Étiquette : gas

Nevado de Chillan (Chili)

drapeau-francaisLe SERNAGEOMIN indique qu’un survol du volcan Nevados de Chillan a été effectué le 30 janvier 2016. Ce survol a permis de constater que les dernières explosions phréatiques ont formé un nouveau cratère situé à une cinquantaine de mètres du cratère Arrau, sur le flanc nord-est de ce dernier. Le nouveau cratère a un diamètre de 25-30 m et se trouve à la même altitude que celui qui s’est formé le 8 janvier.
Des émissions de gaz ont été observées, principalement situé sur le flanc est du cratère Arrau, ainsi que sur le cratère nouvellement formé.
Des émissions de cendre ont continué de manière sporadique depuis les cratères actifs. Elles sont produites en général par des explosions phréatiques
Les images thermiques ont révélé une température maximale de 125°C, ce qui indique la présence d’un système hydrothermal sans présence superficielle de magma à haute température. Ceci confirme que le processus de déstabilisation du système hydrothermal continue d’évoluer, en raison du transfert de chaleur d’un corps magmatique sous-jacent, avec de faibles explosions phréatiques qui éjectent des matériaux à partir des cratères nouvellement formés. Dans ce scénario, on peut s’attendre à l’apparition d’explosions phréatiques de magnitude égale ou supérieure, et / ou d’éruptions phréato-magmatiques.
L’alerte volcanique est maintenue à la couleur Jaune,
On peut observer le Nevado de Cillan grâce aux webcams à cette adresse :
http://www.sernageomin.cl/rnvv/v-chillan.php

————————————-

drapeau anglaisSERNAGEOMIN indicates that an overflight of Nevados de Chillan was performed on 30 January 2016. This overflight showed that the latesst phreatic explosions formed a new crater located about fifty meters from Arrau crater on its NE flank. The new crater has a diameter of 25-30 metres and is at the same altitude as the one formed on January 8th.
Gas emission have been observed, mainly on the east side of Arrau crater, as well as the newly formed crater.
Ash emissions have continued sporadically at the active craters. They are usually produced by phreatic explosions
Thermal images showed a maximum temperature of 125°C, indicating the presence of a hydrothermal system without the shallow presence of high temperature magma. This confirms that the process of destabilization of the hydrothermal system continues to evolve, due to the transfer of heat from an underlying magma body, with small phreatic explosions which eject material from the newly formed craters. In this scenario, we can expect the emergence of phreatic explosions of equal or greater magnitude, and / or phreato-magmatic eruptions.
The volcanic alert is maintained at the Yellow colour.
One can observe Nevado de Chillan through the webcams at this address:
http://www.sernageomin.cl/rnvv/v-chillan.php

Chillan

Le Nevado de Chillan vu par la webcam du SERNAGEOMIN

Chillan 02

Cratère Arrau et nouveau petit cratère sur son flanc NE

(Crédit photo: SERNAGEOMIN)

Chaleur et explosivité du magma // Magma heat and explosivity

drapeau-francaisUn article intitulé « Vésiculation thermique lors des éruptions volcaniques» et publié dans la revue Nature a récemment démontré le «rôle essentiel des variations de chaleur pendant l’ascension du magma ». L’article est l’aboutissement d’une étude menée par des chercheurs de l’Ecole des Sciences de l’Environnement, dans l’enceinte de l’Université de Liverpool en Angleterre.

Il est bien connu que les volcans connaissent des éruptions explosives lorsque le magma chargé de gaz atteint la surface de la Terre. Plusieurs techniques sont utilisées pour expliquer la formation et la croissance des bulles de gaz au sein du magma. Par exemple, certains scientifiques examinent attentivement de minuscules cristaux pour mesurer des quantités infimes de gaz dissous à l’intérieur, tandis que d’autres utilisent la spectroscopie pour mesurer les panaches de gaz émis par une bouche volcanique. D’autres volcanologues font fondre les roches volcaniques et y insufflent des gaz.
Le magma stocké dans les profondeurs d’un volcan commence son ascension lentement et accélère quand il s’approche de la surface de la Terre. En effet, au cours de l’ascension, il échappe à la surpression, ce qui permet à des bulles de se développer.
Au début, quand le magma commence à monter sous l’édifice volcanique, il est soumis à près d’un millier de fois la pression atmosphérique. À de telles profondeurs, le magma est un fluide visqueux avec abondance de cristaux à l’intérieur, mais il est en grande partie dépourvu de bulles. L’absence de bulles ne veut pas dire qu’il n’y a pas de gaz, mais ce dernier est principalement dissous dans le magma. On estime qu’entre 1 et 5 % de la masse de magma à cette profondeur est composée de gaz piégé à l’intérieur.
Le magma, même dépourvu de bulles, monte en raison de la flottabilité. Il est moins dense que la roche encaissante plus froide qui l’entoure. Au début, il s’élève en général péniblement, mais il accélère en atteignant des profondeurs plus faibles. Des changements importants se produisent dans la masse en fusion, en même temps que la pression de confinement diminue. De plus en plus de bulles commencent à apparaître, qui font chuter la densité globale du fluide. En se dilatant, ces bulles accentuent la perte de densité, ce qui facilite l’ascension du magma. Les bulles transforment ensuite le magma en lambeaux, jusqu’à son expulsion hors du cratère.
La nouvelle étude a essayé de démontrer que si le magma dégaze effectivement durant la phase de décompression, il dégaze encore davantage sous l’effet de sa montée en chaleur. Tout d’abord, le magma dégage de la chaleur lorsque certaines parties commencent à se figer. Tout comme pour l’eau, ce « gel » produit des cristaux, qui libèrent de la chaleur au cours de leur formation. Cette chaleur ajoutée peut inciter le gaz à s’échapper du magma fluide. De plus, le magma monte en température lors de son passage le long de conduits étroits, suite au frottement le long des parois.
Une confirmation des résultats théoriques de l’étude a été obtenue sur le dôme du Santiaguito au Guatemala. Les chercheurs ont étudié des roches qui portent en elles les signes de la chaleur produite par frottement. Ils ont recueilli des roches avec des fissures qui portent en elles les passages fossiles du gaz en train de s’échapper. De retour au laboratoire, ils ont examiné les échantillons au microscope électronique. Les textures des fissures ont révélé des fragments de cendres figés sur place suite à leur transport par des courants de gaz chaud en provenance des bordures des fissures. D’autres manipulations ont appuyé cette hypothèse. Les scientifiques ont utilisé des échantillons de lave de la grosseur du poing et les ont soumis à des forces très importantes. Ils ont ensuite fait lentement tourner un échantillon de roche contre un autre. Cela a généré un frottement et une chaleur intense suffisante pour faire fondre la roche et libérer les gaz emprisonnés à l’intérieur.
Lorsqu’ils étaient sur le terrain, les chercheurs ont observé le comportement d’une partie active du dôme du Santiaguito, là même où les échantillons avaient été prélevés. Quelques secondes après le début d’une séquence éruptive, des colonnes de cendre et des panaches de gaz montaient jusque parfois à plus d’un kilomètre de hauteur. Des blocs incandescents étaient projetés vers le ciel et venaient ensuite se briser sur les flancs du volcan dont ils dévalaient les pentes. Les géophysiciens ont pu observer l’activité interne du Santiaguito en utilisant une batterie d’instruments comme des sismomètres et inclinomètres. Les capteurs ont révélé la profondeur et l’ampleur des mouvements de roche, des données que les chercheurs ont utilisées pour estimer la quantité de gaz accumulée pendant les cycles éruptifs.
Il semble que les mouvements de roches et de magma peuvent induire des gains de température de plusieurs centaines de degrés, ce qui favorise la volatilisation du magma préalablement «stable» et le dégazage violent qui s’ensuit. Les roches émises lors des éruptions du dôme du Santiaguito montrent dans quelle mesure la chaleur produite par le frottement du magma peut conduire à des explosions volcaniques.
Le comportement de Santiaguito pourrait aider à mieux comprendre les processus essentiels qui jouent un rôle dans l’activité explosive d’autres volcans semblables à travers le monde.
Source: Live Science: http://www.livescience.com/

————————————–

drapeau anglaisAn article entitled « Thermal vesiculation during volcanic eruptions » and published in the journal Nature recently demonstrated the « critical influence of heat variations in rising magmas. » The article was the result of a study led by researchers within the School of Environmental Sciences at the University of Liverpool in England.

It is well known that volcanoes erupt explosively when gas-charged magma reaches Earth’s surface. Several techniques are used to explain the formation and growth of gas bubbles within the magma. For instance, some scientists carefully examine tiny crystals to measure minuscule amounts of dissolved gas, while others use spectroscopy to measure the gas plumes escaping from a vent. Other volcanologists melt volcano rocks and infuse them with gases.
Magma deep within a volcano starts its ascent slowly, but eventually, it accelerates toward the Earth’s surface. Indeed, as magma rises, it escapes from overpressure and bubbles grow.
When magma starts rising deep beneath the volcanic edifice, it is subjected to nearly a thousand times the pressure that exists in the atmosphere. At such depths, magma is an extremely viscous fluid, often swimming with crystals, but it is largely devoid of bubbles. The absence of bubbles doesn’t mean there is no gas, but that it is mostly dissolved, within the magma. One estimates that between 1 and 5 per cent of the mass of magma at this depth is trapped gas.
Magma, even when devoid of bubbles, ascends because of buoyancy. It is less dense than the colder rock surrounding it. At first, it may rise sluggishly, but as it reaches shallower levels, it can accelerate. Significant changes occur in the melt as the confining pressure diminishes. More bubbles start to appear, and they diminish the overall density of the fluid. As these bubbles expand, the density decreases further, which facilitates a quicker ascent. This cycle continues until the bubbles rend the surrounding magma to shreds, and expel it out of the crater.
The new study tried to demonstrate that while decompressing magma is prone to degas, it further degasses when it heats up. Firstly, magma gives off heat when portions of it start to freeze. Just like in water, the freezing produces crystals, and as the crystals form, they give off heat. That added heat can induce gas to come out of the fluid magma. Secondly, magma heats up as it flows through constricted conduits, due to friction.
A confirmation of the theoretical results of the study was obtained on the dome of Santiaguito volcano in Guatemala. The researchers looked for rocks that bear testament to frictional heating. They collected rocks with cracks which would represent fossil passageways of escaping gas. Back in the laboratory, they examined the samples under an electron microscope. The textures of the cracks revealed ash shards frozen in place following their transport by currents of hot gas originating on the cracks’ margins. More lab experiments also supported the theory. The scientists took fist-size rock samples of lava and pushed them together with tremendous force, then rotated one rock sample slowly against another. This generated intense friction and heat, enough to melt rock and release abundant, previously locked-in gas.
When on the field, the researchers observed the behaviour of an active portion of Santiaguito’s dome where the samples were collected. Within seconds of an eruption’s onset, columns of ash and gas plumes rise to hundreds of meters and eventually reach more than a kilometre high. Incandescent blocks are blown skyward and then crash onto the volcano’s flanks, breaking open and cascading downward. The geophysicists captured the behaviour of Santiaguito using an array of instruments, including seismometers and tiltmeters. These sensors reveal the depth and magnitude of rock movements – data the researchers used to estimate the amount of gas that accumulates during eruptive cycles.
It seems rock and magma movements can induce temperature gains of hundreds of degrees, promoting volatilization of the previously « flat » magma and subsequent violent degassing. The dome rocks and eruptions at Santiaguito serve as en evidence of how frictional heating can lead to volcanic explosions.
Santiaguito’s behaviour might help to understand vital processes that influence volcanic explosivity at other analogous volcanoes.
Source : Live Science : http://www.livescience.com/

Santiaguito 02

Santiaguito 03

Vues du dôme Caliente du Santiaguito (Photos: C. Grandpey)

Les lacs de lave et leur comportement // Lava lakes and how they behave

drapeau-francaisCertains volcans ont le privilège d’héberger un lac de lave permanent: l’Erta Ale en Ethiopie, le Nyiragongo en République Démocratique du Congo, le Kilauea à Haiwaii, l’Erebus en Antarctique. Le Villarrica au Chili montre un lac de lave intermittent au fond de son cratère. Au Vanuatu, la lave est brassée par les gaz du Marum et du Benbow, mais il s’agit plus de chaudrons de lave bouillonnante que de véritables lacs de lave.
Les scientifiques se posent beaucoup de questions sur le fonctionnement des lacs de lave. La projection récente d’un documentaire sur le Nyiragongo a réanimé le débat et plusieurs hypothèses ont été avancées. Comme le faisait remarquer l’ami Robin Campion dans les commentaires, tous les lacs de lave ne présentent pas les mêmes caractéristiques. Ainsi, le comportement du lac de lave à l’intérieur du cratère de l’Halema’uma’u à Hawaii est géré par les phénomènes de gonflement et de dégonflement auxquels est soumis le Kilauea. Un gonflement signale une montée de magma depuis les profondeurs, tandis que le dégonflement trahit un reflux de l’alimentation. On remarquera par ailleurs que la surface du lac de lave est animée d’un mouvement de convection avec, de temps en temps, de petites fontaines de lave lorsque les gaz ont envie de s’échapper à la surface.
A Hawaii a également été observé un phénomène intéressant baptisé « gas pistoning » par les scientifiques en poste au HVO. Ce « gas pistoning » fait référence aux fluctuations du niveau de la lave à l’intérieur d’une bouche ou d’un lac de lave, souvent de manière cyclique. Il est bien connu à Hawaii où il a été observé pour la première fois dans les années 1970 lors de l’éruption du Mauna Ulu. Il se caractérise par une montée relativement lente de la surface de la lave recouverte d’une croûte, suivie de la chute brutale de son niveau avec projection de lambeaux de lave sous l’effet des gaz.
Le site web du HVO montre une vidéo avec une série de trois épisodes de « gas pistons » dans la bouche ‘Drainhole’ du Pu’u o’o le 3 juin 2006. Cette bouche mesure environ 8 mètres de diamètre et se situe à l’intérieur d’une bouche plus grande d’environ 25 mètres de diamètre.
https://www.youtube.com/watch?v=3ll5p8pfI5Q

Quatre explications ont été fournies dans un rapport écrit en 2012 par les scientifiques hawaiiens pour expliquer le phénomène du « gas pistoning » (http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00445-012-0667-0#/page-1) :
1) Les gaz sont piégés sous la surface croûtée de la lave ou sous une couche de lave visqueuse qui surmonte la colonne de lave plus fluide avant d’être libérés de façon épisodique.
2) Des bulles de gaz discrètes se forment épisodiquement et montent lentement dans la lave qui se trouve dans le conduit avant d’éclater à la surface
3) Une montée régulière des gaz réduit temporairement la densité globale de la colonne de lave et la fait s’élever dans le conduit. L’ensemble devient instable ; la surface de la lave chute et le système se remet en place pour un nouveau cycle.
4) La dernière théorie – celle privilégiée par Robin Campion dans son commentaire à propos du Nyiragongo – évoque la possibilité de la formation, puis de la chute, d’une couche d’écume de lave au sommet de la colonne, même si celle-ci est recouverte d’une croûte. Pour reprendre l’explication de Robin, « la rétention et l’accumulation progressive en profondeur d’une phase gazeuse libre formerait une sorte de mousse qui se ferait piéger dans les sinuosités du conduit. Cette étape correspondrait à la montée progressive du niveau de la lave […] Quand cette mousse atteint un volume critique, elle se libère de son « piège », remonte dans le conduit du fait de sa faible densité, et, quand elle arrive proche de la surface, elle dégaze en quelques dizaine de minutes (phase de fontaines intenses et de baisse de niveau) ».
Ce ne sont que des hypothèses qui demandent à être approfondies. D’ailleurs, le rapport fourni par les scientifiques hawaiiens en 2012 ne tirait pas de conclusion définitive de ces quatre hypothèses. Les observations avaient été faites essentiellement à partir des images fournies par les webcams du Pu’uO’o en 2006.

Comme je l’ai écrit dans les commentaires, s’agissant du Nyiragongo, le plus important reste la prévision et la prévention volcaniques. Comme le fait très justement remarquer le documentaire, la ville de Goma est sous la menace du volcan. Que ce soit en 1977 (probablement 600 morts) ou en 2002 (45 victimes), la lave s’est écoulée suite à un éventrement du volcan car les fractures qui parcourent ses flancs n’ont pas pu résister à la pression de la lave fluide qui a très vite atteint Goma. Les prochaines éruptions du Nyiragongo nous diront si des progrès ont été réalisés. Il faudrait aussi que la population prenne conscience de ce danger et que cessent les actes de vandalisme qui font disparaître des instruments de mesures extrêmement précieux.

————————————-

drapeau anglaisSome volcanoes host a permanent lava lake! Erta Ale in Ethiopia, Nyiragongo in the Democratic Republic of Congo, Kilauea in Haiwaii or Erebus in Antarctica. Villarrica in Chile shows an intermittent lava lake at the bottom of the crater. In Vanuatu, the lava is brewed by gases in Marum and Benbow, but they are more bubbling cauldrons that real lava lakes.
Scientists have asked many questions about the functioning of lava lakes. The recent screening of a documentary showing Nyiragongo revived the debate and several hypotheses have been advanced. As was noted by Robin Campion in the comments, all lava lakes do not have the same characteristics. Thus, the behaviour of the lava lake inside Halema’uma’u Crater in Hawaii is managed by the phenomena of inflation and deflation which affect Kilauea volcano. Inflation indicates magma rising from deep, while deflation betrays a reflux in the feeding system. We can also notice that the surface of the lava lake is animated by a convective movement with, at times, small lava fountains when gases escape to the surface.
In Hawaii, an interesting phenomenon called “gas pistoning” by HVO scientists was also observed. This “gas pistoning” refers to the level fluctuations of lava inside a vent or a lake, often cyclically. It is well known in Hawaii, where it was observed for the first time in the 1970s during the eruption of Mauna Ulu. It is characterized by a relatively slow rise of the lava surface covered with a crust, followed by the sudden collapse with lava ejections under the pressure of the gases.
The HVO’s website shows a video with a series of three episodes of “gas piston” in the Drainhole Vent within Pu’u o’o on June 3rd 2006. The vent is approximately 8 metres in diameter and is located within a larger vent about 25 metres in diameter.
https://www.youtube.com/watch?v=3ll5p8pfI5Q

Four explanations were provided in a report written in 2012 by Hawaiian about the “gas pistoning” phenomenon (http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00445-012-0667-0#/page-1 )
1) The gases atre trapped beneath the crusty surface of lava or a viscous layer at the top of the lava column or lake before being released episodically.
2) Discrete gas slugs form episodically and then rise slowly in the conduit before bursting through the surface
3) A steady streaming of gas temporarily reduces the bulk density of the lava column, causing ot to rise in the duct. The whole system becomes unstable; the lava surface falls and the system is reset for a new cycle.
4) The last theory – the one referred to by Robin Campion in his commentary – raises the possibility of the formation and collapse of a foam layer on top of the column, even if the latter is covered with a crust. To mention again Robin’s explanation, “the retention and deep progressive accumulation of a free gas phase would form a kind of foam that would be trapped in the windings of the conduit. This stage corresponds to the gradual rise in the level of the lava […] When the foam reaches a critical volume, it becomes free of its « trap », goes up in the conduit thanks to its low density, and when it comes near the surface, it degasses within ten minutes (intense lava fountaining and drop of the level).”
These are only hypotheses. The report provided by the Hawaiian scientists in 2012 did not draw definitive conclusions from these four assumptions. The observations were made mainly from images provided by the Pu’uO’o webcams in 2006.

As I put it in the comments, regarding Nyiragongo, what really matters is volcanic prediction and prevention. Indeed, Goma is under the threat of the volcano. Whether in 1977 (probably 600 deaths) or 2002 (45 victims), lava rushed into the town because the fractures along the sides of the volcano could not withstand the pressure of the fluid lava which quickly reached Goma. The next eruption of Nyiragongo will tell us whether progress has been made. The population should become aware of this danger and it would be great if acts of vandalism stopped, with the robbery of extremely valuable measuring instruments.

Haw 03_modifié-2

Haw 04_modifié-2

Lac de lave dans le cratère du Pu’uO’o à Hawaii (Photos: C. Grandpey)

Popocatepetl (Mexique)

drapeau-francaisIl y a souvent un décalage entre les rapports scientifiques officiels sur l’activité volcanique et l’interprétation que les journalistes font des événements. Nous venons d’en avoir un exemple avec le Popocatepetl. Plusieurs journaux indiquent que «les habitants de San Nicolas de Los Ranchos, près du Popo, étaient en alerte jaune mardi, ce qui signifie qu’ils devaient se tenir prêts à évacuer si nécessaire. » En fait, le niveau d’alerte du volcan mexicain n’a pas changé et est maintenu à la couleur Jaune Phase 2.
Le mardi 19 janvier 2016, le Popocatepetl émettait ses nuages de gaz et de vapeur habituels (19 émissions de faible intensité ont été enregistrées par le CENAPRED). En outre, l’observatoire a enregistré trois explosions à 11:58, accompagnées de panaches de cendre jusqu’à 2 km de hauteur. L’une d’elles apparaît sur cette vidéo:
http://www.cenapred.gob.mx/popo/2016/ene/v0119161.mp4
Ce genre d’activité est loin d’être exceptionnel sur le Popocatepetl. Après les explosions, le volcan a repris son activité habituelle avec de petites émissions de vapeur et de gaz.
Le CENAPRED insiste sur le fait qu’il est interdit de s’approcher du volcan, en particulier du cratère, en raison du risque de projections.

———————————

drapeau-anglaisThere is often a discrepancy between the official scientific reports about volcanic activity and the interpretation journalists make of the events. This is what is currently happening about Popocatepetl. Several newspapers indicate that “residents living in San Nicolas de Los Ranchos near Mexico’s active Popocatepetl volcano were under a yellow alert on Tuesday, meaning they are ready to evacuate if necessary”. Actually, the alert level for the Mexican volcano has not changed and is still Yellow Phase 2.
On Tuesday, Popocatepetl showed the usual “exhalations” (19 low-intensity events were recorded by CENAPRED). In addition, there were three explosions at 11:58, with ash plumes up to 2 km high. One of them can be seen on this video:
http://www.cenapred.gob.mx/popo/2016/ene/v0119161.mp4
This kind of activity is by no means exceptional on Popocatepetl. After the explosions, the volcano went back to its usual activity with light emissions of steam and gas.
CENAPRED emphasizes that people SHOULD NOT go near the volcano, especially near the crater, due to the hazard caused by ballistic fragments.