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Islande : Nouvelle approche des fontaines de lave // Iceland : New approach to lava fountains

À partir d’observations de l’éruption du Fagradalsfjall (Islande) en 2021, une équipe de spécialistes des Sciences de la Terre, de météorologues, de géologues et de volcanologues a proposé une nouvelle théorie expliquant la mécanique des fontaines de lave. Les résultats de leurs travaux ont été publiés dans la revue Nature Communications*.
Les fontaines de lave sont des phénomènes spectaculaires pendant lesquels la lave jaillit vers le ciel avant de retomber en cascade sur les flancs d’un volcan. Ces manifestations volcaniques ont longtemps intrigué les scientifiques. Les travaux de l’équipe de chercheurs se sont concentrés sur la compréhension des forces qui servent de moteur à ce phénomène. Contrairement à la plupart des  éruptions classiques, celle du Fagradalsfjall a présenté une série de fontaines de lave de différentes hauteurs offrant une opportunité unique de les approcher et de les examiner.
Pour analyser la dynamique de l’éruption, les chercheurs ont utilisé la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (OP-FTIR)*. Cette technique leur a permis d’analyser les émissions de gaz du volcan sur plusieurs cycles d’épisodes éruptifs entrecoupés de pauses. Leurs observations sur la composition du gaz a fourni des indications sur les processus qui sous-tendent les fontaines de lave.
Il ressort de ces observations que les volcans comme le Fagradalsfjall possèdent une cavité peu profonde remplie de magma sous leur caldeira. En remontant dans cette cavité, le magma génère une couche d’écume à son sommet. Les chercheurs pensent que l’effondrement de cette couche d’écume crée la pression nécessaire pour propulser la lave vers le haut, un peu comme l’éjection d’une boisson gazeuse quand on secoue la bouteille. Ce processus se produit de manière cyclique, conduisant aux éruptions sous forme de fontaines observées en Islande.
L’étude offre non seulement une explication des caractéristiques uniques de l’éruption du Fagradalsfjall, mais elle a également des implications plus larges. Les chercheurs pensent que leur étude pourrait s’appliquer à différents types de fontaines de lave observées dans le monde.
Des recherches supplémentaires seront nécessaires pour valider et élargir ces résultats. Cependant, ces travaux fournissent des informations significatives sur les processus complexes qui entourent les fontaines de lave.

* Near-surface magma flow instability drives cyclic lava fountaining at Fagradalsfjall, Iceland – Scott, S., Pfeffer, M., Oppenheimer, C. et al. – Nature Communications – November 7, 2023 – DOI https://doi.org/10.1038/s41467-023-42569-9 – OPEN ACCESS.

* La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier ou spectroscopie IRTF (ou encore FTIR, de l’anglais Fourier Transform InfraRed spectroscopy)1 est une technique utilisée pour obtenir le spectre d’absorption, d’émission, la photoconductivité ou la diffusion Raman dans l’infrarouge d’un échantillon solide, liquide ou gazeux.

Le résumé de l’étude a été publié sur le site web The Watchers avec une vidéo de drone de l’éruption de 2021 :
https://youtu.be/DQx96G4yHd8

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From the observations of the 2021 Fagradalsfjall eruption in Iceland, a team of Earth scientists, meteorologists, geologists, and volcanologists has formulated a new theory explaining the mechanics of volcanic fountaining. The research* was published in the journal Nature Communications.

Volcanic fountaining, characterized by explosive eruptions with lava shooting skywards and cascading down a volcano’s sides, has long puzzled scientists.The team’s research centered on understanding the driving forces behind this phenomenon. Unlike a single massive eruption, the Fagradalsfjall event presented a series of lava fountains of varying heights, providing a unique opportunity for close-up examination.

To probe the eruption’s dynamics, the researchers employed Fourier transform infrared (OP-FTIR) spectroscopy. This technique enabled them to analyze the gas emissions from the volcano across multiple eruption and pause cycles. Their investigation into the gas composition yielded clues about the processes underpinning volcanic fountaining.

The team’s emerging theory posits that volcanoes like Fagradalsfjall have a magma-filled shallow cavity beneath their calderas. Magma rising into this cavity generates a foam layer at the top. The researchers suggest that the collapse of this foam layer creates the pressure needed to propel magma upwards, akin to soda being ejected from a shaken can. This process occurs cyclically, leading to the observed fountain-like eruptions.

The study not only offers a compelling explanation for the Fagradalsfjall eruption’s unique characteristics but also has broader implications. The researchers believe that their theory could apply to various types of volcanic fountains observed worldwide.

Further research is needed to validate and expand upon these findings. However, the team’s work provides significant insights into the intricate processes of volcanic fountaining.

* Near-surface magma flow instability drives cyclic lava fountaining at Fagradalsfjall, Iceland – Scott, S., Pfeffer, M., Oppenheimer, C. et al. – Nature Communications – November 7, 2023 – DOI https://doi.org/10.1038/s41467-023-42569-9 – OPEN ACCESS.

* Fourier transform infrared spectroscopy or FTIR spectroscopy is a technique used to obtain the absorption spectrum, emission spectrum, photoconductivity or Raman scattering in the infrared of a solid, liquid or gas sample.

The abstract of the research was published on the The Watchers website together with a drone video of the 2021 eruption :

https://youtu.be/DQx96G4yHd8

Capture écran webcam de l’éruption et des fontaines de lave

Eruption mortelle du Marapi (Sumatra / Indonésie) // Deadly eruption of Mt Marapi (Sumatra / Indonesia)

Un épisode éruptif important a débuté sur le Marapi – à ne pas confondre avec le Merapi – sur l’île indonésienne de Sumatra le matin du 4 décembre 2023. La couleur de l’alerte aérienne a été relevée au Rouge. Le panache de cendres est monté jusqu’à 15 km au-dessus du niveau de la mer.
La dernière éruption du Marapi avait eu lieu en mars 2023. Selon la Smithsonian Institution, le Marapi est particulièrement actif, avec plus de 50 éruptions petites à modérées depuis la fin du 18ème siècle.
Source : Magma Indonesia.
Voici une des vidéos de l’éruption diffusées sur les réseaux sociaux :
https://twitter.com/i/status/1731237982261424431

Ce que l’on pensait être un simple épisode éruptif du Marapi s’est transformé en un  drame car 11 randonneurs ont été retrouvés morts près du cratère. Trois personnes pu être secourues. La recherche de 12 autres disparus a été suspendue en raison de l’activité éruptive. 49 randonneurs ont été évacués de la zone affectée par l’éruption. Beaucoup présentaient  des brûlures. Il y avait 75 randonneurs dans le secteur du volcan au moment de l’éruption, mais la plupart ont pu être évacués sains et saufs.

Source : la BBC.

Le Marapi est en niveau d’alerte 3 (sur une échelle de quatre niveaux) depuis 2011, ce qui oblige les randonneurs ou les villageois à rester à au moins 3 kilomètres du sommet. Cela signifie l’ascension jusqu’au sommet du volcan est officiellement interdite. Au moment de l’éruption, les randonneurs n’étaient autorisés à accéder qu’en dessous de la zone de danger, mais parfois certains ne respectent pas cette interdiction. Tous les randonneurs s’étaient enregistrés auprès de deux postes de commandement ou en ligne avant de grimper sur le volcan.

Source : presse indonésienne.

Selon le directeur du Centre de volcanologie et d’atténuation des catastrophes géologiques, l’éruption du 3 décembre n’a pas été précédée d’une hausse significative de la sismicité d’origine volcanique. « De tels événements profonds n’ont été enregistrés que trois fois entre le 16 novembre et le 3 décembre. .Au moment de l’éruption, les inclinomètres montraient une configuration horizontale sur l’axe radial et une légère inflation sur l’axe tangentiel. Cela montre que le processus éruptif s’est déroulé rapidement et que le centre de pression était très peu profond, autour du sommet. »

Source : The Jakarta Post.

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A significant eruptive episode started at Mt Marapi – not to be mistaken with Merapi – on the Indonesian island of Sumatra on the morning of December 4th, 2023. The Aviation Color Code was raised to Red. Thevolcanic ash plume rose up to 15 km above sea level.

The last eruption at Marapi occurred in March 2023. According to the Smithsonian Institution, Marapi has been notably active, with over 50 small to moderate eruptions recorded since the late 18th century.

Source : Magma Indonesia.

Here is one of the videos of the eruption released on the social networks :

https://twitter.com/i/status/1731237982261424431

What was thought to be a simple eruptive episode of Mt Marapi turned into a tragedy as 11 hikers were found dead near the crater. Three people could be rescued. The search for 12 others missing was suspended due to eruptive activity. There were 75 hikers in the volcano area at the time of the eruption, but most were evacuated safely, although . 49 hikers were evacuated from the area affected bythe eruptio, although many had burns.
Source: BBC.

Marapi has been at alert 3 out of four alert levels since 2011, which requires climbers or villagers to stay at least 3 kilometers rom the peak. This means that there should be no climbing to the summit of the volcano. Climbers were only allowed below the danger zone, but sometimes many of them break and get into the prohibited area. All of the climbers had registered at two command posts or online before they climbed.

Source : Indonesian news media.

According to the head of the Center for Volcanology and Geological Disaster Mitigation, the eruption of December 3rd was not preceded by a significant increase in volcanic earthquakes. « Deep volcanic earthquakes were only recorded three times between November16th and on December 3rd, while the tiltmeters showed a horizontal pattern on the radial axis and a slight inflation on the tangential axis.This shows that the eruption process took place quickly and the center of pressure was very shallow, around the summit. »

Source : The Jakarta Post.

Vue du Marapi (Crédit photo: Wikipedia)

Vue du panache éruptif le 4 décembre 2023 (Source: Jakarta Post)

Islande : pourquoi je ne crois pas à une éruption // Iceland : why I don’t believe an eruption will occur

Comme je l’ai indiqué précédemment, je pense – mais je peux me tromper – qu’il n’y aura pas d’éruption sur la péninsule de Reykjanes. Selon moi, on est face à une éruption avortée. Que s’est-il passé ?

L’intrusion magmatique ne fait aucun doute. Tous les instruments ont démontré sa présence. Elle est même considérable, couvrant un distance d’une quinzaine de kilomètres du nord au sud, sur une bonne largeur.

L’intrusion a probablement débuté vers le 24 – 27 octobre 2023 quand les sismographes se sont agités et quand les inclimomètres au sol et les satellites ont détecté un gonflement du sol.

Avec sa source probable dans le secteur de Svarstsengi, le magma en provenance des profondeurs a emprunté les fractures qui déchirent l’Islande du nord-est au sud-ouest. Elles sont le fruit de l’accrétion que connaît l’Islande depuis des lustres. L’une de ces fractures,, légèrement orientée NE – SO, a conduit l’intrusion magmatique vers la bourgade de Grindavik où la pression du magma a fait se soulever et se fracturer le sol, avec la sismicité qui va de pair.

En s’étalent dans les fractures, cette intrusion à grande échelle n’a pas eu une pression suffisante pour que la lave perce la surface. Deux paramètres (sismicité et inflation) semblaient annoncer une éruption, mais les émissions de gaz et leur température étaient absentes. Certes, on a détecté la présence de SO2 en profondeur dans un puits de forage, mais ce n’est pas suffisant pour annoncer un éruption en surface.

Aujourd’hui, si la sismicité persiste, de même que le soulèvement du sol dans le secteur de Svartsengi, ces phénomènes n’ont plus rien à voir avec leur ampleur initiale. De plus, le tremor  montre des valeurs basses.

Source: IMO

On peut raisonnablement penser, comme l’indique le Met Office, qu’il subsiste une alimentation du dike magmatique en profondeur, sous le magma en cours de solidification de l’intrusion, ce qui justifie la sismicité et la déformation enregistrées actuellement. Toutefois, cette arrivée de magma n’a plus la force d’atteindre le surface. D’ailleurs les hypocentres des séismes restent, pour la plupart, à 3 – 5 km de profondeur.

Il faut néanmoins rester vigilant. Comme je l’écrivais le 27 novembre, un nouvel afflux de magma pourrait changer la donne, mais les instruments le signaleront.

En attendant, le Blue Lagoon reste fermé au moins jusqu’au 7 décembre.

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As I put it previously, I think – but I could be wrong – that there will be no eruption on the Reykjanes Peninsula. In my opinion, we are facing an aborted eruption. What happened ?
The magma intrusion is beyond doubt. All instruments demonstrated its presence. It is even considerable, covering a distance of about fifteen kilometers from north to south, over a significant width.
The intrusion probably began around October 24 – 27, 2023, as shown by the seismographs and ground inclimometers, as weel as by satellites which detected an uplift of the ground.
With its likely source in the Svarstsengi area, the magma coming from the depths travelled along the fractures which tear Iceland from the northeast to the southwest. They are the fruit of the accretion that Iceland has been experiencing for ages. One of these fractures, slightly oriented NE – SW, led the magma intrusion towards the town of Grindavik where the pressure of magma caused the ground to rise and fracture, with the seismicity that goes parallel.
While spreading out in the fractures, this large-scale intrusion did not have sufficient pressure for lava to break through the surface. Two parameters seemed to indicate an eruption, but gas emissions and their temperature were absent. Sure, SO2 has been detected at depth in a borehole, but this is not sufficient to herald a surface eruption.
Today, seismicity persists, as well as ground uplift in the Svartsengi area, but these phenomena no longer have anything to do with their initial magnitude. What’s more, the tremor is showing low values.
We can reasonably think, as indicated by the Met Office, that there remains a supply of the magma dike at depth, beneath the now solidified magma of the intrusion, which accounts for the seismicity and deformation currently recorded. However, this influx of magma no longer has the strength to reach the surface. Moreover, the hypocenters of the earthquakes remain, for the most part, at 3 – 5 km depth.
However, one should remain vigilant. As I wrote on November 27th, a new influx of magma could change the situation, but the instruments will react and signal it.

Meantime, the Blue Lagoon will remain closed at least until December 7th.

Islande : le Met Office croit toujours à une éruption // Iceland : the Met Office still believes an eruption might occur

Dans sa mise à jour du 27 novembre 2023, le Met Office islandais estime toujours qu’une éruption pourrait se produire le long de l’intrusion magmatique sur la péninsule de Reykjanes.

L’activité sismique a diminué ces derniers jours et est désormais relativement stable. La plupart des événements ont lieu près de Sýlingarfell et Hagafell.

Les données des stations GPS et les images satellite montrent que le soulèvement du sol se poursuit dans la région de Svartsengi et que la déformation est toujours en cours le long et autour du dyke magmatique
Selon le Met Office, les données sismiques et de déformation montrent que le magma continue de s’accumuler sous le secteur de Svartsengi et de s’écouler dans la partie médiane du dyke détecté le 10 novembre. En conséquence, une éruption le long de l’intrusion magmatique est toujours considérée comme probable tant que l’afflux de magma se poursuit. La zone où le risque d’une éruption est le plus élevé se situe au milieu du dyke entre Hagafell et Sýlingarfell.
[NDLR : Il est à noter que le tremor continue de montrer des valeurs basses. Pour l’instant, il ne semble pas que l’afflux de magma mentionné par le Met Office soit suffisamment fort pour que la lave puisse percer la surface.]

Le tremor le 28 novembre 2023 (Source: IMO)

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In its update of November 27th, 2023, the Icelandic Met Office still believes that an eruption might occur somewhere along the magma intrusion on the Reykjanes Peninsula.

Seismic activity has declned in the past days and is now relatively stable. Most of the events are located near Sýlingarfell and Hagafell.

Data from GPS stations and satellite images show that uplift continues in the area of Svartsengi and deformation is still ongoing along and around the dike.

According to the Met Office, both seismic and deformation data suggest that magma continues to accumulate beneath Svartsengi and to flow into the middle portion of the dike which formed on November 10th. As a consequence, an eruption along the dike is still considered likely as long as the magma inflow continues. The area with the highest likelihood for an eruption is in the middle part of the dike between Hagafell and Sýlingarfell.

[Editor’s note : It should be noted that the tremor is keeping low values. For the time being, it does not look as if the magma influx mentioned by the Met Office is strong enought for lava to pierce the surface].