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Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) : dans l’attente d’une éruption

13h 30 (heure métropole) : Selon l’OVPF, une éruption du Piton de la Fournaise à brève échéance fait peu de doute. Comme indiqué précédemment, une crise sismique a secoué le volcan dans l’après-midi du 21 avril avant de s’arrêter. Il y a actuellement moins d’un séisme par heure. Les événements sont vraiment mineurs et se situent sous le Piton de la Fournaise.

Toutefois, cela ne veut probablement pas dire que le Piton s’est rendormi. Il a habitué les scientifiques à ce type de comportement. Ainsi, lors de la dernière éruption, le magma avait également cessé sa progression vers la surface avant de la reprendre 24 heures plus tard.

Les tracés sismiques montrent que le magma a commencé son ascension. Reste à savoir maintenant à quel moment la lave décidera de percer la surface. Comme l’a déclaré Philippe Kowalski – que je salue ici- « la remontée du magma, qui a débuté hier en fin d’après-midi, s’est arrêtée au bout d’une heure, mais le début du chemin est tracé pour le magma. Il a fait le début du travail, c’est-à-dire ouvrir le massif pour remonter. »

Personne ne sait si et quand l’éruption débutera. Ce n’est pas très grave dans la mesure où il n’y a pas de risque pour la population et, donc, pas d’évacuations à envisager. Il y a de fortes chances pour que l’éruption se déroule à l’intérieur de l’Enclos dont l’accès est interdit. Si l’éruption devait déborder à l’extérieur de l’Enclos, il y aurait lee temps de prendre des mesures, ce qui est beaucoup plus difficile sur les volcans explosifs de la Ceinture de Feu.

Photo: C. Grandpey

 

Hawaii, le roi des points chauds // Hawaii, the king of hot spots

Sur Terre, la plupart des volcans se forment au-dessus des limites de plaques tectoniques, là où les collisions et les accrétions peuvent créer des zones de fragilité dans la croûte et le manteau supérieur, ce qui permet à la roche en fusion de remonter vers la surface. L’archipel hawaiien se trouve à 3 200 km de la frontière tectonique la plus proche, et son existence a intrigué les géologues pendant des siècles.
En 1963, John Tuzo Wilson, un géophysicien, a émis l’hypothèse que les îles hawaiiennes reposent au-dessus d’un panache magmatique qui se forme lorsque la roche dans le manteau profond « bouillonne et s’accumule sous la croûte. » Ce «point chaud» pousse continuellement vers la surface et perce parfois la plaque tectonique, faisant fondre la roche environnante. La plaque se déplace au cours de millions d’années tandis que le panache magmatique reste relativement immobile. Le phénomène crée de nouveaux volcans à la surface de la plaque tandis que d’autres deviennent inactifs. Au final, on obtient des archipels tels que la chaîne sous-marine Hawaii-Empereur.
La théorie du point chaud a fait l’objet d’un large consensus au cours des décennies suivantes. Certaines observations ont confirmé cette théorie relativement récemment, dans les années 2000, quand les scientifiques ont commencé à placer des sismomètres au fond de l’océan. Les instruments ont fourni une radiographie du panache magmatique sous l’île d’Hawaii. Ils ont montré avec précision la direction et la vitesse du flux magmatique; les résultats confirment clairement la présence d’un point chaud.
Ce point chaud a probablement généré une activité volcanique pendant des dizaines de millions d’années, bien qu’il soit arrivé à sa position actuelle sous le Mauna Loa il y a seulement environ 600 000 ans. Tant qu’il y restera, il produira une activité volcanique. Plus près de la surface, il est encore très difficile de prévoir quand, où et quelle sera l’intensité des éruptions, malgré la profusion de sismomètres et de capteurs satellitaires.
Le panache magmatique qui alimente le Mauna Loa est principalement composé de basalte en fusion qui est moins visqueux que le magma que l’on rencontre sous des stratovolcans tels que le mont St. Helens et le Vésuve. Cela rend les éruptions du Mauna Loa moins explosives et contribue au long profil qui a donné son nom à la montagne et au type bien connu de volcan bouclier. Le Mauna Loa mesure environ 16 km de la base au sommet et couvre 5 180 kilomètres carrés.
Les satellites, bien qu’en constante amélioration, ne sont pas assez sensibles dans des conditions normales pour voir en profondeur à l’intérieur du Mauna Loa. Ils ne peuvent que déceler le réservoir magmatique peu profond à environ 3 kilomètres sous le sommet.
Les choses changent, cependant, lorsque le volcan commence à montrer des signes de réveil. Le magma pousse vers la surface plus rapidement; il fracture la roche et fait gonfler la surface du volcan. De telles déformations peuvent être captées par des sismomètres et les inclinomètres. À partir de ces données, ainsi que de celles sur les gaz et les cristaux émis lors de l’éruption, et de minuscules inflexions de la force gravitationnelle, une image de la situation commence à se faire jour.
Le Mauna Loa était entré en éruption pour la dernière fois en 1984, et dans les années qui ont suivi, il est resté inactif, même si son voisin, le Kilauea, est resté en éruption de manière quasi continue. Les premiers signes annonciateurs d’une éruption ont commencé à augmenter en fréquence et en intensité vers 2013, et les sismomètres ont détecté des essaims sismiques de faible magnitude. Un géophysicien de l’Université de Columbia a expliqué que certains séismes ont été causés par le poids du volcan sur le plancher océanique, mais la plupart résultent de la montée du magma qui fracture les roches et emprunte des chemins de moindre résistance.
La dernière éruption a commencé en décembre 2022 au sommet du Mauna Loa. Le magma a jailli de plusieurs fractures et a rempli la caldeira. Les éruptions précédentes avaient commencé au sommet et se sont déplacées vers une zone de rift, mais les scientifiques ne savaient pas quelle zone de rift choisirait le magma cette fois. Le rift nord-est signifiait la sécurité tandis que le rift sud-ouest pouvait mettre des milliers de personnes en danger.
A partir du début de l’éruption, la coulée de lave a ralenti sa progression, bien que manaçant de traverser la Saddle Road. Les fontaines de lave ont continué de jaillir de la zone de rift nord-est, mais les scientifiques étaient incapables de prévoir la suite des événements. Les volcanologues et les sismologues ont tenté d’analyser la situation en plaçant de nouveaux instruments autour des zones actives et en collectant des images satellites de la surface du volcan.
On ne sait pas quand la prochaine éruption se produira. Certains jeunes volcanologues de la Grande Île n’avaient jamais assisté à une éruption du Mauna Loa. Mais, comme l’a noté un géologue, « à l’échelle des temps géologiques, 38 ans, c’est très court. C’est juste quelque chose qui s’est produit pendant des milliers, voire des millions d’années, et ça ne va pas s’arrêter. »
Source : Big Island Now.

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Most volcanoes form above the boundaries of Earth’s tectonic plates, where collisions and separations can create anomalous areas in the crust and the upper mantle through which rock can push through to the surface. But the Hawaiian Islands are 3,200 km from the nearest tectonic boundary, and their existence puzzled geologists for centuries.

In 1963, a geophysicist named John Tuzo Wilson proposed that the islands, which are covered with layers of volcanic stone, sit above a magma plume, which forms when rock from the deep mantle « bubbles up and pools below the crust. » This “hot spot” continually pushes toward the surface, sometimes bursting through the tectonic plate, melting and deforming the surrounding rock as it goes. The plate shifts over millions of years while the magma plume stays relatively still, creating new volcanoes atop the plate and leaving inactive ones in their wake. The results are archipelagoes such as the Hawaiian-Emperor seamount chain.

The hot spot theory gained broad consensus in the subsequent decades. Some confirming observations came relatively recently, in the 2000s, after scientists began placing seismometers on the ocean floor. Tthe seismometers provided an X-ray of the magma plume rising beneath Hawaii. The instruments were able to accurately read the direction and speed of the magma’s flow; the results pointed resoundingly toward the presence of a hot spot.

This hot spot has probably been fomenting volcanic activity for tens of millions of years, although it arrived in its current position under Mauna Loa only about 600,000 years ago. And as long as it remains there, it will reliably produce volcanic activity.

Closer to the surface, predicting when, where and how intense these eruptions will be becomes more difficult, despite the profusion of seismometers and satellite sensors.

The magma plume fueling Mauna Loa is made primarily of molten basalt, which is less viscous than the magma beneath steeper stratovolcanoes such as Mount St. Helens and Mount Vesuvius. This makes the average Mauna Loa eruption less explosive and contributes to the mountain’s long profile: about 16 km from base to summit and covering 5,180 square kilometers.

Satellites, while ever improving, are not sensitive enough under normal conditions to see deeper into Mauna Loa than the shallow magma reservoir about 3 kilometers below the summit.

Things change, though, when the volcano starts showing unrest. Magma pushes upward more quickly, cracking rock below ground and causing the surface of the volcano to swell. Such deformations can be picked up by seismometers. From this, together with data about the gases and crystals emitted during the eruption and tiny inflections in gravitational force, a picture begins to emerge from the chaos.

Mauna Loa last erupted in 1984, and in the years afterward, it stayed mostly silent, even as the smaller neighboring volcano, Kilauea, erupted continuously. Rumblings in the ground beneath the volcano started increasing in frequency and intensity around 2013, and seismometers detected clusters of low-magnitude earthquakes deep underground. A geophysicist at Columbia University, said some earthquakes were caused by the volcano’s weight pushing down on the seafloor, but most result from rising magma, which presses up incessantly, fracturing rocks and forming paths of less resistance.

The last eruption began in December 2022 at the summit of the mountain, when magma spurted through fissures in the rock and filled the bowllike caldera. Previous eruptions had started in the summit and moved to a rift zone, but scientists did not know which of the two it would choose this time. The northeast flank would mean safety; the southwest could put thousands of people in danger.

Then, the lava flow slowed in its progression down the sides of the mountain, although it threatened to cross Saddle Road. Magma continued to erupt from the northeast rift zone, spurting upward in red fountains, and scientists were unsure what might come next.

In the meantime, volcanologists and seismologists tried to decipher the incoming data by placing more monitoring instruments around active zones and collecting more satellite images of the mountain’s surface.

There’s no knowing when the next eruption will occur. For some volcanologists on the Big Island, this is the first Mauna Loa eruption of their lifetimes. But, as one geologist noted, “on geological time scales, 38 years is pretty short. It’s just something that’s happened for thousands to millions of years, and it’s not going to stop doing that. You can’t hold back the magma forever.”

Source: Big Island Now.

Source: Wikipedia

Santorin (Grèce) sous la menace d’un volcan sous-marin // Santorini (Greece) under threat from an underwater volcano

L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai le 15 janvier 2022 a montré à quel point l’éruption d’un volcan sous-marin peut être puissante. Elle a également confirmé que nous en savons très peu sur ces volcans et que davantage d’études devraient être entreprises.
Le Kolumbo est un bon exemple des volcans sous-marins potentiellement dangereux. Il est situé à une dizaine de kilomètres de l’île de Santorin en Grèce. Le volcan, dont le cratère mesure 1,5 km de diamètre, est connu pour ses éruptions explosives. La plus récente a eu lieu en l’an 1650 de notre ère. Quelque 70 personnes et plusieurs animaux ont été tués. Le Kolumbo est situé à la frontière entre deux plaques tectoniques, là où la plaque africaine est en subduction sous la plaque égéenne. Aujourd’hui, le sommet du Kolumbo se trouve à une dizaine de mètres sous le niveau de la mer et la base à environ 500 m de profondeur..
Une nouvelle étude publiée dans la section Geochemistry, Geophysics, Geosystems de l’American Geophysical Union (AGU) a révélé l’existence d’une chambre magmatique sous le Kolumbo, entre 2 et 4 km sous le plancher. A l’aide d’une technologie haute résolution, les chercheurs ont découvert que la chambre magmatique présente une grave menace car elle pourrait produire une éruption hautement explosive, accompagnée d’un tsunami, dans un proche avenir.
Les chercheurs ont détecté un corps magmatique qui s’est développé à un rythme moyen de 4 millions de mètres cubes par an depuis son éruption en 1650. La chambre contient maintenant environ 1,4 kilomètre cube de magma. Ce volume pourrait atteindre environ 2 kilomètres cubes dans les 150 prochaines années, ce qui correspond à la quantité estimée de magma que Kolumbo a éjecté il y a près de 400 ans.
Le volcan est situé sur l’Arc Hellénique. Les volcans de ce type, à la frontière courbe entre des plaques tectoniques convergentes, sont le siège des événements les plus explosifs sur Terre. Le risque dépend de la quantité de magma présente sous un volcan. Les méthodes tomographiques classiques utilisées jusqu’à présent ont une résolution relativement faible et ne donnent qu’une image floue des plus gros corps magmatiques.
L’étude montre également que des réservoirs magmatiques semblables pourraient ne pas avoir été détectés sur d’autres volcans actifs. Le Kolumbo représente une menace sérieuse et un système de surveillance en temps réel serait le bienvenu.
Compte tenu de l’impact sociétal potentiellement élevé d’une éruption explosive du Kolumbo, les auteurs de l’étude conseillent de mettre en place un observatoire permanent avec une surveillance continue de la sismicité,. Cet observatoire assurerait la surveillance de toute activité potentielle et permettrait de prendre les précautions nécessaires pour protéger la population locale.

Source : Magma Chamber Detected Beneath an Arc Volcano With Full-Waveform Inversion of Active-Source Seismic Data – AGU Geochemistry, Geophysics, Geosystems – October 2022, via The Watchers.

A lire aussi : A distinct source and differentiation history for Kolumbo submarine volcano, Santorini volcanic field, Aegean arc – AGU – 2026.

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The eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha’apai on January 15th, 2022 showed how powerful the eruption of underwater volcanoes can be. It also confirmed that we know very little about these volcanoes and that more studies should be undertaken.

Kolumbo is a good example of the potentially dangerous submarine volcanoes. It is located about 10 km from the island of Santorini in Greece. The volcano, with a 1.5-km crater, is known for its explosive eruptions, with the most recent one occurring in 1650 CE. About 70 persons and several animals were killed. The volcano is situated on the boundary between two tectonic plates, where the African plate is subducting beneath the Aegean plate. Today, the summit of Kolumbo lies about 10 meters beneath the surface of the sea while the base is about 500 m deep.

A new study published in AGU’s Geochemistry, Geophysics, Geosystems has revealed the existence of a magma chamber beneath Kolumbo, 2-4 km beneath the seafloor. Using a high-resolution technology, the study found that the magma chamber poses a serious hazard as it could produce a highly explosive, tsunamigenic eruption in the near future.

Researchers were able to detect a body of mobile magma that has been growing at a rate of 4 million cubic meters per year ever since its eruption in 1650. The chamber now holds roughly 1.4 cubic km of magma. It could reach roughly 2 cubic km within the next 150 years, which was the estimated amount of magma Kolumbo ejected nearly 400 years ago.

The volcano is located on the Helleneic Arc. Arc volcanoes, which mark the curved boundaries between converging tectonic plates, host the most explosive events on Earth. The associated hazard depends on how much mobile magma is currently present beneath a volcano. Standard tomographic methods used so far have relatively low resolution and give a blurred picture of only the largest magma bodies.

The study also suggests that similar reservoirs may have gone undetected at other active volcanoes and suggests that Kolumbo poses a serious threat and deserves a real-time monitoring facility.

Given the potentially high societal impact of an explosive eruption at Kolumbo, the authors of the study suggest establishing a permanent observatory involving continuous earthquake monitoring, to ensure that any future activity is closely monitored, and the necessary precautions can be taken to mitigate the risk to the local population.

Source : Magma Chamber Detected Beneath an Arc Volcano With Full-Waveform Inversion of Active-Source Seismic Data – AGU Geochemistry, Geophysics, Geosystems – October 2022, via The Watchers.

A distinct source and differentiation history for Kolumbo submarine volcano, Santorini volcanic field, Aegean arc – AGU – 2026.

 

Source : AGU

L’éruption du Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai ne cesse de surprendre // The Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai eruption was really amazing

Des mois après qu’elle se soit produite (15 janvier 2022), l’éruption du volcan sous-marin Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai intrigue toujours la communauté scientifique car sa puissance n’avait jamais été observée à l’occasion d’autres éruptions sur Terre.
Une analyse des ondes sismiques a révélé quatre événements qui ont été interprétés comme de puissantes poussées de roche en fusion sous le volcan. En l’espace de cinq minutes, chacun de ces coups de boutoir a probablement développé une force d’un milliard de tonnes.
Comme je l’ai écrit précédemment, le Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai a généré la plus grande explosion atmosphérique jamais enregistrée par l’instrumentation moderne. Elle a déplacé environ 10 kilomètres cubes de roche, de cendres et de sédiments. Une grande partie a été évacuée par la caldeira du volcan et a été propulsée directement dans le ciel.
Des scientifiques se sont réunis à Chicago lors de la réunion d’automne de l’American Geophysical Union (AGU) pour comparer les derniers résultats de leurs études à propos de cette éruption hors du commun.
Un scientifique de l’Université de Houston (Texas) a détaillé l’analyse, par son équipe, des ondes sismiques qui ont accompagné l’événement de magnitude M 5,8 et qui se sont propagées pendant un peu plus de 10 minutes après le début de l’éruption. Ces signaux ont été captés par plus de 400 stations à travers le monde. Le chercheur les attribue à une poussée magmatique qui a percuté la base de la caldeira. Il semble qu’une nouvelle arrivée de magma ait tout à coup atteint la chambre magmatique et l’ait mise en surpression. Il ajoute : « Le magma a surgi à grande vitesse, comme un train qui aurait percuté un mur. Le phénomène s’est produit à quatre reprises en 300 secondes. »
Les satellites ont montré que les cendres du Hunga-Tonga ont atteint une altitude de 57 km; c’est le panache volcanique le plus élevé jamais enregistré. De nouvelles données présentées lors de la réunion de l’AGU ont indiqué que les cendres sont montées jusque dans l’espace. En effet, les capteurs des satellites de l’agence spatiale américaine et de l’US Air Force qui mesurent le rayonnement ultraviolet lointain du Soleil ont détecté dans leurs données un fort coefficient d’absorption à une altitude supérieure à 100 km, ce qui correspond à la ligne Karman, la frontière avec l’espace.
Les analyses de l’éruption ont également révélé que le volcan avait envoyé dans l’espace une masse de vapeur d’eau estimée entre 20 000 à 200 000 tonnes. Les scientifiques expliquent qu’il n’est pas surprenant qu’un volcan sous-marin envoie de l’eau dans le ciel lors d’une éruption, mais la hauteur atteinte par cette eau défie l’entendement.

Cette eau a de toute évidence contribué à créer les conditions nécessaires à la plus grande concentration de foudre jamais détectée. Le panache de l’éruption du Hunga-Tonga a produit 400 000 éclairs le 15 janvier, avec jusqu’à 5 000 à 5 200 événements par minute. C’est un ordre de grandeur supérieur à celui observé pendant les orages supercellulaires qui sont parmi les plus puissants sur Terre. La concentration d’éclairs était si élevée qu’elle a saturé les capteurs. Le nombre de 400 000 est donc très probablement en dessous de la vérité.
Une conséquence remarquable de tous ces éclairs est qu’ils ont produit un flash de rayons gamma détecté par un satellite de la NASA qui recherche dans l’Univers ces émissions à haute énergie. Elles sont censées provenir de trous noirs lointains ou d’explosions d’étoiles. C’était la première fois que le vaisseau spatial Fermi captait un tel flzsh en provenance d’un volcan sur Terre. Cela confirme le caractère extrême et exceptionnel de l’éruption Hunga-Tonga.
Source : la BBC.

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Months after it happened on January 15th 2022, the eruption of Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai summarine volcano still puzzles scientists around the word as its power had never been observed on other eruptiond on Earth.

An analysis of seismic waves has revealed four individual events that are interpreted to be thrusts of molten rock beneath the underwater mountain. Occurring within a five-minute period, each of these blows is calculated to have had a force of a billion tonnes.

As I put it previously, the seamount produced the biggest atmospheric explosion ever recorded by modern instrumentation. It displaced some 10 cubic kilometers of rock, ash and sediment, much of it exiting through the volcano’s caldera, to shoot straight up into the sky.

Scientists have gathered in Chicago at the American Geophysical Union (AGU) Fall Meeting to compare the latest results of their investigations into what happened.

A scientist from the University of Houston (Texas) detailed his team’s analysis of the Magnitude 5.8 seismic waves generated just over 10 minutes into the climactic eruption. These signals were picked up at more than 400 monitoring stations around the globe. The researcher attributes them to a pulse of magma moving up from below the mountain and hitting the base of the caldera. It looked as if a new batch of magma had suddenly just reached into the magma chamber and over-pressured the chamber. He adds : « The pulse of the magma was travelling up at high speed and it was like a train hitting the base of the wall. It hammered four times within 300 seconds. »

Ash from Hunga-Tonga was measured by weather satellites to have travelled 57 km above the Earth’s surface, the highest ever recorded volcanic plume. But new data presented at the AGU meeting indicated the disturbance went higher still, all the way to space. Sensors on US space agency and US Air Force satellites that measure far-ultraviolet radiation from the Sun noticed a strong absorption feature in their data correlated to an altitude above 100 km, which corresponds to the Karman Line, the recognised boundary to space.

Analyses of the eruption aloso revealed that the volcano sent into space a mass o water vapour estimated between 20,000 to 200,000 tonnes. Scientists say that a submarine volcano throwing so much water into the sky during an eruption is not a surprise, but the height to which that water travelled is. This water also clearly played a role in creating the conditions necessary to generate the greatest concentration of lightning ever detected. The Hunga-Tonga eruption plume produced 400,000 lightning events on January 15th, with rates of up to 5,000 to 5,200 events per minute. This is an order of magnitude higher than the one observed in super-cell thunderstorms, some of the strongest thunderstorms that exist on Earth. The rates were so high that they saturated the sensors. The 400,000 number is most probably below the truth.

One remarkable consequence of all this lightning is that it produced a gamma-ray flash detected by a Nasa satellite that normally looks out into the Universe for such high-energy emissions. These are expected to come from far-off black holes or exploding stars. This was the first time the Fermi spacecraft had caught a flash coming from a volcano on Earth. This confirms the extreme and exceptional nature of the Hunga-Tonga eruption.

Source: The BBC.

Images montrant l’étendue du nuage de cendres au moment de l’éruption du Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai (Source: USGS)