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Eruption du Kilauea : Et maintenant ? // Kilauea eruption : What next ?

Alors que l’éruption reste confinée (j’ai dit un gros mot ?) au fond du cratère de l’Halema’uma’u, on peut se demander comment elle va évoluer. Simple feu de paille ou événement de longue durée ?

Pour le moment, l’éruption se déroule de manière assez classique à Hawaii, même si les scientifiques du HVO n’avaient pas prévu que la lave percerait la surface aussi rapidement. Ils avaient détecté une certaine hausse de l’activité sismique et l’inflation du Kilauea était observée depuis plusieurs mois, mais il n’y avait rien de vraiment alarmant.

Le premier signe de l’éruption a été une lueur dans la nuit. Elle était provoquée par l’ouverture des trois fractures dans la paroi inférieure de l’Halema’uma’u. D’après les rapports du HVO, cette émission de lave n’était pas très intense, avec un seul épisode relativement modeste de fontaine de lave. Le HVO redoutait une éruption phréatomagmatique à cause de la présence de la pièce d’eau au fond du cratère. Apparemment, un tel événement explosif ne s’est pas produit. Il semble donc que l’ascension du magma ait été relativement lente et que la chaleur dégagée ait suffi a vaporiser l’eau du lac en douceur.

Que va-t-il se passer maintenant ? L’émission de lave sera-t-elle de courte durée ? Va-t-elle se poursuivre pendant des semaines ou des mois et alimenter un lac de lave de grande taille ? Le magma va-t-il trouver un réseau de fractures et se diriger à nouveau vers l’East Rift Zone ?

Autant de questions pour lesquelles nous n’avons pas de réponses. Tout dépendra de l’humeur de Madame Pélé….

Voici un bon document vidéo illustrant bien la situation actuelle sur le Kilauea :

https://youtu.be/oYy5-FeG53c

Quelle frustration de ne pas pouvoir aller assister au spectacle !

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17h30 (heure française) : Le jour va se lever à Hawaii en ce 22 décembre. Les images de la webcam thermique montrent que la lave continue à se déverser sur le plancher du cratère de l’Halema’uma’u, mais une seule fissure éruptive semble active. La fontaine de lave qui trahissait la pression des gaz a disparu. Est-ce à dire que l’alimentation est en train de s’épuiser ? Il est encore trop tôt pour le dire. On sait que l’alimentation du Kilauea connaît souvent des fluctuations. Affaire à suivre…

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While the eruption is still confined (did I say a bad word?) At the bottom of Halema’uma’u Crater, one may wonder what will happen next. A simple flash in the pan or a long-lasting event?

For now, the eruption is unfolding in a fairly conventional way in Hawaii, even though HVO scientists hadn’t predicted lava would break through the surface so quickly. They had detected some increase in seismic activity, and regular inflation had been observed for several months, but there was nothing really alarming.

The first sign of the eruption was a glow in the night. It was caused by the opening of the three fissures in the lower wall of Halema’uma’u Crater. According to HVO reports, this lava emission was not very intense, with only one relatively modest lava fountain episode. HVO feared a phreatomagmatic eruption because of the presence of the piece of water at the bottom of the crater. Apparently, such an explosive event did not happen. It seems that the rise of the magma was relatively slow, and the heat released was enough to gently vaporize the lake water.

What will happen now? Will the lava emission be short-lived? Will it go on for weeks or months and feed a large lava lake? Will magma find a network of fissures and head towards the East Rift Zone again? These are questions for which we have no answers. Everything will depend on Madame Pélé’s mood….

Here is a good video that illustrates perfectly the current situation on Kilauea Volcano:

https://youtu.be/oYy5-FeG53c

What frustration not to be allowed to go and watch the show!

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17:30 (French time) : Day will break in Hawaii on December 22nd. The thermal webcam images show lava continuing to pour onto the floor of Halema’uma’u Crater, but only one eruptive fissure seems to be active. The lava fountain that betrayed the gas pressure has disappeared. Does this mean that the feeding system is running out? It is still too early to tell. It is known that eruptions of Kilauea Volcano often fluctuate. To be continued …

Image de la webcam orientée vers le fond du cratère de l’Halema’uma’u (Source : HVO)

Image de la webcam thermique (Source : HVO)

Photo : C. Grandpey

Eruption du Kilauea (Hawaii) ! // Eruption of Kilauea Volcano (Hawaii) !

Juste après environ 21h30 (heure locale) le 20 décembre 2020, un essaim sismique a été enregistré sur le Kilauea, accompagné d’une déformation de la zone sommitale du volcan. L’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) a ensuite détecté une lueur dans le cratère de l’Halema’uma’u au sommet du Kilauea. Cela signifiait qu’une éruption avait commencé dans la caldeira sommitale. La situation évolue rapidement et le HVO publiera des mises à jour lorsque de nouvelles informations seront disponibles.

Le niveau d’alerte volcanique a été élevé à WARNING (Danger) et la couleur de l’alerte aérienne est passée au ROUGE.

La Protection Civile a mis en garde sur le risque de retombées de cendres dans les secteurs de Wood Valley, Pahala, Naalehu et Ocean View. Il est conseillé aux habitants de ces secteurs de rester à l’intérieur des maisons.

Il est intéressant de noter que peu de temps après le début de l’éruption sommitale, le HVO a enregistré un séisme de M 4,4 sous le flanc sud du Kilauea. L’épicentre se trouvait à environ 14 km au sud de Fern Forest, près de Holei Pali, à une profondeur de 6 km. La secousse ne semble pas être liée à l’éruption. Elle fait partie de la sismicité qui affecte régulièrement le flanc sud du Kilauea qui se déplace vers le sud-est au-dessus de la croûte océanique.

Ne vous précipitez pas pour acheter un billet d’avion pour aller à Hawaii ! En raison de la pandémie de coronavirus, il n’y a actuellement pas d’avions pour les touristes à destination des États-Unis. De plus, Hawaï a été fortement impacté par la maladie. Les services sanitaires hawaiiens signalaient 204 nouveaux cas de coronavirus le 20 décembre, ce qui porte le total pour l’État à 20 217 depuis le début de la pandémie. 1 412 personnes ont été hospitalisées dans l’ensemble de l’État et au moins 282 sont décédées.

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Shortly after approximately 9:30 p.m. (local time) on December 20th, 2020, an earthquake swarm began on Kilauea Volcano, accompanied by ground deformation detected by tiltmeters. The Hawaiian Volcano Observatory (HVO) next detected glow within Halema’uma’u crater at the summit of Kilauea. This meant an eruption had started within the summit caldera. The situation is rapidly evolving and HVO will issue another statement when more information is available.
The volcano alert level has been raised to WARNING and its aviation colour code to RED.

Civil Defense cautioned that ash fallout is likely in Wood Valley, Pahala, Naalehu and Ocean View, and advised residents and visitors to stay indoors to avoid exposure to ash.

It should be noted that a short time after the summit eruption started, HVO recorded an M-4.4 earthquake beneath Kilauea’s south flank. The event was centered about 14 km south of Fern Forest, near Holei Pali, at a depth of 6 km. The quake does not seem to be linked to the eruption. It is part of the seismicity that regularly affects Kilauea’s south flank which moves to the southeast over the oceanic crust.

It’s no use hurrying to buy a plane ticket to go to Hawaii. Because of the coronavirus pandemic, there are currently no planes for tourists to the U.S. Moreover, Hawaii has been strongly hit by the disease. The Hawaii Department of Health again reported 204 new cases of coronavirus on December 20th, bringing the statewide total to 20,217 since the pandemic began. A total of 1,412 individuals have been hospitalized statewide as a result of covid-19 infection and at least 282 have died.

Lueur sommitale vue par la webcam sur la tour d’observation du HVO.

Image thermique du fond du cratère de l’Halema’uma’u (Source : HVO)

Colorimétrie de la pièce d’eau de l’Halema’uma’u (Hawai) // Colorimetry of Halema’uma’u’s water pond (Hawaii)

Aujourd’hui, le Kilauea n’est plus en éruption. Sans coulées de lave à étudier, les scientifiques du HVO se tournent désormais vers la pièce d’eau au fond du cratère de l’Halema’uma’u. Cela fait maintenant 15 mois que des eaux souterraines chaudes s’infiltrent dans le cratère d’effondrement apparu suite à l’évacuation du lac de lave et d’une partie de la chambre magmatique sommitale en 2018. Étant donné que le fond du cratère d’effondrement et la pièce d’eau sont physiquement inaccessibles, le HVO utilise des techniques à distance pour surveiller cet environnement changeant et potentiellement dangereux. Le HVO utilise des drones pour collecter des échantillons d’eau et les analyses chimiques donnent une idée de leur composition. Des caméras conventionnelles et thermiques surveillent en permanence la surface du lac et les fumerolles tout autour. Le LiDAR (Light Detection and Ranging) permet d’analyser l’évolution de la morphologie du lac. Un modèle numérique de terrain (MNT) est intégré aux mesures du niveau d’eau pour calculer la profondeur, le volume et le débit du lac. Ces ensembles de données quantitatives sont complétés par les comptes rendus écrits fournis par les scientifiques du HVO. Lorsque la pièce d’eau a été observée pour la première fois, c’était une mare de couleur turquoise à l’aspect laiteux. Plus tard sont apparues des teintes jaunes et des bordures vertes. Aujourd’hui, la surface du lac présente des lobes d’eau couleur rouille au-dessus d’une couche de couleur brun foncé, avec des taches brun clair. Des apports d’eau verdâtre émergent de la berge rocheuse le long de laquelle plusieurs taches rouges ont récemment été observées. La surface de l’eau est une mosaïque en mouvement constant. Ce patchwork de couleurs indique probablement des zones de température et des composants dissous différents. Leur mouvement est probablement provoqué par des différences de densité et d’apport d’eau douce.

Les scientifiques du HVO ont jugé nécessaire d’ajouter des mesures quantitatives à ces  observations visuelles de la couleur du lac.

Un colorimètre portatif, capable de mesurer la chromaticité et la luminosité, est actuellement testé sur le terrain. Ce type d’instrument a été utilisé sur le volcan Aso au Japon en 2010, et les scientifiques du HVO s’en sont inspirés. Les colorimètres sont  plus fréquemment utilisés dans l’industrie alimentaire et textile qu’en volcanologie.

La colorimétrie consiste à mesurer la longueur d’onde et l’intensité de la lumière. La quantification de la couleur peut être divisée en deux parties. La luminosité est la quantité de lumière réfléchie, émise par un objet ou qui le traverse. La chromaticité mesure la teinte et la couleur, indépendamment de la luminosité. La colorimétrie relie ces variables à la réception de la couleur par l’œil humain et à notre jugement sur le stimulus physique de la lumière. Sur le terrain, les scientifiques font des observations visuelles sur un champ large, puis orientent le colorimètre vers un centre d’intérêt. L’enregistrement de la chromaticité et de la luminosité s’appuie sur des ensembles de données hydrologiques et géologiques ; cela contribue à fournir des informations qui peuvent compléter d’autres observations à distance. Grâce à cette technique expérimentale, les scientifiques sont en mesure d’expliquer les couleurs dynamiques observées dans la pièce d’eau de l’Halema’uma’u. Il se peut que le changement de couleur du lac indique un jour une évolution de l’activité volcanique sur le Kilauea. En effet, des changements de couleur et d’apparence de l’eau ont déjà été observés dans d’autres lacs de cratère actifs dans le monde. Par exemple, sur le volcan Aso au Japon en 2003, le lac Yudamari est passé du bleu-vert au vert uni avant qu’une éruption se produise au fond du lac. Bien que l’on ne sache pas si le lac au fond de l’Halema’uma’u montrera un changement de couleur similaire avant une éruption, c’est un indicateur potentiel que les scientifiques du HVO vont continuer à étudier dans le cadre de la surveillance de l’activité du Kilauea.

Source: USGS / HVO.

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Today, Kilauea is no longer eruptive. With no lava flows to study, HVO scientists are turning to the water like at the bottom of Halema’uma’u Crater.

For 15 months now, hot groundwater has been seeping into the collapse pit created by the evacuation of the 2008–2018 Halema‘uma‘u lava lake and part of the underlying summit magma chamber. Since the gaping pit and the water lake rising within are physically inaccessible, HVO uses remote techniques to monitor this changing, and potentially hazardous, environment.

HVO uses Unoccupied Aircraft Systems (UAS, or drones) to collect water samples, the chemical analyses of which are snapshots of lake composition. Visual and thermal cameras keep constant watch on the lake surface and the hot fumaroles surrounding it. LiDAR (Light Detection and Ranging) helps to reveal the lake’s growing form. A Digital Elevation Model (DEM) is integrated with frequent water level measurements to calculate lake depth, volume, and inflow rate. These quantitative data sets are complemented by the written accounts of HVO scientists.

When the water pond first emerged, it was described as a pond of milky turquoise water. Later, it developed yellow hues and green shoreline margins. Today, the lake surface has lobes of rust orange water over expanses of deep brown, with patches of light brown and tan. Elongated green inflows emerge from the rocky shoreline, along which several ruddy spots have recently upwelled.

The water surface is a mosaic in constant motion. This patchwork may indicate zones of distinct temperature and dissolved constituents, and their movement is likely driven by differentials of density, wind, and fresh groundwater inflow.

HVO scientists recognized the need to define these valuable visual observations of colour with quantitative measurements.

A colorimeter instrument, a handheld optical device that measures chromaticity and brightness, is being field-tested for this purpose. A similar type of colour measurement was conducted at Aso Volcano in Japan in 2010, inspiring the techniques used by HVO. Colorimeters are more commonly used in industries like food processing and textile manufacturing than in volcanology.

Colorimetry is the measurement of the wavelength and intensity of light. The quantification of colour can be divided into two parts. Brightness, or luminicity, is the quantity of light that is reflected, emitted from, or passes through an object. Chromaticity is a measurement of hue and colorfulness, independent of brightness. Colorimetry relates these variables to the human eye’s sensation of colour, and to our judgment of the physical stimulus of light.

In the field, scientists make broad visual observations, then sight the colorimeter at a point of interest. The record of chromaticity and brightness builds upon hydrologic and geologic data sets, contributing insight that may help link other remote observations. Analysis of the colorimetry data from this experimental technique may help scientists explain the dynamic colours seen at the Halema‘uma‘u lake.

Lake colour changes may possibly even signal changing volcanic conditions beneath the watery depths.  Water colour and appearance changes have been observed at other active crater lakes around the world. For example, at Aso Volcano in Japan in 2003, Yudamari lake changed from blue-green to solid green before an eruption occurred at the lake bottom.

While it is not known if the water lake within Halema‘uma‘u would have a similar colour change prior to an eruption, it is a potential indicator that HVO scientists will be looking for as part of routine monitoring of Kīlauea activity.

Source: USGS / HVO.

Vue de la pièce d’eau au fond du cratère de l’Halema’uma’u fin octobre 2020 (Source : HVO)

Chambre magmatique du Kilauea : les leçons de l’éruption de 2018 // Kilauea’s magma chamber : the lessons of the 2018 eruption

Les personnes qui visiteront le Kilauea Overlook (point de vue sur le Klauea) qui vient d’être ouvert au public dans le Parc National des Volcans d’Hawaï découvriront un paysage totalement nouveau, façonné par l’éruption dans la Lower East Rift Zone et l’effondrement du sommet du volcan en 2018.
Du 16 mai au 2 août 2018, la caldeira de Kilauea a connu une série de 62 événements d’effondrement. Au terme de ces événements, la partie la plus profonde de Halema’uma’u s’était affaissée de 500 m, plus que suffisant pour y loger l’Empire State Building.
Beaucoup de gens se demandent maintenant si le système magmatique sous le sommet du Kilauea se comportera comme avant. Avant 2018, les données géophysiques montraient un système complexe de chambres magmatiques sous le sommet. L’une des plus importantes était une chambre superficielle, située à environ 1,6 km de profondeur sous la caldeira du Kilauea. Ce réservoir était relié à la surface via un conduit qui donnait naissance à l’Overlook Crater et alimentait le lac de lave sommital.
Le premier indice sur la situation du réservoir superficiel est apparu en octobre 2018 lorsque les inclinomètres installés au sommet ont détecté un événement de déflation-inflation (événement DI). Avant l’effondrement de 2018, de tels événements DI se produisaient régulièrement; ils pouvaient être observés à partir des données inclinométriques au sommet et les variations de hauteur du lac de lave. Cet ensemble de données a clairement montré que le réservoir superficiel sous l’Halema’uma’u se dégonflait et se regonflait à plusieurs reprises.
Alors que les événements DI étaient clairement observables au sommet du Kilauea, ils étaient également enregistrés par les inclinomètres près du Pu’uO’o, avec un léger décalage dans le temps. Le fait que les variations de pression observées lors de la déflation et de l’inflation du réservoir sommital soient transmises aussi rapidement au Pu’uO’o était une indication du lien étroit entre l’East Rift Zone et le système magmatique sommital.
Les caractéristiques de l’événement DI post-éruptif d’octobre 2018 étaient très semblables aux événements DI qui avaient précédé l’éruption. Cela montrait que les caractéristiques du réservoir superficiel sous l’ Halema’uma’u n’étaient probablement pas très différentes de ce qu’elles étaient avant l’éruption. De plus, les inclinomètres installés sur l’East Rift Zone ont fait apparaître une faible trace d’un événement DI peu de temps après l’événement d’octobre. Cela confirme qu’il existe toujours une connexion étroite entre le réservoir superficiel sous l’Halema’uma’u et l’East Rift Zone.
Depuis cette époque, une analyse plus poussée a été effectuée afin d’obtenir plus d’indications sur le réservoir situé sous l’Halema’uma’u. Dans un article publié en décembre 2019 dans le magazine Science, des scientifiques de l’USGS ont expliqué comment les données de déformation provenant de la forte déflation des chambres magmatiques au sommet du Kilauea pendant les premières semaines de l’éruption de 2018 ont permis de calculer la quantité totale de magma stockée dans le réservoir de l’Halema’uma’u avec plus de précision que précédemment. Compte tenu de l’incertitude naturelle des données, les scientifiques ont constaté que le volume probable de ce réservoir était d’un peu moins de 4 kilomètres cubes. En prenanat en compte le volume d’effondrement de 0,8 kilomètre cube, cela signifie qu’environ 20% seulement du réservoir s’est vidangé lors de l’éruption de 2018 et que 80% du magma se trouve toujours dans le réservoir sommital. En conclusion, bien que la caldeira du Kilauea ait subi des modifications majeures, l’alimentation magmatique située sous cette caldeira fonctionne de la même manière que précédemment.
Source: USGS / HVO.

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Those who will visit the newly opened Kilauea Overlook within Hawai‘i Volcanoes National Park will discover a totally new landscape shaped by the lower East Rift Zone eruption and summit collapse in 2018.
From May 16th until August 2nd, 2018, the Kilauea caldera went through a series of 62 collapse events. At the end of these events, the deepest part of Halema’uma’u had descended 500 m, more than enough to fit the Empire State Building.
Many people wonder now whether the underlying summit magma system will ever behave the same. Prior to 2018, geophysical data showed a complex system of magma storage chambers under the Kilauea summit. One of the most prominent was a shallow chamber about 1.6 km deep under the Kilauea caldera. This reservoir was connected to the surface via a conduit that formed the Overlook Crater and supplied lava to the summit lava lake.
The first clue about the post-collapse state of the shallow reservoir came in October 2018 when summit tiltmeters picked up a deflation-inflation event (DI-event). Before the 2018 collapses, DI-events occurred regularly and could be observed from summit tiltmeter records and in the changing lava lake height. Together these data showed that the shallow Halema’uma’u reservoir was deflating and re-inflating repeatedly.
While DI-events were clearly observable at Kilauea’s summit, tiltmeters near Pu’uO’o recorded similar motions just with a slight time delay. The fact that pressure changes during the deflation and inflation of the summit reservoir could be transmitted so directly to Pu’uO’o was an indication of how closely connected the East Rift Zone was to the summit magma system.
The shape and size of the post-eruption DI-event in October 2018 was very similar to pre-eruption DI-events, indicating that the shape and size of the shallow Halema’uma’u reservoir must not be too different from its pre-eruption state. Furthermore, tiltmeters on the East Rift Zone showed a faint trace of a DI-event just following the October event. This indicated that the close connection between the shallow Halema’uma’u reservoir and the East Rift Zone still exists.
Since then, a more in-depth analysis has been done that gives more clues about the shallow Halema’uma’u reservoir. In a December 2019 article in Science magazine, USGS scientists detailed how deformation data from the intense deflation of the summit magma chambers during the first weeks of the 2018 eruption allowed them to calculate the total amount of magma in the Halema’uma’u reservoir more precisely than ever before.Taking into account the natural uncertainty of the data, they found the most likely volume of the reservoir to be just under 4 cubic kilometres. Given the collapse volume of 0.8 cubic kilometres, this means that only about 20% of the reservoir was emptied during the 2018 eruption and 80% of the reservoir’s magma is still underneath the summit. So, while the surface of the Kilauea caldera has undergone a major remodel, underneath, the magma plumbing system still works in much the same way did before.
Source : USGS / HVO.

Le cratère de l’Halema’uma’u après l’éruption de 2018 (Crédit photo : USGS)