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Kilauea (Hawaii): une éruption à court terme? // Kilauea (Hawaii): a short-term eruption?

Pour commencer, voici ce que j’écrivais dans une note publiée le 13 juin 2021:

Dans une note publiée le 1er juin 2021, j’expliquais que l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (le HVO) jouait sur les mots et refusait d’admettre que l’éruption du Kilauea était terminée, bien qu’aucune activité n’ait été observée depuis le 27 mai 2021. Les dernières mises à jour de l’observatoire indiquent que « le Kilauea n’est plus en éruption. Aucune activité de surface n’a été observée. »

Dans un nouvel article, le HVO nous informe qu’ »une fenêtre de trois mois est nécessaire pour définir une « pause » dans une éruption. Cela signifie que nous devrons attendre encore 90 jours (jusqu’au 24 août 2021) pour voir si le HVO admet enfin que l’éruption est terminée… ce dont je ne suis pas sûr !!

Le HVO explique que lorsqu’un intervalle d’activité dure plus de 90 jours, il se transforme généralement (mais pas toujours) en une période de « repos volcanique » beaucoup plus longue qui peut durer plusieurs années, voire plusieurs millénaires. Toute nouvelle activité éruptive devient alors « la prochaine éruption ».

Il se peut qu’il s’agisse d’une simple coïncidence, mais le HVO a diffusé le 24 août 2021 un message relayé par tous les médias d’information aux Etats Unis indiquant qu’un essaim sismique significatif avait été enregistré dans la partie sud de la caldeira du Kilauea, avec une certaine déformation du sol..

Ce genre d’événement n’a rien d’exceptionnel car des secousses se produisent fréquemment sur le flanc sud du Kilauea suite à un effet de basculement de l’édifice volcanique dans l’Océan Pacifique.

Cette dernière sismicité est-elle un signe avant-coureur d’une nouvelle éruption du Kilauea, ou le HVO veut-il entretenir le suspense et refuser d’admettre, une fois de plus, que la dernière éruption est terminée? Les prochains jours nous diront qui détient la vérité, le HVO ou Madame Pele!

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To begin with, here is what I wrote in a post publised on June 13th, 2021:

In a post published on June 1st, 2021, I explained that the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) was playing with the words and refused to admit that the Kilauea eruption was over, although no activity had been observed since May 27th, 2021. The observatory’s latest updates indicate that “Kilauea Volcano is no longer erupting. No surface activity has been observed.”

In a new article, HVO informs us that “a three-month-long window is useful in defining an eruption “pause,” so that we’ll have to wait 90 days (until August 24th, 2021) to see if HVO finally admits the eruption is over…of which I am not sure!!

Next, HVO explains that when a gap in activity lasts for longer than 90 days, it typically (but not always) becomes a much longer period of volcanic rest and can stretch from years to millennia. Any new eruptive activity thus becomes “the next eruption.”

It might be a coincidence, but HVO sent a message relayed by all the US news media on August 24th, 2021 which said that a seismic swarm had been recorded in the southern part of the Kilauea caldera, together with some ground deformation.

This kind of event is not exceptional as earthquakes frequently occur on the southern flank of Kilauea due to a tilting effect of the volcanic edifice in the Pacific Ocean. Is this latest seismicity a harbinger of another Kilauea eruption, or does HVO want to maintain some suspense and refuse to admit, once again, that the latest eruptine is over? The next few days will tell us who holds the truth, HVO or Madame Pele!

La caldeira du Kilauea le 21 août 2021 (Crédit photo: HVO)

Du nouveau sur le Kilauea (Hawaii)? // Something new on Kilauea (Hawaii)?

Le HVO vient de m’envoyer un message indiquant qu’un essaim sismique a commencé sous la partie sud de la caldeira du Kilauea dans la soirée du 23 août 2021 et se poursuit le 24 août au matin avec une séquence d’événements particulièrement forte enregistrée vers 1h30 (heure locale). L’apparition de l’essaim sismique a coïncidé avec un changement dans la déformation du sol au niveau de la zone sommitale du Kilauea. Ce changement peut correspondre au mouvement superficiel du magma sous la partie sud de la caldeira.
En conséquence, le HVO a fait passerle niveau d’alerte volcanique de Advisory à Watch (Vigilance) et la couleur de l’alerte aérienne de Jaune à Orange.

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HVO has just sent me amessage indicating that a seismic swarm began beneath the south part of the Kīlauea caldera on the evening of August 23rd, 2021 and is continuing in the early morning of August 24th with a particularly strong sequence of earthquakes that occurred at about 1:30 a.m., (local time). The onset of the swarm coincided with a change in ground deformation in Kilauea’s summit region. This change may indicate the shallow movement of magma beneath the south part of the Kīlauea caldera.
As a consequence, HVO has raised the volcano alert leve from Advisory to Watch and the aviation colour code from Yellow to Orange.

Vers un prochain réveil du Kilauea? (Photo: C. Grandpey)

Activité volcanique en Islande // Volcanic activity in Iceland

L’éruption de Fagradalsfjall continue sur la Péninsule de Reykjanes, même si son intensité a bien diminué – quasiment de moitié, selon les volcanologues islandais – depuis sa phase initiale. En ce moment, le cratère actif alterne les périodes de calme et celles où la lave s’agite à l’intérieur. La lave se dirige vers l’est mais semble peu visible car elle s’écoule majoritairement en tunnels. Le tremor éruptif confirme cette irrégularité de comportement du volcan (voir ci-dessous). Il y a quelques jours, les volcanologues islandais pensaient que l’éruption était entrée dans sa phase terminale. A voir… Force est de reconnaître que depuis la crise sismique qui a précédé l’éruption, ils n’ont pas brillé dans leurs prévisions !

(Source: Icelandic Met Office)

Ces derniers jours, trois séismes de magnitude M 3.1 et M 3,2 ont été enregistrés sur le Katla. On ne peut pas pour autant parler de crise éruptive car ces événements sont isolés. De plus, ils se sont produits à une centaine de mètres de profondeur. Cela signifie qu’ils sont dus probablement à des mouvements, voire des fracturations, à l’intérieur du Myrdalsjökull, ou à des phénomènes hydrothermaux,comme cela est observé régulièrement dans les volcans islandais qui se cachent sous des calottes glaciaires.

(Photo: C. Grandpey)

A noter, comme je l’indiquais précédemment, que le Myrfalsjökull fond très rapidement à cause du réchauffement climatique. On s’en rend compte en visitant le Solheimajökull, l’une des branches du glacier.

Deux séismes de M 3,9 et M 4,5 ont également été enregistrés ces derniers jours au niveau du Bardarbunga, sous le Vatanjökull, probablement avec les mêmes causes que ceux au niveau du Katla. Le géophysicien Páll Einarsson pense qu’ils sont peut-être en mettre à relation avec l’augmentation de volume du volcan, à cause de l’accumulation de magma depuis l’éruption de 2014-2015. Selon les scientifique, une éruption du Bardarbunga n’est toutefois pas à l’ordre du jour.

(Source: IMO)

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The Fagradalsfjall eruption continues on the Reykjanes Peninsula, although its intensity has decreased – almost by half, according to Icelandic volcanologists – since its initial phase. At the moment, the active crater alternates periods of calm and those when lava is bubbling inside. The lava is heading east but is generally invisible because it mainly flows in tunnels. The eruptive tremor confirms this irregularity in the behaviour of the volcano (see above). A few days ago, Icelandic volcanologists believed the eruption had entered its terminal phase. Not so sure… We have to admit that since the seismic crisis which preceded the eruption, they have not been good forecasters !

In recent days, three earthquakes with magnitudes M 3.1 and M 3.2 have been recorded on- Katla volcano. However, this was not an eruptive crisis because these events were isolated. In addition, they occurred at a depth of a hundred meters. This means that they were probably due to movements, or even fracturing, within Myrdalsjökull, or to hydrothermal phenomena which are regularly observed on Icelandic volcanoes under ice caps.
As I indicated previously, Myrfalsjökull is melting very quickly due to global warming. one can see this when visiting Solheimajökull, one of the branches of the glacier.

Two earthquakes with magnitudes M 3.9 and M 4.5 have also been recorded in recent days at Bardarbunga, under Vatanjökull, probably with the same causes as those at Katla. Geophysicist Páll Einarsson thinks they may be related to the increase in volume of the volcano, due to the accumulation of magma since the 2014-2015 eruption. According to scientists, an eruption of Bardarbunga is not on the agenda, however.

Le poids des volcans hawaiiens // The weight of Hawaiian volcanoes

L’État d’Hawaii est l’un des endroits les plus exposés aux séismes aux États-Unis. Contrairement à d’autres Etats comme la Californie où les secousses sont liées au mouvement des plaques tectoniques, la sismicité à Hawaii est à mettre directement en relation avec les volcans.

La sismicité à Hawaii est due à trois causes principales : 1) le mouvement du magma sous les volcans actifs ; 2) le glissement des flancs des volcans le long de la zone entre l’ancienne croûte océanique et les volcans sus-jacents ; 3) la flexion de la croûte terrestre et du manteau supérieur sous le poids des volcans.

Un séisme de M 5.2 lié à la troisième cause s’est produit le 5 juillet 2021 à 5 km au large de la côte nord de Big Island, à 27 kilomètres sous le niveau de la mer. Deux jours plus tard, un événement de M 4.2 a été enregistré sur le côté ouest de la Grande Ile. Les deux séismes étaient probablement liés aux contraintes exercées par le poids énorme des volcans– en particulier le Mauna Loa et le Mauna Kea – sur la croûte et le manteau.

Les contraintes générées par le poids des volcans sont faciles à comprendre. Au fur et à mesure que les volcans hawaiiens entrent en éruption et prennent du volume, ils ajoutent de plus en plus de poids à la surface de la Terre. Cela provoque un fléchissement de la plaque Pacifique, un peu comme le poids des livres fait fléchir une étagère. Un certain poids peut simplement faire fléchir l’étagère, mais un excès de poids peut provoquer sa rupture. Une telle rupture peut se produire si les plaques tectoniques plient et n’arrivent plus à supporter le poids qui les surmonte.

Les séismes causés par ce phénomène peuvent être assez importants ; certains peuvent avoir une magnitude supérieure à M 6.0. Parmi les séismes de flexion de plaque tectonique à Hawaï, on notera le séisme de M 6,8 à Lanai le 19 février 1871, un événement de M 6,8 à Maui le 22 janvier 1938 ou un séisme de M 5,2 à Oahu le 28 juin 1948. Ces séismes sont profonds, généralement entre 25 et 40 km, dans le manteau supérieur sous les volcans et la croûte océanique.

Pour analyser ces séismes, les scientifiques du HVO utilisent généralement les données GPS qui permettent de calculer comment un point spécifique à la surface de la Terre se déplace dans le temps. Le HVO exploite un réseau de plus de 65 stations GPS sur l’île d’Hawaii. Elles permettent de surveiller et suivre des mouvements extrêmement faibles à la surface de la Terre, y compris certains déplacements liés à la contrainte de flexion des plaques.

Pour améliorer la compréhension scientifique de la flexion des plaques dans l’archipel hawaiien, 7 nouveaux sites GPS sont en cours d’équipement sur les îles d’Hawaï, Molokai et Lanai. Ces nouveaux sites ont été choisis dans le but d’analyser les mouvements associés à la flexion des plaques, mais aussi pour se rendre compte si certains mouvements résultent de la flexion des plaques ou de la dynamique de systèmes magmatiques profonds sous les volcans.

Source : USGS/HVO.

On notera que cette flexion de l’écorce terrestre sous le poids des volcans est l’inverse du rebond isostatique observé dans les régions où la fonte des glaciers fait chuter leur masse et entraîne un soulèvement de l’écorce terrestre, comme en Islande, par exemple.

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The State of Hawaii is one of the most seismically active locations in the United States. Unlike some other earthquake-prone places in the US, like California, where the earthquakes are related to tectonic plates sliding past each other, seismicity in Hawaii is related to volcanoes.

There are three main causes for earthquakes in Hawaii are: 1) the movement of magma under active volcanoes; 2) the sliding of volcanoes’ flanks along the surface that separates the ancient oceanic crust and overlying volcanoes; 3) the bending or flexing of the Earth’s crust and upper mantle in response to the weight of the overlying volcanoes.

An M 5.2 earthquake related to the third cause occurred on July 5th, 2021 5 km off the north shore of Big Island at 27 kilometres below sea level. Two days later, an M 4.2 event occurred on the west side of the Island of Hawaii. Both earthquakes were likely related to stress caused by the enormous weight of the Hawaiian volcanoes – especially Mauna Loa and Mauna Kea – on the underlying crust and mantle.

The stress caused by the weight of the volcanoes is easy to understand. As Hawaiian volcanoes erupt and grow, they add more and more weight to the Earth’s surface. This causes the Pacific Plate to flex downward, much like the bending caused by heaving books on an overloaded bookshelf. Some weight may just make the shelf bow, but a lot of weight may cause the shelf to start to splinter or break. Those breaks are similar to what happens in tectonic plates if they bend too. Earthquakes caused by this flexure can be quite large ; some can be greater than M 6.0.

Some additional past Hawaiian flexure earthquakes include the M 6.8 Lanai earthquake on February 19th, 1871, an M 6.8 event in Maui on January 22nd, 1938, or an M 5.2 quake in Oahu on June 28th, 1948.

These earthquakes are deep, typically 25–40 km, within the uppermost mantle underneath volcanoes and oceanic crust. To measure these quakes, HVO scientists typically use GPS data. GPS instruments allow to calculate how a specific point on the Earth’s surface moves throughout time. HVO operates a network of over 65 GPS stations on the Island of Hawaii. They are used to monitor and track extremely small movements at the Earth’s surface, including some displacements related to plate flexure stress.

To improve the scientific understanding of plate bending in the Hawaiian Islands, 7 new GPS sites are being equipped on the islands of Hawaii, Molokai, and Lanai. These new sites are strategically placed to capture movement associated with plate bending and to test whether certain motions result from ongoing plate bending or from the dynamics of very deep magmatic systems beneath the volcanoes.

Source : USGS / HVO.

It should be noted that this bending of the Earth’s crust under the weight of volcanoes is the reverse of the isostatic rebound observed in regions where the melting of glaciers causes their mass to drop and the Earth’s crust to rise, as in Iceland, for instance.

Le Mauna Loa (à gauche) et le Mauna Kea (à droite) exercent un pression considérable sur l’écorce terrestre (Photo : C. Grandpey)