Cratères d’impact // Impact craters

Le mot « cratère » est généralement associé aux volcans. Il ne faudrait pourtant pas oublier les cratères d’impact laissés par le contact très violent entre les météorites et la surface de la Terre. Il y a environ 150 cratères d’impact sur notre planète. Vous trouverez la liste en cliquant sur le lien ci-dessous :

 https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_impact_craters_on_Earth

Le 23 septembre 2019, des chercheurs ont confirmé que le cratère Karla, situé au Tatarstan, en Russie, constituait lui aussi une structure d’impact. Le cratère, d’un diamètre de 10 km, fait désormais partie des autres grands cratères laissés par les météorites. Il est situé près de la frontière entre la République du Tatarstan et la République de Tchouvache, à environ 163 km de l’Université fédérale de Kazan. Cette confirmation du cratère d’impact a été possible grâce à l’analyse d’un certain nombre d’échantillons paléomagnétiques, pétromagnétiques et géochimiques. Les chercheurs proviennent de l’Université fédérale de Kazan, du CEREGE (France), de l’Institut Vernadsky de l’Académie des Sciences de Russie et de l’Institut de Minéralogie expérimentale de l’Académie des Sciences de Russie.

La France possède un cratère d’impact en Limousin, à une trentaine de kilomètres de mon domicile. Il s’agit de l’astroblème de Rochechouart-Chassenon, aussi surnommé « la météorite de Rochechouart », situé à la limite entre la Haute-Vienne et la Charente. Il s’agit d’un ensemble de marques laissées par l’impact d’un astéroïde tombé il y a environ 206,9 ± 0,3 millions d’années, soit environ 5,6 millions d’années avant la limite entre le Trias et le Jurassique. Cette datation remet en cause les conclusions de certaines études qui considéraient que la chute de cet astéroïde était contemporaine de l’extinction massive du Trias-Jurassique.

À cette époque, un astéroïde d’un kilomètre et demi de diamètre a percuté la Terre à une vitesse d’environ vingt kilomètres par seconde, au lieu-dit de La Judie, sur la commune de Pressignac en Charente. Il a laissé un cratère d’au moins 21 kilomètres de diamètre. Des éjectas sont retombés à plus de 450 kilomètres à la ronde.

Depuis cette époque lointaine, l’érosion a complètement effacé toute trace de l’événement dans le relief. Par contre, le sous-sol conserve de nombreuses roches fracturées et fondues appelées brèches. Ces roches particulières ont été utilisées pour la construction de Cassinomagus, autrement dit des superbes thermes de Chassenon dont je recommande fortement la visite. En se promenant dans les villages du secteur, on repère vite ces pierres à l’allure volcanique avec leurs vacuoles sur les murs des habitations et des monuments.

Source : Université fédérale de Kazan, Wikipedia.

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The word « crater » is usually associated with volcanoes. However, one should not forget the impact craters left by the very violent contact between the meteorites and the surface of the Earth. There are about 150 impact craters on our planet. You will find the list by clicking on the link below:
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_impact_craters_on_Earth

Karla Crater, located in Tatarstan, Russia was confirmed to be an impact structure by researchers on September 23rd, 2019. The crater, which is 10 kilometres in diameter, is now one of about 150 other large impact structures on the planet. It is located near the border of the Republic of Tatarstan and Chuvash Republic, about 163 km from Kazan Federal University.

The confirmation of the crater was made possible by the analysis of a number of paleomagnetic, petromagnetic and geochemical samples. The researchers were from Kazan Federal University, CEREGE (France), Vernadsky Institute of the Russian Academy of Sciences, and Institute of Experimental Mineralogy of the Russian Academy of Sciences.

France has an impact crater in Limousin, about thirty kilometres from my home. This is the Rochechouart-Chassenon astrobleme, also called « Rochechouart meteorite »,on the border between Haute-Vienne and Charente. This is a set of marks left by the impact of an asteroid that fell about 206.9 ± 0.3 million years ago, or about 5.6 million years before the boundary between Triassic and Jurassic. This dating challenges the conclusions of some other studies that considered the fall of this asteroid was contemporary with the Triassic-Jurassic mass extinction.
At that time, an asteroid one kilometre and a half in diameter struck the Earth at a speed of about twenty kilometres per second, at a place called La Judie, in the botough of Pressignac in Charente. It left a crater at least 21 kilometres in diameter. Ejecta fell as far as 450 kilometres around.
Since that time, erosion has completely erased all the traces of the event in the relief. In contrast, the subsoil retains many fractured and melted rocks called breccias. These particular rocks were used for the construction of Cassinomagus, the beautiful thermal baths of Chassenon whose visit I strongly recommend. While walking in the villages of the area, one will quickly notice these volcanic stones with their vacuoles on the walls of houses and monuments.
Source: Federal University of Kazan, Wikipedia.

Aux Etats Unis, Meteor Crater (Arizona) est l’un des meilleurs endroits au monde pour observer le cratère d’impact d’une météorite. On y trouve de superbes échantillons de brèches ainsi que des impactites qui montrent bien les frictions, compressions et fortes chaleurs auxquelles ont été soumises les roches au moment de l’événement (Photos : C. Grandpey)

Kilauea (Hawaii): L’eau de l’Halema’uma’u // The water in Halema’uma’u Crater

Au cours de l’éruption du Kilauea en 2018, le plancher de l’Halema’uma’u s’est effondré lorsque le magma a quitté le réservoir sommital pour se diriger vers la Lower East Rift Zone où la lave a détruit quelque 700 structures. Aujourd’hui, le plancher de la caldeira a été remplacé par un gouffre profond d’environ 500 mètres, et une petite mare d’eau est apparue en juillet 2019 au fond du nouveau cratère qui a la forme d’un cône inversé.

L’USGS a mis en ligne un document dans lequel Matt Patrick et Jim Kauahikaua (géologue et géophysicien au HVO) expliquent comment et pourquoi cette eau est apparue au fond du cratère, et comment pourrait évoluer la situation. Vous pourrez visionner le document en anglais en cliquant sur ce lien :

https://youtu.be/WLpBMa1576I

En voici une petite synthèse en français :

Au début la mare d’eau était relativement petite, d’une dizaine de mètres de diamètre, et peu profonde.

Les scientifiques se sont demandés quelle pouvait en être l’origine. Il y avait deux possibilités : ce pouvait être le résultat de l’accumulation d’eau de pluie, ou bien une résurgence de la nappe phréatique qui se trouve sous le cratère de l’Halemau’lau’.

Avant l’éruption, des forages avaient révélé que la partie supérieure de la nappe phréatique se trouvait à environ  500 mètres sous le plancher de la caldeira.

Au moment de l’éruption, quand le plancher de la caldeira s’est effondré et a été remplacé par le gouffre profond que l’on observe aujourd’hui, le niveau de la nappe phréatique s’est abaissé sous le cratère nouvellement formé, tout en étant isolée de la lave par un manchon de matériaux.. On peut voir le comportement de la nappe phréatique pendant et à la fin de l’éruption sur ces deux schémas :

 Une fois l’éruption terminée en août 2018, la situation géologique du sommet du Kilauea s’est stabilisée, de sorte que le niveau de la nappe phréatique a commencé à s’élever et, peu à peu, va probablement retrouver son niveau d’origine, autrement dit un équilibre hydraulique avec la nappe phréatique. C’est un phénomène que l’on a déjà observé dans les mines où la nappe phréatique a occupé à nouveau les puits une fois que leur exploitation a été abandonnée.

 Aujourd’hui, la mare d’eau  présente une longueur d’une centaine de mètres de longueur sur une cinquantaine de largeur et une profondeur estimée à une dizaine de mètres. Son niveau s’élève d’une douzaine de centimètres par jour.

Les vidéos en accéléré montrent que la surface est agitée par de nouvelles arrivées d’eau en provenance de la bordure sud de la mare et présente des couleurs allant du jaune au vert, ce qui montre des concentrations importantes de soufre. Il sera intéressant – quand il sera techniquement possible de prélever des échantillons – d’analyser cette eau chauffée par le magma en dessous et dont la température très stable se situe autour de 70°C.

(Photos et schémas: HVO / USGS)

 S’agissant de l’évolution de la situation, le risque serait qu’une arrivée de magma juvénile entre en contact avec cette eau, ce qui ne manquerait pas de provoquer des explosions. Toutefois, les deux scientifiques pensent que ces explosions seraient relativement modestes, avec des projections qui ne dépasseraient pas l’enceinte du cratère de l’Halema’uma’u.

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During the 2018 Kilauea eruption, the Halema’umau’ crater floor collapsed when magma travelled to the East Rift Zone where it erupted, destroying about 700 structures. Today a huge gap about 500 metres deep has replaced the caldera floor and a small water pond appeared in July 2019 at the bottom of the inverted cone.

USGS has released a document in which Matt Patrick and Jim Kauahikaua (HVO geologist and geophysicist) explain how and why the water pond appeared and what could be its evolution for the future. You will see the document by clicking o this link:

https://youtu.be/WLpBMa1576I

Un cratère géant sous la calotte glaciaire du Groenland // A giant crater beneath Greenland’s ice sheet

Quand on parle de cratères, on pense tout d’abord aux volcans, mais il ne faudrait pas oublier les cratères d’impact laissés par les météorites. L’un des plus célèbres est Meteor Crater dans l’Arizona aux Etats Unis, mais il en existe de nombreux autres dans le monde, comme l’astroblème de Rochechouart-Chassenon dans la Haute Vienne, à une trentaine de kilomètres de mon domicile.

Selon un article publié le 14 novembre 2018 dans la revue Science Advances, des scientifiques ont découvert au Groenland, sous le glacier Hiawatha, un énorme cratère d’impact plus grand que la ville de Paris. C’est probablement l’une des 25 plus grandes structures d’impact sur Terre. Il s’agit d’une dépression circulaire dans le substrat rocheux. Elle mesure 31 km de diamètre, à un kilomètre sous la glace, et a probablement été causée par la chute d’un astéroïde ferreux d’environ un kilomètre de diamètre.
Il ne fait guère de doute que l’impact a eu des conséquences environnementales importantes dans l’hémisphère nord et peut-être même au-delà. Un tel événement a pu affecter le climat et faire fondre une grande partie de la glace. Cela a pu aussi provoquer un afflux soudain d’eau froide dans le détroit de Nares entre le Canada et le Groenland, avec un impact sur les courants océaniques dans la région.
Les chercheurs ne sont pas sûrs de l’âge exact du cratère, mais pensent qu’il est peu probable qu’il soit antérieur à la formation de la calotte glaciaire du Groenland au début du Pléistocène, il y a plus de deux millions d’années. En utilisant des techniques de datation, ils ont constaté que la jeune glace recouvrant le cratère était en bon état, mais que la glace plus profonde et plus ancienne présentait de nombreux débris et était très dégradée.
Ce cratère est le premier du genre à être découvert dans le nord-ouest du Groenland. Il ajoute une pièce importante au puzzle du paysage qui se cache sous la gigantesque calotte glaciaire. Bien que les sondages de la calotte glaciaire du Groenland par radar aéroporté aient commencé dans les années 1970, il n’a pas été possible de procéder à une étude détaillée de la calotte avant les deux dernières décennies.
Après avoir effectué leur découverte initiale, les chercheurs ont collecté trois échantillons de sédiments déposés par une rivière s’écoulant du glacier. Dans l’un des échantillons, des grains de quartz angulaires avec de petites inclusions fluides étaient présents et montraient des signes du choc subi au cours de l’impact. Plusieurs de ces grains sont constitués de matériaux carbonés et de verre, probablement dérivés de la fusion par impact de grains de minéraux dans le substrat rocheux. Des analyses supplémentaires ont révélé que le sédiment contenait des concentrations élevées de nickel, de cobalt, de chrome et d’or, ce qui est la preuve d’une météorite ferreuse relativement rare.
Source: Presse internationale.

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When we talk about craters, we first think of volcanoes, but we should not forget the impact craters left by meteorites. One of the most famous is Meteor Crater in Arizona in the United States, but there are many others in the world, like the “astroblème Rochechouart-Chassenon” in Haute Vienne (France), about thirty kilometers from my home.

According to an article published on November 14th, 2018 in the journal Science Advances, scientists have discovered a huge impact crater larger than the Paris area beneath Greenland’s Hiawatha Glacier. It could be one of the 25 largest impact structures on Earth. It is a 31-kilometre-wide circular bedrock depression up to a kilometre below the ice and was likely caused by a fractionated iron asteroid about a kilometre wide.

Its impact probably had substantial environmental consequences in the Northern Hemisphere and perhaps even more widely. It may have affected the climate and melted much of the ice. This may have caused a sudden influx of cold water in the Nares Strait between Canada and Greenland, which in turn may have affected the ocean currents in the area.

The researchers are unsure of its exact age, but suggest it is unlikely to predate the Pleistocene inception of the Greenland Ice Sheet, more than two million years ago. Using dating techniques, they inferred that the young ice covering the crater is in a good state but that deeper and older ice is debris-rich and heavily disturbed.

The crater is the first of its kind to be discovered in northwest Greenland, and adds another important piece to the jigsaw of the long-hidden landscape lying underneath its giant ice sheet. While airborne radar sounding of the Greenland Ice Sheet began in the 1970s, comprehensive surveying of the ice sheet has only become possible over the past two decades.

After making their initial discovery, the researchers retrieved three sediment samples deposited by a river draining out of the glacier. In one sample, angular quartz grains with small fluid inclusions were present and showed signs of being shocked by an impact. Several of these grains consist of carbonaceous materials and glass that are likely derived from impact melting of mineral grains in the bedrock. Further testing of subsamples found the sediment contained elevated concentrations of nickel, cobalt, chromium and gold, indicative of a relatively rare iron meteorite.

Source: International news media.

Photos: C. Grandpey

Mont Agung (Bali / Indonésie)

Dans son dernier bulletin hebdomadaire, la Smithsonian Institution résume les rapports publiés en indonésien (il serait souhaitable que certains d’entre eux soient rédigés en anglais!) par le Département de l’Énergie et des Ressources minérales (PVMBG) à propos de l’activité du Mont Agung.
Selon le bulletin du GVN, la sismicité continue d’être dominée par les événements basse fréquence. Le nombre de séismes est passé de 15 par jour le 25 juin à 69 par jour le 28 juin. Un tremor harmonique est apparu le 27 juin, jour où un événement a généré un panache de cendre qui s’est élevé de 2 km au-dessus du cratère. Les émissions de gaz et de cendre ont été continues les 28 et 29 juin et atteignaient environ 2 km de hauteur. L’incandescence se reflétait dans le panache et les données satellitaires ont confirmé que de la lave à haute température (1200°C) s’épanchait au fond du cratère. L’intensité de l’anomalie thermique du 29 juin était la plus importante enregistrée sur l’Agung depuis le début de l’éruption le 21 novembre 2017. Les panaches de cendre du 28 juin ont obligé certaines compagnies aériennes à annuler leurs vols vers Bali et des retombées de cendre ont été signalées dans plusieurs villages.
La lave continuait à se répandre  dans le cratère et, le 1er juillet, le volume estimé de lave nouvellement produite était de 4-5 millions de mètres cubes, de sorte que le volume total de lave émise depuis le 21 novembre 2017 atteint 27-28 millions de mètres cubes, soit 50% du volume total du cratère. La différence de hauteur entre la partie la plus basse du cratère (côté SO) et la partie la plus haute de la surface de la lave au centre du cratère était de 85-90 mètres le 1er juillet 2018. Les données satellitaires montrent que l’intensité de l’anomalie thermique a diminué entre le 28 juin et le 2 juillet, tout en restant à un niveau élevé. A 21h04 le 2 juillet, une explosion a généré un panache de cendre qui s’est élevé jusqu’à 7-9 km au-dessus de la lèvre du cratère ; elle a éjecté des matériaux incandescents jusqu’à 2 km sur les flancs du volcan (voir ma note à propos de cet événement). Les matériaux incandescents ont provoqué des feux de forêt sur les flancs supérieurs et l’événement a incité environ 700 personnes à quitter leurs habitations. Un autre événement explosif à 04h13 le 3 juillet a généré un panache de cendre qui a atteint environ 2 km de hauteur. Le niveau d’alerte reste à 3 (sur une échelle de 1 à 4) et la zone d’exclusion conserve un rayon de 4 km.
Source: Global Volcanism Network.

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In its latest weekly update, the Smithsonian Institution summarizes the reports released in Indonesian (it would be great if some of them could be written in English!) by the Department of Energy and Mineral Resources (PVMBG) about the activity at Mt Agung.

Seismicity continues to be dominated by low-frequency events. The number of earthquakes increased from 15 per day on June 25th to 69 per day on June 28th. Harmonic tremor emerged on June 27th, the day when an event generated an ash plume that rose 2 km above the crater. Gas-and-ash emissions were continuous on June 28th and 29th, rising around 2 km, and incandescence was reflected in the plume; satellite data confirmed that high-temperature (1,200°C) lava flowed onto the crater floor. The intensity of the thermal anomaly on June 29th was the largest recorded at Mt Agung since the beginning of the eruption on November 21st 2017. The ash plumes on June 28th caused some airlines to cancel flights to Bali, and ashfall was reported in several villages.

Lava continued to effuse, and by July 1st, the estimated volume of new lava was 4-5 million cubic metres, making the total volume erupted since November 21st, 2017 around 27-28 million cubic metres (50% of the total crater volume). The height difference between the lowest part of the crater rim (SW side) and the highest part of the lava surface (in the centre of the crater) was 85-90 metres. Satellite data showed that the intensity of the thermal anomaly decreased between June 28th and July 2nd, though still remained at a high level. At 21 :04 on  July 2nd, an explosion generated an ash plume that rose 7-9 km above the crater rim, and ejected incandescent material as far as 2 km onto the flanks (see my post abou this event). The deposits caused forest fires on the upper flanks, and the event prompted about 700 people to evacuate. Another explosive event at 04:13 on July 3rd generated an ash plume that rose around 2 km. The Alert Level remains at 3 (on a scale of 1-4) and the exclusion zone is stable at a 4-km radius.

Source: Global Volcanism Network.

L’activité de l’Agung le 28 juin 2018 vue par la webcam

White Island (Nouvelle Zélande): Le lac grandit // The lake is growing

Dans une note publiée le 3 juin 2018, j’indiquais qu’un lac était en train de se reformer dans le cratère de White Island. L’information est maintenant confirmée par le site web de GeoNet qui explique que le lac continue de grandir, ce qui est susceptible de faire naître une activité hydrothermale à sa surface. Cependant, la situation n’est pas préoccupante et le niveau d’alerte volcanique reste à 1.
Une chose intéressante, c’est que au fur et à mesure que le niveau du lac s’élève, l’eau empiète sur les bouches émettrices de gaz sur la zone du dôme de lave de 2012 et elle va bientôt commencer à les noyer. Cette situation ne serait pas nouvelle. En effet, les lacs précédents ont submergé des bouches actives et des fumerolles à plus grande échelle. L’envahissement de ces bouches par l’eau du lac a généralement conduit à une activité hydrothermale localisée, avec parfois de petites éruptions phréatiques. Certaines ont formé de petits cônes de débris autour des zones actives pendant les périodes d’activité hydrothermale les plus violentes.
Si le lac continue à se remplir au rythme actuel, les volcanologues néo-zélandais pensent que les bouches sur le flanc du dôme seront recouvertes entre le 1er et le 15 août et le dôme sera complètement immergé dans 3 ou  4 mois. Le niveau du lac se trouve actuellement à 17 mètres sous son seuil de débordement et il se remplit à raison d’environ 2 000 m3 par jour. C’est plus ou moins le même rythme qu’en 2003 et 2004, 2007 et 2008 et 2013.
Une récente visite sur White Island a permis de constater que l’activité volcanique reste stable et faible. La température maximale au niveau des bouches actives sur le flanc du dôme est de 244°C, ce qui représente une légère augmentation (Cette température était de 220°C quand j’ai visité le volcan en janvier 2009). La température de la Fumerolle Zero continue de baisser ; elle est actuellement de 138°C. L’activité sismique et acoustique reste généralement faible, ainsi que les émissions de SO2. La température du lac est de 30,4°C. L’étude de la déformation du sol confirme la poursuite de l’affaissement du plancher du cratère en direction des bouches actives.
Source: GeoNet, The Watchers.

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In a post released on June 3rd, 2018, I indicated that a lake had reappeared inside White Island’s crater. The piece of news is now confirmed by the GeoNet website which explains that the lake continues to grow, which may cause hydrothermal surface activity. However, the situation is not preoccupying and the alert level remains at 1.

One interesting thing is that as the water level rises it is encroaching on the gas vents on the 2012 lava dome area and will soon start to drown them. This situation would not be new. Indeed, previous lakes have flooded active gas vents and larger scale fumaroles. Drowning of these vents has usually led to localized steam driven activity with occasional small hydrothermal eruptions. Some have formed small debris-tuff cones around the active areas during the more violent hydrothermal activity.

If the lake continues to fill at the current rate, New Zealand volcanologists expected the features on the side of the dome to be drowned early to mid-August and the dome will be totally drowned in 3 to 4 months’ time. The lake is now 17 metres below overflow and is filling at about 2 000 m3 per day. It is about the same rate as in 2003 and 2004, 2007 and 2008 and 2013.

Observations during a recent visit to the Island confirmed volcanic activity remains at a steady and low level. The maximum temperature at the vents on the dome is 244°C, representing a slight rise. The temperature of Fumarole Zero continues to decline, now measuring 138°C. Seismic and acoustic activity generally remains low, and the SO2 gas flux is also low. The lake temperature is 30.4°C. The ground deformation survey confirms the subsidence pattern towards the active vents continues.

Source : GeoNet, The Watchers.

Photos: C. Grandpey

Cleveland (Iles Aléoutiennes / Alaska): Hausse du niveau d’alerte // The alert level has been raised

Les dernières données satellitaires du Cleveland en date du 25 juin 2018 indiquent la présence d’une petite coulée de lave de forme circulaire, d’environ 80 mètres de diamètre, au fond du cratère sommital. Les données de surveillance géophysique du volcan sont indisponibles depuis le 24 juin dans l’après-midi et on ne sait donc pas si l’apparition de la lave dans le cratère a généré des signaux sismiques ou infrasoniques détectables. Cependant, la présence d’une coulée de lave obstruant la bouche active augmente le risque d’une explosion au cours des prochains jours ou des prochaines semaines. En conséquence, la couleur de l’alerte aérienne et le niveau d’alerte volcanique ont été élevée respectivement à Orange et Vigilance. La dernière activité explosive du Cleveland s’est produite le 4 mai 2018.
Source: AVO.

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Satellite observations of Cleveland Volcano on June 25th, 2018 indicate the presence of a small circular lava flow, about 80 metres in diameter, covering the floor of the summit crater. Geophysical monitoring data from the volcano has been unavailable since June 24th in the afternoon and thus it is unknown if the effusion of lava within the crater generated detectable seismicity or infrasound. However, the presence of a lava flow over the active vent increases the possibility of a vent clearing explosion over the coming days to weeks. As a consequence, the aviation colour code and the volcanic alert level have been raised to ORANGE and WATCH, respectively. The last detected explosive activity at Cleveland volcano occurred on May 4th, 2018.

Source: AVO.

Source: AVO

White Island (Nouvelle Zélande / New Zealand)

Bonne nouvelle pour ceux qui ont l’intention d’aller en Nouvelle-Zélande et de visiter White Island. Les scientifiques du GNS indiquent que le lac de cratère est en train de se réformer. Selon la volcanologue Agnès Mazot – que je salue ici – l’activité volcanique reste à un niveau relativement bas et se limite au site du lac de cratère. Le niveau d’alerte reste à 1 et la couleur de l’alerte aérienne reste Verte.
Au cours des dernières semaines, l’eau s’est accumulée sur le sol du cratère et a commencé à former un nouveau lac qui semble d’installer dans la durée. L’activité volcanique se concentre au niveau des bouches qui émettent gaz et vapeur d’eau dans la partie ouest du cratère. L’activité sismique reste généralement faible, de même que les émissions de SO2. La situation ressemble beaucoup à celle que j’ai pu observer lors de ma visite de White Island en janvier 1999.
Source: GNS Science.

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Good news for those who intend to go to New Zealand and visit White Island. GNS scientists indicate that the crater lake is in the process of reforming. According to volcanologist Agnès Mazot, volcanic activity remains at a low level and is confined to the crater lake site. The alert level remains at 1 and the Aviation Colour code remains Green.

In the past few weeks water has ponded on the floor of the active crater and started to reform a permanent lake. Volcanic activity is limited to the gas-rich vents on the western side of the active crater. Seismic activity generally remains low, as well as SO2 emissions. The situation looks much like the one I could observe during my visit in January 1999.

Source : GNS Science.

Photos: C. Grandpey