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Un géochimiste de terrain // A field geochemist

Le personnel de l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) vient d’honorer Jeff Sutton, un géochimiste qui a pris sa retraite après 38 ans de travail pour l’USGS. Jeff Sutton est le contraire de ces scientifiques qui passent leur temps dans un laboratoire. Tout au long de sa carrière, il s’est efforcé d’améliorer les méthodes d’échantillonnage des gaz volcaniques et notre compréhension de ce que les gaz peuvent révéler sur les processus éruptifs.

Le travail de Jeff va bien au-delà de la Grande Ile d’Hawaï car il a travaillé sur d’autres volcans actifs dans l’ouest des États-Unis et dans le monde entier. Jeff a compris que l’instrumentation sur le terrain présente plusieurs avantages par rapport aux mesures intermittentes et aux analyses des gaz volcaniques en laboratoire. Tout d’abord, cela réduit le nombre de visites à risques sur un site volcanique. De plus, les mesures en continu fournissent une vue plus détaillée que les échantillons occasionnels de l’évolution des concentrations de gaz avec l’activité volcanique. Enfin, en envoyant des données à l’observatoire en temps réel, on obtient dans les meilleurs délais une indication de toute modification des émissions de gaz pouvant signaler un changement d’activité éruptive.
Le projet d’échantillonnage des gaz volcaniques en continu a permis à Jeff Sutton de travailler pour le compte de l’Observatoire Volcanologique des Cascades. En 1993, il a été affecté pour 2 ou 3 ans au HVO, mais y a travaillé au final pendant 24 ans! Jeff envisage de continuer à travailler au HVO de manière intermittente en tant que « scientifique émérite » car il a l’intention de mener à leur terme des projets de recherche importants.
Jeff Sutton appartient à cette catégorie de scientifiques de terrain que j’apprécie le plus. Il me rappelle le regretté François Le Guern qui a passé son temps à inventer de nouvelles méthodes d’échantillonnage de gaz volcaniques à la source, avant qu’ils soient pollués par l’air ambiant. En travaillant pour Haroun Tazieff, il a compris très tôt que les gaz étaient le moteur d’une éruption et que leur étude et leur analyse devraient être prioritaires.
Source: USGS / HVO.

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Hawaiian Volcano Observatory (HVO) staff has just honoured Jeff Sutton, a gas geochemmist who retired after 38 years of work for USGS. .

Jeff Sutton is the contrary of those scientists who spend their time in a laboratory. Throughout his career, Jeff strived to improve methods of sampling volcanic gasses and our understanding of what the gasses can tell us about eruptive processes.

Jeff’s impact extends far beyond Hawaii, as he has worked at active volcanic systems throughout the western U.S. and around the world. Jeff realized that field-based instrumentation has several advantages over intermittent measurements and laboratory analyses of volcanic gasses. First, it alleviates the need for hazardous visits to a volcanic site. Secondly, continuous measurements provide a more detailed view of how gas concentrations and compositions change with changing volcanic activity than occasional samples. Finally, by sending data to the observatory in real-time, we can get the earliest possible indication of any change in gas emissions that could signal a change in eruptive activity.

The continuous sampling project led to Jeff’s appointment to a position at the Cascades Volcano Observatory. In 1993, he was assigned to a 2-3 year tour at HVO. Fortunately for his colleagues at HVO, that “temporary” tour lasted 24 years! Jeff plans to continue working at HVO intermittently as a “scientist emeritus”—meaning that he will volunteer his time to continue the work he loves and to finish important projects.

Jeff  Sutton belongs to the category of on-the-field scientists I appreciate most. He reminds me of the late François Le Guern who spent his time inventing new methods of sampling volcanic gases at the source, before being polluted by the ambient air. Working for Haroun Tazieff, he understood very early that gases were the motor of an eruption and that their study and analysis should be given priority.

Source: USGS / HVO.

Mesure des émissions gazeuses pendant l’éruption fissurale de Kamoamoa en 2011. (Crédit photo : USGS / HVO)

 

Quand le Kilauea fume la pipe… // When Kilauea Volcano smokes the pipe…

On peut voir sur le site web Big Island Now une photo très intéressante prise par un habitant de Kalapana à 11h25 le mercredi 5 avril 2017. Elle montre un anneau de vapeur ou de gaz en train de flotter au-dessus de l’entrée de lave de Kamokuna. L’anneau est resté visible au moins 30 secondes avant de se dissiper. Selon le photographe, l’anneau présentait un diamètre de «plusieurs centaines de pieds».
C’est la première fois que je vois un anneau de vapeur ou de gaz sur le Kilauea. J’ai eu l’occasion de prendre des photos de tels anneaux sur l’Etna et Haroun Tazieff m’avait expliqué dans une lettre, schéma à l’appui, comment ils se formaient.

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One can see on the website Big Island now a very interesting photo taken by a Kalapana resident at 11:25 a.m. on Wednesday, April 5th, 2017. It shows a steam or gas ring drifting above the Kamokuna lava entry. It persisted at least 30 seconds before dissipating.  According to the photographer, the ring was “hundreds of feet across”.

It is the first time I have seen a steam or gas ring on Kilauea Volcano. I could take photos of similar rings on Mount Etna and Haroun Tazieff explained me in a letter how they were formed.

Crédit photo : Joe Fisher.

Anneaux de gaz sur l’Etna et leur bouche d’origine (Photos: C. Grandpey)

Mission à haute altitude au-dessus d’Hawaii // High altitude mission above Hawaii

drapeau-francaisDepuis la fin janvier et jusqu’à la fin du mois de février 2017, la NASA effectue une campagne de collecte de données à haute altitude au-dessus de l’archipel hawaiien avec un avion ER-2. Cet aéronef est un avion de reconnaissance U-2 qui a été modifié pour recueillir des données scientifiques à haute altitude. Plusieurs projets pluriannuels financés par la NASA utiliseront ces données pour étudier les récifs coralliens et les processus volcaniques.
Les données seront également utilisées pour permettre la mise au point d’un futur instrument satellitaire d’observation de la Terre baptisé Hyperspectral Infrared Imager (HyspIRI). Si la NASA obtient le financement nécessaire, l’instrument fournira des informations cruciales pour l’étude des écosystèmes de la planète, ainsi que des événements liés aux catastrophes naturelles, comme les éruptions volcaniques, les feux de forêt et la sécheresse.
Pour reproduire les données recueillies par les capteurs d’observation de la Terre à bord des satellites, l’ER-2 naviguera à une altitude d’environ 20 000 mètres (au-dessus de 95% de l’atmosphère terrestre) avec une série d’instruments conçus pour mesurer la lumière réfléchie et émise en centaines de longueurs d’onde distinctes. Ces données donneront des informations quantitatives sur la composition de surface, la texture et la température du sol. Ces informations, couplées à des mesures sur le terrain, permettront également aux scientifiques d’étudier toute une gamme de processus atmosphériques, géologiques et écologiques dans le but de mieux comprendre notre environnement naturel et comment notre environnement réagit face aux activités humaines.
Sur la Grande Ile d’Hawaï, en collaboration avec les scientifiques du HVO et du National Park Service, les chercheurs effectuent des travaux sur le terrain et recueillent des données. Ils utilisent ces données pour étudier (1) les liens entre la santé de la végétation et les émissions de gaz volcanique; (2) les anomalies thermiques volcaniques; (3) la composition et l’évolution chimique des panaches de gaz du Kilauea; (4) les processus et les risques volcaniques tels que l’activité des coulées de lave.
Les objectifs de cette mission et les projets de recherche scientifique connexes sont de caractériser les principaux processus volcaniques, tels que la vitesse d’ascension du magma vers la surface, la quantité de lave émise quotidiennement par le Kilauea et l’interprétation des précurseurs possibles d’une éruption. Les conclusions devraient permettre aux scientifiques d’informer la Protection Civile et le public avant, pendant et après les éruptions futures.
Les chercheurs qui travaillent sur le projet Volcan utilisent également les images pour mieux étudier la composition du panache de gaz qui s’échappe du Kilauea et son évolution au fur et à mesure qu’il se déplace. Une partie clé du projet est de voir comment ce panache affecte la qualité de l’air à Hawaï. Par exemple, les chercheurs utiliseront les nouvelles données pour déterminer avec précision la vitesse à laquelle le dioxyde de soufre émis par le volcan se transforme en aérosol, autrement dit comment il se combine avec d’autres composés pour former des particules susceptibles d’être nocives pour la santé humaine.
Sources: NASA, USGS.

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drapeau-anglaisFrom late January through February 2017, NASA is conducting a high-altitude airborne remote sensing data collection campaign over the State of Hawai‘I with an ER-2 aircraft.

This aircraft is a modified U-2 reconnaissance plane designed to collect scientific data at high altitudes. Several NASA-funded, multi-year projects will use these data to study coral reefs and volcanic processes.

The data will also be used to help develop a future Earth observing satellite instrument called the Hyperspectral Infrared Imager (HyspIRI). If funded, the instrument will provide crucial information for studying the world’s ecosystems, as well as natural hazard events, such as volcanic eruptions, wildfires and drought.

To replicate the characteristics of data collected by Earth observing sensors aboard orbiting satellites, the ER-2 will cruise at an altitude of about 65,000 feet (above 95% of Earth’s atmosphere) with a diverse suite of instruments designed to measure reflected and emitted light in hundreds of distinct wavelengths. Such data give quantitative information about surface composition, texture and temperature of the ground. This information, combined with field-based measurements, enables scientists to study a variety of atmospheric, geologic and ecological processes to better understand our natural environment and how our environment responds to human activities.

On the Island of Hawaii, with the support of Hawaiian Volcano Observatory scientists and the National Park Service, research scientists are conducting field work and collecting data. They are using these data to investigate (1) links between vegetation health and volcanic gas emissions; (2) volcanic thermal anomalies; (3) the composition and chemical evolution of volcanic gas plumes from Kilauea Volcano; and (4) active volcanic processes and hazards, such as surface lava flow activity.

The overarching goals of this mission and the related scientific research projects are to characterize key volcanic processes, such as the rate of magma ascent to the surface, the amount of lava being erupted per day at Kilauea, and interpretation of possible eruption precursors. Lessons learned should help scientists inform emergency response agencies and the public before, during, and after future eruptions.

The researchers who are working on the volcano project are also using the images to better study the composition of the gas plume that arises from Kilauea, and how it changes as the plume spreads out. A key part of the project is looking at how the plumes affect Hawaii’s air quality. For example, one question the volcano researchers are trying to answer with the new data is exactly how quickly the sulfur dioxide gas that the volcano emits becomes aerosolized, meaning it combines with other compounds to form particulate matter, which can be harmful to human health.

Sources : NASA, USGS.

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Avion ER-2 de la NASA. (Crédit photo : NASA)

Panache-Kilauea

Vue du panache de gaz émis par le Kilauea (Photo: C. Grandpey)

Le lac Rotorua (Nouvelle Zélande) // Lake Rotorua (New Zealand)

drapeau-francaisAprès l’éruption spectaculaire d’un geyser près de la berge du Lac Rotorua (voir ma note du 28 novembre), les scientifiques affirment qu’il n’y a aucune preuve d’un lien entre l’éruption – qui a fait jaillir l’eau jusqu’à 30 mètres de hauteur près du village d’Ohinemutu – et l’activité sismique observée en novembre en Nouvelle-Zélande. Il est aussi trop tôt pour établir un lien avec le retour progressif de l’activité de surface dans le champ géothermique de Rotorua suite à l’arrêt des forages dans les années 1980.
L’éruption de lundi s’est produite alors que les chercheurs ont entamé des observations des systèmes naturels qui façonnent le paysage de Rotorua. Au cours des deux derniers mois, les géologues ont fait équipe avec l’armée néo-zélandaise pour effectuer un levé bathymétrique et magnétique du Lac Rotorua qui a révélé une activité hydrothermale généralisée. Les scientifiques ont observé des pustules sur le plancher du lac, signes d’émissions de gaz, ainsi que des bouches hydrothermales qui laissaient s’échapper des gaz et de l’eau à haute température. Un grand nombre de bouches sont alignées, ce qui laisse supposer qu’elles sont liées à des failles sous-jacentes.
L’étude, qui a permis d’étudier 40% du plancher du lac, mais pas le site de l’éruption de cette semaine, permettra de réaliser une carte montrant l’emplacement de toutes les bouches d’activité hydrothermale actives et les zones dangereuses pour la navigation sur le lac. Il s’agissait également de la première étape d’une série d’études visant à déterminer la quantité de chaleur émise par le fond du lac à partir d’une source magmatique qui se trouve à quelques kilomètres au-dessous du champ géothermique de Rotorua.
Le champ géothermique de Rotorua, qui a probablement été actif pendant des dizaines de milliers d’années, frémit sous une grande partie de la ville et de la bordure méridionale du Lac Rotorua qui s’est formé à l’intérieur d’une vaste caldeira, suite à une éruption il y a 240 000 ans. Le champ fait partie de la zone volcanique de Taupo.
Bien que ce soit l’une des plus spectaculaires de ces dernières années, l’éruption du geyser observée lundi correspond à l’activité du passé dans cette région. Des éruptions hydrothermales se sont produites de façon assez régulière dans cette partie du bord du lac, mais la plupart du temps elles se sont limitées à des bouillonnements d’eau et de boue.
Source: New Zealand Herald.

Dernière minute: Une nouvelle éruption hydrothermale s’est produite sur le Lac Rotorua ce mercredi 30 novembre, au même endroit que la précédente, et sans conséquence pour la zone habitée. Comme on peut le voir sur la petite vidéo ci-dessous (probablement tournée à l’aide d’un smartphone) diffusée par le New Zealand Herald, elle a été moins intense que celle du 28 novembre.

http://www.nzherald.co.nz/nz/news/article.cfm?c_id=1&objectid=11757823

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drapeau-anglaisAfter the spectacular eruption of a geyser near the shores of Lake Rotorua (see my post of November 28th), scientists say there isn’t any evidence to link the eruption – which sent water gushing up to 30 metres into the air near Ohinemutu village – with this month’s earthquake activity in New Zealand. It is also too early to draw any connection with the gradual return of surface features within the Rotorua Geothermal Field that has followed the closure of bores in the 1980s.

However, the event occurred at a time when researchers are making fresh observations of the natural systems that create Rotorua’s bubbling landscape. Over the past two months, geologists have teamed up with the New Zealand Defence Force for a bathymetric and magnetic survey of Lake Rotorua, which has yielded significant evidence of hydrothermal activity throughout the lake. This included pockmarks on the lake floor, which indicated that gas was being discharged through the lake floor, and hydrothermal vents that showed the release of gas and hot water. Many of them appeared in a linear pattern, suggesting they may be related to underlying faults.

The survey, which has so far covered 40 per cent of the lake floor but not the site of this week’s eruption, would ultimately provide a base map showing the location of all underwater hydrothermal eruption craters and areas that were hazardous to vessels and sailors. It was also the first step in a series of surveys to determine how much heat was being discharged through the lake floor from an underlying magma source which is likely located just a few kilometres below the field.

The Rotorua Geothermal Field, believed to have been active for tens of thousands of years, underlies much of the city and the southern fringe of Lake Rotorua, which itself was formed within a large caldera volcano that erupted 240,000 years ago. The field is part of the wider Taupo Volcanic Zone.

While one of the biggest in recent times, Monday’s geyser eruption was consistent with what had happened in the area in the past. Hydrothermal eruptions happened reasonably regularly in that part of the lake edge, but most of the time they only resulted in the bubbling up of water and mud from the lake bottom.

Source: New Zealand Herald.

Last minute: A new hydrothermal eruption occurred on November 30th at Lake Rotorua, in the same place as the previous one, and with no danger to the populated area. As can be seen on this short video (probably shot with a smartphone) released by the NewZealand Herald,  it was less intense than Monday’s event.

http://www.nzherald.co.nz/nz/news/article.cfm?c_id=1&objectid=11757823

 

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Photos: C. Grandpey