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Mesure de la hauteur du lac de lave du Kilauea (Hawaii) // Measuring the height of the Kilauea lava lake (Hawaii)

Comme je l’ai écrit à plusieurs reprises, le niveau du lac de lave dans le cratère de l’Halema’uma’u varie continuellement en fonction des variations – à la fois profondes et superficielles – dans le système d’alimentation magmatique. Lorsque les inclinomètres enregistrent une inflation de l’édifice volcanique, la lave s’élève dans l’Overlook Crater. Inversement, son niveau baisse lorsque les instruments enregistrent un épisode de déflation.
Thomas Jaggar, fondateur de l’Observatoire des Volcans d’Hawaï (HVO), fut peut-être le premier à reconnaître l’importance du niveau d’un lac de lave quand, il y a plus d’un siècle, il a lancé une campagne de mesures de l’Halema’uma’u. Ces mesures ont montré les fluctuations de niveau du lac pendant plus d’une décennie, jusqu’à sa vidange en 1924.
Contrairement aux apparences, la mesure du niveau d’un lac de lave n’est pas chose facile. Il n’existe pas de marégraphe ou de repère de profondeur de la lave dans le cratère. Aujourd’hui, les scientifiques du HVO utilisent essentiellement un télémètre laser pour calculer la hauteur du lac de lave, mais cette technique nécessite une vue bien dégagée du cratère. En conséquence, des mesures continues et cohérentes, jour et nuit, par tous les temps, sont difficiles à réaliser.

C’est le défi qu’a tenté de relever une équipe scientifique composée de chercheurs du HVO, de l’Université de Cambridge et de l’University College de Londres. Les Britanniques ont mis au point un radar capable de mesurer la hauteur d’un lac de lave. Le premier exemplaire a été testé sur l’Erebus en Antarctique en 2016 dans le cadre du Programme Antarctique américain. Les mesures ont révélé des variations de niveau périodiques remarquables du lac de lave, avec des phases d’oscillation d’environ dix minutes. On ne sait pas pourquoi l’Erebus se comporte de celle manière. Des expériences en laboratoire sont en cours pour simuler l’activité et mieux la comprendre.
Dans la mesure où le matériel de mesure avait pu survivre aux conditions difficiles sur le volcan antarctique, les scientifiques étaient persuadés qu’il allait également être opérationnel à Hawaï. La dernière version du radar a été testée sur le Kilauea en janvier 2018.
Après une période de mise en route de quelques jours, le radar a fonctionné en autonomie pendant plus d’une semaine, en enregistrant le niveau du lac une fois par seconde. Des impulsions micro-ondes sont transmises depuis une antenne parabolique vers la surface du lac de lave. Une partie de l’énergie micro-onde est renvoyée et est captée par une autre antenne. La distance jusqu’au lac de lave est calculée en prenant en compte le temps écoulé entre la transmission et la réception des impulsions. Cette technique offre une mesure en continu relativement précise de la hauteur du lac de lave.

Les données collectées au cours de cette campagne de mesures sont en cours d’analyse, mais les premiers résultats semblent correspondre à d’autres mesures effectuées par le HVO. En même temps que le radar effectuait les mesures, un spectromètre infrarouge était positionné sur la lèvre du cratère pour enregistrer la composition des gaz émis par le lac de lave. La façon dont les gaz s’accumulent dans le lac de lave ou s’en échappent influe considérablement sur le niveau du lac. Une comparaison des variations du niveau de la lave et de la chimie des gaz devrait donner de bonnes indications sur les relations entre l’arrivée de magma à la surface, la libération des gaz et les fluctuations d’activité du lac de lave.
Source: USGS / HVO.

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As I put it several times before, the level of the lava lake within Halema’uma’u Crater varies continuously according to deep and shallow changes in the magma plumbing system feeding the lava lake. When tiltmeters record an inflation of the volcanic edifice, lava rises within the Overlook Crater. Conversely, its level drops when the instruments record a deflation episode.

Thomas Jaggar, founder of the Hawaiian Volcano Observatory (HVO), was perhaps the first to recognize the significance of lava lake level when, more than a century ago, he established a routine of measuring it at Halema‘uma‘u using traditional surveying equipment. His measurements charted the fluctuating lake level for over a decade until the lava drained away in 1924.

The lava lake level is not easy to measure. No one has put a tide gauge in the lava lake or a ruled depth marker in the crater. Today, HVO scientists primarily use a laser-rangefinder to calculate the lava lake height, but this requires a clear view into the crater. Making continuous and consistent measurements, day and night, in all weather, is even more demanding. This challenge has stimulated an international collaboration between HVO scientists and a small team of volcanologists and engineers from the University of Cambridge and the University College London.

The United Kingdom team has been developing a turnkey radar for measuring lava lake height, with the first system tested on Erebus volcano in Antarctica in 2016 under the auspices of the U.S. Antarctic Program. The measurements revealed a remarkable periodic rise and fall of the lava lake, with a single oscillation taking around ten minutes. Why Erebus volcano behaves like this is still unclear and laboratory experiments are now underway to simulate the activity and better understand the driving processes.

Trusting that if monitoring equipment can survive the harsh conditions that prevail on the remote Antarctic volcano it should also work in Hawaii, the latest version of the radar was brought for a trial run on Kilauea in January 2018.

After an initial setup period of a couple of days, the radar ran unsupervised for over a week, recording the level of the lake once per second. It works this way: Microwave pulses are transmitted from one dish towards the lava lake surface. Some of the microwave energy is reflected back and is received by the other dish. The distance to the lava lake is then calculated from the time taken between transmission and reception of the pulses, providing a sensitive measure of the lava lake height. Measurements can be made continuously.

The data collected during this period are still being analyzed, but they look consistent with other measurements made by HVO scientists.

At the same time the radar was running, an infrared spectrometer was positioned at the crater rim to record the composition of gases emitted from the lava lake. How gas accumulates in, or escapes from, the lava lake exerts a strong control on the lake level. Careful comparison of extended observations of lava lake height and gas chemistry promise to reveal yet more detailed insights into the relationships between the supply of magma to the surface, the release of gases, and the variable activity of the lava lake.

Source : USGS / HVO.

Les paraboles sur la lèvre de l’Overlook Crater (Crédit photo: USGS / HVO)

Vue du lac de lave dans le cratère de l’Halema’uma’u (Crédit photo: USGS / HVO)

10ème anniversaire de l’éruption sommitale du Kilauea (Hawaii) // Tenth anniversary of Kilauea Volcano’s summit eruption (Hawaii)

Aujourd’hui, le 19 mars 2018, l’éruption sommitale du Kilauea, dans le cratère de l’Halema’uma’u, célèbre son 10ème anniversaire. Dans un de ses derniers articles, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) raconte l’histoire des éruptions sur ce célèbre site de la Grande Ile.
L’année 1924 sert de référence car elle a mis fin à une période de 100 ans d’activité quasi continue au sommet du Kilauea. Jusqu’en 1924, les éruptions étaient pratiquement une tradition au sommet du volcan. Cependant, au 19ème et au début du 20ème siècle, l’Halema’uma’u ne ressemblait guère à ce qu’il est aujourd’hui. C’était un paysage tourmenté émaillé de dépressions à l’intérieur desquelles apparaissaient des lacs de lave éphémères.
En mai 1924, le lac de lave qui existait depuis longtemps dans l’Halema’uma’u s’est vidangé, avec pour conséquence des éruptions explosives qui ont doublé la taille du cratère dont le diamètre atteignait désormais 900 mètres. Par la suite, l’Halema’uma’u a beaucoup ressemblé à ce qu’il est aujourd’hui, sauf qu’il était presque cinq fois plus profond.
Depuis cette époque, l’Halema’uma’u est entré en éruption à 18 reprises. La première a eu lieu en juillet 1924, avec un événement qui a duré 11 jours et a donné naissance à un petit lac de lave au fond du cratère.
Au cours des dix années suivantes, six éruptions – en 1927, 1929 (à deux reprises), 1930, 1931 et 1934 – ont eu lieu dans le cratère. Leur durée a varié de 2 à 33 jours, mais chaque éruption a ajouté une nouvelles couche de matériaux au fond du cratère. Avec des épaisseurs d’environ 18 mètres en moyenne, l’accumulation de ces couches a réduit la profondeur de l’Halema’uma’u à environ 245 mètres.
La fin de l’éruption sommitale de 1934 a marqué le début de la plus longue période de repos du Kilauea jamais observée. Pendant près de 18 ans, aucune éruption ne s’est produite sur le volcan.
Le Kilauea a rattrapé le temps perdu en juin 1952 lorsque la lave a fait son retour dans l’Halema’uma’u. Cette éruption spectaculaire a duré 136 jours, avec des fontaines de lave qui dépassaient parfois la lèvre du cratère. Lorqu’elle s’est terminée, l’éruption avait ajouté plus de 120 mètres à l’épaisseur du cratère.
Au cours des 30 années suivantes, l’Halema’uma’u est entré en éruption neuf fois – en 1954, 1961 (à trois reprises), 1967, 1968, 1971, 1974, 1975 et 1982. Ces éruptions ont varié considérablement en durée, entre 7 heures et 251 jours.
Aujourd’hui, le plancher de l’Halema’uma’u se trouve à environ 85 mètres en dessous de la lèvre du cratère. La plus grande partie des matériaux recouvrant le fond du cratère a été produite au cours de l’éruption de 1974 qui a duré moins d’une journée. Les fontaines de lave de 1974, d’une hauteur d’une centaine de mètres, sont d’abord apparues sur la lèvre nord-est de l’Halema’uma’u, puis ont migré en suivant une fracture vers le fond du cratère et sa paroi ouest.
En avril 1982, une éruption d’une durée de 19 heures est partie d’une fracture qui s’était ouverte sur le plancher de la caldeira au nord-est de l’Halema’uma’u et a généré de petites fontaines de lave.
Chaque éruption de Halema’uma’u entre 1924 et mars 2008, année où l’éruption actuelle a débuté, a une histoire qui lui est propre. Cependant, la plupart de ces éruptions montrent des caractéristiques souvent semblables à celles que nous connaissons actuellement: émissions de dioxyde de soufre, panaches riches en cendre et mauvaise qualité de l’air; Cependant, seules quelques-unes de ces éruptions ont donné naissance à un lac de lave.
L’histoire de l’éruption et du lac de lave de l’Halema’uma’u est présentée dans une vidéo de 24 minutes qui peut être visionnée sur la chaîne YouTube de l’USGS:
https://youtu.be/gNoJv5Vkumk

Source: HVO.

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Today March 19th, 2018, Kilauea Volcano’s ongoing summit eruption in Halema’uma’u Crater is celebrating its 10th anniversary. In one of its latest Volcano Watch articles, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) is revisiting the history of eruptions in this famous site of Hawaii Big Island.

The year 1924 is used as a frame of reference because it ended a 100 year period of nearly continuous lava lake activity at the summit of Kilauea. Historically, a summit eruption had been the “normal” for Kilauea Volcano. However, in the 19th and early 20th centuries, Halema’uma’u looked much different than it does today. It was an irregular landscape of craggy spires and islands with as many as six transient lava lakes.

In May 1924, the long-lived lava lake that existed in Halema’uma’u drained away, resulting in explosive eruptions that doubled the diameter of the crater to about 900 metres. Afterward, Halema’uma’u looked much the way we see it now, except that it was almost five times deeper than it is today.

Since then, Halema’uma’u has erupted 18 times. The first was in July 1924, when an 11-day eruption formed a small pool of lava on the crater floor.

Over the next 10 years, six eruptions – in 1927, 1929 (two), 1930, 1931, and 1934 – took place within the crater. They varied in duration from 2 to 33 days, but each eruption added a layer of lava to the crater floor. With thicknesses averaging about 18 metres, these layers reduced the depth of Halema’uma’u to about 245 metres.

The end of the 1934 summit eruption marked the beginning of Kīlauea’s longest period of quiet on record. For nearly 18 years, there were no eruptions anywhere on the volcano.

Kilauea made up for lost time when lava returned to Halema’uma’u in June 1952. That spectacular eruption went on for 136 days, with lava fountains sometimes visible above the crater rim. By the time it ended, the eruption had filled the crater with more than 120 metres of new lava.

Over the next 30 years, Halema’uma’u erupted nine times – in 1954, 1961 (three), 1967, 1968, 1971, 1974, 1975, and 1982. These eruptions varied greatly in duration, from about 7 hours to 251 days.

Today, the floor of Halema’uma’u is about 85 metres below the crater rim. Most of the rock covering the crater floor was emplaced during the 1974 eruption, which lasted less than a day. The 1974 lava fountains, up to 100 metres high, initially erupted on the northeast rim of the crater, and then migrated as a fissure across the crater floor and up the west crater wall.

In April 1982, a fissure that opened on the caldera floor northeast of Halema’uma’u erupted low lava fountains for 19 hours.

Each Halema’uma’u eruption between 1924 and March 2008, when the current summit eruption began, has its own unique story. Most of them, however, describe activity strikingly similar to what we are now experiencing: emissions of sulphur dioxide, ash-rich plumes, and poor air quality; however, only a few produced a lake of lava like the one that exists today.

The history of the eruption and lava lake within Halema’uma’u is also presented in a 24-minute video that can viewed on the USGS YouTube channel:

https://youtu.be/gNoJv5Vkumk

Source: HVO.

Explosion dans l’l’Halema’uma’u en 1924 (Source: USGS)

Halema’uma’u en 2006, avec offrandes à Pélé (Photo: C/ Grandpey)

Intérieur de l’Halema’uma’u en 2007 (Photo: C. Grandpey)

Site du futur lac de lave en 2007 (Photo: C. Grandpey)

Overlook Crater en 2011, vu depuis le Jaggar Museum (Photo: C. Grandpey)

Explosion dans l’Overlook Crater en 2011(Crédit Photo: HVO)

Lac de lave de l’Halema’uma’u en 2016 (Crédit photo: HVO)

Nouvel effondrement dans le cratère de l’Halema’uma’u (Hawaii) // New rockfall within Halema’uma’u Crater (Hawaii)

Le 19 janvier 2018 dans la matinée, un effondrement partiel d’une paroi du cratère de l’Halema’uma’u a déclanché une brève explosion avec des projections qui ont recouvert toute la zone autour de l’ancienne plateforme d’observation du cratère. Des blocs d’une trentaine de centimètres de diamètre sont retombés jusque sur le parking de l’Halema’uma’u. Avant l’effondrement, le lac de lave se trouvait à 39 mètres sous la lèvre du cratère et son niveau a chuté pendant les heures suivantes. Une courte vidéo de l’événement du 19 janvier est accessible à cette adresse:
https://volcanoes.usgs.gov/observatories/hvo/multimedia_uploads/multimediaFile-1846.mp4

Il est bon de rappeler que tout le sommet du Kilauea est interdit au public. Le Parc est actuellement fermé en raison du « shutdown » gouvernemental.

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On January 19th 2018 in the morning, a rockfall from the wall of Halema’uma’u crater plunged into the lava lake producing a short-lived explosion of spatter and wallrock that blanketed an area around the former visitor overlook. Spatter up to about 30 cm in size  fell as far as the Halema’uma’u parking lot. Before the rockfall, the lava lake was 39 metres below the crater floor and the level dropped during the following hours. A short video of the 19 January event can be found here:

https://volcanoes.usgs.gov/observatories/hvo/multimedia_uploads/multimediaFile-1846.mp4

It is worth remembering that the whole summit of Kilauea is forbidden to the public. The Park is currently closed due to the government shutdown.

Photo: C. Grandpey

Quelques nouvelles d’Hawaii // Some news of Hawaii

Voici quelques nouvelles à l’attention des chanceux qui vont passer les vacances de Noël à Hawaï. Il semble que le temps s’améliore depuis quelques jours après la météo désastreuse et les nombreuses inondations qui ont eu lieu sur la Grande Ile et à Maui, avec d’abondantes chutes de neige sur le Mauna Loa et le Mauna Kea.
En ce qui concerne l’activité volcanique, l’éruption du Kilauea continue au sommet et au niveau du Pu’uO’o sur l’East Rift Zone. La coulée de l’épisode 61g donne naissance à des sorties de lave plus ou moins éphémères sur le pali et sur la plaine côtière, principalement à la base du pali. Cela suppose des marches d’approche longues et difficiles pour atteindre la lave. Il est conseillé aux touristes de porter des chaussures robustes et d’emporter beaucoup d’eau. Je recommanderais aussi des gants en cuir en cas de chute sur la lave coupante. Ces coulées de lave actives ne présentent aucune menace pour les zones habitées.
L’entrée de lave dans l’océan sur le site de Kamokuna est actuellement inactive. Il est donc inutile de louer un bateau pour s’approcher car aucun panache de vapeur n’est observé depuis la fin novembre.

Au sommet du Kilauea, la surface du lac de lave dans le cratère de l’Halema’uma’u se trouve à une trentaine de mètres sous la lèvre de l’Overlook Crater. Le meilleur point d’observation est la terrasse du Musée Jaggar. En effet, tous les sentiers à l’intérieur de la caldeira ont été fermés au public.
Aucun changement significatif n’a été récemment observé dans le cratère du Pu’uO’o dont l’accès est également interdit au public. Une incandescence persiste au niveau des sources de chaleur dans le cratère et à partir d’un petit lac de lave dans la partie ouest. Il est à noter que les pilotes d’hélicoptères qui travaillent pour les agences de voyages signalent régulièrement aux rangers la présence de visiteurs dans la zone interdite au public.
Source: HVO.

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Here is some news for the attention of the lucky tourists who will spend the Christmas holidays in Hawaii. It looks as if the weather is getting better than in the past days when numerous floods occurred on both the Big Island and Maui, with much snow on Mauna Loa and Mauna Kea.

As far as volcanic activity is concerned, Kilauea Volcano continues to erupt at its summit and from Pu’uO’o on the East Rift Zone. The episode 61g lava flow is still producing scattered surface flow activity on the pali and on the coastal flat, mostly at the base of the pali. This means long and difficult walks to reach the lava. Tourists are advised to wear sturdy shoes and carry a lot of water along with them. I would also recommend leather gloves.

No lava is currently entering the ocean at Kamokuna. Active lava flows pose no threat to nearby communities at this time.

At the summit, the surface of the lava lake within Halema’uma’u Crater is about 30 metres beneath the rim of the Overlook Crater. The best place to observe it is the terrace of the Jaggar Museum. All trails within the caldeira have benn closed to the public.
No significant changes have recently been observed at Pu’uO’o whose access is also prohibited to the public. Glow has been persistent at long-term sources within the crater and from a small lava pond on the west side of the vent. It should be noted that helicopter pilots working for travel agencies regularly report to the rangers the presence of visitors in the area that is off limits to the public.

Source: HVO.

Coulées éphémères sur la plaine côtière (Photo: C. Grandpey)