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Astronomie et traditions à Hawaii (2) // Hawaii: The telescope vs. the volcano (2)

Un manque de concertation.
S’agissant des kia’i, l’opposition ne concerne pas seulement le Mauna Kea, ils reprochent à l’astronomie et à la science en général leur mode de fonctionnement. Un leader des kia’i a souligné que la solution n’était pas simplement de déplacer le TMT, comme certains astronomes ont commencé à le demander ; il s’agit de trouver un endroit où les gens l’accepteront vraiment. Cela nécessite une nouvelle approche du projet. En particulier, il serait souhaitable que les scientifiques cherchant à démarrer un nouveau projet intègrent les communautés locales dans les discussions bien avant le début de toute opposition, et avant même la mise en place du projet.

Une histoire d’eau.

Pour les Hawaïens de souche, une autre préoccupation concerne l’eau. Elle est présente dans les cérémonies traditionnelles organisées contre la construction du TMT. Les Hawaiiens rappellent son parcours à travers l’île et le cycle de l’eau de l’océan aux nuages ​​en passant par la pluie, les chutes d’eau, les étangs, les rivières, les champs cultivés, les estuaires et l’océan.
On remarquera une autre ironie dans la controverse. En effet, le TMT pourrait permettre aux astronomes d’identifier des planètes avec de l’eau dans leur atmosphère, un premier pas vers la recherche d’un monde habitable. Mais les kia’i répondent qu’ils connaissent déjà une planète très habitable et qui possède ce précieux liquide dans son atmosphère. Ils considèrent qu’il leur incombe de protéger cette eau et la montagne qui la recèle.
L’une des préoccupations des autochtones hawaïens est le traitement de l’eau par les observatoires. L’un des indigènes qui a travaillé sur le sommet a constaté l’utilisation de substances dangereuses, comme des bombes d’insecticides et le présence de mercure. Il s’est rendu compte qu’un seul observatoire prêtait attention à ces questions. La réponse du TMT est que ces accusations sont totalement infondées. Il n’y a aucune preuve que l’observatoire pourrait polluer l’eau car les puits les plus proches sont à environ 20 kilomètres. De plus, les observatoires n’utilisent jamais le mercure, le pire des produits chimiques pour nettoyer les miroirs des télescopes. Les observatoires disposent de leur propre moyen de transport, que ce soit pour les déchets ou pour le personnel.

TMT : un avenir incertain.
On ne sait pas ce qu’il adviendra du TMT. Si les gestionnaires du projet TMT décident que le site du Mauna Kea ne vaut plus la peine, comme l’espèrent les kia’i, ils s’orienteront vers les Iles Canaries. On ne sait pas combien de temps ils sont disposés à attendre pour commencer la construction qui devrait durer 10 ans.
Un délai encore plus serré se profile également pour le Mauna Kea: le contrat de bail entre l’État et l’Université d’Hawaï, qui régit la sous-location de chaque observatoire, expirera en 2033. On ne sait pas à quoi pourraient ressembler les nouvelles négociations du bail, mais il est probable qu’elles ne ressembleront pas au processus qui a conduit à l’accord initial il y a des décennies.
Même les adversaires les plus acharnés du TMT ne demandent pas la suppression de tous les télescopes. Ils veulent seulement que les observatoires soient de meilleurs voisins, plus sensibles aux préoccupations locales et plus respectueux de la terre à partir de laquelle ils étudient les étoiles. Les kia’i insistent sur le fait qu’ils n’essaient pas d’arrêter la science: ils essaient plutôt de l’améliorer. Un Hawaïen de souche, ancien technicien de télescopes, a déclaré: « La science qui ne permet pas à l’humanité d’avoir une Terre meilleure n’est peut-être pas la science dont nous avons besoin. »
Source: Adapté d’un article paru sur le site Space.com.

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 A lack of consultation.

For the kia’i, their opposition is not just about Mauna Kea, it’s about the way astronomy and science in general operates. One leader of the kia’i emphasized that the solution was not merely for the TMT to move, as some astronomers have begun to call for, but to find a location where people truly welcome it. That could require a new way of approaching such projects. In particular, scientists looking to start a new project would be wise to incorporate local communities in discussions long before any opposition begins, and long before it is even a project.

A concern about water.

For native Hawaiians, another concern is that water. It is present in the traditional ceremonies organised against the TMT construction. They trace water on its journey throughout the island and the water cycle, from ocean to clouds to rain to waterfalls to ponds to rivers to cultivated fields to estuaries to ocean.

It is another irony in the controversy: Among other discoveries, the TMT could help astronomers identify planets with water in their atmospheres, a first step toward finding a habitable world. But the kia’i say it already knows of one very habitable planet with that precious liquid in its atmosphere, and they consider it their responsibility to protect that water and the mountain that anchors it to the Big Island.

One of the Native Hawaiians’ concerns about astronomy at Mauna Kea has been the observatories’ treatment of the water. One of the natives who worked on the summit saw spills of hazardous substances from bug spray to mercury, and there was evidence of only one existing observatory addressing those issues. The TMT’s response is that those concerns are completely unfounded. There’s no evidence the observatory could affect the water as the nearest wells are about 20 kilometres away. Beside, the observatories won’t rely on mercury, the worst of the chemicals used to clean telescope mirrors. The facilities have a system to transport wastewater from science operations and human staff support alike off the mountain.

TMT: An uncertain future.

It is not clear what the TMT’s steps forward might be. If the TMT decides the Mauna Kea site is no longer worth the pain, as the kia’i hope, they will take their plans to the Canary Islands. It’s unclear how much longer they are willing to wait to begin construction  which is scheduled to last 10 years.

A sharper deadline is also looming over Mauna Kea: the master lease agreement between the state and the University of Hawaii, which governs every observatory’s sublease, will expire in 2033. What negotiations might look like is still unclear, but chances are they will not resemble the process that led to the original agreement decades ago.

Even the most strident opponents of TMT are not calling for all the telescopes to be removed. They do, however, want the observatories to be better neighbours, more responsive to local concerns and more respectful of the land from which they study the stars. The kia’i insist they are not trying to stop science: Instead, they are trying to improve it. A native Hawaiian who is a former telescope technician said: « Science that doesn’t empower humanity for a better Earth is maybe not the science we need to be doing. »

Source: Adapted from an article on Space.com.

Photos: C. Grandpey

Les mesures GPS à Hawaii // GPS measurements in Hawaii

Le Global Positioning System (GPS) est un système américain de navigation par satellite conçu à l’origine pour des applications militaires, mais qui est devenu extrêmement populaire et largement utilisé. En plus de la constellation américaine, il existe trois autres systèmes de navigation par satellite (GNSS) dans le monde : GLONASS (Russie), Galilée (Europe) et BeiDou (Chine). Les nouveaux récepteurs GNSS peuvent suivre simultanément plusieurs constellations de satellites, ce qui améliore la précision.
À Hawaii, le HVO exploite un réseau GNSS de 67 stations réparties sur toute l’île, mais avec priorité aux zones de déformation telles que les zones de rift. Ces stations GNSS de haute précision fournissent des données aux scientifiques 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.
Le principe de fonctionnement est le suivant : les satellites GNSS émettent des ondes radio qui se déplacent à la vitesse de la lumière et transmettent des informations sur la position exacte du satellite et l’heure actuelle. L’antenne au sol prend en compte les signaux radio de plusieurs satellites et les transmet au récepteur qui calcule l’emplacement exact selon un processus appelé trilatération. Un système GNSS de haute précision peut déterminer un emplacement avec une marge d’erreur de seulement quelques millimètres.

Actuellement, la constellation GPS américaine compte 33 satellites opérationnels en orbite à une altitude de 20 000 km. Pour localiser avec précision l’emplacement d’une station GNSS, le récepteur doit recevoir en continu des données pendant six heures au moment où les satellites traversent l’horizon en vue de la station. Quatre satellites sont nécessaires pour calculer un emplacement 3D, mais généralement un récepteur GNSS en suit huit ou plus pour calculer une position plus précise.
Plusieurs facteurs peuvent affecter le signal GNSS et la précision des emplacements qui en dépendent. L’ionosphère et la troposphère, couches de l’atmosphère à travers lesquelles se déplacent les ondes radio, peuvent retarder les signaux radio, mais cela peut être corrigé avec des modèles atmosphériques. Il est important que les antennes GNSS fonctionnent dans un environnement bien dégagé,  sans interférence d’objets comme des arbres ou des bâtiments.
Pour obtenir une vue globale des déformations d’un volcan, le HVO effectue également chaque année des mesures sur le terrain sur le Mauna Loa et le Kilauea. Au cours de ces missions, le personnel du HVO place des récepteurs GPS temporaires et des antennes sur des supports – des disques de laiton qui ont été arrimés au sol – et les scientifiques laissent l’équipement en place pendant quelques jours sur chaque site. Le support du récepteur montre généralement une croix à l’intérieur d’un triangle qui sert de point de référence pour le centrage de l’antenne.
Au cours de chaque mission de mesures, le personnel du HVO revient sur les sites de mesures afin de collecter les données et déterminer si la station a bougé. Les données ainsi collectées permettent de calculer à la fois la position horizontale et verticale – comme on le fait pour la latitude, la longitude et l’altitude – et ainsi d’évaluer les variations par rapport aux relevés précédents.
Des campagnes de levés GPS sont conduites sur le Mauna Loa et le Kilauea depuis le milieu des années 1990. Elles fournissent des données extraordinairement précises sur la déformation de ces volcans. En plus du Mauna Loa et du Kilauea, le Hualalai et l’Haleakala sont inspectés périodiquement (tous les trois à cinq ans) dans le cadre du programme de surveillance des volcans par le HVO.
Source: USGS / HVO.

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The Global Positioning System (GPS) is a US satellite-navigation system originally designed for military use but now an extremely popular and widely used technology. In addition to the US constellation, there are three other Global Navigation Satellite Systems (GNSS): GLONASS (Russia), Galileo (European) and BeiDou (China). New GNSS receivers can simultaneously track multiple constellations of satellites , which provides improved accuracy.

In Hawaii, HVO operates a 67-station GNSS network spread out across the island but concentrated near persistent deforming features like rift zones. These high-precision GNSS stations give scientists a 24/7 record.

GNSS satellites send out radio waves that travel at the speed of light and transmit information about the exact position of the satellite and the current time. The antenna on the ground listens to the radio signals from multiple satellites and passes them to the receiver which calculates the exact location using a process called trilateration. High-precision GNSS equipment and analysis can determine a location down to less than a centimetre.

Currently, the American GPS constellation has 33 operational satellites orbiting at an altitude of 20 000 km. To accurately pinpoint the location of a high-precision GNSS station, the receiver must continuously receive data for six hours as satellites arc across the horizon in view of the station. Only four satellites are needed to calculate a 3-D location, but typically a GNSS receiver will track eight or more to calculate a more precise position.

There are several factors that affect the GNSS signal and accuracy of derived locations. The ionosphere and troposphere, layers of the atmosphere through which the radio waves travel, introduce delays in the radio signals that can be corrected with atmospheric models. It is important for GNSS antennas to have enough clear “sky view” without object interference suchas trees or buildings.

To get a more complete view of the deforming volcano, HVO also conducts yearly campaign surveys on Mauna Loa and Kilauea. During these surveys, HVO staff place temporary GPS receivers and antennas on benchmarks – permanent brass disks that have been drilled into the ground – and leave the equipment in place for a couple of days at each site. The benchmark typically has a cross inside a triangle that serves as a reference point for centering of the antenna.

During each survey, HVO staff returns to these benchmarks to collect data and determine how the point has moved. Data collected allow to calculate both a horizontal and vertical location, similar to latitude, longitude, and altitude and thus to evaluate the change from prior surveys.

Campaign of GPS surveys have been conducted on both Mauna Loa and Kilauea since the mid-1990s, providing extraordinary records of volcano deformation. Along with Mauna Loa and Kilauea, Hualalai and Haleakala are surveyed periodically (every three to five years) as part of HVO’s volcano monitoring program.

Source : USGS / HVO.

Station GPS sur le flanc sud du Kilauea (Crédit photo : USGS)

Hawaii: Réouverture prochaine du Thurston Lava Tube // Nāhuku soon to reopen

Le Thurston Lava Tube – Nāhuku en hawaiien – est l’un des sites les plus visités du Parc National des Volcans d’Hawaï. Malheureusement, l’éruption du Kilauea en 2018 a causé des dégâts considérables et le site a dû être fermé.
Il y a quelques jours, les autorités du parc national ont indiqué qu’elles faisaient tout leur possible pour que le tunnel de lave soit de nouveau accessible. Depuis le 28 janvier 2020, la route de secours non goudronnée entre la Highway 11 et les toilettes de Nāhuku a été fermée au public afin de pouvoir réparer une ligne électrique qui sera désormais enterrée, ce qui suppose de creuser une tranchée. Les travaux prendront probablement entre deux et quatre semaines.
Selon les responsables du parc, le Thurston Lava Tube pourrait rouvrir au cours des prochaines semaines, «sauf imprévu.».

Le Thurston Lava Tube n’est pas le seul tunnel de lave à Hawaï. D’autres méritent également une visite comme ceux de Kaumana le long de la Saddle Road. Cependant, le tunnel le plus spectaculaire sur la Grande Ile est probablement le Kazumura, l’un des plus longs tunnels de lave sur Terre. En 2002, la longueur a été estimée à 65,6 km. Il s’est formé il y a 500 à 600 ans. Ses ramifications traversent une grande partie du District de Puna et on a recensé plus de 100 points d’entrée. Tous se trouvent sur des terres privées, mais certains propriétaires organisent des visites des tunnels. A noter que la visite de Kazumura fait partie des voyages à Hawaï organisés par l’agence française Aventure et Volcans.
Cependant, le plus beau tube de lave que j’aie jamais visité n’est pas à Hawaï, mais sur l’île de la Réunion où le Tunnel Bleu est exceptionnel. J’en profite pour adresser mes amitiés à Rudy Laurent.

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The Thurston Lava Tube – Nāhuku en hawaiien – is one of the highlights in Hawaii Volcanoes National Park. Unfortunately, the 2018 Kilauea eruption caused widespread damage and the site had to be closed.

The National Park authorities indicated a few days ago that they are making steady progress to reopen the Thurston Lava Tube. Starting on January 28th, 2020, the unpaved emergency “Escape Road” between Highway 11 and the comfort station at Nāhuku has been closed to the public while repairs were made to a faulty electrical line: The replacement line is being placed underground after the area is trenched. Repairs could take two to four weeks.

According to Park officials, the lava tube could be reopened in the next few weeks, “barring any unforeseen circumstances.”

The Thurston Lava Tube is not the only lava tunnel in Hawaii.  Others are also worth a visit like the Kaumana caves along the Saddle Road. However, the most dramatic lava tube on Hawaii Big Island is probably the Kazumura Cave, one of the longest known lava tubes on Earth. In 2002 the length of the cave was measured at 65.6 km. It was formed 500 to 600 years ago. The cave runs through a large part of the Puna district and over 100 entrance points to Kazumura have been documented.  All of these are on private lands but some of these landowners organize tours of the caves. The visit is part of a journey to Hawaii organised by the French travel agency Aventure et Volcans.

However, the most beautiful lava tube I have ever visited is not in Hawaii, but on Reunion Island where the Blue Tunnel is exceptional. Regards to Rudy Laurent.

Voûte du Kazumura (Hawaii)

Dans le Tunnel Bleu… (Ile de la Réunion)

(Photos: C. Grandpey)

 

Lacs et légendes sur le Kilauea (Hawaii) // Lakes and legends on Kilauea Volcano (Hawaii)

Après la dernière éruption du Kilauea en 2018, un lac d’eau souterraine est apparu au fond du cratère de l’Halema’uma’u et a remplacé le lac de lave qui existait depuis plusieurs années. Le HVO explique qu’il s’agit du premier lac d’eau souterraine observé au fond du cratère depuis près de 200 ans. Afin d’en savoir plus sur de tels lacs dans l’histoire du volcan, le personnel du HVO s’est tourné vers les légendes hawaiiennes susceptibles de faire état d’un lac de cratère, et a essayé de comprendre si un tel lac était associé à des éruptions explosives.
L’existence d’un lac n’est pas mentionnée explicitement dans les légendes hawaiiennes, mais les Hawaiiens racontent des histoires où Pelehonuamea redoutait la noyade de ses épanchements de lave sur le Kilauea.

Dans l’une des légendes, Pele et sa sœur Namakaokaha’i, l’aînée d’une famille de nombreux frères et sœurs, étaient dotées de pouvoirs différents; Pele régnait sur les volcans et les éruptions alors que Namakaokaha’i régnait sur les mers et les plages.
Namaka, comme ses amis l’appelaient, détestait quand Pele répandait de la lave sur les plages et pénétrait dans l’océan. Pele n’appréciait pas non plus que Namaka essaie de retirer la lave des côtes. Elles se battaient fréquemment. Même aujourd’hui, on peut voir ces deux sœurs continuer à se battre au travers des explosions spectaculaires chaque fois que la lave pénètre dans l’océan.

Kamapua’a, la divinité porcine d’O’ahu, qui s’est rendue un jour sur le Kilauea pour courtiser Pele et la prendre pour épouse, est au centre d’une autre légende dans laquelle l’eau est présente. Pele a constamment rejeté les avances de Kamapua’a, l’insultant et essayant même de le tuer. L’empressement de Kamapua’a s’est transformé en colère et le porc a inondé d’eau le cratère de Pele, dans l’espoir d’y éteindre le feu du volcan. Heureusement, le frère de Pele avait caché les bâtons de feu et les a utilisés pour faire réapparaître la lave.

Certaines versions de cette légende décrivent Pelé en train de poursuivre Kamapua’a jusqu’à la mer sous la forme d’une coulée de lave ou d’une projection de roches incandescentes; d’autres récits font se terminer le conflit par un bref mariage.

Une légende plus connue est celle qui fait entrer Hi’iakaikapoliopele, la plus jeune sœur de Pele. Il s’agit d’une longue histoire en grande partie centrée sur le voyage de Hi’iaka entre le cratère du Kilauea et Kaua’i où elle avait l’intention de retrouver Lohi’au, l’amant de Pele et de le prendre pour époux. En chemin, Hi’iaka est devenue une femme puissante.
Le voyage a été long et Pelé craignait que Lohi’au lui soit infidèle. Elle avait raison de ressentir cette crainte. Quand Hi’iaka est arrivée au bord du cratère du Kilauea en compagnie de Lohi’au, son nouveau mari, Pele est entrée dans une colère noire et a ordonné à ses frères et sœurs de tuer Lohi’au en guise de punition. Hi’iaka s’est mise elle aussi en colère et elle a décidé de récupérer l’esprit de son époux pour le ramener à la vie ; Elle décida aussi de se venger et de détruire Pele en inondant le cratère du Kilauea avec de l’eau.
Hi’iaka est entrée sur le plancher du cratère et, ne trouvant pas l’esprit de son mari, elle a violemment frappé le sol du pied, faisant s’ouvrir la première couche du Kilauea. Elle regarda dans l’ouverture qui s’était formée et, ne voyant toujours pas son mari, elle frappa de nouveau le sol. Elle traversa plusieurs couches sans trouver l’esprit de Lohi’au. Les secousses produites par les piétinements répétés de Hi’iaka pour s’enfoncer à l’intérieur du cratère ressemblent étrangement à la forte activité sismique qui a accompagné l’effondrement de l’Halema’uma’u en 2018. Hi’iaka a finalement atteint la cinquième couche, celle qui retenait l’eau qui, si elle était libérée, inonderait le cratère et transformerait le Kilauea en un lac qui éteindrait à jamais le feu de Pelé. Au dernier moment, Hi’iaka a décidé de ne pas mettre à exécution son projet destructeur et elle s’est finalement réconciliée avec sa sœur.
Hi’iaka cherchait l’eau souterraine, la même que l’on peut voir aujourd’hui au fond de l’Halema’uma’u. Des études géophysiques au cours des 30 à 40 dernières années ont montré la présence d’une nappe phréatique à environ 600-800 mètres au-dessus du niveau de la mer, sous le plancher de la caldeira. Les scientifiques du HVO sont persuadés que le lac actuellement en formation est alimenté par cette eau souterraine qui revient à son ancien niveau après l’effondrement sommital de 2018.
Les géologues du HVO pensent que la légende de Hi’iaka et de Pele peut avoir été inspirée par un effondrement de la caldeira du Kilauea vers l’année 1500. Bien que dans la plupart des versions de ces légendes – que ce soit le déluge de Kamapua’a qui n’a pas provoqué d’explosions, ou la courroux d’Hi’iaka qui n’a jamais fait déferler d’eau souterraine – l’’étude géologique des dépôts de matériaux après l’effondrement de l’Halema’uma’u laisse supposer qu’il y a eu au moins une fois la présence intermittente d’un lac dans le cratère.

Ces légendes ne sont que quelques exemples de la richesse de la littérature hawaïenne sur Pelehonuamea et ses volcans. Parallèlement aux études géologiques, ces récits peuvent aider à mieux comprendre le paysage volcanique en constante évolution sur le Kilauea.
Source: USGS / HVO.

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After Kilauea’s last eruption in 2018, a groundwater lake appeared at the bottom of Halema’uma’u Crater and replaced the lava lake that existed for several years. HVO explains it is the first lake of groundwater observed on the crater floor in nearly 200 years. In order to know more about similar lakes in the volcano’s history, HVO staff looked to Hawaiian chants for mention of a crater lake and tried to understand whether it was associated with explosive eruptions.

A lake is not mentioned explicitly in Hawaiian legends, but Hawaiians did tell a few stories where Pelehonuamea faced the threat of water drowning her volcanic fires at Kilauea.

In one of the legends, Pele and her older sister Namakaokaha’i, the eldest in a family of many siblings, were imbued with different powers; Pele reigned over volcanoes and eruptions wheras Namakaokaha’i ruled the seas and beaches.

Namaka, as her friends used to call her, hated when Pele spread lava over beaches and intruded land into the ocean. Pele did not appreciate either Namaka trying to remove lava from the coasts. They fought frequently. Even today, we can see these two sisters continuing to fight with spectacular explosive displays each time lava enters the ocean.

Another Pele story involving water features Kamapua’a, the pig deity from O’ahu, who travelled to Kilauea to woo Pele and take her for his wife. Pele persistently spurned his advances, insulting him and even trying to kill him. Kamapua’a’s infatuation turned into anger, and the pig-man flooded Pele’s crater with water to put out her volcanic fires.

Fortunately, Pele’s brother hid her firesticks and used them to reignite the volcanic flames. Some versions of this story describe Pele chasing Kamapua’a to the sea as either a lava flow or ejected hot rocks; other versions resolve the conflict in a brief marriage.

A better-known story is the saga of Hi’iakaikapoliopele, Pele’s youngest sister. It’s a long story mostly focused on Hi’iaka’s journey from Kilauea Crater to Kaua’i to retrieve Pele’s lover, Lohi’au. Along the way, Hi’iaka developed into a powerful woman.

The journey was long, and Pele became suspicious that Lohi’au was being unfaithful to her.

When Hi’iaka arrived at the Kilauea Crater rim with her new husband, Lohi’au, Pele was incensed and ordered her siblings to kill him as punishment. This enraged Hi’iaka and she decided to retrieve Lohi’au’s spirit to revive him, and to seek revenge and destroy Pele by flooding Kilauea Crater with water.

Hi’iaka jumped down to the crater floor, and not finding the spirit of her husband, stomped her feet and the first layer of Kilauea cracked open. She looked down, but still not seeing her husband, she stomped again. She continued stomping through several layers without finding her husband’s spirit. The described effects of Hi’iaka repeatedly stomping to get deeper beneath the crater floor are eerily like the continuous strong shaking of the 2018 collapse events. Hi’iaka finally got down to the fifth layer that was holding back water, which, if released, would rise and flood the crater, turning Kilauea into a lake and putting out Pele’s fires forever. At the last instant, Hi’iaka was dissuaded from her destructive task and reconciled with her sister.

Hi’iaka was seeking groundwater like that which can be seen in Halema’uma’u today. Geophysical studies over the past 30-40 years showed the presence of a water table, elevated about 600-800 m above sea level, beneath the caldera floor. HVO scientists hypothesize that the currently growing lake is an exposure of this groundwater returning to its former level following the 2018 summit collapse.

HVO geologists think this Hi’iaka story may have been inspired by an earlier Kilauea caldera collapse about 1500 CE. Although in most versions of the story Kamapua’a’s deluge did not result in explosions and Hi’iaka never unleashed subterranean water, geologic study of post-collapse explosive deposits suggests at least an intermittent presence of a lake.

These legends are but a few from the rich Hawaiian literature on Pelehonuamea and her volcanoes. Along with geologic studies, they can provide insight to understanding the ever-changing volcanic landscape of Kilauea.

Source: USGS / HVO.

Photos: C. Grandpey