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L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a perturbé l’ionosphère // The Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruption disturbed the ionosphere

L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, le volcan sous-marin des Tonga, en janvier 2022, est exceptionnelle et représente un trésor pour les scientifiques qui ne cessent de faire de nouvelles découvertes.Ils ont déjà publié une analyse qui montre que cette éruption a généré le plus haut panache volcanique de tous les temps (57 km), avec pénétration de la stratopause, la limite supérieure de la stratosphère.
Aujourd’hui, une équipe internationale de chercheurs a découvert que l’éruption a perturbé les signaux satellites à grande échelle. Les scientifiques ont utilisé des observations ionosphériques satellitaires et terrestres pour montrer qu’une onde de pression atmosphérique déclenchée par une éruption volcanique est capable de produire une bulle de plasma équatoriale (EPB) dans l’ionosphère, avec de fortes perturbations causées aux communications par satellite. Les résultats de ces travaux ont été publiés dans la revue Scientific Reports.
L’ionosphère s’étend d’une altitude d’environ 80 à 1 000 km. C’est la région de la haute atmosphère terrestre où les molécules et les atomes sont ionisés par le rayonnement solaire, ce qui donne naissance à des ions chargés positivement. La zone avec la plus forte concentration de particules ionisées, la région F – 150 à 800 km de la surface de la Terre – joue un rôle crucial dans les communications radio longue distance car elle réfléchit et réfracte les ondes radio utilisées par les systèmes de suivi par satellite et GPS vers la surface de la Terre. Cependant, des trous peuvent se former dans cette région F, créant une structure en forme de bulle appelée EPB (Equatorial Plasma Bubble) qui peut retarder les ondes radio. et dégrader les performances du GPS.
L’équipe de chercheurs, qui comprenait principalement des scientifiques japonais collaborant avec diverses institutions, a utilisé le satellite Arase pour détecter les survenues d’EPB, le satellite Himawari-8 pour vérifier l’arrivée initiale des ondes de pression atmosphérique, et des observations ionosphériques au sol pour suivre les mouvements de l’ionosphère.
Ces scientifiques ont observé une structure irrégulière de la densité électronique au niveau de l’équateur après l’arrivée des ondes de pression générées par l’éruption volcanique. Ils ont également fait une découverte surprenante. Pour la première fois, ils ont montré que les fluctuations ionosphériques commencent quelques minutes à quelques heures plus tôt que les ondes de pression atmosphérique impliquées dans la génération des bulles de plasma. Cela signifie que le modèle du couplage géosphère-atmosphère-cosmosphère qui existait jusqu’à présent et qui stipulait que les perturbations ionosphériques ne se produisent qu’après l’éruption, doit être révisé.
De plus, les chercheurs ont constaté que l’EPB s’étend beaucoup plus loin que prévu par les modèles classiques. Cette découverte montre qu’il y a intérêt à prêter attention au lien entre l’ionosphère et la cosmosphère lorsque des phénomènes naturels extrêmes, tels que l’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, se produisent.
Les résultats de ces recherches présentent un intérêt du point de vue scientifique, mais aussi du point de vue de la météo spatiale et de la prévention des catastrophes.
Source : The Watchers, un excellent site qui publie des articles et des informations en relation avec la science et l’environnement.

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The eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, the underwater volcano in Tonga, in January 2022 was exceptional and a treasure for scientsists who keep making new discoveries. For instance, they have already an analysis that showed this eruption created the highest volcanic cloud ever recorded. For the first time, a volcanic plume has been seen to penetrate the stratopause, the upper limit of the stratosphere.

This time, an international team found that the eruption disrupted satellite signals. The researchers used both satellite and ground-based ionospheric observations to show that an air pressure wave triggered by the volcanic eruptions could produce an equatorial plasma bubble (EPB) in the ionosphere, severely disrupting satellite-based communications. The findings were published in the journal Scientific Reports.

The ionosphere is the region of the Earth’s upper atmosphere where molecules and atoms are ionized by solar radiation, creating positively charged ions. The area with the highest concentration of ionized particles, the F-region, plays a crucial role in long-distance radio communication, reflecting and refracting radio waves used by satellite and GPS tracking systems back to the Earth’s surface. However, irregularities in the F-region, such as the movement of plasma, electric fields, and neutral winds, can cause the formation of a localized irregularity of enhanced plasma density, creating a bubble-like structure called an EPB that can delay radio waves and degrade the performance of GPS.

The team, that mainly included Japanese scientists in collaboration with various institutions, used the Arase satellite to detect EPB occurrences, the Himawari-8 satellite to check the initial arrival of air pressure waves, and ground-based ionospheric observations to track the motion of the ionosphere.

They observed an irregular structure of the electron density across the equator that occurred after the arrival of pressure waves generated by the volcanic eruption.

The group also made a surprising discovery. For the first time, they showed that ionospheric fluctuations start a few minutes to a few hours earlier than the atmospheric pressure waves involved in the generation of plasma bubbles. This suggests that the long-held model of geosphere-atmosphere-cosmosphere coupling, which states that ionospheric disturbances only happen after the eruption, needs revision.

Furthermore, the researchers found that the EPB extended much further than predicted by the standard models. This discovery suggests that we should pay attention to the connection between the ionosphere and the cosmosphere when extreme natural phenomena, such as the Tonga event, occur.

The results of this research are significant not only from a scientific point of view but also from the point of view of space weather and disaster prevention.

Source : The Watchers, an excellent website that releases articles and information linked to science and the environment.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, l’éruption de tous les superlatifs (Source: NASA)

Nouveau volcan sous-marin // New underwater volcano

Un article publié sur le site web Live Science nous informe qu’une expédition océanographique dans l’Arctique a permis de découvrir un volcan sous-marin qui émet de la boue et du méthane à l’intérieur d’un autre cratère plus grand qui s’est probablement formé lors d’une éruption majeure à la fin de la dernière période glaciaire.
Les chercheurs ont découvert cette formation géologique étrange à environ 130 kilomètres au sud de Bear Island dans la mer de Barents. Le volcan, baptisé Borealis Mud Volcano, est seulement le deuxième du genre découvert dans les eaux norvégiennes.
Un volcan de boue sous-marin est une structure géologique formée par une expulsion de fluide boueux et de gaz, principalement du méthane. Le Borealis Mud Volcano mesure environ 7 mètres de diamètre et 2,50 mètres de hauteur. Le 7 mai 2023, les scientifiques ont utilisé un robot télécommandé pour obtenir des images du petit édifice qui émet en permanence un fluide boueux, qui, selon les chercheurs, est riche en méthane. Il est bon de rappeler que le méthane est un puissant gaz à effet de serre une fois qu’il atteint l’atmosphère et contribue au réchauffement climatique.
Le volcan se trouve au milieu d’un autre cratère beaucoup plus grand, qui mesure 300 mètres de large et 25 mètres de profondeur. L’ensemble se trouve à 400 mètres sous la surface de la mer et résulte probablement d’une puissante éruption de méthane à la fin la dernière période glaciaire, il y a 18 000 ans.
Les flancs du volcan regorgent de vie animale qui se nourrit de croûtes carbonatées, autrement dit des croûtes minérales qui se forment lorsque des micro-organismes consomment du méthane et produisent du bicarbonate. Les chercheurs ont également observé des anémones de mer, des éponges, des coraux, des étoiles de mer, des araignées de mer et divers crustacés.
Le seul autre volcan de boue connu dans les eaux norvégiennes est le Håkon Mosby Volcano. Cet édifice de 1 km de diamètre a été découverte à 1 250 mètres sous la surface, sur le plancher océanique au sud du Svalbard en 1995.
Les volcans de boue sous-marins sont difficiles à détecter et à cartographier, mais les chercheurs estiment qu’il pourrait y en avoir des centaines ou des milliers sur le plancher océanique à l’échelle mondiale. (NDLR : Une fois de plus, on remarquera que nous connaissons mieux la surface de Mars que les fonds de nos propres océans !) Ces volcans offrent une fenêtre sur les processus géologiques qui se produisent en profondeur sous la croûte terrestre, car ils émettent principalement de l’eau, des minéraux et des sédiments fins à ces profondeurs. Ils offrent des indices sur les environnements et conditions antérieurs sur Terre. Ils pourraient aussi donner un aperçu des systèmes sur d’autres planètes.
Source : Live Science.

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An article released on the Live Science website informs us that ocean explorers in the Arctic have discovered an underwater volcano spewing mud and methane from inside another, larger crater that probably formed after a catastrophic eruption at the end of the last ice age.

Researchers spotted the unusual feature about 130 kilometers south of Norway’s Bear Island in the Barents Sea. The volcano, dubbed Borealis Mud Volcano, is only the second of its kind discovered in Norwegian waters.

A submarine mud volcano is a geological structure formed by an expulsion of muddy fluid and gas, predominantly methane. The Borealis Mud Volcano measures roughly 7 meters in diameter and is about 2.5 meters tall. On May 7th, 2023, the scientists used a remote-controlled rover to capture footage of the small mount continuously emitting a muddy fluid, which the researchers say is rich in methane. Methane is a powerful greenhouse gas once it reaches the atmosphere and contributes to climate change.

The volcano sits in the middle of another, much larger crater, which is 300 meters wide and 25 meters deep. The volcanic edifice sits 400 meters below the sea surface and likely resulted from a sudden and massive methane eruption after the last glacial period, 18,000 years ago.

The volcano’s flanks are teeming with animal life feeding off carbonate crusts, namely mineral crusts formed when microorganisms consume methane and produce bicarbonate as a byproduct. The researchers also observed sea anemones, sponges, corals, starfish, sea spiders and diverse crustaceans.

The only other known mud volcano in Norwegian waters is the Håkon Mosby volcano. This 1-km-wide feature was discovered 1,250 meters below the water’s surface on the seabed south of Svalbard in 1995.

Underwater mud volcanoes are difficult to spot and map, but researchers estimate there could be hundreds or thousands of them on the seafloor globally. (Personal note : Once again, we know the surface of Mars better than the seafloor of our own oceans!) These volcanoes provide a rare window into geological processes occurring deep below Earth’s crust, since they spout mainly water, minerals and fine sediment from these depths. They also offer clues about previous environments and conditions on Earth, and could give an insight into systems on other planets.

Source : Live Science.

Le Borealis Mud Volcano photographié par le robot télécommandé (Source : UiT/AKMA3)

L’activité du Popocatepetl (Mexique) et les niveaux d’alerte // Activity at Popocatepetl (Mexico) and the alert levels

Le Popocatepelt (Mexique) est très actif ces jours-ci et l’éruption actuelle s’est encore intensifiée le 21 mai 2023 avec des émissions de cendres atteignant environ 10 km d’altitude. Les retombées de cendres ont affecté de nombreuses localités autour du volcan.
Comme je l’ai déjà écrit, les autorités mexicaines ont relevé le niveau d’alerte du Popocatepetl à un cran en dessous de l’alerte Rouge le 21 mai 2023, alors que des gaz, des cendres et des blocs incandescents étaient projetés dans le ciel, avec des risques pour l’aviation et les zones habitées proches du volcan.
La hausse du niveau d’alerte à la couleur Jaune Phase 3 survient un jour après que deux aéroports de Mexico ont temporairement interrompu leurs activités en raison des retombées de cendres.
Le CENAPRED explique que la couleur Jaune signifie qu’il faut « rester vigilant et se préparer à une éventuelle évacuation ». La Phase 3 signifie « activité moyenne à élevée » et est décrétée lorsque le volcan montre « des explosions d’intensité croissante, avec expulsion de matériaux incandescents ».
Selon la Protection Civile, la hausse du niveau d’alerte signifie également un risque élevé « d’explosions importantes d’intensité croissante avec projections de fragments (de roche) sur des distances considérables ».
L’étape suivante, l’alerte Rouge, entraîne des évacuations obligatoires. Des dizaines d’abris sont déjà prévus dans les zones entourant le cratère.
Source : CENAPRED, Protection civile.

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Popocatepelt (Mexico) is very active these ndays ans the current eruption still increased on May 2Ist, 2023 with ash emissions reaching about 10 km above sea level. Ashfall has affected many municipalities around the volcano.

As I put it before, Mexican authorities raised the alert level for Popocatepetl to one step below the red alert on May 21st, 2023 as smoke, ash and molten rock spewed into the sky posing risks to aviation and communities close to the volcano.

The increased alert level — to « yellow phase three » — comes a day after two Mexico City airports temporarily halted operations due to falling ash.

CENAPRED explains that the yellow warning means « remain alert and prepare for a possible evacuation. » The yellow phase three means « intermediate to high activity » and is triggered when the volcano shows « explosions of increasing intensity, expelling incandescent fragments. »

According to civil protection, the alert increase also means an elevated risk of « significant explosions of increasing intensity that shoot fragments (of rock) over considerable distances. »

The next step, a red alert, triggers mandatory evacuations. Dozens of shelters have already been opened in areas surrounding the crater.

Source : CENAPRED, Civil Protection.

 

Image satellite du panache duPopocatepetl le 21 mai 2023 (Source : Copernicus EU/Sentinel-2)

Eruption du Nyiamulagira (République Démocratique du Congo) // Eruption of Nyiamuragira (DRC)

Selon la presse locale, le Nyamulagira (République Démocratique du Congo) est en éruption depuis la soirée du vendredi 18 mai 2023. On peut voir la lueur rouge émise par le volcan depuis la ville de Goma. La lave semble se diriger vers le Parc national des Virunga. La Capitale du Nord-Kivu ne serait donc pas menacée. Il y a lieu de rappeler que ce volcan est entré tout récemment en éruption au cours du mois de mars 2023.

Aux dernières nouvelles, l’activité effusive s’est accrue le 20 mai, formant deux grands lobes, l’un à l’extérieur de la caldeira à l’ouest et l’autre au sud.
Il est à noter que de grandes quantités de gaz et de particules fines sont émises par l’éruption actuelle. Les images satellites montraient d’énormes quantités de SO2 les 19 et 20 mai. En conséquence, il est fortement conseillé à la population, plus particulièrement aux habitants de Goma, de laver les légumes avant de les cuisiner.

Source : presse locale, OVG.

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According to the local press, Nyamulagira (Democratic Republic of Congo) has been erupting since the evening of Friday May 18th, 2023. The red glow emitted by the volcano can be seen from the city of Goma. Lava appears to be heading towards Virunga National Park. This means that the capital of North Kivu is not threatened. It should be recalled that this volcano recently erupted in March 2023.

According to the latest news, effusive activity increased on May 20th, forming two large lobes, one outside the caldera to the west and another to the south.

It should be noted that large quantities of gas and fine particles are emitted by the current eruption. Satellite images are showing enormous quantities of SO2 emitted on May 19th and 20th. As a consequence, the population, more particular ly the residents of Goma, are strongly advised to wash vegetables before cooking them.

Source : local news media, OVG.