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)

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

Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion): Situation très calme // A very quiet situation

drapeau-francaisDans un bulletin diffusé la 1er décembre 2016, l’OVPF indique que la situation est globalement très calme sur le Piton de la Fournaise.

L’activité volcano-tectonique est restée à un niveau bas au cours du mois de novembre, avec seulement 3 séismes volcano-tectoniques superficiels sous les cratères sommitaux et3 séismes profonds sous le flanc Est du volcan.

S’agissant de la déformation de l’édifice, l’arrêt de l’inflation de la zone sommitale observé en octobre s’est poursuivi en novembre. On a même enregistré une légère déflation sur certaines stations. L’inflation déjà enregistrée par les stations plus lointaines (sous l’influence de sources de pression plus profondes) continue à des taux très faibles.

Les émissions gazeuses sont faibles  A noter depuis le 11 novembre, la détection d’une faible concentration de SO2, bien couplée à du CO2. Les rapports CO2/SO2 restent néanmoins relativement faibles.

Source : OVPF.

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drapeau-anglaisIn a report released on December 1st, 2016, OVPF indicates that the overall situation is very quiet on the Piton de la Fournaise.
Volcano-tectonic activity remained at a low level during the month of November, with only three shallow volcano-tectonic earthquakes under the summit craters and three deep earthquakes under the eastern flank of the volcano.
As for the deformation of the edifice, the end of the inflation of the summit area observed in October continued in November. There has even been a slight deflation at some stations. The inflation recorded by more distant stations (under the influence of deeper pressure sources) continues at very low rates.
Gaseous emissions are low. Since November 11th, a low concentration of SO2, well coupled with CO2, has been detected. However, CO2 / SO2 ratios remain relatively low.
Source: OVPF.

Piton Fournaise

Crédit photo: Wikipedia.

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

La fracturation hydraulique en Alaska // Fracking in Alaska

drapeau-francaisDès que l’on prononce les mots « fracturation hydraulique » – souvent associés aux gaz de schiste en Europe – on assiste à une levée de boucliers des écologistes qui pensent qu’une telle technique pourrait avoir des effets néfastes sur l’environnement. Aux Etats-Unis, la fracturation hydraulique, ou « fracking », est très répandue dans l’industrie gazière et pétrolière. Un récent article paru dans l’Alaska Dispath News en explique le principe, ainsi que les précautions qui entourent sa mise en place. Je tiens à souligner que la diffusion de cette note est purement informative et ne traduit en aucun cas mon opinion sur la fracturation hydraulique !

La fracturation hydraulique est la dislocation ciblée de formations géologiques peu perméables par l’injection sous très haute pression d’un fluide destiné à fissurer et micro-fissurer la roche. Cette fracturation peut être pratiquée à proximité de la surface, ou à grande profondeur (à plus de 1 km, voire à plus de 4 km dans le cas du gaz de schiste), et à partir de puits verticaux, inclinés ou horizontaux.

Ces techniques suscitent depuis la fin des années 2000-2010 une controverse en Amérique du Nord, qui semble s’étendre dans le monde, alors que de grands groupes industriels envisagent d’exploiter de nouveaux champs pétroliers et gaziers dans les grands fonds marins, en Alaska, au Canada et dans le reste du monde.

Au moment où une compagnie pétrolière du Texas se prépare à débuter dans quelques semaines un forage qui débouchera sur des opérations de fracturation hydraulique à grande échelle dans Cook Inlet en Alaska, un groupe écologiste demande que les clauses gérant de tels forages soient modifiées afin que le public puisse avoir son mot à dire sur les futures campagnes de fracturation. Les partisans de la fracturation hydraulique font remarquer que le recours à une audience publique chaque fois que la fracturation hydraulique est envisagée pour augmenter la production de pétrole ou de gaz serait une perte de temps et ne présente aucun avantage. Ils ajoutent que la fracturation profonde est pratiquée depuis plus de cinq décennies en Alaska sans nuire à l’environnement. De plus, les règles concernant la fracturation dans cet Etat ont été renforcées en 2014.
Cependant, de nombreux Alaskiens, en particulier ceux qui vivent à proximité du projet de forage d’un long puits horizontal par la compagnie BlueCrest Energy sur la péninsule de Kenai, aimeraient être mieux informés sur les opérations de fracturation avant qu’elles débutent. Les gens s’inquiètent des menaces potentielles pour l’eau potable et la faune, ainsi que les séismes qu’une telle activité pourrait provoquer.
La fracturation hydraulique – qui utilise principalement de l’eau avec du sable et des produits chimiques pour fracturer et maintenir la roche ouverte pour augmenter la production de pétrole et de gaz – a commencé à North Slope en 1963 et à Cook Inlet deux ans plus tard. Près de 1 900 puits, soit environ le quart des puits forés en Alaska, ont été fracturés depuis cette date, sans causer le moindre problème. Il n’y a pas eu de cas de pollution des nappes phréatiques. Les  inquiétudes concernant la fracturation hydraulique sont nées dans cet État au cours des deux dernières années, après que certaines opérations de fracturation dans des Etats plus au sud aient été tenues pour responsables des séismes et de fuite de méthane dans les eaux souterraines.
La plupart des opérations de fracturation hydraulique ont eu lieu jusqu’à présent dans la région de North Slope, loin des zones habitées. Le cas de la compagnie BlueCrest est différent. Elle envisage de forer son puits à 10 km au nord d’Anchor Point, pas très loin de Homer et d’autres localités de la péninsule du Kenai, ce qui soulève des inquiétudes. Ce sera le premier programme de fracturation horizontale à grande échelle dans la région avec la mise en place de puits multi-fracturés, d’au moins 6 km de longueur. La multi-fracturation  signifie qu’au lieu des grandes fractures uniques réalisées dans le passé, la compagnie prévoit de faire de petites fractures contrôlées.
Lorsqu’une compagnie demande l’autorisation de mener une opération de fracturation hydraulique en Alaska, elle doit prouver qu’elle a avisé les propriétaires fonciers dans un rayon de 800 mètres d’un puits à forer. La demande de forage doit s’accompagner informations sur l’opération prévue, y compris les détails sur les puits, les produits chimiques prévus et le volume des fluides de fracturation, ainsi qu’un état des lieux des puits d’eau douce dans la zone afin d’obtenir des données sur leur état avant que puissent apparaître les effets de la fracturation. Une fois la fracturation terminée, la composition chimique et les volumes du fluide utilisé pendant l’opération doivent être signalés à l’agence et sur le site fracfocus.org, où figure un registre géré par l’Interstate Oil and Gas Compact Commission et le Ground Water Protection Council.

La population locale a peur que Cook Inlet soit pollué par les liquides de fracturation ou par d’autres rejets liés à l’opération, ce qui nuirait aux saumons et à d’autres espèces sauvages. Toutefois, les autorités assurent que la conception du puits permettra d’éviter les problèmes souterrains comme les fuites de gaz ou de liquides.
La compagnie BlueCrest prévoit de commencer le forage à la fin du mois de novembre sur un site où des forages ont déjà été effectués. La fracturation hydraulique proprement dite devrait avoir lieu au printemps.
Bien que le forage du puits se situe sur terre, la fracturation hydraulique aura lieu à environ 2 km sous le fond marin et à 5 km de la côte, après le forage horizontal. Les fissures microscopiques ouvertes dans la roche par la pression du liquide de fracturation parcourront une soixantaine de mètres et ne viendront pas atteindre le fond marin à 2 km au-dessus. Le tuyau d’acier acheminant le pétrole et le gaz naturel vers la terre sera inséré dans un autre tuyau en acier. Le tuyau extérieur sera entouré de ciment, protection supplémentaire qui empêchera le gaz naturel de migrer à l’extérieur du tuyau et de polluer l’eau potable. Un dispositif inséré dans le tuyau utilise des ondes de compression pour vérifier la solidité du ciment sur «chaque centimètre», avec des résultats de tests analysés par des spécialistes.
En ce qui concerne les séismes, le risque causé par la fracturation hydraulique semble faible dans Cook Inlet. Même s’ils se produisent, de tels événements seront trop faibles pour causer des dégâts. La sismicité n’aurait pas d’effet, non plus, sur les volcans qui se dressent le long de Cook Inlet.
L’injection d’eaux usées, lorsque les fluides produits avec le pétrole ou le gaz sont renvoyés sous terre, est plus susceptible de provoquer les séismes qui ont été associés aux opérations de fracturation dans des Etats plus au sud. Les volumes d’eau généralement réinjectés dans les puits de forage en Alaska ont été plus faibles que dans ces États où ont été observés les séismes.
Source: Alaska Dispatch News.

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drapeau-anglaisHydraulic fracturing (also called fracking) is the targeted disruption of geological formations with low permeability by injecting a fluid under high pressure to crack and micro-crack the rock. This fracturing can be performed near the surface or at depth (more than 1 km, or even over 4 km in the case of shale gas), and from vertical, horizontal or inclined wells.
Since the late 2000-2010, these techniques have triggered controversy in North America, which seems to be spreading around the world, while large industrial operators are preparing to exploit new oil and gas fields in the deep ocean, in Alaska, Canada and the rest of the world.

With a Texas oil company weeks away from launching drilling that will lead to large-scale hydraulic fracturing in Cook Inlet, a conservation group wants Alaska well regulators to change their rules so the public can weigh in on future fracking operations before they are approved. Industry supporters answer that being forced into a public hearing each time they are proposing to use hydraulic fracturing to increase the flow of oil or gas would add costs and time without any benefit. They say companies have been fracturing formations deep underground for more than five decades in Alaska without harming the environment. And Alaska’s rules were strengthened in 2014.

However, many Alaskans, including those living near the long horizontal well BlueCrest Energy plans to drill on the Kenai Peninsula, would welcome the opportunity to learn more about fracking operations before they occur. People are concerned about potential threats to drinking water, wildlife and the earthquakes such activity might cause.

Hydraulic fracturing — using mostly water plus sand and chemicals to crack and hold open rock to increase oil and gas production — began on the North Slope in 1963 and in Cook Inlet two years later. Almost 1,900 wells, about one fourth of the wells drilled in Alaska, have been fracked since then without problems. There have been no documented instances of harm to fresh groundwater in Alaska, but concerns about fracking have grown in this State over the last couple of years, after some fracking in the Lower 48 has been blamed for earthquakes and for methane leaking into groundwater.

Though most fracking has occurred on the North Slope far from residential areas, the case of BlueCrest is different. It hopes to drill its well 10 km north of Anchor Point, close enough to Homer and other communities on the Peninsula to raise concerns. It will be the first large-scale, horizontal fracking program for the region using multistage fracks, with wells extending at least 6 km. Multistage means instead of the single, large fractures made in the past, the company plans to make many small, controlled fractures.

When a company applies for permission to conduct a fracking operation, it must show it has notified land owners within an 800-metre radius of a planned well-bore. The application requires information about the planned operation, including well details, the anticipated chemicals and volume of fracking fluids, and a plan for sampling water wells in the area to obtain baseline data before any effects from fracking could appear. After the fracking is complete, the chemical composition and volumes of the fracking fluid must be reported to the agency and to fracfocus.org, a disclosure registry run by the Interstate Oil and Gas Compact Commission and the Ground Water Protection Council.

Local people are worried Cook Inlet will be polluted by fracking fluids or other waste related to the work, hurting salmon and other wildlife. However, officials contend that the design of the well will prevent problems underground, such as from leaking gas or liquids.

BlueCrest expects to start drilling later this month at a site where previous test drilling has been conducted. Fracking activity is expected to take place in spring.

Though the well will begin onshore, the hydraulic fracturing will take place about 2 km under the seabed and 5 km from shore after horizontal drilling takes place. The microscopic cracks in rock caused by pressure from the fracking fluid will travel 60 metres and won’t come close to reaching the seabed 2 km above. The steel pipe transporting oil and natural gas to land will be inserted into another steel pipe. The outer pipe will be surrounded by cement, another protection that will prevent natural gas from migrating outside the pipe and into drinking water. A device inserted into the pipe uses compression waves to check the integrity of the cement along « every centimetre, » with test results analyzed by experts.

As for induced earthquakes, the chance one will be caused by fracking or fracking-related activity appears to be small in Cook Inlet. Even if one happens, the earthquake would likely be too small to cause damage. The seismicity would not affect the volcanoes along Cook Inlet.

Wastewater injection, when fluids produced with oil or gas are put back underground, is more likely to cause the earthquakes that have been associated with fracking operations in some places in the Lower 48. But the volumes of water typically reinjected into wells in Alaska have been smaller than in states where industry-induced earthquakes have been studied.

Source : Alaska Dispatch News.

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Vue de Cook Inlet et des volcans le long de ce bras de mer (Source: AVO)

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Exemple de fracturation hydraulique pour la production de gaz de schiste.

(Source: HydroFrac)