Étiquette : coulées

Localisation des coulées de lave pahoehoe sur le Kilauea (Hawaii) // Locating pahoehoe lava flows on Kilauea Volcano (Hawaii)

Les coulées de lave pahoehoe constituent l’un des spectacles les plus populaires sur les volcans de type hawaïen, que ce soit sur la Grande Ile d’Hawaii ou sur l’Ile de la Réunion, par exemple. Lorsqu’elles sont accessibles, ces coulées avec leurs magnifiques cordages attirent des milliers de touristes chaque année. Cependant, à côté de leur aspect esthétique, les coulées de lave pahoehoe représentent un réel danger pour les zones habitées. Elles ont détruit une grande partie du village de Kalapana, recouvert la plus grande partie de la subdivision des Jardins Royaux et ont récemment menacé la bourgade de Pahoa.
Le problème avec les coulées pahoehoe, c’est que leur trajet est difficile à suivre et à prévoir, en grande partie en raison de leur comportement en fonction de la configuration du terrain. Lorsque la surface d’un épanchement pahoehoe se refroidit, des tunnels de lave peuvent se former et conduire la lave sous la surface d’écoulement. Cette lave peut alors émerger au niveau du front de la coulée active, ou sous forme de coulées éphémères qui s’échappent du réseau de tunnels. Ces émissions sporadiques peuvent se produire dans de nombreuses zones différentes le long d’une coulée à un moment donné et sont souvent dispersées sur des zones couvrant plusieurs kilomètres sur les flancs du Kilauea. La dispersion de ces sorties de lave éphémères rend difficile la surveillance des coulées pahoehoe. À certains égards, leur contrôle est souvent beaucoup plus difficile que celui des coulées a’a qui s’épandent souvent en un seul chenal de lave bien défini.
Jusqu’à récemment, les géologues de l’Observatoire des Volcans d’Hawaï (HVO) étaient dans l’incapacité de cartographier de manière fiable les bordures des coulées pahoehoe. Leur progression et élargissement donnaient une image de l’évolution du comportement de la lave, mais il était difficile de déterminer exactement l’emplacement de toutes les coulées éphémères à la surface de la coulée principale. En effet, ces émissions de lave ponctuelles se situent généralement bien à l’écart du front et des bordures des coulées. Parfois, elles avancent en direction de la bordure de coulée et entraînent la coulée principale dans une nouvelle direction.
Ces dernières années, les géologues du HVO ont développé une nouvelle technique pour cartographier l’activité sur l’ensemble de la surface d’une coulée pahoehoe. Au cours des survols en hélicoptère, ils utilisent désormais une caméra thermique portative pour recueillir une série d’images qui se chevauchent sur toute la longueur de la coulée de lave, depuis la source jusqu’à l’entrée dans l’océan. Ils utilisent ensuite un logiciel informatique pour assembler les images individuelles en une grande mosaïque. Ce type de logiciel utilise les images qui se chevauchent pour calculer la position 3D exacte de chaque pixel de l’image à la surface de la Terre. Les géologues insèrent quelques coordonnées connues dans la mosaïque d’images, comme des « points de contrôle au sol » (waypoints), qui permettent d’obtenir une «géo référence» de la mosaïque et sa position exacte à la surface de la Terre.
Cette mosaïque d’images thermiques est en soi une carte thermique de la surface de la coulée et elle révèle l’emplacement exact de toutes les émissions de lave actives à la surface de la coulée. La carte fournit ainsi une image très précise de l’activité de surface, ce qui permet aux géologues du HVO de mieux anticiper la progression de la lave. Un autre avantage est que les scientifiques peuvent cartographier avec précision la trajectoire du tunnel de lave principal qui présente une ligne de température plus élevée à la surface.
Ce logiciel montre avec quelle rapidité évolue la technologie. Il montre également comment de nouvelles techniques peuvent améliorer la capacité de surveillance des volcans hawaïens.
Source: USGS / HVO.
En ce qui me concerne, j’ai étudié le processus de refroidissement de la lave pahoehoe sur le Kilauea, en collaboration avec le HVO et le Parc National. Un résumé de ce travail se trouve sous le titre de ce blog.

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Pahoehoe lava flows are a common and spectacular feature on Hawaiian volcanoes. When they are accessible, they attract thousands of tourists every year. However, together with their aesthetic aspect, pahoehoe lava flows are a serious hazard to residential areas. They destroyed much of the town of Kalapana, buried most of the Royal Gardens subdivision, and most recently threatened the town of Pahoa.

A challenge with pahoehoe flows is that they are difficult to track and forecast, in large part owing to how they spread out on the ground. As the surface of a pahoehoe lava flow cools, lava tubes can develop and transport lava beneath the flow surface. This lava emerges at the active flow front, and on the flow surface in “breakouts” from the tube system. These lava breakouts can occur in many different areas along the length of a flow at any given time and are often scattered over areas spanning kilometres on Kilauea volcano. The scattered nature of breakouts is the main challenge for monitoring and forecasting pahoehoe flows. In some ways, monitoring pahoehoe flows can be much more difficult than monitoring aa flows, which are often focused in a single, well-defined lava channel.

Until recently, geologists at the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) could only effectively map the margins of a pahoehoe flow. The advance and expansion of the flow margins provided a picture of evolving behaviour at the edge of the flow, but it was difficult to map out exactly where all the breakouts on the flow surface were located. Indeed, these breakouts are commonly positioned well away from the flow front and margins. Sometimes they advance to reach the flow margins, and drive the flow in a new direction.

Over the past few years, HVO geologists developed a new technique to map activity across the entire surface of a pahoehoe flow. During their routine helicopter overflights, they use a handheld thermal camera to collect a series of overlapping, oblique images along the entire length of the lava flow, from the vent to the ocean entry. They then use a computer software to stitch the individual images into a large mosaic. This type of software uses the overlapping images to calculate the exact 3-D position of each image pixel on the surface of the Earth. Geologists insert a handful of known coordinates in the image mosaic as “ground control” points, which provide “georeference” for the mosaic and orients it to its correct position on the Earth’s surface.

This mosaic of thermal images is basically a thermal map of the lava flow surface, and reveals the exact location of all the active surface breakouts. The map provides a highly accurate picture of surface activity, improving HVO’s ability to anticipate where lava might advance. The added benefit is that geologiqts can precisely map the path of the main lava tube, which produces a subtle line of warm temperatures on the surface.

This software is another example of how rapidly technology is changing. It also shows how new techniques can improve the ability to monitor Hawaiian volcanoes.

Source : USGS / HVO.

As far as I am concerned, I studied the cooling process of paehoe lava flows on Kilauea volcano, in collaboration with HVO and the national Park. An abstract of this study can be found under the title of this blog.

Carte physique et image thermique des coulées de lave du Kilauea le 12 octobre 2017 (Source : HVO).

Coulées éphémères sur le Kilauea (Photos: C. Grandpey)

Fuego (Guatemala)

Le 8ème épisode effusif sur le Fuego en 2017 a débuté le 20 août 2017. Des explosions à répétition ont généré des panaches de cendre qui sont montés à 2 ou 3 km au-dessus du cratère. Des retombées de cendre ont été signalées dans plusieurs régions sous le vent. Deux fontaines de lave d’une hauteur de 300 mètres, ont alimenté des coulées qui ont parcouru 1,4 km vers le SSO dans la ravine Ceniza et 1,2 km vers l’ouest dans la ravine Santa Teresa. Des avalanches de blocs incandescents se sont produites tout autour du cratère. Certaines explosions ont généré des ondes de choc qui ont fait vibrer les fenêtres aux alentours.

La sismicité a diminué le 21 août. Des explosions faibles ont alors généré des panaches de cendre qui ont atteint 1 km de hauteur. Les coulées de lave avaient avancé de 200 mètres dans la ravine Ceniza et de 100 mètres dans la ravine Santa Teresa. Des coulées pyroclastiques ont affecté la ravine Santa Teresa, avec accumulation de dépôts et augmentation du risque de lahars.
Le 22 août, l’INSIVUMEH a indiqué qu’après 48 heures d’activité, l’épisode effusif était terminé. Les explosions ont continué à produire des panaches de cendre de 1,2 km de hauteur et ont continué à faire vibrer les vitres des structures proches. Des matériaux incandescents étaient éjectés jusqu’à 200 m au-dessus de la lèvre du cratère.
Source: INSIVUMEH.

The 8th effusive episode at Fuego in 2017 began on August 20th. Constant explosions generated ash plumes that rose 2 – 3 km above the crater. Ashfall was reported in several areas downwind. Two lava fountains, each 300 metres high, fed lava flows that travelled 1.4 km SSW down the Ceniza ravine and 1.2 km W down the Santa Teresa ravine. Incandescent block avalanches occurred throughout the crater. Some explosions generated shock waves that rattled nearby structures.

Seismicity decreased on August 21st. Weak explosions generated ash plumes that rose 1 km. The lava flows had lengthened 200 metres in the Ceniza ravine and 100 metres in the Santa Teresa ravine. Pyroclastic flows were concentrated in the Santa Teresa ravine, possibly filling the drainage with deposits and increasing the chances for lahars.

On August 22nd, INSIVUMEH noted that after 48 hours the effusive episode was over. Explosions produced ash plumes that rose 1.2 km and continued to vibrate nearby structures. Incandescent material was ejected as high as 200 m above the crater rim.

Source: INSIVUMEH.

Vue du Fuego le 22 août 2017 (Source: INSIVUMEH)

Nouvelle carte géologique du flanc nord-est du Mauna Loa // New geological map of the northeast flank of Mauna Loa

Une nouvelle « Carte géologique du flanc nord-est du Mauna Loa », l’aboutissement de nombreuses années de travail par des géologues du HVO, a récemment été publiée par  l’USGS. Le travail a été mené par John P. Lockwood et Frank Trusdell. Cette nouvelle carte a été mise à jour et remplace la « Carte géologique de l’île d’Hawaï » (1996) et la « Carte géologique de l’État d’Hawaii » (2007).
Couvrant 1 140 kilomètres carrés sur le flanc nord-est du Mauna Loa, la nouvelle carte représente une superficie égale aux îles de Molokai et Lanai réunies. La surface cartographique s’étend de l’altitude 3316 mètres jusqu’au niveau de la mer, de Pu’u’ula’ula («Colline Rouge») au sud-ouest jusqu’à Hilo au nord-est.
Le Mauna Loa s’est manifesté à 33 reprises depuis le début des descriptions écrites des éruptions en 1832. Certaines éruptions ont été précédées de brefs épisodes de sismicité, tandis que d’autres ont suivi plusieurs mois à une année de sismicité intense. Depuis 1832, sept éruptions se sont produites dans la zone couverte par la carte: 1852, 1855-56, 1880-81, 1899, 1935-36, 1942 et 1984.
La Zone de Rift Nord-Est (ZRNE) du Mauna Loa mesure environ 40 km de long et 2 à 4 km de large. Les fissures éruptives et les fractures au sol coupent les dépôts volcaniques et des coulées à l’intérieur et à proximité du sommet de la zone de rift. Au départ de la ZRNE, la lave s’écoule généralement vers le nord, l’est ou le sud, selon l’emplacement des bouches éruptives par rapport au sommet de la zone. Par exemple, lors de l’éruption du Mauna Loa en 1880-1881, les coulées se sont d’abord orientées vers le sud, en direction du Kilauea, avant de bifurquer vers le nord-est en direction de Hilo.
Bien que la plupart des bouches éruptives de la ZRNE soient à plus de 30 km de Hilo, une branche de coulée lors de l’éruption de 1880-1881 a presque atteint la baie de Hilo. En fait, la ville de Hilo est entièrement construite sur des coulées de lave en provenance de la ZRNE, la plupart d’entre elles ayant eu lieu avant 1852.
La carte montre la répartition de 105 coulées, réparties en 15 groupes d’âge allant de plus de 30 000 ans avant notre ère, jusqu’à 1984. Le schéma de couleurs adopté pour la carte est basé sur l’âge des dépôts volcaniques. Les couleurs chaudes (rouge, rose et orange) représentent des dépôts d’époques récentes, tandis que les couleurs froides (bleu et violet) représentent des dépôts plus anciens.
Du point de vue géologique, on peut déduire plusieurs faits intéressants de l’histoire géologique de la ZRNE. Par exemple, au cours des 4000 dernières années, les parties centrale et supérieure de la zone de rift étaient plus actives que la partie inférieure, peut-être en raison de la compression exercée sur la partie inférieure de la ZRNE par les volcans Mauna Kea et Kilauea tout proches.
La carte géologique fournit des informations fondamentales sur le comportement éruptif du Mauna Loa sur le long terme. Elle constitue une base à partir de laquelle des études collaboratives en géologie et en biologie pourront être lancées. La carte peut être visualisée ou téléchargée gratuitement sur le site des publications de l’USGS à cette adresse : doi.org/10.3133/sim2932A.

.Source: USGS / HVO

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A new “Geologic map of the northeast flank of Mauna Loa volcano” the culmination of many years of work by Hawaiian Volcano Observatory (HVO) geologists, was recently published by the U.S. Geological Survey (USGS). The work was spearheaded by John P. Lockwood and Frank Trusdell.

For the northeast region of Mauna Loa, this updated map supersedes the “Geologic Map of the Island of Hawaii” (1996) and the “Geologic Map of the State of Hawaii” (2007).

Encompassing 1,140 square kilometres of the northeast flank of Mauna Loa, the new map comprises an area equivalent to the islands of Molokai and Lanai combined. The mapped area extends from an elevation of 3316 m to sea level, from Pu‘u‘ula‘ula (“Red Hill”) on the southwest to Hilo on the northeast.

Mauna Loa is known to have erupted 33 times since written descriptions became available in 1832. Some eruptions were preceded by only brief seismic unrest, while others followed several months to a year of increased seismicity. Since 1832, seven eruptions occurred within the area covered by the map: 1852, 1855–56, 1880–81, 1899, 1935–36, 1942, and 1984.

The Northeast Rift Zone (NERZ) of Mauna Loa is about 40 km long and 2–4 km wide. Eruptive fissures and ground cracks cut volcanic deposits and flows in and near the crest of the rift zone. Lava typically flows from the NERZ to the north, east, or south, depending on vent location relative to the rift crest. For instance, during the 1880–1881 eruption of Mauna Loa, flows initially traveled south towards Kilauea, but later, northeast towards Hilo.

Although most of the NERZ source vents are more than 30 km from Hilo, one branch of the 1880–1881 flow nearly reached Hilo Bay. In fact, Hilo is built entirely on lava flows erupted from the NERZ, most of them older than 1852.

The map shows the distribution of 105 eruptive flows, separated into 15 age groups ranging from more than 30,000 years before present to 1984. The color scheme adopted for the map is based on the age of the volcanic deposits. Warm colors (red, pink, and orange) represent deposits from recent epochs of time, while cool colours (blue and purple) represent older deposits.

From the geologic record, we can deduce several facts about the geologic history of the NERZ. For example, in the past 4,000 years, the middle to uppermost sections of the rift zone were more active than the lower section, perhaps due to compression of the lower northeast rift zone by the adjacent Mauna Kea and Kilauea volcanoes.

The geologic map provides fundamental information on the long-term eruptive behaviour of Mauna Loa Volcano. In addition, it offers a valuable foundation from which collaborative studies in geology and biology can be launched. The map can be viewed or freely downloaded from USGS Publications at doi.org/10.3133/sim2932A.

Source : USGS / HVO.

Une image plus grande de la carte peut être téléchargée gratuitement à cette adresse:
A larger image of the map can be freely uploaded at this address :

http://cf.hawaii247.com/wp-content/uploads/2017/07/VW-2017-07-12_Mauna-Loa-NE-geologic-map_full-sheet_USGS.jpg

Sunset Crater (Arizona)

Au cours de mon dernier périple à travers l’ouest des Etats-Unis, j’ai fait une halte à Sunset Crater, à quelques kilomètres au nord de Flagstaff (Arizona), ville d’une centaine de milliers d’habitants, à 2100 mètres d’altitude, parcourue par la mythique Route 66. Sunset Crater se trouve à l’intérieur du National Monument du même nom (Le pass annuel permettant l’accès aux parcs nationaux est valable ici). J’ai eu la bonne surprise de constater que le site avait été réaménagé depuis ma dernière visite il y a une dizaine d’années, avec des sentiers d’accès permettant de mieux le protéger.

Le volcan de Sunset Crater est un exemple classique de cône de scories. La dernière éruption a eu lieu entre 1040 et 1100, avec les paroxysmes en 1085. L’événement le plus important s’est situé sur le Sunset Crater proprement dit et a été à l’origine des coulées de lave Bonito et Kana’a qui ont parcouru respectivement 2,5 kilomètres vers le NO et 9,6 kilomètres vers le NE. L’éruption a saupoudré de cendre et de lapilli une superficie de plus de 2100 kilomètres carrés.

En regardant autour de soi sur la Route 66, on se rend vite compte que les cônes de scories sont assez répandus dans la région et tous se sont formés de la même façon. Au plus fort de l’activité de Sunset Crater, au moins 9 autres cônes de scories étaient actifs, ainsi que de nombreux cônes de projections plus petits, tandis que 3 coulées de lave étaient émises le long d’une fracture de 10 km. Le cône de Sunset Crater présente une hauteur d’environ 340 mètres et près de 2 km de largeur à la base; le cratère a une profondeur de 120 mètres et  un diamètre de 675 mètres.
Sunset Crater est considéré comme éteint, même si une telle affirmation peu sembler un peu présomptueuse pour un volcan dont l’activité est très récente d’un point de vue géologique.

Le site est sacré pour les Indiens ;  il héberge les esprits Hopi et symbolise le lien entre le monde sous nos pieds et l’univers au-dessus de nos têtes….

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During my last trip across the western part of the United States, I made a stop at Sunset Crater, a few kilometers north of Flagstaff (Arizona), a city of about one hundred thousand people,  2,100 metres above sea level. Sunset Crater is located inside the National Monument of the same name (The annual pass allowing access to national parks is valid here). I was pleasantly surprised to find that the site had been redesigned since my last visit a decade ago, with access paths to better protect it.
The Sunset Crater volcano is a classic example of a  cinder cone. The last eruption took place between 1040 and 1100, with the strongest phases in 1085. The most dramatic event occurred on Sunset Crater proper and produced the Bonito and Kana lava flows which travelled 2.5 kilometers to the NW and 9.6 kilometers to the NE, respectively. The eruption sprinkled ash and lapilli over an area of ​​more than 2,100 square kilometres.
While driving along Route 66, one quickly realizes that cinder cones are fairly widespread in the area and all have formed in the same way. At the peak of Sunset Crater activity, at least 9 other cinder cones were active, along with many smaller projection cones, while 3 lava flows were emitted along a 10 km-long fissure. The Sunset Crater cone is about 340 metres high and about 2 km wide at the base; The crater has a depth of 120 metres and a diameter of 675 metres.
Sunset Crater is considered to be extinct, although such an assertion may seem somewhat presumptuous for a volcano whose activity is very recent from a geological point of view. The site is sacred to many of the indigenous people. The volcano is home to one of the Hopi spirit beings, and symbolises the link between the world below and the universe above…

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Des cônes de cendre, des coulées de lave, des fractures…..

…sans oublier la mythique Route 66!

Photos: C. Grandpey