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La lave des épisodes éruptifs 1 à 39 du Kilauea // Lava from Kilauea’s eruptive episodes 1 through 39

Une nouvelle publication en libre accès, émanant de l’Observatoire Volcanologique d’Hawaï (HVO), apporte des précisions sur la chimie des fontaines de lave observées au sommet du Kilauea. L’étude est intitulée : « Caractérisation pétrologique et géochimique de la première année de l’éruption épisodique du Kīlauea dans le cratère de l’Halema‘uma‘u (épisodes 1 à 39) ».

Image webcam de l’Épisode 39

Au cours de la première année de l’éruption (jusqu’au 24 décembre 2025, ce qui correspond à l’Épisode 39), les géologues du HVO ont collecté 178 échantillons dans le cadre du suivi éruptif ; 80 d’entre eux ont permis des analyses géochimiques réalisées en temps quasi réel. L’étude vise à mieux comprendre la dynamique éruptive et à identifier les changements survenus sur le Kilauea à la suite de l’effondrement de la caldeira sommitale en 2018.

Carte des sites d’échantillonnage dans la caldeira sommitale. Les échantillons sont répartis en groupes temporels en fonction de leurs variations chimiques et de leur type (fenêtre de droite). La zone rouge correspond au lac de lave dans le cratère de l’Halema‘uma‘u jusqu’à l’Épisode 39. Les étoiles représentent les bouches éruptives nord (N) et sud (S).

Dans une première partie, les auteurs de l’étude expliquent que les variations observées dans la hauteur des fontaines de lave et la durée des épisodes éruptifs ne sont pas liées à des changements significatifs dans la composition de la lave. Cela laisse supposer que la dynamique éruptive est principalement régie par des variations de viscosité et de géométrie des conduits, tant au cours d’un même épisode qu’entre différents épisodes.

L’éruption est alimentée par de la lave provenant d’une chambre magmatique située à environ 1 à 2 km sous le cratère de l’Halemaʻumaʻu.

Certains éléments indiquent que des vestiges d’anciens lacs de lave formés dans le cratère (entre 2020 et 2023) sont restés à l’état fondu sous la surface ; ils influencent parfois la composition chimique des matériaux émis lors des épisodes de fontaines de lave. Cela prouve que les conduits éruptifs sont, en profondeur, connectés au cœur encore liquide du lac de lave.

Une légère modification de la composition chimique montre qu’un nouveau magma a été émis quelques semaines seulement après le début de l’éruption.

Voici les analyses de divers échantillons examinés pour les besoins de l’étude :

Images de différents types d’échantillons observés au microscope électronique (a) Fragment de téphra vitreux et vésiculaire (issu de l’Épisode 5), présentant des bulles arrondies caractéristiques. (b) Bombe volcanique hautement vésiculaire (Épisode 14), montrant de petits amas de microlites interconnectés. (c) et (d) Lave issue de débordements discontinus au niveau de la bouche éruptive (avant les fontaines de lave de l’Épisode 37), présentant des cristaux d’olivine squelettiques dans une matrice composée de verre et de clinopyroxènes dendritiques (ramifiée en forme d’arbre), avec des oxydes brillants en périphérie et des textures matricielles essentiellement dendritiques. (e) Lave de coulée pahoehoe de l’Épisode 21, contenant des cristaux d’olivine squelettiques et des microlites de plagioclase au sein d’une matrice vitreuse. (f) Lave issue d’une coulée de lave primaire (a‘a) de l’Épisode 6, présentant un macrocristal d’olivine dans une matrice cristalline composée de plagioclase et de pyroxène. (g) Échantillon provenant d’une coulée de lave de type « suintement » (ooze-out) de l’Épisode 39, contenant un glomérocristal d’olivine, de plagioclase et de clinopyroxène entouré de verre. (h) Lave de type « suintement » prélevée entre les épisodes 21 et 22, montrant un glomérocristal de plagioclase et d’olivine, avec de petits oxydes en périphérie. (i) Coulée de lave rhéomorphique* (Épisode 35), présentant des cristaux d’olivine automorphes, entourés de plagioclases enchevêtrés, de petits oxydes et de quelques vésicules. (j) Coulée de lave rhéomorphique (Épisode 34), présentant des vésicules aux formes irrégulières et une matrice densément dendritique.
* ‘Rhéomorphique‘ est un terme qui désigne la déformation ductile et l’écoulement d’une roche magmatique ou pyroclastique alors qu’elle est encore à très haute température. 

Le système de stockage magmatique superficiel du Kilauea, situé sous le cratère de l’Halemaʻumaʻu, a connu une hausse de température au fil des épisodes 1 à 39.

L’intégralité de l’étude, avec des images de meilleure résolution, peut être consultée à l’adresse suivante :

https://www.sciencedirect.com/…/pii/S0377027326002222

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C’est bien de proposer des analyses de la lave produite par le Kilauea, mais en bon tazieffien, j’aimerais voir plus souvent des études concernant les gaz émis par le volcan. Il ne faudrait pas oublier, comme le disait Tazieff, que les gaz sont le moteur des éruptions. Leur analyse avant, pendant et après les différents épisodes éruptifs permettrait de connaître les variations de leurs composants, le CO2 et l’hélium par exemple. Une étude à laquelle j’avais participé sur les basses pentes de l’Etna (voir le résumé sous l’entête de ce blog) montrait une relation avec l’activité au sommet du volcan.

Panache de gaz du Kilauea (photo: C. Grandpey)

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A new open-access publication by the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) gives more information about the chemistry of Kilauea’s summit lava fountains. The title of the study is : Petrologic and geochemical characterization of the first year of the current episodic Halema‘uma‘u eruption of Kīlauea (episodes 1 – 39).

In the first year of the eruption (through December 24, 2025, episode 39), the HVO geologists collected 178 samples for eruption monitoring purposes and used a subset of 80 for near-real-time geochemical analyses. The aim of the study is to better understand eruption dynamics and identify changes at Kilauea following the 2018 summit caldera collapse.

In a first part, the authors of the study explain that the variations in fountain height and episode duration are not associated with significant compositional changes of the lava. This suggests that eruption dynamics are instead primarily controlled by viscosity and conduit geometry changes throughout a single episode and between episodes.

The eruption is fed by lava from the magma chamber that is about 1–2 km beneath Halemaʻumaʻu.

There is evidence that the parts of former lava lake eruptions in Halemaʻumaʻu (between 2020–2023) remain molten below the surface and sometimes influence the chemistry of material erupted by lava fountaining. This proves that the vent conduits are connected in some way at depth with the still molten passive lava lake core.

A subtle change in chemistry suggests that a new magma was erupted within a few weeks of the eruption onset.

Kīlauea’s shallow magma storage system beneath Halemaʻumaʻu showed an increase in temperature through fountaining episodes 1–39.

The whole research can be read at this address : https://www.sciencedirect.com/…/pii/S0377027326002222

It is all well and good to offer analyses of the lava produced by Kilauea, but – in the spirit of Haroun Tazieff – I would like to see more frequent studies concerning the gases emitted by the volcano. We should not forget, as Tazieff used to say, that gases are the driving force behind eruptions. Analyzing these gases before, during, and after various eruptive episodes would reveal fluctuations in their components, such as CO2 and helium, for instance. A study I once took part in on the lower slopes of Mount Etna (see the abstract at the top of this blog) demonstrated a correlation with activity at the volcano’s summit.

Analyse des inclusions pour mieux comprendre le magma // Analysis of inclusions to better understand magma

Les gaz volcaniques peuvent nous fournir des informations essentielles avant une éruption. Pour les analyser, les scientifiques du HVO font appel à des pétrologues, spécialistes de l’étude de la formation des roches et des minéraux, capables de détecter les gaz emprisonnés dans les roches volcaniques. La mesure des gaz contenus dans les roches volcaniques permet d’estimer leur composition et la profondeur du magma avant l’éruption et l’émission de la lave. Ces gaz emprisonnés sous la surface sont appelés éléments volatils et peuvent se présenter sous forme solide, liquide ou gazeuse.

L’expression « gaz » désigne un élément volatil passé à l’état de vapeur. Les gaz les plus fréquemment émis en surface (ou éléments volatils en phase vapeur) sont l’eau, le dioxyde de carbone (CO₂) et le dioxyde de soufre (SO₂).

Les scientifiques peuvent mesurer les éléments volatils piégés dans le magma avant son éruption en analysant de minuscules gouttelettes emprisonnées dans des cristaux comme l’olivine. Ces gouttelettes, appelées inclusions, peuvent contenir différents matériaux : des inclusions de magma (liquide) ou des inclusions fluides. Les inclusions de magma contiennent le magma à l’état solide, tandis que les inclusions fluides peuvent contenir des gouttelettes d’eau, de dioxyde de carbone et de dioxyde de soufre à l’état liquide ou gazeux. Une fois piégée, l’inclusion est contenue dans le cristal qui l’entoure, qui agit comme une capsule de pression et conserve des informations sur le magma au moment de sa formation.

Les inclusions fluides dans les volcans sont principalement composées de dioxyde de carbone. Aux températures magmatiques (1 200 °C, soit 2 192 °F), la densité du dioxyde de carbone dépend fortement de la pression, elle-même influencée par la profondeur du magma à cet instant précis. Ainsi, en mesurant la densité du dioxyde de carbone au sein d’une inclusion fluide, on peut estimer la pression à laquelle cette inclusion a été piégée dans le cristal en croissance et en déduire la profondeur à laquelle se trouvait le magma lors de la formation de ce cristal. La détermination de la profondeur de stockage des cristaux est essentielle pour comprendre où résident et comment se comportent les magmas, superficiels ou profonds, sous la surface avant une éruption.

La densité des inclusions fluides est mesurée en préparant de fines lames de cristaux, analysées par spectroscopie Raman. La spectroscopie Raman est définie comme « une méthode d’analyse chimique non invasive. C’est une spectroscopie vibrationnelle à l’instar de la spectroscopie infrarouge (IR) qui fournit une caractérisation simultanée de la composition chimique d’un matériau, de son environnement ou encore de son degré d’oxydation. » L’une des difficultés de ce processus réside toutefois dans la taille infime des inclusions fluides, qui les rend difficiles à identifier. Leur diamètre peut varier de 0,010 mm à 0,10 mm environ.

En 2025, des scientifiques du HVO ont animé et participé à un atelier à l’Université d’Hawaï à Hilo, destiné aux étudiants de premier cycle et aux professeurs. Cet atelier portait sur la préparation et l’identification des échantillons d’inclusions fluides. Les participants ont appris les techniques de laboratoire permettant d’identifier les inclusions fluides et de préparer correctement les cristaux pour la spectroscopie Raman. Les résultats préliminaires d’étude d’échantillons s’étalant de mi-janvier 2025 à début juillet 2025 montrent que les magmas provenaient d’une profondeur d’environ 1,6 km sous la surface, ce qui correspond à l’emplacement de la chambre magmatique superficielle de l’Halemaʻumaʻu.

Voici deux images d’un cristal d’olivine observé au microscope pétrographique (ou polarisant).

L’image A montre l’olivine avec inclusion de magma (melt – couleur jaunâtre) contenant une bulle de gaz (cercle noir).

L’image B est un gros plan de l’olivine mettant en évidence une inclusion fluide (cercle noir, point blanc au centre) et une inclusion de magma (melt).

Source : Volcano Watch, USGS / HVO.

 Cette étude sur les inclusions en milieu volcanique a fait remonter en moi le souvenir d’une très longue conversation que j’ai eue un jour à Nicolosi (Sicile) avec Roberto Clocchiatti qui m’a expliqué l’intérêt d’étudier les inclusions pour mieux appréhender le comportement du magma. Roberto m’a conseillé la lecture de plusieurs ouvrages. Un de ces moments précieux que j’ai eu le privilège de vivre sur le terrain volcanique…

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Volcanic gases can give us critical information in the lead up to an eruption. To analyse them, HVO scientists need to turn to petrologists who study the origins of rocks and minerals and who can find gases trapped within volcanic rocks. Gases within volcanic rocks can be measured to estimate gas compositions and magma storage depths before lava erupts on the surface. These gases trapped below the surface are called volatiles whose composition can be a solid, liquid or vapor phase.

When referred to as a gas, it means a volatile transitioned into the vapor phase. The most common gases – or vapor phase volatiles – emitted at the surface are water, carbon dioxide (CO2) and sulfur dioxide (SO2).

Scientists can measure volatiles trapped within the magma before it erupts by analyzing tiny droplets that become trapped within crystals such as olivine. These tiny droplets, called inclusions, can contain different materials. They can be melt inclusions or fluid inclusions. Melt inclusions contain the magma, in solid form, while fluid inclusions can contain drops of water, carbon dioxide and sulfur dioxide in the liquid or gas phase. Once an inclusion is trapped, the surrounding crystal acts as a pressure-capsule and retains information about the magma at the time the inclusion was formed.

Fluid inclusions in volcanoes are dominantly composed of carbon dioxide. At magmatic temperatures – 1,200 degrees Celsius, 2,192 degrees Fahrenheit- the density of the carbon dioxide strongly depends on pressure, which is influenced by the depth of the magma at that point in time.

Thus, if we can measure the density of the carbon dioxide within a fluid inclusion, we can estimate the pressure at which that fluid inclusion was trapped in the growing crystal and infer the depth under the volcano where the magma was when that crystal grew. Determining storage depths of crystals has large implications for how we understand volcanoes and how shallow or deep magmas reside below the surface before they rise to erupt.

Fluid inclusion density is measured by creating thin slices of the crystals that are analyzed using Raman Spectroscopy. One challenge in this process, however, is that fluid inclusions are so very tiny they can be hard to identify. They can range in size from about 0.0004 (0.010 mm) to 0.004 inches 0,10 mm) in diameter.

Hawaiian Volcano Observatory scientists in 2025 conducted and participated in a short workshop at University of Hawaiʻi at Hilo for undergraduate students and professors discussing fluid inclusion sample preparation and identification. They learned laboratory techniques for identifying fluid inclusions and how to properly prepare the crystals for Raman Spectroscopy. Preliminary results from episodes that span from mid-January 2025 to early July 2025 show that the magmas came from about 1.6 km deep beneath the surface, which is the location of the shallow Halemaʻumaʻu magma chamber.

Source : USGS / HVO.

L’Épisode 36 de l’éruption du Kilauea en images

Voici une galeries d’images webcam de l’Épisode 36 du Kilauea depuis les signes précurseurs de cet événement il y a plusieurs jours. Les fontaines de lave ont mis du temps à apparaître (le HVO a repoussé sa prévision à plusieurs reprises) mais le spectacle est au rendez-vous !

Le HVO et les épisodes éruptifs du Kilauea (Hawaï) // HVO and Kilauea’s eruptive episodes (Hawaii)

Les épisodes éruptifs avec leurs puissantes fontaines de lave dans le cratère de l’Halemaʻumaʻu, au coeur de la caldeira sommitale du Kilauea, ont débuté le 23 décembre 2024. Ces événements posent de nouveaux défis au personnel du HVO qui s’efforce de maintenir opérationnel le réseau de surveillance à proximité des deux bouches éruptives nord et sud.
L’Épisode 28 a fait jaillir de hautes fontaines de lave pouvant atteindre une hauteur d’environ 365 mètres. Une fois l’épisode terminé, les scientifiques du HVO ont chaussé des raquettes pour pouvoir se déplacer sur le site de l’éruption. À chaque pas, le sol crissait sous leurs pieds qui s’enfonçaient légèrement dans la couche de téphra, mais les raquettes les maintenaient à la surface.

Crédit photo: HVO

Les scientifiques portent des masques pour se protéger des poussières s’élevant des téphras déposés par les fontaines de lave. Sur la lèvre du cratère la plus proche des bouches éruptives, la couche de téphras atteint une épaisseur de 24 mètres. Les coulées de lave générées par les 28 épisodes éruptifs ont recouvert près de 3,5 km² du plancher du cratère de l’Halemaʻumaʻu, avec une épaisseur de 70 mètres par endroits.
Les instruments du HVO ont souffert des éruptions. Par exemple, la caméra B2 au fond du cratère a carrément fondu, mais son alimentation solaire a survécu et a été transportée par hélicoptère jusqu’à la lèvre sud pour alimenter la nouvelle caméra V3 qui fournit des images en direct. Plusieurs autres stations de surveillance, situées à bonne distance des bouches éruptives, mais ont tout de même été impactées par l’éruption.

Téphras sur les panneaux solaires (Crédit photo: HVO)

Les instruments de mesure des émission de SO2, qui permettent à l’Observatoire de suivre l’évolution de l’activité éruptive, sont menacés et pourraient vite ne plus être opérationnels. C’est pourquoi les scientifiques du HVO explorent d’autres méthodes pour garantir les mesures de ces émissions qui atteignent environ 1 200 à 1 500 tonnes par jour entre les épisodes éruptifs et jusqu’à 75 000 tonnes par jour pendant ces épisodes.
La zone au sud-ouest des bouches éruptives peut être difficile d’accès. Selon la direction du vent pendant les épisodes de fontaines de lave, d’importantes quantités de téphras peuvent recouvrir le paysage ainsi que la route d’accès au sud-ouest. Le personnel du HVO évalue la possibilité de visiter les sites où sont installés les instruments de de surveillance, en sachant que la sécurité du personnel est la priorité absolue. Une petite partie du réseau de surveillance du Kīlauea est affectée par l’éruption sommitale, mais l’Observatoire est toujours en mesure de contrôler correctement le volcan.

Je pense que nous pouvons remercier l’Observatoire pour la qualité des images fournies par les webcams. Elles permettent à des dizaines de milliers de personnes à travers le monde d’admirer le spectacle offert par les épisodes éruptifs et leurs spectaculaires fontaines de lave.
Source : USGS / HVO.

Image webcam de l’Épisode 28

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The high lava fountain episodes of the ongoing episodic eruption in Halemaʻumaʻu Crater, within the volcano’s summit caldera, that started on December 23rd, 2024, present the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) new challenges to maintaining parts of the Kīlauea summit monitoring network near the two eruptive vents.

Episode 28 triggered high lava fountains, reaching a maximum height of about 365 meters. When the episode was over, HVO scientists strapped on snowshoes as they prepared to work on the eruption site. With each step, the ground crunched and their feet sunk a little.

The scientists wore full-face respirators for protection from the tephra left by the lava fountains of the eruption. On the crater rim closest to the vents, the tephra is as thick as 24 meters. Lava flows fed by the 28 fountaining episodes have covered nearly 3.5 km2 of the Halemaʻumaʻu Crater floor, up to 70 meters thick in some areas.

HVO instruments suffered from the eruptions. For instance, the B2cam on the crater floor underwent a full melt down, but its solar power supply survived and was airlifted to the south rim to power the new V3 livestream camera. Several other monitoring stations are located farther away from the vents but still impacted by the eruption.

SO2 emission rates, which the observatory measures to help track eruptive activity, may no longer be operational because of the current eruption. HVO scientists are exploring other methods for obtaining SO2 emission rates.  They were measured at about 1,200 to 1,500 tonnes per day between the different eruptive episodes and up to 75,000 tonnes per day during the episodes.

The area southwest of the eruptive vents can be difficult to access. Depending on wind direction during fountaining episodes, more tephra can blanket the landscape and the access road to the southwest. HVO staff assess the feasibility of visiting monitoring sites after each eruptive episode, with staff safety being the primary priority. A small portion of the Kīlauea monitoring network is being impacted by the ongoing summit eruption, but the observatory is still able to adequately monitor the volcano.

I think we can thank the Observatory for the quality of the webcam images that allow tens of thousands of people around the world to enjoy the show offered by the eruptive episodes and their dramatic lava fountains.

Source : USGS / HVO.