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A propos des séismes lents // About slow-slip earthquakes

Dans une note intitulée « Les séismes lents du Kilauea, publiée le 28 mars 2018, j’expliquais que des séismes sont enregistrés périodiquement sur le flanc sud du Kilauea. Le HVO les attribue au glissement lent de l’édifice volcanique dans l’Océan Pacifique. Les Anglosaxons les ont baptisés « slow-slip earthquakes », « séismes lents » en français. Ces événements ne sont pas l’apanage du Kilauea ; on les observe ailleurs dans le monde.

Les scientifiques néo-zélandais de GNS Science (à l’origine Institute of Geological and Nuclear Sciences) surveillent un événement sismique lent qui a débuté fin mars 2019 près de Gisborne, au large de la côte est de l’Ile du Nord. Une séquence sismique semblable a déjà été observée dans ce même secteur en mars 2010.
Les séismes lents sont assez fréquents dans cette partie de la Nouvelle-Zélande, en raison de la subduction de la Plaque Pacifique qui se déplace vers l’ouest et plonge sous la Plaque Australienne.

En cliquant sur le lien ci-dessous, vous aurez des explications sur les séismes lents. Le document est en anglais. Vous trouverez ci-dessous une traduction en français pour vous aider à comprendre cet important chapitre de la sismologie.

https://youtu.be/xgk2zBvdOgw

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In a post entitled « Kilauea Volcano Slow Earthquakes, published on March 28th, 2018, I explained that earthquakes are recorded periodically on the southern flank of Kilauea. HVO attributes them to the slow slide of the volcanic edifice in the Pacific Ocean. Anglosaxons called them « slow-slip earthquakes », « séismes lents » in French. These events are not exclusive to Kilauea; they are observed elsewhere in the world.

GNS scientists are monitoring a slow-slip event that started at the end of March 2019 near Gisborne, off the east coast of North Island, New Zealand. A similar seismic event was observed in the same area in March 2010.

Slow-slip events are quite common in this part of New Zealand, due to the subducting Pacific Plate moving westward under the Australian Plate,

By clicking on this link, you will learn more about slow-slip earthquakes :

https://youtu.be/xgk2zBvdOgw

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Définition d’un séisme lent.

En Nouvelle Zélande, les plaques tectoniques Pacifique et Australienne entrent en contact le long d’une série de lignes de failles. Au niveau de l’Ile du Nord, dans un processus de subduction, la plaque Pacifique plonge en direction de l’ouest sous la côte orientale de l’Ile du Nord, au niveau de la Fosse et Zone de Subduction de Hikurangi qui constitue la faille la plus importante et la plus active de Nouvelle Zélande. Les deux plaques tectoniques se déplacent l’une vers l’autre le long de cette faille. Dans la partie la plus profonde de la Zone de Subduction de Hikurangi, les roches sont plus chaudes et les deux plaques peuvent se déplacer l’une contre l’autre lentement et de manière continue. En revanche, à des profondeurs moindres, les plaques ont des bords moins réguliers et leur frottement provoque par moment des blocages. Les contraintes s’accumulent alors dans la zone de blocage. Au bout de quelques années, la situation se débloque pour un temps et c’est alors que se produit un séisme lent avec libération des contraintes et de l’énergie qui s’étaient accumulées.

Un séisme lent ressemble à un séisme classique dans la mesure où il y a libération d’énergie le long d’une zone de faille, mais cette libération d’énergie se fait sur des semaines ou des mois, alors que pour un séisme classique c’est une affaire de secondes. Les systèmes GPS renseignent sur le déplacement du sol.

Les séismes sur les zones de subduction.

Parfois, le mouvement des plaques n’est pas lent, mais soudain et rapide, ce qui provoque des séismes. De puissants séismes peuvent se produire après que deux plaques soient restées bloquées pendant longtemps, des siècles ou des millénaires. Au cours de ce laps de temps de blocage très long, il s’accumule suffisamment de contraintes et d’énergie le long de la faille jusqu’au moment où une rupture se produit. Les plaques se déplacent alors rapidement l’une contre l’autre en provoquant un séisme.

Un déplacement lent des plaques peut-il provoquer un séisme majeur ?

Les déplacements lents des plaques tectoniques se produisent souvent en limite de plaques dans des zones où se déclenchent les séismes classiques. Les scientifiques cherchent à savoir dans quelle mesure un déplacement lent des plaques peut contribuer à augmenter les contraintes dans la zone de blocage entre deux plaques et si cela peut avoir une influence sur les ruptures de plaques qui déclenchent les puissants séismes.

Le jour où les scientifiques parviendront à comprendre la relation entre le déplacement lent des plaques et le déclenchement des séismes, un grand pas aura été franchi dans le domaine de la prévision sismique. Il est utile de noter que de nombreux déplacements lents de plaques en Nouvelle Zélande n’ont pas déclenché de puissants séismes.

Sur le document, au bout de 2’58’’, on nous montre sur une carte une importante zone de blocage qui recouvre la partie centrale et inférieure de l’Ile du Nord de la Nouvelle Zélande. C’est là que s’accumulent les contraintes et l’énergie susceptibles de provoquer un nouveau séisme à l’avenir. A proximité de cette zone, on peut en voir une autre où se produit un déplacement lent des plaques.

C’est le rôle de GNS Science d’étudier ces phénomènes qui se produisent en Nouvelle Zélande, mais aussi ailleurs dans le monde.

Capture d’écran de trois images de la vidéo. Elles illustrent le frottement des plaques tectoniques, leur blocage, et l’accumulation de contraintes et d’énergie (Source : GNS Science).

Volcans du monde // Volcanoes of the world

Voici quelques nouvelles de la situation volcanique dans le monde :

Selon l’Agence Météorologique Japonaise (JMA), un épisode éruptif a été observé sur l’Aso le 16 avril 2019. Les nuages ​​de cendre sont montés brièvement jusqu’à 200 mètres au-dessus du cratère. Une augmentation de la sismicité accompagnée de volumineuses émissions de gaz volcanique avait été observée le 14 avril. L’accès au volcan est interdit à moins de 1 km du cratère.
Le volcan ne s’était pas manifesté depuis le 8 octobre 2016. Le niveau d’alerte a été relevé à 2 le 14 avril.
Source: JMA.

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Comme je l’ai déjà mentionné dans une précédente note le 30 mars 2019, on observe actuellement une augmentation de la sismicité et de la température de l’eau dans le lac Taal aux Philippines. 10 séismes d’origine volcanique ont été enregistrés le 14 avril et 6 autres le 15 avril 2019.
La température de l’eau dans le secteur E du cratère principal est passée de 31,7 à 31,9°C, avec une baisse du niveau de l’eau de 0,41 m. à 0,31 m. et une diminution de l’acidité (pH de 2,67 à 2,95).
Les mesures de déformation du sol effectuées du 18 au 27 mars 2019 ont révélé un léger gonflement de l’édifice, ce qui confirme les dernières mesures obtenues avec les données GPS en continu.
Le niveau d’alerte est maintenu à 1.
Source: PHIVOLCS.

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Il va falloir garder un œil sur le Pico Viejo sur l’île Canarie de Tenerife. En effet, depuis quelque temps, on observe une certaine recrudescence de activité sismique. Le dernier épisode a eu lieu le 17 avril 2019 avec 3 secousses sur les pentes du Pico Viejo. Elles avaient des magnitudes de M 1,0, M 0,9 et M 1,3, à des profondeurs entre 12 et 17 km.

Source : GEVolcan.

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Volcans du Guatemala :

L’activité du Pacaya se limite à un dégazage modéré d’une cinquantaine de mètres. De faibles explosions stromboliennes projettent des matériaux incandescents jusqu’à une quinzaine de mètres au-dessus du cratère Mackenney. On observe une coulée de lave qui se dirige vers le nord.
Le dégazage du Fuego atteint une hauteur de 4 400 m d’altitude.  On observe de 13 à 18 explosions modérées par heure, avec des colonnes de cendre d’une hauteur de 4300 à 4700 mètres d’altitude. La nuit et tôt le matin, une incandescence est visible au-dessus du cratère. Des avalanches de matériaux continuent à dévaler les ravines Seca, Taniluyá, Ceniza et Trinidad. Des explosions faibles et modérées s’accompagnent d’ondes de choc qui font vibrer les vitres dans les localités proches du volcan. Des retombées de cendre sont observées dans plusieurs localités.
Les panaches de dégazage du Santiaguito montent jusqu’à une altitude de 2900 mètres avant de se disperser vers le sud-ouest. On enregistre en moyenne deux explosions de faible intensité par heure. Elles génèrent des colonnes de cendre qui s’élèvent à une hauteur d’environ 3 200 mètres. De petites avalanches de matériaux s’écoulent le long du flanc sud-est vers la base du dôme de Caliente, et vers le flanc sud-ouest du volcan Santa María.

Source : INSIVUMEH.

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Volcans indonésiens :

Le VAAC de Darwin a signalé qu’à la mi-avril, le panache de cendre du Bromo (Indonésie) atteignait une altitude de 3 km. Le niveau d’alerte reste à 2 (sur une échelle de 1 à 4) et il est demandé aux visiteurs du volcan de rester en dehors d’un rayon de 1 km du cratère.
Source: VAAC Darwin.

Deux éruptions ont eu lieu sur l’Anak Krakatau les 14 et 15 avril 2019, bien qu’aucun panache de cendre n’ait été observé lors du deuxième événement. Le niveau d’alerte reste à 3 (sur une échelle de 1 à 4). Il est demandé à la population de rester en dehors de la zone de danger d’un rayon de 5 km autour du cratère.
Le dôme de lave du Merapi continue de croître lentement. Les matériaux extrudés s’écoulent dans la ravine de la rivière Gendol. Le niveau d’alerte reste à 2 (sur une échelle de 1 à 4) et la population est priée de rester en dehors de la zone d’exclusion de 3 km.
Le 11 avril 2019, une explosion sur l’Agung a généré un panache de cendres dense qui s’est élevé à 2 km au-dessus du cratère. Le niveau d’alerte reste à 3 (sur une échelle de 1 à 4) avec une zone d’exclusion d 4 km de rayon.
Source: CVGHM.

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Le Villarica (Chili) est très actif ces jours-ci. À la mi-avril, des fontaines de lave s’élevaient à 70 mètres au-dessus de la lèvre du cratère. La sismicité était faible.
Source: POVI.

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Il est clair que les scientifiques hawaïens du HVO supportent mal de ne pas avoir réussi à prévoir la fin de la dernière éruption du Kilauea (Hawaii). Hier, dans la presse hawaïenne, on pouvait lire ce titre surprenant: «Le Kilauea entrera de nouveau en éruption». Quel scoop! C’est comme si l’on disait que l’Etna (Sicile) ou le Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) vont à nouveau entrer en éruption. Tout le monde le sait!
Voici la mise à jour du HVO le 16 avril 2019.
«Le Kilauea n’est pas en éruption. Les données de surveillance des huit derniers mois montrent des niveaux relativement faibles de sismicité, de déformation et d’émission de gaz au sommet et dans l’East Rift Zone, y compris dans la zone de l’éruption de 2018. Un séisme de magnitude M 5,3 (dont le Kilauea n’est pas responsable) s’est produit à 17h09.le samedi 13 avril 2019, et a été ressenti à travers l’île.
Depuis le 26 mars, le niveau d’alerte du Kilauea est NORMAL / VERT. Malgré cette classification, le Kilauea reste un volcan actif et il va à nouveau entrer en éruption. Bien que l’on s’attende à observer des signes annonciateurs du retour de l’éruption, le délai d’alerte peut être court. Les habitants de l’île d’Hawaï doivent donc se tenir au courant de la carte à risque du Kilauea et savoir comment être informés de l’activité du volcan.
Observations: La semaine dernière, aucun changement significatif n’a été observé dans  l’activité volcanique. De faibles niveaux de sismicité persistent sur le volcan ; les secousses se produisant principalement dans la région sommitale et sur le flanc sud du volcan. Les données envoyées par les stations GPS et les inclinomètres vont dans le sens d’un remplissage du réservoir magmatique profond sous l’East Rift Zone. Les émissions de dioxyde de soufre au sommet et sur le Pu’uO’o restent faibles. Ces émissions sont stables depuis plusieurs mois.»
Lorsque Kilauea entrera de nouveau en éruption, il ne serait pas surprenant que le HVO affirme qu’il s’agit d’une continuation de l’événement de 1983 et que l’absence d’activité, même si elle a duré plusieurs mois, n’était qu’une pause dans l’éruption!

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Here is some news of volcanic activity around the world :

According to the Japan Meteorological Agency JMA), Mount Aso went through an eruptive episode on April 16th, 2019. The ash clouds briefly rose up to 200 metres above the crater. An increase in seismicity accompanied by voluminous emissions of volcanic gas had been observed on April 14th.. Access to the volcano is forbidden within 1 km of the crater.

The volcano had been quiet since October 8th, 2016. The alert level was raised to 2 on April 14th.

Source: JMA.

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As I already put it in a previous post on March 30th, 2019, an increase in seismicity and water temperature is currently observed at Lake Taal in the Philippines. 10 volcanic earthquakes were recorded on April 14th and 6 more on April 15th, 2019.

The water temperature in the eastern sector of the Main Crater Lake increased from 31.7 to 31.9 °C, together with a decrease in water level from 0.41 m. to 0.31 m., and a decrease in acidity from pH 2.67 to pH 2.95.

Ground deformation measurements from March 18th to 27th, 2019 indicated slight inflation of the edifice consistent with recent results from continuous GPS data.

The alert level is kept at 1.

Source: PHIVOLCS.

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One should keep an eye on Pico Viejo on the Canary Island of Tenerife. Indeed, for some time, there has been a certain upsurge in seismic activity. The last episode took place on April 17th, 2019 with 3 quakes on the flanks of Pico Viejo. They had magnitudes of M 1.0, M 0.9 and M 1.3, at depths between 12 and 17 km.
Source: GEVolcan.

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Villarica (Chile) is quite active these days. By mid April, lava fountains were seen rising as high as 70 metres above the crater rim. Seismicity was low.

Source : POVI.

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Guatemala volcanoes:
The activity of  Pacaya consists of a moderate degassing of about fifty metres. Small strombolian explosions project incandescent materials up to about fifteen metres above the Mackenney crater. There is a lava flow going north.
The degassing of Fuego reaches a height of 4,400 m above sea level. There are 13 to 18 moderate explosions per hour, with ash columns from 4300 to 4700 metres a.s.l.. At night and early in the morning, an incandescence is visible above the crater. Avalanches of material continue to travel down the Seca, Taniluyá, Ceniza and Trinidad drainages. Small and moderate explosions are accompanied by shock waves that vibrate the windows in the municipalities near the volcano. Ashfall is observed in several villages.
The degassing plumes of Santiaguito rise to an altitude of 2900 metres before drifting southwest. On average, there are two low-intensity explosions per hour. They generate ash columns that rise to a height of about 3,200 metres. Small avalanches of material travel along the southeast flank, down to the base of the Caliente dome, and toward the southwest flank of the Santa María volcano.
Source: INSIVUMEH.

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Indonesian volcanoes

The Darwin VAAC has reported that in mid April ash plumes from Bromo rose to 3 km a.s.l. The Alert Level remains at 2 (on a scale of 1-4), and visitors are warned to stay outside a 1-km radius fromthe crater.

Source: VAAC Darwin.

Two eruptions occurred at Anak Krakatau on April.14th and 15th, 2019, though no ash plume was visible during the second event. The Alert Level remains at 3 (on a scale of 1-4). Residents are warned to remain outside the 5-km radius hazard zone from the crater.

The lava dome at Merapi continues to grow slowly, with extruded material channelled into the Gendol River drainage. The alert level remains at 2 (on a scale of 1-4), and residents are warned to remain outside the 3-km exclusion zone.

On April 11th, 2019, an explosion at Agung produced a dense ash plume that rose 2 km above the crater. The alert level remains at 3 (on a scale of 1-4) with the exclusion zone set at a 4-km radius.

Source: CVGHM.

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It seems clear Hawaiian scientists at HVO are still disappointed for having failed at predicting the end of Kilauea’s last eruption. One could read yesterday in the Hawaiian press this surprising headline: “Kilauea will erupt again”. What a scoop! This like saying the Mount Etna (Sicily) or Piton de la Fournaise (Reunion Island) will erupt again. Everybody knows this!

Here is HVO’s update for April 16th, 2019.

« Kilauea Volcano is not erupting. Monitoring data over the past eight months have shown relatively low rates of seismicity, deformation, and gas emission at the summit and East Rift Zone (ERZ) including the area of the 2018 eruption. A magnitude 5.3 earthquake (not from Kilauea) occurred at 5:09 p.m. on Saturday, April 13th, 2019, and was felt across the island.

As of March 26th, Kilauea Volcano is at NORMAL/GREEN. Despite this classification, Kilauea remains an active volcano, and it will erupt again. Although we expect clear signs prior to a return to eruption, the time frame of warning may be short. Island of Hawaii residents should be familiar with the long-term hazard map for Kilauea Volcano and how to stay informed about Kilauea activity.

Observations: This past week saw no significant change in monitoring data or volcanic activity. Low rates of seismicity continue across the volcano, with earthquakes occurring primarily in the summit and south flank regions. GPS stations and tiltmeters continue to show motions consistent with refilling of the deep East Rift Zone magma reservoir. Sulfur dioxide emission rates from the summit and from Pu’uO’o remain low. These rates have been steady over the past several months. »

When Kilauea erupts again, I would not be surprised if HVO said that it is a continuation of the 1983 event and that the absence of activity – even though it lasted several months – was just a pause in the eruption!

Vues du Pico Viejo sur l’île de Tenerife. Sa dernière éruption a eu lieu du 9 juin au 14 septembre 1798. (Photo: C. Grandpey)

Hawaii : Pas d’éruption en vue sur le Mauna Loa ! // Hawaii : No eruption of Mauna Loa in the short term !

Comme je l’ai écrit dans l’une de mes dernières notes, le séisme enregistré le 13 avril 2019 dans la région du Hualalai sur la Grande Ile d’Hawaii n’a eu aucun effet sur l’activité des volcans hawaïens. Aucune nouvelle activité éruptive n’a été observée sur le Kilauea depuis la fin de l’éruption en août dernier. Selon le HVO, «les données de surveillance des huit derniers mois ont montré des niveaux relativement bas de sismicité, de déformation et d’émission de gaz au sommet et dans l’East Rift Zone, y compris dans le secteur de l’éruption de 2018».
Depuis la fin de l’éruption du Kilauea, des articles de presse ont laissé entendre que la pression exercée par le magma sur la chambre pourrait se déplacer vers le Mauna Loa et augmenter le risque éruptif sur ce volcan. La dernière éruption du Mauna Loa remonte à 1984.
Pour le moment, il ne semble pas que Mauna Loa soit sur le point d’entrer en éruption. La dernière mise à jour du HVO (4 avril 2019) indique qu ‘«aucun changement significatif dans l’activité sismique du Mauna Loa n’a été détecté en mars. De petits séismes, généralement inférieurs à M 2,0, se sont poursuivis dans des zones où on les enregistre habituellement, notamment sous le flanc nord-ouest, la zone sommitale et le flanc est. Le séisme le plus important survenu sur le Mauna Loa le mois dernier a été un événement de M 3,3 le 31 mars, à une profondeur d’environ 2,7 km sous le niveau du sol et près du sommet. Les données GPS sur le Mauna Loa indiquent une lente inflation du réservoir magmatique sommital. Les niveaux de déformation sont inférieurs à ceux observés pendant la période d’activité plus intense de 2014-2017. Les données concernant les gaz et la température, fournies par une station située dans la zone de rift sud-ouest et dans la caldeira sommitale, n’ont révélé aucun changement significatif au cours du mois écoulé. ”
Un scientifique de l’USGS a déclaré: « Une éruption du Mauna Loa pourrait se produire dans des mois, voire des années, mais nous savons que ce n’est pas une affaire de jours ou de semaines. »
Source: USGS / HVO.

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As I put it in a previous post, the earthquake that was recorded on April 13th, 2019, in the Hualalai area did not have any effect on the activity of Hawaiian volcanoes. No new eruptive activity has been observed on Kilauea since the end of the eruption last August. HVO indicates that “monitoring data over the past eight months have shown relatively low rates of seismicity, deformation, and gas emission at the summit and East Rift Zone (ERZ) including the area of the 2018 eruption.”

Since the end of the Kilauea eruption, some press articles have suggested that the pressure exerted by magma on the magma chamber could be diverted toward Mauna Loa and increase the risk of an eruption at this volcano. Mauna Loa’s last eruption dates back to 1984.

For the moment, it does not look as if Mauna Loa is ready to erupt. HVO’s latest update (April 4th, 2019) about the volcano says that “no significant changes in Mauna Loa’s seismic activity were detected in March. Small earthquakes, mostly less than M 2.0, continued in long-active areas including beneath the northwest flank, summit region, and east flank. The largest earthquake for Mauna Loa in the past month was an M 3.3 event, at a depth of approximately 2.7 km below ground level, near the summit on March 31st.  Data from GPS instruments on Mauna Loa indicate slow inflation of the summit magma reservoir system. The rates of deformation are lower than during the period of more intense unrest from 2014-2017. Gas and temperature data from a station on the Southwest Rift Zone and within the summit caldera showed no significant changes over the past month.”

Said a USGS scientist: “ »An eruption of Mauna Loa could be anywhere from months to years away. But we do know that it’s not days or weeks away. »

Source: USGS / HVO.

Le Mauna Loa, un superbe volcan bouclier, vu depuis le désert de Ka’u (Photo: C. Grandpey)

Vue aérienne du sommet du Mauna Loa (Crédit photo: USGS)

Vue de Mokuaweoweo, la caldeira sommitale du Mauna Loa (Photo: C. Grandpey)

Coulées de lave sur le versant sud-ouest du mauna Loa (Photo: C. Gra,dpey)

Système d’alerte sur le versant sud-ouest du Mauna Loa (Photo: C. Grandpey)

La pollution du Kilauea à Hawaii // The pollution of Kilauea Volcano in Hawaii

La fin de l’éruption du Kilauea en septembre 2018 s’est accompagnée d’une diminution considérable de la quantité de dioxyde de soufre (SO2) émis par le volcan. Cela a permis de pouvoir bénéficier à nouveau d’un ciel magnifique au-dessus de la Grande Ile d’Hawaï, en particulier dans sa partie ouest où la pollution volcanique connue sous le nom de vog avait été régulièrement observée au cours des dernières années.
Au plus fort de l’éruption dans la Lower East Rift Zone (LERZ) en 2018, alors que les émissions de gaz volcaniques et la pollution étaient à leur plus haut niveau, une équipe scientifique a travaillé en relation avec le HVO et les services sanitaires de l’État d’Hawaï pour étudier le niveau de pollution de l’air générée par l’éruption.
Les chercheurs ont échantillonné des particules volcaniques et des gaz le long de la LERZ, en particulier au niveau de la Fracture n°8, de l’entrée de la lave dans l’océan et sur divers sites sous le vent. Pour déterminer la nature et la composition de la pollution volcanique, des échantillons ont été prélevés par aspiration de l’air à travers des filtres, au niveau du sol et de l’air, et à l’aide de drones.
Les particules minuscules déposées sur les filtres ont ensuite été analysées en laboratoire pour en déterminer la composition chimique et ont été observées à l’aide d’un puissant microscope électronique à balayage (MEB) pour déterminer la composition des particules individuelles. D’autres instruments ont déterminé le nombre ou le poids de particules de différentes tailles que l’on associe à différents impacts sur la santé dans des études sur la pollution d’origine humaine. Les échantillons ont été analysés pour en déterminer le pH et les principaux composants, notamment le sulfate, le fluorure et le chlorure, ainsi que des métaux traces, tels que le plomb et l’arsenic.
Ces analyses ont ciblé les espèces chimiques présentes dans les panaches volcaniques. Le panache du Kilauea est composé principalement de vapeur d’eau, de dioxyde de carbone (CO2), de dioxyde de soufre (SO2) et de quantités plus faibles d’autres gaz, notamment de chlorure d’hydrogène (HCl) et de fluorure d’hydrogène (HF). Le SO2 réagit dans l’atmosphère au fil du temps pour former de minuscules particules de sulfate acides et neutres, qui constituent un élément majeur de la pollution volcanique à Hawaii. De petites quantités de métaux toxiques ont également été trouvées dans les panaches de gaz volcaniques émis par les bouches éruptives du Kilauea.
La campagne d’échantillonnage de gaz et de particules effectuée au cours de l’été 2018 a permis d’examiner dans quelle mesure les éléments traces, tels que les métaux, varient avec la distance, dans le panache du Kilauea. Il a été constaté que la quantité de ces éléments était très variable et ne dépendait pas uniquement de la distance entre le panache et la source de l’éruption. La plupart des particules avaient un diamètre inférieur à 2,5 microns, une taille suffisamment petite pour pénétrer profondément dans les poumons.
Les résultats de l’étude corroborent également les observations précédentes concernant la transformation chimique du SO2 gazeux en particules. Les zones éloignées de la source des émissions gazeuses, comme la côte de Kona, sur la Grande Ile d’Hawaii, présentaient de fortes concentrations de particules, car une grande partie du SO2 s’était transformée en particules en se déplaçant sous le vent. Les normes de qualité de l’air ambiant concernant le SO2 et les particules ont été dépassées à divers endroits sur l’île au cours des trois mois de l’éruption dans la LERZ.
Contrairement à l’été 2018 et la forte intensité de l’éruption, le calme qui rège actuellement sur le Kilauea offre une excellente occasion d’étudier la qualité de l’air ambiant. Cela va permettre aux scientifiques mesurer la différence entre la pollution anthropique, telle que les gaz d’échappement des véhicules, et la pollution volcanique. Comprendre la contribution de la pollution d’origine humaine est important sur une île où la population ne cesse d’augmenter.
Pour étudier cette pollution anthropique, l’équipe scientifique envisage de revenir pendant l’été 2019 échantillonner l’air dépourvu de la contribution volcanique, en utilisant le même équipement et les mêmes sites d’échantillonnage. Les mesures effectuées «avant» et «après» l’éruption permettront d’isoler l’empreinte chimique des particules volcaniques. Cela améliorera notre compréhension des effets potentiels des panaches volcaniques sur la santé, l’environnement et les écosystèmes.
Source: USGS / HVO.

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The end of Kilauea’s 2018 eruption this past September was accompanied by an enormous decrease in the amount of sulphur dioxide (SO2) emitted from the volcano. This has led to beautifully clear skies above the Island of Hawaii, especially on the west side, where the volcanic pollution known as vog was regularly observed in past years.

During the peak of the 2018 Lower East Rift Zone (LERZ) eruption, when the volcanic emissions and vog were both much stronger, a team of academic researchers worked with the Hawaiian Volcano Observatory and the Hawaii State Department of Health to study the intense air pollution generated by the eruption.

The researchers sampled volcanic particles and gases at the LERZ Fissure 8 vent, the ocean entry, and various downwind sites. To determine the nature and composition of the volcanic pollution, samples were collected by pumping air through filters, from the ground and from the air using drones.

The tiny particles captured on the filters were then analyzed in the laboratory for chemical composition and imaged using a powerful Scanning Electron Microscope (SEM) to determine the composition of individual particles. Other instruments determined the number or weight of particles of various sizes, which are associated with different health impacts in studies of human-caused pollution. The samples were analyzed for pH, major components including sulphate, fluoride, and chloride; and trace metals, such as lead and arsenic.

These analyses targeted chemical species that are present in volcanic plumes.  Kilauea’s plume is composed primarily of water vapour, carbon dioxide (CO2), sulphur dioxide (SO2), along with smaller amounts of other gases, including hydrogen chloride and hydrogen fluoride. SO2 reacts in the atmosphere over time to form tiny acidic and neutral sulphate particles, which are a major component of volcanic pollution in Hawaii. Small amounts of toxic metals have also been found in the volcanic gas plumes emitted from Kilauea’s vents.

The summer 2018 gas and particle sampling campaign was the first effort to look at how trace elements, such as metals, change over distance in the Kilauea plume. It was found that the amount of these elements was highly variable but was not solely predicted by the distance of the plume from the vent. Most of the particles were less than 2.5 micron in diameter, small enough to penetrate deep into the lungs.

The study’s findings also support previous observations regarding the chemical conversion of SO2 gas to particles. Areas far from the gas source, such as along Hawaii Island’s Kona coast, had high particle concentrations since much of the SO2 gas had converted to particles as it travelled downwind. Ambient air quality standards for both SO2 gas and particles were exceeded at various locations on the island during the three months of the LERZ eruption.

In contrast to the summer 2018, Kilauea’s current lull in activity provides an excellent opportunity to study background air quality. This can help scientists distinguish between anthropogenic pollution, such as traffic exhaust, and volcanic pollution. Understanding the contribution of human-made pollution is important on an island with a growing population.

To address the characterization of anthropogenic pollution, the same research team plans to return this coming summer to sample the background air without the volcanic contribution, using the same equipment and sampling sites. The “before” and “after” snapshots will help to isolate the chemical fingerprint of the volcanic particles. This will improve our understanding of the potential health, environmental, and ecosystem effects of volcanic plumes.

Source : USGS / HVO.

Emissions gazeuses dans l’Halema’uma’u pendant l’éruption du Kilauea (Photos: C. Grandpey)