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La lave de l’éruption du Mauna Loa (Hawaii) en 2022 // Lava from the 2022 Mauna Loa eruption (Hawaii)

L’analyse de la lave émise peut aider à comprendre les mécanismes qui gèrent les éruptions volcaniques. Les échantillons de lave peuvent aider à « voir » ce qui se passe à l’intérieur d’un volcan. Ainsi, l’étude de la lave produite par l’éruption du Mauna Loa en 2022 a offert aux géologues du HVO, pour la première fois depuis près de 40 ans, une fenêtre sur le système d’alimentation du volcan.
Le Mauna Loa est entré en éruption le 27 novembre 2022, pour la première fois depuis 1984. L’éruption a commencé dans la caldeira sommitale. Puis une fissure de 500 mètres de long s’est propagée vers le sud-ouest, tout en restant majoritairement à l’intérieur du sommet. Au matin du 28 novembre, l’activité éruptive avait migré du sommet vers la zone de rift nord-est où quatre fissures se sont ouvertes pour finalement donner naissance à une bouche éruptive sur la Fissure 3 le 2 décembre. Un réseau de chenaux a alimenté des coulées de lave ‘a‘ā qui ont parcouru le flanc nord du volcan sur une vingtaine de kilomètres. L’éruption s’est terminée le 10 décembre 2022.

Le réseau de surveillance mis en place par le Hawaiian Volcano Observatory (HVO) a collecté des données qui ont été analysées en temps réel afin de mieux comprendre l’éruption. Des observations directes et des mesures ont également été effectuées sur le terrain. Elles ont permis d’évaluer la vitesse de progression des coulées de lave et les dangers associés. Les géologues du HVO ont collecté des échantillons de lave dans des coulées actives et solidifiées presque tous les jours pour procéder à une analyse en laboratoire en temps quasi réel.
Depuis l’éruption du Mauna Loa en 1984, les domaines de la pétrologie et de la géochimie ont fait de grands progrès. De nouveaux instruments et de nouvelles techniques sont maintenant disponibles. Ils ont permis d’obtenir rapidement plus d’informations qu’en 1984.
Des analyses de fluorescence X à dispersion d’énergie ((EDXRF) effectuées en temps quasi réel avec la collaboration de l’Université d’Hawaii à Hilo ont révélé la composition du magma ainsi que son origine. Ces analyses, effectuées dans les 24 heures suivant le prélèvement de l’échantillon, ont été suivies d’une micro-analyse électronique secondaire et d’une micro-analyse par sonde électronique. Cela a permis de mesurer des compositions de minéraux et de verre à de très petites échelles (quelques microns). Ce type d’analyse rapide n’était pas possible en 1984.
Les géologues du HVO ont ainsi appris que les laves émises par l’éruption de 2022 étaient semblables à d’autres éruptions du Mauna Loa depuis 1843. La teneur moyenne en MgO (oxyde de magnésium) des échantillons de lave était de 6,2 % en poids, donc légèrement inférieure aux autres éruptions du Mauna Loa au cours des 200 dernières années. Ces données peuvent être utilisées pour calculer la température des laves émises. Elle a été estimée à environ 1 155 degrés Celsius.
Les échantillons prélevés au niveau de la bouche éruptive ne montrent pas de cristaux visibles à l’œil nu, bien que les minéraux comme le plagioclase, le clinopyroxène, l’olivine et les oxydes (tous rencontrés habituellement sur le Mauna Loa) deviennent plus abondants et plus gros en s’éloignant de la bouche éruptive, au fur et à mesure que les coulées de lave se refroidissent et se cristallisent.
Toute la lave produite pendant l’éruption de 2022 a présenté la même composition sur une distance de 17 kilomètres, que ce soit au sommet ou sur la partie supérieure du rift nord-est. Cela montre que toute l’éruption a été alimentée par un magma homogène. La lave émise par cette éruption ne présente pratiquement pas de cristaux et elle a une faible teneur en MgO. Elle n’a donc pas été influencée par le magma résiduel laissé par l’éruption de 1984. On a une situation différente de l’éruption du Kilauea en 2018, qui a initialement produit des laves mélangées à du magma refroidi stocké dans la Lower East Rift Zone. Au lieu de cela, la composition de la lave de l’éruption du Mauna Loa en 2022 révèle une nouvelle intrusion magmatique qui va de pair avec l’activité sismique que le HVO a observée 2 à 4 km sous le sommet dans les mois qui ont précédé l’éruption.
Source : USGS/HVO.

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The analysis of emitted lavas can help understand volcanic eruptions. The lava samples can help “see” inside a volcano. In this way, the analysis of the lava produced by the 2022 eruption of Mauna Loa gave HVO geologists a window into the volcano’s plumbing system for the first time in almost 40 years.

Mauna Loa began erupting on November 27th, 2022, for the first time since 1984. The eruption began within the summit caldera. Then a 500-mrter-long fissure propagated towards the southwest but remained mostly within the summit. In the morning of the following day, eruptive activity had migrated from the summit into the Northeast Rift Zone where four fissures opened and finally gave birth to one vent on December 2nd. A network of lava channels fed ‘a‘ā flows that extended about 20 km down the volcano’s north flank. The eruption ended on December 10th.

The Hawaiian Volcano Observatory (HVO)’s network of monitoring instruments collected data that were analyzed in real-time to better understand the eruption. Direct observations and measurements were also performed on the field. They allowed to that aided in assess lava flow advance rates and the accompanying hazards. HVO geologists collected molten and solidified lava samples almost every day for near-real-time lab analysis.

Since Mauna Loa’s eruption in 1984, the fields of petrology and geochemistry have made great advances. New instruments and techniques are available now. They allowed to learn more and faster about the last eruption than in 1984.

Energy-dispersive X-ray fluorescence analyses done in near-real-time with the collaboration of the University of Hawai‘i at Hilo revealed the composition of the erupting magma and where it was coming from. These analyses, done within 24 hours of sample collection, were later followed by secondary electron micro-analysis and electron probe micro-analysis. This allowed to measure compositions of minerals and glass on very small scales (a few microns). This type of rapid analysis was not possible in 1984.

HVO geologists learned that the 2022 erupted lavas were similar to other Mauna Loa compositions since 1843. The average MgO (magnesium oxide) content of the lava samples was 6.2 wt% (weight percent), slightly lower than any other Mauna Loa eruption over the past 200 years. This data can be used to calculate the temperature at which the lavas erupted and was estimated at about 1,155 degrees Celsius.

Samples collected at the vent(s) have no crystals visible to the naked eye, although minerals like plagioclase, clinopyroxene, olivine and oxides (all common at Mauna Loa) increase in abundance and size with distance from the vent as lava flows cooled and crystallized downslope.

All of the lava produced over the duration of the 2022 eruption and from all vents spanning 17 kilometers across the summit and upper Northeast Rift Zone have the same composition. This shows that the entire eruption was fed by a homogenous magma, and that this nearly crystal-free, low-MgO eruption was not influenced by rift-stored magma left over from 1984. This is different from the Kīiauea 2018 eruption, which initially produced lavas mixed with cooler stored magma from the Lower East Rift Zone. Instead, the composition of the 2022 Mauna Loa eruption reflects a new intrusion of magma, consistent with earthquake activity that the observatory monitored 2 to 4 km beneath the summit in the months prior to eruption.

Source : USGS / HVO.

Les échantillons de lave collectés près de la bouche éruptive de la Fissure 3 sont vitreux et contiennent des bulles et de très petits minéraux (200 microns de long) comme le plagioclase et le pyroxène, comme le montre l’image au microscope à échelle de gris en médaillon. (Source : USGS)

Lava samples collected near Fissure 3 vent are glassy and contain bubbles and some very small (200 microns long) minerals like plagioclase and pyroxene, as shown in the grey-scale microscope image inset. (Source: USGS)

Voyage sur Io, la lune volcanique de Jupiter // A journey to Io, Jupiter’s volcanic moon

Galileo, la sonde spatiale de la NASA lancée le 18 octobre 1989, a acquis des images haute résolution de Io, la lune de Jupiter, le 3 juillet 1999 lors de son passage le plus proche de cette lune. L’image A en couleur ci-dessous a été acquise à une distance d’environ 130 000 kilomètres par le Solid State Imaging (SSI ) à bord de la sonde lors de sa vingt et unième orbite. Les couleurs sont proches de celles que verrait l’œil humain. La majeure partie de la surface d’Io a des couleurs pastel, ponctuées de taches noires, brunes, vertes, orange et rouges près des centres volcaniques actifs.

Image A

Une image en fausses couleurs (B) a été créée pour renforcer le contraste des différentes couleurs. La résolution améliorée révèle des unités de couleur à petite échelle qui n’étaient pas détectables sur l’image précédente et qui montrent que les laves et les dépôts de soufre sont composés de mélanges complexes.

Image B

Certains des dépôts blanchâtres aux hautes latitudes (près du haut et du bas de l’image) revêtent la transparence du givre (Image C).

 Image C

Les zones rouge vif n’étaient auparavant vues que comme des dépôts diffus. Elles apparaissent maintenant à la fois sous la forme de dépôts diffus et de caractéristiques linéaires nettes comme des fissures (Image D).

Image D

Certains centres volcaniques ont des coulées plus claires et colorées. Ce sont probablement des coulées de soufre plutôt que des coulées de lave silicatée. Dans cette région, on peut également voir des matériaux blancs très clairs sortir de failles linéaires et de falaises.

Galileo a effectué deux passages rapprochés d’Io à partir d’octobre 1999. La plupart des cibles à haute résolution visées lors de ces survols sont visibles sur l’hémisphère illustré sur la première image A. Le nord est en haut de l’image et le soleil qui éclaire la surface se trouve juste derrière le vaisseau spatial.

Des images plus spectaculaires d’Io ont été acquises au cours d’autres missions. L’une d’elles en 2014 montre de la lave en train de se répandre à la surface de la lune lors d’une éruption (Image E)…

Image E

…ou des volcans effondrés à la surface d’Io (Image F).

Image F

L’une des photos les plus populaires d’une éruption sur Io a été acquise le 28 juin 1997 :

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NASA’s Galileo spacecraft, launched on October 18th 1989, acquired its highest resolution images of Jupiter’s moon Io on July 3rd, 1999 during its closest pass to Io. The first color image (A) was acquired at a range of about 130,000 kilometers by the Solid State Imaging (SSI) system on NASA’s Galileo spacecraft during its twenty-first orbit. It approximates what the human eye would see. Most of Io’s surface has pastel colors, punctuated by black, brown, green, orange, and red units near the active volcanic centers.

A false color version (Image B) has been created to enhance the contrast of the color variations. The improved resolution reveals small-scale color units which had not been recognized previously and which suggest that the lavas and sulfurous deposits are composed of complex mixtures.

Some of the whitish, high-latitude (near the top and bottom) deposits have an ethereal quality like a transparent covering of frost. (Image C)

Bright red areas were seen previously only as diffuse deposits. However, they are now seen to exist as both diffuse deposits and sharp linear features like fissures. (Image D)

Some volcanic centers have bright and colorful flows, perhaps due to flows of sulfur rather than silicate lava. In this region bright, white material can also be seen to emanate from linear rifts and cliffs.

Galileo made two close passes of Io beginning in October 1999. Most of the high-resolution targets for these flybys are seen on the hemisphere shown in the first image (A). North is to the top of the picture and the sun illuminates the surface from almost directly behind the spacecraft. 1999 at a range of about 130,000 kilometers (81,000 miles) by the Solid State Imaging (SSI) system on NASA’s Galileo spacecraft during its twenty-first orbit.

More dramatic images of Io have been acquired by furtheerr missions. One of them in 2014 shows lava spilling onto the surface on the moon during an eruption (Image E)

Or collapsed volcanoes on Io’s surface. (Image F)

One of the most popular photos of an eruption on Io was acquired on June 28th, 1997. (Image G)

Nouvelles informations scientifiques sur l’éruption du Mauna Loa en 2022 // New scientific information about the 2022 Mauna Loa eruption

La division « Earth Observatory » de la NASA vient de publier un document très intéressant qui donne plus d’informations sur la dernière éruption du Mauna Loa.
Le 27 novembre 2022, des fontaines de lave ont commencé à jaillir de la zone de rift nord-est du volcan et des coulées se sont dirigées vers le nord. Dix jours après le début de l’éruption, un avion de la NASA a effectué son premier vol au-dessus du volcan. Il transportait un système de radar à synthèse d’ouverture pour véhicule aérien inhabité (UAVSAR)* qui a été utilisé pour cartographier la topographie du volcan dans les moindres détails avec un instrument à bande Ka baptisé GLISTIN-A. Au départ, le GLISTIN-A est une nouvelle technique radar pour cartographier les surfaces de glace. Les applications scientifiques ont commencé en 2013 au-dessus des glaciers alpins et de la glace de mer en Alaska, et d’une plaine inondable en Californie. Ces applications se sont depuis étendues à d’autres domaines, tels que l’accumulation de neige et la dynamique des volcans. L’instrument a été déployé pour la première fois sur un volcan en 2018 lors de l’éruption du Kīlauea. Le succès de cette opération a encouragé son utilisation sur le Mauna Loa.
Des équipes du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA et du United States Geological Survey (USGS) ont utilisé les données de ce capteur pour cartographier l’épaisseur des coulées de lave sur le Mauna Loa lors d’une série de vols les 7, 8 et 10 décembre 2022. La carte ci-dessous montre l’épaisseur des coulées de lave pendant le vol du 7 décembre. Le 8 décembre , les scientifiques de l’USGS ont remarqué une baisse significative de l’éruption et quelques jours plus tard, ils ont déclaré que l’éruption s’était arrêtée.

 

Epaisseur de la coulée de lave le 7 décembre 2022 (Source: USGS)

La carte montre l’épaisseur des coulées de lave dans la caldeira sommitale, là où l’éruption a commencé, et des coulées de lave sur le flanc nord-est du Mauna Loa. La variation de couleur du bleu à l’orange indique une augmentation de l’épaisseur de la coulée de lave. Une épaisseur maximale d’environ 25 mètres est indiquée, bien que des valeurs supérieures à 40 mètres aient été observées dans certaines zones.
L’épaississement de la lave à l’extrémité nord de la coulée est dû au refroidissement de la lave loin de la source de l’éruption, ainsi qu’à un aplanissement du terrain au niveau du col (the Saddle) entre le Mauna Loa et le Mauna Kea. Ces deux facteurs ont contribué au ralentissement et à l’accumulation de la lave dans ce secteur. Les données GLISTIN ont été superposées à une image Landsat 8 aux couleurs naturelles du volcan réalisée en 2017, et un modèle d’élévation numérique offrant une vue plus réaliste de la topographie du Mauna Loa. La photographie aérienne proposée par l’USGS ci-dessous montre une partie de la coulée de lave principale le 7 décembre 2022.

 

Vue de la coulée de lave le 7 décembre 2022 (Crédit photo: USGS)

En effectuant une comparaison avec les cartes de la topographie de cette zone avant l’éruption, y compris les données GLISTIN-A collectées en 2017, les chercheurs de l’USGS ont pu calculer la taille et le volume de la coulée de lave. Au cours de l’éruption d’environ 14 jours, le Mauna Loa a émis plus de 230 millions de mètres cubes de lave avec une coulée qui a parcouru jusqu’à 19,5 kilomètres depuis la source de l’éruption. [NDLR : On se rend compte que le volume de lave émis en 2022 est assez proche de celui émis lors de la précédente éruption de 1984 : 220 millions de mètres cubes].

* Le système UAVSAR mentionné plus haut fonctionne à partir d’une nacelle montée sous un jet Gulfstream III avec équipage du Armstrong Flight Research Center de la NASA en Californie. Des cartes topographiques générées lors de chaque vol montrent la progression et l’épaississement de la lave avec le temps. Il s’agit d’informations précieuses pour la compréhension scientifique des processus volcaniques et pour les interventions de secours d’urgence.

Un grand merci au HVO de m’avoir communiqué ces informations à propos de l’éruption.

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NASA’s Earth Observatory has just relaesed a very interesting document that gives more information about Mauna Loa’s latest eruption.

On November 27th, 2022, lava fountains began spurting from the volcano’s Northeast Rift Zone and streams of molten rock flowed to the north. Ten days into the eruption, a NASA aircraft conducted its first flight over the erupting volcano. It carried NASA’s Uninhabited Aerial Vehicle Synthetic Aperture Radar (UAVSAR)* system, which was used to map the volcano’s topography in fine detail with a Ka-band instrument called GLISTIN-A. GLISTIN-A was originally demonstrated as a new radar technique for mapping ice surfaces. Science demonstration flights began in 2013 over alpine glaciers and sea ice in Alaska, and a floodplain in California. Its applications have since expanded to other areas, such as snow accumulation and volcano dynamics. The first time the instrument was deployed for volcano response was in 2018 during the three-month eruption of Kīlauea. The success of that operation paved the way for deployment to Mauna Loa.

Teams from NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) and the United States Geological Survey (USGS) used data from that sensor to map the thickness of those flows during a series of flights on December 7th, 8th, and 10th. The map above shows the thickness of the lava flows during the flight on December 7th, the day before USGS scientists noticed a significant decline in the pace of the eruption. A few days later, they declared the eruption had stopped. The map shows the thickness of the lava flows in the summit caldera, where the eruption began, and of lava flows on Mauna Loa’s northeastern flank. The color variation from blue to orange indicates increasing lava flow thickness. A maximum thickness of roughly 25 meters is shown, though values exceeding 40 meters were observed in some areas.

The thickening at the northern end of the flow is due to lava cooling and hardening with distance away from the vent, along with a flattening of the terrain at the saddle between Mauna Loa and Mauna Kea. Both of these factors contributed to the flow slowing down and piling up in that area. The GLISTIN data were laid over a 2017 natural-color Landsat 8 image of the mountain and a digital elevation model offering a more realistic view of Mauna Loa’s topography. The USGS aerial photograph above shows part of the main lava flow on December 7th, 2022.

By comparing to pre-eruption maps of this area’s topography, including GLISTIN-A data collected in 2017, the USGS researchers were able to calculate the size and volume of the lava flow. Over the roughly 14-day eruption, Mauna Loa erupted more than 230 million cubic meters of lava along a flow that extended up to 19.5 kilometers from the vent. [Personal note: One realizes that the volume of lava emitted in 2022 was quite close to that emitted during the previous eruption in 1984 which was 220 million cubic meters].

* The above-mentioned UAVSAR system operates from a pod mounted beneath a crewed Gulfstream III jet from NASA’s Armstrong Flight Research Center in California. Repeated topographic maps generated with each flight reveal the progression and thickening of lava with time. This is information for scientific understanding of volcano processes and for emergency response.

I do thank HVO for sending me this information about the eruption.

Reprise de l’éruption du Kilauea (Hawaii) // Kilauea (Hawaii) is erupting again

6 jenvier 2022 – 7 heures (heure française) : Après une pause de trois semaines, l’éruption du Kilauea a repris dans le cratère de l’Halema ‘uma’u à 16h34. (heure locale) le 5 janvier 2023. Le HVO a détecté une lueur sur les images de la webcam indiquant que l’éruption avait repris. Des fissures émettant des coulées de lave ont d’abord été observées au fond du cratère. Plus tard, plusieurs fontaines sont apparues dans la partie centre-est du cratère avec la lave qui jaillissait entre 10 et 50 mètres de hauteur. Des coulées de lave ont envahi une grande partie du fond du cratère qui présente une superficie de près de 120 hectares.
Le niveau d’alerte volcanique du Kilauea est passé de WATCH (Vigilance) à WARNING (Danger) et la couleur de l’alerte aérienne est passée de Orange à Rouge.
L’éruption sommitale du Kilauea n’a pas eu d’impact sur le Mauna Loa qui reste calme.
Source : HVO.

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20 heures : Dans sa dernière mise à jour du 6 janvier 2022, le HVO indique que l’éruption sommitale du Kilauea se poursuit à l’intérieur du cratère de l’ Halema’uma’u. Rien n’indique que l’activité va migrer ailleurs sur le volcan et l’Observatoire s’attend à ce que l’éruption reste confinée à la zone sommitale
Le niveau d’alerte volcanique a été abaissé de WARNING à WATCH (Vigilance) et la couleur de l’alerte aérienne a été réduite de ROUGE à ORANGE.

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January 6th, 2022 – 7:00 am (French time) : After a three-week pause, the eruption of Kilauea started again within Halema ‘uma’u Crater at 4:34 p.m. (local time) on January 5th, 2023. HVO detected glow in the webcam images indicating that the eruption had resumed. Fissures could first be seen at the base of the crater generating lava flows on the surface of the crater floor. Later, multiple fountains became active in the central eastern portion of Halema‘uma‘u crater floor with lava spurting 10-50 meters high. Lava flows have inundated much of the crater floor which has an area of nearly 120 hectares.
Kilauea’s volcano alert level has been raised from WATCH to WARNING and its aviation color code from ORANGE to RED.

The summit eruption of Kilauea has not had an impact on Mauna Loa which remains quiet.

Source : HVO.

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8:00 pm : In its latest update of Jqanuary 6th, 2022, HVO indicates that Kīlauea’s summit eruption continues and is confined to Halemaʻumaʻu crater. There is no indication of activity migrating elsewhere on the volcano and the Observatory expects the eruption to remain confined to the summit region.

Kīlauea’s volcano alert level has been lowered from WARNING to WATCH and the aviation color code has been reduced from RED to ORANGE.

Image webcam de l’Halema’uma’u le 5 janvier 2023

Image webcam de l’Halema’uma’u le 6 janvier 2023