Approche scientifique de l’éruption islandaise de 2021 // Scientific approach of the 2021 Icelandic eruption

Nous ne savons pas prévoir les éruptions, mais nous savons décrire le déroulement des événements éruptifs.
Des scientifiques de l’Université d’Islande et du Met Office islandais (IMO) ont publié deux articles dans la revue Nature, dans lesquels ils présentent le fruit de leurs observations lors de l’éruption de Fagradalsfjall en 2021. C’était la première éruption sur la péninsule de Reykjanes après 800 ans de calme volcanique.
Les études montrent que les précurseurs de l’éruption islandaise étaient différents de ceux qui ont précédé de nombreuses autres éruptions à travers le monde, et que la composition de la lave a évolué au fur et à mesure que l’éruption progressait.
Les chercheurs ont analysé l’activité sismique sur la péninsule de Reykjanes. Elle a commencé en décembre 2019, a culminé avec l’éruption du 19 mars 2021 et s’est poursuivie pendant environ six mois.

L’un des articles – intitulé « La déformation et le déclin de la sismicité avant l’éruption de Fagradalsfjall de 2021 » – s’attarde sur les précurseurs de l’éruption et montre dans quelle mesure ils diffèrent des précurseurs de nombreuses autres éruptions dans le monde.
Il y a eu une activité sismique intense sur la péninsule de Reykjanes dans les semaines qui ont précédé l’éruption de 2021, avec une libération de contraintes tectoniques dans la croûte terrestre. Cependant, pendant plusieurs jours avant l’éruption, la déformation du sol et l’activité sismique ont diminué dans la zone autour du site de l’éruption. Ce schéma précurseur est donc différent de ceux qui précèdent de nombreuses autres éruptions dans le monde, qui montrent souvent une augmentation de la déformation du sol et de la sismicité peu de temps avant le début de l’éruption, signe que le magma se fraye un chemin vers la surface.
Les auteurs de l’article expliquent que la situation observée sur le Fagradalsfjall a été provoquée par l’interaction entre le flux magmatique et les contraintes au niveau des plaques tectoniques. Lorsque le magma se fraye un chemin à travers la croûte avant une éruption, une contrainte tectonique est parfois libérée, ce qui provoque des séismes et une déformation du sol. Un déclin de la sismicité et de la déformation peut indiquer que ce processus touche à sa fin et que le magma est prêt à percer la surface.
Au cours de la période de trois semaines qui a précédé l’éruption de Fagradalsfjall, il y a eu à la fois une déformation de surface considérable et une forte sismicité. La cause était la mise en place d’un dyke magmatique vertical entre la surface et 8 km de profondeur. Dans le même temps, des contraintes tectoniques dans la croûte ont été libérées. Des séismes d’une magnitude pouvant atteindre M 5,6 ont été enregistrés dans les zones voisines.
Les scientifiques pensent que la baisse de la sismicité dans les jours qui ont précédé l’éruption peut s’expliquer par le fait que le magma avait alors presque atteint la surface, là où la croûte est la plus faible et où il y a donc moins de résistance.
Cette situation montre qu’il faut tenir compte de la relation entre les volcans et les contraintes tectoniques dans la prévision des éruptions. Une libération des contraintes tectoniques, suivie d’une diminution de la déformation et de la sismicité, peut précéder un certain type d’éruption.

Le deuxième article – intitulé « Déplacement rapide d’une source magmatique profonde sur le volcan Fagradalsfjall » – traite des changements dans la composition de la lave dans la Geldingadalir au cours de l’éruption.
Les scientifiques ont fréquemment échantillonné la lave au cours des 50 premiers jours de l’éruption et ils ont mesuré les gaz volcaniques autour du site éruptif. Ces mesures ont révélé que la lave du Fagradalsfjall provenait directement d’un réservoir magmatique à grande profondeur, à la frontière entre la croûte et le manteau, autrement dit la zone proche du Moho.
Une éruption avec du magma provenant directement de la zone proche du Moho n’a pas été observée dans d’autres éruptions en temps réel. Dans ces cas précédents, le magma provenait de profondeurs moindres de la croûte terrestre. On manque d’informations sur les parties les plus profondes des systèmes magmatiques. L’éruption du Fagradalsfjall a fourni à la communauté scientifique de nouvelles connaissances sur les processus impliqués.
Au début de l’éruption de 2021, la lave était relativement riche en magnésium, comparée à la lave d’autres éruptions historiques en Islande, ce qui révèle un apport de magma particulièrement chaud. Il y avait aussi beaucoup de dioxyde de carbone (CO2) dans les gaz volcaniques émis par la bouche éruptive, ce qui confirme un apport de magma très profond. Selon les scientifiques, cela montre que le magma a subi peu de refroidissement en remontant à travers la croûte jusqu’à la surface. On pense que le réservoir magmatique se trouvait à une quinzaine de kilomètres sous la surface.

L’étude de l’éruption révèle également que la composition de la lave du Fagradalsfjall a radicalement changé au fur et à mesure que l’éruption progressait. Cela laisse supposer que pendant l’éruption un nouveau magma est arrivé en provenance de profondeurs plus importantes que le magma déjà présent dans le réservoir.
Les scientifiques expliquent que l’on sait depuis longtemps que différents types de magma peuvent se mélanger en profondeur, dans les systèmes magmatiques, avant une éruption. Cette éruption présente des preuves en temps réel que ces processus se produisent.
De plus, les modifications de la composition des produits volcaniques montrent que du nouveau magma peut s’introduire rapidement dans un réservoir profond, dans un délai d’environ 20 jours, et se mélanger au magma déjà présent dans le réservoir, en déclenchant potentiellement l’éruption.
Ces découvertes peuvent aider à mieux comprendre les volcans et la géochimie du manteau et pourraient contribuer à l’élaboration de modèles de systèmes magmatiques partout dans le monde.

Source: Met Office islandais, Université d’Islande, The Watchers.

Il sera maintenant intéressant de comparer les conclusions de l’éruption de 2021 avec celles de l’éruption de 2022. Il faudra voir si la dernière éruption se situe dans le prolongement de celle de 2021 ou s’il s’agit de deux événements indépendants l’un de l’autre.

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We are not good at predicting eruptions, but we are dood at describing what happened.

Scientists from the University of Iceland, the Icelandic Met Office (IMO) have published two papers in the journal Nature, presenting new findings from the 2021 eruption at Fagradalsfjall. It was the first eruption on the Reykjanes Peninsula after 800 years of dormancy.

The studies show that the precursors to the eruption were unusual compared to many other eruptions across the world and that the composition of the lava changed as the eruption continued.

Researchers closely observed the seismic activity on Reykjanes Peninsula, which began in December 2019, culminated with the eruption on March 19th, 2021 and continued for around half a year.

One of the papers – titled “Deformation and seismicity decline before the 2021 Fagradalsfjall eruption” -discusses the precursors to the eruption and how they differ from the precursors of many other eruptions around the world.

There was a significant seismic activity on the Reykjanes Peninsula in the weeks leading up to the 2021 eruption, marked by tectonic stress release in the crust. However, for several days before the eruption, deformation and seismic activity declined in the area around the eruption site. This precursory pattern is different from those preceding many other eruptions around the world, which often show escalating rates of ground displacement and seismicity shortly before the eruption onset, as the magma forces its way to the surface.

The scientists behind the paper explain that the behaviour at Fagradalsfjall was caused by the interplay between magma flow and plate tectonic stress. As magma forces its way through the crust before an eruption, tectonic stress may be released, causing earthquakes and ground deformation in the early stages. A decline in seismicity and deformation may indicate that this process is coming to an end and that the magma may erupt.

During the three-week period preceding the eruption at Fagradalsfjall, there was both considerable surface deformation and a large number of earthquakes. This was caused by the emplacement of a vertical magma-filled dyke between the surface and a depth of 8 km. At the same time, tectonic stress in the crust was released. Earthquakes occurred in nearby areas, up to magnitude M 5.6.

The scientists also suggest that the decline in seismicity in the days before the eruption could be explained by the fact that the magma had then almost reached the surface, where the crust is weakest and there is therefore less resistance.

This situation shows that consideration must be given to the relationship between volcanoes and tectonic stress in eruption forecasting. A release of tectonic stress followed by a decline in deformation and seismicity rate may be a precursory activity for a certain type of eruption.

The second paper – titled “Rapid shifting of a deep magmatic source at Fagradalsfjall volcano, Iceland” – discusses the changes to the composition of the lava that flowed through Geldingadalir and the surrounding area as the eruption continued.

Scientists sampled the lava frequently during the first 50 days of the eruption and measured the volcanic gases around the eruption site. This revealed that the lava at Fagradalsfjall was directly sourced from a magma reservoir at great depth, at the boundary between the crust and the mantle – the near-Moho zone.

Eruption directly from the near-Moho zone has not been observed in other eruptions with real-time investigation. In these previous cases, the magma came from shallower levels in the crust. Until now, there has therefore been a lack of information about the deepest parts of magmatic systems. The eruption at Fagradalsfjall has provided the scientific community with new knowledge of the processes involved.

At the start of the eruption, the lava was relatively rich in magnesium in comparison with lava from other historical eruptions in Iceland, indicating an unusually hot magma supply. There was also a lot of carbon dioxide in the volcanic gases emitted from the eruption vent, indicating an unusually deep magma supply. The scientists explain that this suggests that the magma underwent little cooling on its way up through the crust to the surface. It is believed that the magma reservoir was located about 15 km from the surface.

The research also revealed that the composition of the lava at Fagradalsfjall radically changed as the eruption progressed. This suggests that during the eruption, a new magma was generated at greater depths than the magma already present in the reservoir.

The scientists point out that it has long been argued that different kinds of magma can mix deep in magmatic systems before an eruption. This study presents real-time evidence that these processes do occur.

Furthermore, changes to the composition of volcanic products show that new magma can flow into a deep reservoir rapidly, in a timescale of around 20 days, mixing with the magma already in the reservoir and potentially triggering the eruption.

These findings may aid our understanding of volcanoes and the geochemistry of the mantle and could support the development of models of magmatic systems all over the world.

Source: Icelandic Met Office, University of Iceland, The Watchers.

It will now be interesting to compare the conclusions of the 2021 eruption with those of the 2022 eruption. It will be particularly interesting to see if the last eruption is a continuation of that of 2021 or if they are two distinct events.

Captures d’écran de l’éruption de 2021

Islande 2021-2022 : une éruption en continu // Iceland 2021-2022 : a continuous eruption

Dans son dernier article Volcano Watch, l’Observatoire des Volcans Hawaïens – le HVO – donne une bonne description des deux éruptions qui ont eu lieu en Islande sur la péninsule de Reykjanes. On se rend compte – comme je le pense personnellement – que les deux événements sont étroitement liés et que d’autres éruptions pourraient se produire à l’avenir.
Avant l’activité récente, la dernière période éruptive dans la région remonte à plus de 800 ans. Deux éruptions fissurales dans le système volcanique Krýsuvík-Trölladyngja ont généré d’importantes coulées de lave qui sont entrées dans l’océan sur les côtes nord et sud de la péninsule. Selon les volcanologues islandais, il se pourrait que la péninsule de Reykjanes soit entrée dans une période d’activité sur le long terme avec une alternance d’activité sismique, de déformation du sol et d’éruptions.

Le HVO rappelle que cette région est l’un des rares endroits où la dorsale médio-atlantique est visible sur terre, avec des éruptions consistant en des coulées de lave relativement fluide et peu de dépôts de tephra. L’aéroport international de Keflavik se trouve dans la partie ouest de la péninsule de Reykjanes et la capitale, Reykjavík, se trouve à l’extrémité nord-est. En conséquence, les éruptions sur la péninsule sont susceptibles d’y provoquer des perturbations.
L’activité actuelle le long du système Krýsuvík-Trölladyngja a commencé en janvier 2020 autour du mont Thorbjorn où on a enregistré une hausse de l’activité sismique et un soulèvement inhabituel de la surface du sol. Au vu des données sismiques et de déformation, les scientifiques ont conclu qu’une intrusion magmatique s’était produite à plusieurs kilomètres de profondeur. Tout au long de l’année 2020, plusieurs autres essaims sismiques et de nouveaux épisodes de possible intrusion magmatique se sont produits dans la région, ainsi que quelques séismes de plus forte intensité.
En février 2021, une hausse de la sismicité et un signal de déformation ont laissé supposer qu’une intrusion s’était produite près de Fagradalsfjall. Début mars, l’activité sismique s’est intensifiée, avec l’apparition d’un tremor volcanique. Ces événements ont été attribués à des mouvements de magma peu profonds, à environ 1-1,5 km de profondeur. Le Met Office islandais a alors indiqué qu’une éruption était possible sans prévenir car le magma était déjà proche de la surface.
Vers 20h45. le 19 mars 2021, une éruption a commencé près de Fagradalsfjall dans la vallée de Geldingadalir. Des fontaines de lave ont jailli d’une fissure d’environ 200 m de long. Après plusieurs semaines, l’activité éruptive s’est concentrée sur un seul bouche où les fontaines ont édifié un cône de projections (spatter cone)en forme de fer à cheval qui alimentait une coulée de lave bien canalisée.
Le site de l’éruption se trouvait à une dizaine de kilomètres des habitations les plus proches et à environ 2,6 km de la route côtière sud qui longe la péninsule. Il n’y avait donc pas de danger pour des infrastructures à proximité. L’activité éruptive a duré 6 mois et s’est officiellement terminée le 18 septembre 2021.
Après la fin de cette éruption, la présence d’une inflation tendait à prouver que du magma circulait en profondeur dans la zone. Fin décembre 2021, une nouvelle intrusion et un essaim sismique ont été enregistrés, comme cela s’était produit en mars 2020.
Le 30 juillet 2022, une activité sismique intense est réapparue sur la péninsule de Reykjanes. La déformation du sol autour de Fagradalsfjall indiquait que le magma de l’intrusion se trouvait à environ 1 km sous la surface. Le 2 août, le Met Office a publié un bulletin indiquant qu’une éruption près de Fagradalsfjall était probable « dans les prochains jours. » .
L’éruption a commencé le 3 août 2022. A 13h18, une nouvelle fissure s’est ouverte dans la vallée de Meradalir, située sur la crête nord du champ de lave de mars 2021. Une fois l’éruption commencée, la sismicité et les valeurs de déformation du sol ont rapidement ralenti. Contrairement à l’éruption de 2021, l’activité a considérablement diminué après moins de trois semaines. Dans la nuit du 21 août, l’activité a cessé sur le site de l’éruption et le tremor volcanique a disparu. Le Met Office n’a toujours pas déclaré que l’éruption était officiellement terminée, mais tous les paramètres montrent qu’il est très peu probable qu’elle recommence.
Source : USGS, HVO.

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In its latest Volcano Watch article, the Hawaiian Volcano Observatory – HVO – gives a good description of the two eruptions on Iceland’s Reykjanes Peninsula. It shows that the two events were closely connected, and that more eruptions might occur in the future.

Prior to the recent activity, the last eruptive period in the area was over 800 years ago. Two fissure eruptions from the Krýsuvík-Trölladyngja volcanic system produced extensive lava flows that entered the ocean on the peninsulas north and south coasts. According to Icelandic volcanologists, the Reykjanes Peninsula could be entering into a period of extended unrest that could include alternating seismic, deformation, and eruptive activity.

HVO reminds us that this region is one of the few places where the Mid-Atlantic Ridge is visible on land, with eruptions characterized by effusive lava flows and limited tephra deposits. Iceland’s international airport is located on the western end of Reykjanes Peninsula and the capital, Reykjavík, lies on the northeastern end. Therefore, eruptions on the peninsula have the potential to be highly disruptive.

The current unrest along the Krýsuvík-Trölladyngja volcanic system started in January 2020 around Mount Thorbjorn with seismic activity and uplift beyond the typical background levels. Scientists concluded that a magmatic intrusion had occurred at several kilometers depth based on seismic and deformation data. Throughout the year, several more seismic swarms and intrusive episodes occurred in the area, along with a few stronger earthquakes

In February 2021, increased seismicity and a deformation signal suggested an intrusion occurred near Fagradalsfjall. By early-March, seismic activity ramped up with increased seismic events and seismic tremor which was attributed to shallow magma movements at around 1-1.5 km depth. The Icelandic Meteorological Office (IMO) noted that an eruption was possible without any strong precursory signals because the magma was already close to the surface.

Around 8:45 p.m. on March 19th, 2021, an eruption began near Fagradalsfjall in Geldingadalir valley. Low lava fountains erupted from an approximately 200 m long fissure. After several weeks eruptive activity focused at a single vent where the fountains built a horseshoe-shaped spatter cone feeding a channelized lava flow.

The eruption site was approximately 10 km from the nearest populated region and about 2.6 km from the peninsula’s south coast road, so not in the immediate vicinity of critical infrastructure. The eruptive activity lasted for 6 months, and officially ended on September 18th, 2021.

After it ended, inflation suggested that magma was flowing into the area at depth. In late-December 2021, another intrusion and earthquake swarm followed, which appeared similar to the one in March 2020.

On July 30th, 2022, increased seismic activity reappeared on the Reykjanes Peninsula. Deformation around Fagradalsfjall suggested that magma from a shallow intrusion was approximately 1 km below the ground surface and on August 2nd, the IMO released a statement saying that an eruption near Fagradalsfjall in the coming days was likely.

The eruption began on August 3rd, 2022. At 1:18 p.m., a new fissure opened in Meradalir valley, located on the northern ridge of the March 2021 lava field. After the eruption onset, seismicity and deformation rates quickly slowed. Unlike the 2021 eruption, activity decreased significantly after less than three weeks. By the night of August 21st, there was no indication of volcanic activity at the eruption site, and the volcanic tremor had ceased. The IMO has not yet declared that the eruption was officially over, but all parameters show that it is highly unlikely to start again.

Source: USGS, HVO.

L’éruption de 2021 a parfois été spectaculaire et esthétique (Image webcam)

Loin d’être laide, l’éruption de 2022 fut moins spectaculaire (Image webcam)

Eruption dans la Meradalir (Islande) : C’est bien la fin! // Meradalir eruption (Iceland) : This is the end!

Les scientifiques islandais ne l’ont pas annoncé officiellement, mais il est évident que l’éruption dans la Meradalir sur la péninsule de Reykjanes a tiré sa révérence. Depuis hier, aucune incandescence n’est visible au niveau du cratère actif. En ce matin du 21 août, les émissions gazeuses sont très faibles. Comme je l’ai écrit précédemment, il ne faut pas s’attendre à un sursaut d’orgueil de l’éruption. En effet, le tremor éruptif continue de décliner rapidement et la sismicité reste faible sur la péninsule. Les deux événements de magnitude supérieure à M 3,0 enregistrés au cours des dernières heures ont probablement une origine tectonique. Il se peut aussi qu’ils soient dus à des effondrements dans les conduits d’alimentation de l’éruption après le retrait du magma. Suite au prochain épisode, sur la péninsule…ou ailleurs sur l’île!

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Icelandic scientists have not announced it officially, but it is clear that the eruption in Meradalir on the Reykjanes peninsula has come to an end. Since yesterday, no incandescence has been visible at the active crater. On the morning of August 21st, the gaseous emissions are very low. As I put it before, we should not expect a new eruptive outbreak. Indeed, the eruptive tremor continues to decline rapidly and seismicity remains low on the peninsula. The two events with magnitudes greater than M 3.0 recorded in the past few hours probably have a tectonic origin. They may also be due to collapses in the eruption conduits after the retreat of magma. Let’s wait for the next episode, on the peninsula…or elsewhere on the island!

Plus rien à voir dans la Meradalir ce matin (image webcam)

Nouvelle éruption sur la péninsule de Reykjanes (Islande) // New eruption on the Reykjanes Peninsula (Iceland)

16h00 (heure française) / 14h00 (GMT): : L’intense sismicité observée ces dernières semaines s’est finalement soldée par une éruption. Le magma a atteint la surface vers 13h40 (GMT) dans Geldingadalir sur la péninsule de Reykjanes. Une fissure de plusieurs centaines de mètres s’est ouverte près du Fagradalsfjall, site de la précédente éruption.

Les scientifiques recueillent des informations sur la zone de l’éruption. En attendant, il est demandé aux visiteurs d’être prudents et de ne pas  se rendre sur le site jusqu’à ce que de nouvelles informations soient publiées.

Le Président islandais a bien résumé la situation: « C’est ainsi que les choses se passent ici en Islande. Aujourd’hui, j’ai lu aux informations : « Aucun signe d’éruption pour le moment » à 12h55. Puis la nature prend le dessus (l’éruption a débuté vers 13h40). Maintenant, espérons juste que tout se passera bien et que cette éruption ne causera pas de dégâts. »

Capture écran webcam

Eruption fissurale « à l’islandaise » qui me rappelle celle du Krafla, dans le NE de l’Islande en 1984.

Crédit photo: USGS

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18 heures (GMT): L’éruption fissurale se poursuit à proximité du Fagradalsfjall et semble avoir adopté un rythme de croisière. La sismicité est moins intense sur la péninsule, tandis que le tremor éruptif s’est stabilisé à un bon niveau.

Une interdiction de vol est actuellement en vigueur au-dessus de la zone,mais il ne devrait s’agir que d’une mesure temporaire pendant l’évaluation des conditions. Selon la Protection civile, l’éruption n’est pas de grande ampleur et se situe à bonne distance des zones habitées et des infrastructures. Les émissions de gaz se dirigent actuellement vers le sud, loin des zones habitées.

Juste une question que ne manqueraient pas de poser les Américains à Hawaii: S’agit-il d’une nouvelle éruption, ou de la suite de la précédente?

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16:00 (French time) / 14h00 (GMT): : The intense seismicity observed during the past weeks has finally ended with an eruption. Magma reached the surface around 13:40 in Geldingadalir in the Reykjanes peninsula. A several hundred-meter long crack has opened close to Fagradalsfjall, the site of the previous eruption.

Scientists are gathering information regarding the area, in the meantime, visitors are asked to be careful and not to visit the site until further news has been published.

The Icelandic President summed up the situation quite well : » « This is how things happen here in Iceland. Today I read on the news: « No signs of eruption at this time » at 12:55 PM, and then Nature just takes the reins. Now we just hope for the best, that this eruption will not cause havoc. »

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6 p.m. (GMT): The fissure eruption continues near Fagradalsfjall and seems to have adopted a cruising speed. Seismicity is less intense on the peninsula, while the eruptive tremor has stabilized at medium values.

A flight ban is currently in effect over the area, though officials say it is only a temporary measure while conditions are being assessed. According to the Civil Protection, the eruption is relatively small and is located a considerable distance from inhabited areas and infrastructure. Gas emissions are currently streaming south, away from inhabited areas.

Just one question Americans would inevitably ask in Hawaii : Is this a new eruption or the continuation of the previous eruption?