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Réflexions sur les causes de l’éruption du Kilauea en 2018 // Reflections on the causes of the 2018 Kilauea eruption

Lorsque se produit un événement géologique majeur, les scientifiques tentent d’en comprendre la cause. S’agissant de la dernière éruption du Kilauea en 2018, le HVO rappelle que le volcan est l’un des plus actifs au monde. Les zones de fractures et le sommet du Kilauea sont en Zone 1 sur la carte à risques de l’USGS pour la Grande Ile d’Hawai. En effet, c’est là que se trouvent la plupart des bouches ayant donné lieu à des éruptions au cours des derniers siècles. La lave est sortie du sol dans la Zone 1 et s’est rapidement répandue dans la Zone 2, là où se propagent en général les coulées.
En avril 2018, le Kilauea étaient en éruption pratiquement continue depuis plus de 35 ans. Il était inévitable qu’à un moment ou à un autre l’éruption du Pu’uO’o se termine et qu’une autre éruption commence sur le volcan. Il était également à peu près certain que, sur la base des activités passées, l’éruption suivante se produirait quelque part sur l’East Rift Zone du Kilauea.
Les données sismiques et de déformation de l’éruption de 2018 montrent que du magma a été injecté dans la partie basse de l’East Rift Zone du Kilauea à partir de la partie centrale de cette même zone, près du Pu’uO’o, entre le 30 avril et le 3 mai. La sismicité s’est déplacée vers l’est à raison d’environ 1 km à l’heure pendant trois jours, à mesure que le magma se frayait un chemin dans le sous-sol, jusqu’à sa sortie en surface au niveau de la Fracture n°1 le 3 mai 2018. Cela montre clairement que la migration du magma le long de la zone de rift a commencé près de Pu’uO’o, donc dans la partie centrale de la zone, plutôt que dans sa partie basse.
L’intrusion magmatique initiale s’est arrêtée sous Pohoiki Road, au sud-ouest de l’installation géothermique. Le 9 mai, la sismicité a montré que l’intrusion s’était réactivée et qu’elle se dirigeait vers l’est en direction de Kapoho. Après une autre courte pause, le magma a poursuivi son avancée en souterrain jusqu’à ce qu’il atteigne son point le plus oriental, près de l’extrémité sud de Halekamahina Road.
L’ouverture ultérieure de 24 fractures sur la Lower East Rift Zone (LERZ), dans le secteur des Leilani Estates, n’a pas été vraiment une surprise. Des éruptions avaient déjà eu lieu dans cette même région en 1960 (Kapoho), 1955 (bouches de vapeur sur la Highway 130 en direction de Halekamahina), 1840 (Ka’ohe Homesteads dans les Nanawale Estates), vers 1790 (Lava Tree State Monument), et également avant cette date. Ces éruptions antérieures se sont produites bien avant le début les forages géothermiques sur la LERZ.
La situation géographique des fractures 16 à 22 a conduit certaines personnes à se demander s’il pouvait exister une relation entre l’activité éruptive et les forages géothermiques. Ces derniers ont eu lieu sur la LERZ car les éruptions du passé ont donné naissance à une petite activité hydrothermale dans cette zone.
Le fait que les éruptions du passé aient eu lieu avant les forages géothermiques sur la LERZ (1790, 1840, 1955 et 1960), la migration du magma en provenance du Pu’uO’o dans la LERZ et l’arrêt temporaire de la migration du magma à l’ouest des installations géothermiques indiquent que ces dernières n’ont joué aucun rôle dans le déclenchement de l’éruption.
La véritable cause de l’éruption dans la LERZ réside probablement dans l’accumulation de la pression magmatique au sommet du Kilauea, associée à une fragilisation de la zone de rift. La relation entre l’alimentation magmatique, la pression du magma et la résistance de l’édifice volcanique est la cause de la plupart des éruptions volcaniques dans le monde.
Ce qui s’est passé en 2018 fait partie du processus éruptif naturel du Kilauea et n’a pas été influencé par les activités humaines. Le volcan s’est comporté comme il l’a souvent fait dans le passé.
Source: USGS / HVO.

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When a major geologic event occurs, scientists  try to understand its cause. As far as Kilauea’s last eruption is concerned, HVO explains that Kilauea is one of the most active volcanoes in the world. The rift zones and summit on Kilauea are identified as Zone 1 on the USGS Lava-Flow Hazard Map for Hawaii Island, which is where the majority of erupting vents have been located in recent centuries. Lava has first emerged from the ground within Zone 1 and quickly flowed into Lava Flow Hazard Zone 2.

By April 2018, Kilauea had been erupting essentially nonstop for over 35 years. It was inevitable that, at some point, the Pu’uO’o eruption would end and another eruption would begin on the volcano. It was also fairly certain that, based on past activity, the next eruption would likely occur somewhere on Kilauea’s East Rift Zone.

Seismic and deformation data from the 2018 eruption show that magma was injected into the lower East Rift Zone (LERZ) from the middle part of Kilauea’s East Rift Zone near Pu’uO’o between April 30th and May 3rd.  Seismicity propagated eastward at a pace of about 1 km per hour over three days as magma forced its way through subsurface rock, until erupting to the surface as fissure 1 on May 3rd. It clearly shows that the downrift migration of magma began near Pu’uO’o rather than in the LERZ.

The initial intrusion of magma stopped beneath Pohoiki Road southwest of the geothermal development. On May 9th, seismicity indicated that the intrusion had reactivated and was moving eastward toward Kapoho. After another short pause, the magma continued its subsurface advance until it reached its easternmost point near the south end of Halekamahina Road.

The subsequent opening of 24 fissures in the vicinity of Leilani Estates on Kilauea’s LERZ was not unprecedented or particularly surprising. Eruptions occurred in this same area in 1960 (Kapoho), 1955 (steam vents on Highway 130 to Halekamahina), 1840 (Ka’ohe Homesteads through Nanawale Estates), around 1790 (Lava Tree State Monument), and earlier. These previous eruptions happened well before geothermal operations began on the LERZ.

The final locations of fissures 16-22 have led some people to ask if there might be a relationship between the eruption and geothermal operations. These operations are located on the LERZ because past eruptions have produced a small hydrothermal resource deep beneath that area.

The combination of repeated pre-geothermal LERZ eruptions (1790, 1840, 1955, and 1960), the clear movement of magma from Pu’uO’o into the LERZ, and the temporary halt in magma propagation west of the geothermal development all indicate that geothermal operations played no discernible role in triggering the eruption.

The actual causes of the LERZ eruption are likely the pre-eruption build-up of magmatic pressure at Kilauea’s summit combined with long-term weakening of the rift zone. The relationship between magma supply, magmatic pressure, and strength of the volcanic edifice are the typical culprits for most volcanic eruptions around the world.

What happened in 2018 is part of Kilauea’s natural process and was not influenced by human actions. The volcano behaved as it has many times in the past.

Source : USGS / HVO.

Vue aérienne de l’East Rift Zone (Photo: C. Grandpey)

Vue de l’East Rift Zone du Kilauea et de l’activité éruptive le 15 juin 2018 (Source : USGS / HVO)

Hawaii : Pas d’éruption en vue sur le Mauna Loa ! // Hawaii : No eruption of Mauna Loa in the short term !

Comme je l’ai écrit dans l’une de mes dernières notes, le séisme enregistré le 13 avril 2019 dans la région du Hualalai sur la Grande Ile d’Hawaii n’a eu aucun effet sur l’activité des volcans hawaïens. Aucune nouvelle activité éruptive n’a été observée sur le Kilauea depuis la fin de l’éruption en août dernier. Selon le HVO, «les données de surveillance des huit derniers mois ont montré des niveaux relativement bas de sismicité, de déformation et d’émission de gaz au sommet et dans l’East Rift Zone, y compris dans le secteur de l’éruption de 2018».
Depuis la fin de l’éruption du Kilauea, des articles de presse ont laissé entendre que la pression exercée par le magma sur la chambre pourrait se déplacer vers le Mauna Loa et augmenter le risque éruptif sur ce volcan. La dernière éruption du Mauna Loa remonte à 1984.
Pour le moment, il ne semble pas que Mauna Loa soit sur le point d’entrer en éruption. La dernière mise à jour du HVO (4 avril 2019) indique qu ‘«aucun changement significatif dans l’activité sismique du Mauna Loa n’a été détecté en mars. De petits séismes, généralement inférieurs à M 2,0, se sont poursuivis dans des zones où on les enregistre habituellement, notamment sous le flanc nord-ouest, la zone sommitale et le flanc est. Le séisme le plus important survenu sur le Mauna Loa le mois dernier a été un événement de M 3,3 le 31 mars, à une profondeur d’environ 2,7 km sous le niveau du sol et près du sommet. Les données GPS sur le Mauna Loa indiquent une lente inflation du réservoir magmatique sommital. Les niveaux de déformation sont inférieurs à ceux observés pendant la période d’activité plus intense de 2014-2017. Les données concernant les gaz et la température, fournies par une station située dans la zone de rift sud-ouest et dans la caldeira sommitale, n’ont révélé aucun changement significatif au cours du mois écoulé. ”
Un scientifique de l’USGS a déclaré: « Une éruption du Mauna Loa pourrait se produire dans des mois, voire des années, mais nous savons que ce n’est pas une affaire de jours ou de semaines. »
Source: USGS / HVO.

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As I put it in a previous post, the earthquake that was recorded on April 13th, 2019, in the Hualalai area did not have any effect on the activity of Hawaiian volcanoes. No new eruptive activity has been observed on Kilauea since the end of the eruption last August. HVO indicates that “monitoring data over the past eight months have shown relatively low rates of seismicity, deformation, and gas emission at the summit and East Rift Zone (ERZ) including the area of the 2018 eruption.”

Since the end of the Kilauea eruption, some press articles have suggested that the pressure exerted by magma on the magma chamber could be diverted toward Mauna Loa and increase the risk of an eruption at this volcano. Mauna Loa’s last eruption dates back to 1984.

For the moment, it does not look as if Mauna Loa is ready to erupt. HVO’s latest update (April 4th, 2019) about the volcano says that “no significant changes in Mauna Loa’s seismic activity were detected in March. Small earthquakes, mostly less than M 2.0, continued in long-active areas including beneath the northwest flank, summit region, and east flank. The largest earthquake for Mauna Loa in the past month was an M 3.3 event, at a depth of approximately 2.7 km below ground level, near the summit on March 31st.  Data from GPS instruments on Mauna Loa indicate slow inflation of the summit magma reservoir system. The rates of deformation are lower than during the period of more intense unrest from 2014-2017. Gas and temperature data from a station on the Southwest Rift Zone and within the summit caldera showed no significant changes over the past month.”

Said a USGS scientist: “ »An eruption of Mauna Loa could be anywhere from months to years away. But we do know that it’s not days or weeks away. »

Source: USGS / HVO.

Le Mauna Loa, un superbe volcan bouclier, vu depuis le désert de Ka’u (Photo: C. Grandpey)

Vue aérienne du sommet du Mauna Loa (Crédit photo: USGS)

Vue de Mokuaweoweo, la caldeira sommitale du Mauna Loa (Photo: C. Grandpey)

Coulées de lave sur le versant sud-ouest du mauna Loa (Photo: C. Gra,dpey)

Système d’alerte sur le versant sud-ouest du Mauna Loa (Photo: C. Grandpey)

Pas de cycle éruptif à Yellowstone // No eruptive cycle at Yellowstone

Je n’ai jamais cru aux cycles éruptifs, encore moins lorsque ces cycles couvrent des périodes de milliers d’années. Certains volcanologues affirment qu’une éruption à Yellowstone est «en retard» car le volcan a un cycle éruptif de 600 000 ans et aucune éruption ne s’est produite depuis 631 000 ans. À mes yeux, cela semble un peu tiré par les cheveux!
Heureusement, de nombreux scientifiques ne sont pas d’accord avec cette théorie et certains d’entre eux ont expliqué dans les Yellowstone Chronicles pourquoi elle n’était pas valable. Ils expliquent d’abord que beaucoup de gens ont tendance à évoquer les puissants séismes en faisant référence à la notion de cycle. Les séismes se produisent lorsque suffisamment de contrainte s’accumule sur une faille et provoque sa rupture. Cette contrainte s’accumule du fait du mouvement constant des roches de part et d’autre de la faille. La vitesse de ce mouvement est généralement constante sur des milliers, voire des millions d’années, de sorte que les séismes qui en résultent peuvent avoir une fréquence assez régulière. C’est pourquoi il est possible de calculer les probabilités à long terme de séismes dans certaines régions.
En suivant cette logique concernant les séismes, on devrait pouvoir prendre en compte les âges des éruptions passées à Yellowstone et calculer un intervalle de récurrence moyen (en supposant que les éruptions à Yellowstone se produisent sur une base régulière). S’agissant des éruptions majeures, Yellowstone en a connu trois: il y a 2,08, 1,3 et 0,631 millions d’années. Cela équivaut à un laps de temps d’environ 725 000 ans en moyenne entre les éruptions. Cela étant, il reste environ 100 000 ans à justifier, mais ce nombre est basé sur très peu de données et n’a donc pratiquement aucun sens.
Le problème, c’est que les volcans ne fonctionnent pas comme les failles qui déclenchent les séismes. À de rares exceptions près, le magma ne s’accumule pas à une vitesse constante à l’intérieur des édifices volcaniques. Au lieu de cela, les éruptions se produisent quand il y a suffisamment de magma dans le sous-sol et quand il y a une pression suffisante pour que ce magma monte à la surface. Cela ne se produit généralement pas selon un planning bien établi. Nous en avons la preuve avec les coulées de lave de Yellowstone qui sont la forme la plus courante l’activité éruptive sur ce volcan; la plus récente remonte à 70 000 ans.

Ces coulées de lave ne sont pas apparues régulièrement dans le temps. Elles sont apparues en tirs groupés, avec plusieurs éruptions en l’espace de quelques milliers d’années, séparées par des centaines de milliers d’années sans aucune éruption. En effet, les réservoirs magmatiques de Yellowstone reçoivent le nouveau magma de manière discontinue, ce qui entraîne plusieurs éruptions sur une courte période, avec de longues périodes de repos entre ces épisodes éruptifs.
Donc, dire que Yellowstone est « en retard » dans son cycle éruptif n’a aucun sens. Yellowstone n’est pas en retard et personne ne sait quand la prochaine éruption aura lieu. Visiter le Parc National de Yellowstone ne présente aucun risque… pour le moment!
Source: Yellowstone Chronicles.

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I have never believed in eruptive cycles, all the less when these cycles include periods of thousands of years. Some volcanologists affirm that an eruption in Yellowstone is “overdue” because the volcano has an eruptive cycle of 600,000 years and no eruption has occurred for 631,000 years. To my eyes, this seems a little far-fetched!

Fortunately, many scientists do not agree with this approach and some of them have explained in the Yellowstone Chronicles why it is not valid. They first explain that many people tend to think of big earthquakes by referring to the notion of cycles. Earthquakes occur when enough stress builds up on a fault and makes the fault snaps. The stress accumulates because of consistent motion of the rocks on either side of the fault. The rate of this motion is generally constant over thousands to millions of years, so the earthquakes that result from the motion can have fairly regular timing. This is why it is possible to calculate the long-term probabilities of earthquakes in some areas.

By this logic, we should be able to look at the ages of past Yellowstone eruptions and calculate an average recurrence interval (assuming Yellowstone eruptions occurred on a regular schedule). In terms of large explosions, Yellowstone has experienced three of them : 2.08, 1.3, and 0.631 million years ago. This comes out to an average of about 725,000 years between eruptions. That being the case, we still have about 100,000 years to go, but this number is based on very little data and so is basically meaningless.

Volcanoes, however, are not like faults. With rare exceptions, volcanoes do not accumulate magma at a constant rate. Instead, they erupt when there is a sufficient supply of liquid magma in the subsurface and sufficient pressure to cause that magma to ascend to the surface. This does not generally happen on a schedule.

We have the proof of this with the Yellowstone lava flows which are the most common form of magmatic eruption at Yellowstone; the most recent one was 70,000 years ago. However, these lava flows did not erupt regularly through time. Instead, they erupted in tight clusters, with several eruptions happening within the space of a few thousand years, separated by up to hundreds of thousands of years with no eruptions. This is because the Yellowstone magma reservoir system receives new magma only in discontinuous batches, causing several eruptions in a short period of time with long periods of quiet in between these episodes.

So, saying that Yellowstone is “overdue” is sheer nonsense. Yellowstone is not overdue and nobody knows when the next eruption will take place. Visiting Yellowstone National Park is safe…for the moment!

Source: Yellowstone Chronicles.

Source : Yellowstone Volcano Observatory

Photos: C. Grandpey

Quelques nouvelles d’Hawaii // Some news from Hawaii

L’éruption a été déclarée définitivement terminée par le HVO et tout est actuellement calme sur le Kilauea. Il n’y a aucune lave active sur la Grande Ile d’Hawaii. Aucun changement majeur n’a été observé sur le Pu’uO’o. Un récent survol en hélicoptère a permis de constater que la morphologie du cratère vide se modifie lentement suite à des effondrements de ses parois. Le magma a quitté le Pu’uO’o le 30 avril 2018 et a fait surface quelques jours plus tard dans la Lower East Rift Zone. Après cette évacuation de la lave, le cratère présentait une profondeur d’environ 356 mètres. Des matériaux provenant d’effondrements des parois du cratère ont, depuis cette époque, recouvert son plancher qui se trouve aujourd’hui à 286 mètres de profondeur.

Un modèle 3D du cratère du Pu’uO’o a été réalisé à partir d’images thermiques obtenues lors du récent survol. Les zones blanches montrent les points chauds dans le cratère. La forme du cratère continue de changer suite à de petits effondrements qui se produisent de temps à autre. Une station GPS sur le flanc nord du Pu’uO’o montre un affaissement constant de la lèvre du cratère. Ce mouvement est dû au glissement du rebord instable du cône.
Voici une courte vidéo du survol:
https://volcanoes.usgs.gov/observatories/hvo/multimedia_uploads/multimediaFile-2662.mp4

Dans ses dernières mises à jour, le HVO indique que les paramètres relatifs à la déformation du sol sont à mettre en relation avec le remplissage du réservoir magmatique profond du Kilauea. Les émissions de SO2 dans l’East Rift Zone et au sommet du Kilauea restent faibles.
Source: USGS / HVO.

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With the eruption definitely declared over by HVO, everything is currently quiet on Kilauea Volcano. There is currently no active lava to be seen on the Big Island. No major changes have been observed at Pu’uO’o. A recent helicopter overflight allowed to see that the empty crater is slowly being altered by small rockfalls within it. Magma drained from beneath Pu’uO’o on April 30th, 2018 and erupted a few days later in the lower East Rift Zone. After the magma drained, the crater was roughly 356 metres deep. Collapses on the crater walls have since filled the deepest part of the crater with rockfall debris. Today, the deepest portion of the crater is 286 metres.

A 3D model of the Pu’uO’o crater was constructed from thermal images taken during the recent overflight. White areas show warm spots in the crater. The shape of the crater continues to change through occasional small collapses. A GPS station on the north flank of Pu’uO’o has been showing steady slumping of the craters edge. This motion is due to the sliding of the unstable edge of the cone.

Here is a short video of the overflight:

https://volcanoes.usgs.gov/observatories/hvo/multimedia_uploads/multimediaFile-2662.mp4

In its latest updates, HVO indicated that deformation signals are consistent with the refilling of Kilauea Volcano’s deep East Rift Zone magma reservoir. SO2 emission rates on the East Rift Zone and at Kilauea’s summit remain low.

Source: USGS / HVO.

Voici deux images montrant le cratère du Pu’uO’o le 11 mai 2018 et le 18 mars 2019. On se rend parfaitement compte de la remontée du plancher suite aux effondrements des parois du cratère.

  (Source : USGS / HVO)