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La grande vitesse des coulées pyroclastiques // The high speed of pyroclastic flows

Dans un article publié dans la revue Nature Geoscience, des chercheurs confirment les conclusions d’études précédentes à propos des coulées pyroclastiques. Ils expliquent qu’ils ont découvert que les matériaux à haute température émis par un volcan pendant une éruption génèrent une couche d’air entre le sol et une coulée pyroclastique, ce qui permet à cette dernière de se déplacer en atteignant des vitesses extrêmes et en détruisant tout sur son passage.

Les coulées pyroclastiques sont constituées d’un mélange de lave à très haute température, de pierre ponce, de cendre et de gaz volcaniques. Elles peuvent atteindre des températures de 1000 degrés Celsius et, dans des cas extrêmes, dévaler les pentes des volcans à plus de 600 kilomètres à l’heure. Elles sont responsables d’environ 50% de tous les décès provoqués par les éruptions volcaniques dans le monde. Des coulées pyroclastiques ont détruit Pompéi, Herculanum et Stabies lorsque le Vésuve est entré en éruption en l’an 79. Plus récemment, elles ont causé la mort de centaines de personnes sur les pentes du Fuego (Guatemala) en juin 2018.
Les coulées pyroclastiques se divisent en général en deux parties: 1) un flux de fragments de roches à très haute température qui se déplace à la surface du sol, et 2) un nuage de cendres à haute température qui s’élève au-dessus. Dans l’étude publiée dans Nature Geoscience, des chercheurs de l’Université Massey de Nouvelle-Zélande ont tenté de comprendre pourquoi la partie inférieure d’une coulée pyroclastique peut se déplacer aussi rapidement.
Pour ce faire, ils ont réalisé une expérience et déversé 6 tonnes de matériaux pyroclastiques à une température de 400 degrés Celsius dans une structure de leur propre fabrication située dans une chaufferie désaffectée. Les chercheurs ont enregistré l’écoulement des matériaux à l’aide de caméras haute vitesse, ce qui leur a permis ensuite d’analyser avec précision le comportement des matériaux au fur et à mesure de leur écoulement.

Les résultats de l’expérience montrent que les écoulements pyroclastiques génèrent leur propre lubrification sur une couche d’air. Une zone de matériaux volcaniques sous haute pression se forme vers la base de la coulée. L’air est repoussé vers le bas sous l’effet de la pression, ce qui crée comme un matelas d’air à la surface duquel les matériaux peuvent s’écouler rapidement.
Cette étude pourrait aider les autorités à mieux comprendre les dangers posés par les volcans et prévoir leur comportement. Les résultats pourraient avoir des applications dans d’autres domaines comme les avalanches et les glissements de terrain. Depuis longtemps, les volcanologues se demandent pourquoi les coulées pyroclastiques sont capables de se déplacer sur de longues distances. En effet, on a trouvé des dépôts de coulées à des centaines de kilomètres du volcan source ; d’autres ont franchi des obstacles topographiques  tels que des chaînes de montagnes ou des étendues d’eau. La dernière étude fournit également des informations mathématiques importantes qu’il faudrait intégrer à la modélisation des courants de densité pyroclastique (PDC). Ces courants se déplacent généralement une centaine de kilomètres à l’heure, mais on sait qu’ils ont atteint des vitesses allant jusqu’à 600 kilomètres à l’heure sur des terrains accidentés et jusqu’à de grandes distances du volcan source. La dernière étude tend à montrer que cette haute vitesse est obtenue par lubrification grâce à la couche d’air à la base des coulées pyroclastiques.
Source: Presse scientifique internationale.

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In a paper published in Nature Geoscience, researchers confirm the results of previous studies. They explain that they have discovered that the high temperature material spewed from a volcano during eruptions generates a layer of air between it and the ground, allowing a pyroclastic flow to surf along at extreme speeds, destroying everything in its path.

Pyroclastic flows are made up of a mix of hot lava, pumice, ash and volcanic gases. They can reach temperatures of up to 1,000 degrees Celsius and can, in extreme cases, move down the slopes of volcanoes at over 600 kilometres per hour. They are responsible for around 50 percent of all deaths from volcanic eruptions globally. Pyroclastic flows destroyed the ancient cities of Pompeii, Herculaneum and Stabies when Mount Vesuvius erupted in A.D. 79. More recently, they caused the deaths of hundreds of persons on the slopes of Fuego Volcano (Guatemala) in June 2018.

Pyroclastic flows are normally split into two parts : 1) a stream of hot rock fragments that move along the ground and 2) a hot cloud of ash that rises above. In the study published in Nature Geoscience, researchers from New Zealand’s Massey University tried to understand how the lower level of material is able to move so fast.

To do this, they carried out an experiment by releasing up to 6 tons of 400-degree Celsius pyroclastic material down a makeshift unit inside a disused boiler house. The researchers recorded the flow of the material with high-speed videos, allowing them to analyze exactly what was happening to it as it rolled down.

Results showed that the pyroclastic flows generate their own air lubrication. An area of high-pressure volcanic material forms toward the base of the flow. The air is forced downward as a result of the pressure, creating a near-frictionless layer along which the material can flow quickly.

This study could help authorities better understand the hazards posed by volcanoes, and how to plan for them. The results could have implications for other events, including avalanches and fast-flowing landslides. A long-standing puzzle for volcanologists has been the question of why pyroclastic flows are able to travel so far. Indeed, one can find flow deposits hundreds of kilometres from the source volcano, and others that have crossed significant topographic or other barriers, such as mountain ranges or open bodies of water. Thus, the research also provides important mathematical information that should be incorporated into the modelling of pyroclastic density currents (PDCs). PDCs typically travel around 100 kilometres per hour but are known to have reached speeds up to more than 600 kilometres per hour over rough terrain large distances from the volcano.The research suggests that this high mobility is through air lubrication at the base of the flows.

Source: International scientific press.

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Voici une vidéo montrant le déplacement des coulées pyroclastiques sur l’île de Montserrat, pendant l’éruption du volcan Soufriere Hills en 1995. J’ai toujours été impressionné par le glissement de l’écoulement pyroclastique à la surface de l’océan.

https://youtu.be/GeghNYm_03A

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Coulées pyroclastiques sur le Mayon aux Philippines (Crédit photo: Wikipedia)

Fuego (Guatemala): Intensification de l’éruption

L’éruption du Fuego se poursuit. Comme le montre l’évolution sismique ci-dessous, on observe une intensification des explosions qui génèrent des colonnes de cendre jusqu’à 5200 mètres d’altitude avant de s’étirer sur 20 à 30 km. Des avalanches de matériaux modérées à fortes sont observées dans les ravines Seca, Ceniza, Taniluyá, Las Lajas et Honda où elles atteignent parfois la végétation. Les projections de matériaux incandescents atteignent 800 mètres de hauteur et les explosions font vibrer les vitres des habitations sur les flancs ouest et sud-ouest. On observe des retombées de cendre dans plusieurs localités comme Panimache II, Santa Sofia, Sangre de Cristo, Palo Verde et Alotenango. Il y a également risque de retombées de cendre à Antigua. Une coulée de lave avance toujours sur une longueur de 2500 m dans la ravine Ceniza.

Au vu de l’intensification des coulées pyroclastiques, il est conseillé à la population de quitter les abords des ravines mentionnées ci-dessus. L’INSIVUMEH demande à la CONRED de prendre toutes les mesures nécessaires pour assurer la sécurité de la population. Il est demandé aux compagnies aériennes d’éviter la région du volcan à cause des importantes émissions de cendre.

Source : INSIVUMEH.

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 The eruption of Fuego volcano continues. As shown by the seismic evolution below, there is an intensification of explosions that generate ash columns up to 5200 metres a.s.l. before drifting over 20 to 30 km. Moderate to strong avalanches of material are observed in the Seca, Ceniza, Taniluyá, Las Lajas and Honda drainages where they sometimes reach the vegetation. The ejections of incandescent material reach 800 metres in height and the explosions vibrate the windows of the houses on the west and south-west flanks. Ashfall can be observed in several communities such as Panimache II, Santa Sofia, Sangre de Cristo, Palo Verde and Alotenango. There is a risk of ashfall in Antigua. A lava flow is still moving forward over 2500 m in the Ceniza drainage.

Because of the intensification of pyroclastic flows, residents are advised to leave the areas close to the above-mentioned drainages. INSIVUMEH asks CONRED to take all necessary measures to ensure the safety of the population. Airlines are asked to avoid the volcano area because of high ash emissions.
Source: INSIVUMEH.

Activité sismique actuelle sur le Fuego (Source: INSIVUMEH)

Zones menacées par les lahars en cas de fortes pluies (Source: INSIVUMEH)

 

Eruption du Fuego (Guatemala) : Le bilan s’alourdit // The death toll is increasing

Les autorités guatémaltèques viennent d’augmenter de plus de 130 le nombre de personnes officiellement portées disparues lors de l’éruption meurtrière du Fuego le mois dernier.
La CONRED, l’agence nationale qui gère les catastrophes, a déclaré que le nouveau chiffre de 332, contre 197 précédemment, a été établi suite à la vérification des listes de personnes vivant dans des abris. On peut remarquer que ce nombre de 332 ressemble à celui des victimes de l’éruption du Merapi (Indonésie) en 2010.
La CONRED a confirmé le chiffre d’au moins 113 morts lors de l’éruption du 3 juin 2018, avec des coulées pyroclastiques qui ont recouvert de nombreux petits villages. 85 de ces corps ont été identifiés.
Antigua to the Rescue, un groupe indépendant, a déclaré lors d’une conférence de presse que le nombre de morts pourrait atteindre 2 900. Ce chiffre a été obtenu suite aux recherches effectuées par le groupe auprès de personnes vivant dans les centres d’hébergement, en particulier les habitants du village dévasté de San Miguel Los Lotes. Cependant, les responsables de la CONRED ont déclaré qu’ils s’en tiendraient à leur bilan officiel.
Plus de 3 600 personnes vivent dans des centres d’hébergement provisoires gérés par les autorités locales et des associations caritatives. Près de 200 localités autour de Fuego ont été déclarées inhabitables ou à haut risque en raison de la menace d’une nouvelle éruption.
Source: Médias d’information internationaux.

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Authorities in Guatemala have just raised by more than 130 the number of people officially missing from last month’s deadly eruption of Fuego Volcano.

Guatemala’s CONRED, the national disaster agency, said the new figure of 332, up from 197 previously, came following the review of lists of people living in shelters. One can notice that this number resembles the death toll following the eruption of Mt Merapi (Indonesia) in 2010.

CONRED has confirmed at least 113 deaths from the June 3rd eruption, which sent pyroclastic flows through small villages. 85 of those bodies have been identified.

Antigua to the Rescue, an independent group, said at a news conference that the death toll could be as high as 2,900. Its figure was compiled through its own investigations and interviews with people in shelters, especially the inhabitants of the devastated village of San Miguel Los Lotes. However, CONRED officials said they would stand by their official count.

More than 3,600 people remain in shelters run by local authorities and charities. Almost 200 communities surrounding Fuego have been declared uninhabitable or at high risk due to the threat of another eruption.

Source : International news media.

San Miguel los Lotes après l’éruption (Crédit photo: CONRED)

Fuego (Guatemala): Explosions et lahars

L’INSIVUMEH et la CONRED indiquent qu’au cours des derniers jours, de puissants lahars à haute température continuaient à dévaler les flancs du Fuego, accompagnés d’une forte odeur de soufre. Ils étaient générés par les fortes pluies qui ont remobilisé les dépôts de coulées pyroclastiques du 3 juin. Les lahars ont emprunté les ravines Cenizas, Las Lajas, Mineral, Santa Teresa, El Gobernador et Taniluyá. Ils mesuraient entre 20 et 45 mètres de large, jusqu’à 3 mètres d’épaisseur et charriaient souvent des blocs jusqu’à 3 mètres de diamètre, des troncs d’arbres et des branches. Le 14 juin, les lahars ont perturbé les communications dans plusieurs communautés, nécessitant l’assistance de l’armée.
En ce qui concerne l’activité volcanique entre le 16 et le 19 juin, jusqu’à sept explosions par heure produisaient des panaches de cendre s’élevant jusqu’à 1,2 km au-dessus du cratère. Des explosions ont été entendues jusqu’à 10 km de distance. Des avalanches de matériaux sont descendues dans les ravines Santa Teresa, Las Lajas et Cenizas, produisant des panaches de cendre et des retombées dans plusieurs localités. Selon la CONRED, en date du 19 juin, le nombre de personnes tuées par les coulées pyroclastiques du 3 juin était de 110 ; 197 autres sont portées disparues. En outre, 12 823 personnes ont été évacuées.
Source: INSIVUMEH, CONRED.

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INSIVUMEH and CONRED report that in the past few days strong lahars were often hot, steaming, and had a sulphur odour. They were generated from heavy rains and the recent accumulation of pyroclastic-flow deposits from the 3 June events. Lahars descended the Cenizas, Las Lajas, Mineral, Santa Teresa, El Gobernador, and Taniluyá drainages. They were 20-45 metres wide, as deep as 3 metres, and often carried blocks up to 3 metres in diameter, tree trunks, and branches. On 14 June lahars disrupted communication in several communities, requiring assistance from the Army.

As far as volcanic activity is concerned, between june 16th and 19th, as many as seven explosions per hour produced ash plumes that rose as high as 1.2 km above the crater. Some explosions were heard as far as 10 km away. Avalanches of material descended the Santa Teresa, Las Lajas, and Cenizas drainages, producing ash plumes, and ashfall in several municipalities. According to CONRED, as of 19 June, the number of people confirmed to have died due to the 3 June pyroclastic flows remained at 110, and 197 more were missing. In addition, 12,823 people had been evacuated.

Source: INSIVUMEH, CONRED.

Crédit photo: INSIVUMEH