Mesure de la hauteur des fontaines de lave // Measuring the height of lava fountains

L’un des derniers épisodes de la série « Volcano Watch » publié par l’Observatoire des volcans d’Hawaii – le HVO – est consacré aux fontaines de lave et à la mesure de leur hauteur.
En raison de la pression accumulée par les gaz, le début d’une éruption est souvent la période la plus dynamique et la plus spectaculaire. L’une des premières missions des géologues est de mesurer la hauteur des fontaines de lave et la dimension des bouches éruptives pour essayer d’évaluer l’énergie émise par l’éruption.
Lors des deux dernières éruptions sommitales du Kilauea, les fontaines de lave les plus hautes se sont produites au début de ces événements. Cependant, lors de l’éruption de 2018, les géologues ont dû attendre près d’un mois avant de pouvoir observer la plus haute fontaine car le volcan a d’abord émis un magma plus ancien et plus froid, donc moins propice aux fontaines de lave qui supposent une lave à haute température. .
La mesure de la hauteur d’une fontaine de lave pendant une éruption peut être effectuée avec quelques instruments simples et une trigonométrie de base.
Tout d’abord, les géologues mesurent les angles vers le haut et le bas de la fontaine. Cela peut sembler simple mais peut devenir délicat lorsque la base est difficilement visible ou lorsque le sommet de la fontaine est mal défini.
On entend par ‘sommet de la fontaine de lave’ la limite supérieure de la colonne telle que la voit un oeil humain. C’est le point où la plus grande partie de la lave cesse de monter avant de retomber au sol. Il ne faut pas prendre en compte les particules les plus hautes soulevées par le panache de gaz et qui montent jusqu’à plusieurs dizaines ou plusieurs centaines de mètres au-dessus de la colonne de lave.
La base de la fontaine est facile à déterminer dès le début d’une éruption : c’est le point où la lave jaillit du sol. Même si les géologues arrivent rapidement sur le site éruptif, il est rare d’être présent au moment précis où s’ouvre une fracture, de sorte que la base peut déjà être cachée par des projections de lave et/ou des cendres qui se sont accumulées autour de la bouche active.
Pour effectuer les mesures d’angle, on a besoin d’un inclinomètre à main, d’un télémètre (laser ou optique) ou d’une application accessible sur son smartphone. Pour plus de facilité dans les calculs, les géologues du HVO mesurent toujours l’angle entre la hauteur de l’oeil et le haut de la fontaine, puis un deuxième angle entre la hauteur de l’oeil et le bas de la fontaine. De cette façon, peu importe où on se trouve par rapport à la fontaine
Il est important de tenir l’instrument de mesure au niveau des yeux et de ne pas le déplacer vers le haut ou vers le bas entre les deux mesures. C’est un peu comme si on utilisait un trépied.
Ensuite, les angles mesurés sont notés et les géologues utilisent la trigonométrie pour calculer les distances verticales pour chaque angle – autrement dit les hauteurs partielles pour chaque segment. La dernière partie du calcul consiste à additionner les deux hauteurs.
Pour connaître la distance jusqu’à la fontaine de lave, les géologues du HVO utilisent un télémètre laser précis qui mesure non seulement la distance, mais aussi l’angle, fait le calcul, puis indique la hauteur verticale.
Certaines applications pour smartphones peuvent calculer la distance si on connaît la hauteur d’un élément qui se trouve à proximité immédiate de la fontaine. Si les visiteurs du Parc National des Volcans d’Hawaii éprouvent le désir de mesurer les fontaines de lave, ils peuvent le faire depuis la nouvelle plateforme d’observation de Keanakākoʻi qui offre une vue sur le cratère. S’ils ont la chance de voir des fontaines de lave, ils peuvent les mesurer, ou ils peuvent simplement estimer la hauteur en sachant que le cône de projection (spatter cone) mesure environ 20 à 25 m de hauteur.
Source : USGS/HVO.

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One of the last episodes of the series « Volcano Watch » released by the Hawaiian Volcano Observatory is dedicated to lava fountains and the measuring of their height.

Because of the accumulated pressure of the gases, the onset of an eruption is frequently the most dynamic and vigorous period. One of the geologists’ first mission is to measure the height of lava fountains and other vent dimensions to help assess how energetic the eruption is.

In both recent summit eruptions of Kilauea Volcano, the highest fountaining occurred at the start of the eruptions. However, during the 2018 event, geologists had to wait nearly a month to observe the highest fountaining which took place nearly a month into the eruption due to the primary magma pushing out older, cooler magma.

Measuring the height of a lava fountain during an eruption can be accomplished with a few simple instruments and some basic trigonometry.

First, geologists measure the angles to the top and bottom of the fountain. This may seem simple, but it can get tricky when the base becomes obscured or when the top of the fountain has an indistinct boundary.

The top of the lava fountain is defined as the upper boundary of the optically dense column. This is where the vast majority of the lava stops rising and falls back to the ground. This is not to be confused with the highest visible particles, which could be lifted up by the gas plume several tens to hundreds of meters above the lava column.

The base is easy to determine right at the start of an eruption: it is where lava is erupting from the ground. Even though geologists arrive quickly, it is rare to be present exactly when a fissure opens, so the base might already be hidden as lava, spatter, and cinder accumulates around the vent area.

To make the angle measurements, you need either a hand-held inclinometer, compass, rangefinder (laser or optical), or even a handy app on your phone. To make the math easy, HVO geologists always measure the angle from their eye-height to the top of the fountain and then a second angle from their eye-height to the bottom of the fountain. This way no matter where you are in relation to the fountain

It is important to hold the instrument at eye level and not move the instrument up or down between the two measurements, as if you were usuing a tripod.

Second, these measured angles can then be taken and geologists use trigonometry to calculate the vertical distances for each angle — partial heights for each segment. The final part of the calculation is to add these two heights together.

To know the distance to the lava fountain, HVO geologists use an accurate laser range finder that not only measures the distance, but also the angle, does the math, and then reports back the vertical height.

Some smart phone apps can calculate the distance if you know the height of something immediately adjacent to the fountain. If visitors to Hawaii Volcanoes National Park are anxious to measure lava fountains, they can do it from the new Keanakākoʻi viewing area which allows a view into the crater. If they are lucky enough to see lava fountains, they can measure them, or they can simply estimate the height knowing that the spatter cone is about 20–25 m high.

Source: USGS / HVO.

 

En 1959, au cours de l’éruption du Kilauea Iki, les fontaines de lave ont atteint 580 mètres de hauteur (Crédit photo: USGS)

Etna (Sicile) : 60 millions de mètres cubes de lave émis en 4 mois ! // Mt Etna (Sicily) : 60 million cubic metres of lava emitted in 4 months !

Un article publié dans le journal La Sicilia nous apprend qu’en quatre mois, l’Etna a vomi 60 millions de mètres cubes de lave. C’est ce que l’on peut lire dans une étude de l’Institut National de Géophysique et de Volcanologie (INGV) couvrant la période entre décembre 2020 et mars 2021. L’étude, intitulée Magma Migration at Shallower Levels and Lava Fountains Sequence as Revealed by Borehole Dilatometers on Etna Volcano a été publiée dans la revue ‘Frontiers in Earth Sciences’.
Le très important volume de lave a essentiellement été émis par de puissantes fontaines. Si l’on observe le volume de matériaux volcaniques accumulé au fil du temps et celui émis au cours des quatre mois, on se rend compte que les fontaines de lave représentent pour le volcan un moyen très efficace d’émission de lave qui est susceptible de se substituer aux traditionnelles coulées de lave, souvent plus dangereuses sur ses flancs.
Selon les scientifiques de l’Institut, la détection de micro déformations de l’édifice volcanique a permis d’identifier des signaux précurseurs annonçant le déclenchement d’une séquence éruptive. On peut lire dans l’étude que « dans les volcans à conduits ouverts tels que l’Etna, un défi important est de détecter et d’interpréter les moindres variations d’énergie associées à des événements mineurs mais critiques tels que les fontaines de lave. Cet objectif peut être atteint grâce à des enregistrements extrêmement précis de déformations induites à l’intérieur de l’édifice volcanique. Ces déformations peuvent être également détectées à des distances de plusieurs kilomètres de la zone du cratère par des dilatomètres installés dans des forages de plusieurs centaines de mètres de profondeur. Au cours des quatre mois pris en compte, le réseau de dilatomètres INGV installé sur l’Etna a été en mesure d’enregistrer des variations précises. En particulier, des micro variations observées en relation avec les essaims sismiques survenus en décembre 2020 ont permis de mettre en évidence la migration du magma vers la surface juste avant le début de la séquence éruptive »

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An article published in the newspaper La Sicilia informs us that in four months, Mt Etna has vomited 60 million cubic meters of lava. This can be read in a study by the National Institute of Geophysics and Volcanology (INGV) covering the period between December 2020 and March 2021. The study, entitled Magma Migration at Shallower Levels and Lava Fountains Sequence as Revealed by Borehole Dilatometers on Etna Volcano has been published in the journal ‘Frontiers in Earth Sciences’.
The very large volume of lava was mainly emitted through powerful fountains. If we observe the volume of volcanic material accumulated over time and the one emitted during the four months, we realize that the lava fountains represent for the volcano a very efficient means of lava emission which may replace the traditional lava flows, often more dangerous on its flanks
According to scientists at the Institute, the detection of micro deformations of the volcanic edifice made it possible to identify precursor signals announcing the triggering of an eruptive sequence. One can read in the study that « in open duct volcanoes such as Mt Etna, an important challenge is to detect and interpret the slightest variations in energy associated with minor but critical events such as lava fountains. This objective can be achieved thanks to extremely precise recordings of deformations induced inside the volcanic edifice. These deformations can also be detected at distances of several kilometers from the crater area by dilatometers installed in boreholes several hundred meters deep. During the four months taken into account, the network of INGV dilatometers installed on Mt Etna was able to record precise variations. In particular, micro variations observed in relation to the seismic swarms that occurred in December 2020 made it possible to highlight the migration of magma towards the surface just before the start of the eruptive sequence « 

 

Fontaine de lave vue par la caméra thermique de l’INGV

Eruption islandaise: des changements d’activité, mais toute prévision reste impossible ! // Icelandic eruption: changes in activity but no volcanic prediction !

Le Met Office islandais indique que l’éruption de Fagradalsfjall se poursuit au niveau de l’un des principaux cratères. Le cratère actif en ce moment est le cinquième à s’être ouvert sur la fracture le 13 avril 2021. Depuis le 27 avril, l’activité volcanique a été marquée par des fontaines de lave ininterrompues. Toutefois, cette activité s’est modifiée vers minuit le 2 mai ; depuis ce moment, l’éruption procède par impulsions. On observe des périodes d’intense activité d’une durée de 8 à 12 minutes et alternant avec des périodes de calme de 1 à 2 minutes. Les périodes intenses commencent par une forte activité, avec des fontaines de lave atteignant le plus souvent 100-150 m de hauteur, mais parfois 200 ou 300 mètres (voir la vidéo ci-dessous). Ces séquences d’activité intense sont parfaitement visibles sur le tremor dans les stations sismiques réparties autour du site éruptif. Hier soir, le cratère principal avait un comportement qui me rappelait celui d’un geyser, avec de brèves phases actives alternant avec des périodes de repos.

https://youtu.be/JX-H_sRMSUY

Les volcanologues islandais disent qu’il est difficile de déterminer la cause de ces changements intervenus dans l’activité volcanique. Il se pourrait qu’ils soient dus à des modifications dans le flux du magma, sa composition chimique ou celle des gaz, ou éventuellement des changements dans le conduit d’alimentation.

Páll Einarsson pense que les raisons peuvent être multiples et qu’il est trop tôt pour dire exactement ce qui explique ces changements. Il fait remarquer que vers la fin des dernières éruptions de l’Hekla, une activité similaire a été observée, même si les pauses et les séquences éruptives ont duré plus longtemps. Cependant, ces éruptions étaient différentes de l’événement actuel à Fagradalsfjall et elles mettaient en œuvre un type de magma différent. Il est donc difficile de faire une comparaison.

Un autre géophysicien pense que ce changement pourrait indiquer une baisse de l’activité volcanique. Il ajoute que l’éruption pourrait aussi réapparaître sur un autre site.

Un professeur de volcanologie à l’Université d’Islande a remarqué qu’à l’heure actuelle, l’éruption semble être beaucoup plus explosive qu’auparavant. Il explique que des explosions de lave comme celles observées ces dernières heures coïncident généralement avec une diminution de l’activité volcanique, mais il n’a pas précisé si l’éruption était en déclin ou en hausse.

En d’autres termes, personne ne sait ce qui va se passer maintenant… . !

 Compte tenu de ces changements d’activité, la taille de la zone de sécurité sur le site éruptif est en cours de réévaluation. Elle devrait désormais avoir un rayon de 500 mètres autour de l’éruption.

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The Icelandic Met Office indicates that the eruption in Fagradalsfjall continues through one main crater. The active crater is the fifth fissure opening that opened in the area on April 13th, 2021. Since April 27th, the volcanic activity was characterized by continuous lava fountains, but activity changed at around midnight on May 2nd, and has since  been showing pulsating behaviour. These pulses have intermittent active periods of 8-12 minutes, with 1-2 minutes of rest periods in between. The active pulses start with a strong fountain activity, with fountains reaching up to 100-150 m above ground level, and some even higher (see video below). These pulses are very apparent in the seismic tremor at seismic stations in a wide area around the eruption site. Last night, the main crater had a behaviour that looked like a geyser, with brief active phases, alternating with quiet periods.

https://youtu.be/JX-H_sRMSUY

Local volcanologists say it is not clear what is causing these changes in volcanic activity, but changes in magma flow, the chemical composition of magma/gas, or possibly changes in the volcanic conduit cannot be ruled out.

Páll Einarsson  states that the reasons for this can be many, and that it’s too early to tell what exactly is causing this transformation. He states that toward the end of the most recent eruptions at Hekla, a similar activity was seen, although the pauses and the bursts of eruption there lasted longer. However, those eruptions were different from the one by Fagradalsfjall mountain and involved a different kind of magma, making it hard to draw any conclusions.

Another geophysicist thinks that this change in the activity could indicate a reduced volcanic activity, but he adds that the eruption may possibly be looking for another place to reach the surface.

A professor of volcanology at the University of Iceland has noticed that at the moment the eruption seems to be much more explosive than before. He explains that explosive high lava jets such as this usually coincide with a decrease in volcanic activity, but did not state whether as a whole, the eruption is declining or increasing.

In other words, nobody knows…..

Considering these changes in activity, the size of the hazard area at the eruption site is being re-evaluated. It should be extended to a 500 metre radius from the eruption, due to a change in the volcanic activity.

Quelques détails supplémentaires sur le 4ème paroxysme de l’Etna (Sicile) // A few more details about Mt Etna’s 4th paroxysm

Dans un bulletin diffusé dans la matinée du 21 février 2021, l’INGV apporte quelques détails supplémentaires sur le 4ème paroxysme de l’Etna.

Une fois terminé l’épisode de fontaines de lave, une vingtaine d’explosions très violentes provenant de différentes bouches ont secoué le Cratère SE, avec des projections de matériaux incandescents qui sont retombés au-delà de la base du cratère.

Vers 5h15 ce matin (heure locale), plus aucune activité éruptive n’a été observée sur le Cratère SE. En revanche, l’activité strombolienne a persisté à l’intériuer des autres cratères sommitaux. L’amplitude du tremor volcanique se situe maintenant à niveau moyen.

Les résultats des analyses n’apportent guère de surprises. Ils montrent que les produits émis par les fontaines de lave du 19 février ont la même composition que ceux émis par les fontaines des 16 et 18 février, et correspondent à la composition de la lave émise au cours des 20 dernières années. Des échantillons seront prélevés pour analyser la lave émise hier soir.

Source : INGV.

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In a bulletin released on the morning of February 21st, 2021, INGV provides some additional details on Mt Etna’s 4th paroxyssm. When the lava fountain episode ended, 20 or so very violent explosions from different vents rocked the SE Crater, with projections of incandescent material that fell back beyond the base of the crater.

Around 5:15 a.m. (local time), no further eruptive activity was observed on the SE Crater. In contrast, Strombolian activity persisted within the other summit craters. The amplitude of the volcanic tremor is now at medium level.

The results of the analyzes are hardly surprising. They show that the products emitted by the lava fountains of February 19th have the same composition as those emitted by the fountains of February 16th and 18th, and correspond to the composition of the lava emitted during the past 20 years. Samples will be taken to analyze the lava emitted last night.

Source: INGV.