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Retour sur l’éruption de Kamoamoa (Hawaii) en 2011 // The Kamoamoa eruption (Hawaii) in 2011

Au cours des 35 années qu’elle a duré, l’éruption du Pu’uO’o dans la Middle East Rift Zone (MERZ) du Kilauea a été l’occasion pour les scientifiques d’améliorer leur travail de recherche et de surveillance des volcans hawaiiens. Même les éruptions de courte durée, comme celle de Kamoamoa qui a duré quatre jours en 2011, ont offert des informations importantes.
Dans les mois qui ont précédé l’éruption de Kamoamoa, la lave a rempli le cratère du Pu’uO’o. Une inflation continue a été enregistrée au sommet du Kilauea et le long de la MERZ. Au fur et à mesure que le système se pressurisait, la sismicité augmentait dans la partie supérieure de la Zone de Rift Est (East Rift Zone) et le lac de lave sommital atteignait ses niveaux les plus élevés..
Le 5 mars 2011, une secousse et une augmentation de l’activité sismique, accompagnées d’une déflation rapide du Pu’uO’o, ont été observées en début d’après-midi. Un intrusion dans la partie supérieure de la zone de rift a fait s’évacuer le magma qui se trouvait sous le Pu’uO’o. Peu de temps après, le plancher du Pu’uO’o a commencé à s’affaisser et le niveau du lac de lave sommital a chuté.
Alertés par des alarmes sismiques en temps quasi réel et des données de déformation, les scientifiques du HVO ont rapidement effectué un survol de la zone et ont pu assister au début de l’éruption de Kamoamoa entre le Pu’uO’o et le cratère Napau.
Au cours des premiers jours, l’activité éruptive a oscillé entre deux systèmes de fractures, avec des bouches dont l’activité alternait. En début de journée le 8 mars 2011, l’éruption s’est concentrée sur les deux extrémités opposées des fractures. L’activité a diminué dans l’après-midi du 9 mars, et l’épisode éruptif de Kamoamoa a pris fin vers 22h30..
Le dyke et l’éruption qui a suivi ont joué un rôle de soupape et permis l’évacuation de la pression qui s’était accumulée depuis des mois dans le système d’alimentation du Kilauea.
Pendant l’éruption, afin de compléter les données en temps quasi réel fournies par les stations de surveillance du HVO, les scientifiques ont également récolté des échantillons de lave, effectué des mesures de gaz, cartographié les coulées de lave et les fractures, pris des photos et des notes sur le terrain. Toutes ces données importantes permettent de mieux comprendre les éruptions volcaniques et leurs processus.
Les analyses de plusieurs échantillons de lave prélevés tout au long de l’éruption ont montré que la lave était initialement plus évoluée que celle collectée sur le champs de lave du Pu’uO’o avant l’éruption de Kamoamoa. Cela signifie que le dyke qui a alimenté l’éruption a d’abord émis – ou s’est mélangé à – un magma plus ancien qui était stocké dans la zone de rift. Au fur et à mesure que l’éruption s’est poursuivie et que du magma juvénile est arrivé dans le système, la composition de lave a évolué pour ressembler à celle qui avait été émise précédemment au niveau du Pu’uO’o. Il est intéressant de noter qu’une évolution semblable de la composition de la lave a été observée au début de l’éruption de 2018.
Source : USGS, HVO.

J’étais à Hawaii quelques jours avant le début de l’éruption de Kamoamoa. Vous pourrez voir ci-dessous quelques photos du puits de lave sommital, du cratère du Pu’uO’o et de l’East Rift Zone où la lave commençait déjà à s’écouler.

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The 35-year-long Pu’uO’o eruption on Kilauea’s Middle East Rift Zone (MERZ) was a remarkable opportunity for scientists to improve volcano research and monitoring. Even short-lived episodes in this eruption, like the four-day-long Kamoamoa eruption, offered important insights.

In the months leading up to the 2011 Kamoamoa eruption, lava filled Pu’uO’o crater. Steady inflation was recorded at the summit and the MERZ. As the system pressurized, seismicity increased in the upper East Rift Zone and the summit lava lake rose to the highest levels recorded before that time.

On March 5th, 2011, seismic tremor and increased earthquake activity, accompanied by rapid deflation at Pu’uO’o, began abruptly in the early afrternoon. An intrusion uprift drew magma away from beneath Pu’uO’o. Shortly after, the Pu’uO’o crater floor began to subside and the summit lava lake level dropped.

HVO alerted by near real-time seismic alarms and deformation data, quickly conducted an overflight of the area and witnessed the start of the Kamoamoa eruption between Pu’uO’o and Napau craters.

In the first few days, eruptive activity shifted around two fissure systems with vents repeatedly starting and stopping. Early on March 8th, the eruption focused on the two opposite ends of the fissures. The activity waned in the afternoon of March 9th, and around 10:30 p.m. the Kamoamoa eruptive episode was over.

The dike and subsequent eruption acted as a pressure release valve of Kilauea’s magma plumbing system that had been pressurizing for months.

During the eruption, to supplement the near real-time data from HVO monitoring stations, scientists also collected lava samples and gas measurements, mapped lava flows and ground cracks, took photos and detailed field notes. These important data sets help to better understand volcanic eruptions and their processes.

Analyses of multiple lava samples taken throughout the eruption showed that the erupted lava was initially more evolved than the lava collected on the Pu’uO’o flow fields prior to the Kamoamoa eruption. This means that the dike which fed the eruption either pushed out, or mixed with, a body of cooler magma that had been stored in the rift. As the eruption continued, the lava compositions began to resemble those previously erupted at Pu’uO’o, as juvenile lava flushed through the system. This is what happened in the beginning of the 2018 eruption.

Source : USGS, HVO.

I was in Hawaii a few days before the start of the Kamoamoa eruption. Here are some photos of the summit lava pit crater, the Pu’uO’o crater and the East Rift Zone where lava was already beginning to flow.

Photos : C. Grandpey

Nouvelles de São Jorge (Açores) // News of São Jorge (Azores)

La situation n’a pas évolué à São Jorge (Açores) au cours des dernières heures et les habitants sont inquiets devant la sismicité qui agite l’île depuis le 19 mars 2022. Ils craignent que ces événements annoncent une éruption volcanique ou un puissant séisme. Plusieurs secousses ont été ressenties par la population. De 22h00 le 25 mars à 22h00 le 26 mars, 6 d’entre elles ont secoué les secteurs de Santo Amaro e Velas, avec des magnitudes de M 1,8 à M 2,4.

Le 23 mars, le Centre de surveillance sismo-volcanique (CIVISA) a fait passer le niveau d’alerte volcanique à 4, autrement dit la »possibilité réelle » que le volcan entre en éruption pour la première fois depuis 1808. Toutefois, le Centre s’est empressé d’ajouter qu’il n’y avait « aucune preuve qu’une éruption volcanique était imminente », mais qu’un tel scénario ne pouvait être écarté. En d’autres termes, les scientifiques ne savent pas comment la situation est susceptible d’évoluer et la prévision est nulle, tant au niveau volcanique que sismique.

Le problème, c’est que São Jorge est habitée, avec une population de quelque 8400 âmes. Le plan d’urgence a été activé et les autorités indiquent que tout est prêt pour évacuer les gens si nécessaire. À Velas, les habitants qui vivent sur les petites plaines au pied des falaises ont été sommés de partir. Même si aucune évacuation n’a officiellement été décrétée, quelque 1250 personnes ont quitté l’île de leur propre gré, par voie aérienne ou maritime au cours des deux derniers jours.

Source: Sky News, CIVISA.

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The situation has not changed in São Jorge (Azores) in the last hours and the inhabitants are worried about the seismicity which has affected the island since March 19th, 2022. They fear that these events may herald a volcanic eruption or a powerful earthquake. . Several tremors were felt by the population. From 10:00 p.m. on March 25th to 10:00 p.m. on March 26th, 6 of them shook the sectors of Santo Amaro e Velas, with magnitudes from M 1.8 to M 2.4.
On March 23rd, the Seismo-Volcanic Monitoring Center (CIVISA) raised the volcanic alert level to 4. In other words, there is the « real possibility » that the volcano might erupt for the first time since 1808. However, the Center was quick to add that there was « no evidence that a volcanic eruption was imminent », but that such a scenario could not be ruled out. In other words, scientists do not know how likely the situation is likely to evolve and prediction amounts to zero, both volcanically and seismically.
The problem is that São Jorge has a population of some 8,400 souls. The emergency plan has been activated and the authorities indicate that everything is ready to evacuate people if necessary. In Velas, the inhabitants who live on the small plains at the foot of the cliffs have been ordered to leave. Although no evacuation has been officially decided, many people have left the island of their own accord. Some 1,250 people have left São Jorge by air or sea in the past two days.
Source: Sky News, CIVISA.

Source: NASA

Eruption aux Tonga et les perturbations ionosphériques // Tonga eruption and ionospheric disturbances

Plusieurs études ont confirmé récemment que l’éruption du volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai aux Tonga le 15 janvier 2022 a provoqué des perturbations à grande échelle dans l’atmosphère terrestre.
En utilisant les données enregistrées par plus de 5 000 récepteurs GNSS – Global Navigation Satellite System – situés à travers le monde, les scientifiques de l’Observatoire Haystack du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et leurs collègues de l’Université arctique de Norvège ont observé des preuves d’ondes atmosphériques générées par les éruptions et de leurs empreintes ionosphériques à 300 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, et cela pendant une longue période. Ces ondes atmosphériques ont été actives pendant au moins quatre jours après l’éruption et ont fait trois fois le tour du globe. Les perturbations ionosphériques sont passées au-dessus des États-Unis six fois, d’abord d’ouest en est, puis en sens inverse.
Cette éruption a été extraordinairement puissante et a libéré une énergie équivalente à 1 000 bombes atomiques de Hiroshima. Les scientifiques savent que les éruptions volcaniques te type explosif et les séismes peuvent déclencher une série d’ondes influant sur la pression atmosphérique, y compris des ondes acoustiques, qui peuvent perturber la haute atmosphère à plusieurs centaines de kilomètres au-dessus de l’épicentre. Au-dessus de l’océan, ces ondes peuvent déclencher des vagues de tsunami, et donc des perturbations dans la haute atmosphère. L’impact de l’éruption aux Tonga a surpris les scientifiques, notamment par son étendue géographique et sa durée de plusieurs jours. L’étude de ces ondes a permis de nouvelles découvertes quant à la façon dont les ondes atmosphériques et l’ionosphère sont connectées.
Une nouvelle étude, menée par des chercheurs du MIT Haystack Observatory et de l’Arctic University of Norway, a été publiée le 23 mars 2022 dans la revue Frontiers in Astronomy and Space Sciences. Les auteurs pensent que les perturbations atmosphériques sont un effet des ondes de Lamb ; ces ondes, ainsi appelées d’après le mathématicien Horace Lamb, se déplacent à la vitesse du son sans grande réduction de leur amplitude. Bien qu’elles soient principalement situées près de la surface de la Terre, ces ondes peuvent échanger de l’énergie avec l’ionosphère de manière complexe. La nouvelle étude précise que « la présence dominante des ondes de Lamb a déjà été signalée lors de l’éruption du Krakatau en 1883 et à d’autres occasions. L’étude fournit pour la première fois une preuve substantielle de leurs empreintes de longue durée dans l’ionosphère à l’échelle de la planète. »
Grâce au financement de la National Science Foundation, le Haystack Observatory concentre les observations du réseau GNSS mondial pour étudier quotidiennement des informations importantes depuis 2000. Une forme particulière de météo spatiale, causée par des ondes ionosphériques appelées perturbations ionosphériques itinérantes – Traveling Ionospheric Disturbances (TID) – est souvent favorisée par des processus comprenant des apports soudains d’énergie du soleil, des conditions météorologiques terrestres et des perturbations d’origine humaine.
Selon l’étude, seules les tempêtes solaires intenses sont connues pour produire une propagation de TID dans l’espace pendant plusieurs heures, voire plusieurs jours. Les éruptions volcaniques et les séismes ne produisent normalement des perturbations ionosphériques que sur des milliers de kilomètres. En détectant ces importantes perturbations ionosphériques induites dans l’espace par les éruptions sur de très longues distances, les chercheurs ont découvert non seulement la génération d’ondes de Lamb et leur propagation globale sur plusieurs jours, mais aussi un nouveau processus physique fondamental.
Source:Massachusetts Institue of Technology (MIT).

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The recent eruption of Tonga’s Hunga Tonga–Hunga Ha‘apai volcano on January 15th, 2022 was recently confirmed to have causeded large-scale disturbances in the Earth’s atmosphere.

Using data recorded by more than 5,000 Global Navigation Satellite System (GNSS) ground receivers located around the globe, MIT Haystack Observatory scientists and their international partners from the Arctic University of Norway have observed substantial evidence of eruption-generated atmospheric waves and their ionospheric imprints 300 kilometers above the Earth’s surface over an extended period. These atmospheric waves were active for at least four days after the eruption and circled the globe three times. Ionospheric disturbances passed over the United States six times, at first from west to east and later in reverse.

This volcanic event was extraordinarily powerful, releasing energy equivalent to 1,000 Hiroshima atomic bombs. Scientists have known that explosive volcanic eruptions and earthquakes can trigger a series of atmospheric pressure waves, including acoustic waves, that can perturb the upper atmosphere a few hundred kilometers above the epicenter. When over the ocean, they can trigger tsunami waves, and therefore upper-atmospheric disturbances. Results from this Tonga eruption have surprised this international team, particularly in their geographic extent and multiple-day durations. These discoveries ultimately suggest new ways in which the atmospheric waves and the global ionosphere are connected.

A new study, led by researchers at MIT Haystack Observatory and the Arctic University of Norway, was published on March 23rd, 2022 in the journal Frontiers in Astronomy and Space Sciences. The authors believe the disturbances to be an effect of Lamb waves; these waves, named after mathematician Horace Lamb, travel at the speed of sound without much reduction in amplitude. Although they are located predominantly near Earth’s surface, these waves can exchange energy with the ionosphere through complex pathways. As stated in the new study, “prevailing Lamb waves have been reported before as atmospheric responses to the Krakatoa eruption in 1883 and other occasionss. This study provides substantial first evidence of their long-duration imprints up in the global ionosphere.”

Under National Science Foundation support, Haystack has been assembling global GNSS network observations ton a daily basis since 2000. A particular form of space weather, caused by ionospheric waves called traveling ionospheric disturbances (TIDs), are often excited by processes including sudden energy inputs from the sun, terrestrial weather, and human-made disturbances.

According to the study, only severe solar storms are known to produce TID global propagation in space for several hours, if not for days. Volcanic eruptions and earthquakes normally yield ionospheric disturbances only within thousands of kilometers. By detecting these significant eruption-induced ionospheric disturbances in space over very large distances, the researchers found not only generation of Lamb waves and their global propagation over several days, but also a fundamental new physical process.

Source: Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Perturbations ionosphériques itinérantes (TID) après l’éruption des Tonga, mesurées à partir des réseaux GNSS de récepteurs. L’axe horizontal indique le temps ; l’axe vertical indique la distance. Les TID se propagent à la fois vers le nord et vers le sud à partir des Tonga. L’antipode de l’éruption se situe en Afrique du Nord, à environ 21 000 km des Tonga. Les TID ont mis 17 à 18 heures pour atteindre l’antipode et le même temps pour revenir aux Tonga le lendemain. (Source: Hayward Observatory).

Traveling ionospheric disturbances (TID) following the Tonga eruption, as measured from the GNSS networks of receivers. The horizontal axis shows time; the vertical axis shows distance. TIDs are propagating both northward and southward from Tonga. The eruption antipode is in North Africa, approximately 21,000 km away from Tonga. TIDs took 17-18 hours to reach the antipode and the same time to return to Tonga on the next day. (Source: Hayward Observatory).

Eruption phréatomagmatique sur le Taal (Philippines)

Une éruption phréatomagmatique s’est produite sur le Taal (Philippines) à 07h22 (heure locale) le 26 mars 2022). En conséquence, le PHIVOLS a relevé le niveau d’alerte de 2 à 3. L’Institut indique que « cela signifie qu’il y a une intrusion magmatique au niveau du cratère principal qui pourrait entraîner davantage d’éruptions ».

L’événement a été de courte durée et a été suivi d’une activité phréatomagmatique quasi continue qui a généré des panaches montant à 1 500 m au-dessus du cratère, avec des séismes volcaniques et de signaux infrasonores.
Selon le VAAC de Tokyo, les images satellites ont montré des panaches de cendres s’élevant jusqu’à 3,3 km et dérivant vers l’ouest à 28 km/h.
Le PHIVOLCS recommande fortement l’évacuation Volcano Island et des barangays à haut risque proches du lac en raison du risques de coulées pyroclastiques et de tsunami si des éruptions plus fortes devaient se produire.
Il est rappelé au public que l’ensemble de Volcano Island est une zone de danger permanent (PDZ) et que l’entrée sur l’île ainsi que dans les barangays d’Agoncillo et de Laurel est interdite. Toutes les activités sur le lac Taal sont également interdites pour le moment.
Il est conseillé aux pilotes d’éviter de survoler Volcano Island, car les cendres et les projections provenant de possibles explosions et coulées pyroclastique peuvent présenter un danger pour les aéronefs.
Les garde-côtes philippins qui ont procédé aux évacuations indiquent que le volcan s’est calmé depuis l’éruption.
Source : PHIVOLCS.

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A phreatomagmatic eruption occurred at Taal Volcano (Philippines) at 07:22 (local time) on March 26th, 2022). As a consequence, the Philippine Institute of Volcanology and Seismology (PHIVOLS) has raised the alert level from 2 to 3. The Institutes indicates that « this means that there is magmatic intrusion at the Main Crater that may lead to more eruptions, » The eruption was short-lived, followed by a nearly continuous phreatomagmatic activity that generated plumes 1,500 m above the crater, accompanied by volcanic earthquakes and infrasound signals.

According to the Tokyo VAAC, volcanic ash was continuously observed in satellite imagery rising up to 3.3 km and drifting W at 28 km/h.

PHIVOLCS strongly recommends Taal Volcano Island and high-risk barangays close to the lake be evacuated due to the possible hazards of pyroclastic flows and volcanic tsunami if stronger eruptions should occur.

The public is reminded that the entire Taal Volcano Island is a Permanent Danger Zone (PDZ), and entry into the island as well as high-risk barangays of Agoncillo and Laurel must be prohibited. All activities on Taal Lake should not be allowed at this time.

Civil aviation authorities advised pilots to avoid flying over Taal Volcano Island as airborne ash and ballistic fragments from sudden explosions and pyroclastic density currents may pose hazards to aircraft.

The Philippine Coast Guard (PCG), which was evacuating residents from the area, observed that the volcano has calmed down since the eruption.

Source: PHIVOLCS.

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Vue de l’éruption entre 7h22 et 8h59 le 26 mars 2022.

Vue du Taal et de Volcano Island (Source: Wikipedia)