans la caldeira dans son ensemble. Et aucune étude n’a été entreprise depuis l’éruption de 2018.

Au cours de l’été 2021, les scientifiques du HVO ont donc mené une étude détaillée des gaz sur le plancher et en bordure de la caldeira afin de comprendre la répartition des émissions actuelles. Les résultats seront comparés aux observations précédentes ; si des différences sont détectées, elles peuvent indiquer que le système d’alimentation au sommet du Kilauea s’est modifié en raison des effondrements survenus lors de l’éruption de 2018.

Les mesures de gaz volcaniques peuvent être effectuées à l’aide d’un MultiGAS qui pompe de l’air puis enregistre les concentrations de CO2, SO2 et H2S, plus la vapeur d’eau, en parties par million (ppm). Ces instruments MultiGAS peuvent être installés en permanence dans une zone particulière ou montés à bord d’un drone, en fonction de la zone à analyser et du type de données requises.

Pour la cartographie des gaz dans la caldeira du Kilauea au cours de l’été 2021, deux instruments MultiGAS ont été montés sur des supports dorsaux et les scientifiques du HVO ont parcouru la caldeira dans tous les sens, tout en collectant des données en continu. Leurs itinéraires de marche étaient espacés de 25 à 50 mètres afin de couvrir aussi bien la bordure de la caldeira que tout le plancher, ou bien la zone de blocs d’effondrement de l’éruption de 2018.

Même si ce travail a permis de couvrir tout le plancher de la caldeira, il restait des endroits eux aussi intéressants à analyser. Souvent, les émissions de gaz se concentrent le long de fissures ou de cavités qui permettent au gaz d’accéder facilement à la surface. De tels panaches peuvent être facilement observés dans diverses parties du plancher de la caldeira et dans des zones comme les Sulphur Banks et les Steam Vents dans le parc national. Des panaches comme ceux-ci sont souvent de bons indicateurs des endroits où les concentrations de gaz sont les plus élevées. De plus, au fur et à mesure que les gaz montent vers la surface depuis la chambre magmatique, ils interagissent avec et modifient les roches, entraînant des changements de couleur. Les zones de roches altérées peuvent révéler des émissions de gaz élevées.

Les scientifiques ont également collecté des échantillons de gaz dans des zones présentant des concentrations élevées de CO2 pour des analyses en laboratoire. Une grande seringue en plastique a été utilisée pour prélever l’échantillon qui a ensuite été transféré dans un récipient conçu pour contenir le gaz. La majorité des échantillons ont été prélevés sur les blocs d’effondrement de 2018 mentionnés précédemment car cette zone présente les concentrations les plus élevées de CO2.

Les analyses chimiques des différents isotopes de carbone dans le CO2 contenus dans ces échantillons peuvent fournir des informations sur l’emplacement du magma qui émet ces gaz. Cela permet aussi de savoir s’il s’agit d’un magma juvénile profond qui n’a encore jamais dégazé, ou d’un magma plus ancien qui a déjà été stocké pendant un certain temps dans le système d’alimentation du Kilauea.

La cartographie du plancher de la caldeira est maintenant terminée, mais les parois et le plancher du cratère de l’Halema’uma’u n’ont pas encore été cartographiés. Ils sont le site de nombreux bouches de gaz. Ces zones sont impossibles à parcourir à pied; la prochaine étape consistera donc à utiliser un MultiGAS monté sur drone.

Au final, les scientifiques du HVO produiront une nouvelle carte des émissions de gaz dans la caldeira du Kilauea en utilisant les données collectées au cours de l’été 2021. La carte sera essentielle pour déterminer si les remontées de gaz depuis le magma profond vers la surface ont été modifiées par les effondrements de 2018.

Source : USGS / HVO.

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A new article released by the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) deals with the measuring and mapping of gas emissions on Kilauea Volcano.

Large quantities of volcanic gases, such as carbon dioxide (CO2), sulfur dioxide (SO2), and hydrogen sulfide (H2S), are released into the atmosphere during volcanic eruptions. But even between eruptions, smaller amounts of the same gases continue to escape and can provide important clues about the current state of the volcano and the underlying magma. But to measure them, HVO scientists first must identify where gas is coming from.

Surveys of the gas emissions from the Kilauea caldera have been done in the past but never of the entire caldera at one time. And none had been done yet after the 2018 eruption.

Over the summer of 2021, HVO scientists conducted a detailed gas survey of the caldera floor and rim in order to understand the distribution of current emissions. The results will be compared to previous surveys; if differences are detected, they may indicate that the plumbing system of Kīlauea’s summit has changed because of the 2018 collapses.

Measurements of volcanic gases can be done using a MultiGAS instrument, which pumps in air and then records the concentrations of CO2, SO2, and H2S, plus water vapor, in parts per million (ppm).

These MultiGAS instruments can be permanently stationed at an area of interest, or mounted on a drone, depending on the location and type of data needed.

For the gas mapping in the Kilauea caldera during the summer 2021, two MultiGAS instruments were mounted on backpack frames and HVO scientists walked across and around the caldera while continuously collecting data. Their routes were spaced 25 to 50 metres apart and covered areas of the caldera rim, the caldera floor, and the down-dropped block that collapsed during the 2018 eruption.

Even though the survey covered the whole caldera floor, there were more interesting spots to analyse. Often gas emissions are concentrated along cracks or holes in the ground which provide the gas an easy path to the surface. Visible plumes can be seen in various parts of the caldera floor and at the Haʻakulamanu Sulphur Banks and Steam Vents within the National Park. Visible plumes of gas like this are often good indicators of where the gas concentrations may be elevated.

As gases rise towards the surface from the magma below, they interact with and alter the rocks in the area, resulting in colour changes. Looking for this altered rock is another way to identify areas that may have elevated gas emissions.

The scientists also collected gas samples from areas that had elevated concentrations of CO2 for later laboratory analyses. A large, plastic syringe was used to collect the sample which was then transferred to a foil bag designed for holding gas. The majority of the samples were collected on the down-dropped block, as that area showed the highest concentrations of CO2.

Chemical analyses of the different forms (isotopes) of carbon in the CO2 from these samples can provide information about where the magma that is releasing these gases is located, and whether it is new, deep magma that has never degassed before, or older magma that had already been stored for some time in Kilauea’s plumbing system.

While the caldera floor mapping is now complete, the walls and floor of Halemaʻumaʻu crater have not yet been mapped and are the site of many visible gas vents. These areas are impossible to traverse by foot, so the next step is to use a UAS-mounted MultiGAS to measure gases there..

HVO scientists will produce a new map of gas emissions in the Kilauea caldera using the data collected during the summer 2021. The map will be key to determining if gas pathways from deep magma to the surface were changed by the collapses in 2018.

Source: USGS / HVO.

SulphurBanks

Steam Vents

Emissions de gaz dans le cratère de l’Halema’uma’u en 2011

Photos: C. Grandpey