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Eruptions du Mauna Loa (Hawaii) en 1984 et 2022 : beaucoup de points communs // Many similarities

La dernière éruption du Mauna Loa a duré du 27 novembre au 13 décembre 2022. Les scientifiques de l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) ont commencé à analyser cet événement, en particulier en le comparant à l’éruption de 1984.
Malgré le développement de nouvelles techniques de surveillance volcanique, de nombreuses incertitudes ont précédé la dernière éruption et la prévision éruptive précise ne semble pas pour demain. Par exemple, le personnel du HVO n’a pas été en mesure de dire si la hausse d’activité observée à l’automne 2022 allait déboucher sur une éruption. Aujourd’hui, personne ne peut dire si un jour les signaux de surveillance modernes indiqueront qu’une éruption est imminente.
Les 33 éruptions du Mauna Loa observées jusqu’à présent ont démontré certains schémas susceptibles d’être suivis par une nouvelle éruption, mais des changements significatifs ne sauraient être exclus. Toutes les éruptions du passé ont commencé dans la caldeira sommitale, et celle de 2022 a suivi ce schéma, comme le montre cette image thermique:

La moitié des dernières éruptions du Mauna Loa sont restées dans la zone sommitale et l’autre moitié a migré vers une zone de faille ou une bouche radiale. Il reste une grande question : si l’éruption migrait hors du sommet, quelle direction prendrait-elle ? Aucune réponse n’est possible tant que l’éruption ne s’est pas déclenchée. Une éruption sur la zone de rift sud-ouest aura un impact sur les infrastructures en quelques heures, alors qu’une éruption sur la zone de rift nord-est mettra des jours, des semaines ou des mois avant d’impacter les infrastructures en aval.

Les zones de rift du Mauna Loa

Tout au long de l’automne 2022, alors que le Mauna Loa montrait de nouveaux signes d’activité, le HVO a travaillé en étroite collaboration avec la Protection Civile pour informer et sensibiliser les habitants de l’île. Les deux organismes ont tenu des réunions publiques, accordé des interviews aux médias, publié des articles «Volcano Watch», diffusé des messages officiels et des publications sur les réseaux sociaux sur les incertitudes et les certitudes d’une éruption du Mauna Loa. (Voir ma note du 25 octobre 2022 à propos de ces réunions publiques).
Les autorités locales ont encouragé les habitants vivant ou travaillant sur les flancs du Mauna Loa à se préparer à l’éventualité d’une éruption. Par précaution, le Parc national des volcans d’Hawaii a fermé les sentiers de randonnée conduisant au Mauna Loa le 5 octobre 2022.

Lorsque l’éruption a commencé, dans la nuit du 27 novembre, les événements se sont déroulés de la même manière qu’en 1984. Des signaux sismiques indiquant une éruption imminente ont été enregistrés moins d’une heure avant chaque éruption. Les deux éruptions se sont produites au milieu de la nuit, sortant les scientifiques et les habitants de leur sommeil.
En 1984 et 2022, la lueur rouge émise par des fontaines de lave dans la caldeira sommitale a été visible depuis de nombreux endroits de l’île. La nouvelle de l’éruption s’est propagée rapidement, en 1984 par le bouche à oreille, en 2022 principalement via les réseaux sociaux.

En 2022, certains habitants près de la zone de rift sud-ouest ont choisi de quitter leur maison au cas où l’éruption migrerait dans cette direction. Heureusement, les éruptions de 1984 et de 2022 ont migré en quelques heures depuis le sommet vers la zone de rift nord-est où il n’y avait aucun danger immédiat pour les personnes ou les biens.

La météo a parfois empêché une bonne observation des deux éruptions. Malgré tout, les progrès technologiques depuis 1984 ont permis au HVO de fournir des images de l’éruption de 2022 quasiment en temps réel. De plus, l’Observatoire a déployé des webcams et une vidéo en direct accessible au public.

En 2022, la technologie moderne a permis à l’Observatoire de partager, en temps quasi réel, des cartes précises des coulées de lave grâce aux images satellitaires et aux survols de l’éruption.

Les modèles des coulées de lave ont utilisé des données morphologiques numériques pour évaluer leur trajectoire et les impacts potentiels. Ces informations ont été partagées lors de points de presse quotidiens en 2022, une stratégie de communication qui a également été utilisée lors de l’éruption de 1984.
Ces observations et d’autres documents ont été présentés lors de la réunion de l’IAVCEI qui se tient tous les quatre ans. En 2023, elle a eu lieu à Rotorua, en Nouvelle-Zélande, où le personnel du HVO a été invité à présenter des rapports sur la dernière éruption. Les présentations ont décrit l’évolution de l’éruption ainsi que le système magmatique. La cartographie et la modélisation des coulées de lave, ainsi que la coordination et la communication entre les agences ont également été développées.
S’agissant des chiffres, l’éruption de 1984 a émis environ 220 millions de mètres cubes de lave qui ont couvert environ 48 kilomètres carrés. L’éruption de 2022 a produit plus de 230 millions de mètres cubes de lave et a couvert une superficie de 36 kilomètres carrés. Le volume et la zone couverte sont proches des valeurs moyennes de toutes les éruptions historiques sur la zone de rift Nord-Est. Bien qu’elle ait été spectaculaire, l’éruption de 2022 a été très classique d’un point de vue scientifique.
Au final, les éruptions de 1984 et de 2022 n’ont pas eu d’impact important sur les infrastructures de la Grande Ile d’Hawaii,
Source : USGS/HVO.

Coulées de lave 1984 (gauche) et 2022 (droite)

Crédit photo: USGS / HVO

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The 2022 Mauna Loa eruption lasted from November 27th to Devcember 13th. It is now a good time for scientists at the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) to reflect on this event, especially in comparison to the 1984 eruption.

Despite the development of new volcano monitoring techniques, there were many uncertainties leading to the recent eruption ansd accurate eruptive prediction is still a long way. For instance, HVO staff were unable to say whether the unrest observed during the autumn of 2022 meant an eruption would certainly occur. Nobody knows when modern monitoring signals will show signs of an imminent eruption.

33 previously observed Mauna Loa eruptions demonstrated certain patterns that a new eruption might follow if it erupted again, but significant changes cannot be excluded. All of the past eruptions began in the summit caldera, and the 2022 event followed this pattern.

Additionally, half of those previous eruptions stayed in the summit and half migrated to a rift zone or radial vent. A big question was : if the eruption migrated out of the summit, where would it go?

The question could not be answereds until the eruption happened. A Southwest Rift Zone eruption could impact infrastructure within hours, whereas a Northeast Rift Zone eruption would take days, weeks or months to impact infrastructure downslope.

Throughout the autumn of 2022, as Mauna Loa became more active, HVO worked closely with the County of Hawai‘i Civil Defense Agency to educate the island residents.  They held community meetings, gave media interviews, published “Volcano Watch” articles, official notices and social media posts about the uncertainties and certainties of a Mauna Loa eruption. (See my post of October 25th, 2022 about these meetings).

Local authorities encouraged residents living or working on the flanks of Mauna Loa to prepare for the possibility of an eruption. And as unrest continued, the Hawai‘i Volcanoes National Park closed Mauna Loa’s backcountry to hikers on October 5th, 2022.

When the eruption began, on the night of November 27th, events unfolded similarly to the 1984 eruption. Seismic signals indicating an impending eruption occurred less than an hour in advance of each eruption. Both eruptions occurred in the middle of the night, waking scientists and residents from their slumber.

In 1984 and 2022, bright glow from fountains within the summit caldera was visible around the island. Word of the eruption spread quickly, in 1984 via the coconut wireless and in 2022 mostly via social media.

In 2022, some residents living near the Southwest Rift Zone chose to self-evacuate in case the eruption migrated there. Fortunately, both the 1984 and 2022 eruptions migrated within hours from the summit to the Northeast Rift Zone, where there was no immediate danger to people or property.

Weather sometimes prevented observatory crews from making observations during both eruptions; however, technological advancements since 1984 allowed HVO to provide remote views of the 2022 eruption in near real-time. Furthermore, the observatory deployed webcams and a livestream video that were available to the public.

Modern technology allowed the observatory to share, in near real time, accurate 2022 flow maps, derived from satellite imagery and overflights.

Lava flow models used digital elevation models to evaluate lava flow paths and potential impacts. This information was shared during daily press briefings in 2022, a communication strategy that was also used during the 1984 eruption.

These observations and others were summarized at the IAVEI scientific assembly meeting that takes place every four years. In 2023, the meeting occurred in Rotorua, New Zealand, where HVO staff were invited to present talks on the recent eruption. Presentations described the buildup to the eruption, the magma system, flow mapping and modeling, and interagency coordination and messaging.

As far as figures are concerned, the 1984 eruption emitted about 220 million cubic meters of lava that covered about 48 square kilometers. The 2022 eruption produced 230 million cubic meters of lava and covered an area of 36 square kilometers. The volume and area covered was close to the average and median values for all historical Northeast Rift Zone eruptions. While it was spectacular to view, the 2022 eruption was ordinary by scientific standards.

Fortunately, both the 1984 and 2022 eruptions have not greatly impacted infrastructure on Hawaii Big Island,

Source : USGS / HVO.

Coulées de lave 1984 (gauche) et 2022 (droite)

Sismicité et prévision éruptive // Seismicity and volcanic prediction

Dans les années 1980, le regretté Maurice Krafft, un volcanologue français, comparait un volcan actif sur le point d’entrer en éruption à une personne malade ou blessée. Elle a de la fièvre ; elle a souvent des frissons et une mauvaise haleine. La plaie gonfle à cause de l’infection. Un volcan qui va entrer en éruption se comporte de la même manière. La température des gaz augmente et leur composition change ; le sol vibre et gonfle sous la poussée du magma.
Dans son dernier article Volcano Watch, le Hawaiian Volcano Observatory (HVO) insiste sur l’importance de la sismicité dans la prévision éruptive. En effet, les premiers signes d’activité volcanique, avant l’apparition de la lave, sont fournis par l’activité sismique dans les profondeurs de la Terre.
Les sismologues examinent les données de diverses manières pour interpréter les processus volcaniques qui se déroulent sous terre. Dans un premier temps, ils notent le nombre d’événements, leur localisation et leur magnitude. Ils étudient également le profil des séismes enregistrés pour en déduire comment la Terre s’est déplacée et a vibré. Les bruits parasites générés par l’activité humaine (grondements des hélicoptères et explosions dans les carrières) et les signaux atmosphériques (comme le tonnerre et le vent) peuvent compliquer l’identification des signaux volcaniques. La sismicité permet de décrire l’histoire d’un volcan apparemment silencieux, en particulier lorsque l’histoire de ce volcan et de sa sismicité a été décrite dans le passé.
Le Kilauea a fourni au HVO de nombreuses occasions d’observer les relations entre la sismicité et l’activité volcanique. Les scientifiques ont identifié des régions connues pour être sources de sismicité et qui montrent une augmentation de l’activité sismique au fur et à mesure qu’une éruption se précise. Ils reconnaissent également les types de séismes qui révèlent des mouvements du magma. Parfois, il a même été possible de prévoir où et quand une éruption commencerait en observant les modèles d’activité sismique.
Le Mauna Loa est un autre volcan actif sur la Grande Ile. Au cours des deux derniers siècles, les scientifiques du HVO ont constaté des changements dans les intervalles entre les éruptions. Entre 1832 et 1950, le Mauna Loa est entré en éruption, en moyenne, tous les 3 à 7 ans. Depuis 1950, les intervalles sont beaucoup plus longs. Après 1950, il a fallu attendre 25 ans avant que se produise l’éruption de 1975, puis encore 9 ans jusqu’à l’éruption de 1984. Ensuite, 38 ans se sont écoulés jusqu’à la dernière éruption de 2022 sur la zone de rift nord-est du Mauna Loa.
De nos jours, les observations sismiques effectuées par le HVO sur le Mauna Loa sont relativement rares comparées à celles du Kilauea. Pourtant, les observations de 1975 et 1984 ont fourni des indications utiles pour comprendre le fonctionnement du volcan.
Au printemps 1974, les sismologues du HVO ont noté une augmentation de l’activité sismique sous les hautes pentes du Mauna Loa. Ils ont installé des sismomètres supplémentaires et, sans l’aide d’ordinateurs, ils ont compté et localisé les séismes manuellement. Les observations ainsi compilées ont permis une bonne prévision éruptive.
Les capacités actuelles du HVO permettent la détection et la localisation des séismes de manière beaucoup plus fiable qu’en 1975 et 1984. Pour mieux comparer les modèles sismiques actuels à ceux des éruptions précédentes, les sismologues ont compté manuellement de minuscules événements en septembre 2022 ; ils étaient trop faibles pour être enregistrés par informatique. Cette comparaison a montré une augmentation similaire de l’activité sismique et a conduit à l’organisation de réunions publiques au cours des mois suivants pour sensibiliser la population.
De nouvelles hausses de la sismicité en octobre 2022 ont reflété des changements rapides de contraintes au sein du volcan. Cependant, le seul précurseur signalant l’arrivée de la lave dans la caldeira sommitale a été un essaim sismique superficiel d’une heure juste avant le début de l’éruption. Heureusement, la zone de rift NE du Mauna Loa n’est pas habitée et il n’était donc pas nécessaire d’évacuer des personnes. Sinon, une heure aurait été un laps de temps trop court pour mettre en sécurité la population menacée.
Source : USGS/HVO.

Tout comme le Piton de la Fournaise sur l’île de la Réunion, le Kilauea et la Mauna Loa à Hawaii sont des volcans de point chaud. Ils ont, la plupart du temps, des éruptions effusives et la lave ne représente pas une menace pour les hommes. Seules les structures se trouvant sur la trajectoire des coulées peuvent être détruites.

Il en va tout autrement pour les volcans explosifs de la Ceinture de Feu du Pacifique. Leur comportement est beaucoup plus brutal et beaucoup plus dangereux pour les zones habitées. Certes, les signaux sismiques donnent des indications précieuses sur le risque éruptif mais on sait, comme ce fut le cas pour le Mauna Loa en 2022, que le laps de temps entre la crise sismique et le phénomène éruptif est en général très bref. C’est pour cela que les autorités mettent en place le principe de précaution et conseillent l’évacuation des populations, même si la suite des événements leur donne tort. De nos jours, les instruments ne permettent pas au scientifiques d’en savoir plus sur les comportement d’un volcan.

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In the 1980s, the late Maurice Krafft, a French volcanologist, compared an active volcano about to erupt with an ill or wounded person. This person has a fever ; she often has the shivers and a bad breath. The wound inflates because of the infection. A volcano that is going to erupt behaves in the same way. Gas temperature increases and their composition changes ; the ground vibrates and inflates under the push of magma from beneath.

In its last Volcano Watch article, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) insists on the importance of seismicity in eruptive prediction. Indeed, the earliest signs of volcanic unrest, before lava is seen, are provided by earthquake activity occurring deep within the Earth.

Seismologists look at the data in a variety of ways to interpret the story of volcanic processes occurring underground. As a first step, they note earthquake rates, locations and magnitudes. They also study details of the recorded earthquakes to infer how the Earth moved and shook the ground. Human-generated noise (like helicopters and quarry blasts) and atmospheric signals (like thunder and wind) can make volcanic signals difficult to identify. Seismicity helps tell the story of a seemingly quiet volcano, especially when the stories of these volcanoes and their seismicity have been told in the past.

Kilauea has provided HVO with many opportunities to observe relationships between earthquakes and volcanic activity. Scientists have identified established earthquake source regions that show increases in seismic activity as the volcano gets closer to erupting. They also recognize the earthquake types that suggest magma movement. At times, it has been possible to forecast where and when eruptions would start, based on patterns of earthquake activity.

Mauna Loa is also an active volcano. Through the past two centuries, HVO scientists have seen intervals between successive eruptions change. Between 1832 and 1950, Mauna Loa erupted, on average, every 3 to 7 years. Since 1950, the intervals have been much longer. After 1950, it was 25 years until the 1975 Mauna Loa summit eruption, and then another 9 years until the 1984 eruption. Then, 38 years passed until the most recent eruption in 2022 from Mauna Loa’s Northeast Rift Zone.

HVO’s modern seismic observations of Mauna Loa are relatively sparse compared to those of Kilauea. Still, the observations of 1975 and 1984 provide some helpful clues toward learning how Mauna Loa works.

In the Spring of 1974, HVO seismologists noted an increase in earthquake activity beneath the upper elevations of Mauna Loa. They installed additional seismometers and, without computers, counted and located earthquakes by hand. The compiled observations could be viewed as a successful eruption forecast.

HVO’s current capabilities allow earthquake detection and location to levels far surpassing those of 1975 and 1984. To better compare current earthquakes patterns to these previous eruptions, seismologists hand counted tiny earthquakes in September 2022 that were too small to be recorded by modern computer processing. This comparison showed a similar uptick in seismic activity and led to community meetings in ensuing months to emphasize awareness, preparedness and safety.

Further increases in seismicity in October 2022 reflected rapid stress changes within the volcano. However, the only imminent precursor to lava appearing in the summit caldera was an hour-long tremor-like burst of numerous small, shallow earthquakes just before the eruption started. Fortunately, Mauna Loa’s NE Rift Zone is not populated and there was no need to evacuate people. Otherwise, one hour would have been very short to transfer residents to safe places.

Source : USGS / HVO.

Like Piton de la Fournaise on Reunion Island, Kilauea and Mauna Loa in Hawaii are hotspot volcanoes. They mostly have effusive eruptions and their lava poses no threat to humans. Only structures in the flow path can be destroyed.
The situation is quite different for the explosive volcanoes of the Pacific Ring of Fire. Their behaviour is much more brutal and much more dangerous for populated areas. Admittedly, seismic signals give valuable indications of the eruptive risk, but we know, as was the case for Mauna Loa in 2022, that the time between the seismic crisis and the eruptive phenomenon is generally very short. This is why the authorities use the principle of precaution and advise the evacuation of the populations, even if the sequence of events proves them wrong. Nowadays, the instruments do not allow scientists to know more about the behaviour of a volcano.

Image webcam de l’éruption du Mauna Loa en 2022

Le séisme de M 6,9 sur le Kilauea le 4 mai 2018 et ses répliques plusieurs mois plus tard (Source: USGS)

L’éruption du Mauna Loa vue par le HVO // The Mauna Loa eruption as seen by HVO

Alors que l’éruption du Mauna Loa semble toucher à sa fin, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii – Hawaiian Volcano Observatory (HVO) – a écrit un article expliquant comment les scientifiques ont surveillé et géré l’événement.
Au cours des premières heures de l’éruption du Mauna Loa, les volcanologues ont attentivement observé les données fournies par les instruments pour suivre l’évolution de l’événement et essayer de comprendre comment l’éruption allait évoluer. Cette surveillance est cruciale pour diffuser des messages d’alerte aux localités qui pourraient être sous la menace de la lave.
Pendant les mois qui ont précédé l’éruption, les instruments avaient indiqué que le Mauna Loa allait entrer en éruption à court terme. En effet, Le volcan gonflait depuis des années et les derniers mois avaient vu une augmentation de la sismicité. Début octobre, le HVO a commencé à diffuser des mises à jour quotidiennes, au lieu d’hebdomadaires, concernant l’activité volcanique. L’Observatoire a également commencé à organiser des réunions publiques dans les zones de l’île susceptibles d’être impactées par une éruption du Mauna Loa.
L’éruption a commencé dans la caldeira sommitale Mokuʻāweoweo du Mauna Loa vers 23h30. (heure locale) le 27 novembre 2022. Les quelques scientifiques qui ont réagi aux premiers signaux d’alerte environ 45 minutes avant l’éruption ont rapidement été rejoints en ligne par une vingtaine de leurs collègues spécialistes en sismologie, déformation du sol, géologie et imagerie satellite. De plus, la Protection Civile a été immédiatement informée du comportement du volcan en participant à la réunion en ligne et avec la visite d’un volcanologue au QG de la Protection Civile à Hilo. Des scientifiques des observatoires volcanologiques de l’USGS en Alaska, en Californie et dans l’Etat de Washington se sont également joints à la réunion pour apporter leur aide. La principale préoccupation était que l’éruption migre vers la zone de rift sud-ouest et atteigne des zones habitées en quelques heures.
Quelques heures après le début de l’éruption, des images ont commencé à apparaître sur les réseaux sociaux, avec des coulées de lave visibles depuis Kona. Dans l’obscurité de la nuit, ces coulées semblaient menaçantes et il était évident que le public craignait que l’éruption ait pénétré dans la zone du Rift sud-ouest. La fracture qui est d’abord apparue dans la caldeira Moku’aweoweo a continué à s’ouvrir vers le sud, à l’extérieur de la caldeira mais toujours à l’intérieur de la zone sommitale du Mauna Loa. Cela a produit la coulée de lave sur le côté sud-ouest du sommet qui était visible depuis Kona, mais il ne s’agissait pas d’une éruption sur le rift sud-ouest. Ces coulées n’ont menacé aucune zone habitée et ont finalement été actives très peu de temps. Les données de surveillance montraient que l’éruption était concentrée au sommet du volcan.
Vers 6 heures du matin (heure locale) le 28 novembre, des rapports d’observateurs au sol, ainsi que des images thermiques fournies par les satellites, ont indiqué que l’éruption avait migré vers la zone de rift nord-est. Quelques minutes plus tard, cela a été confirmé par les infrasons (ondes sonores à basse fréquence) et la sismicité. De plus, les caméras montraient que l’éruption dans la zone sommitale s’était arrêtée. Les volcanologues se sont rapidement rendus sur le site de l’éruption pour recueillir des données et effectuer des observations supplémentaires. Ils ont été soulagés de voir que la lave avait choisi de sortir dans la zone de rift nord-est. L’histoire du Mauna Loa montre qu’une fois qu’une éruption débute dans une zone de rift, elle y reste.
Ces premières heures pleines de tension au sein de la communauté scientifique ont permis de tester la capacité du HVO à travailler avec la Protection Civile et les volcanologues appartenant à d’autres agences de l’USGS pour analyser rapidement l’activité volcanique. Ensemble, ces agences continuent de surveiller l’éruption du Mauna Loa dans la zone de rift nord-est et tiennent le public informé de l’activité.
Le 8 décembre 2022, le front principal de coulée de lave qui s’approchait de la Saddle Road s’est arrêté à environ 2,8 km de la route. La lave continuait de sortir de la Fracture n°3 mais les coulées ne s’éloignaient guère de la bouche éruptive. La route n’était plus sous la menace de la lave
De nouvelles éruptions du Mauna Loa sont inévitables, que ce soit dans la caldeira sommitale, dans une zone de rift, soit à partir de bouches sur les flancs du volcan. Il est toutefois impossible de prévoir avec précision à quel moment ces éruptions se produiront. Les réseaux de surveillance du HVO font de leur mieux pour gérer les risques liés à de telles éruptions.

En complément de ce qui est écrit ci-dessus, le HVO indique dans sa dernière mise à jour du 12 décembre 2022 que le seul souvenir laissé par l’éruption du Mauna Loa est l’incandescence au niveau du cône qui s’est formé Sur la Fracture n°3. Il n’y a aucun autre signe d’activité ailleurs sur le champ de lave.
Par ailleurs, on peut lire dans le bulletin du HVO que « l’inflation observée sur le volcan alors que le champ d’écoulement de la lave est inactif n’a pas encore trouvé d’explication ; il est fréquent que les éruptions montrent des fluctuations ou s’arrêtent complètement, mais aucune des huit éruptions connues du Mauna sur la zone de rift nord-est n’a montré de reprise significative après que l’activité ait considérablement diminué. »

Source : USGS/HVO.

Vous trouverez une description détaillée de l’éruption du Mauna Loa en lisant les différentes notes que j’ai publiées sur ce blog depuis le début de l’événement.

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As the Mauna Loa eruption seems to be coming to an end, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) has written an article explaining how scientists monitored ansd managed the event.

The first few hours of Mauna Loa’s eruption were dynamic, and volcanologists intently watched monitoring data to track changing conditions and understand how the eruption was developing. This monitoring is crucial to issuing hazards notifications to communities that may be at risk.

For months, monitoring data had indicated that Mauna Loa was inching closer to an eruption. The volcano had been inflating for years, and the past few months had seen an increase in seismicity. By early October, daily, instead of weekly, activity updates were initiated. HVO also began holding community meetings in areas of the island that might be impacted by a Mauna Loa eruption.

The eruption started in Mokuʻāweoweo, Mauna Loa’s summit caldera, at about 11:30 p.m. (local time) on November 27th, 2022. The handful of scientists that responded to alarms about 45 minutes before the eruption quickly turned into an online meeting of 15–20 experts in seismology, deformation, geology, and satellite imagery. Additionally, Civil Defense was immediately appraised of the volcano’s behavior, both via the online meeting and with the addition of a volcanologist who quickly went to the Civil Defense Operations Center in Hilo. Scientists from USGS volcano observatories in Alaska, California, and Washington also joined to assist. The primary concern was that the eruption might shift toward the Southwest Rift Zone and reach populated areas within hours.

A few hours after the eruption started, images began to appear on social media, with lava flows visible from Kona. In the dark, these flows looked menacing, and the public had clear concerns that the eruption had made its way into the Southwest Rift Zone. Indeed, the fissure that first opened in Moku’aweoweo continued opening towards the south, outside the topographic caldera, but still inside Mauna Loa’s summit region. This produced the lava flow on the southwest side of the summit that was visible from the Kona coast. These flows did not threaten any populated areas and were ultimately short-lived. Monitoring data continued to show that the eruption was focused at the summit.

By about 6 a.m. (local time) on November 28th, reports from observers on the ground, as well as thermal satellite data, indicated that the eruption had moved into the Northeast Rift Zone. A few minutes later, this was confirmed by infrasound (low-frequency sound waves) and seismicity, and cameras showed that the summit-area eruption had stopped. Volcanologists rapidly flew to the eruption site to gather additional data and observations and were relieved to see that lava had chosen to erupt in the North-East Rift Zone. History suggests that once a Mauna Loa eruption moves into one rift zone, it stays there.

Those tense first several hours served as a good test of how HVO is able to work with Civil Defense officials and volcanologists from other USGS offices to rapidly respond to volcanic activity. Together, these agencies continue to monitor the Northeast Rift Zone eruption of Mauna Loa and keep the public informed on the activity.

As of December 8th, 2022, the main lava flow front that was approaching the Saddle Road stalled about 2.8 km away. Lava continues to erupt from fissure 3 but these flows are now closer to the vent. The road is no longer under the threat of lava

Future Mauna Loa eruptions, from the summit, either rift zone, or radial vents, are inevitable, but it is impossible to forecast precisely when those might happen. HVO’s monitoring networks do their best to provide mitigation for hazards from any such eruption.

As a complement to what is written above, HVO indites in its latest update of December 12th, 2022 that the only sign left by the Mauna Loa eruption is incandescence restricted to the cone that formed around fissure 3. There is no observable activity anywhere on the rest of the flow field.

Moreover, one can read in the HVO bulletin that  » the significance of the continuing inflation while the flow field is inactive is not yet clear; it is common for eruptions to wax and wane or pause completely, but none of the eight recorded eruptions from Mauna Loa’s Northeast Rift Zone returned to high eruption rates after those rates decreased significantly. »

Source: USGS / HVO.

You will find a detailed description of the Mauna Loa eruption by reading the numerous posts I have released on this blog since the start of the event.

Dernier sursaut de la Fracture n°3 avant le rapide déclin de l’éruption (capture écran webcam)

Image webcam montrant la très faible activité au niveau de la Fracture n°3

Incandescence au fond du cône de la Fracture n°3 (Crédit photo: USGS)

Image thermique de la lave en cours de refroidissement dans la caldeira sommitale du Mauna Loa (Source: HVO)

La technologie InSAR au service des volcans // InSAR technology to monitor volcanoes

En mars et décembre 2015, j’ai rédigéé plusieurs notes à propos de l’utilisation de la technologie InSAR en volcanologie, en particulier pour contrôler les déformations des Champs Phlégréens (Italie) et du Kilauea (Hawaii). Aujourd’hui, un article publié par l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (le HVO) aborde à nouveau ce sujet.

Les satellites sont devenus essentiels pour surveiller les volcans actifs. En particulier, ils permettent de garder un oeil sur des volcans difficiles d’accès, et ils offrent des perspectives impossibles à obtenir depuis le sol. Les satellites en orbite autour de la Terre peuvent fournir des images classiques d’un lieu, mais également des images thermiques. Ils peuvent aussi mesurer des quantités et des types de gaz, des changements de gravité et de topographie.
Une avancée majeure a été l’arrivée de l’InSAR (Radar interférométrique à synthèse d’ouverture) pour mesurer de petites variations de surface du sol sur un édifice volcanique. Les satellites radar à synthèse d’ouverture (RSO) envoient à intervalles réguliers des ondes radar qui rebondissent sur la Terre et reviennent vers le satellite. Il faut deux ensembles d’ondes concernant la même zone pour mesurer les changements dans le temps. S’il n’y a pas eu de changement de forme du volcan pendant le laps de temps entre les images, les signaux parcourent la distance dans le même laps de temps. Cependant, si le volcan a changé au cours de processus d’inflation ou de déflation, il sera plus proche ou plus éloigné dans la deuxième image. Il faudra donc plus de temps à l’onde radar pour parcourir la distance entre le satellite et le sol, puis revenir au satellite.
En attribuant à deux ondes décalées une couleur basée sur la taille du décalage, on obtient un ensemble unique de couleurs en bandes qui représentent le nombre de longueurs d’onde séparant les deux images. C’est ainsi que se conçoivent les interférogrammes. Les anneaux concentriques de couleur montrent le niveau d’inflation ou de déflation de la surface d’un volcan.
Si l’InSAR est utile pour surveiller les mouvements à la surface d’un volcan, les scientifiques sont parfois confrontés à des difficultés. Les images InSAR recueillies à partir d’un satellite sont souvent perturbées par des signaux liés aux changements de l’atmosphère terrestre entre les passages du satellite. Ce « bruit atmosphérique » est particulièrement apparent avec les changements de topographie. Sur les volcans actifs très hauts, comme le Mauna Loa, les flancs pentus peuvent amplifier les signaux atmosphériques, laissant supposer à tort qu’un changement significatif s’est produit.

À première vue, l’image de gauche (A) pourrait sembler montrer une inflation simultanée du Mauna Kea et du Mauna Loa. Cependant, on sait, grâce aux instruments GPS du HVO, que le Mauna Kea ne montre pas de déformation significative. Les scientifiques peuvent donc conclure que les signaux InSAR sur le Mauna Loa ne sont probablement pas fiables dans ce cas précis. L’image B est un autre exemple d’interférogramme InSAR avec un bruit atmosphérique important. Une légère déformation du Mauna Loa et la zone de rift sud-est du Kilauea est visible sur ces images, mais reste difficile à discerner du bruit atmosphérique.

Une autre méthode consiste à comparer plusieurs images InSAR. Les satellites RSO capturent des images dans les directions ascendante (vers le nord) et descendante (vers le sud) lorsqu’ils orbitent autour de la Terre. En créant une deuxième image InSAR, avec le même laps de temps, mais à partir de différentes « directions de visée » RSO, il est possible de comparer deux interférogrammes du même événement. Si la déformation est réelle sur la zone étudiée, les deux images InSAR provenant de directions opposées montrent des niveaux de mouvement similaires.
Les scientifiques du HVO utilisent constamment les satellites et d’autres outils pour analyser le mouvement du magma dans les volcans d’Hawaii afin d’essayer d’identifier les signes d’éruptions imminentes.
Source : USGS/HVO.

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In March and December 2015, I wrote several posts about the use of InSAR technology in volcanology, in particular to monitor deformations of the Phlegraean Fields (Italy) and Kilauea (Hawaii). Today, an article published by the Hawaii Volcano Observatory (HVO) addresses this subject again.

Satellites have become one of the fundamental tools used to monitor active volcanoes. In particular, they allow to monitor volcanoes that are otherwise hard to access and provide perspectives that are not possible to get from the ground. Satellites orbiting the Earth can provide normal “pictures” of a place, but can also provide thermal images, measure amounts and types of gases, changes in gravity and topography.

One of the most revolutionary advances has been the use of InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) to measure small changes in shape over an entire volcano. Synthetic Aperture Radar (SAR) satellites send timed radar waves that bounce off the Earth back to the satellite. It takes two sets of waves of the same area to measure change over time. If there has been no change to the volcano for the time between images, the signals travel the distance in the same amount of time. However, if the volcano has changed by either inflating or deflating, the volcano will be closer or further away in the second image. It will take more time for the radar wave to travel the distance from satellite to the ground, then back to the satellite.

If the difference between two offset waves are assigned a color based on the size of the offset, they produce a unique set of banded colors that represent the number of wavelengths separating the two images. This process produces interferograms. Concentric rings of color relate to the amount of surface inflation or deflation of a volcano.

While InSAR is useful for monitoring volcanic motions, it is not without problems. The nature of how InSAR images are gathered from a radar satellite often unintentionally captures signals associated with the changes in the Earth’s atmosphere between satellite passes in addition to ground surface change. This additional “atmospheric noise” is especially apparent with changes in topography. At active volcanoes that are very tall, like Mauna Loa, the sloping flanks can magnify atmospheric signals, falsely suggesting that significant change has occurred.

At first glance, the left image (A) above could seem to show both Mauna Kea and Mauna Loa inflating at the same rate simultaneously. However, we know from the HVO GPS instruments that Mauna Kea shows no evidence for significant deformation, so scientists can conclude that the InSAR signals on Mauna Loa are mostly likely unreliable in this specific instance. Image B is another example of an InSAR interferogram with heavy atmospheric noise. Some slight deformation on Mauna Loa and the Southeast Rift Zone of Kilauea is visible in these images, yet still hard to discern from the atmospheric noise.

Another method is to compare multiple InSAR images. SAR satellites capture images in both ascending (traveling northward) and descending (traveling southward) directions as they orbit the planet. By creating a second InSAR image, with the same time span, but from different SAR “look directions,” it is possible to compare two interferograms of the same event. If the deformation is real over the survey area, then both InSAR images from opposing directions would show similar rates of motion.

HVO scientists are constantly using these and other tools to track the movement of magma within Hawaii’s volcanoes in order to identify the warning signs of impending eruptions.

Source: USGS / HVO.