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La situation à Vulcano (Iles Eoliennes) entre 1983 et 2003 (2ème partie)

Comment expliquer la hausse des températures sur la Fossa de Vulcano dans les années 1990-2000 ? Soyons modestes ! Nous ne pouvons être affirmatifs et ne faire que des suppositions. La plus probable repose sur la notion de diapirs, autrement dit des bulles de magma qui quitteraient la chambre magmatique pour s’élever dans les fractures qui la surmontent, provoquant dans le même temps une brusque élévation de la température à la surface. Cette théorie semble logique et crédible, étant donné que le phénomène se produit périodiquement, sans activité éruptive. Quelques témoignages ont fait état de bruits d’explosions dans le cratère. Là encore, plusieurs interprétations sont possibles et on peut penser qu’il s’agit plutôt de chocs thermiques au niveau des roches, ou de l’expulsion de gaz accumulés dans de petites poches superficielles.

Les mesures de températures que je prévoyais d’effectuer au printemps 2003 revêtaient pour moi une importance particulière. En effet, suite aux différents événements (éruption de l’Etna à l’automne 2002, paroxysme et raz de marée à Stromboli à la fin de l’année 2002, épisodes sismiques en différents points de l’Italie pendant le deuxième semestre 2002, ébullition de la mer au large de Panarea), des rumeurs se sont répandues également à propos de Vulcano. Il a été dit, entre autres, que des personnes s’étaient brûlées en fréquentant les bains de boue, suite à une élévation brutale de la température. On a même entendu parler d’une émission de lave sous-marine dans la périphérie de l’île….

En fait, il semble que Vulcano n’ait rien connu de tout cela et n’ait pas été affecté par les événements qui se déroulaient ailleurs. Hormis le raz de marée du 30 Décembre 2002 lors duquel la mer a recouvert l’isthme entre Vulcano et Vulcanello, les habitants de l’île que j’ai contactés m’ont dit ne rien avoir remarqué d’anormal dans le comportement de « leur » volcan. En particulier, la température et la composition chimique de l’eau de source étaient totalement identiques à celles que j’avais relevées deux ans auparavant.

Les mesures de température effectuées sur l’isthme, dans l’ancien forage AGIP, au niveau des bains de boue et en bordure de mer (là où l’eau bouillonne) donnaient des résultats en tous points identiques à ceux des années passées. Le thermomètre affichait, comme précédemment, entre 95 et 100°C. Comme je l’ai déjà fait remarquer à plusieurs reprises, la température sur l’isthme ne s’est jamais modifiée ces dernières années, même quand le cratère a connu des accès de chaleur.

S’agissant du cratère de la Fossa proprement dit, le champ fumerollien n’avait pas subi de variations significatives en 2003. Le seul fait remarquable était l’apparition d’un point chaud sur la lèvre nord, au moment où le sentier commence à s’élever pour atteindre le point le plus élevé de la lèvre. Une fracture d’une vingtaine de mètres de longueur était devenue active avec une température allant de 200 à 306°C entre ses extrémités. Un tel phénomène n’est pas nouveau et d’autres déplacements de points chauds sur la lèvre ont déjà eu lieu à plusieurs reprises dans le passé.

Au moment de ma visite, les nuages fumerolliens étaient relativement denses, malgré une humidité ambiante moyenne (55%). L’abondance des panaches était probablement due aux fortes pluies qui avaient affecté la Sicile en Mars et Avril 2003. Ces mêmes pluies expliquaient probablement aussi le gros panache blanc que l’on pouvait apercevoir au sommet du Stromboli depuis le cratère de la Fossa.

Pour ce qui est des températures, elles variaient au printemps 2003 entre 200 et 385°C sur la lèvre ouest du cratère, le maximum se situant – comme d’habitude – sur la fumerolle F0. Au fond du cratère, le thermomètre affichait entre 97 et 100°C, ce qui était somme toute habituel, voire un peu inférieur aux relevés précédents.

Températures maximales relevées à Vulcano entre 1993 et 2003

23 Avril 1993 : 687° Juillet 1998 : 402°

24 Avril 1993 : 757° Avril 1999 : 411°

Juin 1993 : 670° Juillet 1999 : 340°

Juillet 1994 : 630° Avril 2001 : 331°

Mai 1995 : 570° Août 2001 : 350°

Juillet 1996 : 550° Juillet 2002 : 395°

Avril 1997 : 330° Avril 2003 : 385°

Vous l’aurez remarqué, il existe beaucoup de points communs entre la situation actuelle à Vulcano et celle que j’ai connue dans les années 1990. C’est pour cela que je ne pense pas que la hausse d’activité observée ces dernières semaines débouchera sur une éruption. Une surveillance étroite du volcan reste toutefois nécessaire.

Si l’île de Vulcano vous intéresse, vous pourrez vous procurer le mémoire « L’Ile de Vulvano (Iles Eoliennes) «  auprès de L’Association Volcanologique Européenne : http://www.lave-volcans.com/

Courriel : lave@lave-volcans.eu

Photos : C. Grandpey

La situation à Vulcano (Iles Eoliennes) entre 1983 et 2003 (1ère partie)

En mai 2005, suite à plusieurs visites à caractère scientifique sur l’île de Vulcano, en particulier entre 1983 et 2003, j’ai rédigé un mémoire pour le compte de L’Association Volcanologique Européenne (L.A.V.E.). Il est intéressant de comparer ce que l’écrivais à l’époque avec la situation actuelle.

Pour rappel, en décembre 2021, les touristes n’ont pas le droit de débarquer sur l’île de Vulcano dont le niveau d’alerte a été relevé suite à des signes d’agitation du volcan. Les habitants autour du port ne sont pas autorisés à rester chez eux entre 11 heures du soir et 6 heures du matin à cause des émissions de CO2 qui pourraient menacer leur santé pendant leur sommeil. De plus, on enregistre une hausse de la température et des modifications de la composition chimique des fumerolles au niveau du cratère de La Fossa.

Dans les années 1990, on pouvait accéder facilement et librement à la lèvre du cratère. Je mettais toutefois en garde les personnes asthmatiques qui pourraient être incommodées par les fumerolles. Si la lèvre du cratère était accessible à tous, la descente au fond était formellement déconseillée, Je précisais que l’absence de vent pouvait favoriser certains jours l’accumulation de gaz, en particulier de CO2. Au début des années 90, il m’est arrivé de trouver des cadavres de petits rongeurs qui n’avaient pas survécu à son inhalation. J’ajoutais qu’il serait très imprudent de vouloir bivouaquer au fond du cratère, tout comme il est déconseillé (et interdit par décret) de camper dans l’île car certains secteurs – le terrain de football en particulier – étaient déjà concernés par des émanations de CO2 à cette époque.

Au cours des années 1990-2000, le champ fumerollien a eu tendance à se déplacer vers le fond du cratère et à délaisser la lèvre ouest où il se trouvait initialement. La comparaison des photos ne laissait aucun doute sur cette évolution.

S’agissant des fumerolles, j’expliquais qu’il fallait être très prudent pour interpréter leur densité, que ce soit à Vulcano ou sur un autre volcan. Avant de tirer des conclusions, il faut contrôler le degré d’hygrométrie de l’air ambiant, tout en sachant qu’à certaines périodes de l’année (printemps et automne en particulier), on peut avoir de brusques variation d’humidité sur un laps de temps très bref. Ainsi, dans les années 90, on aurait pu être tenté d’associer le panache vu à distance (depuis Vulcanello par exemple) à un regain de chaleur du cratère, tant le panache était dense. Une mesure concomitante de la température des fumerolles ne montrait pas la moindre hausse. C’est à partir de cette époque que j’ai toujours noté le degré d’hygrométrie et l’heure de prise de vue au dos des photos de la Fossa.

S’agissant des gaz qui s’échappent des évents fumerolliens, leur composition est restée relativement stable au cours des années 1980-1990. Les analyses citées par Maurice Krafft dans le Guide des Volcans d’Europe résume assez bien la situation :

CO2 : 92% ; SO2 : 4% ; N2 : 3% ; O2 : 0,3% ; H: 0,2% ; CO : 0,5%

Les prélèvements de gaz que j’ai réalisés dans les années 1990, et qui ont été analysés par le laboratoire du CNRS d’Orléans, ont confirmé les résultats obtenus quelques semaines auparavant par l’Institut des Fluides de Palerme et ne révélaient rien de vraiment inquiétant. Sans oublier la vapeur d’eau qui constitue environ 95% du volume total de la fumerolle.

Les températures ont beaucoup varié au travers des décennies, avec cependant des pics remarquables qui n’ont pas manqué d’inquiéter les scientifiques. Ainsi, le 27 Avril 1993, il a été relevé une température de 687°C dans le cratère de La Fossa et la rumeur disait même qu’une incandescence était visible dans les fractures qui déchirent l’intérieur du cratère. Comme souvent dans de telle situations où l’être humain s’inquiète devant un phénomène naturel, il s’agissait d’une fausse nouvelle et mes deux visites nocturnes n’ont rien révélé d’anormal. Il n’empêche qu’un tel phénomène demande la plus grande vigilance et une erreur de diagnostic pourrait s’avérer catastrophique à la veille de la saison touristique.

D’autre part, aucun événement sismique digne d’intérêt n’avait émaillé les tambours de l’Observatoire Géophysique de Lipari.

Aucun gonflement de l’édifice volcanique n’avait été détecté non plus.

La conclusion logique était donc qu’il ne fallait pas affoler la population. Ce fut une bonne décision puisque la seule hausse de température fut sans conséquence et le thermomètre perdit rapidement des degrés dans les semaines et les mois qui suivirent.

Photos : C. Grandpey

L’activité à la Fossa di Vulcano (Iles Eoliennes) // Activity at Vulcano’s La Fossa (Aeolian Islands)

Suite à la récente hausse du niveau d’alerte du Vert au Jaune pour la Fossa di Vulcano, l’INGV a intensifié la surveillance du volcan. Le 12 octobre 2021, les scientifiques ont échantillonné des gaz dans quatre fumerolles sur la lèvre et sur le flanc interne du cratère, ainsi qu’une fumerolle à basse température sur la plage de Porto Levante. Les échantillons ont été remis au laboratoire de Palerme pour analyse. Parallèlement à l’échantillonnage, les scientifiques ont effectué des mesures de température.

La température des fumerolles dépasse régulièrement 100 °C et ne peut pas être mesurée avec des thermomètres normaux. Il a fallu recourir à un thermomètre de type K, l’instrument que j’ai utilisé dans les années 1990 lorsque le volcan avait déjà connu une augmentation de température. A cette occasion, j’ai mis au point un manchon de cuivre destiné à protéger la sonde du thermomètre qui était attaquée par les vapeurs acides et cessait rapidement de fonctionner.

L’INGV explique que les valeurs mesurées peuvent évoluer avec le temps et en fonction des différentes fumerolles. Elles atteignaient 344 °C lors de la campagne d’octobre.
Le niveau d’alerte a également été relevé en raison de la modification des paramètres géophysiques et géochimiques sur La Fossa au cours de l’été 2021. Les fumerolles avaient mis en évidence une augmentation du CO2 et du SO2. La micro-sismicité locale liée à la dynamique du système fumerollien a également montré une augmentation ces dernières semaines.

A noter que depuis la dernière éruption (1888-1890), La Fossa a déjà traversé des périodes d’intensification de dégazage – de faible à forte – avec de grandes quantités de gaz à partir de 1977. Dans une note publiée en 1992, j’ai mis en garde sur le risque de mauvaise interprétation des fumerolles de La Fossa. En effet, j’avais remarqué que le volume des panaches variait considérablement avec la température et l’hygrométrie de l’air ambiant. J’avais effectué plusieurs relevés dans ce but à l’aide d’un thermomètre et d’un hygromètre.

En ce qui concerne les températures, deux hausses significatives se sont produites entre 1916 et 1927, puis entre 1988 et 1995. Elles ont atteint respectivement 623 °C et 700 °C.
J’ai décrit en 2005 la situation des années 1990 pour l’association L.A.V.E. dans le mémoire n°8 intitulé « L’Ile de Vulcano ». J’y expliquais la composition du gaz, ainsi que les températures maximales que j’avais mesurées au niveau du cratère (687°C le 23 avril 1993 ; 670° en juin 1993 ; 630° en juillet 1994 ; 570° en mai 1995, avec une baisse régulière jusqu’en avril 2003 où j’ai mesuré un maximum de 385° C. Comme je l’ai indiqué précédemment, un chercheur de l’Institut des Fluides de Palerme, m’a expliqué que l’augmentation en température a probablement été causée par un diapir. C’est peut-être aussi la cause de la situation actuelle. Les prochains mois nous diront s’il faut vraiment s’inquiéter. Le bon point est que le niveau d’alerte a été relevé à la fin de la saison touristique alors qu’en 1993, l’augmentation de la température s’est produite au printemps.

Coulée de soufre sur la lèvre du cratère de la Fossa

Photos : C. Grandpey

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Due to the recent increase of the alert level from Green to Yellow for la Fossa di Vulcano, INGV has intensified the monitoring of the volcano. On October 12th, 2021, researchers sampled gases at four fumaroles on the rim and inner slope of the crater, as well as a low-temperature fumarole at the Porto Levante beach. The samples were handed to the Palermo laboratory for analysis. Together with the sampling, the scientists carried out temperature measurements.

The temperatures of the fumaroles regularly exceed 100 °C and cannot be measured with normal thermometers. They had to resort to a type K thermometer, the instrument I used in the 1990s when the volcano had already gone through an increase in temperature. On that occasion, I invented a coppe sleeve to protect the thermometer’s probe which stopped working after a short time beacause of the acid vapours.

INGV explains that measured values can change with time and vary strongly among the different fumaroles.. They reached 344 °C during the October campaign.

The alert level was raised because of changed in geophysical and geochemical parameters during the summer of 2021 on La Fossa.. The fumaroles had evinced an increase in CO2 and SO2. Local micro-seismicity linked to the dynamics of the fumarolic system has also shown an increase in recent weeks.

It should be noted that since the last eruption (1888-1890), La Fossa has gone through periods of different degassing intensities – from weak to strong – returning to emit large quantities of gas starting from 1977. In a note released in 1992, I warned about the misinterpretation of the fumaroles at La Fossa because I noticed that the volume of the plumes varied considerably with the temperature and hygrometry of the ambient air.

As far as the temperatures are concerned, two notable increases occurred between 1916 and 1927 and between 1988 and 1995. They reached up to 623 °C and 700 °C, respectively.

I described the situation of the 1990s for the L.A.V.E. association in a paper entitled « L’Ile de Vulcano », I explained the gas composition, as well as the maximum temperatures I measured at the crater (687°C on April 23rd, 1993; 670° in June 1993; 630° in July 1994; 570° in May 1995, with a regular decrease until April 2003 when I measured a maximum of 385°C. As I put it before, one of the guys of the Institute of the Fluids of Palermo, explained me that the incease in temperature was probably caused by a diapir. This may also be the reason of the current situation. The next months will tell us whether we should really worry. The good point is that tha alert level was raised at the end of the tourist season whereas in 1993, the increase in temperature occurred in Spring.

Nouveau sismomètre sur La Soufrière de la Guadeloupe // A new seismometer at La Soufrière (Guadeloupe)

Une surveillance étroite de l’activité volcanique exige une expertise dans des domaines tels que la géophysique, la géologie et la géochimie. En particulier, la surveillance sismique en temps quasi réel est essentielle pour localiser et distinguer les premiers signaux parmi différentes sources d’ondes sismiques, en particulier celles liées au mouvement et à la surpression des fluides à l’intérieur de l’édifice volcanique.

Parmi les principaux indicateurs d’activité volcanique figurent les émissions de gaz et de vapeur, avec des bouches souvent situées près du sommet d’un volcan. Leur activité pourrait être surveillée par des sismomètres installés à proximité, mais les instruments utilisés aujourd’hui ne peuvent pas fonctionner très longtemps à  cause des températures élevées et des nuages ​​de gaz acides. De plus, il est parfois difficile d’accéder aux instruments classiques pour les repositionner ou pour assurer leur maintenance d’urgence, en particulier dans les phases pré-éruptives.

La Soufrière de la Guadeloupe est un exemple des défis auxquels sont confrontés les volcanologues. La dernière activité significative a consisté en une éruption phréatique en 1976 ; elle a provoqué une évacuation très controversée de la population.
Depuis le début de l’année 2018, le stratovolcan, qui culmine à 1467 mètres, montre des signes réels d’activité. Afin de mettre en place un système de surveillance robuste et de haute résolution, une équipe de scientifiques français dirigée par Romain Feron du Groupe ESEO et le laboratoire LAUM de l’Université du Mans a installé avec succès un sismomètre optique, le premier instrument haute résolution sur un volcan actif. Le sismomètre, utilisé pour surveiller les émissions de gaz et de vapeur, a survécu à l’environnement hostile de la zone sommitale du volcan, contrairement aux autres instruments utilisés précédemment qui ont été rapidement détruits.
Romain Feron et ses collègues ont gravi La Soufrière en septembre 2019 et installé le sismomètre optique à environ 10 mètres d’une fumerolle très active au sommet du volcan. Le capteur est un géophone opto-mécanique (interaction de la lumière avec des objets mécaniques à l’échelle des énergies faibles) qui est interrogé via un câble à fibre optique de 1,5 km par une télécommande, et un système opto-électronique beaucoup plus sûr sur le flanc du volcan.
La station sismique mesure les mouvements du sol et transmet les données en temps réel à l’Observatoire Volcanologique et Sismologique de la Guadeloupe (OVSG). Elle fonctionne mécaniquement et ne nécessite pas d’alimentation électrique qui devrait affronter l’environnement nocif du sommet. L’instrument est enveloppé de Téflon pour le protéger des gaz agressifs.
Le Groupe ESEO et l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) ont commencé la fabrication de ce nouveau sismomètre en 2008. Il a fallu 10 ans le mettre au point, mais son bon fonctionnement prouve qu’il pourrait être une bonne solution sismique dans d’autres environnements dangereux, comme les champs pétrolifères et gaziers, ou les centrales nucléaires où règnent des températures extrêmement élevées. Un tel sismomètre optique, ainsi qu’une variété d’autres capteurs géophysiques construits sur le même principe, pourraient être installés dans une grande variété de sites avec des fibres mesurant jusqu’à 50 km de long.
Le sismomètre optique, désormais opérationnel sur La Soufrière depuis neuf mois, collecte des données qui seront combinées avec d’autres observations de l’OVSG.

Reference : « First Optical Seismometer at the Top of La Soufrière Volcano, Guadeloupe » – Feron, R. et al. – Seismological Research Letters.

Source: The Watchers.

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Accurate monitoring of volcanic activity demands expertise in fields including geophysics, geology, and geochemistry. In particular, seismic monitoring in near real time is essential to locating and discriminating early signs among different sources of seismic waves, especially those related to movement and overpressure in underground fluids.

Among the major indicators of volcanic restlessness are fumaroles, or gas and steam vents, often located near a volcanic summit. Their activity could be monitored by seismometers in their vicinity, but today’s standard instruments cannot last very long when exposed to the high temperatures and the clouds of sulfurous, acidic gases near a fumarole. Conventional gear may also not be accessible for emergency deployment, or repair, even in pre-eruptive phases.

La Soufrière de Guadeloupe Volcano in the Caribbean typifies such challenges. Its last significant event was a phreatic eruption in 1976 that prompted the much debated evacuation of the archipelago’s nearby capital.

Since early 2018, the 1467-metre-high stratovolcano has shown signs of increased activity. To provide a hardy, high-resolution monitoring system, a team of French scientists led by Romain Feron from the ESEO Group and the LAUM laboratory at the Le Mans University successfully installed an optical seismometer, the first high-resolution instrument placed on an active volcano. The seismometer, used to monitor gas and steam eruptions, survived the summit’s hostile environment, unlike other previous instruments that were quickly destroyed.

Feron and his colleagues climbed the Soufrière volcano in September 2019 and installed the optical seismometer just about 10 metres away from a vigorous summit fumarole. The sensor is a purely opto-mechanical geophone that is interrogated through a 1.5 km fiber-optic cable by a remote, and much safer optic-electronic system down the volcano’s flank.

The station measures the ground displacement and sends the records in real-time to the French Volcanological and Seismological Observatory of Guadeloupe (OVSG). It purely operates mechanically and does not require a power supply that would be prone to the dangers of the summit’s environment. The instrument is encased in Teflon to protect it from sulfuric gases.

The ESEO Group and the Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) started development of this novel seismometer in 2008. It took 10 years to develop the instrument, and its success indicates that it could be a good seismic solution in other dangerous environments, such as oil and gas production fields and nuclear power plants  with extremely high temperatures. Such an optical seismometer, as well as a variety of other geophysical sensors built on the same principle, can be installed in a wide variety of sites with fibers up to 50 km long.

The optical seismometer, now in operation on La Grande Soufrière for nine months, is gathering data that will be combined with other observations from the Guadeloupe observatory to better monitor the volcano.

Reference : « First Optical Seismometer at the Top of La Soufrière Volcano, Guadeloupe » – Feron, R. et al. – Seismological Research Letters.

Source: The Watchers.

Source : Wikipedia