Toujours plus de CO2 dans l’atmosphère // More and more carbone dioxide in the atmosphere

Un article publié dans la rubrique Environnement du site web de la chaîne de radio France Info aborde un sujet que j’ai développé à maintes reprises sur ce blog en essayant d’alerter les visiteurs sur la gravité de la situation.

L’article de France Info explique que la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère terrestre a atteint un pic en février. En effet, on a enregistré 411,66 parties par million (ppm) de CO2 sur le Mauna Loa à Hawaii, là où a été élaborée la Courbe de Keeling à laquelle je fais si souvent référence dans mes notes et au cours de mes conférences sur la fonte des glaciers. Cette courbe doit son nom à Charles Keeling, climatologue américain qui a commencé à mesurer le CO2 atmosphérique en 1958 à Big Sur en Californie avant d’installer un spectroscope infrarouge à l’observatoire du Mauna Loa à Hawaii  La courbe est publiée sur le site de la Scripps Institution of Oceanography :

https://scripps.ucsd.edu/programs/keelingcurve/

En février 2019, la station avait mesuré une concentration moyenne de 411,66 ppm, un taux mensuel jamais atteint. Le record vient à nouveau d’être battu le 9 mars 2019 avec 413,45 ppm. Du jamais vu, et surtout pas au mois de mars.

Cette succession de nouveaux records était prévisible. En effet, les émissions de CO2 étaient déjà en hausse de 2,7% en 2018. Ce qui inquiète les scientifiques avec ce nouveau record, c’est sa soudaineté. En général, les précédents maximums étaient dépassés en mars ou en avril, pas en février. Le record de 2018, à 411,31 ppm, avait été battu en mai. En principe, on observe le pic de CO2 au début du printemps, puis la concentration baisse quand les forêts vastes d’Amérique du Nord et d’Asie commencent à verdir.

Les climatologues américains de la Scripps Institution expliquent que « la récente hausse n’est pas surprenante face à des émissions sans précédent provenant des combustibles fossiles. »

Ce nouveau record va dans le sens d’une accélération plus générale annoncée. Selon le Met Office britannique, « la moyenne annuelle de concentration du CO2 sur le Mauna Loa sera plus haute de 2,75 ppm (± 0,58) en 2019 par rapport à 2018, selon nos prévisions. » Pour rappel, la teneur en CO2 était de 405,5 ppm en 2017.

De toute évidence, comme l’a démontré la dernière COP 24 en Pologne, tous les gouvernements s’en fichent.

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An article published in the Environment section of the France Info radio website tackles a topic I have repeatedly developed on this blog, trying to alert visitors to the seriousness of the situation.
The France Info article explains that the concentration of carbon dioxide in the Earth’s atmosphere reached a peak in February. In fact, scientists recorded 411.66 parts per million (ppm) of CO2 on Mauna Loa in Hawaii, where the Keeling Curve was developed. Ioften refer to this curve in my posts and during my conferencess on the melting of glaciers. This curve owes its name to Charles Keeling, an American climatologist who began measuring atmospheric CO2 in 1958 in Big Sur, California, before installing an infrared spectroscope at the Mauna Loa Observatory in Hawaii. The curve is published on the site of Scripps Institution of Oceanography:

https://scripps.ucsd.edu/programs/keelingcurve/

In February 2019, the station measured an average concentration of 411.66 ppm, a monthly rate never reached before. The record was again beaten on March 9th, 2019 with 413.45 ppm. This was never seen, especially in March.
This succession of new records was predictable. Indeed, CO2 emissions were already up 2.7% in 2018. What worries scientists with this new record is its suddenness. In general, the previous maximums were exceeded in March or April, not in February. The record of 2018, at 411.31 ppm, was beaten in May. Usually, the CO2 peak is observed in the early spring, then the concentration drops as the vast forests of North America and Asia begin to green.
Scripps Institution’s climatologists explain that « the recent rise is not surprising in the face of unprecedented emissions of fossil fuels. »
This new record goes in the direction of a more general acceleration that has been announced. According to the British Met Office, « the average annual concentration of CO2 on Mauna Loa will be higher by 2.75 ppm (± 0.58) in 2019 compared to 2018, according to our forecasts.” As a reminder, the CO2 rate was 405.5 ppm in 2017.
It seems quite clear, as the last COP 24 in Poland demonstrated, that the world’s governments don’t care a straw.

Vue de la Courbe de Keeling sur les six derniers mois

La Courbe de Keeling // The Keeling Curve

Dans mes notes sur le changement et le réchauffement climatiques, je fais souvent référence à la Courbe de Keeling pour montrer les concentrations de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère. Voici quelques explications sur cette courbe et son histoire.
La Courbe de Keeling enregistre les variations dans les concentrations de CO2 depuis les années 1950. Elle s’appuie sur des mesures en continu effectuées à l’observatoire du Mauna Loa à Hawaii, sous la supervision de Charles David Keeling dans les premières années. Les relevés de Keeling ont été les premiers à montrer de manière très claire l’augmentation rapide des concentrations de dioxyde de carbone dans l’atmosphère.
Charles David Keeling, de la Scripps Institution of Oceanography, organisme dépendant de l’Université de Californie à San Diego, a été le premier à effectuer régulièrement des mesures de concentration du CO2 dans l’atmosphère. À cette fin, il s’est rendu au pôle Sud et à Hawaii à partir de 1958. De nombreux scientifiques considèrent que les observations de Charles Keeling représentent l’un des travaux scientifiques les plus importants du 20ème siècle.
Des mesures de concentration du dioxyde de carbone dans l’atmosphère avaient été effectuées avant celles réalisées sur le Mauna Loa, mais en divers lieux de la planète. En 1960, Keeling et ses collaborateurs ont déclaré que les mesures effectuées en Californie, en Antarctique et à Hawaii étaient suffisamment fiables pour mettre en valeur non seulement des variations diurnes et saisonnières, mais aussi une augmentation de CO2 d’une année à l’autre, ce qui correspondait plus ou moins à la quantité de combustibles fossiles brûlés chaque année. Dans un article qui le rendit célèbre, Keeling écrivit: « Au pôle Sud, l’augmentation observée correspond pratiquement à la combustion de combustibles fossiles ».
En raison de coupes budgétaires au milieu des années 1960, Keeling fut contraint d’abandonner les mesures continues au pôle Sud, mais il réussit à rassembler suffisamment d’argent pour maintenir celles sur le Mauna Loa, qui se poursuivent aujourd’hui, parallèlement au programme de surveillance de la NOAA.
Les mesures effectuées sur le Mauna Loa montrent une augmentation constante de la concentration moyenne de CO2 dans l’atmosphère. On est passé d’environ 315 parties par million en volume (ppmv) en 1958 à 405,97 ppmv le 14 octobre 2018 Cette augmentation du CO2 atmosphérique est due à la combustion de combustibles fossiles et s’est accélérée ces dernières années. Étant donné que le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre, cela a des conséquences importantes sur le réchauffement de la planète. Les mesures effectuées dans d’anciennes bulles d’air piégées dans des carottes de glace polaire montrent que la concentration moyenne de CO2 dans l’atmosphère se situait historiquement entre 275 et 285 ppmv pendant la période holocène (à partir de 9 000 ans av. J.-C.), mais qu’elle a commencé à augmenter fortement au début du 19ème siècle.
Keeling et ses collaborateurs ont effectué des mesures sur les alizés à Hawaii, en se plaçant au-dessus de la couche d’inversion thermique afin de minimiser la contamination locale par les gaz volcaniques. De plus, les données sont normalisées pour éliminer toute influence de la contamination locale. Les mesures effectuées dans de nombreux autres sites isolés ont confirmé la tendance de la courbe de Keeling sur le long terme, bien qu’aucun site ne possède un historique de mesures aussi long que l’observatoire du Mauna Loa.
La courbe de Keeling montre une variation cyclique d’environ 5 ppmv chaque année (voir courbe ci-dessous). Cela correspond à la variation saisonnière d’absorption du CO2 par la végétation. La majeure partie de cette végétation se trouve dans l’hémisphère Nord, car c’est là que se trouvent la plupart des terres. D’un maximum en mai, le niveau diminue au printemps et en été dans le nord, à mesure que la croissance de nouvelles plantes absorbe le CO2 de l’atmosphère par photosynthèse. Après avoir atteint un minimum en septembre, le niveau augmente à nouveau dans le nord à l’automne et pendant l’hiver, à mesure que les plantes et les feuilles meurent et se décomposent, libérant le gaz dans l’atmosphère. L’impact du plancton vert sur les océans du monde, qui pourrait contribuer à éliminer jusqu’à 60% du dioxyde de carbone de l’atmosphère par la photosynthèse, n’a pas encore été étudié.
Les mesures de CO2 à l’observatoire du Mauna Loa sont effectuées à l’aide d’un type de spectrophotomètre infrarouge appelé à ses débuts ‘capnographe’ par son inventeur, John Tyndall, en 1864. Il est désormais connu sous le nom de capteur infrarouge non dispersif. Aujourd’hui, plusieurs capteurs à laser ont été ajoutés pour fonctionner simultanément avec le spectrophotomètre IR de la Scripps, tandis que les mesures effectuées par la NOAA sur le Mauna Loa utilisent un capteur infrarouge non dispersif. De nombreux autres capteurs et de nouvelles technologies sont également utilisés sur le Mauna Loa pour améliorer les mesures.
Charles David Keeling est décédé en 2005. Son fils, Ralph Keeling, professeur de géochimie à la Scripps Oceanography, a pris le relais. .

Adapté de plusieurs articles parus dans la presse américaine.

On peut voir l’évolution de la courbe de Keeling à cette adresse :

https://scripps.ucsd.edu/programs/keelingcurve/

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In my posts about climate change and global warming, I often refer to the Keeling curve to show the carbon dioxide (CO2) concentrations in the atmosphere. Here are a few explanations about this curve and its history.

The Keeling Curve has recorded the changes in CO2 concentrations since the 1950s. It is based on continuous measurements taken at the Mauna Loa Observatory in Hawaii that began under the supervision of Charles David Keeling. Keeling’s measurements were the first to show the significant evidence of rapidly increasing carbon dioxide levels in the atmosphere.

Charles David Keeling, of the Scripps Institution of Oceanography at the University of California San Diego, was the first person to make frequent regular measurements of atmospheric CO2 concentrations. For that purpose, he took readings at the South Pole and in Hawaii from 1958 onwards. Many scientists consider C.D. Keeling’s observations as one of the most important scientific works of the 20th century.

Measurements of carbon dioxide concentrations in the atmosphere had been taken prior to the Mauna Loa measurements, but on an ad-hoc basis across a variety of locations. By 1960, Keeling and his group determined that the measurement records from California, Antarctica, and Hawaii were long enough to see not just the diurnal and seasonal variations, but also a year-on-year increase that roughly matched the amount of fossil fuels burned per year. In the article that made him famous, Keeling observed: « at the South Pole the observed rate of increase is nearly that to be expected from the combustion of fossil fuel ».

Due to funding cuts in the mid-1960s, Keeling was forced to abandon continuous monitoring efforts at the South Pole, but he managed to save enough money to maintain operations at Mauna Loa, which have continued to the present day, alongside the monitoring program by NOAA.

The measurements collected at Mauna Loa show a steady increase in mean atmospheric CO2 concentration from about 315 parts per million by volume (ppmv) in 1958 to 405.97 ppmv on October 14th, 2018. This increase in atmospheric CO2 is due to the combustion of fossil fuels, and has been accelerating in recent years. Since carbon dioxide is a greenhouse gas, this has significant implications for global warming. Measurements of carbon dioxide concentration in ancient air bubbles trapped in polar ice cores show that mean atmospheric CO2 concentration has historically been between 275 and 285 ppmv during the Holocene epoch (9,000 BCE onwards), but started rising sharply at the beginning of the nineteenth century.

Keeling and collaborators made measurements on the incoming ocean breeze and above the thermal inversion layer to minimize local contamination from volcanic vents. In addition, the data are normalized to negate any influence from local contamination. Measurements at many other isolated sites have confirmed the long-term trend shown by the Keeling Curve, though no sites have a record as long as Mauna Loa.

The Keeling Curve also shows a cyclic variation of about 5 ppmv in each year corresponding to the seasonal change in uptake of CO2 by the world’s land vegetation. Most of this vegetation is in the Northern hemisphere, since this is where most of the land is located. From a maximum in May, the level decreases during the northern spring and summer as new plant growth takes carbon dioxide out of the atmosphere through photosynthesis. After reaching a minimum in September, the level rises again in the northern fall and winter as plants and leaves die off and decay, releasing the gas back into the atmosphere. The impact of green plankton material in the world’s oceans, which may actually be responsible for taking up to 60% of the carbon dioxide out of the atmosphere through photosynthesis is yet to be fathomed though.

Carbon dioxide measurements at the Mauna Loa observatory in Hawaii are made with a type of infrared spectrophotometer first called a capnograph by its inventor, John Tyndall, in 1864 but now known as a nondispersive infrared sensor. Today, several laser-based sensors are being added to run concurrently with the IR spectrophotometer at Scripps, while NOAA measurements at Mauna Loa use nondispersive infrared sensor. Multiple other sensors and technologies are also used at Mauna Loa to augment these measurements.

Charles David Keeling died in 2005. Supervision of the measuring project was taken over by his son, Ralph Keeling, a professor of geochemistry at Scripps Oceanography.

Adapted from several articles released in the American press.

One can see the evolution of the Keeling Curve at this address:

https://scripps.ucsd.edu/programs/keelingcurve/

Observatoire du Mauna Loa (Photo: C. Grandpey)

Courbe montrant la variation cyclique sur une année

Evolution des concentrations de CO2 sur deux ans

Evolution des concentrations de CO2 depuis 1958

[Source: Scripps Institution of Oceanography]

 

 

L’avenir du Kilauea se lit dans le passé du Mauna Loa // Kilauea’s future lies in Mauna Loa’s past

Lorsque les avions survolent la Grande Ile d’Hawaii, les premières montagnes que l’on aperçoit à travers le hublot sont les masses imposantes du Mauna Kea et du Mauna Loa, la plus haute montagne sur Terre. Mesuré à partir de sa base au fond de l’océan, ce volcan est plus haut que le Mont Everest. Le Mauna Loa donne une bonne idée de ce à quoi ressemblera le Kilauea dans un avenir lointain.
L’éruption actuelle du Kilauea qui a débuté au début du mois de mai 2018 nous rappelle que ce volcan sera le prochain édifice dont la masse dominera la Grande Ile. Au cours des 1 000 prochaines années, la lave continuera probablement à recouvrir des zones entières et permettra au Kilauea de grandir. On remarquera aujourd’hui que 90% de la surface du volcan est recouverte de lave datant de moins de 1 000 ans.
Le Mauna Loa, bien que beaucoup plus ancien, a connu une évolution semblable. Il a émergé de l’océan il y a 300 000 ans et les géologues de l’USGS pensent qu’il a connu une croissance rapide depuis cette époque. Il n’y a aucune raison de croire que la croissance du Kilauea sera très différente de celle du Mauna Loa. Personne n’a pu assister à l’évolution du Mauna Loa car les premières personnes ont débarqué sur les îles hawaïennes il y a 1500 ans, alors que le volcan dominait déjà le paysage. Depuis cette époque lointaine, les Hawaïens ont régulièrement assisté aux éruptions du Kilauea et l’ont vu grandir en même temps que la lave se déversait dans la mer. Depuis 1983, date à laquelle la dernière éruption a commencé, le Kilauea a ajouté plus de deux kilomètres carrés de terres nouvelles à la Grande Île. Les géologues s’attendent à ce que le volcan continue d’empiler les couches de lave les unes après les autres, comme l’a fait le Mauna Loa dont le nom signifie « Longue Montagne » en hawaiien. Avec l’accumulation de lave au cours des millénaires, le Kilauea aura une forme assez semblable à celle du Mauna Loa ; il deviendra un volcan bouclier, mais il n’est pas certain qu’il atteigne les dimensions extraordinaires de son voisin.
La source magmatique des volcans hawaïens est un « point chaud » stationnaire qui alimente cinq volcans de Big Island et quatre d’entre eux sont encore en mesure de déverser leur lave. Le Kilauea est parmi les plus actifs. En 1955, le volcan a déjà répandu de la lave sur 16 kilomètres carrés de l’île. Comme le montre l’activité des dernières semaines, il n’a pas perdu de sa vigueur et il n’y a aucune raison que cela change dans les années à venir. Si l’on observe l’histoire géologique, les coulées de lave du Kilauea apparaissent fréquemment, même s’il peut y avoir des intervalles de 10, 15 ou 30 ans entre les éruptions majeures. Pendant les périodes où le Kilauea est calme, le Mauna Loa semble prendre le relais. La « Longue Montagne » est peut-être vieille, mais elle n’a pas dit son dernier mot! Selon l’USGS, 90 pour cent de la surface du Mauna Loa est couverte de coulées de lave géologiquement jeunes qui se sont épanchées au cours des 4 000 dernières années.
Les habitants vivant sur ou près de ces volcans sont conscients des risques. Il y a des récits de coulées de lave, de maisons qui ont failli être détruites et d’autres qui ont été englouties. Ainsi va l’histoire du Kilauea qui doit continuer à vomir sa lave s’il veut devenir aussi grand que le Mauna Loa …
Adapté de plusieurs médias américains.

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When planes fly over Hawaii Big Island, the first mountains you see are the huge masses of Mauna Kea and Mauna Loa, the most massive mountain on Earth. Measured from its deep ocean base, the volcano is taller than Mount Everest. In itself, it is a picture of what is to come for Kilauea.

Kilauea’s current eruption which started in early May reminds us that Kilauea is next in line to become a dominant presence on the Big Island, like Mauna Loa. In the next 1,000 years or so, lava will almost certainly flow over every neighbourhood on the volcano, as it continues growing. There’s good precedent for this. Today, 90 percent of the volcano is covered in lava that is less than 1,000 years old.

Mauna Loa, though far more ancient, once behaved in much the same way. The volcano emerged from the ocean some 300,000 years ago, and USGS believes it has grown rapidly upward since then. There is no reason to expect the events of Kilauea will be very much different than those that took place at Mauna Loa. Nobody could witness the growth of Mauna Loa because the first people landed on the Hawaiian islands some 1,500 years ago, when Mauna Loa was already the dominant Hawaiian mountain. Since then, however, Hawaiians have regularly witnessed Kilauea erupt and grow larger as lava poured into the sea. Since 1983 when the last eruption began, Kilauea has added more than two square kilometres of new land to the Big Island, and geologists expect the volcano to continue adding layer upon layer, building out and up like Mauna Loa, which is Hawaiian for « Long Mountain. »

With the accumulation of lava over the millennia, Kilauea will be quite similar in shape – it will become a shield volcano – but it is less certain if it will ever meet Mauna Loa’s extraordinary height and girth.

The source of magma for Hawaiian volcanoes is a stationary « hot spot » that feeds the Big Island’s five volcanoes four of which will erupt again. Kilauea is very active. In 1955, the volcano poured lava over 16 square kilometres of the island. And as the last few weeks specifically have shown, the activity has not relented. There is no reason to see why that would change in the future. In the long geologic perspective, Kilauea’s lava flows are occurring pretty quickly, even though there may be 10, 15, or 30-year intervals between significant lava eruptions. During the periods when Kilauea stops erupting lava, that seems to be when Mauna Loa comes alive again. The large mountain may be ancient, but it’s not nearly done ! According to USGS, 90 percent of Mauna Loa’s surface is covered in geologically young lava flows that have occurred in the last 4,000 years.

Locals living on or near these volcanoes are well-aware of the risks. There are continuing stories of lava flows, close calls, and engulfed homes. This is what Kilauea needs to do if it ever wants to grow into something approximating Mauna Loa…

Adapted from several U.S. news media.

Le Mauna Loa (à gauche) et le Mauna Kea (à droite) peu de temps avant l’atterrissage à Hilo (Photo: C. Grandpey)

Coulée de lave sur le flanc du Pu’uO’o en 2007 (Photo: C. Grandpey)

Mauna Loa (Hawaii): Baisse du niveau d’alerte // The alert level has been lowered

Les réseaux de surveillance sismique et inclinométrique du Mauna Loa enregistrent des niveaux de sismicité et déformation du sol proches de la normale depuis au moins six mois. Ces observations indiquent que le volcan ne montre plus un niveau d’activité élevé. En conséquence, le HVO a abaissé le niveau d’alerte volcanique à Normal et l’alerte aérienne à le couleur Verte.
De 2014 à 2017, les stations sismiques du Mauna Loa avaient enregistré une série de séismes peu profonds et de faible magnitude sous le sommet, la zone supérieure du Rift Sud-Ouest et sous le flanc ouest du volcan. Pendant cette même période, le HVO avait également enregistré des déformations du sol correspondant à une arrivée de magma dans la chambre superficielle du volcan. En conséquence, le niveau d’alerte avait été élevé à Vigilance et la couleur de l’alerte aérienne était passée au Jaune en septembre 2015.
Source: HVO.

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The seismic and deformation monitoring networks on Mauna Loa have been recording near background levels of seismicity and ground motion for at least the last six months. These observations indicate that the volcano is no longer at an elevated level of activity. Accordingly, HVO has lowered the alert level to Normal and the aviation colour code to Green.
From 2014 through much of 2017, the seismic stations on Mauna Loa had recorded elevated rates of shallow, small-magnitude earthquakes beneath the summit, the upper Southwest Rift Zone, and the west flank of the volcano. During that same time period, HVO measured ground deformation consistent with input of magma into the volcano’s shallow magma storage system. As a consequence, the alert level had been raised to Advisory and the aviation colour code to Yellow in September 2015.

Source: HVO.

Caldeira sommitale du Mauna Loa (Photo: C. Grandpey)

Les éruptions explosives du Mauna Loa (Hawaii) // Mauna Loa’s explosive eruptions (Hawaii)

Les volcans hawaiiens donnent en général naissance à des coulées de lave peu dangereuses, mais une petite partie des matériaux émis pendant les éruptions présente aussi un caractère explosif. Dans la mesure où les risques associés aux éruptions explosives sont beaucoup plus importants que ceux associés aux coulées de lave, l’étude des dépôts laissés par les éruptions explosives sur le Mauna Loa aide à mieux comprendre le fonctionnement des volcans hawaïens et les dangers qu’ils représentent pour la population.
En 1840, une expédition conduite par le lieutenant Charles Wilkes a étudié pour la première fois la caldeira sommitale du Mauna Loa. Les rapports d’observations laissent supposer qu’aucun dépôt explosif n’a été découvert..
En 1885, Thomas Jaggar, fondateur de l’Observatoire des Volcans d’Hawaï (le HVO), associa les dépôts présents sur la lèvre de la caldeira sommitale à la colonne éruptive produite par la première phase de l’éruption de 1877 qui avait été précédemment décrite par un missionnaire.
Alors qu’il faisait l’ascension du Mauna Loa en 1924, un ancien géologue de l’USGS a remarqué des dépôts d’explosions dans un kipuka (une zone de terre entourée d’une ou plusieurs coulées de lave plus jeunes) le long de l’Āinapō Trail. Il en a conclu que les éruptions qui avaient produit ces dépôts étaient d’origine phréatique.
En 1949, un géologue du HVO a observé que des blocs angulaires éjectés par des explosions étaient éparpillés sur le pourtour de la caldeira de Moku’weweoweo, avec des diamètres pouvant atteindre 1,50 mètre dans le secteur nord-ouest de la caldeira. À la cabine édifiée au sommet du volcan, il a observé une quantité importante de cendre ainsi que des blocs jusqu’à 1 mètre de diamètre. Lui aussi a conclu que les éruptions étaient phréatiques et que les dépôts provenaient d’une série d’explosions dans la zone sommitale.
La question était de savoir quand ces éruptions explosives se sont produites. Le charbon de bois est normalement utilisé pour dater les coulées de lave au Carbone 14, mais on n’en trouve pas au-dessus de la limite de la végétation. C’est pourquoi les géologues ont utilisé la datation par isotopes cosmogéniques pour dater les roches qui ont été régulièrement exposées aux rayons cosmiques autour de la caldeira de Moku’weweoweo.

Des échantillons représentatifs de chaque zone de dépôts et des coulées de lave sous-jacentes (i.e. du substrat) ont été prélevés. Les roches prélevées dans les trois zones près de Moku’weweeo ont été analysées en utilisant la technique de datation par isotopes cosmogéniques. Les résultats concernant les échantillons d’éjectas du secteur ouest ont révélé un âge moyen de 870 avant notre ère. L’âge moyen des coulées de lave sous-jacentes est de 980 ans avant J.C.
Dans le secteur nord-ouest, un seul bloc a présenté un âge de 830 avant J.C.
L’âge de deux blocs du secteur E est de 220 et 150 ans avant notre ère ; ils sont donc relativement récents. L’âge moyen de cinq échantillons de substrat prélevés près de la cabine au sommet est de 980 ans avant J.C.
Le Mauna Loa a connu au moins quatre éruptions phréatiques au niveau de la caldeira sommitale au cours des 880 dernières années. Bien que personne ne vive au sommet du volcan, de nouvelles éruptions explosives pourraient constituer une menace pour les personnes présentes lorsqu’elles se produisent et pour les avions qui survolent le sommet.
Source: USGS / HVO.

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Hawaiian volcanoes usually produce harmless lava flows, but a small percentage of the material produced by the eruptions is explosive in character. Since risks associated with explosive eruptions are much greater than those associated with lava flows, investigating the deposits on Mauna Loa is an important part of understanding how Hawaiian volcanoes work and the full range of hazards they pose.

In 1840, an expedition led by Lieutenant Charles Wilkes provided the first documented investigation of Mauna Loa’s summit caldera. The reports of his observations suggest that he saw no explosive deposits.

In 1885,   Thomas Jaggar, founder of the Hawaiian Volcano Observatory, later associated the deposits on the rim of the summit caldera with the eruption column in the opening phase of the 1877 eruption previously described by a missionary.

While ascending Mauna Loa in 1924, a former USGS geologist, noted explosion deposits in a kipuka (an area of land surrounded by one or more younger lava flows) along Āinapō Trail. He concluded that the eruptions producing the debris were phreatic in origin.

In 1949, a HVO geologist observed that angular blocks of rocks ejected by explosions were scattered about the rim of Moku‘āweoweo, with maximum diameters of 1.5 metres on the northwest fan. At the National Park’s summit cabin, he noted an abundance of ash, as well as blocks up to 1 metre in size. He, too, concluded that the eruptions were phreatic and that the deposits were caused by a series of explosions from the summit caldera area.

The question was to know when these explosive eruptions occurred. Charcoal is normally used to date lava flows, but it is not found above tree line. Therefore, geologists use cosmogenic radionuclide dating to establish reliable ages of the rocks around the Moku‘āweoweo caldera, which have been steadily exposed to cosmic rays.

In a study of the deposits, representative samples from each fan and the underlying lava flows were collected. Rocks from all three fans near Moku‘āweoweo were processed using the exposure dating technique.

Results from exposure age-dating of the three west fan ejecta samples yield an average age of 870 before present (BP). The average age of the underlying lava flows is 980 years BP.

From the northwest fan, a single block yielded an age of 830 years BP.

The east fan’s exposure ages for two blocks are 220 and 150 years BP, making this deposit very young! The average age from five substrate samples near the summit cabin is 980 years BP.

Mauna Loa has had at least four explosive phreatic eruptions from the caldera region in the past 880 years. Although no one lives at the summit of Mauna Loa, additional explosive summit eruptions have the potential to pose a threat to people on the ground and to aircraft.

Source : USGS / HVO.

Sommet du Mauna Loa (Crédit photo: USGS / HVO)

Photos: C. Grandpey

Poli’ahu, Reine du Mauna Kea (Hawaii) // Poli’ahu, Queen of Mauna Kea (Hawaii)

Le Mauna Kea domine la Grande Ile d’Hawaii de ses 4207 mètres. En raison de son isolement et de son altitude, ce volcan considéré comme éteint un lieu idéal pour l’astronomie. Toutefois, les traditions ont la peau dure. Beaucoup d’Hawaiiens considèrent que la montagne est sacrée et ils luttent pour la conserver dans son état naturel. Quand la NASA a voulu construire un télescope au sommet du Mauna Kea, son étude d’impact environnemental a été contestée par les défenseurs du site qui ont finalement gagné la partie. La NASA a retiré sa proposition et tous les autres projets de construction de télescopes ont été abandonnés. Les Hawaiiens restent vigilants et tiennent à protéger cette terre sacrée et ses divinités, comme Poli’ahu qui a élu domicile sur le Mauna Kea.
Quatre jeunes filles revêtues de capes blanches appartiennent à la mythologie hawaiienne. Elles sont toutes d’une grande beauté, pleines d’esprit et de sagesse ; elles adorent l’aventure et détestent Pele, la déesse des volcans. Elles incarnent les idées mythiques de la guerre éternelle entre la chaleur et le froid, le feu et la glace. Ce sont elles qui règnent sur les montagnes au nord et hantent les sommets enneigés. Pour lutter contre le froid glacial, elles revêtent des manteaux de kapa, blancs comme la neige. Les quatre jeunes filles ont toutes le pouvoir d’abandonner cette cape blanche et de la remplacer par des vêtements sur lesquels étincelle la lumière dorée du soleil. Parfois, elles blanchissent les sommets et les pentes des montagnes qui reprennent leurs couleurs naturelles à mesure que les jeunes filles descendent vers la mer en traversant des terres rendues fertiles parcourues par les ruisseaux et inondées de soleil …
Poli’ahu, la plus connue de ces jeunes filles des montagnes, aimait les falaises sur la côte orientale de la Grande Ile Hawaï où elle allait se promener parmi les mortels et rivaliser avec leurs chefs dans leurs nombreux jeux de hasard et d’adresse. Parfois, elle revêtait son manteau blanc fait du kapa le plus pur et venait se reposer sur le rebord de la falaise surplombant les torrents qui tombaient en cascades dans la mer.
C’est au cours de cette période que Poli’ahu a rencontré Pele, la jeune femme détentrice du feu des volcans. Pele aimait pratiquer le « holua« , une course sur des planches longues et étroites filant sur les pentes des montagnes. Le plus souvent, elle apparaissait sous la forme d’une femme merveilleusement belle, bien différente des autres femmes qui pratiquaient ce sport.

Les chefs des différentes îles hawaiiennes avaient leurs propres lieux de rencontre pour chacun des sports auquel ils se livraient. C’étaient des lieux abrités où se pratiquaient les jeux d’argent, des clairières ouvertes où ils s’adonnaient à la boxe et au jet de lances, ou encore des côtes où la splendeur des fortes vagues provoquait des sensations enivrantes.

Soudain apparut une étrangère d’une beauté incomparable. Poli’ahu l’accueillit et les courses continuèrent. Certaines légendes racontent que Pele n’a pas accepté la supériorité de Poli’ahu dans la pratique du holua. Elle se débarrassa alors de tout déguisement et fit jaillir le feu des profondeurs du Mauna Kea. Elle pourchassa Poli’ahu de ses fontaines de lave et la fit s’enfuir vers le sommet de la montagne. La cape de neige faite de kapa fut vite atteinte par la lave et commença à brûler. Mais Poli’ahu reprit des forces. Elle se saisit de sa cape, la traîna et l’emporta avec elle. Elle la jeta d’un geste ample au-dessus de la montagne, tandis que toute la Grande Ile étaient secouée de tremblements de terre. Obéissant à l’appel de la déesse des neiges, les nuages ​​recouvrirent le sommet de la montagne et se déployèrent sur les pentes, jusqu’à atteindre les fontaines de feu. La lave commença à refroidir et durcir, si bien que les coulées furent repoussées dans les profondeurs du Mauna Loa et du Kilauea.
Poli’ahu a affronté Pele d’autres fois dans des batailles légendaires. Elle a réussi à maintenir la partie supérieure du Mauna Kea sous son manteau de neige et de glace. En descendant vers la mer, les vallées fertiles témoignent des dons de la déesse à la beauté de la terre et au bien-être des hommes.
Sortie du Mauna Loa, Pele a continué à provoquer de puissantes éruptions pour essayer de vaincre la jeune fille au blanc manteau de neige, mais les Hawaiiens disent que Pele a toujours été vaincue et sera toujours défaite dans ce genre d’affrontement. Le royaume de Pele se limite à la moitié sud de l’île Hawaï, tandis que les jeunes filles des neiges règnent sur les terres du nord.

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Because of its isolation and height (4,207 m), Mauna Kea is ideal territory for astronomy, but those who consider the mountain sacred have struggled to keep it in its natural state. When NASA wanted to build a telescope at the very top of the mountain, its environmental impact study was challenged by Mauna Kea’s defenders who eventually won when NASA ultimately withdrew its proposal and all other plans to build telescopes atop the mountains were abandoned. Those who follow the old ways will continue their vigilance in order to protect this sacred land and divine beings, like Poli’ahu, who call Mauna Kea home.

There are four maidens with white mantles in the mythology of the Hawaiians. They are all queens of beauty, full of wit and wisdom, lovers of adventure, and enemies of Pele, the goddess of volcanoes. They embody the mythical ideas of eternal warfare between heat and cold, fire and frost. They rule the mountains north of Kilauea and dwell in the cloud-capped summits. They clothe themselves against the bitter cold with snow-mantles. They all have the power of laying aside the white garment and taking in its place clothes made from the golden sunshine. Sometimes the 4 maidens clothe the mountain tops and upper slopes with white, which melts as the maidens come down closer to the sea through lands made fertile by streams and sunshine…

Poli’ahu, the best-known among the maidens of the mountains, loved the eastern cliffs of the great island Hawaii. Here she sported among mortals, meeting the chiefs in their many and curious games of chance and skill. Sometimes she wore a mantle of pure white kapa and rested on the ledge of rock overhanging the torrents of water which in various places fell into the sea.

It was in those days that Poli’ahu met Pele, the maiden of volcanic fires. Pele loved the “holua”, the race of sleds, long and narrow, coasting down sloping, grassy hillsides. She usually appeared as a woman of wonderfully beautiful countenance and form, a stranger unknown to any of the different companies engaging in the sport.

The chiefs of the different districts of the various islands had their favorite meeting-places for any sport in which they desired to engage. These were sheltered places where gambling reigned, open glades where boxing and spear throwing could best be practiced, coasts where the splendid surf made riding the waves on surfboards a scene of intoxicating delight. Suddenly in their midst appeared a stranger of surpassing beauty. Poli’ahu welcomed her and the races were continued. Some of the legend-tellers think that Pele was angered by the superiority of Poliahu. The ground began to grow warm and Poli’ahu knew her enemy. Pele threw off all disguise and called for the forces of fire to burst open the doors of the subterranean caverns of Mauna Kea. Up toward the mountain she marshaled her fire fountains. Poli’ahu fled toward the summit. The snow-mantle was seized by the outbursting lava and began to burn up. Poliahu grasped the robe, dragging it away and carrying it with her. Soon she regained strength and threw the mantle over the mountain. There were earthquakes upon earthquakes, shaking the great island from sea to sea.. Clouds gathered over the mountain summit at the call of the snow goddess. Farther and farther down the sides the snow mantle unfolded until it dropped on the very fountains of fire. The lava chilled and hardened and choked the flowing burning rivers. Pele’s servants became her enemies. The lava, becoming stone, filled up the holes out of which the red melted mass was trying to force itself. Checked and chilled the lava streams were beaten back into the depths of Mauna Loa and Kilauea.

Poli’ahu in legendary battles has met Pele many times. She has kept the upper part of the mountain desolate under her mantle of snow and ice; but down toward the sea most fertile and luxuriant valleys and hillside slopes attest the gifts of the goddess to the beauty of the land and the welfare of men.

Out of Mauna Loa, Pele has stepped forth again and again, and has hurled eruptions of mighty force and great extent against the maiden of the snow mantle, but the natives say that in this battle Pele has been and always will be defeated. Pele’s kingdom has been limited to the southern half of the island Hawaii, while the snow maidens rule the territory to the north.

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Poli’ahu règne sur le Mauna Kea…

…pendant que Pele surfe sur les vagues de feu du Mauna Loa…

Photos: C. Grandpey

Le Grand Séisme de Ka’u (Hawaii) en 1868 // The great 1868 earthquake of Ka’u (Hawaii)

Aujourd’hui 2 avril 2018 marque le 150ème anniversaire du plus puissant séisme jamais enregistré à Hawaï au cours des deux derniers siècles. D’une magnitude estimée à M 7,9, ce séisme avait son épicentre près de Pahala dans le district de Ka’u. Connu sous le nom de Grand Séisme de Ka’u, il a atteint la même intensité que celui de San Francisco en 1906. Il a été ressenti jusque sur l’île de Kauai et a fait s’arrêter les horloges sur l’île d’Oahu. À Ka’u, où les secousses ont duré plusieurs minutes, la destruction fut presque totale. Les bâtiments et les murs construits en pierre ont été détruits jusqu’à Hilo. Les secousses ont provoqué des glissements de terrain depuis  Ka’u jusque sur la côte nord d’Hamakua et ont provoqué une petite éruption sur la zone de Rift Sud-Ouest du Kilauea. Une coulée de boue à Wood Valley, au nord de Pahala, a enseveli 31 Hawaïens. Un tsunami a fait déferler au moins huit vagues de plus de 6 mètres de hauteur pendant plusieurs heures. Elles ont causé des dégâts de South Point (Kalae) à Cape Kumukahi (Kapoho), détruit plus de 100 structures et tué 47 personnes. Si un tel événement se produisait aujourd’hui, le Grand Séisme de Ka’u serait l’un des plus puissants enregistrés ces dernières années à travers le monde. Comme l’île d’Hawaï était peu peuplée en 1868, les pertes humaines furent limitées.
À Hawaï, les séismes les plus destructeurs se produisent le long d’une faille en pente douce située entre la base des volcans et l’ancien fond océanique sur lequel ils reposent. Cette faille, située à une profondeur d’environ 11 km, est connue géologiquement sous le nom de faille de décollement (du mot français « décoller », qui signifie « se détacher de »).
Une grande partie de l’île d’Hawaii a été secouée par l’événement de 1868. Si l’on se réfère aux mesures effectuées lors du séisme de M 7 à Kalapana en 1975, également sur la faille de décollement, toute la partie de l’île située au sud et à l’est du sommet et des zones de rift du Mauna Loa s’est probablement déplacée vers la mer et s’est affaissée durant la séisme de 1868.
Le Grand Séisme de Ka’u du 2 avril faisait partie d’une crise volcanique de longue durée qui s’est déroulée pendant 16 jours. Le 27 mars, une éruption a commencé en douceur dans le Moku’aweoweo, la caldeira sommitale du Mauna Loa. L’activité sismique a augmenté tout au long de la journée et, dans l’après-midi du 28 mars, un séisme de magnitude 7,0 s’est produit à Ka’u et a causé d’importants dégâts. Au cours des quatre jours suivants, des secousses presque continues ont été signalées à Ka’u et à Kona Sud. Les séismes se sont poursuivis à raison de 50 à 300 événements par jour – dont un événements de M 6,0 – jusqu’au 2 avril, date à laquelle le Grand Séisme de Ka’u s’est produit à 16 heures. Une violente réplique a eu lieu le 4 avril et des répliques de magnitude décroissante ont continué pendant plusieurs dizaines de jours.
Le Grand Séisme de Ka’u a débloqué la zone de rift sud-ouest du Mauna Loa et le 7 avril 1868 une fissure éruptive s’est ouverte sur le volcan, juste au-dessus de la zone où se trouvent aujourd’hui la route 11 et à l’est des Hawaiian Ocean View Estates.
Bien que nous ne sachions pas à quelle fréquence des événements aussi puissants que le Grand Séisme de Ka’u peuvent se produire, nous savons qu’à Hawaii ce sont les volcans actifs qui gèrent les contraintes qui génèrent les plus grands séismes. Les risques liés au Mauna Loa comprennent donc des éruptions, mais aussi de puissants séismes le long de la faille de décollement de Ka’u et de Kona Sud, comme le confirme le séisme de M 6.9 enregistré près de Captain Cook en 1951. Pour cette raison, il est conseillé aux habitants de l’île d’Hawaii de se tenir prêts à faire face à des éruptions volcaniques, mais aussi à des séismes potentiellement destructeurs.
Source: USGS / HVO.

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Today April 2nd 2018 marks the 150th anniversary of the largest earthquake to strike Hawaii in the last two centuries. Estimated to be an M 7.9 event, this earthquake struck near Pahala in the Ka‘u District of the Island of Hawaii in 1868. Known as the great Ka’u earthquake, it had the same maximum intensity as the 1906 San Francisco earthquake. It was felt as far away as the island of Kauai and stopped clocks on Oahu. In Ka’u, where the shaking went on for several minutes, the destruction was nearly total. Stone buildings and walls were destroyed as far away as Hilo. The shaking caused landslides from Ka’u to Hawaii Island’s northern Hamakua coast and induced a small eruption on Kilauea Volcano’s Southwest Rift Zone. A mudslide in Wood Valley north of Pahala buried 31 Hawaiians. A tsunami, consisting of at least eight waves over several hours, was estimated to be more than 6 metres high in Ka’u. The waves caused damage from South Point to Cape Kumukahi (Kapoho), destroyed more than 100 structures, and took 47 lives. If it happened today, the great Ka’u earthquake would be one of the world’s strongest earthquakes of these past years. Because the Island of Hawaii was sparsely populated in 1868, the loss of lives was limited.

In Hawaii, the most destructive earthquakes occur along a gently sloping fault between the base of the volcanoes and the ancient ocean floor on which they are built. This fault, located at a depth of approximately 11 km, is known geologically as a décollement, from the French word “décoller,” which means “to detach from.”

A large part of the Island of Hawaii moved during the 1868 event. Based on measurements of how much the earth moved during Hawaii’s M 7.7 Kalapana earthquake in 1975, which also occurred on the décollement, the entire island south and east of Mauna Loa’s summit and rift zones probably moved seaward and subsided several metres during the great Ka’u earthquake of 1868.

The April 2nd great Ka’u earthquake was part of a larger volcanic crisis that unfolded over 16 days. On March 27th, an eruption quietly began in Moku’aweoweo, the caldera at the summit of Mauna Loa. Seismic activity increased through the day, and by the afternoon of March 28th, an M 7.0 earthquake occurred in Ka’u, which caused extensive damage. During the following four days, nearly continuous ground shaking was reported in Ka’u and South Kona. Earthquakes continued at rates of 50 to 300 events per day, including an M 6.0 each day, leading up to April 2nd, when the great Ka‘u earthquake occurred at 4 p.m. A severe aftershock occurred on April 4th, and aftershocks of decreasing magnitudes continued for several tens of days.

The great Ka’u earthquake unlocked Mauna Loa’s Southwest Rift Zone, and on April 7th, 1868, an eruptive fissure opened low on the mountain, just above today’s Highway 11 and east of Hawaiian Ocean View Estates.

Though we do not know how often events as large as the great Ka’u earthquake occur, we do know that, in Hawaii, active volcanoes drive the stresses that generate the largest earthquakes. Mauna Loa’s hazards, therefore, include eruptions, as well as large earthquakes along the décollement in Ka’u and South Kona, like the M 6.9 earthquake that occurred near Captain Cook in 1951. Because of this, Island of Hawai‘i residents are encouraged to be prepared for both volcanic eruptions and potentially damaging earthquakes.

Source: USGS / HVO.

Zone de rift dans le désert de Ka’u (Photo: C. Grandpey)