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Kilauea (Hawaii): L’importance du travail sur le terrain // The importance of field work

drapeau francaisLe dernier article hebdomadaire de Volcano Watch, écrit par des scientifiques de l’Observatoire Volcanologique d’Hawaï (HVO), est dédié à Mike Poland, un scientifique qui a travaillé au HVO pendant les dix dernières années et est sur le point de retourner à l’Observatoire des Cascades, géré par l’USGS à Vancouver (Etat de Washington).
Mike Poland est l’un de ces scientifiques que je apprécie beaucoup parce qu’il ne passe pas son temps assis dans un laboratoire en face d’un ordinateur à faire des simulations. Il est l’un de ceux qui vont sur le terrain faire des observations quotidiennes sur le comportement du Kilauea.
Mike a accompli un énorme travail de recherche, mais il a aussi formé un grand nombre d’étudiants et de jeunes chercheurs, dont la plupart ont poursuivi des carrières dans le domaine des sciences de la Terre. Au HVO, il a concentré son travail sur les déformations d’un édifice volcanique provoquées par les mouvements du magma et les séismes. Il a aussi essayé de voir dans quelle mesure ces changements de morphologie peuvent être mesurés par interférométrie radar (InSAR). Il s’est alors vite rendu compte que la surveillance volcanique nécessite un travail d’équipe interdisciplinaire et de l’innovation.
Dans le cadre d’un travail d’équipe, Mike Poland a participé avec des collègues du HVO à une étude qui associe des mesures de déformation, les émissions de gaz, les quantités de lave émise, la chimie de la lave et la sismicité, des paramètres qui ont révélé une augmentation spectaculaire de l’alimentation magmatique du Kilauea. Cette étude – la première du genre – a montré comment des informations sur les variations d’alimentation sur une courte période de temps peuvent aider à prévoir le comportement éruptif d’un volcan. L’augmentation d’alimentation du Kilauea a commencé fin 2003 et a abouti à l’ouverture d’une nouvelle bouche sur l’East Rift Zone en 2007. Elle a probablement contribué également à l’ouverture de la bouche dans le cratère de l’Halema’uma’u en 2008.
Grâce au travail de Mike, nous savons que l’ouverture de la bouche dans l’Halema’uma’u est en fait l’aboutissement d’un processus qui a commencé il y a plusieurs décennies. En analysant des mesures de microgravité sur le Kilauea, le scientifique a pu identifier une accumulation de magma dans la zone située sous la bouche et qui n’avait pas été détectée par d’autres techniques. Suite à ces observations, Mike a créé des instruments pour enregistrer en continu les moindres variations du champ de gravité sur le Kilauea. Il a alors constaté que la densité de la partie supérieure du lac de lave de l’Halema’uma’u est beaucoup plus faible que prévu. Elle est inférieure à la densité de l’eau, ce qui signifie que la lave est extrêmement riche en gaz, un peu comme la mousse à la surface de la bière.
Dans le cadre de la célébration du centenaire du HVO en 2012, Mike Poland a proposé de réunir des chercheurs du monde entier afin de faire le point sur ce que l’on sait du volcanisme basaltique, et de présenter les questions importantes qui restent sans réponse. Il a contribué à la rédaction de « Volcans d’Hawaï: De la source à la surface, » une publication qui a fait suite à cet événement.

Source: Hawaii 24/7.

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drapeau anglaisThe latest weekly article of Volcano Watch, written by scientists at the Hawaiian Volcano Observatory, is dedicated to Mike Poland, a scientist who has worked at HVO for the past ten years and is about to return to the USGS Cascades Volcano Observatory in Vancouver, Washington.

Mike Poland is one of those scientists I very much appreciate because he does not spend all his time sitting in a lab in front of a computer. He is one of those who go on the field, making daily observations on the behaviour of Kilauea volcano. 

Mike Poland has accomplished a tremendous amount of research, but also mentored a vast number of students and young researchers, most of whom have pursued geoscience careers. At HVO, he focussed his work on deformation changes in the shape of a volcano resulting from magma movement and earthquakes, particularly in how those changes can be measured with satellite radar (InSAR). He quickly realized, however, that volcano monitoring requires cross-disciplinary teamwork and innovation.

As an example of teamwork, Mike Poland collaborated with HVO colleagues on a study that combined deformation measurements with gas emissions, lava eruption rates, lava chemistry and seismicity to reveal a dramatic increase in magma supply rate to Kilauea. This study – the first of its kind – showed how information about supply rate changes on a short timescale can help forecast the eruptive behaviour of the volcano. The surge in supply started in late 2003 and led to the start of a new, long-lived volcanic vent on the East Rift Zone in 2007, and probably contributed to the opening of Kilauea’s summit vent in 2008.

Through Mike’s work, we also know that the opening of the summit vent was actually the result of a process that began decades ago. Analyzing data from microgravity measurements on Kilauea, he helped identify an accumulation of magma in the area beneath the current summit vent that had not been detected by any other means. As a result of these observations, he established instruments to continuously record subtle changes in the gravity field on Kilauea. He then realised that the density of the upper part of the summit lava lake is much lower than expected – less than the density of water – implying that the lava is extremely gas-rich, similar to the foam on beer.

As part of HVO’s centennial celebration in 2012, Mike Poland spearheaded an initiative to convene researchers from around the world to explore what is known about basaltic volcanism and the important questions still to be answered. He contributed to and edited “Hawaiian Volcanoes: From Source to Surface,” a publication resulting from that conference.

Source: Hawaii 24/7.

Halema'uma'u-blog

Vue de la bouche dans l’Halema’uma’u  (Photo:  C.  Grandpey)

Mauna Loa (Hawaii): Rien de vraiment nouveau // Nothing really new

drapeau francaisOn peut lire en ce moment sur Internet plusieurs articles à propos du Mauna Loa. Certains d’entre eux se contentent d’indiquer que le volcan « montre des signes d’activité » tandis que d’autres posent carrément la question: « Possibilité d’une éruption du Mauna Loa? »
Si nous nous référons aux rapports mensuels du HVO sur le Mauna Loa, nous nous rendons compte de la situation n’a pas beaucoup changé au cours des derniers mois et il ne semble pas y avoir un risque d’éruption dans le court terme.
Bien sûr, la sismicité continue d’être légèrement élevée dans plusieurs secteurs du volcan, en particulier sur l’Upper Southwest Rift Zone et dans la caldeira Moku’aweoweo, mais cette sismicité n’a pas évolué au cours des derniers mois. Elle se situe légèrement au-dessus de la normale avec une vingtaine de secousses au cours du mois de janvier. Le HVO insiste bien sur le fait que ces événements sont très faibles comparés aux séquences sismiques qui ont précédé les éruptions en 1975 et 1984.
En ce qui concerne la déformation, les données GPS suggèrent que le gonflement du Mauna Loa continue, après une certaine accalmie en décembre, mais il reste très faible. Il faut garder à l’esprit qu’une réalimentation du réservoir magmatique à faible profondeur, logiquement accompagnée d’un gonflement du Mauna Loa, a commencé juste après l’éruption de 1984. Ce gonflement s’est ensuite  transformé en dégonflement pendant presque une décennie. Le volcan a recommencé à gonfler en 2002, après un brève essaim sismique longue période (LP). Un essaim LP plus intense a été enregistré fin 2004. Il a été suivi d’une augmentation spectaculaire du gonflement qui a ralenti en 2006, cessé tout à fait fin 2009, et repris lentement fin 2010.
Aucune anomalie n’a été observée dans les gaz (SO2, CO2) et les températures de la caldeira Moku’aweoweo où la température fumerollienne reste stable entre 77 et 78 ° C.

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drapeau anglaisSeveral articles can be currently read on the Internet about Mauna Loa. Some of them are only indicating that the volcano is “showing signs of activity” while others are asking the question “Possibility of Mauna Loa erupting?”

If we refer to HVO’s monthly reports about Mauna Loa, we realise the situation has not much changed during the past months and there does not seem to be the immediate risk of an eruption.

Sure, seismicity continues to be slightly elevated in several parts of the volcano, especially on the Upper Southwest Rift Zone and in the Moku’aweoweo Caldera, but the rates are similar to those seen in previous months. They are above background with approximately 20 earthquakes occurring in January. HVO insists that all these earthquakes have been very small relative to earthquake sequences observed before eruptions in 1975 and 1984.
As far as deformation is concerned, GPS data suggest that inflation continues after a lull in December, but the rates are very low. It should be kept in mind that the re-inflation of Mauna Loa’s shallow magma storage reservoirs started immediately after the1984 eruption. It then turned to deflation for almost a decade. Inflation started again in 2002, after a brief swarm of deep long-period (LP) earthquakes. A more intense swarm of LP events occurred in late 2004. It was followed by a dramatic increase in inflation. Inflation then slowed again in 2006, ceased altogether in late 2009, and resumed slowly in late 2010.

No anomaly has been observed in the gas (SO2, CO2) emissions and temperatures of Moku’aweoweo Caldera. Fumarole temperature continues to stabilize between 77 and 78°C.

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Vue de la caldeira Moku’aweoweo  (Photo:  C.  Grandpey

La coulée du 27 juin (Hawaii) // The June 27th lava flow (Hawaii)

drapeau francaisLa situation reste stable, sans changements significatifs et sans danger immédiat pour les zones habitées. D’ailleurs, au vu de la situation calme et stable, les autorités ont décidé de suspendre les réunions d’information avec la population locale.

Au cours d’un survol effectué le 10 février, les scientifiques du HVO ont pu constater que le front le plus avancé de la coulée demeurait inactif à environ 500 mètres de la Route 130. Il n’a pas bougé depuis le 25 janvier. Des coulées secondaires sont toujours présentes plus en amont, tant en bordure qu’au milieu de la coulée principale. Une lucarne proche de la source de la coulée sur le flanc nord du Pu’uO’o a permis de voir que la rivière de lave présentait toujours une section d’environ 2 mètres carrés.

Le tiltmètre du Pu’uO’o ne révèle rien de significatif, ce qui veut dire que la situation ne devrait guère évoluer au cours des prochains jours.

Source : HVO & Protection Civile.

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drapeau anglaisThe situation remains stable with no significant change and no immediate danger to the populated areas. As a consequence of this quiet situation, Hawaii County is taking a break from its lava community meetings.

During an HVO overflight on February 10th, the inactive flow tip remained roughly 500 metres from Highway 130 and has not made forward progress since January 26th. Scattered breakouts are still active upslope. Close to the source on Pu’uO’o northern flank, the cross-sectional area of the lava stream is the same as before, with 2.1 square metre.

No significant change in tilt was recorded by the tiltmeter on the north flank of Pu’uO’o, which means the situation should be stable during the next few days.

Source: HVO & Civil Defence.

Pahoa-blog

La coulée du 27 juin vue par la caméra thermique  (Source:  HVO)

Séismes hawaiiens // Hawaiian earthquakes

drapeau francaisUn séisme de magnitude M 4 a secoué la Grande Ile d’Hawaii lundi matin vers 08h30. Il a été localisé à 13 km à l’ouest-sud-ouest du village de Volcano, à une profondeur de 13 km. Le Centre d’Alerte aux Tsunamis dans le Pacifique a indiqué que la secousse ne causerait pas de raz-de-marée. L’événement avait son épicentre à environ 8 km à l’ouest-sud-ouest du sommet du Kilauea mais il n’a pas entraîné de changements significatifs dans le comportement du volcan ou des autres volcans actifs sur la Grande Ile. Cinq répliques ont été enregistrées. La plus forte d’entre elles atteignait seulement M 1.
De tels séismes sont monnaie courante sur l’archipel hawaïen. Alors que la plupart passent inaperçus, d’autres peuvent être destructeurs. L’année dernière, Hawaï a enregistré 10 000 tremblements de terre. La plupart d’entre eux étaient si faibles que la population ne les a pas ressentis mais, dans le passé, certains d’entre eux ont détruit et même tué.
Selon le HVO, il y a trois principaux types de séismes à Hawaï :
La première catégorie comprend les séismes d’origine volcanique (« volcanic earthquakes ») qui se produisent lorsque le magma se déplace dans la chambre magmatique et dans les conduits lors de sa remontée vers la surface. Il exerce alors des contraintes sur la croûte qui se trouve autour. Ce mouvement de magma provoque la plupart des séismes à Hawaii, mais ils sont si faibles que la population ne les ressent pas et ils ne causent pas beaucoup de dégâts.
Pour vraiment comprendre ce qui provoque les séismes les plus destructeurs et donc les plus dangereux  à Hawaï, il faut plonger sous la surface et aller jusqu’à la base du volcan proprement dit. Les deux autres types de séismes sont causés par la taille volumineuse des volcans sur la Grande Ile.
Certains séismes se produisent à la frontière entre l’ancien plancher océanique et les édifices volcaniques qui se trouvent au-dessus. Ces séismes se produisent parce que la gravité exerce une pression sur le volcan, ce qui le force à s’étaler. Ils sont connus sous le nom de « boundary earthquakes ». Les tremblements de terre de 1975 et 1989 à Kalapana en sont de parfaites illustrations. Ils peuvent causer des dégâts importants, voire un tsunami.
Le dernier type inclut les séismes qui se produisent au niveau du manteau (« mantle earthquakes »). Le manteau se trouve sous le volcan, sous le plancher océanique, jusqu’à une trentaine de km de profondeur et il est en relation avec la présence du volcan dans ce secteur. Le manteau doit bouger un peu pour créer effectivement des séismes, afin d’évacuer la pression du volcan qui se trouve au-dessus. En raison du poids des îles, ces « mantle earthquakes » peuvent se produire n’importe où le long du chapelet hawaiien. Un bon exemple de « mantle earthquakes » est celui qui a secoué Kiholo en 2006 sur la Grande Ile. Le séisme, d’une magnitude de M 6,7, juste au nord de Kailua-Kona, a été ressenti dans tout l’État et a même entraîné une panne d’électricité sur l’île d’Oahu.
Une carte des risques sismiques à Hawaii (voir ci-dessous) montre que le sud de Big Island est le plus exposé et les scientifiques expliquent que le risque est le même que sur la célèbre Faille de San Andreas.

Source: KITV.COM.

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drapeau anglaisAn M 4 earthquake shook Hawaii Island on Monday morning at about 8:30. The quake was located 13 km W-SW of Volcano at a depth of 13 km. The Pacific Tsunami Warning Center said no tsunami is expected from the earthquake. The event was centered about 8 km west-southwest of the summit of Kilauea, but it caused no detectable changes on Kilauea or other active volcanoes on the Big Island. Five aftershocks have been recorded. The strongest of them was M 1.

Similar earthquakes are a common occurrence on the Hawaiian archipelago. While most are not noticeable, others can be destructive. Just last year, Hawaii recorded 10,000 earthquakes. Most of them were so small people could not feel them, but in the past some of them were deadly and destructive

According to HVO, there are three basic types of Hawaii earthquakes.

The first category includes volcanic earthquakes which occur when magma is moving through conduits and through magma chambers towards the surface. As a consequence, magma puts the stress on the crust around it. This magma movement causes most of the earthquakes in Hawaii, but they are so small people don’t feel them and they don’t cause much damage.

But to truly understand what causes Hawaii’s most destructive and dangerous earthquakes, you have to go below the surface to the base of the volcano itself. The other two types of earthquakes are caused by the large size of the volcanoes on the Big Island.

The first one occurs right along the boundary between the old ocean floor, and the pile above it. They happen because gravity pushes down on the volcano causing it to spread out. Such earthquakes are known as “boundary earthquakes”. The 1975 and 1989 quakes in Kalapana are examples. They can cause substantial damage and possibly a tsunami.

The last type includes the mantle earthquakes. The mantle is below the volcano and deep below the ocean floor down around 30 km deep and it’s essentially due to the volcano in that area. The mantle has to move a bit to actually create earthquakes to release the stress of the volcano on top of it. Because of the weight of the islands, these mantle quakes can occur anywhere along the island chain. An example of a mantle earthquake is the 2006 Kiholo earthquake on the Big Island. The M 6.7 quake just north of Kailua-Kona could be felt statewide and caused a blackout on Oahu.

A map with the earthquake hazards in the state (see below) shows Southeast Big Island has the greatest hazard and scientists say it’s similar to living on the San Andreas Fault.

Earthquake-Hawaii

Sources:  HVO & KITV.