Cela fait pas mal de temps que la lave n’est pas entrée dans l’océan à Hawaï. La dernière fois, c’était à l’automne 2013. Toutefois, il est intéressant de savoir comment se comporte la lave une fois qu’elle a pénétré dans la mer. C’est le thème d’un article récent publié par l’Observatoire Volcanologique d’Hawaii, le HVO.
L’auteur de l’article indique que la bathymétrie haute résolution au large des côtes hawaïennes permet d’observer les coulées qui ont continué à progresser sous l’eau.

L’eau peut refroidir la surface d’une coulée de lave de manière plus efficace que l’air, de sorte que les coulées dans l’eau développent une carapace qui se solidifie très rapidement. Cependant, lorsque cette croûte atteint une certaine épaisseur, elle isole l’intérieur de la coulée de lave aussi efficacement que l’air. Cela se solde par un arrêt des coulées qui cessent d’avancer après avoir parcouru de courtes distances en dessous de la zone parcourue par les vagues. Elles sont alors soumises à des pressions qui les font gonfler et avancer encore un peu en formant plusieurs lobes encore actifs.

Sous l’eau, les coulées de lave ont tendance à vouloir flotter. Elles ne le font pourtant pas car leur densité reste supérieure à la densité de l’eau de mer, mais elles coulent plus lentement. C’est parce que les forces de flottabilité qui les tirent vers le haut sont contrebalancées par les forces gravitationnelles qui les attirent vers le bas. La combinaison de la flottabilité et du refroidissement accéléré ralentit l’avancée des coulées de lave sur le plancher océanique, avec une hausse de la pression interne qui provoque leur épaississement.

La bathymétrie haute résolution a permis d’observer des coulées de lave en provenance du Hualailai dans l’océan au nord de Kailua-Kona, sur la côte ouest de Big Island. Malgré le fait que ces coulées présentent des longueurs de plusieurs dizaines de kilomètres de longueur sur terre, leur longueur sous la mer est de moins de 6 km. Tout comme sur terre, la pente du terrain sur lequel se déplace la lave affecte sa vitesse, avec des coulées plus rapides sur des pentes raides.
En 1919 et 1950, les coulées de lave du Mauna Loa au sud de Kona ont dévalé les pentes du volcan sur une vingtaine de kilomètres avant d’atteindre l’océan dans lequel elles ont continué à avancer pendant plusieurs semaines. Alors que les entrées océaniques étaient actives, on a observé la vapeur à la surface de l’océan entre 800 mètres et 5 km du rivage, avec l’apparition de nombreux poissons morts. Les ichtyologistes pensent qu’ils venaient d’un millier de mètres de profondeur, ce qui laisse supposer que la lave a progressé  dans l’océan sur une distance de 2 à 4 km et a atteint une telle profondeur.
Le ralentissement des coulées quand elles entrent dans l’océan peut aider à expliquer certains aspects de la mise en place des deltas de lave et la croissance d’une île volcanique. Lorsque la lave entrera la prochaine fois dans l’océan à Hawaii, le HVO sera peut être en mesure d’utiliser ces informations pour évaluer les dangers que les deltas de lave et les coulées de lave sous-marines peuvent présenter pour les visiteurs et pour les bateaux qui naviguent à proximité de la côte.

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Lava has not entered the ocean for quite a long time at Hawaii. The last time was in autumn 2013. However, it is interesting to know how lava behaves once it has got into the sea. This was the topic of a recent article released by the Hawaiian Volcano Observatory.

The author of the article indicates that high-resolution bathymetry off the Hawaiian shores allows us to have a look at flows that have continued to advance under water. Water can cool the surface of a lava flow more efficiently than the air, so lava flowing into the water develops a solidified skin very rapidly. However, when the crust reaches moderate thickness, it insulates the lava flow interior just as well as it does in air. This results in flows stalling after advancing short distances below the surf zone, pressurizing and advancing farther through multiple breakouts.

Lava flows also become buoyant underwater. The flows don’t float because their density is still greater than the density of seawater, but they flow more slowly. This is because upward buoyancy forces partly counteract the downslope pull by gravitational forces.

The combination of buoyancy and enhanced cooling slows lava flows moving offshore along the sea bed, thereby causing them to pressurize and thicken.

High-resolution bathymetry allowed to observe lava flows from Hualailai volcano  that entered the ocean north of Kailua-Kona on the west side of Hawai‘i. Despite the fact that these flows are tens of kilometres long on land, their submarine lengths are less than 6 km.

Just like on land, the slope of the ground over which lava moves affects its speed, with lava flowing faster over steeper slopes.

In 1919 and 1950, Mauna Loa lava flows in South Kona rushed downslope about 20 km to the ocean and continued to flow into the ocean for weeks. While the ocean entries were active, steam was observed rising from the ocean surface 0.8 to 5 km offshore, with many fish killed in the vicinity. They were creatures probably coming from depths of about 1,000 metres, suggesting that the flow may have advanced 2–4 km offshore to reach those depths.

The slowing of lava flows as they enter the ocean may help explain some aspects of lava delta development and volcanic island development. When lava next enters the ocean in Hawaii, HVO may be able to use this information to better assess the extent of any hazards the lava delta and underwater lava flow pose to visitors and near-shore boat traffic.

(Photos:  C.  Grandpey)