Les émissions de SO2 du Kilauea pendant l’éruption de 2018 // Kilauea’s SO2 emissions during the 2018 eruption

L’éruption du Kilauea dans la Lower East Rift Zone (LERZ) en 2018 a libéré d’énormes quantités de dioxyde de soufre (SO2) et l’ensemble de l’archipel hawaïen a parfois été envahi par le brouillard volcanique, ou vog.
Pour mesurer les émissions de SO2, les volcanologues utilisent un spectromètre. L’instrument est généralement installé à bord d’un véhicule ou un avion qui passe sous le panache de SO2 et mesure l’absorption de lumière par le gaz. Plus il y a de SO2, moins la lumière ultraviolette (UV) atteint le spectromètre. En 2018, il y avait tellement de SO2 que le spectromètre pouvait à peine détecter cette lumière, ce qui n’a guère facilité les mesures.
Le spectromètre mesure la lumière UV sur une gamme de longueurs d’onde. Normalement, avec de faibles émissions de SO2, on examine les longueurs d’onde où l’absorption de SO2 est importante, ce qui permet de détecter de très faibles quantités de gaz. En 2018, la situation a été beaucoup plus compliquée car aucune lumière UV n’atteignait l’instrument. Les scientifiques du HVO ont alors examiné une partie du spectre UV où l’absorption de SO2 est 500 fois plus faible, de sorte qu’une certaine quantité de lumière UV restait détectable.
Après avoir traité les mesures dans la nouvelle gamme de longueurs d’onde, les données ont révélé que pendant la majeure partie du mois de juin et début juillet 2018, les fractures dans la LERZ ont émis près de 200 000 t / j (tonnes / jour) de SO2. Ce sont les niveaux d’émission les plus élevés jamais mesurés sur le Kilauea avec le spectromètre UV qui a commencé à être utilisé vers la fin des années 1970. Il se peut que les premières fontaines de lave du Pu’uO’o en 1983, et peut-être l’éruption du Mauna Loa en 1984, aient montré des niveaux de SO2 similaires, mais ces mesures ont probablement souffert de la même sous-estimation que les premières mesures effectuées par le HVO en 2018. Elles avaient alors révélé des émissions de 15000 t / j (tonnes / jour). Malheureusement, les données fournies par le spectromètre des années 1980 ne peuvent pas être traitées de la même manière que les données de 2018.
Les scientifiques du HVO estiment que l’éruption de 2018 a émis plus de 10 Mt (mégatonnes, ou millions de tonnes) de SO2 entre mai et début août. Au cours de ces trois mois, le Kilauea a émis cinq fois plus de SO2 que pendant la seule année 2017. Peu d’éruptions récentes sur Terre ont émis autant de SO2, et lorsqu’elles l’ont fait, il s’agissait généralement d’éruptions explosives majeures sur des stratovolcans.
L’éruption fissurale de l’Holuhraun (Islande) en 2014 également émis environ 10 Mt de SO2, mais en 6 mois, et non 3 comme le Kilauea. À titre de comparaison, la plus grande éruption volcanique du siècle dernier, celle du Pinatubo (Philippines) en 1991, n’a émis que deux fois plus de SO2 que celle du Kilauea en 2018, mais de manière explosive en une seule journée.
Depuis la fin de l’éruption de 2018, le Kilauea a émis beaucoup moins de SO2. Fin 2018, les émissions étaient d’environ 30 t / j au sommet et sur le Pu’uO’o, et presque nulles dans la LERZ. Début 2019, le Pu’uO’o a retrouvé des niveaux proches de zéro. Bien que du SO2 se dissolve dans l’eau du lac dans le cratère de l’Halema’uma’u, les niveaux d’émission de SO2 en ce moment sont les plus bas observés sur le Kilauea depuis plus de 30 ans.
Source: USGS / HVO.

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Kilauea’s Lower East Rift Zone (LERZ) eruption in 2018 released huge amounts of sulphur dioxide (SO2) and the whole Hawaiian archipelago was sometimes invaded by the volcanic fog, or vog.

To measure SO2 emission rates, volcanologists use a spectrometer. The instrument is mounted to a vehicle or aircraft, which passes under the SO2 plume and measures the absorption of sunlight by SO2 overhead. The more SO2, the less ultraviolet (UV) light reaches the spectrometer. In 2018, there was so much SO2 that the spectrometer could barely detect any UV light at all, which made it difficult to determine the exact amount of gas overhead.

The spectrometer measures UV light over a range of wavelengths. Normally, with low SO2 emissions, one examines wavelengths where SO2 absorption is significant, which allows to detect even very small amounts of gas. But 2018 was different as nearly no light was reaching the instrument. HVO scientists examined a part of the UV spectrum where SO2 absorption is 500 times weaker, so some UV light would still be detectable.

After re-processing all measurements in the new wavelength range, the data revealed that for much of June and early July of 2018, fissures in the LERZ emitted nearly 200,000 t/d (tonnes/day)of SO2. These are the highest SO2 emission rates measured at Kilauea using the UV spectrometer technique, which began in the late 1970s. Early Pu’uO’o high lava fountains, and perhaps Mauna Loa’s 1984 eruption, may have had similar emission rates, but those measurements likely suffered from the same underestimation as HVO’s initial 2018 analyses which revealed emissions of 15,000 t/d (tonnes/day). Unfortunately, because of older spectrometer technology, data from the 1980s cannot be reprocessed in the same way as 2018 data.

HVO scientists now estimate that the 2018 eruption emitted over 10 Mt (megatonnes, or millions of tonnes) of SO2 between May and early August. In those three months alone, Kilauea emitted five times the SO2 it emitted in the year 2017. Few recent eruptions on Earth have released that much SO2, and when they do, they are generally large explosive eruptions at stratovolcanoes.

Most similar to Kilauea’s eruption was the 2014 Holuhraun fissure eruption in Iceland, which also emitted about 10 Mt of SO2, though in 6 months rather than just 3. For comparison, the largest volcanic eruption of the past century, Mount Pinatubo in the Philippines in 1991, only released about twice the SO2 mass of Kilauea’s 2018 eruption, albeit explosively on a single day.

Since the extremely high emissions in 2018 ended, Kilauea has been releasing far less SO2. By late 2018, SO2 emissions were about 30 t/d at the summit and Pu’uO’o, and near-zero in the LERZ. By early 2019, Pu’uO’o had dropped to near-zero levels as well. Though some additional SO2 is dissolving into the new lake in Halema‘uma‘u Crater, current emission rates are the lowest that have been observed at Kilauea in over 30 years of measurements.

Source: USGS / HVO.

Emissions de SO2 au sommet du Kilauea et sur l’East Rift Zone (Photos : C. Grandpey)

La mare au fond de l’Halema’uma’u (Hawaii) // The water pond at the bottom of Halema’uma’u (Hawaii)

On peut lire ces jours-ci dans la presse américaine plusieurs articles à propos de l’eau qui est apparue au fond du cratère de l’Halema’uma’u après l’éruption du Kilauea en 2018.

Le 12 octobre 2019, j’ai publié une note intitulée « Kilauea : l’eau de l’Halema’uma’u » :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2019/10/12/kilauea-hawaii-leau-de-lhalemaumau-the-water-in-halemaumau-crater/

Elle résumait une étude réalisée par Matt Patrick et Jim Kauahikaua, deux scientifiques de l’USGS, respectivement géologue et géophysicien au HVO. Illustré de schémas et de photos, le document explique pourquoi cette eau est apparue au fond du cratère, et comment pourrait évoluer la situation.

Depuis le mois d’octobre 2019, l’étendue d’eau au fond de l’Halema’uma’u n’a cessé de croître. D’une profondeur de plus de 35 mètres, elle présente une longueur d’environ 210 mètres pour une largeur d’une centaine de mètres. Sa couleur, verdâtre au début, est maintenant marron sous l’effet des réactions chimiques.

S’agissant de l’avenir de cette mare, il existe plusieurs possibilités. Dans un premier scénario, on peut imaginer que le magma remonte rapidement le long du conduit d’alimentation et entre en contact avec l’eau, ce qui ne manquerait pas de créer une situation explosive. Dans un deuxième scénario, le fond du cratère pourrait s’effondrer et laisser s’évacuer toute l’eau vers une zone très chaude où elle se transformerait rapidement en vapeur. En conclusion, si une éruption explosive reste possible, les scientifiques du HVO pensent que la prochaine éruption pourrait aussi se déclencher lentement et toute l’eau pourrait s’évaporer.

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One can read these days several articles in the American press about the pool of water that appeared at the bottom of Halema’uma’u crater after the eruption of Kilauea in 2018.
On October 12th, 2019, I published a note entitled « Kilauea: the water in Halema’uma’u Crater »:

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2019/10/10/12/kilauea-hawaii-leau-de-lhalemaumau-the-water-in-halemaumau-crater/

It summarized a study by Matt Patrick and Jim Kauahikaua, two USGS scientists, respectively ageologist and a geophysicist at HVO. Illustrated with diagrams and photos, the document explains why this water appeared at the bottom of the crater, and how the situation could evolve.
Since October 2019, the body of water at the bottom of Halema’uma’u crater has grown steadily. With a depth of more than 35 meters, it has a length of about 210 metres and a width of a hundred metres. Its colour, greenish at first, is now brown under the effect of chemical reactions.

As far as the future of the water pond is concerned, there are several possibilities. In one case, magma could rise quickly up the conduit and intersect with the water, which would inevitably cause an explosive situation. In the second scenario, the crater floor could collapse and drop all of the water down to a zone where it would be quickly heated into steam. In short, if an explosive eruption remains possible for Kilauea, HVO scientists think the next eruption could also happen slowly and all the water could evaporate.

Crédit photo : USGS / HVO

18 mai 1980, le jour où le Mont St Helens a explosé (2ème partie) // May 18th, 1980, the day when Mount St Helens exploded (part 2)

Comme je l’ai écrit dans ma note du 28 avril 2020 consacrée à l’éruption du Mont St Helens en 1980, un renflement impressionnant est apparu dès le début du mois d’avril sur le flanc nord du volcan. En une semaine, le cratère avait atteint environ 400 m de diamètre et deux systèmes de fractures impressionnantes cisaillaient toute la zone sommitale. Des épisodes éruptifs se produisaient à raison d’un événement en moyenne en mars et environ un par jour le 22 avril 1980, lorsque prit fin la première période d’activité.

Crédit photo : USGS

De petites séquences éruptives ont repris le 7 mai et se sont poursuivies jusqu’au 17 de ce mois. À ce moment-là, plus de 10 000 séismes avaient été enregistrés sur le volcan et le flanc nord avait gonflé d’environ 140 mètres pour former un renflement proéminent. Dès le début de l’éruption, le renflement a progressé plus ou moins horizontalement, à raison d’environ 2 mètres par jour. Il était clair du magma s’élevait à l’intérieur du volcan. En fait, sous le renflement visible en surface se cachait un cryptodôme, autrement dit une intrusion magmatique qui n’avait pas encore percé la surface.

Sans signes précurseurs, un séisme de magnitude M 5,1 a secoué le volcan à 8 h 32 le 18 mai 1980 et s’est accompagné d’une série rapide d’événements. En même temps que le séisme, le renflement sur le flanc nord et le sommet du volcan ont glissé pour donner naissance à un énorme glissement de terrain d’une taille encore jamais observée sur Terre. Un petit panache éruptif sombre et riche en cendre est apparu directement à la base de l’escarpement formé par l’avalanche de débris, tandis qu’un autre s’échappait du cratère sommital et montait jusqu’à environ 200 m de hauteur. Une partie de l’avalanche de débris s’est dirigée vers les crêtes au nord, mais la plus grande partie s’est dirigée vers l’ouest et s’est engagée sur 23 km dans la vallée de la North Fork Toutle River où elle a déposé des hummocks, reliefs de plusieurs dizaines de mètres de hauteur, que l’on peut encore observer aujourd’hui. Le volume de matériaux transportés par les avalanches est estimé à environ 2,5 km3.

Crédit photo : USGS

Photo : C. Grandpey

 Le glissement de terrain a fait disparaître le flanc nord du Mont St. Helens, y compris une partie du cryptodôme qui s’était formé à l’intérieur du volcan. La disparition du cryptodôme a entraîné une dépressurisation soudaine du système magmatique et déclenché un blast – de puissantes éruptions latérales – qui a arraché la partie supérieure du cône sur 300 mètres de hauteur. Lorsque ce blast a dépassé l’avalanche de débris mentionnée précédemment; il a accéléré pour atteindre une vitesse d’au moins 480 kilomètres à l’heure. En quelques minutes, un nuage éruptif a commencé à s’élever de l’ancien cratère sommital et a atteint en moins de 15 minutes une hauteur de plus de 24 km.

Crédit photo : USGS

Le blast a dévasté une zone sur près de 30 km d’ouest en est et sur plus de 20 km au nord de l’ancien sommet. Dans une zone s’étendant à une dizaine de kilomètres du sommet, il ne restait pratiquement plus d’arbres de ce qui était autrefois une belle forêt dense. Juste au-delà de cette zone, tous les arbres sur pied ont été projetés au sol, brisés comme des allumettes. A la limite extérieure de l’éruption, les arbres ont été complètement brûlés sur pied. La zone dévastée de 600 km2 a été recouverte d’un dépôt de matériaux chauds propulsés par l’explosion.

Troncs d’arbres sur le Spirit Lake

(Photos : C. Grandpey)

En disparaissant, le cryptodôme et le flanc du volcan ont mis à l’air libre le conduit d’alimentation du Mont St. Helens, entraînant une énorme libération de pression. Cette brutale dépressurisation dans le conduit éruptif a permis au magma de se précipiter vers l’extérieur. Moins d’une heure après le début de l’éruption, la dépressurisation dans le conduit éruptif a déclenché une éruption plinienne qui a envoyé un énorme panache de tephra dans l’atmosphère. Des coulées pyroclastiques en provenance du cratère ont dévalé la pente du volcan  à 80 – 130 km / h et se sont propagées jusqu’à 8 km au nord.
Cette phase plinienne s’est poursuivie pendant 9 heures, avec une très haute colonne étuptive, de nombreuses coulées pyroclastiques et des retombées de cendres dans les zones sous le vent. À la fin de la phase plinienne, un nouvel amphithéâtre de 1,9 x 2,9 km, orienté vers le nord, était apparu au sommet du volcan.

Crédit photo : USGS

Au cours de la journée, les vents dominants ont emporté la cendre vers l’est, à travers les Etats-Unis. Une obscurité totale a envahi Spokane,  dans l’Etat de Washington, à 400 km du volcan. Des retombées de cendres importantes ont été observées jusque dans le centre du Montana, avant d’atteindre les grandes plaines du centre des États-Unis, à plus de 1 500 km. Le nuage de cendres a traversé les États-Unis en trois jours et a fait le tour de la Terre en 15 jours.
Source: USGS.

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As I put it in my post of 28 April 2020, an impressive bulge had appeared on the north flank of Mount St Helens. Within a week the crater had grown to about 400 m in diameter and two giant crack systems crossed the entire summit area. Eruptions occurred on average from about 1 per hour in March to about 1 per day by April 22nd, 1980 when the first period of activity ceased.

Small eruptions resumed on May 7th and continued to May 17th. By that time, more than 10,000 earthquakes had shaken the volcano and the north flank had grown outward about 140 m to form a prominent bulge. From the start of the eruption, the bulge grew outward, nearly horizontally, at consistent rates of about 2 metres per day. It was clear that magma had risen high into the volcano. In fact, beneath the superficial bulge was a cryptodome that had intruded into the volcano’s edifice, but had yet to erupt on the surface.

With no immediate precursors, a magnitude M 5.1 earthquake occurred at 8:32 a.m. on May 18th, 1980 and was accompanied by a rapid series of events. At the same time as the earthquake, the volcano’s northern bulge and summit slid away as a huge landslide. A small, dark, ash-rich eruption plume rose directly from the base of the debris avalanche scarp, and another from the summit crater rose to about 200 m high. The debris avalanche swept around and up ridges to the north, but most of it turned westward as far as 23 km down the valley of the North Fork Toutle River and formed a hummocky deposit. The total avalanche volume is about 2.5 km3.

The landslide removed Mount St. Helens’ northern flank, including part of the cryptodome that had grown inside the volcano. The removal odf the cryptodome resulted in immediate depressurization of the volcano’s magmatic system and triggered powerful eruptions that blasted laterally and removed the upper 300 m of the cone. As this lateral blast of hot material overtook the debris avalanche; it accelerated to at least 480 kilometres per hour. Within a few minutes, an eruption cloud of blast tephra began to rise from the former summit crater. Within less than 15 minutes it had reached a height of more than 24 km.

The lateral blast devastated an area nearly 30 km from west to east and more than 20 km northward from the former summit. In an inner zone extending nearly 10 km from the summit, virtually no trees remained of what was once dense forest. Just beyond this area, all standing trees were blown to the ground, and at the blast’s outer limit, the remaining trees were thoroughly seared. The 600 km2 devastated area was blanketed by a deposit of hot debris carried by the blast.

Removal of the cryptodome and flank exposed the conduit of Mount St. Helens, resulting in a release of pressure on the top of the volcano’s plumbing system. This caused a depressurization wave to propagate down the conduit to the volcano’s magma storage region, allowing the pent-up magma to expand upward toward the vent opening. Less than an hour after the start of the eruption, this loss of conduit pressure initiated a Plinian eruption that sent a massive tephra plume high into the atmosphere. Pyroclastic flows poured out of the crater at 80 – 130 km/hr and spread as far as 8 km  to the north.

The Plinian phase continued for 9 hours producing a high eruption column, numerous pyroclastic flows, and ashfall downwind of the eruption. When the Plinian phase was over, a new northward opening summit amphitheater 1.9 x 2.9 km across was revealed

Over the course of the day, prevailing winds blew the ash eastward across the United States and caused complete darkness in Spokane, Washington, 400 km from the volcano. Major ashfalls occurred as far away as central Montana, and ash fell as far eastward as the Great Plains of the Central United States, more than 1,500 km away. The ash cloud spread across the U.S. in three days and circled the Earth in 15 days.

Source : USGS.

Le Mont St Helens aujourd’hui (Photos : C. Grandpey)

Semeru & Ibu (Indonésie)

Une puissante séquence éruptive a eu lieu vers 12h25 (UTC) sur le Semeru (Indonésie) le 16 mai 2020. Le panache de cendre est monté jusqu’à 14 km d’altitude.
Un bref épisode éruptif a été observé ce même jour sur le mont Ibu (île de Halmahera / Indonésie) à 9h20 (UTC).
La couleur de l’alerte aérienne est passée au Rouge sur les deux volcans.
Source: The Watchers, VAAC Darwin)

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 A significant eruption took place at about 12:25 (UTC) at Semeru (Indonesia) on May 16th, 2020. It ejected ash up to 14 km a.s.l.

A short-lived eruption was observed that same day on Mt Ibu (Halmahera Island / Indonesia) at 09:20 (UTC).

The Aviation Colour Code was raised to Red on both volcanoes.

Source : The Watchers, Darwin VAAC)

Panache de cendre sur le Semeru (Photo: C. Grandpey)

 

Islande : Vík í Mýrdal sous la cendre ! // Iceland : Vík í Mýrdal under the ash !

Vík í Mýrdal ou Vík est une bourgade de quelque 300 habitants sur la côte sud de l’Islande. Elle est située au sud du glacier Mýrdalsjökull qui cache sous sa calotte de glace le volcan Katla considéré comme l’un des plus dangereux du pays. Dans les prochains jours, Vik sera recouverte de cendre dans le cadre du tournage d’une série de science fiction intitulée Katla diffusée sur Netflix en février de l’année prochaine.

La période de tournage est parfaite car aucun touriste ne devrait être présent dans le village avant longtemps, alors que le lieu est normalement très populaire. Les interdictions de voyager dues la pandémie de COVID-19 ont profondément affecté la région où le taux de chômage atteint 42% au mois d’avril.
Le film a pour cadre une éruption du Katla pendant près d’un an, avec des conséquences dramatiques pour Vik. En vue du tournage, une partie du village sera recouverte de cendre, donnant l’impression qu’il a été abandonné.
Les mesures concernant l’interdiction des rassemblements publics seront quelque peu assouplies le 4 mai et le 7 mai 2020 quand arrivera l’équipe de tournage qui devrait durer jusqu’à la fin du mois de mai.

Source : Iceland Review.

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Vík í Mýrdal or Vík is a town with around 300 inhabitants on the south coast of Iceland. It is located south of the Mýrdalsjökull, a glacier which hides Katla, a volcano considered as one of the most dangerous in the country. In the coming days, Vik will be covered with ash as part of the shooting of a science fiction series called Katla, to be aired on Netflix in February next year.

The timing of the shooting is perfect, since no visitor is expected any time soon in the town, normally crowded with tourists. Travel bans and the lack of tourists, caused by the COVID-19 pandemic, have been exceptionally tough for this area, which has seen unemployment rates as high as 42 percent this month.

The film series takes place when the volcano Katla has erupted for nearly a year, causing havoc in the town. In preparation for shooting, part of Vík will be covered in ash, looking deserted.

Rules regarding a ban on public gatherings will be eased somewhat on May 4th, and on May 7th, 2020 when the crew is expected in town, where it will remain at least through the end of May.

Source: Iceland Review.

Le village de Vik et le site de Dyrhólaey à l’arrière-plan (Photo: C. Grandpey)

Vue aérienne du Myrdalsjökull (Crédit photo: IMO)

Photo: C. Grandpey

18 mai 1980, le jour où le Mont St Helens a explosé (1ère partie) // May 18th, 1980, the day when Mount St Helens exploded (part 1)

Avril 1980, les jours d’avant.

Le 18 mai 2020 marquera le 40ème anniversaire de l’éruption cataclysmale du Mont St Helens en mai 1980. Dans un article récent, l’US Geological Survey (USGS) explique le travail effectué par les volcanologues américains pendant les jours qui ont précédé l’événement.
Il y a quarante ans, aucun scientifique de l’USGS n’était formé à la surveillance de tous les types de volcans actifs. Le travail se limitait à l’observation des éruptions du Kilauea et du Mauna Loa à Hawaï; et les volcanologues n’avaient jamais étudié sur le terrain les volcans composites qui s’alignent le long de la Chaîne des Cascades. De plus, les instruments n’étaient pas aussi performants que ceux utilisés aujourd’hui. Les ordinateurs n’étaient pas répandus et les observations par satellite se comptaient sur les doigts de la main.
Début avril, un renflement avait été observé sur le flanc nord du Mont St Helens ; les glaciers se fracturaient sous sa poussée et un cratère s’était formé à l’arrière de cette bosse qui gonflait en direction du nord. Le phénomène était inquiétant, mais les scientifiques ne savaient pas s’il s’agissait d’un événement superficiel ou le signe d’une déformation plus profonde et plus grande ampleur qui pourrait se développer au-delà du volcan.

Crédit photo: USGS

Pour répondre à cette question, le personnel de l’USGS sur le terrain au mois d’avril 1980 a utilisé le Spirit Lake, alors encore recouvert de glace au nord du volcan, comme inclinomètre à liquide. Les scientifiques ont cloué des repères en bois sur des souches d’arbres ou des embarcadères autour du lac. Grâce à des rotations d’hélicoptères, ils ont relevé les niveaux d’eau sur six sites pendant environ 20 minutes et calculé les différences. La répétition des mesures jusqu’à la fonte de la glace à la mi-avril n’a montré aucune variation significative de niveau.

Vue du Spirit Lake avec le Mont St Helens à l’arrière-plan (Photo: C. Grandpey)

Les scientifiques ont alors commencé à se concentrer les mesures de déformation sur le renflement apparu sur le versant nord du Mont St Helens. La surface plane du parking du terrain de camping Timberline, situé juste au nord-est du renflement, était parfaite pour mesurer l’inflation, en utilisant une méthode mise au point par le HVO à Hawaii. Des clous ont été enfoncés dans la chaussée aux extrémités d’un triangle d’environ 10 m de côté. Ils ont servi de points de repères pour déterminer les variations d’élévation relatives. Des mesures répétées, souvent pendant des tempêtes de neige, ont révélé les variations d’élévation du sol. Sept relevés entre le 30 mars et le 30 avril ont montré une inclinaison globale environ 2 microradians par jour à bonne distance du renflement. Cette petite variation d’inclinaison était une preuve supplémentaire que la déformation était concentrée sur le renflement proprement dit.

Mesure du tilt (inclinaison) au parking du camping de Timberline (Crédit photo: USGS)

D’importantes inclinaisons de plusieurs dizaines de microradians pendant seulement quelques minutes se superposaient à l’inclinaison globale. Le parking oscillait d’avant en arrière, probablement sous l’effet du mouvement saccadé du renflement sur le flanc du volcan. Pour fournir des données d’inclinaison en continu, des inclinomètres électroniques ont été installés fin avril. Cependant, des problèmes techniques et l’instabilité du sol à cause du dégel ont limité leur utilisation.
Il devenait évident qu’un télémètre électronique – Electronic Distance Meter (EDM) – était indispensable pour mesurer le renflement sur le flanc du volcan. Les EDM performants étaient coûteux et difficilement disponibles à cette époque. Un tel instrument était disponible à la Smithsonian Institution et un prêt a été conclu. Les mesures ont commencé le 20 avril 1980.
Les mesures EDM ne sont pas simples. Un EDM suppose l’installation d’une cible qui réfléchit un rayon laser vers l’instrument.

Normalement, des prismes en verre coûteux sont utilisés, mais tout ce qui devait être installé sur le renflement devait être bon marché. L’USGS a opté pour des réflecteurs routiers en plastique qui ont été vissés sur une planche qui a été ensuite boulonnée sur un panneau en acier enfoncé dans le sol à des emplacements situés sur et  près du renflement, et accessibles par hélicoptère. A l’aide de ces cibles de fortune, de l’EDM et d’un théodolite optique à l’ancienne, les scientifiques de l’USGS ont pu mesurer la progression du renflement qui atteignait jusqu’à 1,5 m par jour. Ils ont pu aussi définir les limites du renflement et obtenir des données fiables.
Source: USGS.

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April 1980, the days before the event.

May 18th, 2020 will mark the 40th anniversary of the powerful Mt St Helens eruption in May 1980. In a recent article, the U.S. Geological Survey (USGS) explains the work they had to do during the days that preceded the event.

Forty years ago, no scientists in the USGS and academia were adept at monitoring all types of active volcanoes. Their expertise came from the observations of eruptions on Kilauea and Mauna Loa in Hawaii; they had never worked on the steep composite volcanoes that dominate the Cascade Range. Equipment was remedial by today’s standards, computers were not in general use, and satellite observations were limited.

By early April, a growing bulge had appeared high on the north flank of the volcano (see image above), cracking glaciers and leaving a crater behind as it moved northward. This phenomenon was alarming, but scientists did not know whether it was a shallow feature or only the tip of deeper, larger deformation that might reach beyond the volcano.

To answer this question, USGS staff in April used ice-covered Spirit Lake (see image above) north of the volcano as a large liquid tiltmeter. They nailed wooden yardsticks to tree stumps or dock piers around the lakeshore where open water was present. Using helicopter hops, they read water levels at six sites in about 20 minutes and calculated their differences. Repeat measurements until the ice melted in mid-April showed no change.

The scientists could thus focus deformation measurements on the bulge itself. The flat parking lot at Timberline campground just northeast of the bulge was perfect for measuring tilt, using a method developed at HVO (see photo above). They drove nails into the pavement at the tips of a triangle about 10 m on a side and leveling determined their relative elevations. Repeated leveling, often during snowstorms, found changes in elevation caused by tilting ground. Seven levelings (March 30th – April 30th) showed an overall tilt away from the bulge at about 2 microradians per day. This small tilt was further evidence that deformation was concentrated in the bulge itself.

Huge tilts of tens of microradians lasting only a few minutes were superimposed on the overall tilt. The parking lot was swaying back and forth, probably because of jerky movement of the bulge itself. To provide continuous tilt data, electronic platform tiltmeters were installed in nearby areas in late April. However, instrument problems and sites made unstable by thawing ground limited their use.

It became clear that there was the need for an electronic distance meter (EDM) to make measurements of the bulge itself. Powerful EDMs were expensive and not readily available. An instrument was located at the Smithsonian Institution and a loan was arranged. Measurements began on April 20th, 1980. EDM measurements were not straightforward. An EDM requires a target that reflects a laser back to the instrument (see principle above). Normally, costly glass prisms were used, but anything on the bulge had to be cheap. HVO opted for plastic highway reflectors that were screwed to a board which was bolted onto a steel signpost driven into the ground at helicopter-accessible sites on and near the bulge. These makeshift targets, the loaned EDM, and an old-fashioned optical theodolite allowed USGS scientists to measure bulge movement of up to 1.5 m per day, define the limits of the bulge, and otherwise obtain reliable data.

Source : USGS.

L’éruption du Kilauea (Hawaii) déclenchée par la pluie? La réponse du HVO ! // Kilauea eruption triggered by the rain ? HVO’s answer !

La note précédente faisait référence à un article de The Guardian expliquant que, selon une étude récente, l’éruption du Kilauea en 2018 (Hawaï) aurait été déclenchée par des précipitations extrêmes au cours des mois précédents.
En réponse à cette étude, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) écrit: « Cette hypothèse sur les fortes précipitations est source de réflexion, mais les habitants de la Grande Ile d’Hawaii doivent-ils craindre pour autant que de fortes pluies provoquent la prochaine éruption? »
Au vu des données rassemblées par le HVO en 2018, ainsi que de nombreuses études sur les éruptions précédentes, la réponse du HVO est que non, les habitants de la Grande Ile n’ont pas à redouter une telle corrélation. L’augmentation de la pression dans le système magmatique – qui est bien plus forte que la variation de pression causée par l’infiltration des eaux de pluie – a été le principal moteur de déclenchement de l’éruption de 2018.
Pour le HVO, l’annonce de l’éruption se trouve dans les données de déformation du sol dans sur l’ensemble du Kilauea dans la période qui a précédé l’événement. C’est ce que j’ai expliqué dans ma note précédente en montrant la courbe du tiltmètre en 2013, époque où l’inflation de l’édifice volcanique était déjà enregistrée. Plus près de nous, les tiltmètres et les stations GPS ont enregistré un soulèvement rapide de la surface du sol au niveau du Pu’uO’o à partir de mars 2018, suite à l’augmentation de la pression dans le système d’alimentation. De plus, une inflation rapide a commencé au sommet du Kilauea quelques semaines plus tard, lorsque le réservoir sommital a commencé gonfler. Cette augmentation de pression magmatique s’est traduite par une hausse de niveau des lacs de lave dans le Pu’uO’o et au sommet du Kilauea, avec des débordements spectaculaires sur le plancher de l’Halema’uma’u.
Cette situation a conduit le HVO à publier un bulletin spécial le 17 avril 2018, dans lequel il était fait état de l’augmentation de la pression magmatique, avec le risque de voir une nouvelle bouche éruptive apparaître dans l’East Rift Zone.
En résumé, si l’on se réfère aux paramètres de surveillance du HVO, il est évident que c’est bien la hausse de pression du magma qui a été le moteur de déclenchement des événements de fin avril et début mai 2018. Aucun processus externe, comme les précipitations, n’est intervenu.
Source: USGS / HVO.

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The previous postreferred to an article published in The Guardian explaining that, according to a recent study, the 2018 Kilauea eruption (Hawaii) had been triggered by extreme rainfall in the preceding months.

As a response to the study, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) writes: “This hypothesis about heavy rainfall is thought-provoking, but does it mean that Hawaii residents need to be concerned that heavy rain might cause the next eruption?”

Based on the observatory’s analysis of data collected in 2018, plus many studies of previous eruptions, HVO’s answer is that no, residents need not be concerned about a connection. Increasing pressure in the magmatic system, which far exceeds the change in pressure modelled as due to rainwater infiltration, was the primary driver in triggering the 2018 eruption.

For HVO, the smoking gun is found in the ground deformation record across a broad region of Kilauea Volcano leading up to the eruption. This was what I explained in my previous post showing the tiltmeter plot in 2013 when inflation of the volcanic edifice was already recorded. More specifically, tiltmeter and GPS stations recorded rapid uplift of the ground surface, best explained as the result of increasing pressure within the magmatic plumbing system at Pu’uO’o, starting in March 2018. Rapid uplift began at the summit of Kilauea a few weeks later as the summit reservoir began inflating. This pressurization was widespread and drove lava lakes at Pu’uO’o and the summit to unusually high levels, causing significant overflows in Halema’uma’u.

These changes were so clear that HVO issued a Volcano Activity Notice on April 17th, 2018, noting ongoing pressurization, and forecasting that a new eruptive vent could form on the East Rift Zone.

In summary, HVOs consensus interpretation of the monitoring data is that magma pressurization was the driving force in triggering the events of late April and early May of 2018. No external process, such as rainfall, is needed to explain this.

Source: USGS / HVO.

Effondrement spectaculaire du Pu’uO’o au moment de l’éruption du Kilauea en 2018 (Source: USGS / HVO)