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Un drone dans le cratère du Kawah Ijen (Indonésie) // A UAS inside the crater of Kawah Ijen (Indonesia)

On peut lire dans mon livre « Killer Volcanoes » que le Kawah Ijen, volcan situé à l’extrémité E de l’île de Java, est de plus en plus médiatisé. Il est vrai que son lac d’acide et l’exploitation du soufre sur les berges sont extrêmement spectaculaires. D’une profondeur de plus de 200 mètres, le lac contient entre 32 et 36 millions de mètres cubes d’acide sulfurique et chlorhydrique d’une température moyenne d’une quarantaine de degrés et d’un pH de 0,2 !

Les gaz comme le dioxyde de soufre, particulièrement agressifs et nocifs, qui s’échappent du cratère et du lac n’empêchent pas l’exploitation du soufre. On le voit sortir sous forme liquide à partir des fumerolles qui percent la paroi inférieure du cratère. Il est guidé dans son écoulement par des tuyaux qui canalisent le liquide rouge dont la température atteint 120°C et prend une belle couleur jaune citron en se refroidissant.

L’exploitation de ce soufre se fait à mains nues, dans des conditions qui défient l’entendement. Elle n’est pas sans danger. En 1976, une cinquantaine de personnes on été surprises au fond du cratère par une énorme bulle de dioxyde de soufre jaillie du lac. Un mineur raconte qu’il a vu un de ses camarades s’évanouir, puis un autre, sans trop comprendre pourquoi. En tout, onze porteurs sont morts par asphyxie.

Le 21 mars 2018, le Kawah Ijen a de nouveau laissé échapper un nuage de gaz toxiques qui a blessé une trentaine de personnes. 24 d’entre elles ont sû être hospitalisées. Les habitants de trois villages proches du cratère ont été évacués.

Au fil des jours, le Kawah Ijen  tue aussi à petit feu les mineurs en rongeant peu à peu leur système pulmonaire. Il tue insidieusement les villageois qui habitent au pied du volcan. Le trop-plein du lac devient une petite rivière qui irrigue ensuite les cultures, de riz et de canne à sucre en particulier. Cette eau d’un pH de 3 à 4,5 et trop riche en fluorure est nocive pour la santé. On a remarqué que les populations autour du Kawah Ijen avaient les dents plus noires qu’ailleurs en Indonésie à cause de l’eau rejetée par le volcan.

Le site web The Watchers nous apprend que le cinéaste espagnol Andres Aguilera Morillas a fait voler un drone à l’intérieur du cratère du Kawah Ijen. En cliquant sur le lien ci-dessous, vous verrez un bref extrait de la vidéo, avec l’appareil en train de suivre l’une des ravines qui tranchent le flanc du volcan. Il pénètre également dans un nuage de gaz avant d’atteindre la surface du lac. Etant moi-même aéromodéliste, je me dis qu’il y a intérêt à soigneusement protéger l’électronique à l’intérieur du drone pour éviter que celui-ci tombe en panne et finisse sa course dans le lac d’acide…

https://youtu.be/c85o-lPpMEA

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One can read in my book « Killer Volcanoes » that Kawah Ijen, a volcano located in the eastern part of the island of Java, is more and more publicized. It is true that its acid lake and the exploitation of sulphur on the banks are extremely spectacular. At a depth of more than 200 metres, the lake contains between 32 and 36 million cubic metres of sulphuric and hydrochloric acid with an average temperature of forty degrees and a pH of 0.2 !
Gases such as sulfur dioxide, which are particularly aggressive and harmful, that escape from the crater and the lake do not prevent the exploitation of sulphur. It is seen coming out in liquid form from the fumaroles which pierce the lower wall of the crater. It is guided in its flow by pipes that channel the red liquid whose temperature reaches 120°C and takes a beautiful lemon yellow colour while cooling.
The exploitation of this sulphur is done with bare hands, in extreme conditions. It is not safe. In 1976, about fifty people were surprised at the bottom of the crater by a huge SO2 bubble thet exploded at the lake surface. A miner reports that he saw one of his comrades faint, then another, without really understanding why. In all, eleven men died from asphyxiation.
On March 21st, 2018, Kawah Ijen again let out a cloud of toxic gas that injured thirty people. 24 of them were admitted to hospital. Residents of three villages near the crater had ro be evacuated.
Over the days, Kawah Ijen also slowly kills the miners by biting their lung system. It kills insidiously the villagers who live close to the volcano. The overflow of the lake becomes a small river which then irrigates rice and sugar cane fields. This water with a pH of 3 to 4.5 and too rich in fluoride is harmful to health. It was noted that people around Kawah Ijen had darker teeth than elsewhere in Indonesia because of the water released from the volcano.

The Watchers website tells us that Spanish filmmaker Andres Aguilera Morillas has flown an Unmanned Aircraft System (UAS) inside the crater of Kawah Ijen. By clicking on the link below, you will see a brief excerpt from the video, with the camera travelling down one of the ravines that slice the side of the volcano. It also enters a cloud of gas before reaching the surface of the lake. Being myself a drone pilot, I think one should carefully protect the electronics inside the drone to avoid a breakdown and seeing it fall into the acid lake…

https://youtu.be/c85o-lPpMEA

Photos: C. Grandpey

 

Kilauea (Hawaii) : Dans le sillage de l’éruption de 2018…// Kilauea (Hawaii): In the wake of the 2018 eruption…

Aujourd’hui, pour la première fois depuis plus de trois décennies, le Kilauea n’est pas en éruption. Au sommet du volcan, l’activité sismique est faible et la majeure partie du Parc National fonctionne normalement. La lave ne coule plus et la pollution atmosphérique causée par le volcan – le célèbre vog – est à son niveau le plus bas depuis le début des années 1980.
Cependant, comme je l’écrivais dans une note précédente, le danger n’a pas totalement disparu de certaines zones à proximité des fissures éruptives de 2018. Bien que la lave ne coule plus, de la chaleur résiduelle et de petites quantités de gaz continuent de s’échapper des fissures au fur et à mesure que la roche encore très chaude en profondeur continue de se refroidir. Lorsque de nouvelles fissures s’ouvrent suite au refroidissement du magma, l’eau de pluie s’infiltre dans les zones de chaleur résiduelle et génère des panaches de vapeur ainsi que de petites quantités de gaz. À l’heure actuelle, les zones situées immédiatement à proximité et à l’ouest de la Highway 130 sont particulièrement affectées par cette chaleur et cette vapeur résiduelles. Ces zones de température élevée peuvent migrer tandis que se poursuivent le refroidissement et le mouvement des eaux souterraines.
Dans les zones où se forme la vapeur, à proximité et en amont des fissures désormais inactives, on enregistre des niveaux légèrement élevés de sulfure d’hydrogène (H2S) et de dioxyde de carbone (CO2). Ces gaz sont le plus souvent libérés par le magma en cours de refroidissement, mais ils sont aussi produits par la décomposition de matières organiques ou, dans le cas du CO2, par la végétation qui se consume lentement.
Ainsi, une partie du H2S et du CO2 est probablement générée par les températures plus élevées qui affectent les plantes dans la Lower East Rift Zone. Il est important de noter que les concentrations actuelles de H2S sont inférieures au seuil minimum de détection des instruments qui est de 0,5 partie par million (ppm). On peut généralement percevoir l’odeur d’œuf pourri du H2S à des concentrations beaucoup plus faibles, allant de 0,0005 à 0,3 ppm.
Sur la base du seuil olfactif, le niveau de nuisance du H2S à Hawaii a été fixé à 0,025 ppm. Les symptômes négatifs de l’exposition au H2S ne surviennent que lorsque les concentrations sont bien supérieures à ce niveau. Selon les services de santé, une exposition prolongée à 2-5 ppm de H2S peut provoquer des maux de tête, une irritation des yeux, des nausées ou des problèmes respiratoires chez certaines personnes asthmatiques. C’est plusieurs fois les concentrations actuellement mesurées près des sources de H2S dans la LERZ.
Les concentrations de dioxyde de carbone dans certaines zones de panaches de vapeur dans la LERZ sont supérieures à la concentration atmosphérique de base qui est de 412 ppm. L’air dans une salle de réunion avec beaucoup de monde peut souvent dépasser 1 000 ppm de CO2. En revanche, les concentrations maximales de CO2 mesurées dans la LERZ sont bien inférieures à ce niveau. Les services de santé ont établi une limite d’exposition au CO2 de 5 000 ppm en moyenne pour une journée de travail de 8 heures.
En se basant sur l’historique d’éruptions précédentes, les températures élevées et les panaches de vapeur devraient persister dans la LERZ pendant de nombreuses années. L’éruption de 1955 dans cette zone continue à générer des phénomènes externes depuis plus de 60 ans. Certaines sources de vapeur sont utilisées comme saunas naturels. Au début des années 1990, une température de 51°C avait été enregistrée dans une ancienne bouche éruptive de 1955, mais aucun gaz volcanique chargé de soufre tel que le H2S n’avait été détecté.
Les éruptions dans la LERZ en 1955 et 2018 montrent certains points communs, mais il est impossible de déterminer exactement où et pendant combien de temps la chaleur persistera et les émissions de vapeur se poursuivront. Quoi qu’il en soit, l’activité de surface liée à l’intrusion magmatique de 2018 va commencer son long et lent déclin.
Source: USGS / HVO.

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Today, for the first time in over three decades, Kilauea is not erupting. At the summit of the volcano, earthquake activity is low, and most of the National Park is open for business. No lava is flowing anywhere on Kilauea, and volcanic air pollution on the island is the lowest it has been since the early 1980s.

However, as I put it in a previous post, there are lingering dangers in some areas near the 2018 eruptive fissures. Although lava is no longer erupting, residual heat and small amounts of gas continue to escape from ground cracks and vents as subsurface molten rock continues to cool. As small new cracks open in response to magma cooling, groundwater infiltrates areas of remaining heat, releasing steam and small amounts of gases. Currently, areas adjacent to and west of Highway 130 are particularly impacted by this residual heat and steam. These areas of elevated temperature may migrate, as cooling and groundwater movement continue.

In steaming areas near and uprift of the now inactive fissures, slightly elevated levels of hydrogen sulfide (H2S) and carbon dioxide (CO2) gases have been detected. While these gases may be released from cooling magma, they are also generated by decaying organic matter, or, in the case of CO2, from burning or smoldering vegetation.

Thus, some portion of the H2S and CO2 is likely generated from the increased temperatures affecting plants in the area. Importantly, current H2S concentrations are below the minimum detection level of volcanic gas monitoring instruments, which is 0.5 parts per million (ppm). People can usually smell the rotten egg odour of H2S at much lower concentrations, ranging from 0.0005 to 0.3 ppm.

Based on the odour threshold, Hawaii has set a nuisance level for H2S at 0.025 ppm. However, negative symptoms of H2S exposure do not occur until concentrations are well above this level. According to the health services, prolonged exposure to 2-5 ppm H2S may cause headaches, eye irritation, nausea or breathing problems in some asthmatics. This is many times the concentrations currently measured near the LERZ thermal features.

Carbon dioxide concentrations in some LERZ steaming areas are elevated above the background atmospheric concentration of 412 ppm. While the air in a crowded meeting room can frequently exceed 1,000 ppm CO2, maximum concentrations measured in the LERZ are well below this level. Health services have established an exposure limit for CO2 of 5,000 ppm averaged over an 8-hour work day.

Based on the history of previous eruptions, elevated temperatures and steam are likely to persist in the area for many years. The 1955 LERZ eruption produced thermal features that have been active for over 60 years, some of which are used as natural saunas. Even in the early 1990s, a temperature of 51°C was measured in a 1955 vent, but no volcanic sulfur gases such as H2S were detected.

The 1955 and 2018 LERZ eruptions share some similarities, but exactly where and how long heating and steaming will continue for any area is impossible to determine. Eventually, however, lingering surface activity related to the 2018 intrusion will begin its long, slow decline.

Source : USGS / HVO.

Les bouches de vapeur [steam vents] font partie des attractions touristiques du Kilauea (Photos: C. Grandpey)

Nouvelles du Kilauea et du Mauna Loa (Hawaii) // News of Kilauea and Mauna Loa (Hawaii)

Voici les dernières nouvelles du Kilauea et du Mauna Loa diffusées par le HVO :

Tout est calme sur la Grande Ile d’Hawaii en ce moment. Le Kilauea n’est pas en éruption et le niveau d’alerte est maintenu à NORMAL. Les déformations de l’édifice volcanique ainsi que les émissions de gaz et la sismicité n’ont pas beaucoup changé au cours de la semaine écoulée. La déformation du sommet du Kilauea traduit une lente accumulation du magma dans la partie superficielle du système magmatique sommital. Toutefois, les mesures de gaz n’indiquent pas que le magma est en train de monter vers la surface. La déformation de l’East Rift Zone du Kilauea entre le Pu’O’o et la Highway130 montre une inflation correspondant au lent  remplissage du réservoir magmatique profond. Le flanc sud de Kilauea continue de glisser lentement vers l’océan suite au séisme de M 6,9 qui s’est produit le 4 mai 2018 près de Kalapana.
Les émissions de SO2 sont faibles au sommet et inférieures aux limites de détection sur le Pu’uO’o et dans la  Lower East Rift Zone (LERZ).
Des dangers restent toutefois présents le long de la LERZ et au sommet du Kilauea. Les habitants et les touristes qui s’approchent des fractures ouvertes lors de l’éruption de 2018, des coulées de lave et de la zone d’effondrement du sommet doivent respecter les interdictions d’accès et les panneaux de mise en garde. Les coulées de lave de 2018 sont pour la plupart sur des propriétés privées, et les visiteurs sont priés de ne pas entrer ou se garer sur celles-ci.

Le niveau d’alerte du Mauna Loa est passé à ADVISORY (surveillance recommandée) le 2 juillet 2019, car depuis plusieurs mois, la sismicité et les niveaux de déformation du sol sur le volcan se situent au-dessus de la normale. Cette élévation du niveau d’alerte ne signifie pas qu’une éruption est imminente. Une augmentation semblable de l’activité a été observée entre 2014 et 2018 et aucune éruption n’est survenue. Au cours de la semaine écoulée, environ 43 séismes de faible magnitude (moins de M 2.0) ont été enregistrés sous le sommet et dans la partie supérieure de la zone de rift sud-ouest, contre environ 80 secousses dans ce secteur la semaine précédente. Les mesures de déformation montrent une inflation continue du sommet, révélatrice du lent remplissage de la chambre magmatique superficielle.  Aucun changement significatif n’a été détecté dans les émissions de gaz de la zone de Rift Sud-Ouest. La température des fumerolles dans ce secteur et au sommet reste inchangée.
Source: USGS / HVO.

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Here is the latest news of Kilauea and Mauna Loa released by HVO:

Everything is quiet at Hawaii Big Island these days. Kilauea is not erupting and the alert level remains at NORMAL. Rates of deformation, gas release and seismicity have not changed significantly over the past week. Kilauea summit deformation has been consistent with slow magma accumulation within the shallow portion of the summit magma system, but gas measurements have not indicated significant shallowing of magma. Kilauea’s East Rift Zone deformation continues to show motions consistent with slowed refilling of the deep magmatic reservoir in the broad region between Pu’O’o and Highway 130. The south flank of Kilauea continues to creep seaward following the May 4th, 2018  M 6.9 earthquake near Kalapana.

SO2 emission rates are low at the summit and below detection limits at Pu’uO’o and the Lower East Rift Zone (LERZ).

Hazards remain at the LERZ and summit of Kilauea. Residents and visitors near the 2018 fissures, lava flows and summit collapse area should respect closures and warnings. The 2018 lava flows are primarily on private property, and people are asked not yo enter or park on private property.

The alert level for Mauna Loa was changed to ADVISORY on July 2nd, 2019, because, for the past several months, earthquake and ground deformation rates at the volcano have exceeded long-term background levels. This increase in alert level does not mean that an eruption is imminent. A similar increase in activity was observed between 2014 and 2018 and no eruption occurred. During the past week, approximately 43 small-magnitude earthquakes ( (less than M2.0) were recorded beneath the summit and upper Southwest Rift Zone, compared to about 80 earthquakes in this region the week before. Deformation measurements show continued summit inflation, suggestive of recharge of the volcano’s shallow magma storage system. No significant changes in volcanic gas release on the Southwest Rift Zone were measured, and fumarole temperatures there and at the summit remain unchanged.

Source: USGS / HVO.

Sommet du Mauna Loa (Photos: USGS, C. Grandpey)

 

La pollution du Kilauea à Hawaii // The pollution of Kilauea Volcano in Hawaii

La fin de l’éruption du Kilauea en septembre 2018 s’est accompagnée d’une diminution considérable de la quantité de dioxyde de soufre (SO2) émis par le volcan. Cela a permis de pouvoir bénéficier à nouveau d’un ciel magnifique au-dessus de la Grande Ile d’Hawaï, en particulier dans sa partie ouest où la pollution volcanique connue sous le nom de vog avait été régulièrement observée au cours des dernières années.
Au plus fort de l’éruption dans la Lower East Rift Zone (LERZ) en 2018, alors que les émissions de gaz volcaniques et la pollution étaient à leur plus haut niveau, une équipe scientifique a travaillé en relation avec le HVO et les services sanitaires de l’État d’Hawaï pour étudier le niveau de pollution de l’air générée par l’éruption.
Les chercheurs ont échantillonné des particules volcaniques et des gaz le long de la LERZ, en particulier au niveau de la Fracture n°8, de l’entrée de la lave dans l’océan et sur divers sites sous le vent. Pour déterminer la nature et la composition de la pollution volcanique, des échantillons ont été prélevés par aspiration de l’air à travers des filtres, au niveau du sol et de l’air, et à l’aide de drones.
Les particules minuscules déposées sur les filtres ont ensuite été analysées en laboratoire pour en déterminer la composition chimique et ont été observées à l’aide d’un puissant microscope électronique à balayage (MEB) pour déterminer la composition des particules individuelles. D’autres instruments ont déterminé le nombre ou le poids de particules de différentes tailles que l’on associe à différents impacts sur la santé dans des études sur la pollution d’origine humaine. Les échantillons ont été analysés pour en déterminer le pH et les principaux composants, notamment le sulfate, le fluorure et le chlorure, ainsi que des métaux traces, tels que le plomb et l’arsenic.
Ces analyses ont ciblé les espèces chimiques présentes dans les panaches volcaniques. Le panache du Kilauea est composé principalement de vapeur d’eau, de dioxyde de carbone (CO2), de dioxyde de soufre (SO2) et de quantités plus faibles d’autres gaz, notamment de chlorure d’hydrogène (HCl) et de fluorure d’hydrogène (HF). Le SO2 réagit dans l’atmosphère au fil du temps pour former de minuscules particules de sulfate acides et neutres, qui constituent un élément majeur de la pollution volcanique à Hawaii. De petites quantités de métaux toxiques ont également été trouvées dans les panaches de gaz volcaniques émis par les bouches éruptives du Kilauea.
La campagne d’échantillonnage de gaz et de particules effectuée au cours de l’été 2018 a permis d’examiner dans quelle mesure les éléments traces, tels que les métaux, varient avec la distance, dans le panache du Kilauea. Il a été constaté que la quantité de ces éléments était très variable et ne dépendait pas uniquement de la distance entre le panache et la source de l’éruption. La plupart des particules avaient un diamètre inférieur à 2,5 microns, une taille suffisamment petite pour pénétrer profondément dans les poumons.
Les résultats de l’étude corroborent également les observations précédentes concernant la transformation chimique du SO2 gazeux en particules. Les zones éloignées de la source des émissions gazeuses, comme la côte de Kona, sur la Grande Ile d’Hawaii, présentaient de fortes concentrations de particules, car une grande partie du SO2 s’était transformée en particules en se déplaçant sous le vent. Les normes de qualité de l’air ambiant concernant le SO2 et les particules ont été dépassées à divers endroits sur l’île au cours des trois mois de l’éruption dans la LERZ.
Contrairement à l’été 2018 et la forte intensité de l’éruption, le calme qui rège actuellement sur le Kilauea offre une excellente occasion d’étudier la qualité de l’air ambiant. Cela va permettre aux scientifiques mesurer la différence entre la pollution anthropique, telle que les gaz d’échappement des véhicules, et la pollution volcanique. Comprendre la contribution de la pollution d’origine humaine est important sur une île où la population ne cesse d’augmenter.
Pour étudier cette pollution anthropique, l’équipe scientifique envisage de revenir pendant l’été 2019 échantillonner l’air dépourvu de la contribution volcanique, en utilisant le même équipement et les mêmes sites d’échantillonnage. Les mesures effectuées «avant» et «après» l’éruption permettront d’isoler l’empreinte chimique des particules volcaniques. Cela améliorera notre compréhension des effets potentiels des panaches volcaniques sur la santé, l’environnement et les écosystèmes.
Source: USGS / HVO.

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The end of Kilauea’s 2018 eruption this past September was accompanied by an enormous decrease in the amount of sulphur dioxide (SO2) emitted from the volcano. This has led to beautifully clear skies above the Island of Hawaii, especially on the west side, where the volcanic pollution known as vog was regularly observed in past years.

During the peak of the 2018 Lower East Rift Zone (LERZ) eruption, when the volcanic emissions and vog were both much stronger, a team of academic researchers worked with the Hawaiian Volcano Observatory and the Hawaii State Department of Health to study the intense air pollution generated by the eruption.

The researchers sampled volcanic particles and gases at the LERZ Fissure 8 vent, the ocean entry, and various downwind sites. To determine the nature and composition of the volcanic pollution, samples were collected by pumping air through filters, from the ground and from the air using drones.

The tiny particles captured on the filters were then analyzed in the laboratory for chemical composition and imaged using a powerful Scanning Electron Microscope (SEM) to determine the composition of individual particles. Other instruments determined the number or weight of particles of various sizes, which are associated with different health impacts in studies of human-caused pollution. The samples were analyzed for pH, major components including sulphate, fluoride, and chloride; and trace metals, such as lead and arsenic.

These analyses targeted chemical species that are present in volcanic plumes.  Kilauea’s plume is composed primarily of water vapour, carbon dioxide (CO2), sulphur dioxide (SO2), along with smaller amounts of other gases, including hydrogen chloride and hydrogen fluoride. SO2 reacts in the atmosphere over time to form tiny acidic and neutral sulphate particles, which are a major component of volcanic pollution in Hawaii. Small amounts of toxic metals have also been found in the volcanic gas plumes emitted from Kilauea’s vents.

The summer 2018 gas and particle sampling campaign was the first effort to look at how trace elements, such as metals, change over distance in the Kilauea plume. It was found that the amount of these elements was highly variable but was not solely predicted by the distance of the plume from the vent. Most of the particles were less than 2.5 micron in diameter, small enough to penetrate deep into the lungs.

The study’s findings also support previous observations regarding the chemical conversion of SO2 gas to particles. Areas far from the gas source, such as along Hawaii Island’s Kona coast, had high particle concentrations since much of the SO2 gas had converted to particles as it travelled downwind. Ambient air quality standards for both SO2 gas and particles were exceeded at various locations on the island during the three months of the LERZ eruption.

In contrast to the summer 2018, Kilauea’s current lull in activity provides an excellent opportunity to study background air quality. This can help scientists distinguish between anthropogenic pollution, such as traffic exhaust, and volcanic pollution. Understanding the contribution of human-made pollution is important on an island with a growing population.

To address the characterization of anthropogenic pollution, the same research team plans to return this coming summer to sample the background air without the volcanic contribution, using the same equipment and sampling sites. The “before” and “after” snapshots will help to isolate the chemical fingerprint of the volcanic particles. This will improve our understanding of the potential health, environmental, and ecosystem effects of volcanic plumes.

Source : USGS / HVO.

Emissions gazeuses dans l’Halema’uma’u pendant l’éruption du Kilauea (Photos: C. Grandpey)