A la découverte de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai // Discovery of Hunga Tonga-Hunga Ha’apai

En 2015, une nouvelle terre a fait surface dans le Pacifique Sud. L’éruption très spectaculaire d’un volcan sous-marin a fait jaillir de la cendre et de la lave pendant plus d’un mois. Lorsque les matériaux émis se sont mélangés à l’eau de mer, ils se sont solidifiés pour former, en l’espace d’un mois, une nouvelle île qui s’est nichée entre deux masses de terre existantes: Hunga Tonga et Hunga Ha’apai, d’où son nom: Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (HTHH). [voir les notes dans ce blog à ce sujet]
Les éruptions volcaniques sous-marines forment souvent de nouvelles petites îles, mais leur durée de vie est généralement très courte. Les vagues les érodent rapidement et elles disparaissent dans la mer. A l’image de Surtsey (Islande) en 1963, HTHH, n’a pas disparu. Au lieu de cela, elle est devenue une île de plus d’un kilomètre de large et long, et près de 120 mètres de hauteur. En 2017, les scientifiques de la NASA ont estimé qu’elle durerait entre six et trente ans, ce qui fournirait aux chercheurs un aperçu unique du début de la vie et de l’évolution d’une nouvelle terre.
A partir des processus observés sur HTHH, les chercheurs pensent qu’ils seront en mesure d’obtenir un aperçu des caractéristiques d’autres planètes comme Mars. En effet, beaucoup de phénomènes observés sur Mars l’ont été grâce à l’expérience d’interprétation des phénomènes terrestres. Les scientifiques de la NASA pensent qu’il y a eu des éruptions sur Mars à une époque où il y avait de l’eau à la surface de la planète. Ils espèrent pouvoir utiliser la nouvelle île des Tonga et son évolution pour comprendre un environnement océanique ou un environnement lacustre éphémère.
Des scientifiques du Goddard Space Flight Center de la NASA et de l’Université de Columbia se sont rendus sur l’île en octobre 2018 et l’ont explorée pour la première fois. Avant cela, leur seule approche du paysage était à partir d’images satellitaires. Après avoir passé les trois dernières années à créer un modèle 3D de HTHH, ils ont pu naviguer le long de la côte nord de l’île en prenant des mesures GPS et ont enfin mis le pied sur cette nouvelle terre.
Les chercheurs ont découvert que la majeure partie du sol était composée de graviers noirs. En outre, l’île n’était pas aussi plate qu’elle paraissait l’être sur les images satellites. Elle est certes assez plate, mais il y a des reliefs et les graviers ont formé de jolis motifs sous l’effet de l’action des vagues. Il y a aussi de l’argile qui descend du cône principal. On distingue ce matériau de couleur claire sur les images satellites. C’est en fait une boue très collante, et pas de la cendre comme le pensaient les visiteurs.
L’équipe scientifique a découvert de la végétation sur l’île, apparemment ensemencée par des fientes d’oiseaux. Les chercheurs ont d’ailleurs vu certains d’entre eux comme une chouette effraie et des centaines de sternes fuligineuses
Ils ont également fait des relevés topographiques très précis afin de produire une carte 3D à haute résolution. Cela leur permettra de surveiller l’érosion de l’île au cours des prochaines années. L’île s’érode beaucoup plus rapidement que prévu. Les chercheurs se sont concentrés sur l’érosion sur la côte sud où les vagues viennent s’abattre, mais c’est toute l’île qui est en train de s’effondrer, avec d’énormes ravines d’érosion qui deviennent de plus en plus profondes avec le temps.
L’équipe scientifique a maintenant l’intention de déterminer le volume de l’île et la quantité de cendre émise au moment de l’éruption. L’intérêt est de calculer l’évolution du paysage 3D dans le temps, en particulier son volume qui n’a été mesuré que quelques fois sur d’autres îles de même type. C’est une première étape pour comprendre la vitesse et les processus d’érosion et pourquoi HTHH résiste plus longtemps que prévu aux assauts de l’océan.
Source: Newsweek.

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In 2015, a new land emerged in the South Pacific. The dramatic eruption of an underwater volcano sent ash and lava spewing into the sea for over a month. As the ash mixed with the warm water, it solidified into a rock and, over the course of a month, this rock built up enough to create a new island. The island was nestled in between two landmasses—Hunga Tonga and Hunga Ha’apai, hence its name: Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (HTHH).

Underwater volcanic eruptions often form small new islands but they are normally very short-lived. The ocean waves quickly erode the rock and they disappear back into the sea. Imitating Surtsey (Iceland) in 1963, HTHH, did not vanish. Instead, it grew to be more than one kilometre wide and long, and almost 120 metres in height. In 2017, NASA scientists studying the island estimated it would last between six and 30 years, which would provide researchers with an unprecedented insight into the early life and evolution of a new land.

By understanding the processes taking place on HTHH, researchers believe they will be able to get an insight into the features on places like Mars. Indeed, many things observed on Mars are based on the experience of interpreting Earth phenomena. NASA scientists think there were eruptions on Mars at a time when there were areas of persistent surface water. As a consequence, they may be able to use the new Tongan island and its evolution as a way of understanding an oceanic environment or ephemeral lake environment.

NASA scientists from the Goddard Space Flight Center and from Columbia University travelled to the island in October 2018 and explored it for the first time. Before this, their only experience of the landscape was from satellite images. They had spent the last three years making a 3D model of HTHH. They were now able to sail around the northern coast of the island taking GPS measurements, before finally setting foot on HTHH.

The scientists discovered that most of the ground was black gravel. Besides, the island was not quite as flat as it seemed from satellite. It is pretty flat, but there are some gradients and the gravels have formed some nice patterns from the wave action. There is also clay washing out of the cone. In the satellite images, one can see this light-coloured material. It is actually a very sticky mud, and not the ash the visitors expected.

The team discovered vegetation growing on the island, apparently having been seeded by bird droppings. They also saw a barn owl and hundreds of nesting sooty terns living on HTHH.

They also took high-precision measurements of the land in order to produce a higher-resolution 3D map. This will allow them to monitor the erosion of the island over the coming years. The island is eroding by rainfall much more quickly than they imagined. The researchers were focused on the erosion on the south coast where the waves are crashing down, but the whole island is going down, with huge erosion gullies which are getting deeper and deeper with the time.

The scientific team now plans to work out the volume of the island and how much ash erupted from the volcano’s vent. The interest is to calculate how much the 3D landscape changes over time, particularly its volume, which has only been measured a few times at other similar islands. It is the first step to understand erosion rates and processes and to decipher why HTHH has persisted longer than most people expected.

Source: Newsweek.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai en 2019 (Crédit photo : Woods Hole Oceanographic Institution)

Vue de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai en juin 2017 (Crédit photo: NASA)

Cette photo prise au cours de la dernière mission sur l’île montre parfaitement les nombreuses ravines d’érosion, ainsi que les déchets qui ont envahi le littoral de cette île vierge (Crédit photo: NASA)

La naissance de l’île avait été très spectaculaire, avec de superbes cypressoïdes typiques des éruptions phréato-magmatiques.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (Royaume des Tonga / Pacifique Sud) : Histoire de la naissance d’une île // The birth of an island

Fin décembre 2014, un volcan sous-marin est entré en éruption dans le Royaume des Tonga (Pacifique Sud), avec des panaches de vapeur et de cendre, ainsi que des projections de matériaux. Les panaches de cendre sont montés jusqu’à 9 kilomètres dans le ciel, occasionnant des perturbations au trafic aérien. Quand la cendre a finalement cessé de retomber en janvier 2015, la nouvelle île et son sommet de 120 mètres de hauteur était bien installée entre deux îles plus anciennes, et les trois édifices purent être observés par les satellites.
On pensait généralement que la nouvelle île des Tonga, baptisée Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, ne subsisterait que quelques mois. Selon une nouvelle étude de la NASA, on lui prévoit aujourd’hui une durée de vie de 6 à 30 ans.
Hunga Tonga-Hunga Ha’apai est la première île de ce type à sortir de l’océan et à persister depuis le début des observations satellitaires. Elle offre aux scientifiques depuis l’espace une image extraordinaire de son évolution depuis sa naissance. La nouvelle étude de la NASA offre un aperçu de sa longévité et de l’érosion qui façonne les nouvelles îles. Comprendre ces processus pourrait également fournir des informations intéressantes sur des structures similaires dans d’autres parties du système solaire, y compris la planète Mars.
L’île des Tonga est la troisième île volcanique « surtseyenne » à avoir émergé et persisté pendant plus de quelques mois au cours des 150 dernières années. (Surtsey a commencé à se former au cours d’une éruption explosive similaire au large des côtes islandaises en 1963.)
Depuis la naissance de l’île, son évolution a été suivie par des observations mensuelles à l’aide de radars et de capteurs optiques haute résolution, capables de voir à travers les nuages. Les scientifiques de la NASA ont utilisé les satellites pour observer l’île dès la fin de l’éruption. En utilisant cette imagerie, ils ont réalisé des cartes tridimensionnelles de la topographie de l’île, ont étudié les changements subis par son littoral, ainsi que son volume au-dessus du niveau de la mer.
L’équipe de chercheurs a proposé deux scénarios possibles concernant la durée de vie de la nouvelle île.  Le premier suppose une érosion accélérée par l’effet abrasif des vagues, ce qui déstabiliserait le cône de tuf en six ou sept ans, ne laissant qu’un pont terrestre entre les deux îles adjacentes plus anciennes. Le deuxième scénario suppose une vitesse d’érosion plus lente, ce qui préserverait le cône de tuf pendant environ 25-30 ans.
Les changements les plus spectaculaires de l’île ont eu lieu au cours des six premiers mois. Au début, la nouvelle île était de forme relativement ovale et rattachée à l’île voisine à l’ouest. Cependant, en avril 2015, l’analyse des images satellitaires a révélé que sa forme avait radicalement changé. En mai, le rebord sud-est de la paroi interne du cratère a été emporté par les vagues du Pacifique, exposant le lac de cratère aux assauts de l’océan. À ce stade, les scientifiques de la NASA ont pensé que ce pourrait être la mort de l’île. Ce ne fut pas le cas car en juin l’imagerie satellitaire a montré qu’une barre de sable s’était formée et fermait le cratère. L’île continua à évoluer et devint plus stable à la fin de l’année 2016.
La nouvelle île est perchée sur le bord nord d’une caldeira, au sommet d’un volcan sous-marin qui s’élève à près de 1400 mètres au-dessus du plancher océanique. Sous l’eau, la base du nouveau dôme volcanique qui a formé l’île s’étend à environ 1 kilomètre du rivage, jusqu’à l’intérieur du plancher de la grande caldeira qui présente un diamètre d’environ cinq kilomètres.
Source: NASA.

Le site web de la NASA présente deux vidéos montrant la naissance et l’évolution de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai :
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/nasa-shows-new-tongan-island-made-of-tuff-stuff-likely-to-persist-years

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In late December 2014, a submarine volcano in the South Pacific Kingdom of Tonga erupted, sending a violent stream of steam, ash and rock into the air. The ash plumes rose as high as 9 kilometres into the sky, diverting flights. When the ash finally settled in January 2015, a newborn island with a 120-metre summit nestled between two older islands – visible to satellites in space.

The newly formed Tongan island, unofficially known as Hunga Tonga-Hunga Ha’apai after its neighbours, was initially projected to last a few months. Now it has a 6- to 30-year lease on life, according to a new NASA study.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai is the first island of this type to erupt and persist in the modern satellite era, it gives scientists an unprecedented view from space of its early life and evolution. The new study offers insight into its longevity and the erosion that shapes new islands. Understanding these processes could also provide insights into similar features in other parts of the solar system, including Mars.

The Tongan island is the third “surtseyan” volcanic island in the last 150 years to emerge and persist for more than a few months. (Surtsey began forming during a similar kind of explosive eruption off the coast of Iceland in 1963.)

From the Tongan island’s beginning, it was tracked by monthly, high-resolution satellite observations, both with optical sensors and radar, which sees through clouds. NASA scientists directed satellites to observe the island as soon as the eruption ended. Using this imagery, the research team made three-dimensional maps of the island’s topography and studied its changing coastlines and volume above sea level.

The team has calculated two potential scenarios affecting its lifetime. The first is a case of accelerated erosion by wave abrasion, which would destabilize the tuff cone in six to seven years, leaving only a land-bridge between the two adjacent older islands. The second scenario presumes a slower erosion rate, which leaves the tuff cone intact for about 25-30 years.

The most dramatic changes to the island occurred in its first six months. Initially, the new island was relatively oval and attached to its neighbouring island to the west. However, by April 2015 analysis of satellite imagery found that its shape had changed dramatically. In May, the southeastern rim of the interior crater wall was washed over by the Pacific Ocean, opening the crater lake to the ocean. At this point NASA scientists thought this might be the end of the island. But by June, satellite imagery showed that a sandbar had formed, closing off the crater. While the island continued to evolve, it was more stable by late 2016.

The new island is perched on the north rim of a caldera on top of an underwater volcano that stands nearly 1,400 metres above the surrounding the sea floor. Underwater, the base of the new volcanic dome that formed the island extends about 1 kilometre from the shoreline into the floor of the larger caldera, which is about five kilometres across.

Source: NASA.

The NASA website offers two videos showing the birth and the evolution of Hunga Tonga-Hunga Ha’apai:

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/nasa-shows-new-tongan-island-made-of-tuff-stuff-likely-to-persist-years

Vue de l’archipel des Tonga (Source: Wikipedia)

 Vue de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai en juin 2017 (Crédit photo: NASA)