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Etude des éruptions phréatiques du Poás (Costa Rica) // Study of phreatic eruptions at Poás volcano (Costa Rica)

drapeau-francaisLes éruptions phréatiques sont parmi les dangereuses et ont fait de nombreuses victimes. Il suffit de se rappeler l’éruption du Mt Ontake (Japon) en septembre 2014 qui a surpris des randonneurs et tué une cinquantaine d’entre eux. Les éruptions phréatiques sont extrêmement difficiles à prévoir car elles se produisent souvent avec peu ou pas de signes précurseurs.
Récemment, des chercheurs d’Amérique Centrale ont mesuré les émissions de gaz au niveau du lac de cratère du Poás (Costa Rica) pour essayer de détecter certains éléments précurseurs des éruptions phréatiques majeures. Le cratère du Poás est visité par des milliers de touristes chaque année et des explosions phréatiques se produisent fréquemment au niveau du lac. Elles peuvent se présenter sous la forme de simples petits jets de gaz ou d’explosions beaucoup plus puissantes qui projettent des roches, des sédiments, de la vapeur et de l’eau à plus de 400 mètres au-dessus de la surface du lac.
L’objectif des mesures était de quantifier les gaz émis (CO2, SO2, H2S) et de contrôler les variations dans leur composition. Avant cette étude, on pensait que les éruptions phréatiques étaient principalement générées par des changements dans les systèmes hydrothermaux et se produisaient sans signes précurseurs mesurables. La nouvelle étude montre qu’il se produit des changements évidents dans la composition des gaz juste avant les éruptions phréatiques du Poás, et qu’ils sont générés par de brèves périodes d’injection de gaz à haute température en provenance du système magmatique profond.
Les chercheurs ont mesuré in situ les gaz émis par le lac de cratère en utilisant une station d’analyses fixe de gaz multiples sur une période d’activité phréatique de deux mois en 2014. (Le lac a montré une activité phréatique intense entre 2006 et 2014.)
La précision des mesures est très importante pendant les analyses de gaz multiples. La station mesure les rapports entre les gaz, tels que SO2 / CO2 et H2S / SO2. Les premiers tests ont démontré que l’apparition d’éruptions et un rapport SO2 / CO2 élevé sont statistiquement corrélés, et qu’il existe une relation entre une période éruptive calme et un rapport SO2 / CO2 faible. Les données sur la composition des gaz présentent des variations significatives dans le rapport entre le SO2 et le CO2 ; il y a une corrélation entre ces variations d’une part et la fréquence et l’intensité des éruptions phréatiques d’autre part. Les scientifiques ont remarqué que la composition des gaz émis directement par le lac du Poás se rapproche de celle des gaz magmatiques les jours qui précèdent de fortes éruptions phréatiques. Les mesures de gaz effectuées à l’aide d’un mini-DOAS (spectroscopie d’absorption optique différentielle) montrent que les  émissions élevées de SO2 du lac se produisent pendant l’activité éruptive et sont également associées à un rapport SO2 / CO2 élevé. Ces résultats laissent supposer que de courtes périodes d’injection de gaz magmatiques très chauds sont directement responsables de l’apparition d’éruptions phréatiques ponctuelles.
Ces résultats montrent également que la surveillance continue des gaz émis par le Poás peut constituer un moyen efficace de prévision des éruptions phréatiques. Le principal problème à résoudre est le fonctionnement de l’instrument de mesure dans des conditions extrêmement difficiles. Les composants périphériques de la station ont été détruits par une puissante éruption en juin 2014, ce qui a mis un terme aux manipulations. Cependant, l’instrument proprement dit a survécu et analyse actuellement les changements dans la composition des gaz fumerolliens.
Il y a encore beaucoup de choses que les scientifiques ne connaissent pas dans les interactions entre les gaz magmatiques et les systèmes hydrothermaux. Cette étude montre en particulier que la cinétique joue un rôle majeur dans ces systèmes. La plupart des modèles géochimiques utilisés pour comprendre le dégazage volcanique supposent des conditions d’équilibre. Une fois que l’on aura admis que des facteurs cinétiques sont souvent plus influents que les conditions d’équilibre, on aura franchi un pas important dans la compréhension des processus de dégazage volcanique.
Source: Université du Nouveau-Mexique: http://www.unm.edu/

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drapeau-anglaisPhreatic eruptions are among the most dangerous and have claimed lots of victims. One just needs to remember the eruption of Mt Ontake (Japan) in September 2014 that surprised trekkers and killed about 50 of them. Indeed, phreatic eruptions are extremely difficult to forecast, often occurring with little or no precursors.

Recently, Central American researchers measured gas emissions from the crater lake at Poás volcano in Costa Rica, in an attempt to determine some of the precursors to major volcanic eruptions. The Poás crater is visited by thousands of tourists every year. Phreatic explosions frequently occur from the lake, ranging from minor gas bursts to highly explosive jets ejecting rocks, sediments, vapour and lake water to more than 400 metres above the lake surface.

The initial goal of the study was to quantify gas fluxes (CO2, SO2, H2S) from the volcano and to monitor changes in gas compositions. Before this study, phreatic eruptions were primarily thought to be generated by changes in hydrothermal systems, and to occur with no appreciable precursors. The new study shows that there are clear short-term changes in gas compositions prior to phreatic eruptions at Poás, and that they are generated by short-period changes in high temperature volcanic gas input from  the deep magmatic system.

The Central American researchers measured gas emissions from the crater lake in situ using a fixed multiple gas analyzer station (Multi-GAS) during a two month period of phreatic activity in 2014. (The lake was the site of intense phreatic eruptive behavior between 2006 and 2014.)

Both accuracy and precision are important in the Multi-GAS measurements. The Multi-GAS instrument measures gas ratios, such as SO2/ CO2 and H2S / SO2. Diagnostic tests proved that the occurrence of eruptions and high SO2/ CO2 are statistically correlated, and that the occurrence of quiescence and low SO2/ CO2 are also correlated. The gas composition data show significant variations in the ratio between SO2 and CO2, which are statistically correlated with both the occurrence and the size of phreatic eruptions. The scientists found that the composition of gas emitted directly from the lake approaches that of magmatic gas days before large phreatic eruptions. Gas flux measurements conducted using mini-DOAS (differential optical absorption spectroscopy) show that high emission rates of SO2 from the lake occur during eruptive activity and are also associated with high SO2/CO2. Importantly, the results suggest that short-period pulses of magmatic gas and heat are directly responsible for generating individual phreatic eruptions.

These results show that high-frequency gas monitoring may provide an effective means of forecasting phreatic eruptions. The biggest challenge to this monitoring approach is maintaining the Multi-GAS instrument in extremely harsh conditions. Peripheral components of the station were destroyed by a large eruption in June 2014, which spelled the end of the lake gas emission experiment. However, the instrument survived and is currently monitoring changes in fumarole gas composition.

There are still many things scientists do not know about the interactions between magmatic gases and hydrothermal systems. This study shows in particular that kinetics are very important in these systems. Most geochemical models that are used to understand volcanic degassing assume equilibrium conditions. Once it is accepted that kinetic factors are often more influential than equilibrium conditions, a closer to understanding of volcanic degassing processes will probably be reached.

Source: University of New Mexico: http://www.unm.edu/

Poas-blog

Cratère et lac du Poás (Crédit photo: Wikipedia)

 

Des promesses pour l’Arctique // Promises for the Arctic

drapeau francaisLa semaine dernière, lors d’une visite à la Maison Blanche du Premier Ministre canadien, Justin Trudeau et Barack Obama ont annoncé un plan commun visant à réduire les émissions de méthane de l’industrie pétrolière et gazière, ainsi qu’une série de mesures pour protéger l’environnement dans l’Arctique. Cependant, la délégation de l’Alaska au Congrès a critiqué la timidité des mesures et regretté le manque de concertation avec la partie arctique des États-Unis.
Les deux dirigeants ont dit qu’ils voulaient réduire 40 à 45 pour cent des émissions de méthane de l’industrie pétrolière et gazière d’ici 2025, que ce soit au niveau des puits existants et ceux qui seront forés. Aux États-Unis, l’Environmental Protection Agency (EPA) va dès à présent commencer à définir les nouveaux critères d’exploitation.
Trudeau et Obama ont rappelé que les émissions de méthane représentent environ 10 pour cent des émissions de gaz à effet de serre en Amérique du Nord, à côté d’autres émissions, comme le dioxyde de carbone, qui constituent la majeure partie de ces gaz. Toutefois, le méthane a un impact beaucoup plus important sur le climat, environ 25 fois supérieur à celui du CO2 sur une période de 100 ans.
Il faudra au moins deux ans à l’EPA pour définir les normes concernant le méthane, ce qui signifie que la gestion de la situation incombera probablement au prochain président. Il est fort probable que les candidats démocrates à l’élection présidentielle choisiront de continuer la politique d’Obama alors que les candidats républicains n’accepteront pas les nouvelles réglementations pétrolières et gazières qu’aura définies l’EPA.

Le Canada prendra des mesures similaires, en proposant de nouveaux critères d’exploitation au début de l’année prochaine, et les deux pays prévoient de collaborer. Ils ont promis d’accélérer leur politique en matière d’énergie éolienne solaire et hydroélectrique dans les réseaux électriques. Ils désirent également harmoniser les normes d’économie énergétique pour les produits de consommation et encourager l’innovation énergétique.
En ce qui concerne l’environnement, Obama et Trudeau ont réaffirmé leurs objectifs de protection de 17 pour cent des terres et 10 pour cent des zones marines dans l’Arctique d’ici 2020, avec des plans pour travailler avec les communautés autochtones de la région afin d’élaborer «une économie de l’Arctique durable ». Mais « durable », pour les deux hommes, sous-entend des activités commerciales, y compris la navigation, la pêche et l’exploitation pétrolière et gazière qui devront s’effectuer avec les plus hautes normes de sécurité et de protection de l’environnement. Obama et Trudeau veulent conserver des couloirs maritimes dans l’Arctique pour limiter l’utilisation excessive de carburant et réduire les émissions de carbone provoquées par la navigation dans la mer de Beaufort.
Les représentants de l’Alaska au Congrès ont regretté la timidité des plans concernant leur Etat et affirment qu’ils ne seront pas d’une grande utilité pour les populations arctiques. Ils sont persuadés que la plupart des mesures préconisées par les deux présidents ne protègeront guère les Alaskiens. Elles ne feront que saper encore davantage une économie déjà en difficulté et ne réduiront malheureusement pas les  pertes d’emplois.
Néanmoins, les groupes écologistes ont salué les annonces faites par Obama et Trudeau et pensent qu’elles ont ouvert « la voie à un avenir dans lequel les ressources de l’Arctique seront gérées en respectant une forte éthique environnementale. »
Source: Alaska Dispatch News.
Les annonces faites par Trudeau et Obama montrent bien les difficultés des deux présidents à trouver un équilibre entre les intérêts économiques et la protection de l’environnement. Je suis sûr que les deux hommes sont sincères dans leurs intentions de réduire le méthane et les autres gaz à effet de serre, mais ils doivent faire face à la pression des lobbies industriels qui sont très puissants aux États-Unis et au Canada.

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drapeau anglaisLast week, during a visit to the White House, Canadian Prime Minister Justin Trudeau and President Barack Obama announced a joint plan to cut methane emissions from the oil and gas industry and a suite of plans to protect the environment in the Arctic. However, Alaska’s congressional delegation criticized the statement as myopic and lacking in input from anyone from the United States Arctic.

Both leaders said they will aim to cut 40 to 45 percent of the oil and gas industry’s methane emissions by 2025, from both existing and new wells. In the U.S., the Environmental Protection Agency (EPA) will begin drafting regulations immediately.

Trudeau and Obama reminded that methane emissions account for only about 10 percent of U.S. greenhouse gas emissions, with other emissions like carbon dioxide making up the bulk of greenhouse gases. But methane has a far greater impact on climate, about 25 times that of carbon dioxide over a 100-year period.

Getting final methane regulations would take the EPA at least two years, which means the outcome is most certainly up to the next president. It’s very likely that current Democratic presidential candidates would choose to continue Obama’s methane charge whereas Republican candidates are likely to put a stop to new oil and gas regulations.

Canada will take similar action, proposing new regulations by early next year, and the two countries plan to collaborate on policies and strategies. The two also promised to work on integrating more wind, solar and hydro power into electrical grids, align energy-efficiency standards for consumer products and other efforts to support energy innovation.

As far as the environment is concerned, Obama and Trudeau reaffirmed existing goals of protecting 17 percent of land and 10 percent of marine areas in the Arctic by 2020, and plans to work with Native communities in the region to craft “a sustainable Arctic economy.” But “sustainable”, for Trudeau and Obama, means commercial activities, including shipping, fishing, and oil and gas exploration and development” that can only happen under the highest safety and environmental standards. The pair wants to keep Arctic shipping corridors to limit risks posed by heavy fuel oil use and black carbon emissions from shipping in the Beaufort Sea.

The representatives of Alaska said the plan was short on Alaskan input and charged that it wouldn’t do much for the state’s Arctic people. They believe that a lot of the policies that both presidents are laying out aren’t going to do anything to protect Alaskans. They’re going to further undermine a struggling economy and the further loss of jobs.

Nevertheless, environmental groups quickly lauded the announcements and said they set “the stage for a future in which our nation’s shared Arctic resources are managed under the strongest environmental ethic.”

Source: Alaska Dispatch News.

The announcements made by Trudeau and Obama show the difficulties of both presidents to strike a balance between economic interests and the protection of the environment. I’m sure both of them are sincere in their intentions to reduce methane and other greenhouse gases, but they have to face the pressure of industrial lobbies which are very powerful in the US and Canada.

Arctic

Vue de l’Arctique (Source: NASA)

Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion): Reprise de l’inflation // The volcano is inflating again

drapeau-francaisLe dernier bulletin de l’OVPF en date du 10 février 2016 donne les dernières nouvelles du Piton de la Fournaise.
S’agissant de la sismicité, elle est restée élevée jusqu’à la mi-novembre 2015, avant de décroître et d’atteindre son niveau faible actuel.

Piton sismicité

S’agissant de la déformation de l’édifice, une reprise de l’inflation a été observée après la dernière éruption, suivie d’un ralentissement significatif en décembre. Toutefois, l’Observatoire fait remarquer que depuis le 24 janvier 2016, les réseaux GPS enregistrent de nouveau une accélération de l’inflation, avec jusqu’à 1cm de dilatation de la zone sommitale en 15 jours. La source de cette inflation est localisée à 1500-2000 m sous le cratère Dolomieu. Les taux d’inflation sont comparables à ceux observés avant les éruptions de juillet et août 2015.
S’agissant des gaz, le réseau géochimique enregistre depuis fin janvier 2016 une hausse modérée du flux de CO2 par le sol au niveau des stations distales et une augmentation des émissions soufrées (SO2 et H2S) ainsi que de CO2 au niveau des fumerolles sommitales.

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drapeau anglaisYesterday’s update released by OVPF (February 10th 2016) gives the latest news of the Piton de la Fournaise.
Seismicity remained fairly high until mid-November 2015, before decreasing and reaching its current low level.
Regarding the deformation of the edifice, a new increase in inflation was observed after the last eruption, followed by a significant slowdown in December. However, the Observatory notes that since 24 January 2016, the GPS systems has recorded a new acceleration of inflation, with up to 1cm expansion of the summit area in 15 days. The source of that inflation is located at 1500-2000 metres beneath the Dolomieu Crater. Inflation rates are comparable to those observed before the eruptions of July and August 2015.
Concerning the gases, since the end of January 2016 the geochemical network has recorded a moderate increase in the CO2 flow through the soil at the distal stations and increased sulfur (SO2 and H2S) and CO2 emissions at the summit fumaroles.

Piton Fournaise

Crédit photo: Wikipedia

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

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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)