Nouvel instrument de mesure sur le Kilauea (Hawaii) // New measuring instrument on Kilauea Volcano (Hawaii)

Dans sa dernière mise à jour, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii, le HVO, indique que le Kilauea n’est pas en éruption. L’alimentation du lac de lave dans l’Halema’uma’u a cessé et les émissions de SO2 et ont retrouvé le niveau qui était le leur avant la dernière éruption. Rien n’annonce en ce moment une reprise imminente de l’activité éruptive.

Bien qu’il n’y ait pas de lac de lave sur le Kilauea ces jours-ci, les scientifiques du HVO expliquent comment ils mesurent la hauteur d’un lac de lave actif.

Une nouvelle technique de mesure a été mise au point pour améliorer encore davantage le réseau permanent de surveillance volcanique. Il s’agit d’un prototype de télémètre laser à mesure continue – Continuous Laser Rangefinder (CLR) – qui a été installé au bord du cratère de l’Halema’uma’u le 26 décembre 2020 et est devenu pleinement opérationnel le 8 janvier 2021.

Ce nouvel instrument contrôle la dynamique du lac de lave avec une résolution encore jamais atteinte. Le CLR mesure en temps réel et en autonomie totale les variations de niveau du lac de lave en utilisant les propriétés de réflexion de la lumière à sa surface.

L’instrument est positionné sur la lèvre ouest de l’Halema’uma’u. Il est orienté vers le cratère avec une inclinaison de 32,57 degrés sous l’horizon. La plage de mesure actuelle est d’environ 733 mètres.

Le CLR transmet une impulsion laser toutes les secondes. Le laser de longueur d’onde de 1550 nanomètres est invisible et sans danger pour l’œil humain. Le faisceau laser s’élargit avec la distance, ce qui crée une empreinte cible d’environ 0,5 m de diamètre sur la surface du lac de lave à proximité des bouches qui étaient actives sur la paroi interne nord-ouest de l’Halema’uma’u.

Une diode réceptrice détecte les signaux laser réfléchis. Un microprocesseur calcule la distance jusqu’à la surface du lac au centimètre près en mesurant le temps mis par l’impulsion laser.

Un inclinomètre à l’intérieur de l’instrument mesure l’angle d’inclinaison du faisceau laser. L’angle du faisceau est utilisé pour calculer la hauteur de la surface du lac de lave par rapport à celle de l’instrument ? Ce dernier est parfaitement stable grâce à un solide trépied, ce qui améliore encore plus la précision des mesures. Ces dernières sont transmises en temps réel via le réseau radio numérique du HVO. .

Le télémètre a également été conçu pour fonctionner par mauvais temps et lorsque les émissions de gaz sont denses. Le Kilauea est un environnement hostile pour les instruments à cause des gaz volcaniques corrosifs, des téphras abrasifs, des fortes pluies, de la foudre et des projections lors des explosions. C’est pourquoi les composants optiques du CLR sont protégés par un boîtier très résistant.

L’instrument fonctionne à l’énergie solaire grâce aux stations photovoltaïques mobiles du HVO qui peuvent être rapidement déployées par hélicoptère.

Le CLR vient compléter d’autres types de données collectées régulièrement par les scientifiques du HVO sur le terrain. Toutefois, ces techniques offrent une couverture spatiale plus large que la mesure à point unique du CLR ; les mesures sont sporadiques et ont une marge d’erreur plus élevée.

Source : USGS/HVO.

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In its latest update, The USGS Hawaiian Volcano Observatory (HVO) indicaes taht Kilauea is not erupting. Lava supply to the Halema’uma’u lava lake has ceased and SO2 emissions have decreased to near pre-eruption background levels. There are currently no indications suggesting that a resumption of volcanic activity is imminent.

Although there is no lava lake on Kilauea these days, HVO scientists explain how they measure the lake’s height when it is active in a crater.

New technology has been implemented and is improving HVO’s permanent volcano monitoring network. The prototype Continuous Laser Rangefinder (CLR) gauge is one of the new instruments. It was installed on December 26th, 2020 and became fully operational on January 8th, 2021.

This newly-developed instrument monitors lava lake dynamics with unprecedented resolution. The CLR gauge autonomously measures lava lake elevation in real-time, using the light-reflecting properties of the lava surface.

The instrument is stationed on the western rim of Halema’uma’u Crater. It is aimed into the crater at an inclination of 32.57 degrees below the horizon. Current measurement range is about 733 metres.

The CLR gauge transmits a laser pulse every second. The 1550 nanometer wavelength laser is invisible and eye-safe. The laser beam broadens with distance, making a target footprint about 0.5 m diameter on the lava lake surface near the previously active vents on Halema’uma’u’s northwest wall.

A receiver diode senses laser signals reflected from downrange. A microprocessor calculates the distance to the lake surface within a centimetre by measuring the time of flight of the laser pulse.

An onboard inclinometer measures the slant angle of the laser beam. The beam angle is used to calculate vertical elevation of the lake surface below the surveyed instrument elevation. The instrument is stabilized by a sturdy tripod that improves measurement precision.

Real-time range measurements are telemetered via HVO’s digital radio network.

The quipment has laso been designed to work in foul weather and dense gas emissions. Kilauea is a harsh environment for instrumentation. Corrosive volcanic gas, abrasive tephra, heavy rainfall, lightning, and ballistic ejections are a threat to monitoring equipment. The CLR gauge optical components are protected by a custom enclosure.

The CLR gauge is solar powered by HVO’s flyaway photovoltaic stations, which are rapidly deployed by helicopter. The new instrument complements other types of data routinely collected by HVO scientists in the field. However, these techniques provide broader spatial coverage than the CLR’s single-point measurement; they ate are sporadic and have higher error.

Source : USGS / HVO.

Vue du CLR installé sur la lèvre du cratère de l’Halema’uma’u. On peut voir à droite en haut de l’image une vue éclatée du boîtier optique de l’instrument. (Source : USGS)

Les « pauses » dans les éruptions du Kilauea (Hawaii) // « Pauses » in the Kilauea eruptions (Hawaii)

Dans une note publiée le 1er juin 2021, j’expliquais que l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (le HVO) jouait sur les mots et refusait d’admettre que l’éruption du Kilauea était terminée, bien qu’aucune activité n’ait été observée depuis le 27 mai 2021. Les dernières mises à jour de l’observatoire indiquent que « le Kilauea n’est plus en éruption. Aucune activité de surface n’a été observée. »

Dans un nouvel article, le HVO nous informe qu' »une fenêtre de trois mois est nécessaire pour définir une « pause » dans une éruption. Cela signifie que nous devrons attendre encore 90 jours (jusqu’au 24 août 2021) pour voir si le HVO admet enfin que l’éruption est terminée… ce dont je ne suis pas sûr !!

Le HVO explique que lorsqu’un intervalle d’activité dure plus de 90 jours, il se transforme généralement (mais pas toujours) en une période de « repos volcanique » beaucoup plus longue qui peut durer plusieurs années, voire plusieurs millénaires. Toute nouvelle activité éruptive devient alors « la prochaine éruption ».

En examinant l’histoire éruptive du Kilauea depuis 1823, la fenêtre d’inactivité de 90 jours a toujours été observée, à une exception près. Une pause d’une durée de trois mois et demi s’est produite lors de l’éruption du Mauna Ulu de 1969 à 1974.

Par la suite, les pauses les plus longues sur le Kilauea ont été enregistrées au cours des trois premières années (1983-1986) de l’éruption du Pu’uO’o, période pendant laquelle 48 séquences éruptives ont été séparées par des pauses qui ont duré de plusieurs jours à plusieurs mois.

L’éruption du Kilauea Iki en 1959 a également connu des pauses de plusieurs heures à plusieurs jours entre les épisodes de fontaine de lave.

Toutes les autres « pauses » pendant les éruptions du Kilauea ont été suivies d’une reprise d’activité un mois ou moins plus tard.

Après une fenêtre d’inactivité de 90 jours lors de l’éruption de 2018, le HVO a décrété que l’éruption était terminée. Le Kilauea est ensuite entré dans une période de repos de 27 mois qui s’est terminée avec l’éruption sommitale dans le cratère de l’Halema’uma’u le 20 décembre 2020.

Source : USGS/HVO.

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In a post published on June 1st, 2021, I explained that the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) was playing with the words and refused to admit that the Kilauea eruption was over, although no activity had been observed since May 27th, 2021. The observatory’s latest updates indicate that “Kilauea Volcano is no longer erupting. No surface activity has been observed.”

In a new article, HVO informs us that “a three-month-long window is useful in defining an eruption “pause,” so that we’ll have to wait 90 days (until August 24th, 2021) to see if HVO finally admits the eruption is over…of which I am not sure!!

Next, HVO explains that when a gap in activity lasts for longer than 90 days, it typically (but not always) becomes a much longer period of volcanic rest and can stretch from years to millennia. Any new eruptive activity thus becomes “the next eruption.”

Reviewing Kilauea’s recorded history since 1823, the 90-day window of inactivity mostly holds true with one exception. A pause lasting 3.5 months occurred during the Mauna Ulu eruption of 1969–74.

The next longest pauses on Kilauea were recorded during the first three years (1983-1986) of the Pu’uO’o eruption where 48, short-lived high-fountain eruptions were separated by variable pauses that lasted days to months.

The Kīlauea Iki eruption in 1959 also had pauses lasting hours to several days between lava fountain episodes.

All other well-documented mid-eruption “pauses” during Kilauea eruptions resumed in a month or less. After a 90-day-window in the 2018 eruption, HVO determined that the eruption was over. Kilauea then entered a 2.25-year-long period of rest that ended with the summit eruption in Halema’uma’u crater that began December 20th, 2020.

Source: USGS / HVO.

Photo : C. Grandpey

Hawaii : le HVO joue avec les mots // HVO is playing with the words

L’Observatoire des Volcans d’Hawaii, le HVO, n’arrive visiblement pas à admettre qu’une éruption a pris fin sur le Kilauea; les volcanologues locaux disent chaque fois qu’elle s’est mise en pause ! C’est comme si les scientifiques de l’OVPF à La Réunion avaient refusé d’admettre que l’éruption du Piton de la Fournaise s’était terminée le 24 mai 2021 car ils savaient d’ores et déjà qu’une nouvelle éruption se produirait très probablement à plus ou moins long terme.

Lorsque la lave a cessé de sortir de la bouche qui perçait le flanc nord-ouest du cratère de l’Halema’uma’u, le HVO a écrit que l’éruption au sommet du Kilauea allait entrer dans un «luana iki», autrement dit un peu de repos, une manière poétique d’évoquer une pause dans l’activité éruptive.. Est-ce une honte d’admettre que l’éruption s’est arrêtée ?

Les scientifiques du HVO donnent de nombreuses explications pour justifier l’utiliation du mot «pause» au lieu du mot «arrêt». Les explications convaincront-elles tout le monde? Je n’en suis pas sûr! Voici ce qui a été écrit dans le dernier article «Volcano Watch»:

«Selon le HVO, la cause d’une « pause » est une interruption de l’alimentation magmatique du site éruptif ou de la bouche éruptive. Comment sait-on que l’éruption s’est arrêtée? C’est une question simple qui demande une réponse complexe dans le cas du Kilauea.

La couleur rouge de la lave en fusion est généralement facile à repérer, surtout la nuit, quand elle sort de la bouche éruptive. De la même façon, il est généralement facile de dire quand elle a arrêté de couler. Cependant, dans le cas du lac de lave du Kilauea, la bouche éruptive s’est recouverte d’une croûte avec le temps et la lave n’était plus visible. La meilleure façon de savoir si la lave continue à se déverser dans le cratère (sans pouvoir la voir) est de contrôler si le niveau de lave dans le lac continue de monter. Le cratère a la forme d’un cône inversé mais on ne dispose pas de repères physiques pour mesurer son volume. Le HVO mesure la distance à la surface du lac de lave à l’aide d’instruments télémétriques laser, puis a recours à l’algèbre, la trigonométrie et à l’informatique pour déterminer la profondeur, le volume et le débit d’alimentation.

Un autre paramètre qui montre qu’une éruption s’est arrêtée (mille excuses, s’est «mise en pause»!) est la quantité de SO2 émise par le volcan. Elle était assez élevée lorsque l’éruption a commencé mais elle a diminué rapidement après le 16 avril, moment où le niveau de la lave dans le lac a atteint celui de la bouche éruptive. Cet événement signalait que la lave plus froide et dégazée dans le lac avait recouvert la bouche éruptive.

Dans le même temps, on a observé une baisse du tremor qui est lié au mouvement du magma et au dégazage à l’intérieur du dike d’alimentation.

Pour terminer, la surface du lac de lave s’est recouverte d’une croûte dans sa totalité au moment où l’alimentation en lave a diminué et s’est arrâtée. La dernière activité de surface a été observée le 23 mai 2021.

Afin de trouver un peu d’espoir, les scientifiques hawaïens expliquent que de nombreuses éruptions du Kilauea ont connu de brèves pauses avant une reprise de l’activité sur les mêmes sites. Au vu des statistiques, la plupart des éruptions qui reprennent le font dans les trois mois après la pause. Attendons pour voir comment va se comporter le Kilauea ce coup-ci, mais je continuerai à écrire que l’éruption s’est arrêtée… au moins momentanément!

De la même manière, on est en droit de se demander s’il y avait un lac de lave au fond du cratère de Halema’uma’u. Pour les volcanologues, un lac de lave est une étendue de lave dont la surface est constamment animée par les courants de convection. Les meilleurs exemples sont les lacs de lave de l’Erta Ale (Ethiopie) ou du Nyiragongo (qui vient de se vider en République Démocratique du Congo). Au cours des dernières années, il y avait aussi un beau lac de lave dans le cratère du Pu’uO’o, et même dans l’Halema’uma’u avant l’éruption de 2018.

Le dernier «lac de lave» dans le cratère de l’Halema’uma’u était différent. Je préférerais l’appeler «mare de lave» ou, encore mieux, «accumulation de lave». L’alimentation de ce pseudo lac ne provenait pas du fond du lac, de sorte qu’il n’y avait pas de courants de convection. La surface de l’étendue de lave n’était pas – ou à peine – en mouvement. La lave coulait d’une bouche dans la paroi intérieure nord-ouest du cratère, de sorte que seule la moitié de l’étendue de lave était chaude, mais ne bougeait pas; l’autre moitié étant froide et inerte.

Après tout, comme dirait mon épouse, « lac de lave ou pas, ce n’est que de la lave au fond d’un trou » !

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The Hawaiian Volcano Observatory finds it very difficult to admit that an eruption has STOPPED on Kilauea; local volcanologists always say it has PAUSED. It is just as if the guys at OVPF on Reunion Island had refused to say the eruption of Piton de la Fournaise stopped on May 24th, 2021, knowing that another eruption would likely occur in the short term.

When lava stopped emerging from the vent on the NW flank of Halema’uma’u Crater, the Observatory suggested that Kilauea’s summit eruption was getting ready for a “luana iki” or little rest, a more poetic way of describing a pause in eruptive activity. Would it be a shame to say the eruption has stopped?

HVO scientists give a lot of explanations to justify the word “pause” instead of “stop”. Will the explanations convince everybody? I’m not sure! Here is what they wrote in the latest “Volcano Watch”:

“According to HVO, a “pause” is caused by an interruption in the supply of magma to the eruption site or vent. Now, how do we know the eruption has paused? That’s a deceptively simple question with a surprisingly complex answer in this situation.

Molten lava is glowing red and generally easy to spot erupting from the vent, especially at night. And, likewise, generally easy to tell when it’s stopped. However, in the case of the lava lake, the vent supplying the lava eventually crusted over and lava was no longer visible.

The best way to tell if lava is still filling the crater (without being able to see the lava) is to see if the level of lava in the lake is continuing to rise. The crater forms a natural measuring cup, except that it’s a very strange shape and it has no markings to use to measure volume. We measure the distance to the surface of the lava lake using laser rangefinder instruments and then apply some algebra, trigonometry, and a computer to find the depth, volume, and lava supply rate of the lava lake.”

Another indication that an eruption has stopped (sorry, has “paused”!) is the amount of SO2 emitted by the volcano. It was quite high when the eruption started but it declined precipitously after April 16th, coincident with the level of lava in the lake reaching the level of the vent. This relationship suggests that the colder, degassed lava within the lake essentially drowned the vent.

This period also saw a decrease in seismic tremor related to magma movement and degassing within the dike feeding the vent.

Finally, the top of the lava lake crusted over as the lava supply dwindled and stopped, with the last surface activity seen on May 23rd, 2021.

In order to find some hope, the Hawaiian scientists explain that many Kilauea eruptions undergo brief pauses then resume activity within the same vents. Statistically, most eruptions that resume do it within three months after pausing. Let’s see what happens with Kilauea this time…. But we can definitely say the eruption has STOPPED, at least momentarily !

In he same way, can we say there was a lava lake at the bottom of Halema’uma’u Crater? For volcanologists, a lava lake is an expanse of lava whose surface is constantly moved by convection currents. The best examples were the lava lakes at Erta Ale (Ethiopia) or at Nyiragongo (which has just drained in the Democratic Republic of Congo). In the pas years, there was also a nice lava lake within Pu’uO’o Crater and even in Halema’uma’u before the 2018 eruption.

The last “lava lake” in Halema’uma’u Crater was different. I would rather call it a “lava pond” or “lava accumulation.” The supply of lava was not from the bottom of the lake, so that there were no convection currents and the surface of the expanse of lava was not – or just a little – moving. Lava was pouring from a vent in the NW inner wall of the crater, so that only one half of the expanse of lava was hot, but not moving; the other have was rather cold and inert.

After all, like my wife would say, “Lava lake or not, it’s just lava in a hole”!

L’une des dernières images du pseudo lac de lave dans l’Halema’uma’u (Crédit photo : HVO)

Lac de lave plein à ras bord dans l’Halema’uma’u quelques semaines avant l’éruption de 2018 (Crédit photo : HVO)

Lac de lave dans le Pu’uO’o (Photo : C. Grandpey)

Kilauea (Hawaii) : arrêt momentané… ou définitif de l’éruption // A pause or a definitive stop of the eruption

Le HVO a essayé de retarder la nouvelle le plus longtemps possible (le volcan attire les touristes sur la Grande Ile) mais il a bien fallu se rendre à l’évidence : la bouche qui s’était ouverte dans la paroi interne NO de l’Halema’uma’u s’est tarie et n’alimente plus l’accumulation de lave (ce n’était pas vraiment un lac de lave au sens où on l’entend habituellement) dont la surface est devenue désespérément inerte et froide.

L’Observatoire parle d’une « pause » dans l’éruption et indique que « l’éruption pourrait reprendre bientôt. »  A Hawaii comme ailleurs, malgré le grand nombre d’instruments disséminés sur les volcans, on ne sait pas prévoir…

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HVO has tried to delay the piece of news as long as possible (the volcano attracts tourists to the Big Island) but local geologists had to face the facts: the vent that had opened in the inner NW wall of Halema’uma’u has dried up and no longer feeds lava into the lake (actually it wasn’t really a lava lake but rather an accumulation of lava) whose surface has become hopelessly inert and cold . The Observatory speaks of a « pause » in the eruption and indicates that « the eruption may resume soon. » In Hawaii as elsewhere, despite the large number of instruments scattered over volcanoes, they cannot predict eruptions …

Source : HVO