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L’Eifel (Allemagne) : une bombe à retardement ? // Is Eifel (Germany) a time bomb ?

Peu de gens le savent, mais l’Allemagne possède une belle région volcanique, en l’occurrence l’Eifel, située à l’ouest de la ville de Coblence. Il suffit de regarder les maisons et les escaliers dans les bourgades de Mayen ou Mendig pour se rendre compte que beaucoup d’édifices ont été érigés avec le basalte extrait dans la région. A ce sujet, la visite des carrières souterraines – Lavakeller – de Mendig est fort intéressante. Une hypothèse est que l’activité volcanique de l’Eifel serait due à l’existence d’un point chaud dans le manteau terrestre sous-jacent. Il faut utiliser le conditionnel car cette théorie n’est pas acceptée par l’ensemble de la communauté scientifique.

Fleuron de l’Eifel, le Laacher See est un magnifique maar, cratère plus ou moins circulaire résultat de la rencontre explosive du magma et d’une nappe d’eau souterraine. Il a été formé après l’éruption du volcan Laacher, entre 12 900 et 11 200 ans, donc relativement récemment à l’échelle géologique. On estime que cette éruption a été 250 fois plus importante que l’éruption du Mont St Helens aux Etats-Unis en 1980.

Le Laacher See est toujours considéré comme un volcan actif. On le constate au travers de nombreuses activités sismiques (la dernière en date a eu lieu le 11 avril 2010 avec une secousse de M 3,2 sur l’échelle de Richter) et de fortes anomalies thermiques sous le lac. Des bulles de gaz sont encore visibles à la rive sud, et les scientifiques pensent qu’une nouvelle éruption pourrait survenir à tout moment, ce qui, aujourd’hui, serait une véritable catastrophe

Une équipe de chercheurs de l’Université du Nevada à Reno et de l’Université de Californie à Los Angeles a trouvé de nouveaux indices de volcanisme actif dans la région de l’Eifel. Pour effectuer leur étude, les scientifiques ont collecté les données d’antennes GPS à travers l’Europe occidentale. Cela leur a permis d’analyser les moindres mouvements à la surface de la Terre susceptibles d’être liés à ceux d’un panache mantellique sous la croûte terrestre.
Certains scientifiques pensent que le panache mantellique qui a déclenché cette activité historique est toujours présent, jusqu’à 400 km à l’intérieur de la Terre. Cependant, personne ne sait s’il est toujours actif. L’un des auteurs de l’étude a déclaré: « La plupart des scientifiques pensent que l’activité dans le champ volcanique de l’Eifel (EVF) est une chose du passé, mais en reliant les points les uns aux autres, il semble que quelque chose se prépare sous le nord-ouest de l’Europe »
Dans leur dernière étude, les chercheurs ont utilisé des informations provenant de milliers d’antennes GPS pour réaliser une image des mouvements verticaux du sol (VLM) et de la déformation horizontale du sol sur la plupart des régions situées à l’intérieur de la plaque tectonique où se trouve l’Europe. Leur étude révèle que la surface de la Terre montre un phénomène d’inflation et de déflation sur une vaste zone centrée sur l’Eifel et incluant des régions telles que le Luxembourg, l’est de la Belgique et le Limbourg, la province la plus méridionale des Pays-Bas. L’ascension d’un panache mantellique pourrait expliquer les modèles observés et les mouvements du sol.
Les résultats de cette nouvelle étude confirment une recherche précédente qui avait détecté des preuves sismiques de mouvements du magma sous le Laacher See. Cependant, selon les chercheurs, «cela ne signifie pas qu’une explosion ou un séisme est imminent, ni même qu’une nouvelle activité volcanique est possible dans cette région».

Source : The Watchers.

C’est pourtant cette dernière menace qui sert de support à une vidéo que l’on peut voir au Lava-dome, petit musée construit au coeur de la ville de Mendig, par ailleurs célèbre pour sa Vulcan Bier produite par la brasserie locale… Alors qu’à Hawaii ou sur l’Etna on vend aux touristes des cassettes vidéo rappelant les éruptions passées, à Mendig on essaye d’imaginer ce que pourrait être une prochaine colère du Laacher See, tout en sachant qu’il n’est pas du tout  certain qu’un tel événement se produise un jour ! Quand on ne dispose que de volcans éteints ou en sommeil, il faut bien trouver quelque chose qui puisse frapper l’imagination du touriste de passage.

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Not many people know that Germany has a nice volcanic region, the Eifel, located west of the city of Koblenz. It suffices to look at the houses and the staircases in the villages of Mayen or Mendig to realize that many buildings have been erected with the basalt extracted in the region. By the way, the visit to the quarries – Lavakeller – of Mendig is very interesting. One hypothesis is that volcanic activity in the Eifel is due to the existence of a hotspot in the Earth’s mantle. One should use the conditional because this theory is not accepted by the whole scientific community.
The flagship of the Eifel is the Laacher See, a nice maar, a more or less circular crater, resulting from the explosive contact between magma and underground water. It was formed after the Laacher volcano erupted between 12,900 and 11,200 years ago, so relatively recently on a geological scale. It is estimated that this eruption was 250 times greater than the eruption of Mount St Helens in the United States in 1980.
The Laacher See is still considered an active volcano. One can see it through numerous seismic activities (the last one took place on April 11, 2010 with an event of M 3.2 on the Richter scale) and strong thermal anomalies under the lake. Gas bubbles are still visible at the south shore, and scientists believe that a new eruption could occur at any time, which today would be a real disaster.

A team of researchers from the University of Nevada at Reno and the University of California at Los Angeles have found new evidence of active volcanism in the Eifel region. To conduct their study, the scientists collected data from GPS antennas across Western Europe. This allowed them to analyze the smallest movements on the surface of the Earth likely to be linked to those of a mantle plume under the Earth’s crust.
Some scientists believe that the mantle plume that started this historic activity is still present, down to 400 km into the earth. However, no one knows if it is still active. One of the study’s authors said: « Most scientists believe that activity in the Eifel volcanic field (EVF) is a thing of the past, but by connecting the dots, it seems that something is brewing under the heart of northwest of Europe  »
In their latest study, the researchers used information from thousands of GPS antennas to image vertical land motion (VLM) and horizontal strain rates over most regions inside Europe’s tectonic plate. Their study reveals that the surface of the Earth shows a phenomenon of inflation and deflation over a large area centered on the Eifel and including regions such as Luxembourg, eastern Belgium and Limburg, the southernmost province of the Netherlands. The ascent of a mantle plume could explain the patterns observed and the movements of the ground.
The results of this new study confirm previous research that had detected seismic evidence of magma movements under the Laacher See. However, according to the researchers, « this does not mean that an explosion or an earthquake is imminent, or even that new volcanic activity is possible in this region. »
Source: The Watchers.

Yet, it is this last threat that serves as a support for a video that can be watched at the Lava-dome, a small museum built in the heart of the city of Mendig, also famous for its Vulcan Bier produced by the local brewery … While in Hawaii or on Mount Etna they sell to tourists video cassettes of past eruptions, in Mendig they try to imagine what could be the next eruption of the Laacher See, knowing that it is not sure that such an event will happen one day! When you only have extinct or dormant volcanoes, you have to find something that can catch the imagination of the passing tourist.

Photos : C. Grandpey

Les mesures GPS à Hawaii // GPS measurements in Hawaii

Le Global Positioning System (GPS) est un système américain de navigation par satellite conçu à l’origine pour des applications militaires, mais qui est devenu extrêmement populaire et largement utilisé. En plus de la constellation américaine, il existe trois autres systèmes de navigation par satellite (GNSS) dans le monde : GLONASS (Russie), Galilée (Europe) et BeiDou (Chine). Les nouveaux récepteurs GNSS peuvent suivre simultanément plusieurs constellations de satellites, ce qui améliore la précision.
À Hawaii, le HVO exploite un réseau GNSS de 67 stations réparties sur toute l’île, mais avec priorité aux zones de déformation telles que les zones de rift. Ces stations GNSS de haute précision fournissent des données aux scientifiques 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.
Le principe de fonctionnement est le suivant : les satellites GNSS émettent des ondes radio qui se déplacent à la vitesse de la lumière et transmettent des informations sur la position exacte du satellite et l’heure actuelle. L’antenne au sol prend en compte les signaux radio de plusieurs satellites et les transmet au récepteur qui calcule l’emplacement exact selon un processus appelé trilatération. Un système GNSS de haute précision peut déterminer un emplacement avec une marge d’erreur de seulement quelques millimètres.

Actuellement, la constellation GPS américaine compte 33 satellites opérationnels en orbite à une altitude de 20 000 km. Pour localiser avec précision l’emplacement d’une station GNSS, le récepteur doit recevoir en continu des données pendant six heures au moment où les satellites traversent l’horizon en vue de la station. Quatre satellites sont nécessaires pour calculer un emplacement 3D, mais généralement un récepteur GNSS en suit huit ou plus pour calculer une position plus précise.
Plusieurs facteurs peuvent affecter le signal GNSS et la précision des emplacements qui en dépendent. L’ionosphère et la troposphère, couches de l’atmosphère à travers lesquelles se déplacent les ondes radio, peuvent retarder les signaux radio, mais cela peut être corrigé avec des modèles atmosphériques. Il est important que les antennes GNSS fonctionnent dans un environnement bien dégagé,  sans interférence d’objets comme des arbres ou des bâtiments.
Pour obtenir une vue globale des déformations d’un volcan, le HVO effectue également chaque année des mesures sur le terrain sur le Mauna Loa et le Kilauea. Au cours de ces missions, le personnel du HVO place des récepteurs GPS temporaires et des antennes sur des supports – des disques de laiton qui ont été arrimés au sol – et les scientifiques laissent l’équipement en place pendant quelques jours sur chaque site. Le support du récepteur montre généralement une croix à l’intérieur d’un triangle qui sert de point de référence pour le centrage de l’antenne.
Au cours de chaque mission de mesures, le personnel du HVO revient sur les sites de mesures afin de collecter les données et déterminer si la station a bougé. Les données ainsi collectées permettent de calculer à la fois la position horizontale et verticale – comme on le fait pour la latitude, la longitude et l’altitude – et ainsi d’évaluer les variations par rapport aux relevés précédents.
Des campagnes de levés GPS sont conduites sur le Mauna Loa et le Kilauea depuis le milieu des années 1990. Elles fournissent des données extraordinairement précises sur la déformation de ces volcans. En plus du Mauna Loa et du Kilauea, le Hualalai et l’Haleakala sont inspectés périodiquement (tous les trois à cinq ans) dans le cadre du programme de surveillance des volcans par le HVO.
Source: USGS / HVO.

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The Global Positioning System (GPS) is a US satellite-navigation system originally designed for military use but now an extremely popular and widely used technology. In addition to the US constellation, there are three other Global Navigation Satellite Systems (GNSS): GLONASS (Russia), Galileo (European) and BeiDou (China). New GNSS receivers can simultaneously track multiple constellations of satellites , which provides improved accuracy.

In Hawaii, HVO operates a 67-station GNSS network spread out across the island but concentrated near persistent deforming features like rift zones. These high-precision GNSS stations give scientists a 24/7 record.

GNSS satellites send out radio waves that travel at the speed of light and transmit information about the exact position of the satellite and the current time. The antenna on the ground listens to the radio signals from multiple satellites and passes them to the receiver which calculates the exact location using a process called trilateration. High-precision GNSS equipment and analysis can determine a location down to less than a centimetre.

Currently, the American GPS constellation has 33 operational satellites orbiting at an altitude of 20 000 km. To accurately pinpoint the location of a high-precision GNSS station, the receiver must continuously receive data for six hours as satellites arc across the horizon in view of the station. Only four satellites are needed to calculate a 3-D location, but typically a GNSS receiver will track eight or more to calculate a more precise position.

There are several factors that affect the GNSS signal and accuracy of derived locations. The ionosphere and troposphere, layers of the atmosphere through which the radio waves travel, introduce delays in the radio signals that can be corrected with atmospheric models. It is important for GNSS antennas to have enough clear “sky view” without object interference suchas trees or buildings.

To get a more complete view of the deforming volcano, HVO also conducts yearly campaign surveys on Mauna Loa and Kilauea. During these surveys, HVO staff place temporary GPS receivers and antennas on benchmarks – permanent brass disks that have been drilled into the ground – and leave the equipment in place for a couple of days at each site. The benchmark typically has a cross inside a triangle that serves as a reference point for centering of the antenna.

During each survey, HVO staff returns to these benchmarks to collect data and determine how the point has moved. Data collected allow to calculate both a horizontal and vertical location, similar to latitude, longitude, and altitude and thus to evaluate the change from prior surveys.

Campaign of GPS surveys have been conducted on both Mauna Loa and Kilauea since the mid-1990s, providing extraordinary records of volcano deformation. Along with Mauna Loa and Kilauea, Hualalai and Haleakala are surveyed periodically (every three to five years) as part of HVO’s volcano monitoring program.

Source : USGS / HVO.

Station GPS sur le flanc sud du Kilauea (Crédit photo : USGS)

Nouvelles de Mayotte // News of Mayotte

Le réseau de surveillance volcanologique et sismologique de Mayotte (REVOSIMA) vient de publier son dernier bulletin concernant l’activité à Mayotte pendant la deuxième quinzaine du mois de février 2020.

Entre le 16 et le 29 février, 592 séismes volcano-tectoniques, 288séismes Longue Période (LP) et 16 séismes Très Longue Période (VLP) ont été détectés par le REVOSIMA.

Les signaux LP ont déjà été observés depuis le début de la crise mais ils n’étaient jusqu’alors pas classifiés. Cette nouvelle catégorie a été mise en place suite à l’amélioration graphique de la représentation des signaux sismiques. La majorité des séismes LP a lieu en essaim de quelques dizaines de minutes, et sont souvent associés à des signaux VLP. Les signaux VLP sont habituellement associés à des résonances et des mouvements de fluides.

L’activité sismique principale est toujours concentrée à 5-15km de Petite-Terre, à des profondeurs de 20-45 km.

Une sismicité plus faible en nombre et en énergie (entre M 1 et 2,5), déjà visible sur les enregistrements fond de mer en février 2019, est également toujours enregistrée proche de Petite-Terre à environ 5 km à l’est (à des profondeurs de 25-40 km) voire sous Petite Terre.

A noter qu’avec le recrutement de nouveaux personnels (voir ma dernière note à propos de Mayotte), des ressources humaines supplémentaires sont désormais dédiées au dépouillement sismique, ce qui a permis d’abaisser la magnitude minimale des séismes identifiés. Il est désormais possible de mieux identifier les séismes de plus petites magnitudes (< M1,5), ce qui explique l’augmentation du nombre total de séismes identifiés par rapport aux mois précédents.

Les déplacements de surface mesurés depuis le début de la crise par les stations GPS de Mayotte indiquent: a) un déplacement d’ensemble des stations GPS de Mayotte vers l’est d’environ 20 à 22cm; b) un affaissement d’environ 9 à 17 cm selon leur localisation sur l’île. Un ralentissement des déplacements est observé depuis avril-mai 2019.

Le REVOSIMA indique que l’éruption se poursuit probablement au fond de ma mer à une cinquantaine de kilomètres à l’est de Mayotte, avec sismicité et déformations associées. Toutefois, en l’absence de campagne en mer depuis le 20 août 2019, il est à l’heure actuelle impossible d’avoir une idée de l’évolution de l’activité éruptive.

Source : REVOSIMA.

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The volcanological and seismological monitoring network of Mayotte (REVOSIMA) has just released its latest bulletin concerning activity in Mayotte during the second half of February 2020.
Between February 16th and 29th, 592 volcano-tectonic earthquakes, 288 Long Period earthquakes (LP) and 16 Very Long Period earthquakes (VLP) have been recorded by REVOSIMA.
LP signals had already been observed since the start of the crisis, but they had not yet been classified. This new category was implemented following the graphic improvement of the representation of seismic signals. The majority of LP earthquakes occur in swarms of a few tens of minutes, and are often associated with VLP signals. VLP signals are usually associated with resonances and fluid movements.
The main seismic activity is still concentrated 5-15 km from Petite-Terre, at depths of 20-45 km.
A lower seismicity in number and in energy ( between M 1 and M 2.5), already visible on the sea bottom records in February 2019, is still recorded near Petite-Terre about 5 km to the east (at depths of 25-40 km) or even under Petite Terre.
Note that with the recruitment of new staff (see my last note about Mayotte), additional human resources are now dedicated to seismic analysis, which has made it possible to lower the minimum magnitude of the identified earthquakes. It is now possible to better identify earthquakes of smaller magnitudes (<M1.5), which explains the increase in the total number of earthquakes compared to previous months.
The surface displacements measured since the beginning of the crisis by the Mayotte GPS stations indicate: a) an overall displacement of the Mayotte GPS stations towards the east by about 20 to 22 cm; b) a subsidence of about 9 to 17 cm depending on their location on the island. A slowdown in the displacements has been observed since April-May 2019.
REVOSIMA indicates that the eruption probably continues at the bottom of my sea about fifty kilometers east of Mayotte, with seismicity and associated deformation. However, in the absence of a campaign at sea since August 20th, 2019, it is currently impossible to have an idea of ​​the evolution of the eruptive activity.
Source: REVOSIMA.

Volcan Taal (Philippines): Baisse du niveau d’alerte // The alert level has been lowered

Deux semaines après le début d’une hausse de l’activité éruptive, le niveau d’alerte du Taal a été abaissé de 4 à 3 le 26 janvier 2020. Selon le PHIVOLCS, l’activité sismique a bien diminué (on est passé de 959 à 27 événements significatifs par jour au cours des deux dernières semaines). On aussi enregistré une réduction de la déformation du sol au niveau de la caldeira et de Volcano Island. De plus, le Main Crater n’émet plus que de faibles panaches de vapeur et de gaz. Les séismes hybrides, qui sont le signe de la migration du magma depuis le réservoir profond vers la surface, ont cessé le 21 janvier, tandis que le nombre de séismes basse fréquence, associés à l’activité magmatique peu profonde, a diminué.
La déformation du sol – avec l’élargissement d’environ un mètre de la caldeira du Taal, le soulèvement de son secteur nord-ouest d’environ 20 centimètres et l’affaissement de la partie sud-ouest de Volcano Island d’environ 1 mètre – a connu des valeurs beaucoup plus faibles entre le 15 et le 22 janvier. Le schéma global de déformation du sol, en grande partie obtenu grâce aux données satellitaires,  avait montré une forte inflation de la partie occidentale du Taal en raison d’une intrusion magmatique jusqu’au 21 janvier.
Après la phase éruptive principale, l’activité dans le Main Crater du Taal a diminué. On n’observe plus que de rares éruptions de cendre et des épisodes de dégazage générant des panaches de moins de 1000 mètres de hauteur.
Le PHIVOLCS explique que cette baisse d’activité éruptive, qui s’ajoute à celle de l’activité sismique, révèle la baisse de pression exercée par le magma et susceptible de déclencher une éruption. De même, les émissions de SO2 sont passées d’environ 5 300 tonnes / jour le 13 janvier à environ 140 tonnes / jour le 22 janvier, avant de se stabiliser à une moyenne à 250 tonnes / jour ces derniers temps.
En abaissant le niveau d’alerte du Taal, le PHIVOLCS explique qu’il y a moins de risque d’une « éruption explosive dangereuse, » mais cela ne veut pas dire que l’activité a cessé ou que la menace d’une éruption a disparu.
Il est conseillé aux 376 000 villageois qui ont été évacués et qui ont été autorisés à rentrer chez eux après la baisse du niveau d’alerte, de se préparer à une évacuation rapide en cas de nouvelle éruption. Cependant, si le PHIVOLCS continue à observer une baisse des paramètres de surveillance du volcan après une période d’observation suffisante, le niveau d’alerte sera abaissé à 2.
L’entrée dans la zone de danger permanent de Volcano Island, ainsi que dans la région du lac Taal et les localités situées à l’ouest de Volcano Island dans un rayon de 7 kilomètres du cratère principal (Main Crater) reste strictement interdite.
Source: Manila Bulletin.

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Two weeks after activity increased, the alert level of the volcano was lowered from 4 to 3 on January 26th, 2020. According to PHIVOLCS, activity has now declined into less frequent volcanic seismic activity (from 959 to 27 significant earthquake events per day in the past two weeks), reduced ground deformation of the caldera and volcano island edifices and weak steam or gas emissions at the Main Crater. In particular, hybrid earthquakes that track recharge from the deep magma reservoir to a shallow magma region ceased on January 21st, while the number and energy of low-frequency events associated with activity in the shallow magma region diminished.

Ground deformation including the sudden widening of Taal caldera by about 1 metre, uplift of its northwestern sector by about 20 centimetres and subsidence of the southwestern part of Volcano Island by about 1 metre, were observed at much smaller rates between January 15th and 22nd. The overall pattern of ground deformation is for the most part supported by satellite data and yields net inflation of western Taal Volcano as a consequence of magma intrusion to the shallow magma region until January 21st.

After the main eruptive phase, activity in the Taal main crater diminished to infrequent weak ash eruptions and longer episodes of degassing or steaming that generated steam plumes less than 1,000 metres high.

PHIVOLCS explains that this marked decline coupled with volcanic earthquake activity suggests stalling, degassing and reduction in gas pressures of eruptible magma in the shallow magmatic region that feeds surface eruptive activity.

Likewise, SO2 emissions decreased from about 5,300 tons/day on January 13th to about 140 tons/day on January 22nd, before steadying at an average of 250 tons/day in the last days.

In lowering Taal Volcano’s alert status, PHIVOLCS says there is a decreased tendency towards hazardous explosive eruption “but should not be interpreted that unrest has ceased or that the threat of a hazardous eruption has disappeared.”

The 376,000 displaced villagers that have been allowed to return to their homes after the lowering of the alert level are advised to be prepared for a quick and organized evacuation should another eruption occur. However, if there is a persistent downtrend in monitored parameters after a sufficient observation period, the alert level will be further lowered to alert level 2.

Entry into the Volcano Island permanent danger zone, as well as into areas over Taal Lake and communities west of the volcano island within a 7 kilometre-radius from the main crater remains strictly prohibited.

Source : Manila Bulletin.

Source: Disaster Risk Reduction Management Council