Étiquette : magma

Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) : Eruption en vue ? // An eruption in the short term ?

18 heures (heure métropole) : La sismicité  a fait son retour sur le Piton de la Fournaise avec une crise enregistrée depuis 12h04 par l’OVPF le 28 septembre 2020. Cette crise s’accompagne d’une déformation rapide de l’édifice, ce qui signifie que le magma est en train de quitter le réservoir magmatique et se propage vers la surface. Une éruption est donc probable à brève échéance, dans les prochaines minutes ou heures… à moins que le volcan change d’avis, comme il l’a fait précédemment !

En conséquence, le préfet de La Réunion a décidé, à 12h30, de placer le Piton de la Fournaise en phase d’alerte 1  » éruption probable  »  . L’accès à la partie haute l’Enclos est donc interdit au public, que ce soit depuis le sentier du Pas-de-Bellecombe, ou depuis tout autre sentier.

++++++++++

22 heures (heure métropole) : La crise sismique débutée à 12h04 (heure locale) se poursuit. Entre 12h04 et 21h30, plus de 1300 séismes ont été enregistrés par l’OVPF. Cette sismicité est localisée sous la zone sommitale et sous le flanc E, entre 1,6 et 5,2 km de profondeur. La sismicité et les déformations montrent une migration du magma vers le flanc E du volcan. L’OVPF explique qu’au Piton de la Fournaise plus les crises sismiques sont longues, plus les fissures éruptives s’ouvrent à basse altitude. De ce fait l’ouverture de fissures éruptives à basse altitude n’est pas exclue.

Source : OVPF.

—————————————

6 p.m. (Paris time) : Seismicity is back on the Piton de la Fournaise with a crisis recorded since 12:04 pm by OVPF on September 28th, 2020. This crisis is accompanied by a rapid deformation of the edifice, which means that magma is in leaving the reservoir and ascending towards the surface. An eruption is therefore likely in the short term, in the next few minutes or hours … unless the volcano changes its mind, as it did previously!
As a result, the prefect of Reunion Island decided, at 12:30 pm, to raise the alert level to Phase 1 « probable eruption ». Access to the upper part of the Enclos is therefore prohibited, whether from the Pas-de-Bellecombe trail, or from any other trail.

++++++++++

10 p.m. (Paris time) : The seismic crisis that began at 12:04 p.m. (local time) continues. Between 12:04 p.m. and 9:30 p.m., more than 1,300 earthquakes were recorded by OVPF. This seismicity is localized beneath the summit area and under the E flank, 1.6 – 5.2 km deep. The seismicity and the deformations show a migration of magma towards the E flank of the volcano. OVPF explains that at Piton de la Fournaise the longer the seismic crises, the more the eruptive fissures open at low altitude. Therefore the opening of eruptive fissures at low altitude is not excluded.
Source: OVPF.

Déformation de l’édifice volcanique (Source: OVPF)

Enclos fermé jusqu’à nouvel ordre (Photo : C. Grandpey)

Séismes volcaniques longue période et dégazage du magma // Long period volcanic earthquakes and magma degassing

En vue d’améliorer la compréhension des processus physiques conduisant à l’apparition de séismes longue période (LP) profonds parfois considérés comme des signes précurseurs d’éruptions, une équipe internationale impliquant des chercheurs de l’Institut des Sciences de la Terre (ISTerre/OSUG – CNRS / IRD / UGA / USMB / UGE) s’est penchée sur les séismes LP profonds sous le Klyuchevskoy (Kamtchatka).

Le nouveau modèle mis au point au cours de cette étude, publiée le 6 août 2020 dans la revue Nature Communications, devrait permettre d’améliorer la surveillance volcanique mais également de surveiller les effets de ce type de phénomène sur le changement climatique.

Sous certains volcans, des séismes LP sont observés à des profondeurs de plusieurs dizaines de kilomètres, ce qui correspond plus ou moins à la limite entre la croûte terrestre et le manteau. Cette sismicité profonde est particulièrement intéressante car elle peut avoir un lien avec l’activation des racines profondes des systèmes volcaniques. En conséquence, elle peut aussi servir à identifier d’éventuels signes précurseurs à moyen et long terme. Cependant, une compréhension des processus physiques conduisant à l’apparition de tels séismes profonds est nécessaire pour pouvoir les intégrer aux schémas de surveillance.

C’est pourquoi un groupe de chercheurs a décidé de mener une étude sur les séismes longue période profonds sous le Klyuchevskoy (Kamchatka). Pour cela, ils ont utilisé une modélisation mathématique contrainte par des données sur la composition géochimique des laves, et ont comparé leurs résultats avec des observations sismologiques. Cela leur a permis de proposer un nouveau modèle physique de l’origine des séismes profonds, générés par un dégazage rapide d’eau et de CO2. La modélisation a montré que dans les magmas ayant une concentration relativement élevée de ces composants volatiles, un dégazage suffisamment intense peut commencer à une profondeur d’environ 30 km et que la croissance de bulles de gaz peut être suffisamment rapide pour que les variations de pression associées puissent générer des ondes sismiques avec des amplitudes et fréquences comparables à celles observées.

Ce nouveau modèle devrait permettre d’améliorer la surveillance volcanique, mais il devrait également permettre de surveiller les effets de ce type de phénomène sur le changement climatique. En effet, l’activité sismique profonde intense sous des volcans comme le Klyuchevskoy  peut indiquer que les magmas qui les alimentent contiennent une concentration accrue de CO2 et, par conséquent, qu’un dégazage peut contribuer de façon importante aux émissions de gaz à effet de serre.

Source : Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble (OSUG).

—————————————————-

In order to improve the understanding of the physical processes leading to the appearance of deep long-period (LP) earthquakes sometimes considered as precursor signs of eruptions, an international team involving researchers from the Institute of Earth Sciences (ISTerre / OSUG – CNRS / IRD / UGA / USMB / UGE) studied the deep LP earthquakes under Klyuchevskoy Volcano (Kamtchatka).
The new model developed during this study, published on August 6th, 2020 in the journal Nature Communications, should make it possible to improve volcanic monitoring but also to monitor the effects of this type of phenomenon on climate change.

Under some volcanoes, LP earthquakes are observed at depths of several tens of kilometres, which corresponds more or less to the limit between the Earth’s crust and the mantle. This deep seismicity is particularly interesting because it may have a link with the activation of the deep roots of volcanic systems. Consequently, it can also be used to identify possible warning signs in the medium and long term. However, an understanding of the physical processes leading to the emergence of these deep earthquakes is necessary in order to be able to integrate them into surveillance schemes.

This is why a group of researchers decided to conduct a study on long-period deep earthquakes under Klyuchevskoy (Kamchatka). For this, they used a mathematical modelling constrained by data on the geochemical composition of the lava, and compared their results with seismological observations. This enabled them to come up with a new physical model of the origin of deep earthquakes, generated by rapid degassing of water and CO2. Modelling has shown that in magmas with a relatively high concentration of these volatile components, sufficiently intense degassing can begin at a depth of about 30 km, and that the growth of gas bubbles can be rapid enough for the associated pressure changes to generate seismic waves with amplitudes and frequencies comparable to those observed.

This new model should make it possible to improve volcanic monitoring, but it should also make it possible to monitor the effects of this type of phenomenon on climate change. Indeed, the intense deep seismic activity beneath volcanoes like Klyuchevskoy may indicate that the magmas that feed them contain an increased concentration of CO2 and, therefore, that degassing may contribute significantly to greenhouse gas emissions.
Source: Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble (OSUG).

Vue du Klyuchevskoy (Source : KVERT)

Magma, éruptions et glissement de l’Etna // Magma, eruptions and the sliding of Mt Etna

Le lent glissement du flanc oriental de l’Etna vers la Mer Ionienne est un phénomène bien connu, confirmé par de nombreuses études. Les scientifiques pensent que ce glissement pourrait s’accélérer avec le temps et générer des tsunamis qui affecteraient toute la Méditerranée, menaçant la vie de millions de personnes.

Grâce à une approche multidisciplinaire avec utilisation de l’interférométrie radar à synthèse d’ouverture (RSO), le GPS et la tomographie sismique, une équipe de chercheurs de l’INGV et de l’Institut Supérieur de Protection et de Recherche de l’Environnement (ISPRA) a analysé les déformations du sol sur l’ Etna provoquées par l’éruption du 24 décembre 2018 et l’événement sismique enregistré deux jours plus tard. L’interférométrie RSO a permis d’obtenir des cartes de déformation du sol sur l’ensemble de l’Etna. Les mesures obtenues ont été intégrées aux données fournies par le réseau GPS qui mesure en continu les déplacements du volcan. Enfin, les méthodes de tomographie sismique, avec l’analyse des ondes sismiques, ont permis de reconstruire la structure sous l’édifice volcanique.

Cette analyse multidisciplinaire complexe met en évidence comment le glissement continu du flanc oriental de l’Etna au fil du temps favorise les intrusions magmatiques vers la zone de glissement proprement dite, en empruntant les fractures bien connues comme les Rifts Nord-Est et Sud de la zone sommitale du volcan. La géométrie et l’emplacement des volumes de magma sont cohérents avec les anciennes structures tectoniques qui disloquent la croûte sous l’édifice volcanique – ce que mettent en évidence les données de tomographie sismique – et favorisent l’ascension du magma.
L’ascension du magma, provoquée par sa pression à l’intérieur de l’édifice volcanique, provoque un étirement de quelques mètres de tout l’édifice et accélère le glissement du flanc oriental. A son tour, cette accélération a un double effet : elle provoque des événements sismiques le long des failles bordant le flanc instable (comme, par exemple, le séisme de magnitude M 4.9 survenu le 26 décembre 2018 sur la faille de Fiandaca), et l’arrêt de l’éruption suite à la dépressurisation soudaine vers le plan d’effondrement.

L’étude a été publiée dans la revue Geology sous le titre «Flank sliding: A valve and a sentinel for paroxysmal eruptions and magma ascent at Mount Etna, Italy » – Glissement latéral de l’Etna: une soupape et une sentinelle pour les éruptions paroxystiques et l’ascension du magma.

Source : INGV.

—————————————————

The slow sliding of the eastern flank of Mt Etna towards the Ionian Sea is a well-known phenomenon, confirmed by numerous studies. Scientists believe this sliding could accelerate over time and generate tsunamis that would affect the entire Mediterranean, threatening the lives of millions of people.
Thanks to a multidisciplinary approach using synthetic aperture radar interferometry (SAR), GPS and seismic tomography, a team of researchers from INGV and the Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA) analyzed the ground deformation on Mt Etna caused by the eruption of December 24, 2018 and the seismic event recorded two days later. RSO interferometry has made it possible to obtain soil deformation maps over the whole of Mt Etna. The measurements obtained were integrated into the data provided by the GPS network which continuously measures the movements of the volcano. Finally, seismic tomography methods, with the analysis of seismic waves, have made it possible to reconstruct the structure under the volcanic edifice.
This complex multidisciplinary analysis highlights how the continuous sliding of the eastern flank of Mt Etna over time favours magmatic intrusions towards the sliding plane proper, along well-known fractures such as the North-East and South Rifts of the summit area of ​​the volcano. The geometry and location of the magma volumes are consistent with the ancient tectonic structures that dislocate the crust under the volcanic edifice – which is highlighted by seismic tomography data – and favour the ascent of magma.
The rise of the magma, caused by its pressure inside the volcanic edifice, causes the whole edifice to stretch a few metres and accelerates the sliding of the eastern flank. In turn, this acceleration has a double effect: it causes seismic events along the faults bordering the unstable flank (such as, for example, the magnitude M 4.9 earthquake that occurred on December 26, 2018 on the Fiandaca fault), and  the cessation of the eruption for the sudden depressurization back to the collapse plane.

The study was published in the journal Geology under the title « Flank sliding: A valve and a sentinel for paroxysmal eruptions and magma ascent at Mount Etna, Italy »
Source: INGV.

Schémas montrant le déplacement de l’Etna vers l’Est (Source : INGV)

Schéma montrant le processus d’intrusion magmatique qui induit le glissement du flanc oriental de l’Etna (Source : INGV)

La sismicité sous le Mauna Kea (Hawaii) // Seismicity beneath Mauna Kea (Hawaii)

Le Mauna Kea n’a pas connu d’éruptions depuis plus de 4 500 ans, mais cela ne signifie pas que c’est un volcan éteint. En fait, depuis des décennies, il cache l’un des signaux sismiques les plus étranges jamais observés sur un volcan.
Il y a plusieurs années, les sismologues de l’USGS testaient une nouvelle méthode d’analyse de la sismicité sur le Kilauea. Elle consiste à analyser des fractions de 24 heures de données sismiques afin de détecter des signaux similaires sur plusieurs appareils. Par curiosité, ils ont décidé d’étendre leurs observations au reste de l’île d’Hawaii. Ce qu’ils ont découvert est surprenant. Une étude publiée dans la revue Science en mai 2020 explique qu’ils ont détecté des séismes profonds sous le Mauna Kea, avec une répétition toutes les 7 à 12 minutes. La pollution sonore générée par le vent et les voitures à proximité, ainsi que la faible magnitude (M 1.5) des séismes avaient empêché leur détection par le réseau sismique traditionnel. .
Ces petits séismes se produisent à des profondeurs d’environ 15 – 25 km directement sous le sommet du Mauna Kea, toutes les 7 à 12 minutes avec une régularité surprenante. En outre, ces événements répétitifs apparaissent depuis au moins l’année 1999, mais il est très probable qu’ils se produisaient bien avant cette date.
Les scientifiques se sont tout d’abord montrés prudents avant d’attribuer ces séismes à des processus volcaniques car leur régularité semblait artificielle. Ils ont pris le temps d’éliminer toutes les causes possibles, comme les activités dans la zone d’entraînement de Pohakuloa ou les travaux routiers.
Un facteur permettant d’interpréter l’origine des séismes répétés et profonds du Mauna Kea est que leurs ondes sismiques sont différentes de celles des séismes classiques. Alors que les séismes classiques donnent naissance essentiellement à des événements haute fréquence, ceux du Mauna Kea sont plus prolongés, avec des fréquences plus basses. Cela signifie qu’un décrochement sur une faille n’est pas la cause de ces événements.
Les séismes basse fréquence peuvent se produire sur les volcans, mais il n’y a aucun autre exemple de ce type de répétition ou de longévité dans le monde. Au total, on a enregistré plus d’un million de secousses sismiques sur le Mauna Kea entre 1999 et 2018. Cumulée, l’énergie ainsi libérée correspond à un séisme de M 3.0 sous le volcan chaque jour. En mettant ensemble les signaux produits par ces milliers de ces séismes, on peut examiner leur forme d’onde plus en détail. Les résultats montrent que ces événements sont probablement causés par le mouvement de fluides au-dessus d’une chambre magmatique profonde. À mesure que les fluides s’élèvent, ils pénètrent dans une fissure hermétique dans sa partie supérieure. L’arrivée continue de fluide met la fissure sous pression, ce qui finit par briser l’obturation à son sommet et déclencher un séisme. La fissure se referme ensuite, et tout recommence.
La question est de savoir d’où proviennent ces fluides. La source d’alimentation réside probablement au niveau des gaz magmatiques qui se comportent comme des fluides lorsqu’ils se trouvent dans les profondeurs de la croûte terrestre. Ces gaz se séparent du magma en se refroidissant. Les grandes poches magmatiques mettent des centaines à des milliers d’années pour se refroidir, donc ce processus génère des fluides sur le long terme, ce qui pourrait expliquer la présence des séismes profonds sous le Mauna Kea.
Selon cette interprétation, les fluides sont produits par le refroidissement du magma en place. Rien n’indique toutefois qu’il y ait une ascension du magma sous le Mauna Kea. Bien que cette étude donne un aperçu intéressant des processus en cours sous le volcan, elle ne change en rien le niveau de risque volcanique du Mauna Kea. Si une éruption devait être imminente, les scientifiques de l’USGS pensent que l’ouverture d’un nouveau conduit d’alimentation s’accompagnerait d’essaims sismiques à faible profondeur pour avertir à l’avance d’une activité éruptive imminente.
Les séismes profonds qui ont été détectés par les scientifiques de l’USGS confirment que le Mauna Kea reste un volcan potentiellement actif.
Source: USGS, HVO, AVO.

———————————————

Mauna Kea volcano hasn’t erupted in over 4,500 years, but that doesn’t mean it is quiet. In fact, for decades it has been hiding one of the most unique seismic signals seen at any volcano.

Several years ago, USGS seismologists were trying out a new method to track seismicity at Kilauea Volcano. The method scans 24-hour sections of seismometer data looking for signal similarity on many instruments. Out of curiosity, they decided to look at the rest of the Island of Hawaii to see what else they might find. What they found came as a surprise. A study published in the journal Science in May 2020 describes how they detected deep earthquakes beneath Mauna Kea that repeat every 7 to 12 minutes. Noise in the seismic records from wind and nearby cars, together with the small size of the individual earthquakes (magnitude M 1.5), had prevented these earthquakes from being detected with the regular earthquake detection system.

The small, repeating earthquakes occur at depths of about 15-25 km directly beneath Mauna Kea’s summit and happen every 7 to 12 minutes with surprising regularity. Furthermore, the repeating events can be detected going back to at least 1999, but it is very likely that the repeating earthquakes were occurring even further back in time.

Scientists were initially cautious about interpreting the earthquakes due to volcanic processes because the regularity seemed man-made. It took a long period of investigation to rule out all of the possibilities, such as activity at the Pohakuloa Training Area or road construction.

One clue to the origin of the repeating, deep Mauna Kea earthquakes is that their seismic waves look different from those of ordinary earthquakes. Where regular earthquakes produce more high frequency shaking, the Mauna Kea events are more drawn out, containing lower frequencies. This means that regular slip on a fault is not responsible for the deep Mauna Kea events.

Low-frequency earthquakes are not unusual at volcanoes, but there is no other example of this kind of repetition or longevity anywhere in the world. Ultimately, over 1 million earthquakes were found from 1999 to 2018. Summing the energy release of the earthquakes gives a total that is equivalent to an M 3.0 earthquake under Mauna Kea every day. Adding together the signals of thousands of these earthquakes allows the waveform to be examined in greater detail, and the results suggest the events are caused by the movement of fluids above a deep magma chamber. As the fluids ascend, they enter a crack that is sealed at the top. The continuous flow of fluid pressurizes the crack, eventually breaking the top seal and creating the earthquake. The crack then reseals, and everything starts over again.

The question is to know where these fluids come from. The source of the fluid dupply is likely magmatic gases that behave like fluids when they are deep within the Earth’s crust. These gases separate from the magma as it cools. Large magma bodies cool over hundreds to thousands of years, so this process provides a long-term, nearly continuous supply of fluids to repeatedly drive deep earthquakes beneath Mauna Kea.

Under this interpretation, the fluids are produced from magma cooling in place. There is no evidence that magma is rising under Mauna Kea. So while this study provides important insight into processes beneath the volcano, it does not change estimates of volcanic hazard at Mauna Kea. USGS scientists expect any opening of a new conduit will be accompanied by swarms of shallow earthquakes to provide advanced warning of impending eruptive activity.

The earthquakes nonetheless underscore that Mauna Kea is classified as an active volcano.

Source : USGS, HVO, AVO.

Photos: C. Grandpey