Étiquette : lava lake

Les réservoirs magmatiques du Masaya (Nicaragua) // Masaya’s magma reservoirs (Nicaragua)

Le Masaya est un volcan bien connu du Nicaragua. Des milliers de touristes viennent admirer la « Bouche de l’Enfer », autrement dit un lac de lave situé au fond du cratère, et plusieurs millions d’autres personnes vivent à proximité. C’est pourquoi les scientifiques surveillent de près le Masaya.
Selon une étude publiée dans les Geophysical Research Letters, il semblerait que deux réservoirs de magma soient actifs simultanément au sein du volcan.

Source: INETER

Le célèbre lac de lave du Masaya n’est qu’une petite partie d’un complexe volcanique beaucoup plus vaste, que les chercheurs s’efforcent encore de comprendre afin de mieux appréhender les risques auxquels sont exposés les populations à proximité et les milliers de touristes qui visitent le Masaya chaque jour. Environ deux millions de personnes vivent à proximité du volcan, et Managua, la capitale du Nicaragua, se situe à une vingtaine de kilomètres.
Il est donc essentiel de bien comprendre l’activité volcanique du Masaya et les risques qui y sont associés. Pour ce faire, l’équipe de l’Université d’État de Pennsylvanie a suivi l’évolution de points précis à la surface du volcan grâce aux images radar du satellite Sentinel-1, prises environ tous les douze jours pendant six ans.

Entre 2018 et mi-2022, le réservoir central de Masaya – une chambre magmatique située juste au nord du cratère Santiago – s’est déplacé d’environ 3 centimètres par rapport au satellite, ce que les chercheurs interprètent comme un affaissement du sol. Ce type de déflation laisse supposer qu’une partie du magma s’est éloignée du réservoir situé profondément à l’intérieur du volcan.
Puis, de mi-2022 à 2024, le niveau du réservoir a recommencé à remonter, comme s’il se remplissait à nouveau de magma. Parallèlement, la zone entourant directement le cratère Santiago a semblé s’affaisser tout au long de la période d’étude (2018-2024). Les chercheurs en ont conclu qu’un second réservoir, moins profond, situé à environ 200 mètres sous la surface du volcan, est probablement actif. D’après les auteurs de l’étude, l’affaissement du sol indiquerait une évacuation du magma hors du volcan. En revanche, le soulèvement du sol pourrait signaler l’arrivée de nouveau magma.
Parallèlement, la zone située directement autour du cratère actif du Santiago s’est dégonflée durant toute la période d’étude, indépendamment de la phase de gonflement du réservoir principal. Ce phénomène révèle un système d’alimentation plus complexe, possiblement dû à une diminution du magma dans un second réservoir, moins profond. Selon les chercheurs, le suivi de ces mouvements de terrain est essentiel à l’évaluation des risques volcaniques potentiels, mais leurs résultats n’indiquent aucun danger immédiat pour la population environnante.
L’étude conclut que « de nouvelles études géodésiques et de modélisation sur le long terme seront nécessaires pour une compréhension plus approfondie, une meilleure surveillance du volcan et une meilleure gestion des risques sur le Masaya et sur d’autres volcans basaltiques abritant des lacs de lave ».

L’étude complète est disponible à l’adresse suivante :
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2026GL123214

Carte topographique du Masaya issue de l’étude : la caldeira est délimitée par une ligne rouge pointillée, le cratère actif Santiago, qui abrite un lac de lave depuis décembre 2015, est délimité en rouge continu. L’étoile jaune représente la région de référence (en supposant une déformation nulle) considérée pour la série temporelle InSAR de l’étude, et le cercle orange représente l’emplacement approximatif du centre de la zone de convergence du cratère (MCR) identifié par Stephens et Wauthier (2018).

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Masaya is a popular volcano in Nicaragua. Thousands of tourists come to check out the ‘Mouth of Hell’, a lava lake inside the crater, and millions more people live nearby. This is why scientists are closely monitoring Masaya.

According to a study published in Geophysical Research Letters, it appears two reservoirs of magma are active at the same time within the volcano.

The volcano’s famous lava lake is just a small surface feature of the much larger volcano complex, which researchers are still trying to understand, so they can better understand what risks face nearby residents and the thousands of tourists that come to visit Masaya daily.

Around 2 million people live in close proximity to the volcano. Managua, the capital city of Nicaragua, is about 20 kilometers away.

Having a thorough understanding of Masaya’s volcanic activity and its related hazards is critical. To do this, the team from Pennsylvania State University has tracked points on the volcano’s surface via Sentinel-1 satellite radar images taken roughly every 12 days for six years.

Between 2018 and mid-2022, the Masaya Central Reservoir – a magma chamber just north of the Santiago crater – moved about 3 centimeters away from the satellite, which the researchers interpret as the ground sinking. That kind of deflation suggests some of the magma had moved away from the reservoir deep within the volcano.

Then, from mid-2022 to 2024, it started rising again, as if the reservoir was once again filling up with magma. Meanwhile, the area directly surrounding the Santiago crater appeared to sink throughout the study period of 2018–2024. The researchers say this suggests a second, shallower reservoir, about 200 meters below the volcano’s surface, is also active. According to the study’s authors, when it is subsiding, that means that there is probably magma draining away from the volcano, but once the ground starts uplifting again, that can mean that there is potentially new magma moving in.

At the same time, the area directly around the active Santiago crater deflated over the entire study period independently of the transition to inflation of the main reservoir. This indicates that the plumbing system is more complex and could be due to decreasing magma in a second, shallower reservoir. The researchers say that tracking these ground movements is an essential part of assessing potential volcanic hazards, but their results do not suggest there is any immediate danger to the surrounding community.

In the study’s conclusion, on can read that « further long-term geodetic and modeling studies will be necessary to provide a more thorough understanding and allow for effective hazard monitoring and mitigation at Masaya and other lava-lake hosting basaltic volcanoes ».

The complete stury can be found at this address :

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2026GL123214

Une histoire de lacs de lave sur Io, la lune de Jupiter // A story of lava lakes on Io, Jupiter’s moon

J’ai rédigé plusieurs notes sur Io, la lune de Jupiter, sur ce blog. Dans l’une d’elles parue le 23 avril 2024, j’expliquais qu’une nouvelle animation réalisée à partir des données de la sonde Juno de la NASA révélait un immense lac de lave à la surface d’Io. Juno a survolé la surface d’Io à moins de 1 500 kilomètres de distance entre décembre 2023 et janvier 2024. Ces survols ont permis d’observer la lune de Jupiter qui héberge des centaines de volcans actifs.

Selon la NASA, les éruptions de ces volcans sont parfois si puissantes qu’elles sont visibles avec des télescopes depuis la Terre. Les images fournies par Juno montrent Loki Patera, un lac de lave de 200 km de diamètre à la surface d’Io. Les scientifiques observent ce lac de lave depuis des décennies. Il se situe au-dessus des réservoirs de magma situés sous la surface d’Io. La lave en cours de refroidissement au centre du lac est entourée d’un cercle de magma possiblement en fusion sur les bords. Les données de la sonde Juno ont permis de créer une animation du lac de lave Loki Patera :
https://youtu.be/GsbEpYNVTFc

 

Image du lac de lave extraite de l’animation

Un article paru récemment sur le site space.com nous apprend que grâce aux données fournies par la sonde Juno, des scientifiques ont découvert que Io, le corps le plus volcanique du système solaire, est encore plus chaud qu’on le pensait. En effet, la lune de Jupiter semble émettre depuis sa surface une quantité de chaleur des centaines de fois supérieure aux estimations précédentes.
Cette sous-estimation n’est pas due à un manque de données, mais à une erreur d’interprétation des données transmises par la sonde Juno. De plus, on apprend qu’environ la moitié de la chaleur rayonnée par Io provient de seulement 17 des 266 sources volcaniques connues sur la lune.

Au vu de cette concentration apparente de chaleur, les chercheurs pensent qu’il n’existerait pas un immense lac de lave sous la surface de Io, contrairement aux hypothèses émises antérieurement. Le chef de l’équipe scientifique à l’Institut national d’astrophysique (INAF) a déclaré : « Ces dernières années, plusieurs études ont suggéré que la distribution de la chaleur émise par Io, mesurée dans le spectre infrarouge, pourrait nous permettre de savoir si un océan de magma existe sous la surface de Io. Cependant, en comparant ces résultats avec d’autres données fournies par Juno et des modèles thermiques plus détaillés, nous avons constaté une anomalie : les valeurs de la chaleur émise semblent trop faibles par rapport aux caractéristiques physiques des lacs de lave connus. »

Le chef de l’équipe scientifique a également expliqué que, jusqu’à présent, les études d’Io s’étaient principalement concentrées sur une bande spécifique de lumière infrarouge la bande M. Les données de la bande M recueillies par le JIRAM (Jovian InfraRed Auroral Mapper) à bord de Juno ont permis d’identifier les régions les plus chaudes d’Io et, par conséquent, de comprendre son volcanisme. Cependant, les mesures effectuées dans cette bande spectrale ont pu avoir influencé les estimations de chaleur précédentes. « Le problème est que cette bande n’est sensible qu’aux températures les plus élevées et tend donc à privilégier les zones les plus incandescentes des volcans, tout en négligeant les zones plus froides mais beaucoup plus étendues. »
En repensant leur approche des données fournies par le JIRAM de Juno, l’équipe scientifique a modifié sa vision de la structure des lacs de lave d’Io. Il en ressort que la plupart des volcans d’Io ne sont pas uniformément chauds, mais possèdent plutôt un anneau extérieur chaud et brillant avec une croûte centrale plus froide et solide (voir image ci-dessus). Cette dernière région est moins brillante dans la bande M de la lumière infrarouge, mais couvre une plus grande surface, ce qui lui permet d’émettre une quantité de chaleur considérable.

Source : space.com

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I have written several posts about Io, Jupiter’s moon, on this blog. In an article published on April 23rd, 2024, I explained that a new animation performed with NASA Juno spacecraft data revealed an enormous lava lake on the surface of Io. Juno swept within 1,500 kilometers of the volcanic surface of Io in December 2023 and January 2024. These flybys provided the closest look ever at Jupiter’s moon. Io hosts hundreds of active volcanoes. According to NASA, their eruptions are sometimes so powerful that they can be seen with telescopes on Earth. The new images showes Loki Patera, a 200-km-wide lava lake on Io’s surface. Scientists have been observing this lava lake for decades. It sits over the magma reservoirs under Io’s surface. The cooling lava at the center of the lake is ringed by possibly molten magma around the edges.

Juno spacecraft data has been used to create an animation of the lava lake Loki Patera :

https://youtu.be/GsbEpYNVTFc

An article recently published on the website space.com informs us that using data from NASA’s Juno spacecraft, scientists have discovered that io, the solar system’s most volcanic body, is even hotter than we thought. In fact, Jupiter’s moon Io could be emitting hundreds of times as much heat from its surface as was previously estimated.

The reason for this underestimate wasn’t due to a lack of data, but was a result of how Juno’s data was interpreted. The results also demonstrate that about half of the heat radiating from Io comes from just 17 of 266 the moon’s known volcanic sources.

The team behind this research thinks that this clear concentration of heat, rather than a global emission, could suggest that an Io-wide lava lake may not exist beneath the surface of this moon of Jupiter as has previously been theorized. « In recent years, several studies have proposed that the distribution of heat emitted by Io, measured in the infrared spectrum, could help us understand whether a global magma ocean existed beneath its surface, » the team leader of the National Institute for Astrophysics (INAF) said in a statement. « However, comparing these results with other Juno data and more detailed thermal models, we realized that something wasn’t right: the thermal output values ​​appeared too low compared to the physical characteristics of known lava lakes. »

The team leader also explained that until now, studies of Io have focused heavily on a specific band of infrared light known as the M-band. M-band data collected by the Jovian InfraRed Auroral Mapper (JIRAM) aboard Juno have allowed to identify the hottest regions of Io and thus understand its volcanism. However, but the measurements collected in this spectral band could have influenced previous heat estimates. « The problem is that this band is sensitive only to the highest temperatures, and therefore tends to favor the most incandescent areas of volcanoes, neglecting the colder but much more extensive ones. »

Reconsidering their approach to Juno’s JIRAM data changed the team’s view of the structure of Io’s lava lakes. They found that most of Io’s volcanoes are not uniformly hot but instead possess a hot and bright outer ring with a cooler, solid central crust (seeimage above). This latter region is less bright in the M-band of infrared light but covers a larger surface area, allowing it to emit an enormous amount of heat.

Source : space.com.

Un lac de lave à la surface de Io, la lune de Jupiter // A lava lake on Io’s surface, Jupiter’s moon

Une nouvelle animation réalisée à partir de données fournies par la sonde spatiale Juno de la NASA montre un impressionnant lac de lave à la surface de Io, l’une de lunes de Jupiter. Juno a s’est approchée à seulement 1 500 kilomètres de la surface de Io en décembre 2023 et janvier 2024. Ces survols ont permis d’observer de plus près la lune de Jupiter qui héberge des centaines de volcans actifs. Selon la NASA, leurs éruptions sont parfois si puissantes qu’elles peuvent être observées avec des télescopes sur Terre.
Les nouvelles images montrent Loki Patera, un lac de lave de 200 km de large à la surface de Io. Les scientifiques l’observent depuis des décennies. Il se trouve au-dessus des réservoirs magmatiques sous la surface de Io. La lave en cours de refroidissement au centre du lac est entourée de magma possiblement en fusion sur les bords.
L’analyse des données révèle que certaines parties de la surface de Io sont aussi lisses que du verre, rappelant ainsi l’obsidienne sur Terre.
Les instruments à bord de Juno montrent que la surface de Io est plus lisse que celle des trois autres lunes de Jupiter (Europe, Ganymède et Callisto). Io est légèrement plus grande que notre Lune et les surfaces qui ne sont pas constituées de lave en fusion sont en grande partie recouvertes de soufre à la belle couleur jaune et de dioxyde de soufre.
Juno continue de survoler Jupiter et collecte des données sur les spectaculaires cyclones au niveau des pôles. Chacun d’eaux est aussi grand que les États-Unis. La sonde spatiale mesure également les niveaux d’oxygène et d’hydrogène dans l’atmosphère de Jupiter. Elle effectuera un 61ème survol de Jupiter le 12 mai 2024.
Source : NASA, Live Science.

Les données fournies par Juno ont permis de créer une animation du relief de « Steeple Mountain » (la montagne clocher) et du lac de lave Loki Patera :
https://youtu.be/GsbEpYNVTFc

Image du lac de lave extraite de l’animation

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A new animation performed with NASA Juno spacecraft data reveals an enormous lava lake on the surface of Jupiter’s moon Io. Juno swept within 1,500 kilometers of the volcanic surface of Io in December 2023 and January 2024. These flybys provided the closest look ever at Jupiter’s moon. Io hosts hundreds of active volcanoes. According to NASA, their eruptions are sometimes so powerful that they can be seen with telescopes on Earth.

The new images show Loki Patera, a 200-km-wide lava lake on Io’s surface. Scientists have been observing this lava lake for decades. It sits over the magma reservoirs under Io’s surface. The cooling lava at the center of the lake is ringed by possibly molten magma around the edges.

Analysis of the data suggests parts of Io’s surface are as smooth as glass, reminiscent of volcanically created obsidian glass on Earth.

Juno‘s instruments have determined that Io’s surface is smoother than the surfaces of Jupiter’s three other Galilean moons (Europa, Ganymede and Callisto). Io is slightly larger than Earth’s moon, and the surfaces that aren’t molten are largely covered with yellow sulfur and sulfur dioxide.

Juno continues to fly over Jupiter, collecting data about its dramatic polar cyclones, each of which is the width of the continental U.S. The mission is also measuring levels of oxygen and hydrogen in Jupiter’s atmosphere. The spacecraft will complete its 61st flyby of Jupiter on May 12th, 2024.

Source : NASA, Live Science.

Juno spacecraft data has been used to create an animation of « Steeple Mountain » and the lava lake Loki Patera :

https://youtu.be/GsbEpYNVTFc

Le lac de lave de l’île Saunders (Iles Sandwich du Sud) / The lava lake on Saunders Island (South Sandwich Islands)

Dans deux notes publiées le 17 et le 25 août 2019, j’indiquais qu’un nouveau lac de lave avait été détecté par des satellites dans le cratère du Mont Michael, un stratovolcan actif coiffé d’un glacier sur l’île Saunders, l’une des île Sandwich du Sud, un arc volcanique dans l’Atlantique sud, résultat de la subduction de la plaque sud-américaine sous la plaque des Sandwich. Le volcan se trouve à environ 2 500 km environ à l’est d’Ushuaia (Argentine), localité elle-même située à proximité de la pointe méridionale de l’Amérique du Sud.

Source : NASA

Toutefois, les seules données thermiques étaient insuffisantes pour confirmer l’existence d’un lac de lave. Une vingtaine d’années plus tard, des cinéastes ont accompagné des scientifiques et des alpinistes lors de la première ascension du Mont Michael, un volcan situé sur l’île Saunders dans les îles Sandwich du Sud, et ont confirmé qu’il contenait bien un lac de lave.
L’équipe scientifique et cinématographique a tenté d’atteindre le sommet du Mont Michael en 2020, mais les mauvaises conditions météorologiques l’ont forcée à abandonner à mi-parcours.

Une nouvelle ascension a été couronnée de succès en novembre 2022. En plus de confirmer la présence d’un lac de lave, l’objectif de la mission était de collecter des données pour améliorer les modèles d’activité volcanique.
Dès le moment où l’équipe a pris la mer pour atteindre l’île, elle a rencontré une série d’obstacles qui ont menacé le succès de l’expédition. Traverser l’océan Austral jusqu’à l’île Saunders n’a pas été facile, mais l’expédition a été récompensée par la vue spectaculaire sur le volcan à l’arrivée sur l’île.

La plus grande difficulté a été la première ascension du Mont Michael, essentiellement à cause du froid et des conditions météorologiques défavorables. Les hommes ont finalement atteint le sommet, mais la visibilité était trop mauvaise pour distinguer le lac. Lors de la deuxième ascension, l’équipe a finalement pu observer le cratère du Mont Michael. Il était bien plus grand qu’ils ne l’avaient imaginé.

Au fond du trou béant, ils ont pu apercevoir le lac de lave, mais pas de leurs propres yeux. C’est l’écran de contrôle d’un drone envoyé au-dessus du cratère qui a révélé ce qui ressemblait plus à une mare qu’à un véritable lac de lave. Cela me rappelle la dernière expédition de Jean-Louis Etienne sur l’Erebus en Antarctique en 1993-1994. Il avait fallu que le photographe de l’équipe scientifique utilise un zoom très puissant pour obtenir une image du lac de lave dont la surface se trouvait à grande profondeur dans le cratère du volcan.
Source  : Live Science, Yahoo Actualités. Vous pourrez aussi lire un très intéressant reportage sur la dernière expédition dans le numéro de novembre 2023 du National Geographic France.

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Il est bon de rappeler que les lacs de lave apparaissent sur les volcans à conduit ouvert. Pour qu’un lac de lave se forme, la pression doit être assez forte pour pousser la lave jusqu’à la surface. Pour que le lac subsiste, la pression doit continuer à s’exercer. Le rapport entre la chaleur interne de la colonne de magma et le taux de refroidissement doit montrer un équilibre parfait pour maintenir la lave en fusion.

Plusieurs autres volcans sont censés héberger des lacs de lave permanents ou intermittents : Erebus (île de Ross, Antarctique), Erta Ale (Éthiopie), Nyiragongo (RDC), Ambrym (Vanuatu), Masaya (Nicaragua), Kilauea(Hawaï), Karthala (Comores), Ol Doinyo Lengai (Tanzanie), Villarriva (Chili), Turrialba (Costa Rica), Piton de la Fournaise (La Réunion). Toutefois, la présence de ces lacs de lave est aléatoire.
Le 13 mars 2020, j’ai écrit une note sur ce blog indiquant que très peu de volcans abritent actuellement des lacs de lave :
https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2019/03/13/les-lacs-de-lave-se-font-rares-sur-terre-very-few-lava-lakes-on-earth/

Photos: C. Grandpey

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In two posts released on August 17th and 25th, 2019, I indicated that a new lava lake had been detected by satellites in the crater of Mount Michael, an active and exceedingly remote glacier-clad stratovolcano on Saunders Island in the South Sandwich Islands, a volcanic arc in the South Atlantic Ocean which is the result of the subduction of the south American plate beneath the Sandwich plate.. The volcano is about 2,500 kilometres roughly east of Ushuaia, Argentina, near the southern tip of South America.

With nothing but thermal data, however, volcanologists were unable to confirm the existence of a lava lake. Two decades later, filmmakers followed scientists and mountaineers during the first ascent of Mount Michael, a volcano on Saunders Island in the South Sandwich Islands, and confirmed it contained the lake.

A team of explorers first tried to reach the summit of Mount Michael in 2020, but poor weather conditions forced them to abandon the effort halfway through. The successful ascent finally occurred in November 2022. Besides getting a glimpse of the lava lake, the mission’s objective was to collect data to improve models of volcanic activity.

From the moment the team set sail to reach the island, they encountered a series of obstacles that threatened the success of the expedition. Navigating across the Southern Ocean to Saunders Island was not easy, but the expedition was rewarded with the spectacular view of the volcano upon arrival.

The biggest challenge was the initial climb up Mount Michael, essentially because of the cold and adverse weather conditins. The explorers eventually reached the summit, but visibility was too poor to make out the lake. On a second ascent, the team finally glimpsed Mount Michael’s crater. It was much bigger than they had imagined.

At the bottom of the gaping hole, they were able to see the lava lake, but not with their own eyes. It was the control screen of a drone sent above the crater which revealed what looked more like a pool than a real lava lake. This reminds me of Jean-Louis Etienne’s last expedition to Mount Erebus in Antarctica (1993-1994). The scientific team’s photographer had to use a very powerful telezoom to obtain an image of the lava lake whose surface was at great depth at the bottom of the crater.

Source : Live Science, Yahoo News.

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It is worth remembering that lava lakes appear on open conduit volcanoes. For a lava lake to form, the pressure must be strong enough to push the lava to the surface. For the lake to survive, the pressure must continue to be exerted. The ratio between the internal heat of the magma column and the cooling rate must show a perfect balance to keep the lava molten.

Several other volcanoes may harbour permanent or intermitent lava lakes : Erebus (Ross Island, Antarctica), Erta Ale (Ethiopia), Nyiragongo (DRC), Ambrym (Vanuatu), Masaya (Nicaragua), Kilauea(Hawaii), Karthala (Comoros), Ol Doinyo Lengai (Tanzania), Villarriva (Chile), Turrialba (Costa Rica), Piton de la Fournaise (Reunion Island). However, the presence of these lava lakes is random.

On March 13th, 2020, I wrote a post indicating that very few volcanoes currently harbour lava lakes :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2019/03/13/les-lacs-de-lave-se-font-rares-sur-terre-very-few-lava-lakes-on-earth/