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Islande : résultats des analyses de la lave // Iceland : results of lava analysis

Les dernières analyses de la lave émise par l’éruption actuelle ont révélé que le magma est sensiblement différent de celui des éruptions précédentes. Il ressemble davantage au magma de l’éruption du Geldingadalir en mars 2021.

Deux échantillons de lave ont été analysés, un premier issu de téphras et un deuxième de lave, collectés à la surface au début de l’éruption, le 29 mai 2024. Ce qui a surpris les scientifiques, c’est le rapport dioxyde de potassium/dioxyde de titane. La lave des éruptions précédentes sur la chaîne de cratères de Sundhnúkagígar avait un rapport relativement élevé de dioxyde de potassium par rapport au dioxyde de titane, semblable à ce qui s’est produit lors de l’éruption de Litli-Hrútur en 2022 et de l’éruption dans la Meradalir en 2022. En revanche, au début de l’éruption dans la Geldingadalir en mars 2021, le magma a présenté un rapport potassium-titane très similaire à celui de l’éruption actuelle. Un scientifique a déclaré : « C’est comme si le magma qui est émis aujourd’hui avait la même source que celui qui est apparu pour la première fois dans la Geldingadalir.

Eruption dans la Meradalir en 2022 (image webcam)

Les similitudes entre les deux éruptions, survenues à trois ans d’intervalle, sont intéressantes pour plusieurs raisons. L’une d’elles est que l’éruption se produit dans deux systèmes volcaniques différents. Une autre raison est que le magma qui émis dans la chaîne de cratères de Sundhnúkagígar provient d’une chambre magmatique sous Svartsengi. Après une brève période d’accumulation, il remonte à la surface, mais il s’est refroidi et un peu cristallisé dans la chambre, et est donc plus avancé. Ce n’était pas le cas lors de l’éruption dans la Geldingadalir. Cependant, personne ne sait pourquoi le magma qui remonte maintenant à la surface semble avoir la même composition que celui qui est apparu dans la Geldingadalir en 2021. Un scientifique islandais a déclaré : « Il faudrait le demander au Diable !. » On pense que ce magma pourrait provenir d ‘une zone entre la croûte et le manteau. Des analyses supplémentaires seront nécessaires pour espérer obtenir une réponse.

Image webcam de l’éruption du 29 mai 2024

On peut lire sur le site Internet de l’Institut des Sciences de la Terre de l’Université d’Islande : « Des échantillons de téphras et de lave ont été collectés au nord de Fiskidalsfjall et à l’est de Sýlingarfell le 1er et le 4ème jour de l’éruption qui a débuté le 29 mai 2024. Le verre volcanique présent dans les échantillons a été analysé avec la microsonde électronique de l’Institut des Sciences de la Terre de l’Université d’Islande. La lave et les tephras sont composés de cristaux de plagioclase, d’olivine et de clinopyroxène. Le verre des tephras est exempt de microlites, tandis que les échantillons de lave en contiennent des quantités variables. Dans l’ensemble, les caractéristiques pétrographiques de la nouvelle lave sont assez semblables à celles des laves émises précédemment sur la fissure de Sundhnúksgígar depuis décembre 2023. »

Source  : Iceland Monitor..

Remarques personnelles à propos des dernières éruptions sur la péninsule de Reykjanes.

Les dernières analyses et celles effectuées lors des éruptions précédentes sont intéressantes car elles révèlent que le magma qui alimente les éruptions sur la péninsule de Reykjanes a sa source à grande profondeur, dans le manteau ou dans la zone entre le manteau et la croûte. La différence de composition chimique de la lave entre les différents échantillons prélevés est probablement liée au séjour – ou au non séjour – du magma dans une chambre magmatique comme celle sous Svartsengi.

Quelle que soit la zone source du magma, on peut remarquer que la composition chimique de la lave n’a guère d’influence sur le processus éruptif. Les événements observés sur la péninsule de Reykjanes ces dernières années se sont tous déroulés de la même façon. Ils sont d’ailleurs liés à la position de l’Islande sur le rift médio-atlantique.

Du fait de de la source profonde du magma, on a affaire à une lave à haute température, donc très fluide qui crée des intrusions en s’infiltrant dans les fractures qui tranchent l’Islande du nord-est au sud-ouest. Ces intrusions s’accompagnent généralement de fortes crises sismiques comme on l’a vu quand l’une d’elles a atteint Grindavik.

Une fois la surface atteinte, le magma ouvre des fractures et donne naissance à des éruptions fissurales. Telle une boutonnière, plusieurs bouches s’ouvrent le long de la fracture. Leur activité décline au fil des jours avec l’évacuation du magma et l’éruption se termine en général avec une seule bouche active, comme c’est le cas avec la dernière éruption.

Le Met Office islandais indique que la chambre magmatique sous Svartsengi est probablement à nouveau en cours de remplissage. Si c’est le cas, on peut s’attendre à de nouveaux événements éruptifs, à moins que le magma décide de séjourner dans la chambre et d’attendre un temps plus ou moins long avant de percer la surface. Ainsi va la vie volcanique dans cette partie de l’Islande…

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The latest analyses of the lava emitted by the current eruption have revealed that the magma differs significantly from its predecessors. It is more similar to the magma from the Geldingadalir eruption in March 2021.

Two lava samples have been analyzed, a tephra deposit and secondly a lava deposit, which came to the surface when the eruption began on May 29th, 2024. What surprised the scientists was the ratio of potassium dioxide to titanium dioxide. The lava from previous eruptions on the Sundhnúkagígar crater row has had a relatively high ratio of potassium dioxide to titanium dioxide, similar to what came up in the Mt Litli-Hrútur eruption in 2022 and the Meradalur eruption in 2022. By contrast, at the beginning of the eruption in Geldingadalir in March 2021, magma came up with a very similar potassium-titan ratio as in the current eruption, One scientis said : “It’s like the magma that’s coming up now is of the same strain as the one that first appeared in Geldingadalir.”

The similarities between the two eruptions, which occurred three years apart, are interesting for several reasons. One reason is that the eruption occur in two different volcanic systems. Another reason is that magma that comes up at Sundhnúkagígar crater row is first collected in a magma chamber under Svartsengi. After a brief accumulation period there, it then pops onto the surface, but then the magma has cooled, crystallized a little, and is usually more advanced. This was not the case in the eruption in Geldingadalir. However, nobody knows why the magma that is now rising to the surface appears to be of the same strain as the one that came in Geldingadalir 2021. An Icelandic scientist said : “You have to ask the devil about that.” It is thought that this magma may come from the area between crust and mantle. More analyses will be necessary to hope to get some answer.

One can read on the website of the Institute of Earth Sciences of the University of Iceland : “Samples of tephra and quenched lava were collected north of Fiskidalsfjall and east of Sýlingarfell on the 1st day and 4th day of the eruption at Sundhnúksgígar that started on May 29th, 2024. The volcanic glass in the samples was analysed with the electron microprobe of the Institute of Earth Sciences, University of Iceland. The lava and tephra are composed of vesicular glass, plagioclase, olivine and clinopyroxene crystals. The tephra glass is microlite-free, whereas quenched lava samples contain variable amounts of microlites. Overall, the petrographic features of the new lava resemble those of previous lavas erupted at Sundhnúksgígar since December 2023 .”

Source : Iceland Monitor.

Personal remarks about the latest eruptions on the Reykjanes Peninsula.

The latest analyzes and those carried out during previous eruptions are interesting because they reveal that the magma which fuels the eruptions on the Reykjanes Peninsula has its source at great depth, in the mantle or in the zone between the mantle and the crust. The difference in chemical composition of the lava between the different samples is probably linked to the stay – or non-stay – of the magma in a magma chamber like the one under Svartsengi.

Whatever the source area of ​​the magma, it can be noted that the chemical composition of the lava has little influence on the eruptive process. The events witnessed on the Reykjanes Peninsula in recent years have all developed in the same way. They are also linked to Iceland’s position on the mid-Atlantic rift.

Due to the deep source of the magma, we are dealing with lava at high temperature, therefore very fluid, which creates intrusions by infiltrating the fractures which cut Iceland from the north-east to the south-west. These intrusions are generally accompanied by strong seismic crises as could be seen when one of them reached Grindavik.

Once it reaches the surface, the magma opens fractures and triggers fissure eruptions. Like a buttonhole, several vents open along the fracture. Their activity declines over the days as the magma evacuates and the eruption generally ends with only one active vent, as is the case with the current eruption. The Icelandic Met Office says the magma chamber beneath Svartsengi is likely filling again. If this is the case, we can expect new eruptive events, unless the magma decides to stay in the chamber and wait a longer or shorter time before breaking through the surface. Such is volcanic life in this part of Iceland…

Islande : Péninsule de Reykjanes et volcan Krafla // Iceland : Reykjanes Peninsula and Krafla Volcano

Les modélisations montrent que l’accumulation de magma continue sous le secteur de Svartsengi à un rythme constant. Lors des éruptions de décembre 2023, janvier et février 2024, l’intrusion magmatique a débouché sur une éruption lorsque le volume de magma accumulé a atteint 8 à 13 millions de mètres cubes. Le volume total accumulé a déjà atteint ce seuil. La probabilité d’une nouvelle intrusion magmatique, voire d’une éruption dans les prochains jours, se fait de plus en plus précise. Une éruption pourrait survenir avec un préavis très court, peut-être moins de 30 minutes.
La sismicité est actuellement globalement faible sur la péninsule de Reykjanes. L’événement le plus significatif a eu lieu le 8 mars 2024 avec une magnitude M 2,8, à une profondeur de 5 km, juste au SE de Þorbjörn.
Le Met Office explique que le comportement de l’intrusion magmatique du 2 mars, avec une éruption avortée, a différé des intrusions précédentes. Cela peut indiquer que des changements se sont produits dans le rythme habituel de l’accumulation magmatique à Svartsengi et dans celui des des intusions et éruptions à répétition.
Je suis personnellement ravi de voir que le Met Office fait référence aux événements survenus sur le volcan Krafla (nord de l’Islande) après 1975. Le Met Office rappelle que sur une période de 10 ans, 20 intrusions magmatiques se sont produites, 9 d’entre elles ont abouti à une éruption volcanique, tandis que les autres ont débouché sur des éruptions avortées. Lors du cafouillage qui a précédé l’éruption de décembre 2023 sur la péninsule de Reykjanes, j’ai rappelé qu’une éruption avortée s’était produite sur le Krafla dans les années 1990. Le Met Office précise que lors de la période d’activité du Krafla, le magma a toujours emprunté le même dike, mais à des échelles de grandeur différentes. Il faut aussi noter que les éruptions du Krafla n’ont pas suivi un schéma aussi régulier que celui observé jusqu’à présent le long de la chaîne de cratères de Sundhnúkar sur la péninsule de Reykjanes.
Source : Met Office islandais.

Graphique tendant à montrer que le comportement du magma a changé depuis l’éruption avortée du 2 mars 2024. Personne ne sait si la situation actuelle se limitera à une intrusion ou débouchera sur une éruption.  (Source: Met Office)

Reykjanes et Krafla : intrusions magmatiques, éruptions effectives et éruptions avortées (Image webcam et Wikipedia)

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Model calculations show that magma accumulation at Svartsengi continues at a steady rate. In previous events a magma intrusion formed when the volume of accumulated magma reached 8 to 13 million cubic meters. The total volume accumulated now has already reached this threshold. Pressure buildup therefore continues to increase in the magma chamber and likelihood of a new dike intrusion and even an eruption in the next days is increased. An eruption could occur with very short notice, possibly less than 30 minutes.

Seismicity is currently globally low on the Reykjanes Peninsula. The largest event was M2.8 on March 8th, 2024, at a depth of 5km, just SE of Þorbjörn.

The Met Office explains that the behaviour of the dike propagation on March 2nd differed in some ways to the previous dike formations. It may indicate possible changes to the unusually rythmic pattern of unrest with magma accumulation at Svartsengi and repeated dyke intusions and eruptions.

I am personally pleased to see that the Met Office refers to the events that occurred at Krafla volcano (northern Iceland) after 1975. During a period of 10 years, 20 magma intrusions occurred with 9 of them culminating in a volcanic eruption, while the others led to aborted eruptions. During the mess that preceded the December eruption on the Reykjanes Peninsula, I reminded that an aborted eruption has occurred at Krafla in the 1990s. The Met Office specifies that in the Krafla unrest magma always intruded into the same dike, but at different scales of magnitude. However, the eruptions did not follow a similarly regular pattern as observed so far in the Sundhnúkar crater row.

Source : Icelandic Met Office.

Péninsule de Reykjanes (Islande) : on attend toujours une éruption… // Reykjanes Peninsula (Iceland) : still waiting for an eruption…

La sismicité est actuellement faible sur la péninsule de Reykjanes, même si elle s’est un peu intensifiée au cours des deux derniers jours. Le Met Office islandais affirme qu’il serait surprenant qu’il ne se passe rien cette semaine. La circulation du magma est relativement stable depuis l’éruption ratée du 2 mars 2024. L’accumulation de magma sous Svartsengi continue d’augmenter régulièrement et a désormais atteint un volume plus élevé qu’au début du mois. Le 11 mars, ce volume était estimé à 10 millions de mètres cubes, soit plus qu’avant l’éruption du 8 février.
Si rien ne se passe cette semaine, cela signifiera que le comportement de intrusion magmatique s’est modifié. Le Met Office prévient malgré tout qu’une éruption volcanique peut commencer très rapidement, avec un préavis de moins de 30 minutes.

Eruption…ou pas éruption? (Image webcam de l’éruption du 8 février)

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Seismcicity is currently low on the Reykjanes Peninsula, although it has been higher in the past two days. However, the Icelandic Met Office says it would be a surprise if something did not happen this week. The magma flow has been relatively calm since the failed eruption of March 2nd, 2024. Magma accumulation benaeth Svartsengi has continued to increase steadily, and has now reached a higher volume than at the beginning of the month. On March 11th, its volume was estimated at 10 million cubic meters, which is more than before the volcanic eruption on February 8. .

If nothing happens this week, this will mean something has changed in the last magma intrusion. The Met Office still warns that that a volcanic eruption can start very shortly, even in less than half an hour.

Interférogramme d’une intrusion magmatique // Interferogram of a magma intrusion

Du 31 janvier au 3 février 2024, une intrusion magmatique sur le flanc du Kilauea, au sud-ouest de la caldeira sommitale, a attiré l’attention du HVO. Des centaines de séismes ont annoncé l’arrivée d’un nouveau magma. L’intensité de l’activité sismique était semblable à celle qui a précédé les récentes éruptions sommitales du Kilauea,. En conséquence, le HVO à fait passer le niveau d’alerte volcanique et la couleur de l’alerte aérienne respectivement à Watch (Vigilance ) et à la couleur Orange. Après la diminution de l’activité sismique le 3 février, les niveaux d’alerte sont revenus à Advisory (surveillance conseillée) et à la couleur Jaune.
Outre la forte sismicité, une déformation significative a également été enregistrée lors de l’intrusion. Un interférogramme fourni par l’Agence spatiale italienne COSMO-SkyMed satellite a confirmé que la dernière intrusion était plus importante que les précédentes en octobre 2023 ou août 2021. Le modèle de déformation de l’interférogramme était celui d’une intrusion « classique » avec ouverture d’un dyke.
La morphologie du corps magmatique qui ouvre le dyke affecte le modèle de déformation du sol. Par exemple, une chambre magmatique sphérique provoque un mouvement vers l’extérieur et un soulèvement lorsqu’elle est en phase d’inflation. Le schéma de déformation provoqué par l’ouverture d’un dyke est complexe et consiste en un mouvement vers l’extérieur et vers le haut, tout en s’éloignant des côtés du dyke.
La visualisation de l’ouverture de dyke dans un interférogramme est compliquée à cause de la manière dont les interférogrammes enregistrent le mouvement du sol. Les franges (qui représentent un cycle arc-en-ciel) dans un interférogramme correspondent au mouvement entre le sol et le satellite (changement de portée) dans la « direction de visée » de l’instrument radar. Pour le satellite COSMO-SkyMed, une frange équivaut à 1,5 cm de changement de portée. Le satellite ne vise pas le sol à la verticale; au lieu de cela, il envoie les impulsions radar avec un angle d’environ 40 degrés par rapport à la verticale. Cela signifie que les mouvements horizontaux et verticaux se mélangent pour créer un « changement de plage ».
Dans l’interférogramme du 31 janvier au 1er février, les mouvements vers l’extérieur et vers le haut en direction du sud-est s’additionnent pour créer des franges denses. Les mouvements vers l’extérieur et vers le haut en direction du nord-ouest s’annulent quelque peu et donnent naissance à des franges moins denses. En effet, le mouvement vers le nord-ouest augmente le changement de portée, mais le mouvement vers le haut le diminue.
Si l’on regarde attentivement, les franges au sud-est progressent du rose au jaune puis au bleu, à mesure que l’on s’éloigne de la « cible » centrale. Les franges du côté nord-ouest progressent du bleu au jaune puis au rose, en s’éloignant de la cible dans cette zone. Cela signifie que le changement de portée augmente dans ce quadrant.
Entre les lobes colorés du sud-est et du nord-ouest, se trouve au milieu une zone de franges denses et discontinues. Il s’agit de la portion de terrain qui s’est affaissée au-dessus du dyke. C’est aussi une zone avec de nombreuses fissures en surface, c’est pourquoi il y a parfois un fort décalage dans les motifs des franges.
Pour un géophysicien, il s’agit un bel interférogramme. Non seulement à cause des motifs intéressants des franges arc-en-ciel, mais aussi parce que cela illustre parfaitement la manière dont les interférogrammes capturent le mouvement du sol via un changement de portée. C’est également une illustration classique de la déformation provoquée par l’intrusion d’un dyke, l’un des principaux processus liés à la migration du magma dans les volcans du monde entier.
Source : USGS HVO.

Interférogramme formé à partir des données collectées par l’agence spatiale COSMO-SkyMed satellite entre le 31 janvier à 18 heures et le 1er février à la même heure. Les franges colorées indiquent des zones de déformation du sol, avec un plus grand nombre de franges pour une zone de grande déformation. Chaque cycle de couleur représente 1,5 cm de mouvement du sol en approche ou en éloignement du satellite. En plus du modèle d’ouverture des dykes décrit dans le texte ci-dessus, cet interférogramme montre que le sommet du Kilauea s’est affaissé lorsque du magma a été envoyé dans l’intrusion.

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Autre nterférogramme fourni pat COSMO-SkyMed (CSK) et couvrant, en Islande, la période du 3 au 11 novembre 2023. Il montre le champ de déformation lié à l’intrusion d’un dyke dans l’après-midi du 10 novembre au sein du système volcanique Reykjanes-Svartsengi. (Source: IMO).

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From January 31st to February 3rd, 2024, a magma intrusion into Kilauea’s flank, southwest of the summit caldera, was the focus of attention at the Hawaiian Volcano Observatory (HVO). Hundreds of earthquakes announced the influx of new magma. The intensity of the seismic activity was similar to what preceded recent summit eruptions at Kilauea, prompting HVO staff to raise the volcano alert level and the aviation color code to Watch and Orange, respectively. After seismic activity decreased on February 3rd, the alert level was returned to Advisory/Yellow.

In addition to the large number of earthquakes, high rates of deformation were also recorded during the intrusion.

An interferogram acquired from the Italian Space Agency’s COSMO-SkyMed satellite confirmed that the recent intrusion was larger than previous ones in October 2023 or August 2021. The pattern of deformation in the interferogram had a “classic” dike-opening intrusion pattern.

The shape of the opening magma body affects what the pattern of ground deformation will be. For example, a spherical magma chamber will cause outward motion and uplift when it inflates. The deformation pattern from dike-opening is complicated and consists of outward and upward motion away from the broad sides of the dike.

Seeing a dike-opening pattern in an interferogram is made even more complicated by how interferograms record ground motion. The fringes (one rainbow cycle) in an interferogram represent motion between the ground and satellite (range change) in the “look direction” of the radar instrument. For the COSMO-SkyMed satellite, one fringe equals 0.6 of an inch of range change. The satellite does not look straight down at the ground; instead, it sends the radar pulses out at an angle about 40 degrees off-vertical.

This means that horizontal and vertical motion get mixed together to create “range change.”

In the January 31st to February 1st interferogram, outward and upward motion to the southeast add together to create dense fringes. However, outward and upward motion to the northwest cancel each other out somewhat and result in fewer fringes. This is because motion to the northwest increases range change, but upward motion decreases it.

If one looks carefully, the fringes to the southeast progress from pink to yellow to blue, as one proceeds away from the central “bullseye.” The fringes on the northwest side progress from blue to yellow to pink, away from the bullseye in that area. This means that range change is increasing in that quadrant.

In between the colorful lobes to the southeast and northwest, there is an area of dense and discontinuous fringes in the middle. This is the portion of ground that subsided above the dike. It’s also an area with lots of surface cracks, which is why there is sometimes a sharp offset in the fringe patterns.

To a geophysicist, this is a beautiful interferogram. Not just because of the interesting patterns of the rainbow fringes, but because it beautifully illustrates the unique way that interferograms capture ground motion via range change. It’s also a textbook illustration of deformation from a dike intrusion, one of the fundamental processes for magma migration at volcanoes around the world.

Source : USGS HVO.