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L’éruption du Hunga-Tonga Hunga-Haʻapai (Tonga) a bouleversé le plancher océanique // The eruption of Tonga’s Hunga-Tonga Hunga-Haʻapai totally changed the seafloor

J’ai écrit plusieurs notes sur les effets de l’éruption cataclysmale du volcan sous-marin Hunga-Tonga Hunga-Haʻapai (archipel des Tonga) en janvier 2022. L’explosion a envoyé des cendres et de la vapeur d’eau jusque dans la mésosphère à57 km d’altitude; c’est la plus haute colonne éruptive jamais observée. Elle a généré des vagues de tsunami à travers la planète.
Une menée à partir de navires néo-zélandais et britanniques a permis de cartographier dans sa totalité la zone autour du volcan. On se rend compte que le plancher océanique a été chamboulé par de puissantes coulées de matériaux sur une distance de plus de 80 km. La mission de cartographie de l’Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai a été dirigée par l’Institut national de recherche sur l’eau et l’atmosphère (NIWA) de Nouvelle-Zélande. Les données recueillies indiquent qu’au moins 9,5 kilomètres cubes de matériaux ont été déplacés au cours de l’événement. Le NIWA ajoute qu’il s’agit d’un volume quasi équivalent à celui de 4 000 pyramides égyptiennes. Les deux tiers des matériaux étaient constitués de cendres et de roches éjectées par la caldeira du volcan.
Ce transport de matériaux a pris la forme de coulées pyroclastiques. Dans l’eau, leur température très élevée les a enveloppées d’un coussin de vapeur grâce auquel elles ont pu se déplacer sans frottement à très grande vitesse. C’est ainsi que ces coulées pyroclastiques ont réussi à franchir des obstacles de plusieurs centaines de mètres de hauteur. Cela explique, par exemple, la section du câble sous-marin reliant les Tonga au réseau Internet. Une grande partie du cable a été coupée, bien qu’elle se trouve à 50 km au sud de Hunga-Tonga et au-delà d’une grande colline sur le plancher océanique.
Les coulées pyroclastiques ont également joué un rôle dans le déclanchementdu tsunami lors de l’éruption du Hunga-Tonga. Des vagues ont été enregistrées dans tout le Pacifique mais aussi dans d’autres bassins océaniques comme l’Atlantique et même la Méditerranée.
L’équipe du NIWA explique que l’eau a pu se déplacer de quatre façons pour générer ces tsunamis : 1) déplacement de l’eau sous l’effet des coulées pyroclastiques; 2) puissance explosive de l’éruption qui a fait se déplacer l’eau ; 3) affaissement de 700 mètres du sol de la caldeira; 4) ondes de pression du souffle atmosphérique avec effet sur la surface de la mer. Au cours de certaines phases de l’éruption, ces mécanismes ont probablement agi ensemble. Un bon exemple est la principale vague de tsunami qui a frappé l’île de Tongatapu à 65 km au sud du Hunga-Tonga. L’événement s’est produit un peu plus de 45 minutes après la première explosion majeure du volcan. Un mur d’eau de plusieurs mètres de hauteur s’est abattu sur la péninsule de Kanokupolu, détruisant au passage plusieurs stations balnéaires. Une anomalie de la pression atmosphérique peut avoir contribué à augmenter la hauteur des vagues du tsunami.
La cartographie du plancher océanique autour du volcan par le NIWA a été réalisée en deux parties. La première étape, qui a cartographié et échantillonné le fond marin autour du volcan, a été effectuée à partir du navire de recherche néo-zélandais Tangaroa. La deuxième étage, directement à l’aplomb du volcan sous-marin, a été confiée au robot britannique USV Maxlimer. Télécommandé depuis une salle de contrôle située à à Tollesbury (Royaume-Uni), à 16 000 km de distance, ce robot a détecté une activité volcanique en cours. L’engin s’est déplacé à la surface d’une couche de cendres vitreuses dans la caldeira, jusqu’à sa source, une nouvelle bouche éruptive située à environ 200 mètres sous la surface de l’océan.
Cette cartographie du fond de l’océan autour du volcan sous-marin Hunga-Tonga Hunga-Haʻapai permettra aux pays du Pacifique proches de la zone volcanique – qui s’étend de l’île du Nord de la Nouvelle-Zélande jusqu’aux Samoa – de mieux savoir où construire des infrastructures et comment les protéger; et, surtout, d’apprécier l’ampleur du risque auquel ils sont confrontés.
Source : La BBC.

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I have written several posts about the powerful eruption of the Hunga-Tonga Hunga-Haʻapai seamount in January 2022. It sent ash and water vapour at incredible heights into the mesosphere (57km in altitude), the highest recorded eruption column in human history, and generated tsunami waves across the globe.

A survey by New Zealand and UK vessels has now fully mapped the area around the Pacific volcano. It shows the seafloor was scoured and sculpted by violent debris flows out to a distance of over 80km. The mapping exercise at Hunga-Tonga Hunga-Haʻapai was led by New Zealand’s National Institute of Water and Atmospheric Research (NIWA). The gathered data indicates that at least 9.5 cubic kilometers of material were displaced during the event. NIWA adds that this is a volume equivalent to something approaching 4,000 Egyptian pyramids. Two-thirds of that material was the ash and rock ejected out through the volcano’s caldera.

This transport of material took the form of pyroclastic flows. In water, their searing heat enveloped them in a frictionless steam cushion on which they could simply run at very high speed. The survey work tracked flows that managed to travel up and over elevations of several hundred metres. This explains, for example, the loss of the submarine cable connecting Tonga to the global internet. A large section was cut out of this data link despite lying 50km to the south of Hunga-Tonga and beyond a large hill on the seafloor.

The pyroclastic flows also have a part in the tsunami story of Hunga-Tonga. Waves were recorded across the Pacific but also in other ocean basins, in the Atlantic and even in the Mediterranean Sea.

The NIWA team says there were essentially four ways water was displaced to generate these tsunamis: by the density flows pushing the water out of the way; through the explosive force of the eruption also pushing on the water; as a result of the dramatic 700-meter collapse of the caldera floor; and by pressure waves from the atmospheric blast acting on the sea surface. At certain phases during the eruption, these mechanisms likely worked in tandem. A good example is the biggest wave to hit Tonga’s main island, Tongatapu, 65km to the south of Hunga-Tonga. This occurred just over 45 minutes after the first major eruptive blast. A wall of water several metres high washed over the Kanokupolu peninsula, destroying beach resorts in the process. An atmospheric pressure anomaly may have increased the height of the tsunami waves.

The NIWA mapping of the ocean floor around the volcano was carried out in two parts. The first stage, which mapped and sampled the seafloor around the volcano, was conducted from New Zealand’s Research Vessel (RV) Tangaroa. The second stage, directly above the seamount, was given over to the British robot boat USV Maxlimer. Operated from a control room 16,000 km away in Tollesbury, UK, this uncrewed vehicle was able to identify ongoing, volcanic activity. The boat did this by tracing a persistent layer of glassy ash in the caldera back to a new vent cone some 200 meters under water.

All the results from the mapping of the ocean floor around Hunga-Tonga Hunga-Haʻapai will help Pacific nations close to the volcanic zone that runs from New Zealand’s North Island all the way to Samoa to know better now where to build infrastructure and how to protect it; and, importantly, to appreciate the scale of the risk they face.

Source: The BBC.

 Source: USGS

 Cartographie du plancher océanique avec le volcan qui se dresse à plus de 1,5 km de hauteur (Source: NIWA)

Eruption sous-marine dans le Pacifique ? // Submarine eruption in the Pacific Ocean ?

Comme je l’ai déjà écrit à plusieurs reprises, nous savons tout ce qui se passe sur la planète Mars, mais nous ne savons que très peu de choses sur les profondeurs de nos propres océans.

Dans une note publiée le 11 janvier 2018, l’indiquais que de nouveaux enregistreurs permettront peut-être aux scientifiques de cartographier beaucoup plus rapidement les éruptions sous-marines. À l’aide d’hydrophones nouvelle génération, des scientifiques de l’Observatoire des Volcans d’Alaska (AVO) et de l’US Geological Survey (USGS) avaient à cette époque enregistré les sons très différents émis par les éruptions de deux volcans, dont celle de l’Ayhi en 2014.

L’Ayhi est un volcan sous-marin qui fait partie de l’arc volcanique des Mariannes, une chaîne qui présente plus de 60 volcans actifs et qui s’étire sur 960 kilomètres à l’ouest et parallèlement à la Fosse des Mariannes, le point le plus profond sur Terre. L’Ahyi présente une forme conique. Son point culminant se trouve à 79 mètres sous la surface de l’océan. Il est situé à environ 18 kilomètres au sud-est de l’île de Farallon de Pajaros, également connue sous le nom d’Uracas. Il n’y a pas de stations de surveillance à proximité de l’Ahyi, ce qui limite la possibilité de détecter et d’analyser l’activité volcanique dans le secteur.

Selon l’USGS, tout indique que l’Ahyi a commencé à entrer en éruption à la mi-octobre. Les scientifiques cherchent à voir si l’activité se limite à une sismicité peu profonde ou si des matériaux sont émis par le cratère. Ils scrutent les données satellitaires pour voir si la surface de l’océan est décolorée, ce qui pourrait laisser supposer que des matériaux sortent effectivement du volcan. Rien pour le moment ne laisse penser que cette éruption va s’intensifier et devenir un événement majeur. Cependant,il est demandé aux marins d’éviter la zone.
L’activité d’une source volcanique sous-marine a été détectée le mois dernier par des capteurs hydroacoustiques à Wake Island, à environ 250 km. Avec l’aide du Laboratoire de géophysique de Tahiti et les données des stations sismiques de Guam et du Japon, les scientifiques ont analysé les signaux et déterminé que la source de l’activité était probablement le volcan sous-marin Ahyi. L’activité était toutefois en baisse ces derniers jours.
Source : The Seattle Times.

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As I put it several times before, we know everything that happens on Mars, but we know very little about the depths of our own oceans.

In a post published on January 11th, 2018, I indicated that new recordings may help scientists map these incredible events much more quickly. Using a new generation of hydrophones, scientists from the Alaska Volcano Observatory (AVO) and the U.S. Geological Survey (USGS) had recorded the very different sounds of two volcanoes, with Ayhi erupting in 2014.

Ahyi seamount is part of the Mariana Volcanic Arc, which is a chain of over 60 active volcanoes stretching over 960 kilometers west of and parallel to the Mariana Trench, the world’s deepest point. Ahyi is a large conical submarine volcano. Its highest point is 79 meters below the surface of the ocean. It is located about 18 kilometers southeast of the island of Farallon de Pajaros, also known as Uracas. There are no local monitoring stations near Ahyi Seamount, which limits the ability to detect and characterize volcanic unrest there.

According to USGS, all indications are that the Ahyi Seamount began erupting in mid-October. Scientists are looking to see if the activity is limited to shallow earthquakes or if material exploded from the crater. They are checking satellite data to see if there is discolored water, which could suggest material is coming out of the volcano. There’s nothing right now that suggests that this eruption will intensify and become a major event. However, mariners are asked to avoid the immediate area.

Activity from an undersea volcanic source was picked up last month by hydroacoustic sensors some 250 km away at Wake Island. With help from the the Laboratoire de Geophysique in Tahiti and data from seismic stations in Guam and Japan, scientists analyzed the signals and determined that the source of the activity was likely Ahyi Seamount. Activity has been declining in recent days.

Source: The Seattle Times.

Source : NOAA

Image bathymétrique de l’Ahyi (Source: NOAA)

Le Mauna Loa (Hawaii) affole les médias ! // Mauna Loa (Hawaii) panics the media !

Le niveau d’alerte du Mauna Loa n’a pas changé et reste au Jaune (surveillance conseillée). Cependant, certains titres dans la presse américaine ces derniers temps sont beaucoup plus alarmistes. Par exemple, on peut lire sur le One American News Network (OAN) : « Le Mauna est sur le point d’entrer en éruption à Hawaii. » On peut lire aussi « Le Mauna Loa envoie des signaux d’avertissement à Hawaii » et « On a mis en garde les habitants de la Grande Ile d’Hawaii contre un possible désastre de lave alors que gronde le plus grand volcan actif du monde. »
Confronté à tous ces titres alarmistes, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) a dû se fendre d’une mise au point et expliquer qu’il n’avait émis aucune alerte récente concernant le Mauna Loa :
« Le Mauna Loa n’est pas en éruption en ce moment et les dernières informations publiées par l’Observatoire des volcans d’Hawaii et l’USGS qui surveillent le Mauna Loa ne doivent pas inciter les voyageurs à modifier leurs projets de voyage vers l’île d’Hawaii ou l’une des îles hawaïennes en ce moment. »
Ce qui est vraiment regrettable et même honteux, c’est que beaucoup d’articles de presse présentent des photos qui ne sont pas celles du Mauna Loa ! Ils montrent des photos du Kilauea au cours de l’éruption de 2018 ou d’éruptions précédentes comme celle du Pu’u’O’o.

Bien sûr, de tels titres peuvent inquiéter la population, en particulier s’ils donnent l’impression qu’une éruption est imminente ou en cours. Ce n’est pas nouveau. Les médias ont toujours exagéré les événements qu’ils décrivent pour attirer l’attention du public, accroître les ventes des journaux, et donc gagner de l’argent.
Cela fait près de 40 ans que le Mauna Loa est entré en éruption pour la dernière fois et on observe une hausse d’activité depuis septembre 2021. Comme je l’ai déjà écrit, l’activité sismique sous le sommet et la caldeira a augmenté fin septembre, avec jusqu’à 100 événements par jour. Cette activité est probablement causée par un nouvel apport de magma dans le réservoir sommital du volcan. Les instruments GPS au sommet et sur les flancs continuent également d’enregistrer une inflation significative depuis la mi-septembre. Cependant, aucune déformation de surface n’a été observée au cours de la semaine écoulée.
En raison de cette hausse d’activité, le HVO a décidé de communiquer des informations de manière quotidienne et non plus hebdomadaire. Le niveau d’alerte volcanique n’a pas changé depuis 2019 et l’Observatoire ne voit aucun signe d’éruption imminente. Le niveau d’alerte ne changera pas tant que l’Observatoire ne saura pas avec certitude que le Mauna Loa va entrer en éruption.
Heureusement, la plupart des 33 dernières éruptions du Mauna Loa sont restées confinées à la région de la caldeira. Cependant, lorsque la lave sort en d’autres endroits, elle peut couler rapidement sur les pentes abruptes du volcan. Il peut s’écouler relativement peu de temps entre le moment où le HVO enregistre les signes indiquant qu’une éruption est imminente et le moment où cette éruption se déclenche. C’est pourquoi les personnes qui vivent sur les flancs du volcan doivent être préparées et pourquoi la Protection Civile organise des réunions publiques en partenariat avec le HVO. Cela s’appelle la prévention.
Les changements intervenus dans la diffusion des messages du HVO et les réunions publiques sont peut-être la raison de toute l’attention médiatique entourant le Mauna Loa ces derniers temps.
Source : USGS / HVO.

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The alert level for Mauna Loa has not changed ad remains at Yellow, or Advisory. However, some recent headlines from media around the United States are sending a more ominous message. For instance, one can read on the One American News Network (OAN) : « Mauna volcano close to erupting in Hawaii. » Other headlines include « Mauna Loa volcano sets off warning signals in Hawaii » and « Residents of Hawaii Big Island warned of potential ‘lava disaster’ as world’s largest active volcano rumbles. »

Confronted with all these alarming headlines, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) had to explain that it issued no recent warnings regarding Mauna Loa :

“Mauna Loa volcano is not erupting at this time and recent news of the U.S. Geological Survey Hawaiian Volcano Observatory monitoring Mauna Loa is no reason for travelers to alter their travel plans to Hawai‘i Island or any of the Hawaiian Islands at this time.”

What is really a pîty and even a shame is that a lot of articles are featuring photos not even of Mauna Loa volcano! They are showing photos of Kilauea, either from the 2018 eruption or previous eruptions such as the one at Pu‘u ‘O‘o. Of course, this can cause alarm, especially depending on the headline, making it seem like an eruption is impending or ongoing. This not a new situation. The media have always exaggerated the events they describe to draw public attention and make money.

It’s been nearly 40 years since the volcano last erupted and it has been in a period of heightened unrest since September 2021. As I put it before, seismic activity below the volcano’s summit and caldera spiked in late September, with instruments recording as many as 100 quakes a day at certain points. The unrest is likely caused by renewed input of magma into Mauna Loa’s summit reservoir system. GPS instruments at the summit and on the volcano’s flanks also continue to measure inflation at rates elevated since mid-September. However, no significant surface deformation has been seen in the past week.

Because of that heightened unrest, HVO changed its messaging from weekly to daily updates. The volcano’s alert level hasn’t changed from Advisory since 2019 and the observatory sees no signs of an imminent eruption. The alert level won’t change until the observatory knows with certainty Mauna Loa will erupt.

Fortunately, most of Mauna Loa’s past 33 eruptions were confined to the caldera region. However, when lava does break out in other locations, it can flow rapidly down the volcano’s steep slopes. It could be a relatively short amount of time between when HVO sees signs that an eruption might occur and then when that eruption occurs, That is why people living on the volcano need to be prepared and why Civil Defense has been organising community meetings in partnership with HVO.

The change in messaging and community meetings may be the reason for all the media attention surrounding Mauna Loa lately.

Source : USGS / HVO.

Mauna Loa : caldeira sommitale et flanc sud-ouest (Photos: C. Grandpey)

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai : le panache de tous les records // The highest plume ever

On apprend aujourd’hui que la puissante éruption sous-marine du volcan sous-marin Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (Iles Tonga) le 15 janvier 2022 a généré un panache qui est monté plus haut dans l’atmosphère terrestre que tout autre panache observé lors de précédentes éruptions. Il a atteint environ 57 km d’altitude.
Le panache blanc-grisâtre (voir image ci-dessous) produit par l’éruption est devenu le premier à ce jour à avoir pénétré dans la mésosphère. C’est ce qu’expliquent les scientifiques qui ont utilisé une nouvelle technique réunissant plusieurs images satellites pour mesurer sa hauteur. Le panache était composé principalement d’eau avec de la cendre et du dioxyde de soufre.
Le panache a pénétré à l’intérieur des deux couches inférieures de l’atmosphère, la troposphère et la stratosphère, et sur environ 7 km à l’intérieur de la mésosphère qui est l’une des couches supérieures de notre atmosphère. L’air y est très sec et extrêmement ténu. C’est l’une des parties les moins connues de l’atmosphère car elle est très difficile à atteindre. En dessous, on peut utiliser des avions. Plus haut, il y a des engins spatiaux. De nombreux météores viennent finir leur course en se consumant dans la mésosphère qui abrite également des nuages noctulescents que l’on aperçoit parfois dans le ciel d’été vers les pôles.
Le panache du Hunga Tonga était toutefois loin d’atteindre la couche atmosphérique suivante, la thermosphère, qui commence à environ 85 km au-dessus de la surface de la Terre. La ligne Karman, à une centaine de kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, est généralement considérée comme la frontière avec l’espace.
Jusqu’à présent, les panaches volcaniques les plus élevés ont été émis par l’éruption de 1991 du Pinatubo aux Philippines avec 40 km, et l’éruption de 1982 d’El Chichón au Mexique avec 31 km. Les éruptions volcaniques du passé ont probablement produit des panaches plus importants, mais elles se sont produites avant que les scientifiques puissent effectuer de telles mesures. Le panache de l’éruption du Krakatau en 1883 en Indonésie a probablement, lui aussi, atteint la mésosphère.
Les scientifiques n’ont pas pu utiliser leur technique habituelle basée sur la température pour mesurer le panache volcanique car l’éruption de janvier a dépassé la hauteur maximale pour laquelle cette méthode peut être utilisée. Ils se sont tournés vers trois satellites météorologiques géostationnaires qui fournissent des images toutes les 10 minutes et ils se sont appuyés sur l’effet de parallaxe.
Source : Yahoo Actualités.

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We learn today that the powerful January 15th, 2022 underwater eruption of Tonga’s Hunga Tonga-Hunga Ha’apai volcano in the South Pacific produced a plume that soared higher into Earth’s atmosphere than any other on record. It reached about 57 km.

The white-grayish plume unleashed by the eruption became the first one documented to have penetrated the mesosphere, according to scientists who employed a novel technique using multiple satellite images to measure its height. The plume was composed primarily of water with some ash and sulfur dioxide mixed in.

The plume extended through the bottom two layers of the atmosphere, the troposphere and stratosphere, and about 7 km into the mesosphere which is one of the upper layers of our atmosphere. The air is very dry and extremely thin, It is one of the least-understood parts of the atmosphere as it is very hard to reach. Lower down, we can use planes. Higher up, we have spacecraft. Many meteors burn up in the mesosphere, and it is also home to noctilucent clouds, which are sometimes visible in the summer sky towards the poles.

The plume was far from reaching the next atmospheric layer, the thermosphere, which starts at about 85 km above Earth’s surface. A delineation called the Karman line, about 100 km above Earth’s surface, is generally considered the boundary with space.

Until now, the highest recorded volcanic plumes were from the 1991 eruption of Mount Pinatubo in the Philippines, at 40 km, and the 1982 eruption of El Chichón in Mexico, at 31 km. Volcanic eruptions in the past likely produced higher plumes but occurred before scientists were able to make such measurements. The 1883 Krakatau eruption in Indonesia probably also reached the mesosphere.

Scientists were unable to use their standard temperature-based technique of measuring a volcanic plume because January’s eruption passed the maximum height for which this method could be used. They instead turned to three geostationary weather satellites that obtained images every 10 minutes and relied upon the parallax effect.

Source: Yahoo News.

Image satellite de l’énorme panache généré par l’éruption du 15 janvier 2022 (Source: NASA)