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Les gaz, moteur des éruptions sur l’Etna

Dans les semaines qui ont précédé l’éruption sur la péninsule de Reykjanes, je m’étonnais du peu d’intérêt apporté à l’étude des gaz par les scientifiques islandais. C’est peut-être parce que ces derniers comprennent dans leurs rangs surtout des géologues et des géophysiciens et peu de géochimistes, mais ce n’est qu’une supposition de ma part. .Etant un tazieffien convaincu, je suis persuadé que les gaz jouent un rôle majeur et sont le véritable moteur des éruptions. A mon petit niveau, je me suis efforcé de les étudier, en particulier sur les basses pentes de l’Etna, en suivant en particulier les conseils de géochimistes de l’Institut des Fluides de Palerme.

Cet intérêt pour les gaz volcaniques m’a conduit à lire attentivement un article paru dans le journal La Sicilia. Il présente les conclusions d’une étude réalisée conjointement par des chercheurs de Catane (Italie) et Clermont-Ferrand (France).

Selon la conclusion d’une thèse de doctorat intitulée «La déshydratation du magma contrôle l’énergie des récentes éruptions de l’Etna», publiée dans la revue scientifique Terra Nova, la teneur en gaz du magma influence la cadence des éruptions ainsi que l’extraordinaire énergie des phénomènes éruptifs. Le travail de recherche a été réalisé par Francesco Zuccarello de l’Université de Catane sous la supervision de Marco Viccaro, professeur de géochimie et de volcanologie à l’Université de Catane, et en collaboration avec Federica Schiavi du Laboratoire Magmas et Volcans de l’Université Clermont-Auvergne.

L’étude s’appuie sur les données obtenues en analysant des inclusions vitreuses présentes dans les cristaux d’olivine qui révèlent les contenus originaux en composants volatils des magmas récents émis par l’Etna : l’eau, le dioxyde de carbone, le soufre, le chlore et le fluor. L’équipe scientifique insiste en particulier sur le fait que la teneur en eau des magmas émis au cours de l’activité de 2013-2018 est extraordinairement élevée et tout à fait comparable à celle des grandes éruptions explosives survenues sur l’Etna en 2001 et 2002-2003, pendant lesquelles on a mesuré des teneurs en eau exceptionnelles de l’ordre de 3,5%.

L’aspect intéressant de la nouvelle étude est qu’elle met à mal des idées avancées jusqu’à maintenant sur la faible concentration en eau des magmas émis par l’Etna. Jusqu‘à présent, on pensait que les magmas émis lors des paroxysmes de 2011-2013, ou de l’activité de la Voragine en 2015 et 2016, étaient relativement pauvres en eau. Cela est dû au fait que cet aspect des éruptions faisait défaut dans la littérature scientifique. De plus, cette impression de faible teneur en eau est aussi due au fait que les phénomènes éruptifs présentaient une très forte énergie, avec de nombreux épisodes de fontaines de lave au cours de la séquence 2011-2013 ou lors de l’éruption paroxystique du 3-4 décembre 2015 dans la Voragine, avec des fontaines de lave de plus de 2 kilomètres de hauteur.

L’étude montre que la teneur finale en gaz présente dans le magma, et donc le potentiel explosif conféré à l’éruption, est fortement influencée par la dynamique de l’ascension du magma. Des temps d’ascension lents peuvent favoriser la libération d’une partie de la quantité d’eau primaire au travers des processus de dégazage. Au contraire, des ascensions rapides permettent le maintien d’une grande quantité d’eau dans le magma, ce qui entraîne une dynamique éruptive hautement explosive.

Cela signifie que l’Etna, considéré comme le type même de volcan à conduit ouvert, est capable, à des moments précis de son cycle éruptif, de faire apparaître des dynamiques très similaires à celles des volcans qui dégazent en système fermé.

La nouvelle étude permet également d’expliquer ce qui s’est passé sur l’Etna ces derniers mois avec la série de paroxysmes qui a débuté les 13 et 14 décembre 2020 et qui à ce jour compte 19 épisodes éruptifs. Cela montre que l’Etna est actuellement très chargé en énergie, ce qui s’explique précisément par des volumes importants de magma riche en gaz qui sont entrés dans son système d’alimentation vers la fin de l’année 2020 et qui doivent encore trouver le moyen d’atteindre la surface.

C’est donc bien la teneur considérable en gaz, vraisemblablement comparable à celle des magmas émis par l’Etna entre 2013 et 2018, qui contrôle à la fois la fréquence des éruptions – espacées ces dernières semaines de 50 à 70 heures – et l’énergie extraordinaire impliquée dans les phénomènes éruptifs.

Source : La Sicilia.

Photo : C. Grandpey

L’éruption dans la péninsule de Reykjanes // The eruption in the Reykjanes Peninsula

7 heures : Alors que l’Etna (Sicile) montre un peu de retard dans son programme paroxysmal, l’éruption continue tranquillement sur la péninsule de Reykjanes (Islande). L’effondrement du cône éruptif hier soir a donné naissance à une nouvelle coulée de lave sur son flanc. Elle permet une bonne évacuation de la nouvelle lave. De nouveaux effondrements de ce hornito sont possibles car l’activité à l’intérieur reste soutenue. Le champ de lave s’est agrandi pendant la nuit mais reste contenu dans la vallée. L’éruption ne présente pas de danger pour les zones habitées qui sont suffisamment éloignées pour ne pas être affectées par les gaz volcaniques.

Au vu des images diffusées sur les réseaux sociaux, l’éruption attire des foules de visiteurs. Au train où vont les choses, il va falloir que les Islandais songent à installer des tribunes ! Il est vrai que la situation de l’éruption est idéale et permet une observation sans danger. En plus, les webcams fournissent d’excellentes images en direct. Sur l’île de la Réunion, certains que je connais se demandent si le Préfet ne pourrait pas s’inspirer de l’initiative islandaise quand le Piton de la Fournaise entre en éruption, mais le relief et l’accès aux deux sites éruptifs n’est pas le même.

Attention toutefois si vous désirez vous rendre en Islande. Prenez connaissance des restrictions d’accès imposées par la Covid-19 !

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Rappel à l’attention des personnes qui voudraient assister à l’éruption, à condition que les autorités islandaises en autorisent l’accès.

Le gouvernement islandais a indiqué que toutes les personnes qui ont été vaccinées contre le coronavirus sont autorisées à entrer en Islande sans subir de mesures à la frontière, telles que des tests et l’auto-isolement.

À partir du 18 mars 2021, les citoyens de pays tiers, dont le Royaume-Uni et les États-Unis, seront également exemptés des mesures.

Jusqu’à présent, les règles d’exemption ne s’appliquaient qu’aux personnes qui étaient en mesure de ptrésenter des certificats de l’Union européenne et de l’Espace économique européen, mais à partir de maintenant, les règles seront appliquées de la même manière à toute personne fournissant la preuve d’une vaccination complète, avec un vaccin qui a été certifié par l’Agence européenne du médicament.

Les passagers qui n’ont pas été vaccinés doivent présenter un test PCR négatif de moins de 72 heures avant de monter à bord d’un avion à destination de l’Islande. Attention !: L’obligation d’un test PCR négatif s’ajoute à l’obligation pour les passagers à l’arrivée de subir un double contrôle et une quarantaine de 5 à 6 jours entre les tests.

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17 heures : L’éruption dans la Geldingadalur continue et ne semble pas près de s’arrêter. Le hornito qui s’est édifié sur la fissure éruptive reste bien actif. Suite à l’effondrement observé hier, une brèche s’est ouverte sur la lèvre du cône; elle permet une évacuation plus facile de la lave qui forme une belle coulée. L’accès au site de l’éruption a été fermé aujourd’hui par les autorités islandaises à cause des mauvaises conditions météo. Ces mêmes autorités demandent aux visiteurs d’être prudents. Plusieurs personnes mal préparées ont rencontré des difficultés.

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21 heures : La zone autour du site de l’éruption dans la Geldingadalur est maintenant fermée car le niveau des gaz toxiques dépasse la limite de sécurité. Il est demandé aux gens de respecter la fermeture. La police et des volontaires issus des équipes de secouristes contrôlent les points d’accès et le respect de l’interdiction d’accès. Les seules personnes autorisées dans la zone sont des scientifiques et les équipes de secouristes. Heureusement, il y a les webcams !

A côté de cela, la situation sanitaire inquiète les autorités avec de nouveaux cas de Covid-19. La levée des restrictions d’accès n’est pas pour demain.

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7 am : While Mt Etna (Sicily) is ‘overdue’ in its paroxysmal program, the eruption continues quietly on the Reykjanes Peninsula (Iceland). Following the collapse of the eruptive cone last night, a new lava flow is travelling on its side. It allows a good evacuation of the new lava. Further collapses of this hornito are possible as activity inside remains intense. The lava field enlarged overnight but remains contained in the valley. The eruption does not pose a danger to inhabited areas which are far enough not to be affected by volcanic gases. In view of the images posted on social media, the eruption attracts crowds of visitors. At the rate things are going, Icelandic authorities will have to think about installing stands! It is true that the situation of the eruption is ideal and allows safe observation. In addition, webcams provide excellent live images. On Reunion Island, some guys I know are wondering if the Prefect could not be inspired by the Icelandic initiative when the Piton de la Fournaise erupted, but the relief and access to the two eruptive sites are not the same.

Be careful, however, if you want to go to Iceland. Learn about the access restrictions imposed by Covid-19!

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5 pm : The eruption in Geldingadalur continues and does not seem ready to stop. The hornito which was built on the eruptive fissure remains very active. Following the collapse observed yesterday, a breach opened on the rim of the cone; it allows easier evacuation of the lava which forms a nice flow. Access to the eruption site was closed today by the Icelandic authorities due to bad weather conditions. These same authorities ask visitors to be careful. Several ill-prepared people have encountered difficulties.

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9 pm : The area around the eruption site in Geldingadalur is now closed as toxic gas from the eruption measures over the safety limit. People are asked to respect the closure. Both police and rescue volunteers are monitoring closure points and the only groups allowed in the area are scientists and trained search-and-rescue volunteers. Fortunately, there are the webcams!

Besides this, the health situation worries the authorities with new Covid-19 cases. The lifting of access restrictions is not for tomorrow.

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To the attention of the persons who intend to go to Iceland to watch the eruption, provided they are authorized to visit the eruptive site by Icelandic authorities.

The Government of Iceland has announced that all persons who have been vaccinated against Coronavirus will be permitted to enter Iceland without undergoing any border measures, such as testing and self-isolation.

Starting on March 18th, 2021, citizens of third countries, including the UK and USA, will be exempt from the measures as well.

So far, the exemption rules have only been applied to persons who presented certificates from European Union and European Economic Area, but from now on, the rules will be applied equally to everyone providing evidence of complete vaccination, with a vaccine that has been certified by the European Medical Agency.

Passengers who have not been vaccinated require a negative PCR test before boarding an aircraft to Iceland, taken within 72 hours of departure. Note: the negative PCR test requirement is in addition to the requirement for arriving passengers to undergo double screening and 5-6 days quarantine between tests.

Péninsule de Reykjanes (Islande) : Et si on parlait des gaz ?

Après la non demande en mariage du regretté Georges Brassens, voici la non éruption dans la péninsule islandaise de Reykjanes. Les scientifiques, volcanologues et autres, ne comprennent pas pourquoi le magma joue les timides et pourquoi la lave n’arrive par à montrer son nez à la surface.

Tout ce beau monde scientifique est à l’affût et guette les moindres réactions des instruments, qu’ils s’appellent sismomètres, tilrmètres ou satellites. Ces derniers semblent confirmer la présence d’une intrusion magmatique active, mais au final, l’éruption tant espérée se fait attendre

On nous parle beaucoup de sismicité et de déformation mais, assez étrangement, les mesures de gaz sont aux abonnés absents. Pourtant, s’il y a  présence et déplacement de magma, il y a forcément des émissions de gaz. En tout cas, elles ne sont jamais mentionnées dans les différents articles relatifs à la situation sur la Péninsule de Reykjanes.

En tazieffien convaincu, j’ai toujours accordé de l’importance aux gaz qui sont le moteur des éruptions. Sans eux, la lave ne pourrait pas percer la surface. Les sites hydrothermaux et autres émanations gazeuses sont nombreux dans la Péninsule de Reykjanes, mais personne ne parle de la fluctuations et de la composition des gaz.

A une époque, j’ai effectué des observations sur les émanations gazeuses sur les basses pentes de l’Etna car les géochimistes de l’Institut des Fluides de Palerme m’avaient expliqué que les gaz des basses pentes étaient de bons indicateurs du comportement éruptif du volcan. Les variations de hélium en particulier méritaient d’être prises en compte. Vous trouverez un résumé de mes observations sous l’entête de ce blog.

Je pense donc qu’il serait souhaitable de s’attarder  plus que le font les scientifiques islandais sur l’évolution de la composition des gaz sur la péninsule et, en particulier, voir si certains s’échappent des fractures que les séismes ont ouvertes ces derniers temps.

Site hydrothermal à proximité de Krisuvik (Photo : C. Grandpey

L’éruption de 1783 du Laki (Islande) dans les archives paroissiales

Le 8 juin 1783, une fissure de 27 kilomètres de long déchire le paysage islandais. C’est le point de départ d’une éruption qui durera jusqu’au 7 février 1784. Elle a produit 14,7 kilomètres cubes de lave qui ont recouvert une superficie de 599 kilomètres carrés. La fissure est ponctuée de quelque 140 cratères, évents et de cônes orientés dans une direction SO-NE, celle du rift qui tranche l’Islande dans son ensemble.

Cette lave a menacé de nombreux Islandais, leurs animaux et leurs biens. L’éruption a produit de grandes quantités de gaz et de cendres. Ces dernières, très riches en fluor, ont empoisonné les champs, les prairies et les étangs. 50 % des bovins, 79 % des ovins et 76 % des chevaux ont péri entre 1783 et 1785.

L’éruption a également profondément affecté la vie de la population, avec la famine de la brume, ou Móðuharðindin. Le régime alimentaire islandais de l’époque était principalement basé sur la viande et le poisson, de sorte que les retombées de cette éruption ont été catastrophiques. En 1785, environ 20 % de la population islandaise était morte de faim, de malnutrition ou de maladie.

Cette éruption est remarquable par ses impacts bien au-delà de l’Islande. Les gaz – surtout le dioxyde de soufre (SO2) – ont été transportés en Europe par le jet-stream et le SO2 est apparu sous la forme d’un brouillard sec à odeur de soufre. Les populations en Europe ignoraient qu’une éruption volcanique s’était produite en Islande au même moment et que c’était cet événement qui causait ce brouillard sec inhabituel. Une autre caractéristique de l’été 1783 a été la coloration  rouge sang du ciel au coucher et au lever du soleil.

Par sa durée, le brouillard sec a pu avoir des effets négatifs sur la végétation et la santé humaine en Europe continentale. Plusieurs plantes se sont fanées, les feuilles ont changé de couleur et certains arbres ont perdu leurs feuilles. Le brouillard sec a frappé plus durement les personnes souffrant de problèmes respiratoires ou cardiaques préexistants. Dans plusieurs régions, les gens se sont plaints de douleurs aux yeux.

Différentes explications ont été données par la population pour expliquer le temps inhabituel de 1783. La plus populaire pour justifier la présence du brouillard sec tournait autour des nombreux séismes qui ont semblé se produire tout au long de l’année : En février et mars 1783, une séquence de cinq très forts tremblements de terre a secoué la Sicile et la Calabre, faisant environ 30 000 victimes. D’autres séismes se sont produits pendant l’été. Ainsi, le 6 juillet, un tremblement de terre a secoué une partie de la France et a été ressenti en Franche-Comté, dans le Jura, en Bourgogne et à Genève. Il n’a pas fait beaucoup de dégâts, mais il s’est produit alors que le brouillard sec était encore dense et étendu.

Ces rapports de séismes ont donné foi à l’idée d’une  «  révolution souterraine  » reliant entre eux les  événements en Islande et en Calabre. On croyait que les volcans du monde entier étaient reliés par des canaux souterrains. On a également rapporté qu’un brouillard sec s’était formé juste avant le premier séisme en Calabre, faisant craindre que ce brouillard sec ne soit qu’un présage pour un grand tremblement de terre à venir.

Un fidèle lecteur de mon blog – que je remercie très sincèrement – vient de me faire parvenir plusieurs pages des archives paroissiales du village de Canet (Aude) où il est fait allusion à cette période tourmentée de 1783 -1784. En voici un extrait :

« Il a paru dans les jours de cette année un phénomène aussi rare qu’inexplicable ; il a excité la curiosité des savants et des plus habiles astronomes dans les villes les mieux instruites ; mais c’est en vain qu’on a cherché à deviner l’énigme. Le temps seul nous l’a appris et jusqu’à ce moment, le peuple a été dans la frayeur sur un événement qui paraissait (…..) des plus grands malheurs ! Voici le fait :

Le soleil, tant à son lever qu’à son coucher parut comme obscurci, la terre était alors couverte comme d’une fumée qui empêchait les personnes de pouvoir se connaître à vingt pas, quelquefois même il était impossible de s’apercevoir. Cet état durait jusque sur les sept heures du matin, le soleil reprenait alors la clarté naturelle et les nuages qui couvraient toute la terre se dissipaient. Vers les cinq heures du soir les mêmes nuages réapparaissaient, le soleil s’obscurcissait et disparaissait ainsi de notre hémisphère. Ce n’était que quelques heures après que le soleil s’était couché que les nuages disparaissaient aussi. Ce phénomène dura jusque vers la fin du mois d’août sans qu’on peut découvrir ce qu’il pouvait nous annoncer. Chacun se livrait à des conjonctures, les uns voulaient que ce fut le pronostic de quelques maladies contagieuses que nous aurions dans le pays, les autres prétendirent que nous aurions quelque fort tremblement de terre. D’autres enfin moins craintifs disaient que c’était la faute du tremblement de terre qui était arrivé il n’y avait pas longtemps à Messine. Ce tremblement fut si fort que toute la ville de Messine à l’exception d’un couvent de Cap(?) fut engloutie et les habitants par conséquent ensevelis dans les ruines. Il y a des maisons de campagne assez près de cette malheureuse ville qui furent transportées à quelques distances de leur sol. Les rivières changèrent de lit et il n’y eut que très peu d’habitants qui à la première secousse arrivèrent à courir dans les champs qui furent sauvés. »

On retrouve dans ces écrits paroissiaux du sud de la France nombre d’événements mentionnés par les historiens qui ont étudié l’époque autour l’éruption islandaise du Laki, en particulier la référence aux séismes qui se sont produits en Calabre et en Sicile.