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L’éruption de 1200 du Hualalai (Hawaii) // The 1200 Hualalai eruption (Hawaii)

Le Mauna Loa et le Kilauea sont les volcans les plus actifs de l’île d’Hawaï. Cependant, il ne faudrait pas oublier le Hualalai qui est le troisième volcan le plus actif de l’île. Il domine les zones densément peuplées de Kailua-Kona et de la côte centrale de Kona.
Le Hualalai entre en éruption beaucoup moins souvent que ses voisins. Les éruptions sont séparées par des siècles, plutôt que des années ou des décennies, comme c’est le cas pour le Mauna Loa et la Kilauea. L’activité la plus récente du Hualalai est un essaim sismique en 1929, qui correspondait probablement à une intrusion magmatique dans le volcan. La dernière éruption s’est produite en 1800-1801 (voir ma note du 22 mars 2018). Les coulées de lave de 1800 à 1801 ont recouvert presque toute la zone correspondant aujourd’hui à l’aéroport international de Kona. Les prochaines éruptions de Hualalai pourraient donc constituer une menace directe pour Kailua-Kona et les localités environnantes.

Avant celle de 1800-1801, une éruption – récente à l’échelle géologique – du Hualalai a été celle de Wahapele. Elle a probablement eu lieu entre 1200 et 1400 après JC. On ne sait pas combien de temps a duré l’événement, mais si l’on se réfère à des éruptions similaires à Hawaii, il a probablement duré quelques semaines à quelques mois, mais probablement pas plus de quelques années.
La source de cette éruption était le cratère Wahapele, une bouche sur le flanc sud du Hualalai à 1 540 mètres d’altitude (voir la carte ci-dessous). L’éruption a commencé avec l’édification du cône de projections (spatter cone) de Wahapele. Il a atteint environ 700 mètres de diamètre avec une pente faible. Au cours de cette première phase, le volcan a émis quelques courtes coulées de lave a’a et pahoehoe.
L’éruption est ensuite devenue violente. Une partie du cône s’est effondrée. Cependant, contrairement à ce qui s’est passé pour le Pu’uO’o en 2018, l’effondrement du Wahapele a débouché sur une éruption phréatique, donc explosive. On ne sait pas combien de temps cette phase éruptive a duré, peut-être quelques jours ou plus. Une éruption similaire du Kilauea en 1924 a duré 18 jours. Ce que l’on sait, c’est que les fragments de roche éjectés au cours de cette phase ont couvert au moins 10 kilomètres carrés. Certains blocs mesuraient une cinquantaine de centimètres de diamètre. Des matériaux à grains plus fins ont également été émis par le volcan. La couche de dépôts avait par endroits une épaisseur de 3 mètres.
Après la phase explosive de l’éruption, un cône plus petit s’est formé dans le cône de la première phase. Ce nouveau cône mesurait environ 400 mètres de diamètre. Dans le même temps, une importante coulée de lave a’a s’est dirigée vers l’ouest, atteignant l’océan à environ 16 kilomètres de distance. À son point le plus large, la coulée mesurait un peu moins de 5 kilomètres de diamètre. Des plongées effectuées dans les années 1980 ont révélé que la coulée a avancé sur environ 2 kilomètres dans l’océan.
Sur terre, la zone occupée par la bouche éruptive et les coulées de lave de l’éruption du Wahapele occupe un peu plus de surface que l’éruption dans la Lower East Rift Zone du Kīlauea en 2018. C’est la troisième plus grande coulée émise par le Hualālai en termes de superficie.
Comparée au Kilauea et au Mauna Loa, l’activité volcanique du Hualalai demande une surveillance différente. En effet, la chambre magmatique du Hualalai se trouve à 20-30 km sous la surface. Elle est donc environ 10 fois plus profonde que les chambres magmatiques du Kilauea ou du Mauna Loa. Des chambres magmatiques aussi profondes provoquent rarement des déformations de surface. Il se pourrait donc qu’une éruption du Hualalai se produise sans beaucoup de signes avant-coureurs, comme un essaim sismique déclenché par l’ascension du magma vers la surface. L’éruption de 1800-01 montre que le magma peut se déplacer de la profondeur vers la surface en moins d’une journée. Bien qu’il s’agisse du pire scénario, il est bon de se tenir prêt à une telle éventualité. Pour le moment, le HVO n’enregistre aucun signe d’activité sur le Hualalai, mais l’Observatoire conseille aux habitants de s’abonner au Volcano Notification Service – service d’information volcanique – pour se tenir informés.
Source : HVO, USGS.

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Mauna Loa and Kilauea are the most active volcanoes on he Island of Hawaii. However, one should not forget Hualalai which is the island’s third-most active volcano. It underlies the most populated areas of Kailua-Kona and the central Kona coast.

Hualalai erupts much less often than its neighbours, with centuries rather than years or decades separating eruptions. The most recent documented activity was an earthquake swarm in 1929, which likely corresponded to an intrusion of magma into the volcano. Its most recent eruption occurred in 1800-01 (see my post of 22 March 2018). The erupted lava flows from 1800-01 underlie almost the entire Ellison Onizuka Kona International Airport. Future eruptions from Hualālai might pose a direct threat to Kailua-Kona and the surrounding communities.

Taking into account the geological timescale, nother recent Hualalai eruption was the Wahapele eruption, which likely occurred sometime between 1200 and 1400 AD. We do not know how long the event lasted, but based on similar eruptions in Hawaii, it probably lasted a few weeks to months, but probably not more than a few years.

The source of this eruption was Wahapele crater, a vent on the south flank of Hualalai at 1,540 meters elevation (see map below). The eruption started with the building of the Wahapele spatter cone. It grew to be about 700 meters across with a shallow slope. During this first phase there were a few short lava flows, both a’a and pahoehoe.

The eruption then turned violent. Part of the cone collapsed. However, unlike what happened at Pu’uO’o in 2018, the collapse at Wahapele led to an explosive phreatic eruption. It is unclear how long this phase of the eruption lasted ; it could have been a few days or longer. A similar eruption at Kilauea in 1924 lasted 18 days. What we do know is that rock fragments ejected during this phase covered at least 10 square kilometers. Some of the rock chunks were half a meter across. Finer grained material was also produced, and in places these deposits reached a thickness of 3 meters.

After the explosive phase of the eruption, a smaller cone was formed within the cone of the first phase. This new cone was about 400 meters across. At the same time, a large a’a flow headed west, reaching the ocean about 16 kilometers away. At its widest point, the flow was just under 5 kilometers across. Submersible dives in the 1980s suggest that this flow continued for about 2 kilometers into the ocean.

On land, the vent area and lava flows from the Wahapele eruption cover slightly more than Kīlauea’s 2018 Lower East Rift Zone eruption. It is the third largest known flowfor Hualālai in terms of area covered by the lava.

Compared to Kilauea and Mauna Loa, Hualalai poses a different challenge for monitoring volcanic activity. Hualalai’s magma chamber sits 20-30 km beneath the surface, about 10 times deeper than the magma chambers of Kilauea or Mauna Loa. Magma chambers this deep rarely cause surface deformation, so there might not be much warning prior to an eruption, like a seismic swarm triggered by magma moving to the surface. Evidence from the 1800-01 eruption suggests that magma can move from depth to the surface in less than a day. While this is a worst case scenario, it is good to be prepared. For the time being, HVO does not see any indication of volcanic unrest at Hualalai, but the Observatory encourages residents to subscribe to the Volcano Notification Service to stay informed.

Source : HVO, USGS.

Schéma montrant l’éruption du Hualalai en 1200 (Source: USGS)

En rouge l’éruption de 1200-1400 et en orage l’éruption de 1800-1801 (Source: USGS: HVO)

Le long de la route qui conduit au sommet du Hualalai (Photos: C. Grandpey)

Leçons de l’éruption du Mauna Loa (Hawaii) en 1916 // Lessons from the 1916 Mauna Loa eruption (Hawaii)

C’est en 1916 qu’est né le Parc National des Volcans d’Hawaii. C’est aussi cette même année que le Mauna Loa est entré en éruption avec la coulée de lave d’Honamalino sur la zone de rift sud-ouest (southwest rift zone – SWRZ) du volcan. L’éruption a commencé le 19 mai 1916 et a duré moins de deux semaines. Même si elle a été courte, on peut tirer des leçons pour les futures éruptions du Mauna Loa.
Le Dr Thomas Jaggar, qui avait fondé l’Observatoire des Volcans d’Hawaii, le HVO, en 1912, a tenté de prévoir la prochaine éruption du Mauna Loa en se basant sur le schéma éruptif des zones de rift depuis 1868. Les éruptions précédentes avaient eu lieu tantôt sur la zone de rift nord-est (NERZ ), tantôt sur la zone sud-ouest(SWRZ), tout en étant fréquemment séparées par des éruptions dans la caldeira sommitale du Mauna Loa (Moku’āweoweo).

 

Caldeira sommitale du Mauna Loa (Source: USGS)

Le Mauna Loa était entré en éruption en 1907 dans la SWRZ et en 1914-15 au sommet. C’est pourquoi le Dr Jaggar a émis l’hypothèse que la prochaine éruption latérale se produirait sur la NERZ.
Le 19 mai 1916, l’éruption sur la SWRZ n’a pas respecté le schéma éruptif que le Dr Jaggar avait observé sur le Mauna Loa. Comme de nombreuses éruptions sur l’île d’Hawaï, elle a été précédée d’une activité sismique. Les habitants de Ka’u ont ressenti de nombreuses secousses en début de matinée avant qu’apparaisse un impressionnant panache de vapeur au-dessus de la SWRZ du Mauna Loa dans la matinée du 19 mai. L’activité dans cette zone a duré moins de 24 heures.

 

Source: Université d’Hawaii

Plus tard, un autre essaim sismique a secoué la région de Ka’u lorsque la lave a pénétré dans la SWRZ, avec l’ouverture d’une ligne de fractures dans la partie inférieure de cette zone dans la soirée du 21 mai. La lave émise par les différentes bouches s’est répandue sur la crête de la zone de rift, avec des coulées de chaque côté: la coulée d’Honomalino a dévalé le versant sud-ouest, plus escarpé, tandis que la plus grande coulée de Kahuku se répandait plus largement vers le sud-est.
En raison de la nature ramifiée de l’éruption de 1916 et des coulées de part et d’autre de la zone de rift, avec un volume éruptif relativement faible, les coulées de lave ne sont pas allées très loin. Une seule structure a été détruite lors de l’éruption qui s’est terminée le 31 mai.
L’éruption de 1916 a été suivie par les éruptions de 1919 et 1926 sur la SWRZ du Mauna Loa, sans éruptions intermédiaires. Au cours de ces deux éruptions, des coulées de lave ont atteint l’océan et détruit des villages côtiers. Les coulées de lave de 1919 et 1926 auraient coupé l’actuelle Highway 11 et causé de graves problèmes aux personnes qui habitent actuellement dans ce secteur.
Plusieurs autres coulées de lave en provenance de la SWRZ du Mauna Loa, notamment en 1868, 1887 et 1950, ont également affecté cette région. Elles ont traversé des routes et atteint l’océan, parfois quelques heures après l’ouverture des bouches éruptives.

Eruptions sur la SWRZ du Mauna Loa (Source: USGS)

L’éruption de 1950 sur la SWRZ a été la plus grande éruption observée sur le Mauna Loa. Elle a donné naissance à des coulées qui se sont dirigées de part et d’autre de la crête de la zone de rift, comme lors de l’éruption de 1916. Toutefois, contrairement à l’éruption de 1916, trois coulées de lave sont apparues en 1950 et sont entrées dans l’océan moins de 24 heures après le début de l’éruption. Une répétition de l’éruption de 1950 serait aujourd’hui très problématique en raison de l’importante population de la région.
La principale leçon à tirer de l’éruption du Mauna Loa en 1916 est que les éruptions – et les volcans – ne suivent pas toujours les mêmes schémas éruptifs . Alors que la plupart des éruptions observées dans la SWRZ couperaient au minimum la Highway 11, la plus petite éruption de 1916 démontre que ce n’est pas toujours le cas.
Au cours des 200 dernières années, les éruptions sur les zones de rift du Mauna Loa se sont réparties de manière égale entre la SWRZ et la NERZ. Cependant, la remarquable série de quatre éruptions consécutives (1907, 1916, 1919, 1926) sur la SWRZ montre le peu de fiabilité des modèles de probabilité éruptive, aussi bien à long terme qu’à court terme.
Source : USGS, HVO.

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1916 marked the birth of Hawaiʻi Volcanoes National Park, but it was also the year of a Mauna Loa eruption with the Honamalino flow on the volcano’s Southwest Rift Zone (SWRZ).

The eruption began on May 19th, 1916, and lasted less than two weeks. even though it was short, it offers lessons for future Mauna Loa eruptions.

Dr. Thomas Jaggar, who had founded the Hawaiian Volcano Observatory in 1912, attempted to forecast the next Mauna Loa eruption based on the pattern of rift zone eruptions on the volcano since 1868. The previous rift eruptions alternated locations between the Northeast Rift Zone (NERZ) and the SWRZ though these were frequently separated in time by eruptions confined to Mauna Loa’s summit caldera (Moku‘āweoweo).

Mauna Loa had erupted in 1907 from the SWRZ and in 1914-15 from the summit. Therefore, Dr. Jaggar hypothesized that the next Mauna Loa flank eruption would occur from the NERZ.

The May 19th, 1916, SWRZ event deviated from the pattern of eruptions Dr. Jaggar had observed at Mauna Loa. Like many eruptions on the Island of Hawaii, it was preceded by earthquake activity. Residents of Ka‘u felt numerous earthquakes early in the morning before an impressive steam plume rose high up on Mauna Loa’s SWRZin the morning of May 19th, marking the start of the eruption (sse image above). Activity in this area lasted less than 24 hours.

Later, another seismic swarm shook the Ka‘u area as lava intruded the SWRZ resulting in a line of fissures opening on the lower SWRZ on the evening of May 21st. Lava from the vents spread over the crest of the rift zone feeding lava flows on either side : the Honomalino flow moving down the steep southwest side and the larger Kahuku flow spreading more widely to the southeast.

Due to the branched nature of the 1916 eruption and the flows on either side of the rift zone, coupled with the relatively small total erupted volume, lava flows did not travel very far. Only one homestead was destroyed during the eruption, which ended on May 31st.

The 1916 eruption was followed by Mauna Loa’s 1919 and 1926 SWRZ eruptions with no intervening eruptions. During both eruptions, lava flows reached the ocean and destroyed Hawaiian coastal villages. The 1919 and 1926 lava flows would have cut the current Highway 11 and caused severe disruptions for current residents.

Several other lava flows from Mauna Loa’s SWRZ, including in 1868, 1887 and 1950, have also travelled quickly through this region, crossing roads and entering the ocean, sometimes within a matter of hours of the vent opening.

The 1950 eruption on the SWRZ was the largest recorded Mauna Loa eruption and fed flows on either side of the rift zone crest like the 1916 eruption. In a contrast to the 1916 eruption, three lava flows erupted in 1950 entered the ocean within less than 24 hours of that eruption starting.

A repeat of the 1950 eruption would be of great concern today due to the increased population of the area.

The main lesson to be drawn from Mauna Loa’s 1916 eruption is that eruptions and volcanoes do not always follow the same patterns. While repeats of most recorded SWRZ eruptions would at a minimum cut off Highway 11, the smaller 1916 eruption demonstrates this is not always the case.

Over the past 200 years, Mauna Loa rift zone eruptions are evenly divided between the SWRZ and the NERZ. However, the remarkable run of four SWRZ eruptions in a row (1907, 1916, 1919, 1926) shows the weakness of long-term or short-term probability models.

Source: USGS, HVO.

 

Coulée de lave et système d’alerte sur le versant SO du Mauna Loa (Photo: C. Grandpey)

Nouvelles mesures sur le Kilauea (Hawaii) // New measurements on Kilauea Volcano (Hawaii)

Alors que l’éruption sommitale du Kilauea se poursuit dans le cratère de l’Halema’uma’u, les géologues du HVO sont impliqués dans deux projets qui devraient leur permettre de mieux comprendre comment fonctionne le volcan, ainsi que le déroulement de l’éruption et l’effondrement du sommet du Kīlauea en 2018.
Les deux projets qui débuteront cet été mettent en jeu le transport aérien d’une boucle de fil oblongue d’une part, et l’enfouissement de bobines de fil d’autre part. La zone cible est l’ensemble du Kilauea, depuis la pointe orientale de Kumukahi au sud-ouest, jusqu’à Punaluʻu. Les deux projets détermineront la distribution des résistivités électriques sous la surface, ce qui peut être utilisé pour cartographier le magma. Le projet aéroporté cartographiera également les variations du champ magnétique pour déterminer dans quelle mesure le champ terrestre est présent dans les minéraux magnétiques du Kilauea.
Le premier projet consistera à enfouir des électrodes et des bobines de fil à faible profondeur pour mesurer l’énergie électromagnétique (EM) générée par la foudre autour de l’équateur. Les orages accompagnés de foudre sont courants dans les régions équatoriales. Ils produisent un bruit électromagnétique constant qui se déplace autour du globe dans l’atmosphère entre la surface de la Terre et l’ionosphère. La réponse de la Terre à cette stimulation EM distante peut indiquer aux géologues les propriétés électriques de la Terre sous les bobines à des profondeurs d’environ 10 km. Le système, d’une surface d’un mètre carré, sera déplacé vers quelque 125 emplacements au sol sur le volcan. Les données obtenues serviront à mettre au point une image détaillée du fonctionnement interne de Kilauea. Cette étude s’étalera sur deux saisons : la première en 2022 durant les mois de mai et juin; la deuxième à l’été 2023.
La deuxième partie du projet utilisera une boucle de fil de forme ovale de 15 m par 25 m suspendue à 30 m sous un hélicoptère survolant la majeure partie du volcan.

 

Source: USGS

La boucle transmettra et recevra de l’énergie EM à très basse fréquence et devra voler à 35–50 m au-dessus du sol ou de la cime des arbres. Un petit capteur mesurera également l’intensité du champ magnétique. Il s’agit de cartographie électromagnétique et magnétique aéroportée (AEM).
Les données AEM permettront d’obtenir une image de la structure peu profonde (600 m de profondeur) du volcan, y compris les eaux souterraines et les schémas d’altération causés par les fluides hydrothermaux comme ceux qui se sont infiltrés dans le lac d’eau de l’Halema’uma’u en 2019-2020. Le champ magnétique terrestre le long de la trajectoire de vol permettra de cartographier également la signature du dyke qui a acheminé le magma vers le district de Puna en 2018. Cette partie du projet est également prévue au cours des mois de juin et juillet 2022.
Les survols actuels ne concernent aucune zone résidentielle ni aucune autre région interdite par la Federal Aviation Administration (FAA) ou le Parc national des volcans d’Hawaï. En revanche, les prochains vols auront lieu de jour et seront coordonnés avec la FAA. Des pilotes expérimentés spécialement formés pour le vol à basse altitude piloteront l’hélicoptère. Aucun des instruments utilisés pendant le projet ne présente de risque pour la santé des personnes ou des animaux.
L’AEM et le champ magnétique terrestre ont été cartographiés pour la dernière fois en 1978 sur le Kilauea et le Mauna Loa. Les résultats ont montré que l’East Rift Zone du Kilauea présentait une forte aberration de champ magnétique typique des dykes verticaux qui alimentent d’innombrables éruptions latérales à partir de la zone sommitale.
L’équipement et le logiciel utilisés pour ces projets ont été beaucoup améliorés au cours des 20 dernières années et les géophysiciens qui supervisent le projet actuel ont utilisé avec succès les nouvelles techniques pour cartographier d’autres volcans aux Etats Unis. La finalité du projet en cours est de produire une image de l’ensemble du système magmatique du Kilauea.
Source : USGS, HVO.

A noter que l’étude aéroportée du volcan a déjà été mise en oeuvre sur le Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion). Voir ma note du 22 décembre 2019:

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2019/12/22/nouvelle-approche-de-lile-de-la-reunion-et-son-volcan-new-approach-of-reunion-island-and-its-volcano/

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While the summit eruption of Kilauea is continuing within Halema’uma’u Crater, HVO geologists are involved in two projects that will help scientists better understand how the volcano works and how the 2018 eruption and collapse of Kīlauea summit happened.

The two projects that will start this summer employ flying an oblong wire loop and burying wire coils. The target area is the entire volcano of Kilauea, from the eastern point of Kumukahi southwest almost to Punaluʻu. Both project will determine the distribution of electrical resistivities below the surface, which can be used to map magma. The airborne project will also map variations in the magnetic field to determine how well the Earth’s field is frozen into Kīlauea’s magnetic minerals.

The first project will deploy electrodes and wire coils buried at shallow depths to passively measure the electromagnetic (EM) energy generated by lightning strikes around the equator.. Lightning storms are common in equatorial regions and those storms produce surprisingly constant electromagnetic noise that travels around the globe in the atmosphere between the Earth’s surface and the ionosphere. The response of the earth to this distant EM stimulation can tell geologists the electrical properties of the earth below the coils to depths of about 10 km. The one-square-meter setup will be moved to about 125 ground locations on the volcano. The resulting data will be used to develop a detailed picture of Kilauea’s inner workings. This study will be done over two field seasons with the first season in 2022 during the months of May and June. The second season will be in the summer of 2023.

The second part of the project will use a 15 by 25 m oval-shaped wire loop suspended 30 m beneath a helicopter flying over most of the volcano. (see image above) The loop assembly will transmit and receive very low frequency EM energy and will need to be flown 35–50 m above the ground or treetops. A small sensor will also be measuring magnetic field strength. The technique is called airborne electromagnetic and magnetic (AEM) mapping.

AEM data will allow imaging of the shallow (upper 600 m) structure of the volcano including groundwater and patterns of alteration caused by hydrothermal fluids like those that seeped into Halemaʻumaʻu water lake in 2019–2020. Earth’s magnetic field along the flight path will also map the signature of the cooling dike that transported magma to lower Puna in 2018. This part of the project is also scheduled for 2022 in the months of June and July.

Currently planned flight lines do not fly over any residential areas or other regions excluded by the Federal Aviation Administration (FAA) or Hawaiʻi Volcanoes National Park. Flights will occur during daylight hours and be coordinated with the FAA. Experienced pilots specially trained and approved for low-level flying will operate the helicopter. None of the instruments in either part of the project pose a health risk to people or animals.

AEM and Earth’s magnetic field were last mapped in 1978 over both Kilauea and Mauna Loa. The 1978 results showed that Kilauea’s East Rift Zone was clearly outlined by a strong magnetic field aberration typical of vertical dikes that fed countless eruptions laterally from the summit area.

The equipment and software have been much improved in the past 20 years and the geophysicists overseeing the current project have successfully used the technique to map other US volcanoes. Their hope is now to produce a picture of the entire magmatic system of Kilauea.

Source: USGS, HVO.

It should be noted that the airborne technology was already used on Piton de la Fournaise (Reunion Island). See my post of December 22nd, 2019:

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2019/12/22/nouvelle-approche-de-lile-de-la-reunion-et-son-volcan-new-approach-of-reunion-island-and-its-volcano/

Vue de la zone couverte par la campagne de mesures ‘Source: HVO)

Mesure de la sismicité à Pāhala (Hawaii) // Measuring seismicity at Pāhala (Hawaii)

Pāhala (1 400 habitants) est une petite ville située dans la partie sud de l’île d’Hawaï.

Pāhala intéresse les scientifiques car c’est la région la plus active, d’un point de vue sismique, de l’archipel hawaiien. Des séismes fréquents et profonds (à des profondeurs supérieures à 20 km sous le niveau de la mer) sont régulièrement ressentis par la population locale, et parfois par les habitants de toute l’île.
Le niveau d’activité actuel n’a pas été observé par le passé dans la région. Les chercheurs de l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) veulent essayer de mieux comprendre la cause de cette sismicité
Jusqu’en 2015,on enregistrait en moyenne 7 événements profonds sous Pāhala chaque semaine. En 2015, le nombre a pratiquement quadruplé, avec près de 34 événements par semaine. Au printemps 2019, le nombre moyen séismes hebdomadaires a été multiplié par environ 70 par rapport au nombre d’avant 2015.

Carte montrant deux mois d’activité sismique dans la région de Pāhala du (a) 1er mars 2014 au 1er mai 2014 et (b) du 1er mars 2022 au 1er mai 2022.

Cette activité sismique intense se poursuit aujourd’hui.
En août 2020, des événements profonds de plus grande magnitude ont commencé à être enregistrés sous Pāhala. Ainsi, huit séismes de M 4,2 à M 4,6, à des profondeurs de 31 à 34 km ont été enregistrés. Ces événements plus importants ont été signalés par des habitants de l’île d’Hawaï ainsi que des îles voisines.

Le HVO, en collaboration avec l’Université d’Hawaï à Mānoa, entamera un travail sur le terrain à l’été 2022 pour essayer de comprendre la nature de ces séismes fréquents et profonds sous la partie sud de l’île d’Hawaï.
Selon des études géophysiques antérieures, l’activité sismique profonde sous la région de Pāhala pourrait être liée au transport de magma depuis le point chaud et / ou à des failles dans le manteau supérieur sous l’île. Il est intéressant de remarquer que la zone où la sismicité est la plus élevée est presque équidistante des sommets des trois volcans les plus actifs d’Hawaï : le Kilauea, le Mauna Loa et le Lō’ihi.
On ne sait pas s’il existe dans cette région un lien avec les systèmes de stockage et de transport du magma du Kīlauea ou du Mauna Loa, mais rien n’indique qu’il existe un tel transport du magma vers la surface. Les études précédentes reposaient sur des données recueillies à partir des sismomètres permanents situés à grande distance les uns des autres dans la région et ces appareils n’étaient pas configurés pour étudier cette zone en détail.

À l’été 2022, les scientifiques du HVO et de l’Université d’Hawaii déploieront des sismomètres portables, légers et compacts, dans la région de Pāhala afin de comprendre pourquoi de tels séismes se produisent. Ces instruments mesurent les secousses à l’endroit où ils sont placés. Contrairement aux stations sismiques permanentes, qui sont plus éloignées les unes des autres et couvrent toute l’île d’Hawaï, les sismomètres temporaires seront étroitement regroupés afin d’enregistrer plus densément les signaux sismiques autour de Pāhala. Pendant deux mois, ils enregistreront les séismes superficiels et profonds.
Grâce à leur densité, les séismes temporaires recueilleront des données sous la région de Pāhala avec une résolution sans précédent. Les sismologues du HVO et de l’Université d’Hawaii analyseront les données recueillie afin de créer des images de la structure de la Terre sous Pāhala, depuis 40 à 50 km sous le niveau de la mer jusqu’à la surface.
Les données et les images seront utilisées pour localiser avec précision les séismes dans cette région et, si possible, identifier les emplacements et la distribution des zones de failles peu profondes et profondes, ainsi que les trajectoires susceptibles d’être empruntées par le magma dans la région.
Source : USGS / HVO.

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Pāhala (pop. 1,400) is a small town located in the southern part of the Island of Hawaii. It is currently drawing the scientists’attention because it is the most seismically active region of the Hawaiian Islands. Frequent, deep earthquakes (at depths greater than 20 km below sea level) are felt regularly by local residents, and, occasionally, people across the entire island.

The current level of activity had not been observed in the past in the region. Hawaiian Volcano Observatory (HVO) researchers are interested in trying to understand more about why it is happening.

Until 2015, an average of 7 earthquakes occurred deep beneath Pāhala each week. By 2015, the number of earthquakes had approximately quadrupled, with nearly 34 events happening per week. By the spring of 2019, the average number of weekly earthquakes increased approximately 70-fold, relative to pre-2015 rates. (see map above). This high rate of earthquake activity is still continuing today.

Since August 2020, larger-magnitude earthquakes have also begun to occur deep beneath Pāhala. Eight M 4.2 to M 4.6 earthquakes, at depths of 31–34 km have been recorded. These larger events have been reported felt by people on the Island of Hawaiʻi as well as nearby Hawaiian Islands.

HVO, in collaboration with the University of Hawaii at Mānoa, will begin an investigation in the summer 2022 to learn more about the nature of these frequent, deep earthquakes beneath the southern part of the Island of Hawaii.

Previous geophysical studies have theorized that deep earthquake activity beneath the Pāhala region may be related to hot spot magma transport and/or faulting in the brittle upper mantle beneath the island. Interestingly, the area of elevated seismicity is almost equidistant from the summits of the three most active volcanoes in Hawaii: Kilauea, Mauna Loa and Lō‘ihi Seamount.

Whether this region has a possible connection to the shallower magma storage and transport systems of Kīlauea or Mauna Loa is unclear, but there are no obvious indicators of magma transport from this region to the surface. Previous studies relied on data collected from HVO’s widely-spaced permanent seismometers in the region, which were not configured to study this area in detail.

In the summer 2022, HVO and UH-Mānoa scientists will deploy instruments called seismic nodes across the Pāhala region. they will help understand why these earthquakes are occurring. Seismic nodes are light, compact seismometers that measure ground shaking at the location where they are placed. Unlike permanent seismic stations, which are placed farther apart and cover the entire Island of Hawaii, the temporary seismic nodes will be tightly grouped in order to more densely record earthquake signals across the region surrounding Pāhala. For two months, these nodes will record ground shaking generated by shallow and deep earthquakes.

The densely-spaced nodal instruments will collect seismic data from below the Pāhala region at unprecedented resolution. Seismologists at HVO and UH-Mānoa will analyze data collected from these seismic nodes to create images of the structure of the Earth beneath Pāhala from 40–50 km below sea level all the way to the surface.

The data and images will be used to precisely locate the earthquakes in this region and, hopefully, identify or constrain the locations and distributions of shallow and deep fault zones and potential magma pathways within the region.

Source : USGS / HVO.