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Kilauea (Hawaii): Radar et éruptions volcaniques // Radar and volcanic eruptions

Aucune activité de surface n’est observée sur le Kilauea depuis le 23 mai 2021. Si le HVO tient ses promesses, l’éruption ne sera plus en « pause » le 23 août ; elle sera bel et bien terminée ! Dans un nouvel article, les scientifiques de HVO expliquent comment ils utilisent le radar météorologique pour analyser les panaches émis par le Kilauea.

RADAR est l’acronyme de Radio Detection And Ranging, un outil largement utilisé depuis le début des années 1900. Aujourd’hui, le radar a de nombreuses applications : dans l’atmosphère pour suivre les systèmes météorologiques et l’activité aéronautique, dans l’espace pour imager la Terre et les corps extraterrestres à partir de satellites, et même dans le sol pour détecter des objets enfouis.
Pour fonctionner, le radar utilise une antenne qui concentre les impulsions d’énergie tout en balayant des directions et des angles spécifiques. Les impulsions se déplacent à la vitesse de la lumière et croisent des objets sur leur chemin, tels que des montagnes, des bâtiments, des avions, des oiseaux, des gouttes de pluie ou des cendres volcaniques. Lorsqu’une impulsion frappe un objet, une fraction de son énergie est réfléchie vers l’antenne. L’énergie réfléchie est ensuite mesurée et traitée pour fournir des valeurs de réflectivité. La réflectivité est plus sensible à la taille et à la forme d’un objet spécifique ; toutefois, dans la mesure où une impulsion peut interagir avec de nombreux objets simultanément, la concentration des objets est également importante.
Les antennes radar peuvent balayer à 360 degrés autour d’une station sur différents angles d’élévation et produire une couverture atmosphérique presque complète sur 150 kilomètres ou plus en quelques minutes seulement. C’est ainsi que les météorologues présentent une couverture presque continue des systèmes météorologiques dans le monde.
Le radar météorologique est également un outil extrêmement important pour étudier les éruptions volcaniques. Les systèmes radar utilisés pour mesurer la vitesse du vent peuvent également mesurer les structures de turbulence dans les panaches, ce qui permet aux scientifiques d’analyser comment ils absorbent l’air, grossissent et s’élèvent dans l’atmosphère. En utilisant des dizaines de scans par heure, ils peuvent mesurer l’évolution du panache et des éruptions dans le temps.
Le HVO explique comment les scientifiques ont utilisé les systèmes radar le 20 décembre 2020 lorsque le panache de vapeur émis par le lac d’eau dans le cratère Halema’uma’u s’est transformé en un panache volcanique. L’île d’Hawaï possède deux stations radar WSR-88D, à South Point (PHWA) et Kohala (PHKM). Le panache de l’éruption du 20 décembre 2020 était visible depuis les deux stations, de sorte que leurs données permettent de comprendre cette éruption.
Le lac d’eau au fond de l’ Halema’uma’u avait environ 50 mètres de profondeur et continuait de grandir lorsque le Kilauea est entré en éruption le 20 décembre. Une nouvelle fissure s’est ouverte au-dessus du lac sur la paroi du cratère à 21h30. (heure locale). Un grand volume de lave s’est déversé dans le lac. La lave a vaporisé l’eau et généré un volumineux panache.
Contrairement aux panaches de cendres émis par une bouche éruptive lors d’une éruption explosive, le panache du 20 décembre 2020 contenait peu de cendres. Il a commencé à s’élever immédiatement mais lentement pour atteindre jusqu’à 13 000 mètres d’altitude. À 23 heures, l’eau avait disparu, remplacée par un lac de lave.
Les mesures radar du panache ont été accessibles quelques minutes après son apparition et elles montrent clairement son développement, son élévation et son volume suite à l’ouverture de la nouvelle fissure. Le panache a ensuite décliné quand le lac s’est asséché. La visualisation 3D du panache montre comment sa hauteur et sa structure changent au fil du temps.
Les modèles radar peuvent être utilisés pour l’échantillonnage des dépôts du panache au sol et pour comparer les zones à haute réflectivité avec des phénomènes tels que la foudre afin de corréler les observations visuelles à la dynamique interne du panache. Les scientifiques peuvent aussi calculer la concentration dans le panache, son trajet, ainsi que le volume total de cendres transportées et déposées pendant l’éruption.
Un autre avantage du radar météorologique est son accessibilité. De nombreuses stations fournissent gratuitement des données en temps quasi réel. Elles sont accessibles via le logiciel Weather and Climate Toolkit de la NOAA. Toute personne intéressée par ces phénomènes peut analyser les données à partir de son ordinateur personnel. Le radar est de plus en plus utilisé en volcanologie et il sera de plus en plus utile au HVO dans les futurs scénarios d’éruption.
Source : USGS/HVO.

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No surface activity has been observed at Kīlauea since May 23rd, 2021. If the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) keeps its promise, the eruption will no longer living a pause on August 23rd, it will be over !

In a new article, HVO scientists explain how they use weather radar to investigate the plumes emitted by Kilauea volcano. RADAR is an acronym for Radio Detection And Ranging, a tool that has been broadly used since the early 1900s. Today, radar has many uses: in the atmosphere to track weather systems and aviation activity, in space to image the Earth and extraterrestrial bodies from satellites, and even in the ground to detect buried objects.

Radar operation uses an antenna that focuses pulses of energy as it scans specific directions and angles. The pulses travel at the speed of light and intersect objects in their path, such as mountains, buildings, airplanes, birds, raindrops, or volcanic ash. As a pulse hits an object, a fraction of its energy is reflected toward the antenna. The reflected energy is then measured and processed to give values of “reflectivity.” Reflectivity is most sensitive to an object’s size and shape, though since a pulse can interact with many objects simultaneously, the concentration of objects is also important.

Radar antennas can scan 360 degrees around a station at various elevation angles and produce nearly complete atmospheric coverage within 150 or more kilometres in just a few minutes. This is how meteorologists present nearly continuous coverage of weather systems worldwide.

Weather radar is also an extremely important tool for studying explosive eruptions. Radar systems used to measure wind speed can also measure turbulence structures in plumes, which allows scientists to track how they capture air, grow in size, and rise through the atmosphere. Using tens of scans per hour, they can measure plume and eruption evolution in time.

HVO explains how they used radar systems on December 20th, 2020 when the steam plume emitted by the water lake within Halema’uma’u crater turned into a volcanic plume.

The Island of Hawaii hosts two WSR-88D radar stations, at South Point (PHWA) and Kohala (PHKM). The December 20th, 2020, eruption plume was visible to both stations, so their data help understand this interesting eruption.

The water lake in Halema‘uma‘u was about 50 metres deep and growing when Kīlauea summit erupted on December 20t. A new fissure opened above the lake on the crater wall at 9:30 p.m. (local time). A large volume of lava spilled down into the lake, boiling the water, and producing a volcanic steam plume.

Unlike explosive ash plumes that erupt at high velocities directly from a vent, this plume originated from the boiling water, carried little ash, and began rising immediately but slowly, reaching 13,000 metres above sea level at its peak. By 11 p.m., the water had vanished, replaced by a growing lava lake.

Radar measurements of the plume were accessible minutes after the plume appeared and clearly show its development, increasing height and intensity with the opening of the new fissure, and detachment and decline after the water lake dried. The 3D visualization of the plume displays how plume height and structure through time.

The radar models can be used to locate areas of interest for sampling deposits from the plume on the ground, and to compare high reflectivity zones with phenomena like lightning to correlate visual observations to internal plume dynamics. Lastly, scientists can calculate concentration throughout the plume, the path of the plume, and the total ash volume transported and deposited during the eruption.

Another advantage of weather radar is accessibility. Many stations provide free publicly available near-real-time data, accessible through NOAA’s Weather and Climate Toolkit software. Anyone interested in radar and volcanoes can analyze data from their own computer. Radar is a vital and growing asset in volcanology that will be increasingly useful to HVO in future eruption scenarios.

Source : USGS / HVO.

 

Image du haut: Image radar 2D de la station PHWA (NOAA Weather and Climate Toolkit). Image du bas: Visualisation radar 3D (Google Earth). [Source: USGS]

Vers la fin de l’éruption islandaise? // Is the Icelandic eruption coming to an end?

Comme je l’ai écrit précédemment, le tremor de l’éruption de Fagradalsfjall sur la Péninsule de Reykjanes présente un comportement très irrégulier. Selon les volcanologues islandais, cela pourrait être le signe que l’éruption « entre dans sa phase finale ». Le débit éruptif a diminué au cours des trois dernières semaines, indiquant une baisse de la pression magmatique.

Les mesures effectuées par l’Institut des Sciences de la Terre de l’Université d’Islande ont révélé qu’entre le 2 et le 19 juillet 2021, le débit moyen était d’environ 7,5 mètres cubes par seconde, contre un peu plus de 10 mètres cubes au cours de la période entre le 26 juin et le 2 juillet. Depuis la fin juin, l’émission de lave est sporadique et le débit moyen est actuellement d’environ 60 à 65 % de ce qu’il était en mai et juin. Le 26 juillet, lors de l’une des rares éclaircies, la webcam montrait que la lave continuait à s’agiter dans le cratère.

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Depuis le début de l’éruption le 19 mars 2021, quelque 96 millions de mètres cubes de lave ont recouvert le paysage environnant, avec un champ de lave dont la superficie est estimée à environ quatre kilomètres carrés.

Début juillet, la lave ne coulait plus dans la vallée de Nátthagi, de sorte qu’elle n’était plus une menace pour le câble à fibre optique et la route côtière. Cependant, certains points de la coulée étaient encore très chauds et émettaient des gaz.

Alors que la coulée côté sud était inactive, la lave coulait vers le nord. En partant de Nátthagi, il faut atteindre et grimper la colline Langihryggur d’où l’on est censé avoir une belle vue sur le cratère actif. Cependant, au cours des derniers jours, la colline était constamment dans les nuages ​​et il était rarement possible d’entrevoir le cratère. Depuis le sommet de la colline où se trouve la webcam, il faut marcher encore 45 minutes pour atteindre les coulées de lave actives. Cela signifie un aller-retour d’une dizaine de kilomètres.

Il est bon de rappeler que depuis le 26 juillet 2021 les tests PCR ont fait leur retour dans l’aéroport de Keflavik, même pour les visiteurs qui ont été vaccinés. 

Source : Iceland Monitor

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As I put it before, the eruptive tremor of the Fagradalsfjall eruption is behaving in an irregular way. According to Icelandic volcanologists, this might be the sign the the eruption is « entering its final stages ». The flow of lava has been decreasing for the past three weeks, indicating a fall in magna pressure.

The measurements performed by the Institute of Earth Sciences at the University of Iceland have revealed that between July 2nd and July19th, 2021 the average flow of lava at Fagradalsfjall was around 7.5 cubic metres per second compared to just over 10 cubic metres in the period from June 26th to July 2nd. Since late June the lava flow has been sporadic, and the average flow rate is now around 60-65% of what is was in May and June.

Since the eruption started on March 19th, some 96 million cubic metres of lava have covered the surrounding landscape, with a surface are of approximately four square kilometres.

In early July, lava was no loger flowing in the Nátthagi valley, so that it was no longer a thrteat to the optic fibre cable and the coastal road. However, some spots in the lava flow were still quite hot and emitting gases.

While the southern flow was inactive, lava was flowing to the north. From Nátthagi it is possible to walke up to a hill called Langihryggur where hikers get view over the crater opening. However, during the past days, the hill was constantly in the clouds and it was rarely possible to see the crater. From the top of the hill, you need walk another 45 minutes to reach the active lava flows. This means a return trip of about 10 kilometres.

It is worth remembering that since July 26th, 2021 PCR tests returned to Keflavik airport, even for visitors who have been fully vaccinated

Source : Iceland Monitor.

Vues de la coulée de lave dans la vallée de Nátthagi (Photos : C. Grandpey)

Eruption du Nyiragongo (RDC) : la situation humanitaire reste fragile // Nyiragongo eruption (DRC) : the humanitarian situation remains fragile

Vers 16 heures le 22 mai 2021, les habitants de Goma ont vu des villageois accompagnés de leurs enfants arriver en courant des environs du Nyiragongo, avec des matelas sur la tête et de gros sacs contenant leurs affaires. Ces villageois ont expliqué qu’il y avait le feu dans la forêt et qu’il se rapprochait très vite. Vers 17 heures, une forte lueur est apparue dans le ciel et la population a entendu des explosions. Vers 18 heures, tout le monde s’est rendu compte qu’il s’agissait d’une éruption du Nyiragongo. Vers 3 heures du matin, la lave s’est arrêtée à une centaine de mètres de la porte d’entrée de la clinique de Buhene et à moins de 800 mètres de l’aéroport de Goma. Selon l’ONU, plus de 13 villages et 3 629 maisons ont été détruits, laissant plus de 20 000 personnes sans abri.
Alors que la lave détruisait les lignes électriques et téléphoniques, des quartiers entiers comme celui de Buhene se sont retrouvés sans téléphone et un quart des habitants de Goma n’avaient plus d’électricité. Au moins 37 personnes sont mortes, soit par exposition à la lave ou aux gaz, soit dans des accidents pendant les évacuations. Selon l’UNICEF, 939 enfants se trouvaient dans les centres de réunification après avoir été séparés de leurs familles. Les membres de la famille de 243 enfants étaient portés disparus. Le 23 mai, plus de 170 enfants étaient portés disparus par leurs proches.

Deux mois après l’éruption du Nyiragongo, de nombreuses personnes vivent toujours dans des camps provisoires et ne peuvent rentrer chez elles. Certains enfants n’ont toujours pas retrouvé leur famille. Des organisations humanitaires internationales ont travaillé avec des organisations locales pour tenter de les réunir. Une jeune Congolaise, Sarah, qui s’occupe des enfants des rues, s’est donné pour mission de réunir les enfants et les parents. En cliquant sur ce lien, vous en saurez plus sur sa mission :
https://www.bbc.com/news/av/world-africa-57947193

Source : BBC News.

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It was around 4 pm on May 22nd, 2021 when the residents of Goma could see villagers from the foothills of Mount Nyiragongo hurrying with mattresses on their heads and large sacks with their belongings, children in tow. These villagers said there was a forest fire, and it was getting closer. By 5 pm, a fiery glow appeared in the sky and explosions could be heard in the distance. At about 6pm, everybody realized it was a volcanic eruption. At around 3 o’clock in the morning, the flow of lava stopped, about 100 metres from the front gate of the clinic in Buhene, and less that 800 metres from Goma’s airport. According to the U.N., over 13 villages and 3,629 houses were destroyed, leaving over 20,000 people homeless.

As the lava wiped out power lines, entire neighbourhoods, including Buhene, lost phone signals, and a quarter of Goma’s inhabitants were left without electricity. At least 37 people died, either from exposure to the lava or gases, or in accidents while trying to evacuate. According to UNICEF, 939 children arrived at reunification centres after being separated from their families. While many parents could be located, family members of 243 children remained missing. In addition, on May 23rd, over 170 children were reported missing by their relatives.

Two months after the eruption of Nyiragongo, many people are still living in temporary camps, unable to return to their homes, and some children still haven’t found their families. International aid groups have been working with local organisations to try and reunite them. One young local woman, Sarah, who works with street children, has made it her mission to reunite children and parents. Just click on this link to know more about it.

https://www.bbc.com/news/av/world-africa-57947193

Hébergements provisoires après l’éruption du Nyiragongo

La lave du Nyiragongo a anéanti certains quartiers de Goma

(Captures d’écran de la vidéo de la BBC)

Souvenirs : l’éruption de l’Etna en 1991 // Memories : Mt Etna’s 1991 eruption

L’activité éruptive actuelle sur l’Etna avec les crises répétitives dans le Cratère Sud-Est fait remonter dans mes souvenirs l’éruption de 1991-1993 qui a commencé lorsque des fissures se sont ouvertes dans la partie supérieure du flanc sud-est de ce même cratère, au-dessus de la Valle del Bove.

L’histoire a commencé le 14 décembre 1991 par une forte sismicité qui a précédé puis accompagné la sortie de la lave, entre 2 700 et 3 000 m d’altitude. Pendant les premières heures de l’éruption, des fontaines et coulées de lave ont été émises par les fissures.

L’activité s’est ensuite arrêtée mais a repris à partir de nouvelles fractures éruptives à environ 2300 m d’altitude sur la paroi sud-ouest de la Valle del Bove. Une forte activité strombolienne a alors pu être observée et d’importantes quantités de lave se sont déversées sur la partie sud du plancher de la Valle del Bove.

 

Ce nouveau champ de lave s’est rapidement agrandi vers l’est au cours des semaines suivantes.

 

Fin 1991, la lave avait parcouru environ 5 km depuis la source. Le front de coulée se trouvait à environ 1000 m d’altitude dans le Val Calanna, pas très loin de Zafferana Etnea. Comme la lave devenait une menace pour cette bourgade, une digue a été construite dans la partie inférieure du Val Calanna en janvier 1992.

En mars 1992, le front de coulée le plus bas avait atteint la base de la digue et la lave a continué à s’accumuler derrière cette barrière fragile. Elle a finalement débordé le 7 avril – le jour de mon anniversaire ! – et a commencé à avancer le long de la pente raide au-dessus de Zafferana, ignorant trois autres digues plus petites qui avaient été rapidement construites pour tenter de ralentir l’avancée de la lave. La coulée s’est arrêtée avant d’atteindre les premières maisons de Zafferana, mais à la mi-mai une nouvelle coulée a emprunté la même pente et s’est arrêtée 120 mètres au-delà de la précédente après avoir détruit quelques structures rurales.

Au cours de cette période, une grande partie de la lave émise par la bouche éruptive avançait dans un tunnel.

 

Comme les barrières de terre s’étaient avérées incapables d’arrêter la lave, il a été décidé de demander à l’armée italienne d’introduire des blocs de béton – opération « thrombose » – dans une lucarne ouverte dans le tunnel sur le site éruptif.

 Des explosifs ont par la suite été utilisés pour percer une ouverture dans la paroi latérale du tunnel de lave et obliger la lave à s’engouffrer dans un chenal artificiel où elle refroidirait plus rapidement que dans le tunnel. L’opération de dynamitage a eu lieu le 27 mai 1992. La majeure partie de la lave s’est effectivement engagée dans le chenal artificiel, ce qui a eu pour effet d’interrompre l’alimentation du front de coulée près de Zafferana.

 

Il semble que l’opération ait été un succès, mais au moment où elle a eu lieu, l’éruption était beaucoup moins intense et le succès de l’opération n’a jamais vraiment été prouvé. L’activité effusive s’est poursuivie jusqu’au 30 mars 1993. Ce fut la plus longue éruption latérale sur l’Etna depuis le milieu du 17ème siècle. On estime qu’entre 205 et 250 millions de mètres cubes de lave ont été émis lors de l’éruption, ce qui en fait la plus grande éruption en termes de volume depuis celle de 1669 lorsque la lave est entrée dans la ville de Catane.

[Photos : C. Grandpey]

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The current eruptive activity on Mt Etna with the repetitive crises at the SE Crater remind me of the 1991-1993 eruption that started when fissures opened on the upper south-east flank of the cone, above the Valle del Bove.

The story began on December 14th, 1991 with a strong seismicity that preceded and then accompanied the event, between 2,700 and 3,000 m above sea level.

During the first hours of the eruption, lava fountains and lava flows were emitted by the fissures. Activity later stopped but started again from new eruptive fissures at about 2300 m a.s.l. on the SW wall of the Valle del Bove. A strong strombolian activity could then be observed and huge amounts of lava poured onto the southern part of the floor of the Valle del Bove.

The new lava flow-field rapidly enlarged toward the East during the following weeks. At the end of 1991, lava had travelled about 5 km from its source. The flow front was located at about 1000 m a.s.l. in the Val Calanna, near Zafferana..
As lava was becoming a threat to the small town, a dike was built at the lower end of the Val Calanna in January 1992. In March 1992, the farthest flow front reached the base of the dike and lava kept accumulating behind the fragile barrier. It finally flowed over the dike on April 7th – the day of my birthday! – and travelled down the steep slope above Zafferana, never braked by three smaller dikes that had been rapidly built to try to slow down the advance of lava.

This flow stopped before reaching the first houses of Zafferana, but in mid-May another flow travelled down the same slope and stopped 120 m beyond the previous one after destroying a few isolated country buildings. During this period, much lava erupted at the main effusive vent and travelled along lava tubes..
As the earthen barriers had proved a failure to stop the lava, it was decided to ask the Italian army to drop concrete blocks into a « skylight » on the eruptive site. Explosives were later used to blast a hole in the side of the lava tube and to force the lava into an artificial channel where it would cool more rapidly. The main blasting operation was carried out on May 27th,1992. Most of the lava was diverted into the artificial channel, which interrupted the supply to the active flow front near Zafferana. It seems the operation was a success, but by the time it occurred, the eruption was far less intense and the success of the operation has never really been proved.

Effusive activity continued until March 30th, 1993. It was the longest flank eruption at Mt Etna since the mid-17th century. Between 205 and 250 million cubic metres of lava were emitted during the eruption, making this the largest eruption in terms of volume since the 1669 event when lava entered the town of Catania.