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Vers un débordement du cratère de l’Halema’uma’u (Kilauea / Hawaï) ? // Will Halema’uma’u Crater (Kilauea / Hawaii) overflow some day ?

Le cratère de l’Halema’uma’u, au sommet du Kilauea, a beaucoup changé ces dernières années. Voici à quoi il ressemblait dans les années 2000 :

et en 2011 :

Photos: C. Grandpey

Plus de 50 épisodes ont été observés au sein du cratère de l’Halema’uma’u depuis le début de l’éruption actuelle du Kilauea, le 23 décembre 2024. D’énormes volumes de lave se sont déversés sur le plancher du cratère. Lors de l’Épisode 51, le volume de lave émise a été estimé à 5,1 millions de mètres cubes, couvrant environ 50 % du fond du cratère. On peut se demander si toute la lave émise au cours des différents épisodes — et ceux à venir — pourrait finir par remplir le cratère et même déborder. La réponse du HVO est qu’il est difficile de fournir une réponse précise.
L’Observatoire explique que la topographie de la caldeira sommitale présente plusieurs étages, avec une série de gradins situés à différentes altitudes. La partie la plus profonde s’est effondrée en 2018 (voir mes publications à ce sujet).

Vue du cratère effondré de l’Halema’uma’u en 2018 (Crédit photo : HVO)

Le volume restant dans la caldeira après les effondrements de 2018 était d’environ 83 km³, et le fond du cratère de l’Halemaʻumaʻu se situait à une altitude de 517 mètres. Cela signifie que la base de l’Halemaʻumaʻu, après l’effondrement de 2018, se trouvait 730 mètres plus bas que la falaise d’Uēkahuna (Uēkahuna Bluff), point culminant du Kilauea avec 1 247 mètres d’altitude.
Cinq éruptions au sein de l’Halemaʻumaʻu entre 2020 et 2023 ont comblé environ 25 % du volume créé par l’effondrement de 2018, ce qui a rehaussé le plancher du cratère de 400 mètres pour atteindre une altitude de 917 mètres.

Cratère de l’Halema’uma’u en 2023 (Crédit photo: HVO)

L’éruption en cours avec ses fontaines de lave a comblé 35 % supplémentaires du volume effondré en 2018 au cours des 18 derniers mois. Le plancher du cratère s’est ainsi trouvé rehaussé de 90 mètres supplémentaires.
Toutefois, l’éruption actuelle a comblé une profondeur pas très importante car la zone effondrée en 2018 avait une forme conique ; ainsi, la partie la plus profonde s’est remplie plus rapidement que le reste de la cavité lors des cinq premières éruptions suivant 2018.

Cratère de l’Halema’uma’u le 16 juillet 2026 (Crédit photo: HVO)

Les coulées de lave de l’éruption actuelle avec ses différents épisodes ont couvert une surface bien plus vaste — 4,5 km² — et gagnent donc en épaisseur plus lentement.
Au total, 60 % du volume effondré en 2018 a été comblé, ce qui a relevé le plancher du cratère de 490 mètres. Si l’éruption sommitale actuelle se poursuit au même rythme que l’année passée (0,16 km³/an) durant les 18 mois à venir, la zone effondrée en 2018 pourrait être presque entièrement comblée d’ici début 2028. Une fois la zone effondrée de 2018 comblée, la lave s’écoulera vers la partie orientale du fond de la caldeira principale. La dernière coulée de lave à cet endroit remonte à plus de 50 ans (juillet 1974).
Le volume nécessaire pour combler la caldeira principale est difficile à calculer car elle présente une rupture topographique au sud-ouest ; la lave s’y déversera donc avant d’atteindre le rebord plus élevé situé au nord. Cependant, comme les volcans effusifs déposent toujours davantage de lave à proximité de leurs sources, ils édifient des structures en bouclier qui finissent par dépasser en hauteur la topographie locale.
Quoi qu’il en soit, il faudra au moins 0,91 km³ de lave supplémentaire pour combler la caldeira, ce qui, au rythme actuel, nécessiterait encore 5 années.

Le débit de lave lors des épisodes éruptifs est impressionnant et la lave parcourt de longues distances à l’intérieur du cratère de l’Halemaʻumaʻu. (Image webcam de l’Épisode 50)

Toutefois, les épisodes de fontaines de lave au sommet ont également montré que le débit effusif varie dans le temps. Certains épisodes ont produit plus de lave que d’autres, en particulier ceux durant lesquels les bouches éruptives nord et sud généraient simultanément des fontaines. D’autres épisodes, impliquant une seule bouche, avec une hauteur de projection moindre, produisent moins de lave. Au final, cette variabilité fait que toute prévision concernant le remplissage du cratère débouche sur une simple estimation approximative.

Fontaine de lave jaillissant de la seule bouche nord lors de l’Épisode 51 (Image webcam)

Un autre facteur important à prendre en compte est l’altitude des bouches éruptives au sein du cratère de l’Halemaʻumaʻu dont le plancher se trouve 65 mètres plus bas que la lèvre du cratère.
Si les bouches venaient à dépasser en hauteur la lèvre du cratère, la lave pourrait s’écouler vers le sud-ouest, à l’intérieur du Parc national des volcans d’Hawaï, sans toutefois représenter une menace pour les zones habitées.
Pour répondre simplement à la question de savoir si la lave débordera de la caldeira, il faut considérer la durée de l’éruption, le débit effusif au fil du temps et la manière dont la lave s’accumule autour des bouches éruptives. Pas facile de faire une prévision fiable ! Bien que rien n’indique pour l’instant un changement dans cette éruption, l’évolution de l’activité éruptive du Kīlauea dans son ensemble entre également en ligne de compte. Le déclenchement d’une nouvelle éruption ailleurs sur le volcan reste toujours une possibilité.

Carte montrant la physionomie actuelle de la caldeira sommitale du Kilauea

Source : HVO.

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Halema’uma’u Crater at the summit of Kiluea has much changed in the past years. More than 50 episodes have been observed during the current Kilauea eruption since December 23, 2024, within Halema’uma’u Crater. Huge volumes of lava have poured onto the crater floor. During Episode 51, the volume of erupted lava was estimated at 5.1 million cubic meters which covered about 50% of the crater floor. One can wonder whether all the lava emitted during the different episodes, with more to come, could fill Halema’uma’u Crater. The HVO’s answer says it is difficult to give an accurate answer.

The Observatory explains that the topography of the summit caldera, is stepped, with a series of ledges at different elevations. The deepest part collapsed downward in 2018 ( see my posts about this event).

Volume of what was left within the caldera after the 2018 collapses was about 83 km3 and the bottom of Halemaʻumaʻu Crater settled at an elevation of 517 meters above sea level. This means the base of Halemaʻumaʻu after the 2018 collapse was 730 meters lower than Uēkahuna Bluff which is the highest point on Kilauea at an elevation of 1,247 meters.

Five eruptions within Halemaʻumaʻu between 2020 and 2023 filled in about 25% of the 2018 collapse volume, raising the crater floor by 400 meters to an elevation of 917 meters.

An additional 35% of the 2018 collapsed volume was filled in by the ongoing eruption and its lava fountains during the past 18 months, and the crater floor is an additional 90 meters higher.

However, the current eruption has filled in less depth because the 2018 collapsed area was cone shaped, so the deepest part filled the fastest during the first five eruptions after 2018 and required less volume of lava to do so.

Lava flows during the ongoing episodic eruption covered a much larger area – 4.5 km2 – and therefore accrue thickness more slowly.

A total of 60% of the 2018 collapsed volume has been filled in, raising the crater floor by 490 meters. Assuming the ongoing summit eruption continues at the same rate is has during the past year – 0.16 km3 – for the next year and a half, the 2018 collapse area could be almost totally filled by early 2028.

Once the 2018 collapsed area fills in, lava will flow onto the east part of the main caldera floor.

The last time lava flowed here was more than 50 years ago (July 1974) when a series of fissures opened on the south caldera rim and floor.

The volume required to fill the main caldera is difficult to calculate because it is topographically “breached” to the southwest, meaning lava will spill out this way before reaching the taller rim on the north side. But since effusive volcanoes always deposit more lava closer to its sources, they build up shields that eventually overcome the local topography.

In any case, at least another 0.91 km3 is required to fill the caldera, which at current rates would take an additional 5 years.

However, fountaining episodes at the summit have also demonstrated, eruption rates vary with time. Some episodes erupted more lava than others, particularly those during which the north and south vents produce fountains. Other episodes, with only one vent erupting at a lower height, produce less lava. This variability makes all filling forecasts very rough estimates.

Another important factor to consider is the elevation of the vents within Halemaʻumaʻu, which remain 65 meters lower than the crater rim.

If the vents grow above the crater rim, this also could send lava downslope to the southwest within Hawai’i Volcanoes National Park, where it would pose no threat to communities.

The easiest answer to the question of whether lava will flow out of the caldera is that it depends on how long this eruption continues, what rate lava erupts through time and where it builds up the area around the vents. While there is no sign of this eruption changing, it also depends on whether eruptive activity at Kilauea changes, as a new eruption beginning elsewhere is always a possibility.

Source : HVO.

À la recherche des caldeiras sous-marines // In search of underwater calderas

J’ai souvent écrit sur ce blog que nous connaissons mieux la surface de la planète Mars que les profondeurs des océans terrestres. C’est dommage, car c’est au fond de nos océans que se trouvent les zones de subduction, à l’origine de séismes destructeurs et de puissantes éruptions.
Il est bien connu que la majeure partie de l’activité volcanique terrestre se déroule sous la surface des océans. Pourtant, les cicatrices laissées par les éruptions sous-marines restent en grande partie invisibles.
Au travers d’une étude assistée par intelligence artificielle portant sur les fonds marins, une équipe scientifique dirigée par le volcanologue Andrea Verolino, de l’université Paris-Saclay (France), a identifié 73 caldeiras volcaniques jusqu’alors inconnues, dissimulées au fond des océans.
Rappelons que les caldeiras sont de vastes dépressions semblables à des cratères ; elles se forment lorsqu’un volcan vide sa chambre magmatique et que le sol en surface s’effondre sur lui-même. Certaines caldeiras sont éteintes depuis longtemps, mais d’autres témoignent de systèmes volcaniques susceptibles d’entrer à nouveau en éruption.
Dans un article publié dans la revue Communications Earth & Environment, les chercheurs expliquent que leur «ensemble de données comble un vide majeur en matière d’observation et fournit un cadre reproductible et évolutif pour la caractérisation des volcans sous-marins, soulignant la nécessité d’intégrer les caldeiras sous-marines dans les futures évaluations mondiales du volcanisme ».
L’essentiel de l’activité volcanique terrestre se produit sous la mer, là où les plaques tectoniques s’écartent, entrent en collision ou glissent les unes sous les autres. Ces zones de contact dynamiques permettent au magma de remonter vers la surface, édifiant des volcans sur les fonds océaniques.
Si la majeure partie de l’activité volcanique sous-marine consiste en des éruptions basaltiques relativement modérées le long des dorsales océaniques, les caldeiras sous-marines peuvent parfois générer des éruptions colossales accompagnées de tsunamis, d’ondes de choc, de panaches de cendres et d’énormes quantités de vapeur lorsqu’elles se produisent dans les profondeurs de l’océan. L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Haʻapai, dans l’archipel des Tonga en 2022, fut d’une ampleur considérable. Elle a généré des ondes de pression atmosphérique atteignant l’espace, des tsunamis, et causé des dégâts à des milliers de kilomètres de distance. J’ai consacré plusieurs notes à cet événement.
Si nous ignorons où se trouvent ces caldeiras sous-marines, nous ne pouvons pas savoir lesquelles ont besoin d’être surveillées. Avant cette nouvelle étude, moins de 30 caldeiras avaient été répertoriées sous les océans. Pour combler ce vide dans nos connaissances, l’équipe scientifique de l’Université Paris-Saclay a adapté un algorithme initialement prévu pour détecter des cratères d’impact sur Mars et les chercheurs l’ont appliqué à des cartes bathymétriques, c’est-à-dire des cartes représentant la topographie des fonds marins.
L’algorithme a d’abord repéré 87 435 caldeiras potentielles. Toutefois, la plupart d’entre elles se sont révélées être fausses. En appliquant une série de filtres puis en examinant manuellement les candidats restants, les chercheurs ont réduit leur liste finale à 78 caldeiras probables. Cinq de ces caldeiras – comme la caldeira de Niuatahi – étaient déjà connues comme étant des caldeiras sous-marines. Cela a confirmé que la méthode était parfaitement adaptée à détecter des formations réelles.

Bathymétrie de la caldeira connue de Niuatahi, dans l’archipel des Tonga. (NOAA)

Cela signifie que les chercheurs ont découvert 73 caldeiras potentielles jusqu’alors inconnues. Si elle est confirmée, cette découverte permettra de plus que tripler le nombre de caldeiras sous-marines connues. Par ailleurs, l’algorithme pourrait être affiné pour en détecter davantage à l’avenir.
Ces découvertes révèlent également les zones où les caldeiras sous-marines sont le plus susceptibles de se former. Huit des structures nouvellement identifiées se situent au niveau de dorsales océaniques, à la frontière entre deux plaques tectoniques. Neuf caldeiras ont été repérées dans des arcs volcaniques. Enfin, 61 autres se trouvent dans des contextes tectoniques intraplaques.
Selon les chercheurs, sept de ces nouvelles caldeiras représentent des cibles d’intérêt pour de futures explorations ; en effet, leur localisation, leur profondeur et leur forme laissent supposer qu’elles pourraient jouer un rôle clé dans la compréhension des risques volcaniques sous-marins.
Il convient de noter que l’étude n’a pas cherché à déterminer si l’une de ces caldeiras était actuellement active. Toutefois, plusieurs études récentes ont montré que même des volcans considérés comme éteints peuvent se remplir discrètement de magma et redevenir actifs.
Source : ScienceAlert

Carte extraite de l’étude et montrant les nouvelles caldeiras

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I have often written on this blog that we know the surface of Mars better than the depths of Earth’s oceans. It’s a pity because deep in our oceans are located subduction zones that are the source of destructive earthquakes and powerful eruptions.

It is well known that most of Earth’s volcanic activity takes place underwater. Yet the scars those volcanoes leave behind are largely hidden.

Through an AI-assisted search of the seafloor, a scientific team led by volcanologist Andrea Verolino of Paris-Saclay University in France has identified 73 previously unknown volcanic calderas hidden beneath Earth’s oceans.

It is useful to remind that calderas are vast crater-like depressions left when a volcano empties enough of its underground magma chamber for the ground above to collapse in on itself. Some are long extinct, but others mark volcanic systems that could erupt again.

In a document published in Communications, Earth & Environment, the researchers explani that their »dataset fills a major observational gap and provides a reproducible, upgradeable framework for submarine volcano characterization, underscoring the need to incorporate submarine calderas into future global volcanic assessments. »

Most of Earth’s volcanic activity takes place beneath the sea, where tectonic plates are constantly pulling apart, colliding, and sliding beneath one another. These restless boundaries allow magma to rise toward the surface, building volcanoes across the ocean floor.

Most of the submarine volcanic activity consists of relatively gentle basaltic eruptions along spreading ridges, but every now and then, submarine calderas can generate enormous eruptions, tsunamis, shock waves, ash plumes, and tremendous amounts of steam as they explode deep under the ocean. The 2022 Hunga Tonga-Hunga Haʻapai event in the Tongan archipelago was enormous. It produced atmospheric pressure waves that reached space, widespread tsunamis, and damage thousands of kilometers away. I have written several posts about this explosion.

If we don’t know where submarine calderas are, we can’t know which ones deserve closer monitoring. Before the new study, fewer than 30 had been documented beneath the oceans.

To address this gap in our knowledge, the scientific team from Paris-Saclay University adapted an algorithm that was originally trained to detect impact craters on Mars, and applied it to bathymetric maps, namely maps that record the topography of the seafloor.

The algorithm initially flagged 87,435 possible formations. However, most of those were false alarms. By applying a series of filters and then manually inspecting the remaining candidates, the researchers narrowed their final list down to 78 likely calderas. Five of the candidates were already recognized as submarine calderas, lending confidence that the method can successfully identify real examples.

This means that the researchers found 73 possible calderas that we didn’t know about before. If confirmed, their discovery would more than triple the number of known submarine calderas, and the algorithm may be refined to find even more in the future.

The discoveries also reveal where submarine calderas are most likely to occur. Eight of the newly found features are at mid-ocean ridges at the boundary between two tectonic plates. Nine calderas are identified in volcanic arcs. 61 others are located in interior tectonic settings.

The researchers also highlighted seven of the newly identified calderas as interesting targets for future exploration because their location, water depth and shape suggest they could be important for understanding submarine volcanic hazards.

It’s important to note that the study did not assess whether any of these calderas are currently active. However, several recent studies have found that even volcanoes we think are extinct may be quietly refilling with magma and may become active in the future.

Source : ScienceAlert.

https://www.sciencealert.com/

L’ʻōhiʻa lehua retient son souffle pendant les éruptions du Kilauea (Hawaï) // ‘Ōhi‘a lehua holds its breath during Kilauea eruptions

L’ʻōhiʻa lehua est l’arbre indigène le plus répandu à Hawaï ; il représente 80 % des forêts primaires de l’archipel. C’est l’arbre dominant au-dessus de 390 m d’altitude. Il colonise les coulées de lave récentes. Ses fleurs arborent des teintes allant du rouge flamboyant au jaune.

Aujourd’hui, les fleurs d’ʻōhiʻa lehua sont utilisées lors de cérémonies et de pratiques culturelles, comme la confection de leis et pour la danse hula. Cependant, de nombreux danseurs de hula renoncent à utiliser les fleurs d’ʻōhiʻa lehua afin d’empêcher la propagation de la maladie de la mort rapide de l’ʻōhiʻa (Rapid ʻŌhiʻa Death ou ROD) et de protéger cette espèce d’arbre d’une grande importance culturelle.

Dans la mythologie hawaïenne, ʻŌhiʻa et Lehua étaient deux jeunes amoureux. La déesse des volcans, Pelé, tomba amoureuse du beau ʻŌhiʻa et tenta de le séduire, mais il repoussa ses avances. Prise d’une crise de jalousie, Pelé transforma ʻŌhiʻa en arbre. Lehua fut anéantie par cette transformation. Par pitié, les autres dieux la métamorphosèrent en fleur et la déposèrent sur l’arbre ʻōhiʻa.

Les ʻōhiʻa lehua qui poussent près du Kilauea possèdent une remarquable capacité de protection contre les gaz toxiques : ils peuvent brièvement retenir leur respiration. Lorsque le vent transporte du dioxyde de soufre (SO₂) vers eux, ces arbres ferment leurs stomates, les minuscules pores de leurs feuilles ; ils limitent ainsi la quantité de gaz qui pénètre à l’intérieur.

La résilience des ʻōhiʻa lehua a été mise à rude épreuve de janvier à avril 2026, lorsqu’une série de violentes tempêtes liées à la dépression de Kona a poussé le panache éruptif du Kilauea vers le nord, transportant du SO₂ jusque dans les localités proches du sommet. Le dioxyde de soufre est un gaz très acide qui forme de l’acide sulfurique lorsqu’il est dilué au contact de l’eau, qu’il s’agisse de pluie, de brouillard ou de rosée matinale. Malgré leur capacité à interrompre temporairement leur respiration, les ʻōhiʻa lehua peuvent être endommagés par une exposition prolongée, car ils doivent finir par rouvrir leurs pores. Outre les effets néfastes des gaz, la végétation a été bombardée par les téphras éjectés lors des éruptions. La force de ces téphras était comparable à celle de la grêle lors d’un orage et a endommagé les feuilles des arbres.
Ailleurs près du Kilauea, la végétation a pris une couleur marron ou perdu ses feuilles, un paysage qui évoque davantage l’automne en Amérique du Nord que la fin du printemps à Hawaï. Avec l’arrivée de l’été et le retour des alizés, le panache volcanique s’est déplacé vers le sud-ouest, offrant à la végétation son premier répit prolongé depuis des mois. De nouvelles pousses apparaissent déjà sur certaines plantes, mais le retour d’une végétation luxuriante au sommet du volcan prendra du temps.
Source : AccuWeather.

Photos: C. Grandpey

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  Ōhi‘a lehua is the most common native Hawaiian tree, comprising 80% of Hawaii’s native forests. It is the dominant tree above 390 m. It is a colonizer of recent lava flows. Its flowers range from fiery red to yellow. Today, ‘ōhi‘a lehua blossoms are used in cultural ceremonies and practices, such as lei and hula, though many hula practitioners have begun forgoing the use of ōhi‘a lehua to prevent the spread of Rapid ʻōhiʻa death (ROD) and protect this culturally significant tree species.

In Hawaiian mythology, ʻŌhiʻa and Lehua were two young lovers. The volcano goddess Pele fell in love with the handsome ʻŌhiʻa and approached him, but he turned down her advances. In a fit of jealousy, Pele transformed ʻŌhiʻa into a tree. Lehua was devastated by this transformation and out of pity the other gods turned her into a flower and placed her upon the ʻōhiʻa tree.

Ōhi‘a lehua trees that grow close to Kilauea volcano have a remarkable way of protecting themselves when toxic gas drifts their way: They can briefly stop breathing. When wind carries sulfur dioxide (SO2) gas toward them, the trees can close their stomata, the tiny pores in their leaves, limiting how much of the gas gets inside.

The resilience of the trees was tested repeatedly from January through April 2026, when a series of intense Kona Low storm systems pushed Kilauea’s eruptive plume northward, carrying SO2 into communities near the summit. Sulfur dioxide is a highly acidic gas which forms dilute sulfuric acid when it reacts with water, whether it be in the form of rain, fog, or morning dew.

Despite their ability to temporarily stop breathing, the ‘ohi’a trees can still be damaged by prolonged exposure because they eventually need to reopen those pores. On top of the damaging effects of the gas, vegetation was pelted by the tephra ejected during eruptions. The force of the tephra was similar to large hail during a thunderstorm and stripped the leaves off the trees.

Other vegetation near Kilauea has turned brown or lost its leaves, a scene more reminiscent of autumn in North America than late spring in Hawaii. With summer approaching and trade winds returning, the volcanic plume has shifted back toward the southwest, giving the battered vegetation its first extended reprieve in months. New growth is already emerging on some plants, but a full return to the lush greenery of the summit area will take time.

Source : AccuWeather.

Mesure du volume d’eau émis par le Vieux Fidèle (Yellowstone / États Unis) // Measurement of the volume of water emitted by Old Faithful (Yellowstone / United States)

Le Vieux Fidèle – Old Faithful – est l’une des attractions les plus populaires du Parc national de Yellowstone.

Photo : C. Grandpey

Ce geyser suscite également un vif intérêt au sein de la communauté scientifique. Les études portent notamment sur les mesures de température et de pression, les observations vidéo à l’intérieur du conduit d’alimentation, l’analyse de la sismicité liée au cycle éruptif, l’étude de la structure souterraine, l’analyse statistique des intervalles d’éruption et leur relation avec la sismicité dans la région, l’interaction avec les autres geysers du Parc, ainsi que la réaction du geyser aux variations saisonnières et interannuelles des précipitations et aux sécheresses les plus sévères. Des études se sont également attardées sur les dépôts de minéraux et sur la diversité de micro-organismes présents dans le bassin du geyser.

Les principaux aspects de l’étude des geysers concernent le volume d’eau émis, la chaleur associée et la quantité de chlorure, d’arsenic et de fluorure et d’autres éléments présents dans cette eau. Mesurer le volume d’eau du Vieux Fidèle Old Faithful est une tâche complexe car l’eau qui jaillit s’écoule par plusieurs chenaux très peu profonds, et le vent peut influencer la quantité d’eau qui s’y déverse. De plus, une partie de l’eau est émise sous forme de vapeur qui se condense en grande partie dans l’air au-dessus du geyser, et une partie de l’eau liquide s’évapore le long des chenaux d’écoulement avant d’atteindre les points de mesure. Les estimations précédentes des volumes d’eau émis variaient considérablement, et les quelques études antérieures ne décrivaient ni les méthodes utilisées ni le nombre d’éruptions enregistrées.

Photo: C. Grandpey

Dans un article récent publié dans le Journal of Volcanology and Geothermal Research, des scientifiques de l’USGS, de l’Université de Californie et du National Park Service ont quantifié le volume total d’eau émis lors de 45 éruptions de l’Old Faithful, ainsi que la chaleur et la masse associées. Dans le cadre d’un permis de recherche assorti de directives très précises, un chenal artificiel mobile a été installé dans l’un des chenaux d’écoulement du geyser. La conductivité spécifique de la Firehole River, dans laquelle se déverse l’eau du geyser, a été mesurée en continu. La conductivité permet de quantifier le volume d’eau provenant d’un geyser ou d’une source hydrothermale et se déversant dans une rivière. Ces mesures ont été complétées par des calculs afin d’estimer le volume d’eau émise sous forme de vapeur et de quantifier la chaleur dégagée par le geyser.

Chenal d’écoulement artificiel utilisé pour mesurer le volume d’eau émis par le Vieux Fidèle. Des sacs de sable ont été placés pour guider l’eau dans le chenal et empêcher les écoulements en dessous et autour de celui-ci. (Source : USGS)

Le volume moyen d’eau émis lors des éruptions de l’Old Faithful est estimé à 27,9 mètres cubes, avec des variations allant de 12,2 à 44,3 mètres cubes. Les scientifiques ont constaté que les éruptions courtes (moins de 2 minutes et 30 secondes) projettent moins d’eau que les éruptions plus longues (généralement de 3 à 5 minutes). Aucune corrélation n’a été établie entre le volume d’eau projeté et la durée de l’intervalle entre deux éruptions. Ainsi, une éruption moyenne du Vieux Fidèle équivaut au volume d’environ 140 baignoires classiques. Il faudrait environ 90 éruptions moyennes de l’Old Faithful pour remplir une piscine olympique qui a une capacité d’environ 2 500 mètres cubes.

On peut comparer les volumes d’eau projetés par l’Old Faithful avec ceux d’autres geysers de Yellowstone. Ainsi, le Lone Star Geyser, situé à environ 5 km au sud-sud-ouest d’Old Faithful, émet un volume d’eau qui varie entre 15,4 et 28,1 mètres cubes, avec une moyenne d’environ 21 mètres cubes.

Lone Star Geyser (Photo: C. Grandpey)

Situé dans le Norris Geyser Basin, le Steamboat Geyser est le geyser dont le panache éruptif est le plus haut du monde. Le volume d’eau qu’il émet est nettement supérieur. Entre 2018 et 2020, les volumes d’eau mesurés lors des éruptions du Steamboat ont varié entre 134 et 538 mètres cubes.

Steamboat Geyser (Photo: C. Grandpey)

Mesurer les volumes d’eau émis par l’Old Faithful est important car cela permet d’établir une base de référence permettant de détecter les changements dus aux séismes, à la variabilité climatique, aux variations de température du sous-sol et au développement des infrastructures. Ces données peuvent ensuite permettre une meilleure gestion du tourisme autour de l’une des merveilles naturelles les plus populaires des parcs nationaux aux États Unis.

Source : Observatoire volcanologique de Yellowstone / Caldera Chronicles.

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Old Faithful is one of the most popular attractions in Yellowstone National park. The geyser has also attracted a significant amount of attention for scientific research. Studies include temperature and pressure measurements and video observations in the conduit, analysis of seismicity associated with the eruption cycle and delineation of the subsurface structure, statistical analysis of eruption intervals and their modulation in response to large regional earthquakes, interaction with surrounding geysers, and response to seasonal and inter-annual precipitation patterns and severe and prolonged droughts. Studies have also documented deposits and diverse microbes that thrive in pools on the geyser cone.

One of the most fundamental properties of any geyser is the volume of water erupted and the associated heat and the amount of chloride, arsenic, and fluoride (and other elements) in the erupted water. Measuring the volume of water at Old Faithful is challenging because the erupted water flows through several very shallow outflow channels, and wind can influence how much water actually ends up in these channels. Also, some of the water erupts as steam that mostly condenses in the air above the geyser, and some of the liquid water evaporates along the outflow channels before reaching points where it can be measured. Previous estimates of erupted volumes varied significantly, and the few past studies did not describe the methods used nor the number of eruptions captured.

In a recent paper published in the Journal of Volcanology and Geothermal Research, scientists from the USGS, University of California, and the National Park Service quantified the total volume of water erupted during 45 Old Faithful Geyser eruptions, as well as the associated heat and mass. Under a research permit with very specific guidelines for the work, a portable flume was placed in one of the geyser’s outflow channels and specific conductance was continuously measured in the adjacent Firehole River, into which the geyser’s water flows. Specific conductance can provide a measure of how much water enters the river from a geyser or thermal basin. The measurements were supplemented by calculations to estimate the volume of water erupted as steam and to quantify the geyser’s heat output.

The calculated average volume of water discharged by Old Faithful Geyser eruptions was 27.9 cubic meters but varied from 12.2 to 44.3 cubic meters. The scientists found that short eruptions (less than 2.5-minute duration) erupted less water than the longer eruptions (typically 3–5 minutes). No relation between the volume of water erupted and the length of the preceding eruption interval was found. This means that an average Old Faithful eruption is equivalent to about 140 standard household bathtubs. It would take about 90 average Old Faithful eruptions to fill an Olympic-size swimming pool, which typically holds approximately 2,500 cubic meters.

A comparison of the volumes of water erupted by Old Faithful can be made with other geysers in Yellowstone. At Lone Star Geyser, about 5 km to the south-southwest of Old Faithful, the volume of erupted water varies between 15.4 and 28.1 cubic meters, with an average of about 21 cubic meters. At Steamboat Geyser in Norris Geyser Basin – the geyser with the tallest eruptive plume in the world – the volume of water erupted is significantly larger. Between 2018 and 2020, measured water volumes from individual eruptions ranged between 134 and 538 cubic meters.

Measuring the volumes of water erupted from Old Faithful is important because it can serve as a baseline to better enable detection of changes resulting from earthquakes, climate variability, changes in subsurface heat, and infrastructure development. This in turn can inform the management of tourism around one of the mostpopular natural wonders in the US National Park system.

Source : Yellowstone Volcano Observatory / Caldera Chronicles.