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Mayotte : Missions en cours pour connaître la cause de la sismicité // Missions in progress to know the cause of seismicity

On va peut-être ENFIN connaître la cause de la sismicité qui affecte l’île de Mayotte depuis le mois de mai 2018. Les autorités françaises ont mis du temps à réagir, mais il semblerait qu’elles aient pris conscience de la gravité de la situation et de l’angoisse des habitants.

De récents relevés indiquent que Mayotte est victime d’un phénomène de subsidence. Autrement dit, l’île s’affaisse tout doucement vers l’est, en direction de l’essaim sismique qui sévit depuis mai 2018. Ce n’est pas vraiment un scoop car on sait depuis longtemps que Mayotte glisse naturellement dans l’océan à raison de 0,19 millimètres par an. Au vu de l’analyse de données GPS, il semblerait toutefois que la subsidence connaisse actuellement une accélération et pourrait être en moyenne de l’ordre de 8 centimètres si les dernières mesures sont confirmées. Ainsi, depuis le début de l’essaim sismique, Mtsangamouji se serait enfoncé de 6 cm, Bandrelé de 10 cm et Petite-Terre de 12 cm. Le mouvement de subsidence n’est pas uniforme car la partie orientale de l’île s’enfonce deux fois plus vite que la partie occidentale.

Le phénomène pourrait bien s’expliquer par la vidange d’une chambre magmatique située à une cinquantaine de kilomètres à l’est de Petite-Terre, à une profondeur d’une trentaine de kilomètres. Selon un chercheur du CNRS, « si l’éruption dure un an (ce qui est possible) la subsidence moyenne de l’île de Mayotte pourrait être de l’ordre de 8 cm. Si la nature volcanique du phénomène est confirmée par d’autres données et si le débit est aussi élevé que ce que prédit notre modèle, le volume évacué de la chambre magmatique au bout d’un an pourrait avoisiner trois kilomètres cubes et il faudrait attacher une attention particulière aux déformations du sol en fond de mer dans la zone de la crise. »

Cette hypothèse devrait être vérifiée assez rapidement. Comme je l’indiquais dans une note précédente, plusieurs missions à terre et en mer ont été lancées à la fin du mois de février 2019. Elles étaient coordonnées par le CNRS, avec le soutien du BRGM, de l’IPGP, de l’IGN, de l’Ifremer et du Ministère de la Transition écologique et solidaire. Au cours de ces missions, les scientifiques vont tenter de découvrir les causes de l’activité sismique qui empoisonne la vie des Mahorais depuis plusieurs mois. Six balises ont été immergées et les résultats sont attendus d’ici six mois. L’État a débloqué un budget de 420 000 euros pour financer une opération en trois phases sur les côtes de Mayotte, mais aussi en métropole et sur les Îles Glorieuses.

Source : http://www.ipreunion.com/

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We may AT LAST know the cause of the seismicity that has affected the island of Mayotte since May 2018. The French authorities have been slow to react, but it seems that they have become aware of the seriousness of the situation and the anxiety of the inhabitants.
Recent surveys indicate that Mayotte is suffering from subsidence. In other words, the island is gently sinking towards the east, towards the source of the seismic swarm that has been felt since May 2018. This is not really a scoop because we have known for a long time that Mayotte is sliding naturally in the ocean at a rate of 0.19 millimetres a year. In the light of GPS data analysis, however, it appears that the subsidence is currently accelerating and could average about 8 centimetres if the latest measurements are confirmed. Thus, since the beginning of the seismic swarm, Mtsangamouji has sunk by 6 cm, Bandrele by 10 cm and Petite-Terre by 12 cm. The subsidence is not uniform because the eastern part of the island sinks twice as fast as the western part.
The phenomenon could well be explained by the drainage of a magma chamber located about fifty kilometres east of Petite-Terre, at a depth of about thirty kilometres. According to a CNRS researcher, « if the eruption lasts one year (which is possible) the average subsidence of the island of Mayotte could be of the order of 8 centimetres. If the volcanic nature of the phenomenon is confirmed by other data and if the lava output is as high as predicted by our model, the volume evacuated from the magma chamber after one year could be around three cubic kilometres and special attention should be paid to seabed deformations in the area where the crisis occurred.  »
This hypothesis will probably be verified fairly quickly. As I indicated in a previous note, several missions on land and at sea were launched at the end of February 2019. They were coordinated by CNRS, with the support of BRGM, IPGP, IGN, Ifremer and the Environment Ministry. During these missions, scientists will try to discover the causes of the seismic activity that has plagued the lives of the inhabitants of Mayotte for several months. Six beacons have been submerged and the results are expected within six months. The French government has granted a budget of 420,000 euros to finance a three-phase operation on the coast of Mayotte, but also in mainland France and the Glorious Islands.
Source: http://www.ipreunion.com/

Sismicité à Mayotte et dans toute la région (Source: BRGM)

Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) : Le volcan inquiète l’Observatoire // OVPF worries about the volcano

Suite à la forte augmentation observée au cours des dernières heures, l’intensité du tremor éruptif reste très élevée, ce qui est à mettre en relation avec l’ouverture des deux nouvelles fissures les 5 et 7 mars dernier. Le débit de surface a lui aussi augmenté de manière significative avec une moyenne sur les dernières 24 heures se situant aux alentours de 20-25 mètres cubes par seconde. Ces augmentations de débit de surface ont favorisé une progression rapide des coulées. D’après les observations visuelles depuis la RN2 et les images de la webcam du Piton des Cascades, le front de coulée actif a pu être estimé à 650 – 700 mètres d’altitude le 9 mars 2019 à 8h. Le front de coulée a ainsi parcouru environ 1 km en 24heures et se situait ce matin entre 2,5 et 3 km de la RN 2.

Les stations de l’OVPF situées sur le pourtour de l’Enclos Fouqué ont détecté pour la journée du 8 mars des émissions de SO2 dans l’air 3 à 4 fois plus importantes que celles enregistrées au début de l’éruption.

Les concentrations en CO2 dans le sol en champ proche (secteur Gîte du Volcan) semblent chuter depuis le 9 mars au matin, ce qui indiquerait une accélération du transfert du magma entre le réservoir profond et la surface.

Aucune déformation significative de l’édifice volcanique n’a été enregistrée. .

Sur les dernières 36 heures, plus d’une centaine de séismes volcano-tectoniques superficiels (à moins de 2,5 km de profondeur) ont été enregistrés sous la zone sommitale, mais ce nombre est largement sous estimé du fait de la difficulté à les comptabiliser compte tenu de l’intensité du tremor.

A noter que cette forte sismicité sous la zone sommitale ne cesse d’augmenter depuis 48 heures avec souvent des mécanismes en compression à la source, qui pourraient correspondre à des effondrements du toit de la chambre magmatique superficielle due à sa vidange importante. Cette sismicité est suivie de près par l’OVPF ; en effet, en cas de propagation de cette sismicité vers la surface (ce qui n’est pas le cas actuellement), cela pourrait engendrer la formation d’un pit-crater, comme cela a déjà été observé par le passé au Piton de la Fournaise, par exemple en Décembre 2002.

L’OVPF conclut son derner bulletin en expliquant que, compte tenu de l’ensemble des paramètres développés ci-dessus, l’ouverture de nouvelles fissures éruptives au niveau du site éruptif actuel ou ailleurs, à l’intérieur ou à l’extérieur de l’Enclos, n’est pas exclue.

La situation doit donc être surveillée très attentivement.

Source : OVPF.

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Following the strong increase observed during the last hours, the intensity of the eruptive tremor remains very high, which is related to the opening of the two new fissures on March 5th and 7th. The surface flow output has also increased significantly with an average of about 20-25 cubic metres per second over the last 24 hours. This increase of the surface flow output favoured a rapid progression of the flows. Based on visual observations from RN2 and images provided by the Piton des Cascades webcam, the active flow front was estimated at 650-700 metres a.s.l. on 9 March 2019 at 8 am. The flow front travelled about 1 km in 24 hours and was this morning between 2.5 and 3 km from the RN 2.
For the day of March 8th, OVPF stations located around the Enclos Fouqué have detected SO2 emissions in the air 3 to 4 times greater than those recorded at the beginning of the eruption.
CO2 concentrations in the near-field soil (Gîte du Volcan area) appear to have dropped since the morning of 9 March, indicating an acceleration of magma transfer between the deep reservoir and the surface.
No significant deformation of the volcanic edifice has been recorded. .
Over the past 36 hours, more than 100 shallow volcano-tectonic earthquakes (less than 2.5 km deep) have been recorded under the summit area, but this number is largely underestimated because of the intensity of the tremor.
It should be noted that this strong seismicity under the summit area has been increasing for 48 hours, often with mechanisms in compression at the source, which could correspond to a collapses of the roof of the shallow magma chamber due to a significant drainage. This seismicity is followed monitored by OVPF; indeed, in the event of a propagation of this seismicity towards the surface (which is not currently the case), this could lead to the formation of a pit-crater, as has already been observed in the past at Piton de la Furnace, for example in December 2002.
OVPF concludes its latest bulletin by explaining that, considering all the above-mentioned parameters, the opening of new eruptive fissures at the current eruptive site or elsewhere, inside or outside the Enclos, is not excluded.
The situation must therefore be monitored very carefully.
Source: OVPF.

La hausse significative du tremor montre que le Piton de la Fournaise n’a pas dit son dernier mot. Vigilance! (Source: OVPF)

L’éruption est visible sur quatre webcams ce soir!

La source magmatique de l’Agung et du Batur (Bali / Indonésie) // The magma source of Agung and Batur volcanoes (Bali / Indonesia)

Grâce aux informations fournies par les satellites de la mission Copernicus Sentinel-1 sur les déformations du sol, les scientifiques ont désormais une meilleure idée de la localisation de la chambre magmatique à l’origine de l’éruption du Mont Agung sur l’île de Bali en novembre 2017. Le volcan a émis des panaches de cendre qui ont entraîné la fermeture de plusieurs aéroports et bloqué des milliers de touristes. Les autorités ont évacué quelque 100,000 personnes, mais aucune éruption majeure n’a eu lieu. Un événement précédent, en 1963, avait toutefois coûté la vie à près de 2 000 personnes; ce fut l’une des éruptions les plus meurtrières du 20ème siècle. L’Agung est resté actif depuis 2017 et il connaît périodiquement des épisodes éruptifs mineurs.

Bali abrite deux stratovolcans actifs, l’ Agung et le Batur, mais on sait relativement peu de choses sur leurs systèmes d’alimentation magmatique. On avait toutefois remarqué en 1963 que l’éruption de l’Agung avait été suivie d’une petite éruption du Batur qui se trouve à 16 km de distance.

Un article publié récemment dans Nature Communications décrit comment une équipe de scientifiques de l’Université de Bristol (Angleterre) a utilisé les données radar de la mission Copernicus Sentinel-1 pour surveiller les déformations du sol autour de l’Agung. Sentinel-1 est une constellation de deux satellites pouvant fournir des informations interférométriques tous les six jours, ce qui est important pour surveiller les variations rapides de déformation du sol. Ces données peuvent jouer un rôle important en matière de prévision d’éruptions dans la région. Les chercheurs ont utilisé l’interférométrie radar à synthèse d’ouverture (InSAR), avec laquelle deux images radar ou plus sur la même zone sont associées pour détecter d’infimes variations de déformation de la surface du sol. Comme je l’ai expliqué dans des notes précédentes, les moindres modifications au sol entraînent des différences dans le signal radar et font naître des interférences de couleur arc-en-ciel dans l’image combinée, ce qui donne naissance à des interférogrammes (voir l’image ci-dessous). Ces interférogrammes révèlent comment la terre se soulève ou s’affaisse et indiquent donc si du magma juvénile se déplace sous le volcan.

Dans leur étude, les membres de l’équipe de l’Université de Bristol ont détecté une inflation d’environ 8 à 10 cm du flanc nord de l’Agung au cours de la période de forte activité sismique qui a précédé la dernière éruption. Ils ont également remarqué que l’activité sismique et le signal de déformation du sol se trouvaient à cinq kilomètres du sommet du volcan, ce qui signifie que le magma se déplaçait probablement aussi bien latéralement que verticalement. L’étude fournit la première preuve géophysique que les volcans Agung et Batur pourraient avoir un système d’alimentation connecté. Cela pourrait expliquer l’apparition d’éruptions simultanées, comme ce fut le cas en 1963.

Source: Université de Bristol.

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Thanks to information on ground deformation provided by the Copernicus Sentinel-1 mission, scientists now have a better idea of the magma chamber that caused the eruption of Mount Agung on the island of Bali in November 2017. The volcano emitted ash plumes which caused airport closures and stranded thousands of visitors. Authorities evacuated about 100,000 people to safety, but no majotr eruption occurred. A previous event in 1963, however, claimed almost 2000 lives and was one of the deadliest volcanic eruptions of the 20th century. Agung has remained active, slowly erupting on and off since 2017.

Bali is home to two active stratovolcanoes, Agung and Batur, but relatively little is known of their underlying magma plumbing systems. A clue came from the fact that Agung’s 1963 eruption was followed by a small eruption at its neighbouring volcano, Batur, which stands 16 km away.

A paper published recently in Nature Communications describes how a team of scientists, led by the University of Bristol (England), used radar data from the Copernicus Sentinel-1 mission to monitor the ground deformation around Agung. Sentinel-1 is a two-satellite constellation that can provide interferometric information every six days, which is important for monitoring rapid changes of ground deformation. Their findings may have important implications for forecasting future eruptions in the region. They used the remote sensing technique of interferometric synthetic aperture radar, or InSAR, where two or more radar images over the same area are combined to detect slight surface changes. As I already explained in previous posts, tiny changes on the ground cause differences in the radar signal and lead to rainbow-coloured interference patterns in the combined image, creating interferograms (see image below). These interferograms can show how land is uplifting or subsiding, and indicate whether fresh magma is moving beneath the volcano.

In their study, the University of Bristol team detected an uplift of about 8–10 cm on Agung’s northern flank during the period of intense earthquake activity prior to the eruption. They also noticed that both the seismic activity and the ground deformation signal were five kilometres away from the summit, which means that magma was probably moving sideways as well as vertically upwards. The study provides the first geophysical evidence that Agung and Batur volcanoes may have a connected plumbing system. This could explain the occurrence of simultaneous eruptions such as in 1963.

Source: University of Bristol.

L’image InSAR du satellite Sentinel-1 montre un soulèvement du sol sur le flanc du Mont Agung entre août et novembre 2017, avant l’éruption du volcan le 27 novembre.

Le CO2 du Kilauea (Hawaii) // Kilauea’s CO2 (Hawaii)

Avec la fin de l’éruption du Kilauea, les habitants de Big Island peuvent respirer plus facilement, sans être importunés par le vog, ce brouillard volcanique provoqué par les émissions de dioxyde de soufre (SO2).
Malgré tout, en raison de l’activité volcanique récente, on perçoit encore parfois des odeurs de soufre sur l’île, mais c’est le gaz carbonique, ou dioxyde de carbone (CO2) qui intéresse à présent les géochimistes du HVO.
Le CO2 est émis en abondance au cours d’une éruption, en même temps que les gaz sulfureux, la vapeur d’eau et des quantités infimes d’autres gaz tels que le chlorure d’hydrogène, le fluorure d’hydrogène et l’hélium. Ce qui est intéressant avec le CO2, c’est qu’il peut donner des indications précieuses sur la profondeur à laquelle se trouve le magma.
Pour expliquer comment se comporte le CO2, les géologues font souvent une comparaison avec une bouteille de boisson gazeuse dans laquelle un seul gaz (le CO2) est dissous. Ce CO2 reste dissous tant que la bouteille est fermée car elle crée suffisamment de pression pour maintenir le gaz dans le liquide. Dès que la bouteille est ouverte, la pression diminue et le CO2 crée des bulles qui s’échappent dans l’atmosphère.
Contrairement à l’eau gazeuse, le magma contient de nombreux gaz différents les uns des autres et qui ne se comportent pas tous de la même manière. Avec la boisson gazeuse, une diminution de la pression suffit à libérer tout le gaz, mais avec le magma, des degrés de diminution de pression différents entraînent la libération de gaz différents.
Dans la mesure où la pression exercée sur le magma est créée par le poids de la terre qui se trouve au-dessus, plus le magma est profond, plus il est soumis à une pression élevée. À mesure que le magma s’élève à des profondeurs moindres, il est soumis à une moindre pression et différents gaz peuvent alors s’échapper en cours de route.
Lorsque le magma est peu profond ou atteint la surface, la pression exercée est assez faible de sorte que le SO2 peut facilement s’échapper, ce qui explique la formation du vog mentionné précédemment. Lorsque le magma est plus profond, comme c’est le cas actuellement sur le Kilauea, la pression est suffisante pour maintenir le SO2 dissous. Cependant, comme le CO2 est moins soluble que le SO2 dans le magma, il peut s’échapper même lorsque le magma est profond et que la pression est élevée. C’est pourquoi, même sans coulées de lave à la surface, le Kilauea émet actuellement du CO2. Il est important de noter que ces quantités sont très faibles à côté des émissions anthropiques. C’est ce CO2 qui, associé aux faibles quantités de gaz sulfureux encore émises, peut fournir des indications sur la profondeur du magma sous le Kilauea.
Comme le CO2 peut s’échapper même lorsque le magma est profond alors que le SO2 reste dissous jusqu’à ce qu’il s’approche de la surface, le magma plus profond produit un rapport CO2 / SO2 plus élevé.. C’est ce rapport CO2 / SO2 que les géochimistes utilisent généralement comme indication de la profondeur du magma.
Le magma profond peut commencer avec un rapport CO2 / SO2 élevé, mais ce rapport va diminuer eu fur et à mesure que le magma va se déplacer vers la surface et que de plus en plus de SO2 commencera à s’échapper. En conséquence, si les scientifiques sont capables de mesurer le rapport CO2 / SO2 du Kilauea au fil du temps, toute variation dans ce rapport peut leur indiquer si le magma est en train de remonter dans le système d’alimentation du volcan.
La mesure précise du rapport CO2 / SO2 dans le panache de gaz volcanique n’est pas chose aisée à cause de la quantité importante et variable de CO2 qui existe déjà dans l’atmosphère. Sur le Kilauea, la situation est encore plus complexe à cause des événements d’effondrement qui ont remodelé la caldeira sommitale et endommagé les routes et autres moyens d’accès aux zones de dégazage.
Tant que durera la phase d’inactivité du Kilauea, les géochimistes du HVO exploreront de nouvelles techniques de mesure du rapport CO2 / SO2, notamment grâce à l’installation de capteurs multi-gaz au sommet du volcan et à l’utilisation de capteurs de gaz montés sur des drones. Le but de cette collecte de données est de mieux comprendre les changements susceptibles d’indiquer une reprise d’activité du volcan.
Source: USGS / HVO.

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With the end of the Kilauea eruption, Big Island residents can breathe more freely and are no loger disturbed by the vog, or volcanic smog, produced by voluminous sulphur dioxide (SO2) emissions.

Because of the recent volcanic activity, sulphur smells are still sometimes detected around the island, but carbon dioxide (CO2) is the other gas that is interesting HVO geochemists these days.

CO2 is a significant volcanic emission, along with sulphur gases, water vapour, and trace amounts of other gases, such as hydrogen chloride, hydrogen fluoride, and helium. What is interesting about CO2 is that it can give clues about the depth of magma.

To explain the behaviour of CO2, geologits often make a comparison with a bottle of soda, which has only one gas (CO2) dissolved in it. This CO2 stays dissolved as long as the bottle is sealed, because the bottle creates enough pressure to keep the CO2 in the liquid. As soon as the bottle is opened, pressure on the liquid decreases and the CO2 creates bubbles that escape to the atmosphere.

Unlike soda, magma has many different gases dissolved in it, and they do not all behave the same way. With soda, one pressure decrease is enough to release all the gas from it, but with magma, different degrees of pressure decrease result in the release of different gases.

Since pressure on magma is created by the weight of the earth above it, the deeper magma is, the higher the pressure it feels. As magma rises to shallower depths, it feels lesser amounts of pressure and different gases are able to escape along the way.

When magma is shallow or actually reaches the surface, the pressure on it is quite low, so SO2 can easily escape, leading to the above menyioned vog. When magma is deeper, as is the case now, there is enough pressure to keep the SO2 dissolved. However, CO2 is less soluble than SO2 in magma and can escape even when magma is deep and the pressure is high. This is why, even with no lava erupting at the surface, Kilauea is currently producing CO2. It is important to note that these amounts are very small compared to anthropogenic CO2 emissions. It is this CO2, in conjunction with the small amounts of sulphur gases still being emitted, that can provide clues to how deep Kilauea’s magma is.

Because CO2 can escape even when magma is deep but SO2 mostly stays dissolved until the magma is shallow, deeper magma produces a high ratio of CO2 to SO2. Geochemists typically use this CO2/SO2 ratio as an indication of magma depth.

Deep magma may begin with a high CO2/SO2 ratio, but that ratio will drop as magma moves to shallower depths and more SO2 begins to escape. Therefore, if scientists can measure Kilauea’s CO2/SO2 ratio over time, any changes in it can tell them whether magma is once again rising through the system.

The difficulty lies with the measurement of the CO2/SO2 ratio. Accurately measuring the CO2/SO2 ratio in volcanic gas is tricky because of the large and variable amount of CO2 that already exists in the atmosphere. At Kilauea, the situation is further complicated by collapse events that rearranged the summit caldera and damaged roads and other means of access to degassing areas.

As the current phase of inactivity at Kilauea continues, gas geochemistry scientists at HVO will explore new techniques for measuring the CO2/SO2 ratio, including the installation of multi-gas sensors at the volcano’s summit and the use of gas sensors mounted on unmanned aerial systems (UAS). The goal in collecting such gas data is to document changes that could eventually indicate an increased likelihood of renewed activity at Kilauea.

Source: USGS / HVO.

Pendant de longs mois, le vog a perturbé la vie des Hawaiiens.

Différents gaz sont émis pendant l’éruption du Kilauea…

(Photos: C. Grandpey)

Les détecteurs multi-gaz font partie des instruments utilisés sur les volcans.