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Changement climatique: Un déluge s’abat sur Kauai (Hawaii) // Climate change : Kauai (Hawaii) hit by a historic deluge

Le changement climatique provoque de plus en plus d’événements météorologiques extrêmes à travers le monde. Ce qui vient de se passer sur l’île hawaïenne de Kauai les 14 et 15 avril 2018 est un bon exemple de ce qui nous attend dans les années à venir.
Kauai n’est pas l’île la plus visitée de l’archipel hawaïen. D’un point de vue géologique, c’est la plus ancienne. Elle est connue sous le nom d’ »Ile Jardin » .L’un des sites les plus célèbres de Kauai est le Canyon de Waimea.
Kauai a beaucoup souffert au fil des ans. L’île a survécu au tsunami de 1946. Un autre raz-de-marée en 1957 l’a frappée avec des vagues atteignant 15 mètres de haut. Lorsque l’ouragan Iwa a balayé l’Ile Jardin en 1982, il a causé environ 250 millions de dollars de dégâts. En 1992, l’ouragan Iniki a tué six personnes à Kauai et endommagé ou détruit plus de 14 000 maisons. Cependant, les habitants de Kauai disent qu’ils n’ont jamais rien connu comme les trombes d’eau qui se sont déversées sur l’île ce mois-ci. Pour eux, c’est la tempête du siècle, mais il est probable que la prochaine surviendra dans seulement quelques années, compte tenu de la réalité du changement climatique. Le National Weather Service a déclaré que près de 125 centimètres de pluie sont tombés à Kauai en 24 heures. C’est l’événement pluvieux le plus important observé sur l’archipel hawaiien depuis le début des relevés en 1905
Alors que Kauai panse ses blessures, les scientifiques préviennent que ce déluge est la première grande tempête à Hawaï liée au changement climatique. Il y a des ressemblances frappantes entre les inondations à Kauai et les récentes inondations en Californie. La cause est identique : L’atmosphère plus chaude retient plus d’humidité qui s’accumule jusqu’à ce qu’elle rencontre de l’air froid et sec, créant ainsi un système instable qui déclenche ce que certains météorologues appellent une «bombe de pluie». Une étude publiée dans la revue scientifique Nature Climate Change a indiqué que la Californie doit s’attendre à des conditions météorologiques plus instables, faisant osciller des années sèches et humides, à cause du changement climatique provoqué par l’homme.
Les conditions météorologiques extrêmes ont causé de lourds dégâts à Kauai. Les pluies intenses n’ont pas seulement déclenché des glissements de terrain. Des voitures et des animaux ont été emportés dans les eaux en furie. Par chance, aucun habitant ni aucun touriste n’est mort. Certaines personnes ont été évacuées par avion ou sauvées par bateau. Des bisons ont été emportés par les eaux de crue et certains ont été récupérés dans l’océan après avoir nagé pour échapper à la mort. Les localités pittoresques de Wainiha et de Haena, sur la côte nord ont été les plus durement touchées car la seule route qui y mène est bloquée par des glissements de terrain. Elle ne pourra probablement pas rouvrir avant des mois.
Pendant environ une semaine après la tempête, l’océan aux belles couleurs bleue et turquoise autour de l’île a pris la teinte orange du sol volcanique. Comme Kauai est la plus ancienne des îles hawaïennes, les montagnes ont des pentes très raides et la distance entre les sommets des montagnes, où il a plu, et la mer est relativement courte. Les sédiments n’ont donc pas eu le temps de se déposer pendant leur course folle vers l’océan.
Source: Los Angelas Times.

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Climate change is causing more and more extreme weather events around the world. What happened on the Hawaiian island of Kauai on April14th and 15th, 2018 is a good example of what we can expect for the future.

Kauai is not the most visited island of the Hawaiian archipelago. It is geologically the oldest one and is also known as the « Garden Isle”. One of the most famous sites of Kauai is Waimea Canyon.

Kauai has weathered a lot over the years. It survived the 1946 tsunami, which damaged all the islands. Another tsunami in 1957 hit Kauai with waves up to 15 metres high. When Hurricane Iwa swept the Garden Island in 1982 it did about $250 million in damage. In 1992, Hurricane Iniki killed six people on Kauai, and damaged or destroyed more than 14,000 homes. However, the people in Kauai say they have never experienced anything like the thunderstorm that drenched the island this month. They have been describing this latest storm as a 100-year-flood, but it is likely that the next one is just a few years off, given the reality of climate change. The National Weather Service said nearly 125 centimetres of rain fell in 24 hours. This is the most severe rain event [in Hawaii] that has been observed since records started being kept in 1905

Now, as Kauai continues to recover, scientists warn that this deluge was the first major storm in Hawaii linked to climate change. There are striking similarities with the flooding on Kauai and the recent flooding in California. The warmer atmosphere is holding more moisture that builds up until it meets with cold dry air, creating a massive unstable system which causes what some meteorologists are now referring to as a ‘rain bomb.’ A study published in the scientific journal Nature Climate Change said that California can expect more volatile weather, swinging from dry to wet years, because of human-caused climate change.

The extreme weather caused heavy damage on Kauai. The intense rainfall not only triggered landslides.  Cars and animals were swept away in raging waters, but no residents or visitors died. Some were airlifted to safety or rescued by boat. Members of a bison herd were displaced or carried off by floodwaters, and some were rescued from the ocean after swimming for their lives. The picturesque North Shore communities of Wainiha and Haena are considered the hardest-hit because the only road that leads to them, Kuhio Highway, is now blocked by landslides. Officials say it may not fully reopen for months.

For about a week after the storm, the normally aquamarine ocean around the island was an eerie orange, a sign of the volcanic soil. Since Kauai is the oldest of the Hawaiian Islands, the mountains are exceptionally steep and the distance between the mountain tops, where it rained, and the sea is relatively short. There was no time for the red-orange clay to settle as water raced out out to sea.

Source: Los Angelas Times.

Photos: C. Grandpey

Kilauea (Hawaii) : Intensification de l’activité // Increased activity

Les observations et les mesures concernant l’éruption du Pu’uO’o au cours du mois dernier montrent que le système magmatique sous le cratère est de plus en plus sous pression. Si cette activité se poursuit, une nouvelle bouche pourrait s’ouvrir à tout moment, soit sur le cône du Pu’uO’o, soit à proximité, le long de l’East Rift Zone. Depuis la mi-mars 2018, les tiltmètres et les stations GPS sur le Pu’uO’o enregistrent un gonflement prononcé du cône. De plus, les images récentes des webcams ont révélé un soulèvement de plusieurs mètres du plancher du cratère. Ces observations sont la preuve que le magma s’accumule à de faibles profondeurs sous le Pu’uO’o. Des épisodes similaires d’inflation et de soulèvement du plancher du cratère sont survenus en mai-juin 2014 et en mai 2016. Ils ont précédé l’ouverture de nouvelles bouches sur le Pu’uO’o; elles ont donné naissance à la coulée du 27 juin (active en 2014-2016) et la 61g (active depuis 2016).

Au sommet du Kilauea, le niveau du lac de lave dans l’Halema’uma’u est le plus haut observé depuis plus d’un an. Le 16 avril au matin, il se trouvait à une dizaine de mètres sous la lèvre de l’Overlook Crater et était visible depuis la terrasse du Jaggar Museum. Il a baissé quelque peu depuis cette date et se situait ce matin à une vingtaine de mètres sous la lèvre. Le lac de lave avait atteint une telle hauteur le 4 janvier 2017. La lave est haute depuis vendredi mais on ne sait pas pendant combien de temps elle maintiendra cette tendance qui peut rapidement s’inverser….ou se poursuivre ! La lave pourrait déborder sur le plancher du cratère de l’Halema’uma’u, comme cela s’est produit en octobre 2016 et avril et mai 2015.

Outre l’augmentation d’activité du lac de lave, le HVO a détecté les 10 et 11 avril un essaim sismique avec 194 événements. Leur magnitude était de M 2 ou moins et ils étaient trop faibles pour être ressentis. Ils étaient situés entre 5 et 10 kilomètres sous le sommet. De tels essaims se produisent tous les deux ans, souvent sans aucun effet apparent sur l’activité éruptive au sommet ou sur le Pu’u’O’o.

Source: HVO.

Le Kilauea est l’un des volcans les mieux surveillés au monde. La situation est semblable à celle observée sur Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion). Les scientifiques travaillant dans les observatoires sont capables de décrire ce qui se passe, mais ils ne sont pas en mesure de faire des prévisions sur le comportement à court terme de ces deux volcans.

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Observations and measurements of the Pu‘uO‘o eruption during the past month suggest that the magma system beneath the crater has become increasingly pressurized. If this activity continues, a new vent could form at any time, either on the Pu’uO’o cone or along adjacent areas of the East Rift Zone. Since mid-March 2018, a tiltmeter and GPS stations on Pu’uO’o have recorded a pronounced inflationary trend of the cone, and recent webcam images have detected simultaneous uplift of the crater floor by several metres. These observations provide evidence that magma is accumulating at shallow depths beneath Pu‘uO’o. Similar episodes of inflation and uplift of the crater floor occurred in May–June 2014 and May 2016. These episodes preceded the opening of new vents on Pu‘uO’o that produced the June 27th flow (active in 2014-2016) and the 61g flow (active since 2016).

At the summit of Kilauea, the Halema’uma’u lava lake is the highest it has been in more than a year. On Monday morning, its level was just 10 metres below the Overlook rim, making it visible from the terrace of the Jaggar Museum. It has dropped a littlee since then and was about 20 metres beneath the rim this morning. The lava lake was last that high on January 4th, 2017.The lava has been rising since Friday but it is not known how long that trend, which can quickly reverse, will continue. The lake might go high enough to spill onto the floor of Halema‘uma‘u Crater. That happened in October 2016 and April and May 2015.

Beside the increased activity at the lava lake, on April 10th  and 11th, HVO detected a swarm of small earthquakes with 194 events. Their magnitude was M2 or smaller and they were too weak to be felt. They were located between 5 and 10 kilometres below the summit. Such swarms happen every couple of years, often with no apparent effects on eruption activity at the summit or at Pu‘u ‘O‘o.

Source: HVO.

Kilauea is one of the best monitored volcanoes in the world. The situation is like on the Piton de la Fournaise (Reunion Island). The scientists working at the observatories are able to describe what is happening but they are not able to make predictions about the short-term behaviour of both volcanoes.

Vue du lac de lave de l’Halema’uma’u le 15 avril 2018. La lave se situait à seulement une dizaine de mètres sous la lèvre du cratère (Crédit photo: HVO)

Le Grand Séisme de Ka’u (Hawaii) en 1868 // The great 1868 earthquake of Ka’u (Hawaii)

Aujourd’hui 2 avril 2018 marque le 150ème anniversaire du plus puissant séisme jamais enregistré à Hawaï au cours des deux derniers siècles. D’une magnitude estimée à M 7,9, ce séisme avait son épicentre près de Pahala dans le district de Ka’u. Connu sous le nom de Grand Séisme de Ka’u, il a atteint la même intensité que celui de San Francisco en 1906. Il a été ressenti jusque sur l’île de Kauai et a fait s’arrêter les horloges sur l’île d’Oahu. À Ka’u, où les secousses ont duré plusieurs minutes, la destruction fut presque totale. Les bâtiments et les murs construits en pierre ont été détruits jusqu’à Hilo. Les secousses ont provoqué des glissements de terrain depuis  Ka’u jusque sur la côte nord d’Hamakua et ont provoqué une petite éruption sur la zone de Rift Sud-Ouest du Kilauea. Une coulée de boue à Wood Valley, au nord de Pahala, a enseveli 31 Hawaïens. Un tsunami a fait déferler au moins huit vagues de plus de 6 mètres de hauteur pendant plusieurs heures. Elles ont causé des dégâts de South Point (Kalae) à Cape Kumukahi (Kapoho), détruit plus de 100 structures et tué 47 personnes. Si un tel événement se produisait aujourd’hui, le Grand Séisme de Ka’u serait l’un des plus puissants enregistrés ces dernières années à travers le monde. Comme l’île d’Hawaï était peu peuplée en 1868, les pertes humaines furent limitées.
À Hawaï, les séismes les plus destructeurs se produisent le long d’une faille en pente douce située entre la base des volcans et l’ancien fond océanique sur lequel ils reposent. Cette faille, située à une profondeur d’environ 11 km, est connue géologiquement sous le nom de faille de décollement (du mot français « décoller », qui signifie « se détacher de »).
Une grande partie de l’île d’Hawaii a été secouée par l’événement de 1868. Si l’on se réfère aux mesures effectuées lors du séisme de M 7 à Kalapana en 1975, également sur la faille de décollement, toute la partie de l’île située au sud et à l’est du sommet et des zones de rift du Mauna Loa s’est probablement déplacée vers la mer et s’est affaissée durant la séisme de 1868.
Le Grand Séisme de Ka’u du 2 avril faisait partie d’une crise volcanique de longue durée qui s’est déroulée pendant 16 jours. Le 27 mars, une éruption a commencé en douceur dans le Moku’aweoweo, la caldeira sommitale du Mauna Loa. L’activité sismique a augmenté tout au long de la journée et, dans l’après-midi du 28 mars, un séisme de magnitude 7,0 s’est produit à Ka’u et a causé d’importants dégâts. Au cours des quatre jours suivants, des secousses presque continues ont été signalées à Ka’u et à Kona Sud. Les séismes se sont poursuivis à raison de 50 à 300 événements par jour – dont un événements de M 6,0 – jusqu’au 2 avril, date à laquelle le Grand Séisme de Ka’u s’est produit à 16 heures. Une violente réplique a eu lieu le 4 avril et des répliques de magnitude décroissante ont continué pendant plusieurs dizaines de jours.
Le Grand Séisme de Ka’u a débloqué la zone de rift sud-ouest du Mauna Loa et le 7 avril 1868 une fissure éruptive s’est ouverte sur le volcan, juste au-dessus de la zone où se trouvent aujourd’hui la route 11 et à l’est des Hawaiian Ocean View Estates.
Bien que nous ne sachions pas à quelle fréquence des événements aussi puissants que le Grand Séisme de Ka’u peuvent se produire, nous savons qu’à Hawaii ce sont les volcans actifs qui gèrent les contraintes qui génèrent les plus grands séismes. Les risques liés au Mauna Loa comprennent donc des éruptions, mais aussi de puissants séismes le long de la faille de décollement de Ka’u et de Kona Sud, comme le confirme le séisme de M 6.9 enregistré près de Captain Cook en 1951. Pour cette raison, il est conseillé aux habitants de l’île d’Hawaii de se tenir prêts à faire face à des éruptions volcaniques, mais aussi à des séismes potentiellement destructeurs.
Source: USGS / HVO.

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Today April 2nd 2018 marks the 150th anniversary of the largest earthquake to strike Hawaii in the last two centuries. Estimated to be an M 7.9 event, this earthquake struck near Pahala in the Ka‘u District of the Island of Hawaii in 1868. Known as the great Ka’u earthquake, it had the same maximum intensity as the 1906 San Francisco earthquake. It was felt as far away as the island of Kauai and stopped clocks on Oahu. In Ka’u, where the shaking went on for several minutes, the destruction was nearly total. Stone buildings and walls were destroyed as far away as Hilo. The shaking caused landslides from Ka’u to Hawaii Island’s northern Hamakua coast and induced a small eruption on Kilauea Volcano’s Southwest Rift Zone. A mudslide in Wood Valley north of Pahala buried 31 Hawaiians. A tsunami, consisting of at least eight waves over several hours, was estimated to be more than 6 metres high in Ka’u. The waves caused damage from South Point to Cape Kumukahi (Kapoho), destroyed more than 100 structures, and took 47 lives. If it happened today, the great Ka’u earthquake would be one of the world’s strongest earthquakes of these past years. Because the Island of Hawaii was sparsely populated in 1868, the loss of lives was limited.

In Hawaii, the most destructive earthquakes occur along a gently sloping fault between the base of the volcanoes and the ancient ocean floor on which they are built. This fault, located at a depth of approximately 11 km, is known geologically as a décollement, from the French word “décoller,” which means “to detach from.”

A large part of the Island of Hawaii moved during the 1868 event. Based on measurements of how much the earth moved during Hawaii’s M 7.7 Kalapana earthquake in 1975, which also occurred on the décollement, the entire island south and east of Mauna Loa’s summit and rift zones probably moved seaward and subsided several metres during the great Ka’u earthquake of 1868.

The April 2nd great Ka’u earthquake was part of a larger volcanic crisis that unfolded over 16 days. On March 27th, an eruption quietly began in Moku’aweoweo, the caldera at the summit of Mauna Loa. Seismic activity increased through the day, and by the afternoon of March 28th, an M 7.0 earthquake occurred in Ka’u, which caused extensive damage. During the following four days, nearly continuous ground shaking was reported in Ka’u and South Kona. Earthquakes continued at rates of 50 to 300 events per day, including an M 6.0 each day, leading up to April 2nd, when the great Ka‘u earthquake occurred at 4 p.m. A severe aftershock occurred on April 4th, and aftershocks of decreasing magnitudes continued for several tens of days.

The great Ka’u earthquake unlocked Mauna Loa’s Southwest Rift Zone, and on April 7th, 1868, an eruptive fissure opened low on the mountain, just above today’s Highway 11 and east of Hawaiian Ocean View Estates.

Though we do not know how often events as large as the great Ka’u earthquake occur, we do know that, in Hawaii, active volcanoes drive the stresses that generate the largest earthquakes. Mauna Loa’s hazards, therefore, include eruptions, as well as large earthquakes along the décollement in Ka’u and South Kona, like the M 6.9 earthquake that occurred near Captain Cook in 1951. Because of this, Island of Hawai‘i residents are encouraged to be prepared for both volcanic eruptions and potentially damaging earthquakes.

Source: USGS / HVO.

Zone de rift dans le désert de Ka’u (Photo: C. Grandpey)

Le point chaud hawaiien s’est-il déplacé dans le passé ? // Did the Hawaiian hotspot move in the past ?

De nos jours, Hawaï est considéré comme un exemple parfait de « point chaud ». Cette expression fait référence à l’ascension du magma en provenance du manteau profond qui, tel un chalumeau, perce la croûte terrestre et donne naissance à des volcans. On pense que ces « hotspots » sont immobiles. Au fur et à mesure que la plaque tectonique se déplace, un chapelet de volcans se forme, avec le plus jeune à une extrémité et le plus ancien à l’autre, comme on peut le voir à Hawaii aujourd’hui : Le plus jeune volcan – Lo’ihi – se trouve encore sous la surface de l’océan au SE de Big Island, tandis que les anciens volcans sont devenus des atolls au nord-ouest de l’archipel.
Cette même théorie a été proposée dès le début de l’étude des îles hawaïennes. Les scientifiques pensaient qu’elles étaient l’extrémité la plus jeune de la chaîne sous-marine Hawaii-Empereur qui se trouve sous le Pacifique Nord-Ouest. Les chercheurs ont ensuite eu un doute et se sont demandés si les points chauds étaient vraiment immobiles. La cause de ce doute était un virage d’environ 60 degrés amorcé par cette chaîne volcanique née il y a 47 millions d’années. Cette courbe de trajectoire pouvait s’expliquer par un changement brusque du mouvement de la plaque Pacifique, mais cela supposait que cette plaque ait pris une direction sensiblement différente par rapport aux plaques tectoniques adjacentes. Les chercheurs n’ont trouvé aucune preuve de ce phénomène.

Des études récentes ont suggéré que deux processus ont pu entrer en jeu: D’une part, la plaque Pacifique avait changé de direction. D’autre part, le point chaud hawaïen s’était déplacé relativement rapidement vers le sud au cours de la période de 60 à environ 50 millions d’années, puis il s’était arrêté. Si on prend en compte ce mouvement rapide du point chaud, cela signifie qu’une toute petite variation de déplacement de la plaque du Pacifique est suffisante pour expliquer la chaîne volcanique.
Cette hypothèse est maintenant étayée par les travaux de chercheurs de l’Oregon State University qui ont procédé à une nouvelle datation des volcans de la chaîne volcanique de Rurutu, y compris les îles volcaniques de Tuvalu dans le Pacifique occidental. En outre, ils ont incorporé des données similaires de la chaîne Hawaii-Empereur et de la chaîne Louisville dans le Pacifique Sud. En se basant sur la géographie et l’âge des volcans présents dans ces trois chaînes, les chercheurs ont pu étudier le passé géologique et observer comment les trois points chauds se sont déplacés les uns par rapport aux autres pendant des millions d’années.
Les résultats, publiées dans la revue Nature Communications, montrent que le mouvement relatif des points chauds sous Rurutu et Louisville est peu important, alors que le point chaud Hawaii-Empereur affiche un mouvement important entre 60 et 48 millions d’années par rapport aux deux autres points chauds. La modélisation géodynamique montre que le point chaud hawaiien s’est déplacé sur plusieurs dizaines de kilomètres par million d’années, et les données paléomagnétiques confirment cette interprétation. Les chercheurs admettent que les modèles définissant le mouvement de la plaque Pacifique et les points chauds qui s’y trouvent présentent encore quelques inexactitudes. Avec davantage de données de terrain et d’informations sur les processus profonds dans le manteau, ils espèrent expliquer plus en détail l’évolution de la courbe amorcée par la chaîne Hawaii-Empereur.
Sources: GFZ GeoForschungsZentrum Potsdam, Centre Helmholtz; Science Daily.

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Today, Hawaii is considered as the perfect example of a hotspot. The word refers to the ascent of magma from the deep mantle to the surface. Like a blowpipe, this magma burns through the Earth’s crust and forms volcanoes. For a long time, it was assumed that these hotspots were stationary. If the tectonic plate moves across it, a chain of volcanoes evolves, with the youngest volcano at one end, the oldest at the other, as can be seen in Hawaii today, with the youngest volcano – Lo’ihi – still underwater to the SE of Big Island and the ancient volcanoes now turned into atolls to the NW of the archipelago.

This concept had initially ben proposed for the Hawaiian Islands. They are the youngest end of the Hawaiian-Emperor chain that lies beneath the Northwest Pacific. But soon there was doubt over whether hotspots are truly stationary. The biggest contradiction was a striking bend of about 60 degrees in this volcanic chain, which originated 47 million years ago. If the bend was explained with just a sudden change in the movement of the Pacific Plate, this would suppose a significantly different direction of motion at that time relative to adjacent tectonic plates. However, researchers have not found any evidence for that.

Recent studies have suggested that apparently two processes were effective: On the one hand, the Pacific Plate has changed its direction of motion. On the other hand, the Hawaiian hotspot moved relatively quickly southward in the period from 60 to about 50 million years ago, and then stopped. If this hotspot motion is considered, only a smaller change of Pacific plate motions is needed to explain the volcano chain.

This hypothesis is now supported by work of researchers from Oregon State University who have evaluated new rock dating of volcanoes in the Rurutu volcanic chain, including, for example, the Tuvalu volcanic islands in the Western Pacific. Furthermore, they added similar data from the Hawaiian-Emperor chain and the Louisville chain in the Southern Pacific. Based on the geography and the age of volcanoes in these three chains, researchers could look into the geological past and see how the three hotspots moved relative to each other over millions of years.

The new data published in the journal Nature Communications shows that the relative motion of hotspots under the Rurutu and Louisville is small while the Hawaiian-Emperor hotspot displays strong motion between 60 and 48 million years ago relative to the other two hotspots. The geodynamic modelling shows that the Hawaiian hotspot moved at a rate of several tens of kilometres per million years, and paleomagnetic data support this interpretation. The researchers admit that models for the motion of the Pacific Plate and the hotspots therein still have some inaccuracies. With more field data and information about the processes deep in the mantle, they hope to explain in more detail how the bend in the Hawaiian-Emperor chain has evolved.

Sources: GFZ GeoForschungsZentrum Potsdam, Helmholtz Centre ; Science Daily.

(Source: Wikipedia)

(Photos: C. Grandpey)