Réflexions sur les causes de l’éruption du Kilauea en 2018 // Reflections on the causes of the 2018 Kilauea eruption

Lorsque se produit un événement géologique majeur, les scientifiques tentent d’en comprendre la cause. S’agissant de la dernière éruption du Kilauea en 2018, le HVO rappelle que le volcan est l’un des plus actifs au monde. Les zones de fractures et le sommet du Kilauea sont en Zone 1 sur la carte à risques de l’USGS pour la Grande Ile d’Hawai. En effet, c’est là que se trouvent la plupart des bouches ayant donné lieu à des éruptions au cours des derniers siècles. La lave est sortie du sol dans la Zone 1 et s’est rapidement répandue dans la Zone 2, là où se propagent en général les coulées.
En avril 2018, le Kilauea étaient en éruption pratiquement continue depuis plus de 35 ans. Il était inévitable qu’à un moment ou à un autre l’éruption du Pu’uO’o se termine et qu’une autre éruption commence sur le volcan. Il était également à peu près certain que, sur la base des activités passées, l’éruption suivante se produirait quelque part sur l’East Rift Zone du Kilauea.
Les données sismiques et de déformation de l’éruption de 2018 montrent que du magma a été injecté dans la partie basse de l’East Rift Zone du Kilauea à partir de la partie centrale de cette même zone, près du Pu’uO’o, entre le 30 avril et le 3 mai. La sismicité s’est déplacée vers l’est à raison d’environ 1 km à l’heure pendant trois jours, à mesure que le magma se frayait un chemin dans le sous-sol, jusqu’à sa sortie en surface au niveau de la Fracture n°1 le 3 mai 2018. Cela montre clairement que la migration du magma le long de la zone de rift a commencé près de Pu’uO’o, donc dans la partie centrale de la zone, plutôt que dans sa partie basse.
L’intrusion magmatique initiale s’est arrêtée sous Pohoiki Road, au sud-ouest de l’installation géothermique. Le 9 mai, la sismicité a montré que l’intrusion s’était réactivée et qu’elle se dirigeait vers l’est en direction de Kapoho. Après une autre courte pause, le magma a poursuivi son avancée en souterrain jusqu’à ce qu’il atteigne son point le plus oriental, près de l’extrémité sud de Halekamahina Road.
L’ouverture ultérieure de 24 fractures sur la Lower East Rift Zone (LERZ), dans le secteur des Leilani Estates, n’a pas été vraiment une surprise. Des éruptions avaient déjà eu lieu dans cette même région en 1960 (Kapoho), 1955 (bouches de vapeur sur la Highway 130 en direction de Halekamahina), 1840 (Ka’ohe Homesteads dans les Nanawale Estates), vers 1790 (Lava Tree State Monument), et également avant cette date. Ces éruptions antérieures se sont produites bien avant le début les forages géothermiques sur la LERZ.
La situation géographique des fractures 16 à 22 a conduit certaines personnes à se demander s’il pouvait exister une relation entre l’activité éruptive et les forages géothermiques. Ces derniers ont eu lieu sur la LERZ car les éruptions du passé ont donné naissance à une petite activité hydrothermale dans cette zone.
Le fait que les éruptions du passé aient eu lieu avant les forages géothermiques sur la LERZ (1790, 1840, 1955 et 1960), la migration du magma en provenance du Pu’uO’o dans la LERZ et l’arrêt temporaire de la migration du magma à l’ouest des installations géothermiques indiquent que ces dernières n’ont joué aucun rôle dans le déclenchement de l’éruption.
La véritable cause de l’éruption dans la LERZ réside probablement dans l’accumulation de la pression magmatique au sommet du Kilauea, associée à une fragilisation de la zone de rift. La relation entre l’alimentation magmatique, la pression du magma et la résistance de l’édifice volcanique est la cause de la plupart des éruptions volcaniques dans le monde.
Ce qui s’est passé en 2018 fait partie du processus éruptif naturel du Kilauea et n’a pas été influencé par les activités humaines. Le volcan s’est comporté comme il l’a souvent fait dans le passé.
Source: USGS / HVO.

—————————————————

When a major geologic event occurs, scientists  try to understand its cause. As far as Kilauea’s last eruption is concerned, HVO explains that Kilauea is one of the most active volcanoes in the world. The rift zones and summit on Kilauea are identified as Zone 1 on the USGS Lava-Flow Hazard Map for Hawaii Island, which is where the majority of erupting vents have been located in recent centuries. Lava has first emerged from the ground within Zone 1 and quickly flowed into Lava Flow Hazard Zone 2.

By April 2018, Kilauea had been erupting essentially nonstop for over 35 years. It was inevitable that, at some point, the Pu’uO’o eruption would end and another eruption would begin on the volcano. It was also fairly certain that, based on past activity, the next eruption would likely occur somewhere on Kilauea’s East Rift Zone.

Seismic and deformation data from the 2018 eruption show that magma was injected into the lower East Rift Zone (LERZ) from the middle part of Kilauea’s East Rift Zone near Pu’uO’o between April 30th and May 3rd.  Seismicity propagated eastward at a pace of about 1 km per hour over three days as magma forced its way through subsurface rock, until erupting to the surface as fissure 1 on May 3rd. It clearly shows that the downrift migration of magma began near Pu’uO’o rather than in the LERZ.

The initial intrusion of magma stopped beneath Pohoiki Road southwest of the geothermal development. On May 9th, seismicity indicated that the intrusion had reactivated and was moving eastward toward Kapoho. After another short pause, the magma continued its subsurface advance until it reached its easternmost point near the south end of Halekamahina Road.

The subsequent opening of 24 fissures in the vicinity of Leilani Estates on Kilauea’s LERZ was not unprecedented or particularly surprising. Eruptions occurred in this same area in 1960 (Kapoho), 1955 (steam vents on Highway 130 to Halekamahina), 1840 (Ka’ohe Homesteads through Nanawale Estates), around 1790 (Lava Tree State Monument), and earlier. These previous eruptions happened well before geothermal operations began on the LERZ.

The final locations of fissures 16-22 have led some people to ask if there might be a relationship between the eruption and geothermal operations. These operations are located on the LERZ because past eruptions have produced a small hydrothermal resource deep beneath that area.

The combination of repeated pre-geothermal LERZ eruptions (1790, 1840, 1955, and 1960), the clear movement of magma from Pu’uO’o into the LERZ, and the temporary halt in magma propagation west of the geothermal development all indicate that geothermal operations played no discernible role in triggering the eruption.

The actual causes of the LERZ eruption are likely the pre-eruption build-up of magmatic pressure at Kilauea’s summit combined with long-term weakening of the rift zone. The relationship between magma supply, magmatic pressure, and strength of the volcanic edifice are the typical culprits for most volcanic eruptions around the world.

What happened in 2018 is part of Kilauea’s natural process and was not influenced by human actions. The volcano behaved as it has many times in the past.

Source : USGS / HVO.

Vue aérienne de l’East Rift Zone (Photo: C. Grandpey)

Vue de l’East Rift Zone du Kilauea et de l’activité éruptive le 15 juin 2018 (Source : USGS / HVO)

Hawaii : Réouverture progressive du Parc des Volcans // Progressive reopening of the Volcanoes National Park

À l’approche de l’anniversaire du début de l’éruption du Kilauea en 2018, le personnel du Parc National des Volcans d’Hawaï s’affaire pour remettre en état et rouvrir les sentiers et les routes, évaluer et surveiller les zones dangereuses, et pour accueillir le public dans un paysage qui a été profondément transformé par l’activité volcanique de l’année dernière.
L’éruption du Kilauea et l’effondrement de la caldeira en 2018 ont entraîné la fermeture de la majeure partie du Parc pendant 134 jours car l’activité éruptive était dangereuse, imprévisible et encore jamais observée au sommet du volcan. Un ouragan, deux tempêtes tropicales et un feu de forêt sur le Mauna Loa ont rendu l’année encore plus difficile, mais les rangers ont continué à accueillir le public à l’extérieur du parc, tout en protégeant les ressources naturelles et culturelles. La majeure partie du Parc National des Volcans d’Hawaï est maintenant ouverte, y compris les deux tiers du populaire sentier du Kilauea Iki, mais certaines zones restent fermées pour des raisons de sécurité.
Il est bon de se rappeler que jusqu’en 2018, le Kilauea a connu une éruption quasi permanente sur deux sites: le Pu’O’o dans l’East Rift Zone depuis 1983, et le cratère sommital – l’Halema’uma’u – depuis 2008. Le Pu’uO ‘o a donné naissance à des coulées de lave qui ont parfois atteint l’océan, tandis que l’Halema’uma’u a hébergé un lac de lave pendant près de 10 ans. La lueur intense produite par le lac était souvent visible depuis les points d’observation situés en bordure de la caldeira. De nombreux Hawaïens considèrent l’ Halema’uma’u comme la demeure de Pele, la déesse des volcans hawaïens, et toute la zone sommitale est l’une des régions les plus sacrées de la Grande Ile d’Hawaii.
Le 30 avril 2018, le plancher du Pu’uO’o s’est effondré. L’Observatoire a ensuite enregistré des séismes et la migration du magma vers le District de Puna. Plus de 700 maisons ont été détruites par la lave et plus de 2000 personnes ont été déplacées. Au sommet, la lave a disparu de l’Halema’uma’u et quelque 60 000 séismes ont endommagé les bâtiments du parc, des routes, des sentiers, les systèmes d’alimentation en eau et d’autres infrastructures. La majeure partie du parc est restée fermée du 11 mai au 22 septembre 2018.
Source: Parc National des Volcans d’Hawaï

————————————————-

As the anniversary of the 2018 Kilauea eruption nears, staff at Hawai‘i Volcanoes National Park continue efforts to repair and reopen trails and roads, assess and monitor unsafe areas, and welcome the public back to a landscape forever changed by last year’s volcanic activity.

The Kilauea eruption and caldera collapse of 2018 resulted in most of the park closing for 134 days due to unsafe, unpredictable and unprecedented eruptive activity at the volcano’s summit. A hurricane, two tropical storms and a wildfire on Mauna Loa added to the intensity of a difficult year, but park rangers continued to serve the public at locations outside the park, protect natural and cultural resources. Most of Hawai‘i Volcanoes National Park is now open, including two-thirds of the popular Kilauea Iki Trail, but some areas remain closed for safety.

It is good to remember that until 2018, Kilauea erupted almost nonstop from two locations: the Pu’O’o vent in the East Rift Zone since 1983, and from its summit crater, Halema‘uma‘u, since 2008. Pu’uO’o produced surface lava that periodically travelled as far as the ocean, while Halema‘uma‘u hosted a lake of lava for nearly 10 years with an intense glow often visible from vantage points along the caldera rim. Many native Hawaiians consider Halema‘uma‘u the home of Pele, the Hawaiian volcano deity, and the entire summit area is one of the most sacred areas in all Hawaii.

On April 30th, 2018, the floor of the Pu’uO’o vent collapsed, followed by earthquakes and the migration of magma towards the Puna District. More than 700 homes were destroyed by lava, and more than 2,000 people were displaced. At the summit, lava disappeared from Halema‘uma‘u, and 60,000 or so earthquakes damaged park buildings, roads, trails, water systems and other infrastructure. Most of the park closed from May 11th to Sept. 22nd, 2018.

Source: Hawaii Volcanoes National Park.

Vue du cratère du Kilauea Iki, siège d’une puissante éruption en novembre-décembre 1959, avec des fontaines de lave atteignant 580 mètres, un record sur les volcans hawaiiens. (Photo: C. Grandpey)

Kilauea Iki

Stromboli (Sicile) : Activité du 25 avril 2019 // Activity on April 25th, 2019

J’ai pu observer le Stromboli pendant l’après-midi du 25 avril 2019 grâce à la webcam Skyline, et avec sous les yeux la carte des cratères sommitaux mise en ligne le 20 janvier 2019 sur le site Volcano Discovery. L’activité reste intéressante, même si elle est moins soutenue qu’il y a une dizaine de jours. Elle se concentre essentiellement au niveau de la bouche NE (n° 6) qui expulse de temps à autre de très volumineux panaches de cendre (voir image ci-dessous). On entend régulièrement des phases soutenues et bruyantes de dégazage, sans forcément expulsion de matériaux. Ces derniers jaillissent essentiellement de la partie orientale de la terrasse centrale (bouche n° 4) et d’une bouche (n° 5)située tout en haut de la Sciara del Fuoco mais les explosions ne sont pas très fréquentes. Les touristes qui se trouveront au sommet ce soir avec les guides n’auront pas grand-chose à se mettre sous la dent…

————————————————

I could observe Stromboli during the afternoon of April 25th, 2019 thanks to the Skyline webcam and the map of the craters that can be seen on the website VolcanoDiscovery. The activity remains interesting, even though it is less sustained than ten days ago. It mainly concerns the NE vent (n° 6) which expels from time to time voluminous ash plumes (see image below). One can regularly hear long and noisy phases of degassing, without necessarily the expulsion of materials. The latter are mainly ejected by the eastern part of the central terrace (n° 4) and a vent located at the summit of the Sciara del Fuoco (n° 5), but the explosions are not very frequent. The tourists who will be at the summit tonight with the guides will not have much to observe…

Source: VolcanoDiscovery

Panache de cendre émis par la bouche n° 6 à 15h30 (Capture l’image de la webcam Skyline)

Aso (Japon) & Agung (Indonésie)

Après une première manifestation le 16 avril 2019, le Mont Aso (Japon) a connu une autre éruption mineure le 18 avril. Comme le 16 avril, l’éruption a eu lieu dans le cratère Nakadake N ° 1, avec un nuage de cendres atteignant 400 mètres de hauteur. Le niveau d’alerte est maintenu à 2 sur une échelle de 5. L’accès est interdit dans les zones situées à 1 km autour du cratère.
Source: JMA.

Le Mont Agung (Bali / Indonésie) a connu un nouvel épisode éruptif le 21 avril 2019 à 3h21 du matin. Le nuage de cendre est monté à environ 2 000 mètres au-dessus du cratère, avec des retombées sur plusieurs localités situées sous le vent, notamment Klungkung, Bangli, Denpasar, Badung et Tabanan. Cependant, l’éruption n’a pas affecté le trafic de l’aéroport international de Bali. Des masques ont été distribués à la population.
Le niveau d’alerte est maintenu à 3 sur une échelle de 4. Les habitants et les touristes ne doivent pas pénétrer dans la zone de danger d’un rayon de 4 km autour du cratère.
Source: The Jakarta Post.

———————————————–

After a first eruptive event on April 16th, 2019, Mount Aso (Japan) went through another minor eruption on April 18th. Like on April 16th, the eruption started at the No.1 Nakadake Crater, with an ash cloud up to 400 metres above the crater. The alert level is kept at 2 on a scale of 5. Access is prohibited to areas 1 km around the crater.

Source: JMA.

Mount Agung (Bali / Indonesia) went through another eruptive episode on April 21st, 2019 at 3:21 a.m. The ash cloud rose to about 2000 metres above the crater, with ashfall on several downwind municipalities including Klungkung, Bangli, Denpasar, Badung and Tabanan. However, the eruption did not affect the operations of Bali’s international airport. Masks were distributed to residents.

The alert level is kept at 3, on a scale of 4. Residents and tourists should not enter the danger zone within a 4-kilometer radius from the crater.

Source: The Jakarta Post.

Vue de l’Aso (Crédit photo: F. Gueffier)

Eruption de l’Agung (Crédit photo: VSI)

Le Stromboli s’agite // Stromboli is quite active

Hier 18 avril 2019, un visiteur de mon blog a attiré mon attention sur l’activité du Stromboli qui, selon lui, était en hausse. C’est vrai que les superbes images en direct de la webcam Skyline permettent d’avoir une belle vue du volcan qui est en train de se racler le gosier. En effet, de volumineux panaches de cendre s’échappent à intervalles rapprochés de l’un des cratères situé, semble-t-il dans la partie centrale de la terrasse cratérique, mais aussi du cratère NE d’où s’échappent parfois les traditionnelles gerbes incandescentes typiques de l’activité strombolienne. A noter que les deux cratères se manifestent parfois ensemble. On perçoit aussi de temps à autre de fortes détonations.

Il est dommage que le site de l’INGV ne fonctionne pas. Au vu des sismomètres, on pourrait avoir une idée de l’intensité des événements.

En voyant ces panaches de cendre du Stromboli, je me dis que ce serait  l’occasion de tester les systèmes de détection élaborés à la suite de l’éruption de l’Eyjafjoll (Islande) en 2010 et qui, semble-t-il, n’ont pas connu se suite concrète dans les aéronefs…

Voici quelques captures d’écran de la webcam qui donnent une idée de l’activité du Stromboli en ce moment:

———————————————-

Yesterday 18 April 2019, a visitor of my blog drew my attention to the activity of Stromboli which, in his opinion, was increasing. It is true that the greal live images of the Skyline webcam offer a beautiful view of the volcano which is clearing its throat. Indeed, voluminous ash plumes are coming out at short intervals from one of the craters located, it seems, in the central part of the crater terrace, but also from the NE vent NE from which sometimes ejects the traditional incandescent materials typical of Strombolian activity. The two vents are sometimes acting together. One can also hear occasional strong explosions.
It is a pity that the INGV website should not work. In view of the seismometers, one could have an idea of ​​the intensity of the events.
Seeing these ash plumes of Stromboli, I think it would be an opportunity to test the detection systems developed in the wake of the eruption of Eyjafjoll (Iceland) in 2010 and which, it seems, have not known concrete applications in aircraft …

Here are a few screenshots of the webcam that give a good idea of the current volcanic activity:

Le site web de l’INGV est d nouveau opérationnel. On peut voir que le Stromboli est bien actif, sans que les événements atteignent une intensité exceptionnelle.

Source: INGV

 

Hawaii : Pas d’éruption en vue sur le Mauna Loa ! // Hawaii : No eruption of Mauna Loa in the short term !

Comme je l’ai écrit dans l’une de mes dernières notes, le séisme enregistré le 13 avril 2019 dans la région du Hualalai sur la Grande Ile d’Hawaii n’a eu aucun effet sur l’activité des volcans hawaïens. Aucune nouvelle activité éruptive n’a été observée sur le Kilauea depuis la fin de l’éruption en août dernier. Selon le HVO, «les données de surveillance des huit derniers mois ont montré des niveaux relativement bas de sismicité, de déformation et d’émission de gaz au sommet et dans l’East Rift Zone, y compris dans le secteur de l’éruption de 2018».
Depuis la fin de l’éruption du Kilauea, des articles de presse ont laissé entendre que la pression exercée par le magma sur la chambre pourrait se déplacer vers le Mauna Loa et augmenter le risque éruptif sur ce volcan. La dernière éruption du Mauna Loa remonte à 1984.
Pour le moment, il ne semble pas que Mauna Loa soit sur le point d’entrer en éruption. La dernière mise à jour du HVO (4 avril 2019) indique qu ‘«aucun changement significatif dans l’activité sismique du Mauna Loa n’a été détecté en mars. De petits séismes, généralement inférieurs à M 2,0, se sont poursuivis dans des zones où on les enregistre habituellement, notamment sous le flanc nord-ouest, la zone sommitale et le flanc est. Le séisme le plus important survenu sur le Mauna Loa le mois dernier a été un événement de M 3,3 le 31 mars, à une profondeur d’environ 2,7 km sous le niveau du sol et près du sommet. Les données GPS sur le Mauna Loa indiquent une lente inflation du réservoir magmatique sommital. Les niveaux de déformation sont inférieurs à ceux observés pendant la période d’activité plus intense de 2014-2017. Les données concernant les gaz et la température, fournies par une station située dans la zone de rift sud-ouest et dans la caldeira sommitale, n’ont révélé aucun changement significatif au cours du mois écoulé. ”
Un scientifique de l’USGS a déclaré: « Une éruption du Mauna Loa pourrait se produire dans des mois, voire des années, mais nous savons que ce n’est pas une affaire de jours ou de semaines. »
Source: USGS / HVO.

———————————————–

As I put it in a previous post, the earthquake that was recorded on April 13th, 2019, in the Hualalai area did not have any effect on the activity of Hawaiian volcanoes. No new eruptive activity has been observed on Kilauea since the end of the eruption last August. HVO indicates that “monitoring data over the past eight months have shown relatively low rates of seismicity, deformation, and gas emission at the summit and East Rift Zone (ERZ) including the area of the 2018 eruption.”

Since the end of the Kilauea eruption, some press articles have suggested that the pressure exerted by magma on the magma chamber could be diverted toward Mauna Loa and increase the risk of an eruption at this volcano. Mauna Loa’s last eruption dates back to 1984.

For the moment, it does not look as if Mauna Loa is ready to erupt. HVO’s latest update (April 4th, 2019) about the volcano says that “no significant changes in Mauna Loa’s seismic activity were detected in March. Small earthquakes, mostly less than M 2.0, continued in long-active areas including beneath the northwest flank, summit region, and east flank. The largest earthquake for Mauna Loa in the past month was an M 3.3 event, at a depth of approximately 2.7 km below ground level, near the summit on March 31st.  Data from GPS instruments on Mauna Loa indicate slow inflation of the summit magma reservoir system. The rates of deformation are lower than during the period of more intense unrest from 2014-2017. Gas and temperature data from a station on the Southwest Rift Zone and within the summit caldera showed no significant changes over the past month.”

Said a USGS scientist: “ »An eruption of Mauna Loa could be anywhere from months to years away. But we do know that it’s not days or weeks away. »

Source: USGS / HVO.

Le Mauna Loa, un superbe volcan bouclier, vu depuis le désert de Ka’u (Photo: C. Grandpey)

Vue aérienne du sommet du Mauna Loa (Crédit photo: USGS)

Vue de Mokuaweoweo, la caldeira sommitale du Mauna Loa (Photo: C. Grandpey)

Coulées de lave sur le versant sud-ouest du mauna Loa (Photo: C. Gra,dpey)

Système d’alerte sur le versant sud-ouest du Mauna Loa (Photo: C. Grandpey)

La pollution du Kilauea à Hawaii // The pollution of Kilauea Volcano in Hawaii

La fin de l’éruption du Kilauea en septembre 2018 s’est accompagnée d’une diminution considérable de la quantité de dioxyde de soufre (SO2) émis par le volcan. Cela a permis de pouvoir bénéficier à nouveau d’un ciel magnifique au-dessus de la Grande Ile d’Hawaï, en particulier dans sa partie ouest où la pollution volcanique connue sous le nom de vog avait été régulièrement observée au cours des dernières années.
Au plus fort de l’éruption dans la Lower East Rift Zone (LERZ) en 2018, alors que les émissions de gaz volcaniques et la pollution étaient à leur plus haut niveau, une équipe scientifique a travaillé en relation avec le HVO et les services sanitaires de l’État d’Hawaï pour étudier le niveau de pollution de l’air générée par l’éruption.
Les chercheurs ont échantillonné des particules volcaniques et des gaz le long de la LERZ, en particulier au niveau de la Fracture n°8, de l’entrée de la lave dans l’océan et sur divers sites sous le vent. Pour déterminer la nature et la composition de la pollution volcanique, des échantillons ont été prélevés par aspiration de l’air à travers des filtres, au niveau du sol et de l’air, et à l’aide de drones.
Les particules minuscules déposées sur les filtres ont ensuite été analysées en laboratoire pour en déterminer la composition chimique et ont été observées à l’aide d’un puissant microscope électronique à balayage (MEB) pour déterminer la composition des particules individuelles. D’autres instruments ont déterminé le nombre ou le poids de particules de différentes tailles que l’on associe à différents impacts sur la santé dans des études sur la pollution d’origine humaine. Les échantillons ont été analysés pour en déterminer le pH et les principaux composants, notamment le sulfate, le fluorure et le chlorure, ainsi que des métaux traces, tels que le plomb et l’arsenic.
Ces analyses ont ciblé les espèces chimiques présentes dans les panaches volcaniques. Le panache du Kilauea est composé principalement de vapeur d’eau, de dioxyde de carbone (CO2), de dioxyde de soufre (SO2) et de quantités plus faibles d’autres gaz, notamment de chlorure d’hydrogène (HCl) et de fluorure d’hydrogène (HF). Le SO2 réagit dans l’atmosphère au fil du temps pour former de minuscules particules de sulfate acides et neutres, qui constituent un élément majeur de la pollution volcanique à Hawaii. De petites quantités de métaux toxiques ont également été trouvées dans les panaches de gaz volcaniques émis par les bouches éruptives du Kilauea.
La campagne d’échantillonnage de gaz et de particules effectuée au cours de l’été 2018 a permis d’examiner dans quelle mesure les éléments traces, tels que les métaux, varient avec la distance, dans le panache du Kilauea. Il a été constaté que la quantité de ces éléments était très variable et ne dépendait pas uniquement de la distance entre le panache et la source de l’éruption. La plupart des particules avaient un diamètre inférieur à 2,5 microns, une taille suffisamment petite pour pénétrer profondément dans les poumons.
Les résultats de l’étude corroborent également les observations précédentes concernant la transformation chimique du SO2 gazeux en particules. Les zones éloignées de la source des émissions gazeuses, comme la côte de Kona, sur la Grande Ile d’Hawaii, présentaient de fortes concentrations de particules, car une grande partie du SO2 s’était transformée en particules en se déplaçant sous le vent. Les normes de qualité de l’air ambiant concernant le SO2 et les particules ont été dépassées à divers endroits sur l’île au cours des trois mois de l’éruption dans la LERZ.
Contrairement à l’été 2018 et la forte intensité de l’éruption, le calme qui rège actuellement sur le Kilauea offre une excellente occasion d’étudier la qualité de l’air ambiant. Cela va permettre aux scientifiques mesurer la différence entre la pollution anthropique, telle que les gaz d’échappement des véhicules, et la pollution volcanique. Comprendre la contribution de la pollution d’origine humaine est important sur une île où la population ne cesse d’augmenter.
Pour étudier cette pollution anthropique, l’équipe scientifique envisage de revenir pendant l’été 2019 échantillonner l’air dépourvu de la contribution volcanique, en utilisant le même équipement et les mêmes sites d’échantillonnage. Les mesures effectuées «avant» et «après» l’éruption permettront d’isoler l’empreinte chimique des particules volcaniques. Cela améliorera notre compréhension des effets potentiels des panaches volcaniques sur la santé, l’environnement et les écosystèmes.
Source: USGS / HVO.

—————————————————

The end of Kilauea’s 2018 eruption this past September was accompanied by an enormous decrease in the amount of sulphur dioxide (SO2) emitted from the volcano. This has led to beautifully clear skies above the Island of Hawaii, especially on the west side, where the volcanic pollution known as vog was regularly observed in past years.

During the peak of the 2018 Lower East Rift Zone (LERZ) eruption, when the volcanic emissions and vog were both much stronger, a team of academic researchers worked with the Hawaiian Volcano Observatory and the Hawaii State Department of Health to study the intense air pollution generated by the eruption.

The researchers sampled volcanic particles and gases at the LERZ Fissure 8 vent, the ocean entry, and various downwind sites. To determine the nature and composition of the volcanic pollution, samples were collected by pumping air through filters, from the ground and from the air using drones.

The tiny particles captured on the filters were then analyzed in the laboratory for chemical composition and imaged using a powerful Scanning Electron Microscope (SEM) to determine the composition of individual particles. Other instruments determined the number or weight of particles of various sizes, which are associated with different health impacts in studies of human-caused pollution. The samples were analyzed for pH, major components including sulphate, fluoride, and chloride; and trace metals, such as lead and arsenic.

These analyses targeted chemical species that are present in volcanic plumes.  Kilauea’s plume is composed primarily of water vapour, carbon dioxide (CO2), sulphur dioxide (SO2), along with smaller amounts of other gases, including hydrogen chloride and hydrogen fluoride. SO2 reacts in the atmosphere over time to form tiny acidic and neutral sulphate particles, which are a major component of volcanic pollution in Hawaii. Small amounts of toxic metals have also been found in the volcanic gas plumes emitted from Kilauea’s vents.

The summer 2018 gas and particle sampling campaign was the first effort to look at how trace elements, such as metals, change over distance in the Kilauea plume. It was found that the amount of these elements was highly variable but was not solely predicted by the distance of the plume from the vent. Most of the particles were less than 2.5 micron in diameter, small enough to penetrate deep into the lungs.

The study’s findings also support previous observations regarding the chemical conversion of SO2 gas to particles. Areas far from the gas source, such as along Hawaii Island’s Kona coast, had high particle concentrations since much of the SO2 gas had converted to particles as it travelled downwind. Ambient air quality standards for both SO2 gas and particles were exceeded at various locations on the island during the three months of the LERZ eruption.

In contrast to the summer 2018, Kilauea’s current lull in activity provides an excellent opportunity to study background air quality. This can help scientists distinguish between anthropogenic pollution, such as traffic exhaust, and volcanic pollution. Understanding the contribution of human-made pollution is important on an island with a growing population.

To address the characterization of anthropogenic pollution, the same research team plans to return this coming summer to sample the background air without the volcanic contribution, using the same equipment and sampling sites. The “before” and “after” snapshots will help to isolate the chemical fingerprint of the volcanic particles. This will improve our understanding of the potential health, environmental, and ecosystem effects of volcanic plumes.

Source : USGS / HVO.

Emissions gazeuses dans l’Halema’uma’u pendant l’éruption du Kilauea (Photos: C. Grandpey)