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Kilauea (Hawaii): L’importance du travail sur le terrain // The importance of field work

drapeau francaisLe dernier article hebdomadaire de Volcano Watch, écrit par des scientifiques de l’Observatoire Volcanologique d’Hawaï (HVO), est dédié à Mike Poland, un scientifique qui a travaillé au HVO pendant les dix dernières années et est sur le point de retourner à l’Observatoire des Cascades, géré par l’USGS à Vancouver (Etat de Washington).
Mike Poland est l’un de ces scientifiques que je apprécie beaucoup parce qu’il ne passe pas son temps assis dans un laboratoire en face d’un ordinateur à faire des simulations. Il est l’un de ceux qui vont sur le terrain faire des observations quotidiennes sur le comportement du Kilauea.
Mike a accompli un énorme travail de recherche, mais il a aussi formé un grand nombre d’étudiants et de jeunes chercheurs, dont la plupart ont poursuivi des carrières dans le domaine des sciences de la Terre. Au HVO, il a concentré son travail sur les déformations d’un édifice volcanique provoquées par les mouvements du magma et les séismes. Il a aussi essayé de voir dans quelle mesure ces changements de morphologie peuvent être mesurés par interférométrie radar (InSAR). Il s’est alors vite rendu compte que la surveillance volcanique nécessite un travail d’équipe interdisciplinaire et de l’innovation.
Dans le cadre d’un travail d’équipe, Mike Poland a participé avec des collègues du HVO à une étude qui associe des mesures de déformation, les émissions de gaz, les quantités de lave émise, la chimie de la lave et la sismicité, des paramètres qui ont révélé une augmentation spectaculaire de l’alimentation magmatique du Kilauea. Cette étude – la première du genre – a montré comment des informations sur les variations d’alimentation sur une courte période de temps peuvent aider à prévoir le comportement éruptif d’un volcan. L’augmentation d’alimentation du Kilauea a commencé fin 2003 et a abouti à l’ouverture d’une nouvelle bouche sur l’East Rift Zone en 2007. Elle a probablement contribué également à l’ouverture de la bouche dans le cratère de l’Halema’uma’u en 2008.
Grâce au travail de Mike, nous savons que l’ouverture de la bouche dans l’Halema’uma’u est en fait l’aboutissement d’un processus qui a commencé il y a plusieurs décennies. En analysant des mesures de microgravité sur le Kilauea, le scientifique a pu identifier une accumulation de magma dans la zone située sous la bouche et qui n’avait pas été détectée par d’autres techniques. Suite à ces observations, Mike a créé des instruments pour enregistrer en continu les moindres variations du champ de gravité sur le Kilauea. Il a alors constaté que la densité de la partie supérieure du lac de lave de l’Halema’uma’u est beaucoup plus faible que prévu. Elle est inférieure à la densité de l’eau, ce qui signifie que la lave est extrêmement riche en gaz, un peu comme la mousse à la surface de la bière.
Dans le cadre de la célébration du centenaire du HVO en 2012, Mike Poland a proposé de réunir des chercheurs du monde entier afin de faire le point sur ce que l’on sait du volcanisme basaltique, et de présenter les questions importantes qui restent sans réponse. Il a contribué à la rédaction de « Volcans d’Hawaï: De la source à la surface, » une publication qui a fait suite à cet événement.

Source: Hawaii 24/7.

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drapeau anglaisThe latest weekly article of Volcano Watch, written by scientists at the Hawaiian Volcano Observatory, is dedicated to Mike Poland, a scientist who has worked at HVO for the past ten years and is about to return to the USGS Cascades Volcano Observatory in Vancouver, Washington.

Mike Poland is one of those scientists I very much appreciate because he does not spend all his time sitting in a lab in front of a computer. He is one of those who go on the field, making daily observations on the behaviour of Kilauea volcano. 

Mike Poland has accomplished a tremendous amount of research, but also mentored a vast number of students and young researchers, most of whom have pursued geoscience careers. At HVO, he focussed his work on deformation changes in the shape of a volcano resulting from magma movement and earthquakes, particularly in how those changes can be measured with satellite radar (InSAR). He quickly realized, however, that volcano monitoring requires cross-disciplinary teamwork and innovation.

As an example of teamwork, Mike Poland collaborated with HVO colleagues on a study that combined deformation measurements with gas emissions, lava eruption rates, lava chemistry and seismicity to reveal a dramatic increase in magma supply rate to Kilauea. This study – the first of its kind – showed how information about supply rate changes on a short timescale can help forecast the eruptive behaviour of the volcano. The surge in supply started in late 2003 and led to the start of a new, long-lived volcanic vent on the East Rift Zone in 2007, and probably contributed to the opening of Kilauea’s summit vent in 2008.

Through Mike’s work, we also know that the opening of the summit vent was actually the result of a process that began decades ago. Analyzing data from microgravity measurements on Kilauea, he helped identify an accumulation of magma in the area beneath the current summit vent that had not been detected by any other means. As a result of these observations, he established instruments to continuously record subtle changes in the gravity field on Kilauea. He then realised that the density of the upper part of the summit lava lake is much lower than expected – less than the density of water – implying that the lava is extremely gas-rich, similar to the foam on beer.

As part of HVO’s centennial celebration in 2012, Mike Poland spearheaded an initiative to convene researchers from around the world to explore what is known about basaltic volcanism and the important questions still to be answered. He contributed to and edited “Hawaiian Volcanoes: From Source to Surface,” a publication resulting from that conference.

Source: Hawaii 24/7.

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Vue de la bouche dans l’Halema’uma’u  (Photo:  C.  Grandpey)

Le Pu’uO’o (Hawaii): Un monde en mutation permanente // An ever-changing world

drapeau francaisComme je l’ai écrit précédemment, le 3 janvier 2015 marquait le 32ème anniversaire de l’éruption du Pu’u O’o. Pendant cette longue période, le cratère a connu un bon nombre de modifications et il ne ressemble plus à celui que j’ai eu l’occasion d’observer en 1996 ou en 2006 avec un lac de lave à l’intérieur !

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Le cratère du Pu’uO’o en 1996

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Le lac de lave en 2006 (Photos:  C. Grandpey)


Quand il a atteint sa hauteur maximale en 1986, le Pu’u O’o dressait ses 250 mètres au-dessus du champ de lave environnant et sa base présentait un diamètre d’environ 900 mètres. Aujourd’hui, il s’élève à seulement 170 mètres de hauteur et les coulées de lave ont submergé ses flancs de pratiquement tous les côtés. Toutes ces coulées forment un vaste bouclier de 1,5 à 3 kilomètres de largeur qui encercle le cône dans sa quasi-totalité. De l’édifice qui existait à l’origine, il ne reste plus guère que le flanc nord-ouest et une bande étroite du flanc sud-est.
Le sommet du Pu’u O’o héberge un cratère d’environ 440 mètres de long et 300 mètres de large qui est actuellement rempli de lave solidifiée, comme on peut le voir sur la photo qui conclut ma note du 3 janvier.

Après l’apparition de la coulée de lave du 27 juin 2014, un nouveau cratère d’environ 230 mètres de large et 30 mètres de profondeur s’est formé dans la partie nord-est de l’ancien comblé par la lave. Ce nouveau cratère est apparu lorsque le magma qui était stocké sous le Pu’u O’o s’est évacué pour alimenter la coulée du 27 juin. Le plancher du cratère s’est alors effondré dans le vide laissé par l’éruption.
La lave monte aujourd’hui vers la surface en plusieurs endroits le long d’un système de fractures qui définit le périmètre du nouveau cratère, plus petit que le précédent. Elle sort également d’une fracture plus en aval sur le flanc NE du Pu’u O’o et alimente la coulée actuelle qui s’est arrêtée ces derniers jours près de Pahoa.

Une cartographie du réservoir magmatique et du réseau de tunnels sous le Pu’u O’o permettrait de comprendre et de prévoir son comportement éruptif. Une telle cartographie n’existe malheureusement pas et les scientifiques du HVO doivent se contenter des données géologiques, géophysiques et géochimiques pour essayer de deviner ce qui se passe sous le plancher du cratère.
Les études réalisées il y a plus d’une décennie laissaient supposer que le réservoir magmatique sous Pu’u O’o aurait une hauteur d’environ 300 mètres et son toit se trouverait à environ 70 mètres sous le plancher du cratère. Toutefois, de nombreux changements ont eu lieu depuis ces études, y compris quatre effondrements majeurs et d’autres de moindre importance, ainsi que de grandes fluctuations dans le système d’alimentation. En conséquence, la forme actuelle du réservoir magmatique du Pu’u O’o est une inconnue.
On sait toutefois que ce réservoir est connecté, à beaucoup plus grande profondeur, au réseau d’alimentation de l’East Rift Zone qui achemine le magma depuis le  Kilauea vers le Pu’u O’o. On pense que le magma se déplace le long de l’East Rift Zone à une profondeur d’environ 3 km, soit environ deux kilomètres en dessous du niveau de la mer.

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(Source: USGS / HVO)

Adapté d’un article publié dans West Hawaii Today. .

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drapeau anglaisAs I put it before, January 3rd marked the 32nd anniversary of the ongoing Pu’u O’o eruption. Over that time, Pu’u O’o has shown quite a good number of changes and no longer resembles the crater I could observe in 1996 and 2006 with a lava lake within the crater (see photos above).

At its highest in 1986, Pu’u O’o stood 250 metres above the landscape and was about 900 metres across at its base. Today, it rises only about 170 metres above the landscape and nearly all sides of the cone have been buried by lava flows. These flows form a broad shield, 1.5 to 3 kilometres across that almost completely encircles Pu’u O’o. Of the original cone, only the northwest flank and a narrow sliver of the upper southeast flank remain exposed.

The summit of Pu’u O’o harbours a crater that is 440 metres long and 300 metres wide and is currently filled with solidified lava, as can be seen on the photo of my note of January 3rd.  Following the onset of the June 27th lava flow in 2014, a new crater about 230 metres across and 30 metres deep formed in the northeastern part of the older, filled crater. This new crater developed as magma beneath Pu’u O’o drained away to feed the June 27th flank eruption and the overlying crater floor fell into the resulting void.

Lava rises close to the surface in several spots along a fracture system that defines the perimeter of the new, smaller crater. Lava also erupts from a fracture lower on Pu’u O’o’s northeast flank, feeding the current active lava flow that stalled near Pahoa.

Mapping the shape of the magma storage reservoir and delivery system beneath Pu’u O’o would be essential to understanding and forecasting how the eruption might behave in the future. But, because the entire plumbing system cannot be observed, HVO scientists must rely on geological, geophysical and geochemical data to “see” beneath the crater floor.

Studies conducted more than a decade ago suggested that the magma storage reservoir beneath Pu’u O’o had a vertical extent of about 300 metres, with its top about 70 metres below the pre-eruption ground surface.

However, many changes have occurred since those studies, including four major and several minor crater collapses and large fluctuations in magma supply. As a consequence, the current shape of the Pu’u O’o magma reservoir is not known.

The magma reservoir beneath Pu’u O’o is connected to the much deeper East Rift Zone system that transports magma from Kilauea’s summit to Pu’u O’o. It is thought that magma travels through the East Rift Zone at a depth of about 3 kilometres, which is about 2 kilometres below sea level.

Schéma

Adapted from an article in West Hawaii Today.

Etna (Sicile / Italie): Pas de quoi fouetter un chat! // Nothing to make a fuss about!

drapeau francaisPeut-être parce qu’il est pratiquement à portée de main (un vol d’à peine 3 heures suffit pour atteindre Catane depuis Paris), l’Etna fait frémir Internet dès qu’il montre un panache de gaz ou de cendre inhabituel.

Le 28 décembre, le Nouveau Cratère Sud-Est (NCSE) a cru bon fêter la fin de l’année 2014 par l’une de ces brèves crises éruptives dont il a le secret. Certains se sont alors précipités sur leurs claviers pour parler de « paroxysme », entrevoyant déjà une série de gerbes et de coulées, comme cela s’est produit il y a quelques mois. Malheureusement pour eux, l’Etna en a décidé autrement. Après deux heures d’activité – rendue invisible par les mauvaises conditions météo – le NCSE a retrouvé son calme. On peut raisonnablement penser qu’il s’agissait de la vidange d’une petite poche de magma superficielle, un événement qui n’a rien d’exceptionnel sur l’Etna.

Il faut toutefois noter que le retour au calme s’est fait progressivement et que des émissions de cendre relativement abondantes étaient observées au niveau du NCSE dans les jours qui ont suivi. Il s’agissait probablement de la fin du nettoyage de la poche de magma que je viens de mentionner. Par ailleurs, une petite activité strombolienne a été observée début janvier dans le Cratère Central qui ne s’était pas manifesté depuis pas mal de temps.

Au moment où j’écris ces lignes, tremor et sismicité montrent des niveaux qui n’ont rien d’inquiétant. Il faut toutefois rester vigilant car on sait que le Mongibello a plus d’un tour dans son sac et peut surprendre les scientifiques de l’INGV, en dépit de tous les instruments de mesure à leur disposition !

En y réfléchissant bien, les menaces occasionnées par les coulées de lave sur l’île de Fogo ou à Hawaii, ou par les coulées pyroclastiques du Sinabung sont autrement plus inquiétantes que les petites sautes d’humeur de l’Etna !

Vous trouverez un rapport détaillé de la crise éruptive du 28 décembre, ainsi que des photos et une carte des coulées à cette adresse:

http://www.ct.ingv.it/it/?option=com_content&view=article&id=1035

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drapeau anglaisPerhaps because it is so close to us (you reach Catania after a mere 3-hour flight from Paris), Etna causes a panic on the Internet as soon as it emits an unusual plume of gas or ash.
On December 28th, the New Southeast Crater (NSEC) saw fit to celebrate the end of 2014 with a brief eruptive crisis. Some volcano lovers then rushed to their keyboards and talked about « a paroxysm », already foreseeing a series of lava ejections and flows, as happened a few months ago. Unfortunately, Etna decided otherwise. After two hours of activity – that could not be seen because of the bad weather – the NCSE became quiet again. It is reasonable to think that it was the drainage of a small shallow pocket of magma, an event that is by no means exceptional on Mount Etna.
However, the return to a calm period happened gradually and voluminous ash emissions were observed at the NSEC in the days that followed. This was probably the end of the cleaning of the magma pocket I mentioned previously. Furthermore, a small Strombolian activity was observed in early January at the Central Crater that had not been active for quite a long time.
At the time I’m writing this note, the tremor and seismicity show levels that have nothing to worry about. However, one should remain vigilant because we know that Mongibello has more than one trick up its craters and can surprise INGV scientists despite all the measuring instruments at their disposal!
On reflection, the threats caused by the lava flows on Fogo Island or Hawaii, or the pyroclastic flows of Sinabung are far more disturbing than Mount Etna’s sudden changes of mood!

You will find a detailed report of the December 28th eruptive crisis, together with photos and a map of the lava flows at this address:

http://www.ct.ingv.it/it/?option=com_content&view=article&id=1035

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Vue du Cratère Sud-Est le 1er janvier 2000!

4 mars 2015: Fin de l’éruption en Islande ! // Eruption in Iceland will stop on March 4th 2015 !

drapeau francaisSi ça ne venait pas du volcanologue islandais Haraldur Sigurðsson, on pourrait penser qu’il s’agit d’une plaisanterie ! Sigurðsson a écrit sur son blog que, si l’on en juge par l’évolution de l’affaissement de la caldeira du Bárðarbunga sous le glacier Vatnajökull, l’éruption de l’Holuhraun, qui est alimentée par du magma en provenance du Bárðarbunga, se terminera le 4 mars 2015. Il n’a toutefois pas indiqué à quelle heure elle prendrait fin!
Le scientifique explique que l’affaissement répond à une évolution en ligne, pas en courbe, ce qui indique que l’affaissement de la caldeira va progressivement ralentir. Depuis qu’un GPS a été installé dans la caldeira le 12 septembre, l’affaissement a atteint 12 mètres. Sur la base de ces données, le petit-fils de Haraldur Sigurðsson, Gabriel Sölvi, a utilisé une formule prédisant que l’éruption dans l’Holuhraun prendra fin 173 jours après le 12 septembre.
Le pré requis de la prévision suppose que l’écoulement du magma à l’intérieur du dyke reliant le Bárðarbunga à l’Holuhraun, à une profondeur de 8 km, a réduit la pression et provoqué l’affaissement de la caldeira. Avec le temps, la pression chutera davantage et l’affaissement ralentira. Cela réduira l’activité éruptive dans l’Holuhraun qui finira par s’arrêter.
Source: Iceland Review.

Haraldur Sigurðsson peut être certain que je vais contrôler étroitement sa prévision qui peut paraître assez surprenante étant donné qu’il n’avait pas vraiment prévu que la lave allait sortir dans l’Holuhraun! Autant que je me souvienne, il était parmi ceux qui, à la mi-septembre, avaient donné tous les types possibles d’éruptions parmi lesquels figurait une éruption sous-glaciaire du Barðarbunga, voire de l’Askja … Il était aussi parmi ceux qui avaient prédit il y a plusieurs mois une éruption à court terme de l’Hekla. À une époque où personne ne sait – à court terme – comment va se comporter la coulée du 27 juin à Hawaii, ou à quel moment le Mayon entrera en éruption aux Philippines, une telle prévision me fait sourire. Je pense sincèrement que l’Islande devrait organiser des paris autour de la date de l’éruption prévue par Sigurðsson. L’argent ainsi recueilli pourrait aider à financer la recherche volcanique dans le pays!

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drapeau anglaisHad it not been said by Icelandic volcanologist Haraldur Sigurðsson, one could think it was a joke!  Sigurðsson wrote on his blog that judging by the development of the caldera subsidence in Bárðarbunga volcano, which lies under Vatnajökull glacier, the eruption in Holuhraun, which is fed with magma from Bárðarbunga, will end on March 4th 2015. However, he did not say at what time it would stop!

The scientist explains that the subsidence is linear but not a curve, which indicates that the sinking of the caldera will gradually slow down. Since a GPS monitor was placed in the caldera on September 12th, the subsidence has been 12 metres. Based on this data, Haraldur’s grandson Gabriel Sölvi came up with a formula predicting that the eruption in Holuhraun will end 173 days after September 12th.

The prerequisite for the prediction is that the magma flow in the intrusive dike connecting Bárðarbunga and Holuhraun, which lies at a depth of 8 km, has reduced the pressure and caused the caldera subsidence.  With time, the pressure will reduce further and the subsidence slow down, also reducing the eruption activity in Holuhraun, which eventually will stop.

Source: Iceland Review.

Haraldur Sigurðsson can be sure I will carefully control his prediction which may look quite surprising as Harald had not really predicted that lava would come out in Holuhraun! As far as I can remember, he was among the ones who, in mid-September, gave all the possible kinds of eruption possibilities among which a subglacial eruption of Barðarbunga or even Askja… He was also among the ones who predicted several months ago a short-term eruption of Hekla volcano. At a time when nobody knows what will happen on Hawaii Big island with the June 27th lava flow, or when Mount Mayon will erupt in the Philippines, such a prediction makes me smile. Now, I think Iceland should organize some betting around the predicted eruption date. The money that would be collected could help volcanic research in the country!