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Le HVO et les autres observatoires volcanologiques de l’USGS // HVO and the other USGS volcano observatories

Le dernier article « Volcano Watch » était consacré à l’Observatoire des volcans d’Hawaii (HVO) et aux autres observatoires volcanologiques gérés par l’U.S. Geological Survey (USGS), L’Institut d’études géologiques des États-Unis

Le Hawaiian Volcano Observatory (HVO) a été fondé en 1912. Aujourd’hui, plus de 111 ans plus tard, c’est l’un des cinq observatoires volcanologiques gérés par l’USGS.
D’un seul géologue, Thomas A. Jaggar, en 1912, l’Observatoire est passé à plus de 30 employés aujourd’hui. Cette équipe comprend des géologues, des géophysiciens, des géochimistes, etc. Des volcanophiles (j’en ai fait partie), des étudiants et d’autres scientifiques ont également apporté une aide précieuse au HVO au fil des ans.
Les méthodes d’observation et d’analyse du HVO sur le terrain ont radicalement changé depuis l’époque de Thomas Jaggar. Actuellement, le réseau de surveillance de l’Observatoire comprend plus de 200 instruments, avec des sismomètres, des systèmes GPS, des inclinomètres, des infrasons, des détecteurs de gaz et des caméras thermiques. Ces instruments transmettent des données au HVO 24 heures sur 24 afin de suivre l’activité des volcans. Malgré tous ces instruments, la prévision éruptive est encore loin d’être parfaite. Dans son dernier bulletin, le HVO nous informe que le Kilauea n’est pas en éruption ; les webcams ne montrent aucun signe d’activité dans le cratère de l’Halema’uma’u, et personne ne sait où et quand la lave réapparaîtra sur le volcan.
Lorsque le HVO a été fondé en 1912, Hawaii n’était pas encore un État. Un lac de lave s’agitait au fond de l’Halema’uma’u,semblable à celui observé au cours des trois dernières années. Le HVO était à l’origine exploité avec le soutien du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de la Hawaiian Volcano Research Association. Il a ensuite été géré par une série d’agences fédérales, dont le U.S. Weather Bureau, le National Park Service et maintenant l’USGS qui est devenu l’administrateur permanent du HVO en 1947.
Suite à la réussite du HVO, l’USGS a établi de nouveaux observatoires pour surveiller et étudier 161 volcans actifs à travers les États-Unis et les territoires qui en dépendent.

L’Observatoire des volcans d’Hawaii (HVO) se concentre sur les volcans actifs de la Grande Ile d’Hawaï : Kilauea, Mauna Loa et Hualālai, sans oublier le Lo’ihi.. Le HVO surveille également les volcans actifs des Samoa américaines.

L’Observaroire volcanologique de la Chaîne des Cascades (CVO) a été mis sur pied en 1980 à la suite de l’éruption du mont St. Helens et officiellement inauguré en 1982. Le CVO se concentre sur les volcans des Etats de Washington, de l’Oregon et de l’Idaho.

L’Observatoire volcanologique de l’Alaska (AVO) a été fondé en 1988 suite à l’éruption de l’Augustine en 1986. L’AVO, un partenariat entre l’USGS, l’Université d’Alaska à Fairbanks et l’État de l’Alaska, se concentre sur les volcans de l’Alaska et du Commonwealth des îles Mariannes du Nord.

L’Observatoire volcanologique de Yellowstone (YVO) a été fondé en 2001. Il se concentre sur l’activité volcanique dans la région du Plateau de Yellowstone et dans les États de l’ouest des États-Unis.

L’Observatoire des volcans de Californie (CalVO) a été créé en 2012. Le CalVO, avec une extension au-delà de l’Observatoire de Long Valley (LVO) a été créé en 1982. il se concentre sur les volcans de Californie et du Nevada.

Les connaissances, compétences et expériences rassemblées par ces cinq observatoires sont vastes et complémentaires. Leur personnel communique et se déplace entre les différents observatoires et effectue un véritable travail d’équipe.
Source : USGS/HVO.

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The latest « Volcano Watch » article was dedicated to the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) and the other volcanological observatoried mananed by the U.S. Geological Survey (USGS).

The Hawaiian Volcano Observatory (HVO) was founded in 1912. Today, more than 111 years later, it is one of five volcano observatories supported by the USGS.

HVO staff has grown from one geologist, Thomas A. Jaggar, in 1912 to more than 30 people today. This team includes scientists and specialists in geology, geophysics, geochemistry, and more. Hundreds of volunteers (I was one of them), students and visiting scientists have also provided valuable assistance to HVO through the years.

HVO methods of observing and analyzing data from instruments and field studies have changed dramatically since Jaggar’s time. Presently, the Observatory’s monitoring network consists of more than 200 sensors, including seismometers, global positioning systems (GPS), tiltmeters, infrasound, gas detectors and thermal/visual cameras. These sensors transmit data to HVO 24 hours a day in order to track activity and support research into how volcanoes work. However, despite all these instruments, eruptive prediction is still far from perfect. In its latest update, HVO informs us that Kilauea is not erupting ; webcams show no signs of active lava in Halemaʻumaʻu crater, but nobody knws whther and when lava will reappear at the volcano.

When HVO was founded, Hawaiʻi was not yet a state. A lake of molten lava was on the floor of Halemaʻumaʻu crater, similar to what has been observed throughout the past three years. HVO was originally operated with support from the Massachusetts Institute of Technology (MIT) and the Hawaiian Volcano Research Association. It was later managed by a series of federal agencies including the U.S. Weather Bureau, the National Park Service and now the USGS which became the permanent administrator of HVO in 1947.

Based on HVO’s success, the USGS went on to establish additional observatories to monitor and study 161 active volcanoes throughout the United States and U.S. Territories.

HVO focuses on the active volcanoes in Hawaii : Kīlauea, Mauna Loa and Hualālai, all of which are on the Big Island, without forgetting Lo’ihi.. HVO also monitors active volcanoes in American Samoa.

Cascades Volcano Observatory (CVO) was authorized in 1980 following the eruption of Mount St. Helens and formally dedicated in 1982. CVO focuses on volcanoes in Washington, Oregon and Idaho.

Alaska Volcano Observatory (AVO) was founded in 1988 following the 1986 eruption of Augustine. AVO, a collaboration between the USGS, the University of Alaska Fairbanks and the state of Alaska, focuses on volcanoes in Alaska and the Commonwealth of Northern Mariana Islands.

Yellowstone Volcano Observatory (YVO) was founded in 2001. It focuses on volcanic activity in the Yellowstone Plateau region and intermountain western U.S. states.

California Volcano Observatory (CalVO) was formed in 2012. CalVO, with expanded scope beyond the Long Valley Observatory (LVO) established in 1982, focuses on volcanoes in California and Nevada.

The collective knowledge, skills and experience of people at these five observatories is extensive and complementary. Staff communicate and travel between observatories in true team fashion.

Source : USGS / HVO.

Campagne d’imagerie au sommet du Kilauea (Hawaii) // Imagery campaign at the summit of Kilauea (Hawaii)

Comme je l’explique dans mes conférences, prévoir le comportement d’un volcan est beaucoup plus difficile que prévoir celui d’un glacier car tout se passe en profondeur. Jusqu’à présent, personne n’a pu prévoir avec précision le moment où la lave percerait la surface. Même sur le Kilauea (Hawaii) ou sur le Piton de la Fournaise (La Réunion), truffés d’instruments, les scientifiques ont été plusieurs fois déroutés par les mouvements du magma sous la surface.
À Hawaii, cela fait des décennies que les scientifiques émettent des hypothèses sur la forme et la taille de la chambre magmatique sous le sommet du Kilauea. Ils disposent aujourd’hui de moyens sans précédent pour en obtenir une image beaucoup plus détaillée qu’auparavant. Le Kilauea Seismic Imaging Project – projet collaboratif d’imagerie sismique du Kilauea – est sur le point de démarrer et de permettre de mieux connaître les structures qui se cachent sous la région sommitale du Kīiauea. Le projet est financé par la National Science Foundation et les crédits obtenus dans le cadre du Disaster Relief Act de 2019.
Le projet ressemble un peu au scanner utilisé dans les hôpitaux, quand un corps humain pénètre dans un tube où des rayons X traversent le corps sous différents angles. À partir des rayons X, on obtient des images en coupe transversale du corps. Leur ensemble est utilisé pour créer un modèle tridimensionnel.
Au cours du projet d’imagerie du sommet du Kilauea, les ondes sismiques envoyées à travers le sol seront utilisées pour générer des images du sous-sol. Une fois rassemblées, ces images créeront, comme le scanner hospitalier, un modèle tridimensionnel de la chambre magmatique sous le sommet du Kilauea.
Le HVO dispose d’un réseau de surveillance incluant plusieurs sismomètres au sommet du Kilauea, mais d’autres sismomètres sont nécessaires pour collecter des données avec une résolution plus élevée dans le cadre du projet. 1 800 petits dispositifs supplémentaires, les nodes d’acquisition sismique, seront temporairement placés à la surface de la région sommitale du Kilauea au cours des deux prochains mois.
Une fois les nodes d’acquisition déployés, un gros véhicule parcourra lentement au mois de mai les routes à proximité du sommet du Kilauea Le véhicule, appelé Vibroseis, génèrera de minuscules signaux sismiques. Les nodes capteront les signaux ainsi créés. Le temps mis par les signaux pour atteindre les nodes et leur comportement sont des paramètres importants car les ondes sismiques se déplacent différemment selon que les matériaux qu’elles traversent sont solides ou semi-solides, ou du magma en fusion.
La foule de données ainsi collectées sera analysée pour indiquer à quel endroit la base du Kilauea entre en contact avec le plancher océanique sous-jacent, quel est l’emplacement des failles majeures, là où les corps magmatiques sont stockés sous la surface du Kilauea, et comment ces corps se connectent aux zones de rift.
Les données produiront également un nouveau modèle de vitesse de déplacement des ondes sismiques pour la région sommitale du Kilauea. Il permettra des analyses plus précises des séismes et de leurs épicentres.
Selon le HVO, les résultats de ce projet seront inestimables pour évaluer l’activité volcanique à venir du Kilauea.
Source : USGS/HVO.

Le Vibroseis se déplacera dans la zone sommitale du Kilauea tout au long du mois de mai 2023. La plaque vibrante de couleur orange est recouverte de contreplaqué et d’un tapis en caoutchouc pour protéger le revêtement de la route. Les vibrations seront maintenues à un seuil minimal, mais qui peut encore être enregistré par les nodes d’acquisition sismiques. (Crédit photo : USGS)

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Une autre technologie est utilisée aujourd’hui sur d’autres volcans. Appelée muographie, elle utilise des particules cosmiques pour montrer l’intérieur d’un édifice volcanique, en particulier la chambre magmatique peu profonde. La technologie ne peut pas être mise en place sur tous les volcans de la planète. D’abord testée sur les pyramides, elle suppose un volcan de forme conique comme le Mt Fuji (Japon) ou le Mt Mayon (Philippines). La muographie a été testée sur La Soufrière de la Guadeloupe et sur le Stromboli en Sicile. Les résultats ont permis de voir l’intérieur du sommet de ces volcans, mais ils ne peuvent pas être utilisés pour analyser les mouvements du magma, et donc pour prévoir les éruptions. J’ai écrit sur ce blog plusieurs articles décrivant cette nouvelle approche de la volcanologie (le 9 mai 2016, par exemple).

Image muonique de l’intérieur de La Soufrière de la Guadeloupe (Source: CNRS)

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As I explain in my conferences, predicting the behaviour of a volcano is far more difficult than predicting the behaviour of a glacier because everything is happening deep underground. Up to now, nobody has been able to predict the moment when lave would pierce the surface. Even on Kilauea (Hawaii) or Piton de la Fournaise (Reunion Island), scientists have several times been puzzled by magma movements.

In Hawaii, scientists have hypothesized the shape and size of Kīlauea’s summit magma storage system for the last century, and now have an unparalleled opportunity to develop a far more detailed picture than was possible before. The collaborative Kilauea Seismic Imaging Project is about to start with a goal to help reveal subsurface structures beneath Kīlauea’s summit region. The research project is funded by the National Science Foundation and the U.S. Geological Survey’s appropriations from the Disaster Relief Act of 2019.

The project will operate almost like a human CT scan, during which a body enters a tube so that X-rays can travel through the body at different angles. From the X-rays, cross-sectional images are created of the features within the body, which are used collectively to make a three-dimensional model of the body.

During the Kilauea summit imaging project, seismic waves moving through the ground will be used to generate images of the subsurface that together will create a three-dimensional model of Kilauea’s summit magma storage geometry.

Hawaiian Volcano Observatory has a permanent monitoring network of several seismometers at the summit of Kilauea that detect natural earthquakes, but more seismometers are needed to collect data at a higher resolution for this project. An additional 1,800 small earthquake-detecting devices, called seismic nodes, will be temporarily placed on the surface of Kilauea’s summit region in the next two months.

After the seismic nodes are deployed, a large vehicle will slowly traverse roads near Kilauea’s summit in May. The vehicle, called a Vibroseis, will create tiny seismic signals. The nodes will capture the signals generated by the Vibroseis. The time that it takes the signals to reach the nodes and the way they change before reaching the nodes are important because seismic waves behave differently if the material they are traveling through is solid or semi-solid material, or molten magma.

The vast amounts of data collected will be analyzed to outline where the base of Kilauea contacts the underlying ocean floor, the location of major faults, where bodies of magma are stored beneath the surface of Kīlauea, and how those bodies connect to the rift zones.

The data also will produce a new velocity model for Kilauea’s summit region. It will allow for more accurate analyses of earthquakes and their locations in the future.

According to HVO, results from this research project will be invaluable for assessing the future volcanic activity at Kilauea.

Source : USGS / HVO.

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Another technology is used today on other volcanoes. Called muography, it uses cosmic particles to show the inside of a volcanic edifice, in particular the shallow magma chamber. The technology cannot be set up on all volcanoes. First tested on the pyramids, it requires a volcano with a conical shape like Mt Fuji (Japan) or Mt Mayon (Philippines). Muography has been tested on La Soufrière (Guadeloupe) and Stromboli (Sicily). The results allowed to see the interior of the summit of these volcanoes , but they cannot be used to analyse magma movements, and so to predict eruptions. I have written several posts describing this mew approach of volcanology (May 9th, 2016, for instance).

Kilauea (Hawaii) : pas d’éruption et rappel des dangers // No eruption and a reminder of the dangers

Mauvaise nouvelle pour les touristes qui envisagent de se rendre à Hawaii pour assister à une éruption. L’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) confirme que le Kilauea n’est pas en éruption. L’éruption sommitale, dans le cratère de l’ Halema’uma’u, s’est officiellement arrêtée le 7 mars 2023. La lave ne coule plus sur le plancher du cratère. L’Observatoire avertit toutefois qu’une reprise de l’activité éruptive peut se produire dans un avenir proche, sans prévenir ou presque. La prévision volcanique ne permet pas d’en savoir plus sur le comportement du volcan. Aucun changement significatif n’a été observé le long des zones de rift. Les autres paramètres montrent qu’une éruption du Kilauea n’est pas à l’ordre du jour. On observe une faible déformation du sol et peu de sismicité sur le volcan. Les dernières mesures du SO2 on révélé environ 155 tonnes par jour le 21 mars 2023.

Une vidéo en direct du lac de lave inactif est accessible à l’adresse suivante :

 https://www.youtube.com/usgs/live.

Le HVO profite de cette période de calme sur le Kilauea pour rappeler aux visiteurs les dangers qu’ils peuvent rencontrer sur le volcan.
Les gaz volcaniques restent le principal risque car ils peuvent causer des problèmes dans les zones sous le vent. De grandes quantités de gaz – principalement de la vapeur d’eau (H2O), du dioxyde de carbone (CO2) et du dioxyde de soufre (SO2) – sont émises en permanence pendant les éruptions du Kilauea. Lorsque le SO2 est émis au sommet, il réagit dans l’atmosphère pour créer une brume connue localement sous le nom de vog (contraction de volcanic smog) qui est observée dans les secteurs sous le vent. Le vog peut présenter un danger pour les habitants et les touristes : les gaz et pluies acides endommagent également les cultures et autres plantes, et affectent le bétail.
D’autres dangers sont dus aux cheveux de Pelé en provenance des fontaines de lave qui tombent dans les zones sous le vent , sans oublier la poussière du sol jusqu’à à plusieurs centaines de mètres de la fissure ou de la bouche éruptive.
D’autres dangers sont également présents autour de la caldeira du Kilauea en raison de l’instabilité des parois du cratère de l’Halemaʻumaʻu. Il y a des fissures au sol et un risque de chutes de pierres. C’est pour cela que la zone est strictement interdite au public depuis début 2008.
Source : USGS/HVO.

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Bad news for tourists who are planning to go to Hawaii to see an eruption. The Hawaiian Volcano Observatory (HVO) confirms that Kilauea is not erupting. The summit eruption, within Halemaʻumaʻu crater, officially paused on March 7th, 2023. Lava is no longer flowing on the crater floor. The Observatory warns that resumption of eruptive activity may occur in the near future with little or no warning. Volcanic prediction does not allow to know more about the behaviour of the volcano. No significant changes have been observed along the volcano’s rift zones.  The other parameters show that Kilauea is not ready for an eruption. Low rates of ground deformation and modest rates of seismicity continue across the volcano. The last SO2 emission rate of approximately 155 tonnes per day was measured on March 21st, 2023.

A live-stream video of the inactive western lava lake area is available at :

 https://www.youtube.com/usgs/live.

HVO takes advantage of this inactivity to remind visitors of the hazards they may encounter on the volcano.

High levels of volcanic gas are the primary hazard of concern, as this hazard can have far-reaching effects downwind. Large amounts of volcanic gas – primarily water vapor (H2O), carbon dioxide (CO2), and sulfur dioxide (SO2) – are continuously released during eruptions of Kilauea. As SO2 is released from the summit, it reacts in the atmosphere to create the visible haze known as vog (volcanic smog) that has been observed downwind of the volcano. Vog may become dangerous to residents and visitors, acid gas and rain also damage agricultural crops and other plants, and affects livestock.
Additional hazards include Pele’s hair from lava fountains that fall downwind, and dust from the ground within a few hundred meters from the erupting fissure and vent.
Other significant hazards also remain around the Kilauea caldera because of Halemaʻumaʻu crater wall instability, ground cracking, and rockfalls that can be enhanced by earthquakes. It is the reason why the area has been closed to the public since early 2008.

Source : USGS / HVO.

Le Kilauea au début de l’année 2023

La lave ne coule plus à Hawaii… // Lava is no longer flowing in Hawaii…

A Hawaii, il n’y a actuellement aucune activité visible sur le Kilauea dans le cratère de l’Halema’uma’u. Le HVO a écrit sur sa page Facebook : « Pelé fait une pause ». En effet, après 61 jours d’activité, l’éruption qui a commencé le 5 janvier 2023 est à l’arrêt. On peut remarquer que l’Observatoire ne dit jamais qu’une éruption est terminée car une reprise d’activité est possible à tout moment. On peut toutefois ressentir une certaine frustration dans les bulletins de l’Observatoire et dans les articles qui paraissent dans la presse hawaiienne. Pas de lave signifie moins de touristes sur la Grande Ile.
Au cours des derniers jours, on a pu apercevoir une lueur dans les hornitos au fond du cratère, mais aucune nouvelle lave n’est apparue. Un petit suintement de lave a été observé dans la matinée du 8 mars dans le lac de lave ouest, avant de disparaître les heures suivantes.
Selon le HVO, cette pause de l’éruption est liée à un important épisode de déflation qui a commencé le 17 février au sommet du Kilauea.
Le tremor volcanique – le signal sismique lié au mouvement du magma dans les profondeurs – reste légèrement élevé, mais est proche du niveau de base. Il ne semble donc pas que l’éruption soit sur le point de reprendre.
Aucun changement significatif n’a été observé dans les zones de rift.

Pendant ce temps, le sommet du Mauna Loa est recouvert de neige et il n’y a pas d’émission de lave dans la caldeira Moku’āweoweo, ni dans les zones de rift du volcan, y compris sur le site de l’éruption de 2022. Les images satellitaires montrent que l’ensemble du champ de lave de 2022 est en cours de refroidissement et n’est plus actif.
La sismicité reste faible, sans tremor volcanique détectable.On observe une légère inflation de l’édifice volcanique, ce qui n’est pas rare après une éruption.
Le 10 mars 2023, cela faisait trois mois que la Fracture n°3 avait cessé son activité. L’éruption qui avait commencé le 27 novembre 2022 était la première depuis 38 ans. Des coulées de lave ont dévalé le flanc nord-est du volcan et se sont approchées à moins de 3 km de la Saddle Road.

Il n’y a donc pas de lave active en ce moment sur la Grande Île, mais tant qu’il y a de la vie, il y a de l’espoir et tout le monde espère le réveil de l’un ou l’autre de ces deux volcans et, pourquoi pas, un réveil simultané comme en 2022.
En l’absence de lave, l’Office du tourisme hawaïen conseille aux visiteurs de profiter des autres merveilles de l’île. Le Mauna Loa et le Mauna Kea sont recouverts de neige, et il existe de nombreux autres sites à visiter sur l’archipel hawaïen. Bien sûr, ceux qui vont à Hawaii uniquement pour voir la lave couler (j’ai des noms) seront forcément déçus…

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With no visible activity within Kilauea‘s Halema’uma’u Crater, HVO has written on its Facebook page : “Pele is taking a break.” Indeed, after 61 days of activity, the eruption that began January 5th, 2023 is currently paused. One can notice that the Observatory never says an eruption is over as a retrieve is possible any moment. One can feel some frustration in the Observatory’s bulletins and in the articles in the Hawaiian newspapers. No lava means fewer tourists coming to Hawaii Big Island.

In the last days, one could spot some glow within hornitos along the crater floor, but no new lava was erupting. A small ooze-out of lava was observed in the morning of March 8th, in the western lava lake, before diminishing in the following hours.

According to HVO, the eruption’s pause is related to a large deflationary tilt signal that began on February 17th.

The volcanic tremor – the seismic signal associated with underground magma movement – remains slightly elevated, but is near background level. So, it does not look as if the eruption is about to start again.

No significant changes have been observed in either of the volcano’s rift zones.

Meanwhile, the summit of Mauna Loa is covered in snow and there is no active lava within Moku‘āweoweo caldera nor in the volcano’s rift zones, including the 2022 eruption site. Satellite imagery shows the entire 2022 flow field is cooling and no longer active.

Seismicity remains low, with no detectable volcanic tremor. Deformation rates indicate ongoing inflation slightly above background levels, which is not uncommon after an eruption.

March 10th, 2023 marked three months since the lava supply ceased to fissure 3. The eruption that began November 27th, 2022, was the volcano’s first in 38 years. It sent lava flows down the mountain’s northeast flank, with the leading edge of the main flow from fissure 3 coming within less than 3 km of Saddle Road.

So, there is currently no active lava flowing anywhere on the Big Island, but as long there is life there is hope and everybody on the island is waiting to see when one or both of the volcanoes will awaken.

With no lava flowing, the Hawaiian Tourist Board advises visitors to take a moment to enjoy the other side of the land of fire and ice. Recent storms have blanketed Mauna Loa and Maunakea with snow, and there are many other sites to visit on the Hawaiian archipelago. However, those who travel to Hawaii only to see lava flowing will be disappointed…

Les sommets enneigés du Mauna Loa et du Mauna Kea vus depuis l’ISS le 6 mars 2023.