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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

La surveillance du volcan Taal (Philippines) // The monitoring of Taal Volcano (Philippines)

Comme je l’ai écrit précédemment, l’éruption du Taal est moins intense depuis quelques jours, mais ce n’est peut-être pas une bonne nouvelle. Les scientifiques surveillent la situation à distance, à l’aide d’instruments au sol et à bord de satellites, pour essayer de comprendre ce qui pourrait se passer dans les prochains jours.
L’image radar ci-dessous révèle que le lac qui se trouvait autrefois au cœur même de Volcano Island a maintenant presque complètement disparu. C’est l’interaction entre l’eau du lac et le magma qui a provoqué l’épisode explosif observé en début d’éruption. La ligne pointillée montre l’étendue du lac avant le début de l’éruption. La ligne continue montre le niveau du lac au moment de l’acquisition de l’image (16 janvier 2020 à 06h37 GMT).
Le lac Taal, beaucoup plus vaste, qui entoure l’édifice central n’a pas évolué. D’autres satellites analysent la déformation du sol autour du volcan. Cette technique interférométrique permet aux scientifiques de mieux comprendre comment le magma se déplace sous le volcan et ce que cela pourrait signifier pour l’activité future.
Les autorités philippines ont du mal à empêcher certaines personnes évacuées d’essayer de rentrer chez elles pour récupérer leurs biens et contrôler le bétail.
Les images satellites (voir ci-dessous) révèlent la quantité de cendre tombée sur la zone autour du volcan.
Source: BBC News.

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As I put it before, the eruption of Taal Volcano has been less intense in the past few days, but this may not be good news. Scientists are monitoring the situation remotely, using ground and space instrumentation, to try to gauge what might happen next.

The data provided by the radar image below data reveals how the inner lake that once filled the very heart of the Taal Volcano Island has now almost completely disappeared. It was the interaction between this water and magma that drove the early explosive behaviour. The dashed line shows the extent of the lake before the onset of the eruption. The solid line traces the waterline at the time of the image acquisition (January 16th, 2020 at 06:37 GMT).

The much wider Lake Taal that surrounds the central edifice of the volcano remains in place.

Other radar satellites are looking at how the ground is deforming around the volcano. This interferometric technique can help scientists understand how magma is shifting below the volcano and what that might mean for future activity.

Philippine authorities have been struggling to keep some evacuated residents from trying to return to their homes to gather possessions and to check on livestock.

Satellite pictures (see below) reveal how much ash has fallen over the area around the volcano.

Source: BBC News.

Cet interférogramme du Taal montre la déformation du sol. Chaque frange de couleur correspond à un déplacement du sol de 2,8 cm. (Source : ESA)

 La photo de gauche montre le Taal en juillet 2019 ; celle de droite le volcan aujourd’hui (Source : CNES)

La géodésie en volcanologie // Geodesy in volcanology

L’analyse du comportement d’un volcan met en oeuvre plusieurs paramètres, et donc plusieurs types d’instruments. Un article récemment mis en ligne par l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) explique le rôle joué par la géodésie pour mesurer les déformations du sol provoquées par les mouvements du magma dans les profondeurs de la Terre.
Les résultats des levés effectués après le séisme de magnitude M 7,9 à San Francisco en 1906, avec les bouleversements subis par les clôtures et les limites de propriété, ont fait comprendre l’importance de la géodésie pour interpréter les mouvements des failles, et favorisé son entrée dans les sciences de la terre.
Aujourd’hui, un géodésiste s’appuie essentiellement sur le système GPS, sans oublier pour autant les inclinomètres de forage et l’interférométrie radar (InSAR).
La géodésie sur un volcan consiste à effectuer plusieurs levés pour détecter les déplacements éventuels de points de repère. Lors de l’ascension du magma à l’intérieur d’un édifice volcanique, la roche environnante est logiquement poussée vers le haut. Toutefois, lorsque les scientifiques mesurent la position des points de repère, ils se rendent également compte que ces points s’écartent de la source magmatique. Aujourd’hui, les instruments installés en permanence sur un volcan contrôlent en permanence les points de repère afin de pouvoir détecter le moindre  mouvement du sol en quelques minutes.
Le développement et la maintenance du réseau permanent est l’un des travaux les plus importants de l’équipe géodésique du HVO. Ce réseau permanent comprend plus de 60 stations GPS et 16 inclinomètres. Les données fournies sont essentielles pour l’évaluation des risques. En particulier, les inclinomètres, qui sont ides instruments extrêmement sensibles, sont souvent les premiers à indiquer l’inflation de l’édifice volcanique lors de sa mise sous pression par le magma.
L’équipe géodésique du HVO est responsable de l’analyse et de l’interprétation des données fournies par les instruments qui fonctionnent parfaitement grâce à d’autres membres du personnel de l’Observatoire. Les ingénieurs construisent, installent et entretiennent les instruments utilisés sur le terrain. Les informaticiens s’assurent que les ordinateurs communiquent correctement avec les sites éloignés à partir desquels les données sont transmises et que tout fonctionne normalement pour analyser les données.
Outre le réseau géodésique permanent, des campagnes sont organisées chaque année pour collecter des données de référence supplémentaires à l’aide de stations GPS temporaires. Quelque 80 repères sont contrôlés chaque année pendant 2 ou 3 jours pour déterminer leurs variations annuelles de position. Dans certaines zones, ces levés permettent au HVO de déterminer plus précisément les variations de déformation sur plusieurs années.
Pour mieux interpréter les données, les géodésistes utilisent des modèles informatiques qui prévoient de manière simplifiée – avec des sphères ou des ellipsoïdes – le mouvement de la surface de la terre en fonction de l’expansion ou de la contraction des corps magmatiques. On utilise ces formes simples car elles correspondent convenablement aux données et sont moins longues à calculer que les corps de forme irrégulière. Le temps est important car plusieurs milliers de calculs sont utilisés pour tester différents modèles.

Le modèle le mieux adapté montre aux scientifiques la zone la plus probable où se déplace le magma, l’endroit où il s’accumule et donc le lieu où  il est proche de la surface et susceptible de déclencher une éruption. Cependant, les seules données géodésiques ne suffisent pas à donner une image complète d’un volcan. Elles doivent être interprétées conjointement avec des données géologiques, sismiques et gazières. C’est pour cela que les différentes équipes du HVO se réunissent pour élaborer des hypothèses sur l’activité du moment, le niveau de danger et les scénarios futurs.
Source: USGS / HVO.

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Analysing the behaviour of a volcano involves several parameters, and so several types of instruments. A recent article released by the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) explains the part played by geodesy to measure ground movements and deformation caused by magma in the depths on the Earth.

Results from surveys after the 1906 M 7.9 San Francisco earthquake, which offset fence lines and property boundaries, had a profound impact on researchers’ understanding of how faults move and favoured the entrance of geodesy into the earth sciences.

Today, a geodesist relies essentially on Global Positioning System (GPS) instruments, without forgetting borehole tiltmeters and satellite radar (InSAR).

Geodesy on a volcano consists in performing multiple surveys to determine how benchmark positions have changed. As magma moves into a volcano, the surrounding rock is pushed outward. When scienntists measure positions of benchmarks on the surface of the volcano, they also realise that they have also been pushed away from the magma source. Today, permanently installed instruments constantly monitor benchmark positions so that ground motion can be detected within minutes.

Growing and maintaining HVO’s permanent geodetic instrument network is one of the deformation group’s most important jobs. This permanent network consists of over 60 GPS stations and 16 tiltmeters, and data from it are critical for hazard assessment. In particular, tiltmeters, which are incredibly sensitive to changes in ground slope, are often the first indicator of inflation as a volcano pressurizes.

While HVO’s deformation group is responsible for analyzing and interpreting the data, it takes many others to keep the network running. HVO’s field engineers build, install, and maintain the field instruments. Information Technology staff ensure that computers can communicate with remote sites from which data are transmitted and that everything is OK to analyze the data.

Beside the permanent geodetic network, annual campaigns are organised to collect additional benchmark data using temporary GPS stations. Around 80 benchmarks are surveyed each year for 2-3 days to determine yearly changes in position. These surveys provide a higher density of measurements in certain areas, enabling HVO to more precisely determine deformation patterns over many years.

To help interpret the data, geodesists use computer models that calculate the expected motion at the earth’s surface due to expansion or contraction of magma bodies with simplified shapes, such as spheres or ellipsoids. Simple shapes are used because they adequately match the data and are less time-consuming to calculate than irregularly shaped bodies. Time is important because many thousands of calculations are used to test different models.

The best-fitting model shows scientists the most likely place that magma is moving into or out of the volcano, as well as where magma is accumulating and how close it is to the surface. However, no single type of data gives the whole picture of a volcano, so geodetic data needto be interpreted along with geologic, seismic and gas data. HVO’s different teams come together as a whole to develop sound hypotheses for current activity, hazard levels, and future scenarios.

Source : USGS / HVO.

Exemple d’utilisation d’une station GPS temporaire pour mesurer les déformations du Kilauea (Source : USGS / HVO)