Étiquette : eruption

De l’ignimbrite sur la planète Mars? // Ignimbrite on Mars?

Le rover (robot tout-terrain) Perseverance de la NASA explore actuellement la région de Thea Nili Fossae sur Mars, avec en particulier le cratère Jezero. Cette zone rocheuse est riche en olivine, un minéral bien connu sur les volcans de notre planète. Un substrat rocheux identique, lui aussi riche en olivine, a été découvert dans le cratère Gusev, que le robot Spirit de la NASA avait exploré jusqu’en 2010. Cependant, les scientifiques ne savaient pas si on pouvait établir un lien entre ces deux régions de la planète Mars.
Les chercheurs ont examiné les données fournies par plusieurs rovers martiens pour confirmer les similitudes géologiques, et il semble donc que les roches de ces deux secteurs aient pu suivre le même processus de formation. Les scientifiques ont comparé les images de la roche du cratère Gusev fournies par le robot Spirit avec des images de roches sur Terre. Au final, ils ont trouvé dans les roches du cratère Gusev le même type de textures de roches volcaniques que l’on rencontre sur Terre.
Cette roche est l’ignimbrite, qui se forme à partir de cendres, de pierre ponce et de coulées pyroclastiques lors de puissantes éruptions volcaniques. Jusqu’à présent, personne n’avait imaginé que le substrat rocheux riche en olivine sur Mars pouvait être de l’ignimbrite. C’est probablement le type de roche sur lequel s’est déplacé le rover Perseverance en 2021 et où il a prélevé des échantillons. Bien que les chercheurs aient longtemps émis l’hypothèse que le volcanisme était responsable de la formation des Nili Fossae, l’identification de l’ignimbrite, si elle s’avérait exacte, indiquerait que les éruptions étaient plus cataclysmiques qu’on ne le pensait jusqu’à présent.
Pour confirmer la présence d’ignimbrite sur Mars, les scientifiques devront étudier les échantillons de roches dans un laboratoire sur Terre. Cela montre la nécessité de mettre sur pied la mission « Mars Sample Return » qui est prévue pour ramener sur Terre les échantillons prélevés par le robot Perseverance.
Source : space.com.

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NASA’s Perseverance rover is currently exploring Thea Nili Fossae region of Mars, which includes the Jezero Crater. The area is filled with bedrock laden with the volcanic mineral olivine. That same olivine-rich bedrock was also found at the Gusev Crater, where NASA’s Spirit rover roamed until 2010. However, the connection between the regions was not made until now.

The researchers examined data from multiple Mars rovers to confirm the geologic similarities, which indicates the local rocks might have formed by similar processes. Then the scientists compared Spirit’s images of the Gusev Crater rock with images of Earth rocks. They found the same kind of textures in the rocks of Gusev crater as those in a very specific kind of volcanic rock found on Earth.

That rock is ignimbrite, which is created from the ash, pumice and pyroclastic flows of powerful volcanic eruptions. Up to now, no one had suggested ignimbrites as an explanation for olivine-rich bedrock on Mars, It may be the kind of rock that the Perseverance rover has been driving around on and sampling for the past year.

Although researchers have long theorized that volcanism was responsible for producing the Nili Fossae, the identification of ignimbrite, if proven accurate, would indicate that the eruptions were more cataclysmic than previously thought.

To confirm the presence of ignimbrite on Mars, the scientists say they will have to study the rocks in a terrestrial lab, another argument for the planned Mars Sample Return mission to ferry Perseverance’s samples back to Earth.

Source: space.com.

Le Cratère Gusev photographié par le robot Spirit en 2005 (Source: NASA)

Panaches volcaniques et nuages d’incendies de végétation // Volcanic plumes and wildfire clouds

Sur la Grande Ile d’Hawaii, le vog – ou brouillard volcanique – est un phénomène bien connu quand se produit une éruption. Les nuages ​​de gaz toxiques sont un problème tant pour les agriculteurs que pour les personnes souffrant de problèmes respiratoires.
Lorsqu’il n’y a pas d’éruption, mais aussi parfois pendant les éruptions, les incendies de végétation sont une autre source de nuages susceptible d’affecter la qualité de l’air.
Depuis 2010, des chercheurs de l’Université d’Hawaï étudient la dispersion du brouillard volcanique. Le but est de fournir au public et aux services sanitaires des prévisions précises, et de permettre de limiter l’exposition à ce brouillard des personnes vivant dans les zones menacées. Un modèle de qualité de l’air a été développé; il combine la prévision météorologique, les émissions de dioxyde de soufre (SO2), la chimie et un modèle de dispersion dynamique pour suivre la trajectoire du panache.
Bien qu’il existe des différences considérables entre la chimie de la fumée des incendies de végétation et celle du brouillard volcanique, le déplacement des deux types de panaches est géré par des mécanismes physiques similaires. Une chaleur intense en surface génère des courants ascendants. Au fur et à mesure que l’air chaud monte, il fait s’élever verticalement les polluants, que ce soit les gaz volcaniques, les cendres ou la fumée des feux végétation, entre leur source et les niveaux supérieurs de l’atmosphère. La turbulence provoque l’élargissement et le refroidissement du panache au fur et à mesure qu’il se mélange à l’air ambiant propre. Par la suite, le panache se refroidit par expansion et il finit par atteindre un niveau à partir duquel son déplacement dans l’atmosphère dépend largement des vents horizontaux.
Lors d’incendies de forêt de très grande ampleur et d’éruptions volcaniques, le processus de refroidissement du panache peut entraîner la formation de flammagenitus. Communément appelés pyrocumulus, ces nuages ​​proviennent d’une forte source de chaleur et peuvent générer d’intenses turbulences, des rafales de vent en surface, des éclairs et de la pluie. La formation de pyrocumulus peut faire s’élever le panache encore davantage, ce qui entraîne les polluants plus haut dans l’atmosphère.
En raison de tous ces mécanismes dynamiques complexes, la détermination de la hauteur d’injection du panache dans l’atmosphère est une tâche difficile pour les scientifiques qui modélisent la qualité de l’air lors des épisodes de vog et de fumées d’incendies. Elle nécessite une connaissance détaillée de nombreux aspects de la source de chaleur et de l’atmosphère ambiante. Malheureusement, il est souvent impossible d’obtenir de telles informations dans des conditions de catastrophe naturelle
De petites erreurs dans l’estimation de la hauteur d’injection du panache peuvent entraîner de grosses erreurs dans les prévisions de concentrations de polluants dans les zones sous le vent. En effet, les vents horizontaux à différentes altitudes dans l’atmosphère ne soufflent souvent pas dans la même direction. En raison de ce comportement imprévisible du vent, un mauvais calcul de la hauteur d’injection du panache peut entraîner une erreur dans un modèle de qualité de l’air, avec une direction fausse du panache et donc une prévision erronée.
La question la plus importante pour les modélisateurs de vog et de fumée est de savoir à quelle hauteur s’élève un panache donné. De puissantes éruptions, comme celle du Pinatubo en 1991, peuvent envoyer des panaches de gaz et de cendres jusque dans la stratosphère, avec un transport de la pollution sur de longues distances, et même un effet de refroidissement climatique. Jusqu’à récemment, peu d’incendies de forêt étaient assez puissants pour avoir de telles conséquences. Pourtant, avec le réchauffement climatique, on a observé une augmentation spectaculaire des incendies de très grande ampleur dans le monde au cours de la dernière décennie. La puissance et l’impact de ces événements sont comparables à ceux des éruptions volcaniques. En fait, en les observant, il est parfois difficile de faire la différence entre les panaches de vog et les panaches de fumée.
Cette ressemblance entre les panaches éruptifs et ceux générés par les incendies de forêt a toutefois un aspect positif. Cela permet aux scientifiques de transférer des connaissances sur la physique et la dynamique des panaches dans les deux domaines de recherche. Grâce au développement récent de nouveaux algorithmes pour les modèles de fumée des feux de forêt, les scientifiques de l’Université d’Hawaï ont pu intégrer une nouvelle approche dynamique de l’élévation du panache dans leurs prévisions du brouillard volcanique. Cela a permis d’obtenir des prévisions plus précises concernant la qualité de l’air pour l’État d’Hawaii.
Source : USGS, HVO.

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On Hawaii Big Island, vog – or volcanic smog – is a well-known phenomenon during an eruption. The clouds of toxic gases are a problem both for the farmers and for persons suffering from respiratory problems.

When there is no eruption, or sometimes during eruptions, wildfires are another source of clouds likely to affect air quality.

Since 2010, University of Hawaii researchers have been studying the dispersion of vog in Hawaii. The aim has been to provide the public and emergency responders with accurate and timely forecasts that would help limit vog exposure for those in affected areas and communities. A custom air quality model has been developed; it combines numerical weather prediction, volcanic sulfur dioxide (SO2) emission rates, chemistry, and a dynamic dispersion model to track vog plume transport.

While there are drastic differences between the chemistry of smoke and vog, the movement of both types of plumes is controlled by similar physical mechanisms. Intense heating at the surface generates vertical updrafts. As the hot air rises, it moves pollutants, such as volcanic gases, ash, or wildfire smoke from their source to the upper levels of the atmosphere. Turbulence causes the plume to widen and cool as it mixes with clean ambient air. In addition, the plume cools through expansion. Eventually, the plume reaches a level from where its movement in the atmosphere is largely controlled by the ambient horizontal winds.

During extreme wildfires and volcanic eruptions, the plume cooling process can also lead to the formation of flammagenitus clouds. Commonly known as ‘pyrocumulus,’ these clouds originate above a strong, localized heat source and can produce intense turbulence, surface wind gusts, lightning and rain. The formation of pyrocumulus can generate further lift, pulling pollutants higher into the atmosphere.

As a result of all these complex dynamic mechanisms, determining the plume injection height has been a shared challenge for vog and smoke air-quality modelers. It requires detailed knowledge of many aspects of both the heat source and the ambient atmosphere. Unfortunately, it is often impossible to obtain such observations under natural disaster conditions

Meanwhile, small errors in estimating the plume injection height can lead to large errors in downwind predictions of pollutant concentrations. This is because horizontal winds at various elevations in the atmosphere often do not blow in the same direction. Due to this wind shear, miscalculating plume injection height can cause an air quality model to transport the plume in the wrong direction, leading to a poor forecast.

Hence, a key question for both vog and smoke modelers is to know how high a given plume will rise. Powerful eruptions, like Mount Pinatubo’s in 1991, can send plumes of volcanic gases and ash deep into the stratosphere, resulting in long-range pollution transport and even generating climate-cooling effects. Until recently, few wildfires were powerful enough to do this. Yet, with climate change, there has been a dramatic increase in high-intensity ‘mega-fires’ around the world over the last decade. The power and scale of impact of these events are comparable to that of volcanic eruptions. In fact, photos of vog and smoke plumes can sometimes be hard to distinguish.

There is a silver lining to this growing overlap between volcanic eruptions and wildfires. It allows scientists to transfer knowledge about the physics and dynamics of plumes across the two research domains. Owing to the recent rapid development of new algorithms for wildfire smoke models, University of Hawaii scientists have been able to incorporate a new dynamic plume-rise approach in their vog forecasts. This resulted in more accurate air quality predictions for the State of Hawaii.

Source: USGS, HVO.

Panache de vog à Hawaii (Photo: C. Grandpey)

Panache éruptif du Pinatubo en 1991 (Crédit photo: Wikipedia)

Pyrocumulus généré par un incendie de forêt dans le parc National de Yellowstone (Crédit photo: Wikipedia)

Volcans du monde // Volcanoes of the world

Voici quelques nouvelles de l’activité volcanique dans le monde:

De récentes mesures aériennes de gaz effectuées au-dessus du Ruapehu (Nouvelle-Zélande) ont confirmé les importantes émissions de gaz, ainsi qu’un niveau élevé du tremor volcanique. Dans le même temps, la température du lac de cratère a marqué une hausse et atteint actuellement 38 °C.
Les scientifiques néo-zélandais n’ont pas changé d’avis dans leurs pronostics pour les prochaines semaines. Ils confirment qu’il ne devrait pas y avoir d’éruption, ou juste une éruption mineure limitée à la zone sommitale. De telles petites éruptions peuvent générer des lahars, en particulier dans le lit de la rivière Whangaehu.
Source : GNS.

 

Le 3 mai, on pouvait voir un panache de vapeur s’élever au-dessus du cratère ((Source: GeoNet)

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L’éruption sommitale du Kilauea (Hawaï) continue dans le cratère de l’Halema’uma’u. Des sorties de lave sporadiques se produisent en bordure cratère. L’activité reste confinée à l’intérieur du cratère et aucune coulée de lave n’est observée ailleurs sur le volcan. Aucun changement significatif n’a été noté au sommet ou sur l’East Rift Zone.
Depuis le début de l’éruption le 29 septembre 2021, le niveau du cratère s’est élevé d’environ 99 mètres par accumulation de la lave. Le volume émis depuis le début de cette éruption était d’environ 66 millions de mètres cubes le 6 avril 2022.
Source : HVO.

Vidéo montrant l’activité dans le cratère de l’Halema’uma’u le 26 avril 2022. La caméra se trouvait sur la lèvre NO du cratère :

https://www.usgs.gov/media/videos/lava-lake-kilauea-summit-april-26-2022

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Un important épisode éruptif a été observé au niveau du volcan Garet sur l’île de Gaua (Vanuatu) le 2 mai 2022.L’explosion a généré un épais panache de cendres. Les dernières analyses indiquent que l’activité est susceptible de se poursuivre comme en ce moment ou de devenir une éruption mineure justifiant un niveau d’alerte 3. Les agences de tourisme, les autorités locales, les habitants de Gaua et le grand public sont informés que la zone de danger se situe au niveau du cône volcanique.
Le niveau d’alerte reste à 2. La dernière éruption de ce volcan a eu lieu en 2011, avec un VEI 1.
Source : Vanuatu GeoHazards.

 

Le Mt Garet sur l’île de Gaua (Source: Smithsonian Institution)

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Une anomalie thermique était visible sur le Karymsky (Kamtchatka) sur les images satellite presque tous les jours à la fin du mois d’avril 2022. Les explosions généraient des panaches de cendres qui s’élevaient jusqu’à 5 km au-dessus du niveau de la mer. et même 10 km le 28 avril. La couleur de l’alerte aérienne a été élevée au Rouge puis abaissée à l’Orange lorsque le volcan a cessé d’émettre de la cendre.
Source : KVERT.

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Seuls quelques panaches de gaz blancs s’élevaient au-dessus de l’Anak Krakatau (Indonésie) dans les derniers jours d’avril et les premiers jours de mai 2022. Les images satellites montraient des coulées de lave incandescente dans et autour du cratère, jusque dans la mer. Les habitants et les touristes doivent rester à au moins 2 km du volcan. Le niveau d’alerte reste à 3 (sur une échelle de 1 à 4).
Source : CVGHM.

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Sur l’île d’Ambae (Vanuatu), le cône du lac Voui émet toujours des panaches de vapeur et de cendre. Le niveau d’alerte reste à 2 (sur une échelle de 0 à 5) et il est demandé au public de rester en dehors de la zone de danger d’un rayon de 2 km autour des bouches actives dans le lac Voui,
Sur l’île d’Ambrym (Vanuatu), on pouvait voir de l’incandescence à l’intérieur du cratère du Benbow fin janvier et début février suite à l’apparition d’une coulée de lave à partir d’une nouvelle bouche dans la partie nord-ouest du plancher du cratère. Cependant, des observations récentes indiquent que les émissions de gaz et de cendres ont disparu dans le cratère. La sismicité a diminué et s’est stabilisée. Le niveau d’alerte a été abaissé à 1 (sur une échelle de 0 à 5) le 28 avril 2022.
L’activité du Yasur (Vanuatu) se poursuit à un niveau élevé. Le niveau d’alerte est maintenu à 2 sur une échelle de 0 à 4. Des émissions de cendres et de gaz ainsi que de fortes explosions sont toujours enregistrées, avec des bombes qui retombent dans et autour du cratère.
Source : GéoHazards.

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L’éruption du Semeru (Indonésie) se poursuit. Des panaches de cendres presque quotidiens sont toujours visibles; ils s’élèvent jusqu’à 300-700 m au-dessus du sommet. Une coulée pyroclastique s’est détachée du front de coulée de lave le 1er mai 2022. Elle a produit des panaches de cendres qui se sont élevés jusqu’à 500 m au-dessus du sommet. Le niveau d’alerte reste à 3 (sur une échelle de 1 à 4).
Source : CVGHM.

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Ces informations ne sont pas exhaustives. Vous en trouverez d’autres (en anglais) en lisant le bulletin hebdomadaire de la Smithsonian Institution :
https://volcano.si.edu/reports_weekly.cfm

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Here is some news of volcanic activity around the world :

Recent airborne gas measurements over Mt Ruapehu ( New Zealand) confirmed continued high levels of gas emissions, along with strong volcanic tremor. Meanwhile, Crater Lake temperature has risen to 38 °C.

NZ scientists have not chnaged their minds about the next weeks. They confirm that the most likely outcome of this unrest episode is no eruption, or a minor eruption that is confined to the summit area. Small eruptions may generate lahars, especially in the Whangaehu River.

Source: GNS.

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The summit eruption of Kilauea (Hawaii), within Halemaʻumaʻu crater, continues. Sporadic breakouts continue along the margins of the crater, All recent activity has been confined to the crater and no active lava can be seen elsewhere on the volcano. No significant changes have been noted in the summit or East Rift Zone.
Since the beginning of this eruption on September 29, 2021, the crater floor has seen a total rise of about 99 meters. The volume of lava effused since the beginning of this eruption was approximately 66 million cubic meters, as measured on April 6, 2022.

Source: HVO.

Video showing activity within Halema’uma’u Crater on April 26th, 2022 :

https://www.usgs.gov/media/videos/lava-lake-kilauea-summit-april-26-2022

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A significant eruptive episode occurred at Garet volcano on Gaua Island (Vanuatu) on May 2nd, 2022. It generated a thick ash plume. New analyses suggest that activity is likely to continue at this same level or increase to the minor eruption state (Level 3). All tourism agencies, local authorities, people of Gaua, and the general public are warned that the danger area remains at the volcanic cone.

The volcanic Alert Level remains at Level 2. The last known eruption of this volcano took place in 2011, with a VEI 1.

Source: Vanuatu GeoHazards.

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A thermal anomaly over Karymsky (Kamchatka) was visible in satellite images on most days at the end of April. Explosions produced ash plumes that rose as high as 5 km a.s.l. and 10 km on April 28th. The Aviation Color Code was raised to Red and later lowered to Orange when ash was no longer being emitted by the volcano.

Source: KVERT.

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Only white gas plumes were rising above Anak Krakatau (Indonesia) in the last days of April and early days of May 2022. Satellite images showed incandescent lava flows in and around the crater and advancing into the sea. Residents and tourists should stay at least 2 km from the volcano, The alert level remains at 3 (on a scale of 1-4).

Source: CVGHM.

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At Ambae (Vanuatu) the cone in Lake Voui continues to produce steam and ash emissions. The alert level remains at 2 (on a scale of 0-5) and the public is asked to stay outside the 2-km radius dangers zone around the active vents in Lake Voui,

Incandescence from Ambrym’s Benbow Crater (Vanuatu) was visible during late January and early February from a lava flow that had effused from a new vent on the NW part of the crater floor. However, recent observations indicate that gas and ash are no longer being emitted from the crater. Seismicity has decreased and stabilized. The alert level was lowered to 1 (on a scale of 0-5) on April 28th, 2022.

Activity at Yasur (Vanuatu) continues at a high leve. The alert level is kept at 2 on a scale of 0-4. Ash-and-gas emissions and loud explosions are still recorded, with bombs falling in and around the crater.

Source: GeoHazards.

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The eruption at Semeru (Indonesia) continues. Almost daily ash plumes are visible, rising 300-700 m above the summit. A pyroclastic flow from the end of the lava flow descended the SE flank at on May 1st, 2022 and produced ash plumes that rose as high as 500 m above the summit. The alert level remains at 3 (on a scale of 1-4).

Source: CVGHM.

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This information is not exhaustive. You can find more by reading the Smithsonian Institution’s weekly report:

https://volcano.si.edu/reports_weekly.cfm

Origine des dépôts de tephra sur la Grande Ile d’Hawaii // Origin of tephra deposits on Hawaii Big Island

Le Mauna Loa et le Kilauea sont les deux volcans les plus actifs de la Grande Ile d’Hawaï et leurs histoires éruptives se chevauchent. Ils sont situés à faible distance d’un de l’autre; leurs cratères sommitaux ne sont éloignés que d’environ 34 kilomètres.De plus, une partie du Kilauea s’est édifiée sur le flanc sud-est du Mauna Loa, le plus ancien des deux volcans.
Le Mauna Loa et le Kilauea produisent des coulées de lave qui peuvent parcourir plusieurs kilomètres depuis la source. De plus, ils émettent des panaches de tephra qui peut monter haut dans l’atmosphère et parcourir de longues distances en étant poussés par le vent. C’est pourquoi il peut parfois être difficile de déterminer quel volcan est responsable d’une coulée de lave ou d’un dépôt de tephra.
Connaître la source des matériaux émis, qu’il s’agisse du Mauna Loa ou du Kilauea, est important pour évaluer les risques volcaniques sur la Grande Ile d’Hawaï. Les géologues se tournent vers les événements du passé, qu’ils soient effusifs ou explosifs, pour comprendre la fréquence des éruptions volcaniques. Le calcul des intervalles de récurrence permet de déterminer la fréquence à laquelle des événements effusifs ou explosifs se produisent, et cela peut aider à prévoir quand ils sont susceptibles de se produire à l’avenir.
Par exemple, si les géologues observent un affleurement dans lequel six couches de tephra sont prises en sandwich entre une coulée de lave supérieure datée d’il y a 800 ans et une coulée de lave inférieure datée d’il y a 2 000 ans – donc avec une période de temps de 1 200 ans entre les deux coulées – ils peuvent conclure que l’intervalle de récurrence minimum serait de 200 ans (1 200 ans divisés par six éruptions explosives). Cela signifie qu’un événement éruptif explosif s’est produit, en moyenne, tous les 200 ans au cours de cette période de 1 200 ans. Si on sait qu’il y a six couches de tephra, mais si on ne sait pas si elles proviennent du Mauna Loa ou du Kilauea, il est difficile de comprendre à quelle fréquence les éruptions se sont produites à partir de chacun de ces volcans.
Par exemple, si une seule des couches de tephra provient du Mauna Loa, l’intervalle de récurrence minimum est de 240 ans pour le Kilauea et de plus de 1 200 ans pour le Mauna Loa. Mais si trois des couches de tephra proviennent du Mauna Loa, l’intervalle de récurrence minimum est de 400 ans pour le Kilauea et de 400 ans pour le Mauna Loa.
Afin de déterminer quel volcan a produit telle coulée ou tel couche de tephra, les géologues ont recours à plusieurs méthodes. Ils utilisent souvent une cartographie détaillée. En effet, une éruption explosive laisse généralement des dépôts plus épais près de la source et ils s’amincissent en s’éloignant de cette même source.
Les géologues peuvent également avoir recours à la géochimie pour déterminer si un produit éruptif particulier provient du Mauna Loa ou du Kilauea. Des études ont montré que les deux volcans ont des signatures géochimiques différentes. Par exemple, les laves du Mauna Loa contiennent généralement plus de silice (Si) et moins de calcium (Ca), de titane (Ti) et de potassium (K) à une teneur donnée en magnésium (Mg) que les laves du Kilauea.
Par ailleurs, les deux volcans et leurs prédécesseurs plus anciens ont généralement des concentrations d’éléments traces et des signatures isotopiques différentes. Les géochimies définissent deux familles différentes le long de l’archipel hawaiien. Sur la Grande Ile d’Hawaï, le Mauna Loa et le Hualalai forment une famille, tandis que le Kilauea, le Mauna Kea et le Kohala en forment une autre. On pense que les différences chimiques proviennent du panache du point chaud et démontrent que les systèmes magmatiques des deux volcans ne sont pas interconnectés.
Une nouvelle étude a appliqué ces différences chimiques entre le Mauna Loa et le Kilauea pour comprendre la source volcanique des couches dans un dépôt de tephra de deux mètres d’épaisseur sur le flanc sud-est du Mauna Loa. Le dépôt de tephra se trouve à environ 19 kilomètres au sud de Moku’āweoweo, la caldeira sommitale du Mauna Loa, et à 35 kilomètres au sud-ouest de l’Halema’uma’u, le cratère sommital du Kilauea. En raison de la variation des directions du vent, l’un ou l’autre des volcans pourrait potentiellement être la source du dépôt de tephra. Les premières analyses chimiques d’éclats de verre volcanique prélevés dans les couches de tephra laissent supposer que des tephra du Kilauea et du Mauna Loa sont présents sur le site. Les tephra de l’ancienne éruption du Keanakākoʻi et de celle du Kulanaokuaiki, émis par le Kilauea, semblent être présents, ainsi qu’au moins une couche de tephra en provenance du Mauna Loa.
Les nouvelles données ainsi obtenues seront importantes pour déterminer les calculs d’intervalle de récurrence pour les événements explosifs sur le Mauna Loa et le Kilauea et permettront aux scientifiques du HVO de fournir des évaluations des risques plus fiables pour la Grande Ile d’Hawaï.
Source : USGS, HVO.

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Mauna Loa and Kilauea are the two most active volcanoes on the Island of Hawaii, and they have overlapping eruption histories. They are located in close proximity, with their summit craters only about about 34 kilometers apart. In fact, part of Kilauea is built on the southeast flank of Mauna Loa, which is the older of the two volcanoes.

Both volcanoes produce lava flows that can travel many kilometers from the volcanic vent. Additionally, they produce tephra that can rise high into the atmosphere and travel long distances by wind. With this in mind, it can sometimes be difficult to determine which volcano is responsible for a specific lava flow or tephra layer.

Knowing the source of the erupted material, whether from Mauna Loa or Kilauea, is important for assessing volcanic hazards on Hawaii Big Island. Geologists look to past eruptions, both effusive and explosive, to understand the frequency of volcanic eruptions. Recurrence intervals can be calculated to determine how often effusive or explosive events occur, which can help forecast when they may occur in the future.

For example, if geologists observe an outcrop with six tephra layers sandwiched between an upper lava flow dated at 800 years ago and a lower lava flow dated at 2,000 years ago – a time period of 1,200 years preserved between the two flows – the minimum recurrence interval would be 200 years (1,200 years divided by six explosive eruptions). This means that an explosive eruptive event occurred, on average, every 200 years within that 1,200 year time period. If we know that there are six tephra layers, but we don’t know if they erupted from Mauna Loa or Kilauea, it is difficult to understand how often eruptions occurred from the individual volcanoes.

For example, if only one of the tephra layers were from Mauna Loa, the minimum recurrence interval would be 240 years for Kilauea and over 1,200 years for Mauna Loa. But if three of the tephra layers were from Mauna Loa, the minimum recurrence interval would be 400 years for Kilauea and 400 years for Mauna Loa.

In order to determine which volcano produced a certain flow or tephra, geologists resort to several methods. They often use detailed mapping. An explosive eruption, for example, will generally have thicker deposits near the source and thin out away from the source.

Geologists can also use geochemistry to determine if a particular eruptive product is from Mauna Loa or Kilauea. Studies have shown that the two volcanoes have different geochemical signatures. For example, Mauna Loa lavas generally have higher silica (Si) and lower calcium (Ca), titanium (Ti), and potassium (K) at a given magnesium (Mg) content than Kilauea lavas.

The two volcanoes and their older predecessors generally have different trace element concentrations and isotope signatures as well, with the geochemistries defining two different families along the island chain. On the Island of Hawaii, Mauna Loa and Hualalai form one family, while Kilauea, Mauna Kea, and Kohala form another. The chemical differences are thought to originate in the hotspot plume and demonstrate that the magma systems for the two volcanoes are not interconnected.

A new study is applying these geochemical differences between Mauna Loa and Kilauea to understand the volcanic source of individual layers within a two-meter-thick tephra exposure on the southeast flank of Mauna Loa. The exposure is located approximately 19 kilometers south of Moku‘āweoweo, the summit caldera of Mauna Loa, and 35 kilometers southwest of Halema’uma’u, the summit crater of Kilauea. Due to varying wind directions, either volcano could potentially be the source of the tephra.

Initial geochemistry obtained from fresh glass shards found in the tephra layers suggests that tephra from both Kilauea and Mauna Loa are present at the field site. Tephras from both the Keanakākoʻi Ash (circa 1500–1820 CE) and the Kulanaokuaiki Tephra (circa 400–1000 CE), which erupted from Kilauea, appear to be present, as well as at least one tephra layer from Mauna Loa.

The new data will be important for constraining recurrence interval calculations for explosive events on Mauna Loa and Kilauea and will help the USGS Hawaiian Volcano Observatory provide more robust hazard assessments for the Island of Hawaii.

Source : USGS, HVO.

Sommet du Mauna Loa (Crédit photo : USGS)

Caldeira sommitale du Mauna Loa (Photo : C. Grandpey)

Caldeira sommitale du Kilauea en 2006 (Photo: C. Grandpey)

Caldeita sommitale du Kilauea après l’éruption de 2018 (Crédit photo: HVO)