Taupo (Nouvelle Zélande) : surveillance conseillée // Taupo (New Zealand) : recommended monitoring

Le Taupo, volcan rhyolitique le plus actif de la Zone Volcanique de Taupo (TVZ) en Nouvelle-Zélande, est une caldeira d’environ 35 km de large. Le volcan fut le siège d’une super éruption environ 22 600 ans avant notre ère. Elle a produit environ 1 170 km3 de téphra qui ont recouvert l’île du Nord d’une épaisseur de matériaux atteignant parfois 200 mètres. Ce fut la plus grande éruption volcanique sur Terre au cours des 70 000 dernières années.

Cet événement a été précédé à la fin du Pléistocène par l’éruption d’un grand nombre de dômes rhyolitiques au nord du lac Taupo.

De puissantes éruptions explosives se sont produites au cours de l’Holocène à partir de bouches dans le lac Taupo et près de ses berges.

L’éruption majeure la plus récente a eu lieu environ 1 800 ans avant notre ère à partir d’au moins trois bouches le long d’une fracture orientée NE-SW. Cette éruption extrêmement violente a été la plus importante en Nouvelle-Zélande pendant l’Holocène. Elle a produit la Taupo Ignimbrite qui a couvert 20 000 km2 dans l’île du Nord.

Dans les temps historiques, le Taupo a connu des périodes d’activité accompagnées de nombreux séismes qui ont parfois provoqué des dégâts, ainsi que de déformations du sol, mais sans déclenchement d’éruptions. La caldeira est aujourd’hui remplie par le lac Taupo,

Une étude publiée par l’American Geophysical Union (AGU) en juin 2021 révèle que l’activité observée sous le super volcan Taupo en 2019 était de nature et d’origine volcaniques. Cela montre que le Taupo est toujours un volcan actif et potentiellement dangereux qui doit être étroitement surveillé.

Une augmentation significative de la sismicité a été enregistrée en 2019 et une déformation du sol a été détectée dans la caldeira. Grâce à la localisation des séismes et aux schémas de déformation du sol, les auteurs de l’étude ont pu déduire que sous la caldeira du Taupo se trouve un réservoir magmatique actif d’au moins 250 km3 dont au moins 20 à 30% est en fusion. L’injection d’un magma juvénile dans ce réservoir a provoqué le déclenchement de séismes dans la croûte terrestre la plus fragile le long des lignes de faille qui traversent à la fois la région et le volcan.

En conséquence, les chercheurs insistent sur le fait que le Taupo doit être étroitement surveillé pour mieux comprendre les processus qui se déroulent en profondeur et les facteurs qui pourraient provoquer une nouvelle éruption.

Source : The Watchers.

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Taupo, the most active rhyolitic volcano of New Zealand’s Taupo Volcanic Zone (TVZ), is a roughly 35-km-wide caldera. It was the seat of a super eruption about 22 600 years before present (BP). It produced about 1 170 km3 of tephra which covered NewZealand’s North Island in debris up to 200 m deep. It was the largest volcanic eruption on Earth in the past 70 000 years.

This event was preceded during the late Pleistocene by the eruption of a large number of rhyolitic lava domes north of Lake Taupo.

Large explosive eruptions have occurred frequently during the Holocene from vents within Lake Taupo and near its margins.

The most recent major eruption took place about 1 800 years BP from at least three vents along a NE-SW-trending fissure. This extremely violent eruption was New Zealand’s largest during the Holocene and produced the Taupo Ignimbrite, which covered 20 000 km2 of North Island.

In historical times, Taupo has undergone periods of unrest involving abundant, sometimes damaging earthquakes and ground deformation, but no eruption. The caldera is now filled by Lake Taupo,

A research published by the American Geophysical Union (AGU) in June 2021 reveals that the unrest registered under Taupo supervolcano in 2019 was volcanic in nature and origin. This shows that it is still an active and potentially hazardous volcano that needs to be carefully monitored. 

A significant increase in the number of earthquakes was recorded in that year and observable ground deformation was detected within the caldera.

Using the locations and patterns of the earthquakes and ground deformation allowed the authors of the study to infer that beneath the caldera there is an active magma reservoir of at least 250 km3 and which is at least 20–30% molten.

New magma being fed into this reservoir caused the triggering of earthquakes in the surrounding brittle crust along fault lines that cut across both the region and the volcano.

As a consequence, the researchers warn that Taupo needs to be carefully monitored to better understand the processes at depth and the factors that might cause a new eruption in the future.

Source: The Watchers.

 

Le Lac Taupo et la caldeira (Source : GNS Science)

Le lac Taupo vu depuis sa berge (Photo : C. Grandpey)

Chambre magmatique du Kilauea : les leçons de l’éruption de 2018 // Kilauea’s magma chamber : the lessons of the 2018 eruption

Les personnes qui visiteront le Kilauea Overlook (point de vue sur le Klauea) qui vient d’être ouvert au public dans le Parc National des Volcans d’Hawaï découvriront un paysage totalement nouveau, façonné par l’éruption dans la Lower East Rift Zone et l’effondrement du sommet du volcan en 2018.
Du 16 mai au 2 août 2018, la caldeira de Kilauea a connu une série de 62 événements d’effondrement. Au terme de ces événements, la partie la plus profonde de Halema’uma’u s’était affaissée de 500 m, plus que suffisant pour y loger l’Empire State Building.
Beaucoup de gens se demandent maintenant si le système magmatique sous le sommet du Kilauea se comportera comme avant. Avant 2018, les données géophysiques montraient un système complexe de chambres magmatiques sous le sommet. L’une des plus importantes était une chambre superficielle, située à environ 1,6 km de profondeur sous la caldeira du Kilauea. Ce réservoir était relié à la surface via un conduit qui donnait naissance à l’Overlook Crater et alimentait le lac de lave sommital.
Le premier indice sur la situation du réservoir superficiel est apparu en octobre 2018 lorsque les inclinomètres installés au sommet ont détecté un événement de déflation-inflation (événement DI). Avant l’effondrement de 2018, de tels événements DI se produisaient régulièrement; ils pouvaient être observés à partir des données inclinométriques au sommet et les variations de hauteur du lac de lave. Cet ensemble de données a clairement montré que le réservoir superficiel sous l’Halema’uma’u se dégonflait et se regonflait à plusieurs reprises.
Alors que les événements DI étaient clairement observables au sommet du Kilauea, ils étaient également enregistrés par les inclinomètres près du Pu’uO’o, avec un léger décalage dans le temps. Le fait que les variations de pression observées lors de la déflation et de l’inflation du réservoir sommital soient transmises aussi rapidement au Pu’uO’o était une indication du lien étroit entre l’East Rift Zone et le système magmatique sommital.
Les caractéristiques de l’événement DI post-éruptif d’octobre 2018 étaient très semblables aux événements DI qui avaient précédé l’éruption. Cela montrait que les caractéristiques du réservoir superficiel sous l’ Halema’uma’u n’étaient probablement pas très différentes de ce qu’elles étaient avant l’éruption. De plus, les inclinomètres installés sur l’East Rift Zone ont fait apparaître une faible trace d’un événement DI peu de temps après l’événement d’octobre. Cela confirme qu’il existe toujours une connexion étroite entre le réservoir superficiel sous l’Halema’uma’u et l’East Rift Zone.
Depuis cette époque, une analyse plus poussée a été effectuée afin d’obtenir plus d’indications sur le réservoir situé sous l’Halema’uma’u. Dans un article publié en décembre 2019 dans le magazine Science, des scientifiques de l’USGS ont expliqué comment les données de déformation provenant de la forte déflation des chambres magmatiques au sommet du Kilauea pendant les premières semaines de l’éruption de 2018 ont permis de calculer la quantité totale de magma stockée dans le réservoir de l’Halema’uma’u avec plus de précision que précédemment. Compte tenu de l’incertitude naturelle des données, les scientifiques ont constaté que le volume probable de ce réservoir était d’un peu moins de 4 kilomètres cubes. En prenanat en compte le volume d’effondrement de 0,8 kilomètre cube, cela signifie qu’environ 20% seulement du réservoir s’est vidangé lors de l’éruption de 2018 et que 80% du magma se trouve toujours dans le réservoir sommital. En conclusion, bien que la caldeira du Kilauea ait subi des modifications majeures, l’alimentation magmatique située sous cette caldeira fonctionne de la même manière que précédemment.
Source: USGS / HVO.

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Those who will visit the newly opened Kilauea Overlook within Hawai‘i Volcanoes National Park will discover a totally new landscape shaped by the lower East Rift Zone eruption and summit collapse in 2018.
From May 16th until August 2nd, 2018, the Kilauea caldera went through a series of 62 collapse events. At the end of these events, the deepest part of Halema’uma’u had descended 500 m, more than enough to fit the Empire State Building.
Many people wonder now whether the underlying summit magma system will ever behave the same. Prior to 2018, geophysical data showed a complex system of magma storage chambers under the Kilauea summit. One of the most prominent was a shallow chamber about 1.6 km deep under the Kilauea caldera. This reservoir was connected to the surface via a conduit that formed the Overlook Crater and supplied lava to the summit lava lake.
The first clue about the post-collapse state of the shallow reservoir came in October 2018 when summit tiltmeters picked up a deflation-inflation event (DI-event). Before the 2018 collapses, DI-events occurred regularly and could be observed from summit tiltmeter records and in the changing lava lake height. Together these data showed that the shallow Halema’uma’u reservoir was deflating and re-inflating repeatedly.
While DI-events were clearly observable at Kilauea’s summit, tiltmeters near Pu’uO’o recorded similar motions just with a slight time delay. The fact that pressure changes during the deflation and inflation of the summit reservoir could be transmitted so directly to Pu’uO’o was an indication of how closely connected the East Rift Zone was to the summit magma system.
The shape and size of the post-eruption DI-event in October 2018 was very similar to pre-eruption DI-events, indicating that the shape and size of the shallow Halema’uma’u reservoir must not be too different from its pre-eruption state. Furthermore, tiltmeters on the East Rift Zone showed a faint trace of a DI-event just following the October event. This indicated that the close connection between the shallow Halema’uma’u reservoir and the East Rift Zone still exists.
Since then, a more in-depth analysis has been done that gives more clues about the shallow Halema’uma’u reservoir. In a December 2019 article in Science magazine, USGS scientists detailed how deformation data from the intense deflation of the summit magma chambers during the first weeks of the 2018 eruption allowed them to calculate the total amount of magma in the Halema’uma’u reservoir more precisely than ever before.Taking into account the natural uncertainty of the data, they found the most likely volume of the reservoir to be just under 4 cubic kilometres. Given the collapse volume of 0.8 cubic kilometres, this means that only about 20% of the reservoir was emptied during the 2018 eruption and 80% of the reservoir’s magma is still underneath the summit. So, while the surface of the Kilauea caldera has undergone a major remodel, underneath, the magma plumbing system still works in much the same way did before.
Source : USGS / HVO.

Le cratère de l’Halema’uma’u après l’éruption de 2018 (Crédit photo : USGS)

Un nouveau volcan actif en Chine? // New active volcano in China ?

Il existe des volcans et des champs volcaniques en Chine, bien qu’ils soient moins connus que leurs homologues aux États-Unis ou en Europe. Entre 2014 et 2018, j’ai écrit plusieurs notes à propos du Mont Paektu (également appelé Baekdu ou Changbai), un volcan considéré comme sacré, qui se trouve près de la frontière nord-coréenne avec la Chine et qui est entré en éruption pour la dernière fois en 1903. Cependant, une explosion en 946 après JC a été l’un des événements volcaniques les plus puissants de l’histoire.
Un article paru dans le South China Morning Post nous informe qu’une équipe de géophysiciens de l’Université chinoise des sciences et technologies a étudié le volcan Weishan qui se trouve dans le champ volcanique de Wudalianchi au nord-est de la Chine, près de la frontière avec la Corée du Nord et la Russie. Ils précisent que le volcan Wei pourrait entrer prochainement en éruption suite à la découverte de deux énormes chambres magmatiques sous le volcan qui s’est manifesté pour la dernière fois il y a plus de cinq cent mille ans et était considéré comme éteint jusqu’à présent. .
Dans le cadre de leur étude, les chercheurs ont étudié près de 100 sites sur le massif du Wei. Ils ont utilisé des capteurs pour détecter les anomalies électromagnétiques sous terre. Ils ont ainsi découvert une première chambre magmatique à 15 km de profondeur et une autre à 8 km. Les chambres font partie d’un système plus vaste qui pourrait également appartenir au volcan Paektu par convection mantellique. Les modèles indiquent que les chambres éclipsent le volcan par leur taille ; en effet l’édifice ne mesure qu’une centaine de mètres de hauteur et 5 kilomètres de diamètre.
L’équipe scientifique chinoise a remarqué que l’activité sismique avait augmenté sur le Mt Paektu de 2002 à 2005, signe que l’activité magmatique sous le volcan avait augmenté elle aussi. Ils ont également indiqué que l’activité volcanique dans le nord-est de la Chine se trouvait probablement à un stade actif, et qu’une surveillance était nécessaire pour mieux comprendre les systèmes magmatiques dans cette région. La dernière éruption dans le champ volcanique de Wudalianchi a eu lieu au début du 18ème siècle; elle a donné naissance à deux volcans, le Laohei et le Huoshao. Les chercheurs n’ont détecté aucune présence de chambres magmatiques actives sous ces deux volcans.
Les chercheurs sont un peu déconcertés par les résultats de l’étude du volcan Wei. L’un d’eux a déclaré: « S’il y a vraiment de volumineuses chambres magmatiques dans la région, nous aurions dû détecter des signes activité sismique en relation avec elles, en particulier lorsque la chambre inférieure recharge celle qui la surmonte ; dans ce cas, on devrait détecter des mouvements. » Pourtant, après des décennies de surveillance du site, aucune activité significative n’a été détectée. Les signaux anormaux détectés par les chercheurs semblaient être provoqués par des chambres magmatiques, mais il se pourrait qu’ils aient été causés par d’autres matériaux à haute conductivité, comme l’eau ou des roches.
Source: The Watchers et The South China Morning Post.

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There are volcanoes and volcanic fields in China, although they are less popular than their counterparts in the U.S. or in Europe. Between 2014 and 2018, I wrote several posts about Mount Paektu (also called Baekdu or Changbai), a volcano considered  sacred, that stands close to the North Korean border with China and which last erupted in 1903. However, an explosion in 946 A.D. was one of the strongest volcanic events in history.

An article in the South China Morning Post informs us that a team of geophysicists from the University of Science and Technology of China has studied the Weishan volcano in the Wudalianchi volcanic field in northeast China, near the border with North Korea and Russia. They have warned that Wei Mountain could be ready for an eruption after two huge magma chambers were discovered under the volcano, which last erupted more than five hundred thousand years ago and was considered extinct up to now. .

For the study, the researchers studied almost 100 sites across Wei Mountain. They used sensors to spot electromagnetic abnormalities underground. They discovered a first magma chamber 15 km underground, and another one 8 km deep. The chambers are part of a larger system that could be linked with the neighbouring Paektu volcano by secondary mantle convection. The models indicate the chambers dwarf the volcano, which is about 100 metres high and 5 kilometres wide.

The Chinese scientific team remarked that seismic activity had increased at Paektu from 2002 to 2005, indicating that magmatic activity beneath the volcano had increased. They also indicated that volcanic activity in northeast China was probably in an active stage, and active volcanic monitoring is needed to further understand the magmatic systems in this region. The last eruption at the Wudalianchi field was in the early 18th century; it formed two volcanic mountains, Laohei and Huoshao.The researchers have not detected any sign of active magma chambers under these two volcanoes.

The researchers are a little disconcerted by the results of the Wei study One of them said: « If there really are huge magma chambers in the area, we should have detected some related seismic activities – when the lower chamber recharges the upper one, there should be some movement. » However, after decades of monitoring on the site, no significant activity has been detected. While the abnormal signals detected by the researchers appeared to be magma chambers, they could have been caused by other substances with high conductivity, like water or rocks.

Source : The Watchers and The South China Morning Post.

Carte montrant les volcans Paektu (ou Changbai) et Wei  (Source : South China Morning Post)

Volcan Wei (Source : South China Morning Post)

Modélisation 3D de la chambre magmatique du Stromboli // 3D model of Stromboli’s magma chamber

Les scientifiques de l’INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia) et du CNT (Centro Nazionale Terremoti) viennent de réaliser une modélisation 3D de la chambre magmatique du Stromboli, située entre 2 et 4 km de profondeur. Ils ont pu réaliser cette tâche grâce aux images acquise par technologie tomographique, semblable à celle utilisée dans les hôpitaux. Les résultats ont été publiés dans la revue Geophysical Research Letters.
Domenico Patane, chercheur à l’INGV explique que « le projet est né de la nécessité d’en savoir plus sur la structure interne du volcan.» Pour ce faire, les scientifiques ont installé 20 stations sismiques temporaires sur l’île, en plus du réseau de 13 stations permanentes, et ils l’ont complété par 10 sismomètres au fond de la mer (Ocean-Bottom Seismometers, OBS), ce qui a permis pour la première fois d’explorer la partie sous-marine du volcan.
« La surveillance géophysique et géochimique du Stromboli au cours des dernières années a été renforcée par l’INGV, surtout après la crise éruptive de 2002-2003, le tsunami du 30 décembre 2002 et le paroxysme du 5 avril 2003 ». Les recherches ont intégré les données acquises en 2006 à bord du navire de recherche Urania du CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche), en même temps que des enregistrements d’événements sismiques locaux effectués par le réseau permanent.
« Il a été possible de définir pour la première fois la géométrie de la chambre magmatique superficielle du Stromboli, qui s’étend depuis l’île proprement dite jusqu’au Strombolicchio. Ce dernier représente la cheminée centrale de l’ancien volcan, émergé il y a environ 200 000 ans au nord-est de Stromboli et aujourd’hui presque totalement érodé. »
Les images tomographiques montrent deux régions présentant des anomalies, à différentes profondeurs, là où est stocké le magma qui alimente l’activité permanente du Stromboli. De plus, grâce aux images tomographiques de la croûte de surface, les scientifiques possèdent maintenant un modèle physique en 3D de la géométrie de la chambre magmatique, ce qui devrait contribuer à l’avenir à effectuer de meilleures prévisions des phénomènes volcaniques.

Source : ANSA.it.

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Scientists from INGV (CNRS) and CNT (Centro Nazionale Terremoti) have just completed a 3D model of the magma chamber of Stromboli Volcano, located between 2 and 4 km deep. They were able to perform this task with images acquired by tomographic technology, similar to that used in hospitals. The results were published in the journal Geophysical Research Letters.
Domenico Patane, a researcher at INGV, explains that « the project was born of the need to know more about the internal structure of the volcano. » To do this, scientists installed 20 temporary seismic stations on the island, beside the network of 13 permanent stations, and completed it with 10 seismometers at the bottom of the sea (Ocean-Bottom Seismometers, OBS), allowing for the first time to explore the underwater part of the volcano.
« The geophysical and geochemical monitoring of Stromboli in recent years has been reinforced by INGV, especially after the eruptive crisis of 2002-2003, the tsunami of 30 December 2002 and the eruption of 5 April 2003 ». The research incorporated data acquired in 2006 on board the research vessel Urania of CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche), together with records of local seismic events carried out by the permanent network.
« It was possible to define for the first time the geometry of the shallow magma chamber of Stromboli, which extends from the island proper to Strombolicchio. The latter represents the central chimney of the ancient volcano, emerged some 200,000 years ago northeast of Stromboli and now almost totally eroded.  »
The tomographic images show two regions with anomalies at different depths, where the magma that supplies the permanent activity of Stromboli is stored. Moreover, thanks to the tomographic images of the surface crust, scientists now possess a 3D physical model of the geometry of the magmatic chamber, which should contribute in the future to better predictions of volcanic phenomena.
Source: ANSA.it.

Source: INGV / La Sicilia

Photo: C. Grandpey