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Le CO2 du Kilauea (Hawaii) // Kilauea’s CO2 (Hawaii)

Avec la fin de l’éruption du Kilauea, les habitants de Big Island peuvent respirer plus facilement, sans être importunés par le vog, ce brouillard volcanique provoqué par les émissions de dioxyde de soufre (SO2).
Malgré tout, en raison de l’activité volcanique récente, on perçoit encore parfois des odeurs de soufre sur l’île, mais c’est le gaz carbonique, ou dioxyde de carbone (CO2) qui intéresse à présent les géochimistes du HVO.
Le CO2 est émis en abondance au cours d’une éruption, en même temps que les gaz sulfureux, la vapeur d’eau et des quantités infimes d’autres gaz tels que le chlorure d’hydrogène, le fluorure d’hydrogène et l’hélium. Ce qui est intéressant avec le CO2, c’est qu’il peut donner des indications précieuses sur la profondeur à laquelle se trouve le magma.
Pour expliquer comment se comporte le CO2, les géologues font souvent une comparaison avec une bouteille de boisson gazeuse dans laquelle un seul gaz (le CO2) est dissous. Ce CO2 reste dissous tant que la bouteille est fermée car elle crée suffisamment de pression pour maintenir le gaz dans le liquide. Dès que la bouteille est ouverte, la pression diminue et le CO2 crée des bulles qui s’échappent dans l’atmosphère.
Contrairement à l’eau gazeuse, le magma contient de nombreux gaz différents les uns des autres et qui ne se comportent pas tous de la même manière. Avec la boisson gazeuse, une diminution de la pression suffit à libérer tout le gaz, mais avec le magma, des degrés de diminution de pression différents entraînent la libération de gaz différents.
Dans la mesure où la pression exercée sur le magma est créée par le poids de la terre qui se trouve au-dessus, plus le magma est profond, plus il est soumis à une pression élevée. À mesure que le magma s’élève à des profondeurs moindres, il est soumis à une moindre pression et différents gaz peuvent alors s’échapper en cours de route.
Lorsque le magma est peu profond ou atteint la surface, la pression exercée est assez faible de sorte que le SO2 peut facilement s’échapper, ce qui explique la formation du vog mentionné précédemment. Lorsque le magma est plus profond, comme c’est le cas actuellement sur le Kilauea, la pression est suffisante pour maintenir le SO2 dissous. Cependant, comme le CO2 est moins soluble que le SO2 dans le magma, il peut s’échapper même lorsque le magma est profond et que la pression est élevée. C’est pourquoi, même sans coulées de lave à la surface, le Kilauea émet actuellement du CO2. Il est important de noter que ces quantités sont très faibles à côté des émissions anthropiques. C’est ce CO2 qui, associé aux faibles quantités de gaz sulfureux encore émises, peut fournir des indications sur la profondeur du magma sous le Kilauea.
Comme le CO2 peut s’échapper même lorsque le magma est profond alors que le SO2 reste dissous jusqu’à ce qu’il s’approche de la surface, le magma plus profond produit un rapport CO2 / SO2 plus élevé.. C’est ce rapport CO2 / SO2 que les géochimistes utilisent généralement comme indication de la profondeur du magma.
Le magma profond peut commencer avec un rapport CO2 / SO2 élevé, mais ce rapport va diminuer eu fur et à mesure que le magma va se déplacer vers la surface et que de plus en plus de SO2 commencera à s’échapper. En conséquence, si les scientifiques sont capables de mesurer le rapport CO2 / SO2 du Kilauea au fil du temps, toute variation dans ce rapport peut leur indiquer si le magma est en train de remonter dans le système d’alimentation du volcan.
La mesure précise du rapport CO2 / SO2 dans le panache de gaz volcanique n’est pas chose aisée à cause de la quantité importante et variable de CO2 qui existe déjà dans l’atmosphère. Sur le Kilauea, la situation est encore plus complexe à cause des événements d’effondrement qui ont remodelé la caldeira sommitale et endommagé les routes et autres moyens d’accès aux zones de dégazage.
Tant que durera la phase d’inactivité du Kilauea, les géochimistes du HVO exploreront de nouvelles techniques de mesure du rapport CO2 / SO2, notamment grâce à l’installation de capteurs multi-gaz au sommet du volcan et à l’utilisation de capteurs de gaz montés sur des drones. Le but de cette collecte de données est de mieux comprendre les changements susceptibles d’indiquer une reprise d’activité du volcan.
Source: USGS / HVO.

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With the end of the Kilauea eruption, Big Island residents can breathe more freely and are no loger disturbed by the vog, or volcanic smog, produced by voluminous sulphur dioxide (SO2) emissions.

Because of the recent volcanic activity, sulphur smells are still sometimes detected around the island, but carbon dioxide (CO2) is the other gas that is interesting HVO geochemists these days.

CO2 is a significant volcanic emission, along with sulphur gases, water vapour, and trace amounts of other gases, such as hydrogen chloride, hydrogen fluoride, and helium. What is interesting about CO2 is that it can give clues about the depth of magma.

To explain the behaviour of CO2, geologits often make a comparison with a bottle of soda, which has only one gas (CO2) dissolved in it. This CO2 stays dissolved as long as the bottle is sealed, because the bottle creates enough pressure to keep the CO2 in the liquid. As soon as the bottle is opened, pressure on the liquid decreases and the CO2 creates bubbles that escape to the atmosphere.

Unlike soda, magma has many different gases dissolved in it, and they do not all behave the same way. With soda, one pressure decrease is enough to release all the gas from it, but with magma, different degrees of pressure decrease result in the release of different gases.

Since pressure on magma is created by the weight of the earth above it, the deeper magma is, the higher the pressure it feels. As magma rises to shallower depths, it feels lesser amounts of pressure and different gases are able to escape along the way.

When magma is shallow or actually reaches the surface, the pressure on it is quite low, so SO2 can easily escape, leading to the above menyioned vog. When magma is deeper, as is the case now, there is enough pressure to keep the SO2 dissolved. However, CO2 is less soluble than SO2 in magma and can escape even when magma is deep and the pressure is high. This is why, even with no lava erupting at the surface, Kilauea is currently producing CO2. It is important to note that these amounts are very small compared to anthropogenic CO2 emissions. It is this CO2, in conjunction with the small amounts of sulphur gases still being emitted, that can provide clues to how deep Kilauea’s magma is.

Because CO2 can escape even when magma is deep but SO2 mostly stays dissolved until the magma is shallow, deeper magma produces a high ratio of CO2 to SO2. Geochemists typically use this CO2/SO2 ratio as an indication of magma depth.

Deep magma may begin with a high CO2/SO2 ratio, but that ratio will drop as magma moves to shallower depths and more SO2 begins to escape. Therefore, if scientists can measure Kilauea’s CO2/SO2 ratio over time, any changes in it can tell them whether magma is once again rising through the system.

The difficulty lies with the measurement of the CO2/SO2 ratio. Accurately measuring the CO2/SO2 ratio in volcanic gas is tricky because of the large and variable amount of CO2 that already exists in the atmosphere. At Kilauea, the situation is further complicated by collapse events that rearranged the summit caldera and damaged roads and other means of access to degassing areas.

As the current phase of inactivity at Kilauea continues, gas geochemistry scientists at HVO will explore new techniques for measuring the CO2/SO2 ratio, including the installation of multi-gas sensors at the volcano’s summit and the use of gas sensors mounted on unmanned aerial systems (UAS). The goal in collecting such gas data is to document changes that could eventually indicate an increased likelihood of renewed activity at Kilauea.

Source: USGS / HVO.

Pendant de longs mois, le vog a perturbé la vie des Hawaiiens.

Différents gaz sont émis pendant l’éruption du Kilauea…

(Photos: C. Grandpey)

Les détecteurs multi-gaz font partie des instruments utilisés sur les volcans.

Il faut qu’on m’explique… ! // Can somebody explain me… ?

L’éruption qui a redémarré le 19 février 2019 se poursuit mais, comme lors de chaque éruption, l’Enclos Fouqué est interdit d’accès et le spectacle n’est visible que depuis la route nationale, vers le Piton Cascades (là où est implantée la webcam qui permet d’observer l’événement) ou vers le Grand Brûlé. La route nationale est encore à plusieurs kilomètres de distance des fronts de coulée et il est peu probable que la lave ait la force d’arriver jusque là.

Touristes et locaux se pressent le long de la route pour tenter d’apercevoir l’éruption, avec le même sentiment d’amertume, voire de colère, et de frustration. Beaucoup de gens ne comprennent pas pourquoi les éruptions du Piton de la Fournaise sont interdites d’accès et pourquoi les autorités refusent obstinément d’organiser des visites guidées sur le site éruptif.

Dans un article paru en août  2017, l’excellent Journal de l’Ile avait consacré un long article à ce sujet. Je vous invite à lire attentivement le dernier paragraphe qui résume parfaitement la situation et pose les bonnes questions:

https://www.clicanoo.re/Une-eruption-pour-le-14-juillet/Societe/Article/2017/08/01/Volcan-ferme_482798

L’interdiction d’accès à un site éruptif n’est pas propre à la Réunion. Aujourd’hui, les autorités s’appuient sur le sacro-saint principe de précaution pour justifier leurs décisions.

A Hawaii, personne – hormis le personnel du HVO et de la Protection Civile – n’a pu s’approcher des coulées de lave pendant la dernière éruption du Kilauea. La plateforme d’observation promise par les autorités a joué l’arlésienne et n’a jamais vu le jour. Comme je l’ai écrit à l’époque, j’accuse fort les autorités hawaiiennes d’avoir traîné les pieds pour ne pas faire de tort aux compagnies d’hélicoptères qui organisaient les survols de l’éruption et engrangeaient beaucoup d’argent. Aux Etats-Unis, business is business !

Sur l’Etna (Sicile), les municipalités concernées mettent immédiatement en rouge, avec accès autorisé uniquement aux scientifiques, la zone sommitale du volcan. Il est loin le temps où l’on pouvait passer des nuits entières à se réchauffer le long des coulées ou à observer les colères de la Voragine et de la Bocca Nuova.

Même punition sur le Stromboli (Sicile) où l’on ne peut plus passer la nuit dans les nids de pierre édifiés le long de la Sciara del Fuoco. Seules les excursions encadrées par les guides locaux sont autorisées.

Par contre, dans le même  temps, on peut pratiquer librement le ski hors piste dans les Alpes. Certains skieurs se font emporter par des avalanches et perdent la vie. Ils mettent parfois en péril les sauveteurs, mais personne ne trouve à redire. Il faudra que l’on m’explique…

Détestant la fraude, je me suis toujours débrouillé pour obtenir des autorisations pour aller effectuer mes observations en toute légalité, que ce soit à Hawaii, sur l’Etna ou à Stromboli quand l’accès était limité. Aujourd’hui, devant cette pluie d’interdictions et parce que les volcans m’ont beaucoup gâté, j’ai quelque peu délaissé les zones chaudes pour arpenter les régions glaciaires. Personne ne vient me gronder ou me verbaliser dans je parcours des vallées où les éboulements sont de plus en plus nombreux suite à la fonte des glaciers. Personne ne m’interdit de longer les profondes crevasses au fond desquelles je ne pourrais pas être secouru en cas de chute. A mon avis, cet univers glaciaire est au moins aussi dangereux que la lèvre du Cratère Nord-Est de l’Etna. Là encore, il faudra que l’on m’explique… !

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The eruption that started again on February 19th, 2019 continues but, as during each eruption, the Enclos Fouqué is closed to the public and the show can only be seen from the national road, the Piton Cascades (where the webcam is located to observe the event) or the Grand Brûlé. The national road is still several kilometres away from the fronts of the flows and it is unlikely that lava will get there.
Tourists and locals gather along the road to try to discern the eruption, with the same feeling of bitterness, even anger, and frustration. Many people do not understand why access to the eruptions of Piton de la Fournaise is always forbidden and why the authorities stubbornly refuse to organize guided visits to the eruptive site.
In an article published in August 2017, the excellent Journal de l’Ile devoted a long article to this subject. I invite you to read carefully the last paragraph which perfectly summarizes the situation and asks the right questions:
https://www.clicanoo.re/Une-eruption-pour-le-14-juillet/Societe/Article/2017/08/01/Volcan-ferme_482798

The prohibition of access to an eruptive site is not specific to Reunion Island. Today, authorities rely on the sacrosanct precautionary principle to justify their decisions.
In Hawaii, no one – except HVO and Civil Protection staff – was allowed to get close to the lava flows during the last Kilauea eruption. The viewing platform promised by the authorities was never seen. As I wrote at the time, I strongly accuse the Hawaiian authorities of dragging their feet so as not to harm the helicopter companies that organized the overflights of the eruption and raked in a lot of money. In the United States, business is business!
On Mt Etna (Sicily), the municipalities immediately set up a red zone over the summit area of the volcano, with access authorized only to scientists. I can remember the time when one could spend whole nights warming up along the lava flows or watching eruptive activity of the Voragine and the Bocca Nuova.
Tourists have to face the same punishment on Stromboli (Sicily) where you can no longer spend the night in the stone nests built along the Sciara del Fuoco. Only excursions supervised by local guides are allowed.
On the other hand, at the same time, you can practice off-piste skiing in the Alps. Some skiers are carried away by avalanches and lose their lives. They sometimes endanger the rescuers, but no one complains. Somebody will have to explain me …
Because of all these interdictions and because the volcanoes allowed me to observe incredible shows, I have left hot areas to visit glacial regions. Nobody comes to scold me or give me a fine in valleys where rockfalls are more and more numerous due to the melting of glaciers. No one forbids me to walk along deep crevasses at the bottom of which I could not be rescued if I happened to fall. In my opinion, this glacial universe is at least as dangerous as the rim of Mount Etna’s Northeast Crater. Again, someone will have to explain me …!

Photos: C. Grandpey

Hawaii: Carte des coulées de lave dans l’East Rift Zone du Kilauea // Map of the lava flows in Kilauea’s East Rift Zone

L’éruption du Kilauea est terminée depuis près de sept mois maintenant. Les coulées de lave émises par les fractures 1 à 24 en 2018 ont recouvert une superficie d’environ 35 kilomètres carrés et ajouté environ 360 hectares de nouvelles terres à la Grande Ile d’Hawaii. L’épaisseur de la lave varie selon les zones. La plus grande épaisseur sur la terre ferme, au niveau de la Fracture 22, est d’environ 54 mètres et la plus grande épaisseur dans le delta de lave qui s’est formé sur la côte est de 275 mètres. Les géologues de l’USGS sont en train d’élaborer une carte avec différentes couleurs en fonction de l’épaisseur de la lave. Une première ébauche de la carte est visible ci-dessous. Vous obtiendrez une carte en meilleure résolution avec ce lien :

http://bigislandnow.com/wp-content/uploads/2019/02/usgsmap221.jpg

Une carte définitive sera publiée lorsque toutes les données auront été collectées et analysées.

Les bouches éruptives le long de la ligne de fractures dans et à proximité des Leilani Estates émettent encore un peu de vapeur, mais il n’y a plus de lave active dans le secteur. En conséquence, la vie reprend progressivement. Il y a un mois, une nouvelle route a été ouverte à partir du «Y» de la Highway132 et à travers la coulée de lave jusqu’à la centrale géothermique PGV. À présent, certains propriétaires de terrains et de maisons situées à proximité du champ de lave commencent à ouvrir des voies d’accès.
Source: Big Island Now.

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The eruption of Kilauea has been over for nearly seven months now. Lava flows erupted from fissures 1-24 in 2018 buried an area of about 35 square kilometres and added about 360 hectares of new land to the island. The thickness of the lava varies across the flow field. The greatest thickness on land, at fissure 22, is approximately 54 metres, and the greatest thickness in the lava delta is 275 metres. A preliminary map with different colours according to the thickness of the lava flows is being worked out by USGS geologists. You will get a higher resolution map by clicking on this link:

http://bigislandnow.com/wp-content/uploads/2019/02/usgsmap221.jpg

A final map will be released when all remote sensing data have been collected and processed.

Vents along the line of fissures in and near Leilani Estates are still lightly steaming today, but there is no active lava anywhere. As a consequence, life is starting again progressively in the area. A month ago, a new road was been completed from the “Y” on Highway 132 across the new lava channel to the PGV Geothermal Plant. Now, some property and home owners in and near the flow field have begun bulldozing their own access roads.

Source:Big Island Now.

Source: USGS

Hawaii: La nostalgie de l’éruption du Pu’uO’o // Nostalgia of the Pu’uO’o eruption

Bien que la lave ait cessé de couler il y a plusieurs mois, certains scientifiques à l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) se demandent encore si la dernière éruption du Kilauea est réellement terminée! Il est vrai qu’ils se sont trompés dans leur pronostic et avaient annoncé une éruption beaucoup plus longue. Il est toujours difficile d’admettre qu’on a eu tort !
Le 3 janvier 2018 a marqué le 35ème anniversaire du début de l’éruption du Pu’uO’o. Au cours des trois dernières décennies, la lave est apparue presque continuellement le long de la Middle East Rift Zone. Des petites pauses dans l’activité de surface se sont produites principalement entre les épisodes de fontaines de lave de 1983 à 1986, puis au cours de certains épisodes pendant lesquels sont apparues des fractures secondaires, des intrusions ou des effondrements partiels du plancher du cratère.
Compte tenu de la longévité de l’éruption du Pu’uO’o, les gens s’étaient habitués à voir la lave qui a attiré des millions de touristes du monde entier. L’éruption a été quasiment ininterrompue. Le mot quasiment est important  car on a tout de même observé une centaine de brèves pauses d’activité tout au long des 35 années de l’événement ; la plupart ont duré quelques heures à quelques jours. Les six pauses les plus longues ont duré chacune un à deux mois et toutes se sont produites entre des épisodes de fontaines de lave au cours des deux premières années.
Les archives de l’éruption du Pu’uO’o montrent que des pauses relativement longues sont apparues au cours des épisodes 3 et 4 (65 jours), des épisodes 32 et 33 (52 jours), des épisodes 12 et 13 (50 jours), des épisodes 39 et 40 (49 jours), des épisodes 25 et 26 (43 jours) et les épisodes 31 et 32 ​​(38 jours).
Après les épisodes de fontaines de lave, on a observé plusieurs pauses dans l’éruption du Pu’uO’o, d’une durée d’une semaine à un mois. Ainsi, il y a eu une pause de 10 jours en février 1992 au moment la fermeture du conduit d’alimentation du Kupaianaha, ce qui a mis fin à l’épisode 48. Un an plus tard, il y eu une pause de huit jours en février 1993 après qu’une intrusion en amont de la zone de rift ait provoqué un effondrement du cratère du Pu’uO’o. En février 1996, une pause de neuf jours est survenue après une augmentation des émissions de lave.

La plus longue interruption après un épisode de fontaines de lave a duré 24 jours après l’épisode 54 dans le Napau Crater en février 1997. En septembre 1999, une pause de 11 jours a été observée pendant l’épisode 55, après l’effondrement partiel du plancher du cratère du Pu’uO’o. .
Plus récemment, il y a eu deux pauses en 2011: une pause de 18 jours après l’éruption fissurale de Kamoamoa en mars et une pause de six jours après l’épisode 60 sur le flanc ouest du Pu’uO’o en août.
Le 30 avril 2018, la situation a totalement changé. Avec l’effondrement spectaculaire du Pu’uO’o, la lave a totalement disparu du site pendant le reste de l’année 2018. Le 30 décembre a marqué sept mois d’absence d’activité sur le Pu’uO’o et cette date revêt une importance particulière. En effet, la.Smithsonian Institution considère qu’une phase d’activité est terminée si le volcan ne s’est pas manifesté à nouveau au bout de  90 jours. Aujourd’hui, après une interruption de 7 mois, il est extrêmement improbable que la lave réapparaisse sur le Pu’uO’o. Compte tenu du critère proposé par la Smithsonian Institution, l’éruption du Pu’uO’o peut être considérée comme définitivement terminée. Le 36ème anniversaire de l’éruption le 3 janvier 2019 n’aura donc jamais été célébré !
Cela ne signifie pas que le Kilauea est définitivement éteint. De nouvelles éruptions ont commencé ailleurs sur le volcan après des mois, voire des décennies, de calme. Le magma est toujours présent sous le volcan, comme le prouvent les déformations observées le long de la Middle East Rift Zone. Il ne faudrait pas oublier que le Kilauea est un volcan actif qui entrera de nouveau en éruption à plus ou moins longue échéance.
Source: HVO.
Comme je l’ai déjà écrit, les scientifiques en poste à l’Observatoire du Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) devraient se demander si les éruptions à répétition du volcan font partie du même processus éruptif ou si elles doivent être considérées comme différents épisodes d’activité. Après tout, si l’on associe certaines éruptions du Piton de la Fournaise en fonction des critères de la Smithsonian Institution, elles pourraient avoir duré beaucoup plus longtemps!

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Although lava stopped flowing several months ago, some people at the Hawaiian Volcanoes Observatory (HVO) are still wondering whether the last Kilauea eruption is over !

January 3rd, 2018 marked the 35th anniversary of Pu’uO’o. For the past three and a half decades, lava had erupted almost continuously from the middle East Rift Zone (ERZ). Minor pauses in surface activity mostly occurred between the fountaining episodes in 1983 – 1986, and subsequently during a few episodes marked by subsidiary fissures, intrusions, or partial crater floor collapses.

Given the longevity of the Pu’uO’o eruption, people had been accustomed to having nearly-uninterrupted access to lava., which attracted millions of tourists around the globe. The eruption was “nearly-uninterrupted” because there were over one hundred brief pauses in surface activity throughout the 35-year-long event, most lasting hours to a couple days. The six longest pauses during the Pu’uO’o activity were each one to two-months-long, and all occurred between fountaining episodes in the first two years.

Specifically, long pauses between fountains occurred during episodes 3 and 4 (65 days), episodes 32 and 33 (52 days), episodes 12 and 13 (50 days), episodes 39 and 40 (49 days), episodes 25 and 26 (43 days), and episodes 31 and 32 (38 days).

After the fountaining episodes, there were several Pu’uO’o eruption pauses lasting between one week and one month. Specifically, there was a 10 day pause in February 1992 after the Kupaianaha vent shut down, ending episodes 48. A year later there was an eight-day pause in February of 1993 after an uprift intrusion caused the Pu’uO’o crater floor to collapse. A nine-day pause in February 1996 occurred after an observed surge in effusion rate.

The longest eruption hiatus after the fountaining phase lasted 24 days following the episode 54 fissure in Napau Crater in February 1997. In September 1999, there was an 11-day pause during episode 55 after a partial collapse of the Pu’uO’o crater floor.

Most recently, there were two pauses in 2011: an 18-day pause after the March Kamoamoa fissure, and a six-day pause after the episode 60 west flank break out in August.

However, on April 30th, 2018, everything changed. The catastrophic collapse of Pu’uO’o left the iconic eruption site and the surrounding lava flow fields devoid of lava through the rest of 2018. December 30th marked the seven-month anniversary of no surface activity at Pu’uO’o and is effectively a concluding milestone for this long-lived event.

The Smithsonian Institution classifies the end of continuous volcanic activity based on an absence of eruptive activity over a 90-day period. Statistically, after a 7-month gap in activity, it is extremely unlikely that lava will resume activity within Pu’uO’o. Given the Smithsonian Institution criterion, the Pu’uO’o eruption could be considered over.  The 36th anniversary of continuous eruption, on January 3rd, 2019, cannot be celebrated.

This does not mean Kilauea Volcano is dead. New eruptions have previously begun elsewhere on Kilauea after months to decades of quiet. Magma is being supplied to the volcano, and  deformation data shows evidence for movement of molten rock through the magmatic system, refilling the middle ERZ. It is important to note that Kilauea is still an active volcano that will erupt in the future.

Source : HVO.

As I put it before, scientists at the Observatory of Piton de la Fournaise (Reunion Island) should wonder whether the repeated eruptions of the volcano are part of the same eruptive process or due to different episodes of activity. After all, if we connect the different eruptions of Piton de la Fournaise using the Smithsonian Institution approach, some eruptions might be considered much longer!

Avec les explosions, les lacs et coulées de lave, la dernière éruption du Pu’uO’o a offert un très beau spectacle (Photos: C. Grandpey)