Tentative de détournement de lave sur le Mauna Loa (Hawaii) [2ème partie] // Attempt to divert lava on Mauna Loa (Hawaii) [Part 2]

Quelques heures après le largage des bombes le 27 décembre 1935, Jaggar déclara à la radio  que l’opération était un succès. Il a précisé: «Notre but n’était pas d’arrêter la coulée de lave, mais de la bloquer à la source pour qu’elle prenne une nouvelle trajectoire.»
La coulée de Humu’ula a ralenti, mais elle a continué de progresser et, à 10 heures du matin, le samedi 28 décembre 1935, la lave s’est dirigée vers le nord-est et a pénétré dans la Hilo Forest Reserve, à 30 kilomètres de Hilo Bay. Les incendies allumés par la lave étaient visibles depuis Hilo et constituaient une menace pour l’approvisionnement en eau de la ville. Le samedi en fin d’après-midi, Jaggar a fait état du ralentissement de la coulée, mais sans ajouter que c’était grâce au bombardement de la veille. La coulée de lave s’est arrêtée pendant la nuit mais a repris sa marche en avant le dimanche soir et a continué de progresser.
Le 2 janvier 1936, la coulée de Humu’ula n’avançait plus, mais les gaz continuaient de s’échapper de bouches dans la zone de rift nord-est.
Jaggar était convaincu que le largage des bombes bombe « avait contribué à précipiter la fin de la coulée ». Il a déclaré que « dans un processus naturel, la lave ne cesserait pas d’avancer aussi soudainement. »
À la fin de l’été 1939, Jaggar s’est rendu sur le site du bombardement de 1935. « Ce qui frappe dans la zone bombardée, c’est l’existence en amont de certains orifices percés par les bombes, d’ouvertures dans les tunnels par lesquelles une lave d’aspect pâteux, a émergé pour former un tas, un peu comme un pudding. La destruction du tunnel a refroidi la lave liquide venant de l’amont de telle sorte qu’un barrage s’est formé. Cela confirme la théorie selon laquelle le bombardement a solidifié la lave du tunnel.  […] Avec 12 largages de bombes réussis sur 16 tentatives, il ne fait aucun doute que le bombardement a arrêté la coulée de lave. »

Une reconnaissance sur le terrain à la fin des années 1970 est arrivée à une conclusion différente: « L’examen du site de bombardement n’a montré aucune preuve que ce dernier avait augmenté la viscosité de la lave ; l’arrêt de la coulée de 1935 peu après le bombardement doit être considéré comme une coïncidence.»
Aujourd’hui, en 2020, s’agissant du succès ou de l’échec de l’utilisation d’explosifs pour détourner le cours de la coulée de lave de 1935, le HVO pense que le bombardement a été effectué alors que l’éruption était déjà en train de décliner. Le bombardement n’a pas fait apparaître une nouvelle coulée à la source, comme l’espérait Jaggar au début. La coulée de de Humu’ula n’a pas cessé d’avancer soudainement après le bombardement ; elle s’est arrêtée d’elle-même progressivement au cours de la semaine suivante. [Une conclusion similaire a été avancée sur l’Etna en 1994 après l’introduction d’explosifs dans un tunnel de lave.] La reconnaissance sur le terrain dans les années 1970 n’a pas confirmé l’épaississement de la lave à la sortie du tunnel sous l’effet des bombes, comme l’avait affirmé Jaggar.

S’agissant de la « pointer bomb » de 1935 présente sur le Mauna Loa, le HVO pense qu’il est souhaitable de la laisser intacte à sa place pour rappeler qu’un détournement de lave ne sera probablement pas techniquement, économiquement ou socialement réalisable pour la plupart des futures éruptions à Hawaii. Cette technique reste toutefois une option qui peut être envisagée dans certains situations très particulières

Source: USGS / HVO.

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Hours after bombs were dropped on December 27th, 1935, Jaggar declared the bombing a success on a radio broadcast. He said: “Our purpose was not to stop the lava flow, but to start it all over again at the source so that it will take a new course.”

The Humu‘ula flow slowed but continued to advance, and at 10 a.m. on Saturday, December 28th, 1935, it turned northeast into the Hilo Forest Reserve 30 kilometres from Hilo Bay. Fires ignited by the lava were visible from Hilo and posed a threat to Hilo’s water supply. By late Saturday afternoon, Jaggar reported on the flow’s slowing, but was not yet prepared to say that it was the result of the previous day’s bombing. The flow stopped overnight but resumed its forward movement on Sunday evening and continued to advance.

By January 2nd, 1936, the Humu‘ula flow was declared dead, but gas emissions from the Northeast Rift Zone vents continued.

Jaggar was convinced that the bombing “helped hasten end of the flow.” He said that “in a natural end, the lava would not cease so abruptly.”

In late summer 1939, Jaggar visited the 1935 bombing targets. “A striking feature of the bombed area was the existence upstream from some bomb-holes, of tunnel-openings where pasty lava welled up as a heap or pudding. The smashing of the tunnel had cooled the oncoming liquid so that it dammed itself. This confirmed the theory that the bombing solidified the tunnel lava back into the heart of the mountain. “With 12 hits out of 16, there can be no question whatever that the bombing stopped the flow.”

A field investigation in the late 1970s reached a different conclusion: “Ground examination of the bombing site showed no evidence that the bombing had increased viscosity; the cessation of the 1935 flow soon after the bombing must be considered a coincidence.”

Today, in 2020, regarding the success or failure of using explosives to influence the 1935 lava flow, HVO’s view is that the bombing was carried out as the eruption was already waning. Bombing did not start a new flow at the source as Jaggar originally hoped. The Humu’ula flow did not cease abruptly after the bombing but died slowly over the following week. [A similar conlusion was reached on Mt Etna in 1994 after explosives were dropped in a lava tunnel.] The 1970s investigation confirmed no thickening of vent lava by the bombs as Jaggar claimed.

Back to the 1935 pointer bomb on Mauna Loa, HVO thinks that it might be left intact as a reminder that lava diversion may not be technically, economically, nor socially feasible for most future Hawaiian eruptions, but is an option that could be considered for some situations.

Source: USGS / HVO.

Etna : Préparatifs pour l’introduction de blocs de béton dans un tunnel de lave pendant l’éruption de 1991-1994 (Photo: C. Grandpey)

Tentative de détournement de lave sur le Mauna Loa (Hawaii) [1ère partie] // Attempt to divert lava on Mauna Loa (Hawaii) [Part 1]

Fin février 2020, les médias hawaïens ont fait état de la découverte de deux bombes sur le flanc nord du Mauna Loa, mais sans donner plus de détails. On apprend aujourd’hui que les deux bombes faisaient partie d’un largage par des avions de l’US Army Air Corp sur la coulée de lave Humu’ula le 27 décembre 1935. Selon Jack Lockwood – ancien directeur du HVO, que je salue ici –  20 de ces bombes étaient des « demolition bombs » MK I de 600 livres, chacune chargée de 355 livres de TNT et armée d’un détonateur à retardement d’un dixième de seconde. Les 20 autres étaient des « pointer bombs » qui ne contenaient que de petites charges de poudre noire.
La bombe présentée récemment par les médias est l’une des « pointer bombs ». Thomas A. Jaggar, le fondateur du HVO, a décrit la première fois cette bombe lors d’une inspection de la zone en 1939: «La bombe avait pénétré à travers la fine croûte recouvrant la lave liquide et était intacte, avec son nez bien visible dans un tunnel en dessous. » Cette même bombe a été photographiée en 1977 par Lockwood. Sa photo (voir ci-dessous) a été publiée dans un article paru en 1980 avec cette légende: «Pointer bomb» qui a pénétré la coulée pahoehoe en 1935 le long du chenal. »
Les bombes larguées en décembre 1935 faisaient partie d’une première tentative d’utilisation d’explosifs pour arrêter ou détourner une coulée de lave à Hawaï. La destruction d’un tunnel fait partie des trois techniques de base de détournement d’une coulée. Cependant, le détournement de la lave fait l’objet d’un grand débat à Hawaii ; Quelles sont les chances de succès d’une telle initiative ? A-t-on le droit d’intervenir sur des processus naturels au risque de déplaire à la déesse Pele ?
J’ai écrit le 19 décembre 2017 sur ce blog une note relative au détournement des coulées de lave. Vous le trouverez à cette adresse:
https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2017/12/19/detournement-des-coulees-de-lave-diversion-of-lava-flows/

Comme je l’explique dans mon article, la première tentative de détournement de la lave a été effectuée par un groupe de citoyens de la ville de Catane (Sicile) en 1669, quand une  importante coulée de lave émise par l’Etna a menacé leur ville. Protégés de la chaleur par les peaux de bêtes, ils ont tenté de briser le tunnel qui alimentait la coulée, éloignant ainsi la lave de Catane. Leur tentative a été brièvement couronnée de succès mais a déclenché le courroux des habitants de la localité voisine de Paterno qui se sont vite rendus compte que la lave ainsi détournée pourrait atteindre leur propre ville. Ils ont alors pourchassé les Catanais. L’ouverture pratiquée dans le tunnel de lave s’est ensuite refermée et la coulée a repris son trajet vers Catane, pour atteindre finalement la ville et la Mer Ionienne.
D’autres tentatives de détournement ont eu lieu, notamment en 1983 sur l’Etna, sans oublier l’arrêt d’une coulée de lave par aspersion d’eau en 1973, sur l’île d’Heimaey en Islande.
À Hawaï, l’utilisation de dynamite pour freiner la progression d’une coulée de lave a été envisagée, mais non essayée, en 1881 alors qu’une éruption du Mauna Loa menaçait Hilo. L’utilisation d’explosifs a été à nouveau discutée en 1929 au moment où la population craignait qu’un essaim sismique sur le Hualalai déclenche une éruption, mais le volcan ne s’est pas manifesté. L’occasion suivante s’est présentée quelques années plus tard.
Suite à une éruption sommitale du Mauna Loa en 1933, Thomas Jaggar avait prévu qu’une éruption latérale se produirait sur le volcan dans les deux ans et pourrait menacer Hilo. Sa prévision s’est vérifiée et le Mauna Loa est entré en éruption à la fin du mois de novembre 1935.
Au cours de la première semaine, la coulée de lave émise dans la zone de rift nord-est du volcan s’est dirigée vers la base du flanc nord avant de se diriger vers l’ouest, loin de Hilo. Le 27 novembre 1935, une nouvelle bouche s’est ouverte plus bas sur le flanc nord, avec une coulée qui s’est dirigée vers le nord jusqu’au pied du Mauna Kea, où la lave s’est accumulée. Un mois après le début de l’éruption de 1935, le lac de lave qui s’était formé à la base du Mauna Kea s’est éventré et a envoyé une coulée vers Hilo. La lave progressait à un rythme inquiétant de 1,5 km par jour.
Au cours des deux années de l’éruption, Jaggar envisagé d’utiliser des explosifs pour freiner la coulée de lave qui présentait une menace pour Hilo. [NDLR: la technique a été utilisée sur l’Etna lors de l’éruption de 1991-1994 pour freiner la coulée qui menaçait Zafferana Etnea]. Il pensait mettre sur pied une expédition terrestre transportant du TNT qui serait introduit à proximité de la bouche éruptive. Au lieu de cela, un ami de Jaggar lui a suggéré que les avions de l’armée pourraient larguer des bombes explosives plus rapidement et avec plus de précision. Jaggar a donc demandé l’aide de Army Air Corp, qui lui a été rapidement accordée. Le 27 décembre 1935, dix bombardiers Keystone B-3 et B-4 ont largué 40 bombes dans deux zones bien ciblées de la coulée de lave de Humu’ula, à moins de 2 km de la bouche éruptive du Mauna Loa.
Source: USGS / HVO.

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In late February 2020, Hawaii media reported on the recent discovery of two bombs on the north flank of Mauna Loa, but details were lacking. We learn today that the two bombs were part of a cluster dropped by US Army Air Corp planes on the Humu’ula lava flow on December 27th, 1935. According to a 1980 study by Jack Lockwood, 20 of them were 600-pound demolition MK I bombs, each loaded with 355 pounds of TNT and armed with a 0.1 second time-delay fuse. The other 20 were “pointer bombs”that contained only small black powder charges.

The device featured in recent media reports is one of the pointer bombs. Dr. Thomas A. Jaggar, HVO’s founder, first described this bomb during a 1939 post-eruption inspection of the area: “The bomb had plunged through a thin crust into liquid lava and was intact, its nose exposed protruding down into a tunnel below.” The same bomb was found and photographed in 1977 by Lockwood. His photo (see below) was published in his 1980 paper with the caption, “‘Pointer bomb’ that penetrated 1935 pahoehoe flow alongside channel.”

The December 1935 bombs were part of the first test of using explosives to stall or divert a lava flow in Hawaii. Destroying a lava conduit to redirect a flow is one of three basic diversion tactics. However, lava diversion is the subject of great debate in Hawaii, with concerns about the success of influencing a lava flow’s progress and whether humans should interfere with natural processes and Pele.

I wrote a post about lava diversion on this blog on December 19th, 2017. You will find it at this address:

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2017/12/19/detournement-des-coulees-de-lave-diversion-of-lava-flows/

As I explain in my post, the first known use of lava diversion was by a group of Catania citizens, Sicily, in 1669, when a large lava flow from Mount Etna threatened their town. Protected from the heat by cowhides, they tried to break open the lava conduit that fed the threatening flow, releasing lava into a new path away from Catania. The effort was briefly successful until citizens of nearby Paterno realized that the diverted flow could reach their own city and chased off the Catanians. The hole in the conduit then sealed and the flow toward Catania resumed, ultimately reaching the city and the Ionian Sea.

Other attempts were made, especially in 1983 on Mt Etna, without forgetting the stopping of a lava flow by soraying water on it, in 1973 on the island of Heimaey (Iceland).

In Hawaii, the use of dynamite to disrupt a lava flow was planned, but not tried, in 1881 when a Mauna Loa eruption threatened Hilo. The use of explosives was discussed again in 1929, when residents feared that an earthquake swarm on Hualalai might lead to an eruption of that volcano, but none occurred. The next opportunity came a few years later.

Following a Mauna Loa summit eruption in 1933, Jaggar predicted that a flank eruption would occur on the volcano within two years and might threaten Hilo. His prediction came true as Mauna Loa erupted in late November 1935.

During the first week, the flow moved from the volcano’s Northeast Rift Zone down its north flank and turned west, away from Hilo. But on November 27th, 1935, a new vent opened lower on the north flank and erupted a lava flow that went north to the base of Mauna Kea, where it ponded.

A month after the 1935 eruption began, the lava pond at the base of Mauna Kea breached, sending a flow toward Hilo. This lava flow advanced at an alarming rate of 1.5 km per day.

For the previous two years, Jaggar had talked about using explosives to disrupt a lava flow that might threaten Hilo. [Editor’s note : The technique was used on Mt Etna during the 1991-1994 eruption]. He envisioned a land expedition carrying TNT to near the vent. But a friend of Jaggar’s suggested that Army planes might be able to drop explosive bombs more quickly and accurately. So, Jaggar requested Army Air Corp assistance, which was quickly granted. On December 27th, 1935, ten Keystone B-3 and B-4 biplane bombers delivered 40 bombs to two target areas on the Humu’ula lava flow, both within 2 km of the Mauna Loa vent.

Source : USGS / HVO.

“Pointer bomb” dans la coulée de 1935. (Crédit photo; Jack Lockwood)

Le plus volumineux volcan du monde // The most voluminous volcano of the world

Le plus grand, le plus beau, le plus fort ! Pas de problème, nous sommes aux Etats-Unis ! Jusqu’à présent, on savait que le Mauna Kea sur la Grande Ile d’Hawaii était la plus haute montagne du monde avec 4.207 mètres au-dessus du niveau de la mer, mais 10 210 mètres depuis le plancher océanique. On savait aussi que son voisin, le Mauna Loa, avait la masse de lave la plus importante au monde. Or, au vu d’une étude hawaïenne parue le 8 mai 2020 dans la revue Earth and Planetary Science Letters, le Mauna Loa serait largement devancé par le Pūhāhonu, deux affleurements rocheux perdus au milieu de l’océan Pacifique Nord, à 1100 kilomètres au nord-ouest d’Honolulu. En hawaïen, ce nom signifie « tortue remontant à la surface pour respirer ». Pourtant, sous cette appellation inoffensive se cache le plus grand volcan du monde.

Découverts le 2 juin 1820 par un baleinier américain, ces deux rochers du Pūhāhonu présentent une hauteur de 4.500 mètres depuis le fond de l’océan.Si la taille de cette formation géologique est déjà impressionnante, son volume l’est encore plus car cette masse ne représenterait qu’un tiers du volume total du volcan. L’autre partie se trouve sous le plancher océanique. Selon une analyse au sonar réalisée en 2014, la montagne aurait un volume de 150 000 kilomètres cubes. Les chercheurs expliquent que le volcan est si lourd qu’il a fait s’affaisser la croûte terrestre de plusieurs centaines de mètres sous son poids.

Avec un tel volume, le Pūhāhonu surclasse le Mauna Loa et ses 83 000 kilomètres cubes de roche. Il serait pratiquement deux fois plus imposant que son compatriote.

Cette taille colossale du Pūhāhonu serait due à sa situation sur un point chaud. La température extrêmement élevée du magma en provenance du manteau terrestre aurait permis une production de roche en fusion plus importante que la moyenne.

Source : D’après un article paru sur le site web de GEO.

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The biggest, the most beautiful, the strongest! Sure, we are in the United States! Until now, Mauna Kea on Hawaii Big Island has been known to be the tallest mountain in the world at 4,207 metres above sea level, but 10,210 metres measures from the ocean floor. It was also known that its neighbour, Mauna Loa, had the largest mass of lava in the world. However, in view of a Hawaiian study published on May 8th, 2020 in the journal Earth and Planetary Science Letters, Mauna Loa is largely preceded by Pūhāhonu, two rocky outcrops lost in the middle of the North Pacific Ocean, 1,100 kilometres to the northwest of Honolulu. In Hawaiian, this name means « turtle rising to the surface to breathe ». However, under this harmless designation hides the largest volcano in the world.
Discovered on June 2nd, 1820 by an American whaler, the two rocks of Pūhāhonu have a height of 4,500 metres from the bottom of the ocean. If the size of this geological formation is already impressive, its volume is even more because this mass represents only a third of the total volume of the volcano. The other part is under the ocean floor. According to a sonar analysis carried out in 2014, the mountain has a volume of 150,000 cubic kilometres. Researchers explain that the volcano is so heavy that it has caused the Earth’s crust to sag hundreds of metres under its weight.
With such a volume, Pūhāhonu outperforms Mauna Loa and its 83,000 cubic kilometres of rock. It is almost twice as imposing as his compatriot.
This colossal size of Pūhāhonu is probably due to its location on a hot spot. The extremely high temperature of the magma coming from the Earth’s mantle probably allowed a production of molten rock higher than average.
Source: Based on an article on the GEO website.

Mauna Kea et Mauna Loa (Photo: C. Grandpey)

Emissions et concentrations de CO2 (suite) // CO2 emissions and concentrations (continued)

J’indiquais dans la conclusion de ma note du 14 avril 2020 que la pandémie de COVID-19 aura au moins eu un avantage. Avec la chute des émissions de gaz polluants, l’atmosphère s’est purifiée dans l’Himalaya et on peut actuellement apercevoir les hauts sommets de la chaîne himalayenne depuis 200 kilomètres de distance, ce qui ne s’était jamais vu depuis plusieurs décennies.

Comme je l’ai écrit en caractères gras, on parle ici d’émissions de CO2. Le problème, c’est le les concentrations dans l’atmosphère ne montrent pas le moindre déclin, bien au contraire ! Elles ont même atteint des niveaux record le 9 avril 2020.

On estime à environ 4% la baisse des émissions anthropiques de CO2 depuis le début de l’année 2020. Dans le même temps, les concentrations ont atteint un niveau record de 417,85 ppm sur le Mauna Loa (Hawaii) le 9 avril 2020. Les mesures sont effectuées sur ce volcan depuis la fin des années 1950. Les premiers relevés faisaient alors état d’une concentration de 315 ppm en 1958.

La notion de concentration de CO2 est à distinguer des chiffres concernant les émissions de CO2. Comme je l’ai indiqué précédemment, les émissions représentent ce qui entre dans l’atmosphère en raison des activités humaines, dont la combustion des ressources fossiles et la production de ciment. La concentration indique ce qui reste dans l’atmosphère au terme des interactions entre l’air, la biosphère et les océans. Environ un quart du total des émissions de CO2 sont absorbées par les océans et un autre quart par la biosphère, tempérant l’impact des activités humaines.

J’ai expliqué dans une note publiée le 30 mars 2020 que la concentration de CO2 fait l’objet de variations saisonnières avec un pic situé habituellement vers avril-mai. La barre des 415 ppm a été franchie pour la première fois le 11 mai 2019. Sur la période récente, la hausse se situe entre 2 et 3 ppm par an. les 417,85 ppm du 9 avril confirment dong la tendance actuelle et rien ne dit que le nouveau record ne sera pas battu d’ici la fin mai 2020.

Selon un scientifique de la Scripps Institute of Oceanography, les émissions devraient baisser d’environ 10% pendant près d’une année pour être détectées par l’observatoire du Mauna Loa. Jusqu’à présent, aucun événement dans l’histoire de 62 ans de la courbe de Keeling – y compris le ralentissement économique mondial de 2008 et l’effondrement de l’Union soviétique à la fin des années 1980 – n’a causé une telle baisse.

On peut raisonnablement penser qu’une baisse soutenue de 10% des niveaux de CO2 dans l’atmosphère ferait décliner les concentrations de 0,5 ppm. Ce n’est qu’une hypothèse. Tout dépendra de la longueur de la pandémie à laquelle sont confrontés tous les pays de la planète.

La crise pourrait n’avoir qu’un faible impact sur le changement climatique à long terme car la tendance est soutenue depuis le début des mesures et semble peu affectée par la conjoncture. Pour respecter l’Accord de Paris et limiter le réchauffement climatique de la planète à 1,5°C, il faudrait que les émissions mondiales de CO2 baissent d’environ 6 % par an pendant la prochaine décennie. C’est davantage que la diminution anticipée pour 2020 avec la crise actuelle.

Source : Scripps Institue of Oceanography, global-climat.

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 I indicated in the conclusion of my post of April 14th, 2020 that the COVID-19 pandemic had at least one advantage. With the drop in emissions of polluting gases, the atmosphere has been purified in the Himalayas and one can currently see the high peaks of the Himalayan range from 200 kilometres away, which had never been seen for several decades.
As I wrote in bold, we are talking about CO2 emissions. The problem is that the concentrations in the atmosphere do not show the slightest decline, on the contrary! They even reached record levels on April 9th, 2020.
The decline of anthropogenic CO2 emissions has been estimated at around 4% since the start of 2020. At the same time, concentrations reached a record level of 417.85 ppm on Mauna Loa (Hawaii) on April 9th, 2020 The measurements have been made on this volcano since the end of the 1950s. The first readings then reported a concentration of 315 ppm in 1958.
The concept of CO2 concentration should be distinguished from the figures concerning CO2 emissions. As I put it earlier, emissions represent what enters the atmosphere due to human activities, including the burning of fossil resources and the production of cement. Concentration indicates what remains in the atmosphere after interactions between the air, the biosphere and the oceans. About a quarter of total CO2 emissions are absorbed by the oceans and another quarter by the biosphere, moderating the impact of human activities.
I explained in a post published on March 30th, 2020 that the CO2 concentration is subject to seasonal variations with a peak usually observed in April-May. The 415 ppm mark was crossed for the first time on May 11th, 2019. Over the recent period, the increase has been between 2 and 3 ppm per year. The April 417.85 ppm concentration confirms the current trend, and there is no indication that the new record will not be broken by the end of May 2020.
According to a scientist at the Scripps Institute of Oceanography, emissions would need to drop by about 10% for almost a year before being detected by the Mauna Loa Observatory. So far, no event in the 62-year history of the Keeling curve – including the global economic slowdown of 2008 and the collapse of the Soviet Union in the late 1980s – caused such a drop.
It is reasonable to assume that a sustained 10% drop in atmospheric CO2 levels would decrease the concentrations by 0.5 ppm. This is just an assumption. Everything will depend on the length of the pandemic facing all the countries of the planet.
The sanitary crisis might have only a small impact on climate change in the long term since the trend has been sustained since the start of the measurements and seems little affected by the economic situation. To comply with the Paris Agreement and limit global warming to 1.5°C, global CO2 emissions would have to drop by around 6% per year over the next decade. This is more than the reduction expected for 2020 with the current crisis.
Source: Scripps Institute of Oceanography, global-climat.

Vue de la courbe de Keeling sur un an le 12 avril 2020. La concentration de CO2 dans l’atmosphère atteignait ce jour-là 415,63 ppm.

Passé, présent et futur sur le Mauna Loa (Hawaii) // Past, present and future on Mauna Loa (Hawaii)

Dominant la Grand Ile d’Hawaii de ses 4170 mètres, le, Mauna Loa est l’un des volcans les plus actifs sur Terre. Il est entré en moyenne en éruption tous les 5 à 6 ans au cours des 3 000 dernières années.
Les éruptions peuvent se produire dans différents secteurs du volcan: au sommet, en général dans la caldeira Moku’weweoweo ; le long de l’une des zones de rift nord-est et sud-ouest, ou à partir de bouches radiales à l’extérieur de la caldeira et sur des zones de rift sur les flancs nord et ouest du volcan.
Depuis 1843, Mauna Loa est entré 33 fois en éruption. Parmi ces éruptions historiques, environ la moitié ont commencé au sommet et sont restées confinées dans la zone sommitale. 24% des éruptions ont commencé au sommet puis, au bout de quelques minutes ou quelques jours, elles ont migré vers la zone de Rift Nord-est. 21% ont commencé au sommet puis ont migré vers des altitudes plus basses le long de la zone de Rift Sud-ouest. Environ 6% des éruptions se sont produites au niveau de bouches radiales, mais ces éruptions historiques avaient également une relation avec le sommet.

L’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) surveille le Mauna Loa 24 heures sur 24. Un vaste réseau d’instruments a été mis en place, avec des sismomètres, des inclinomètres, des stations GPS et des webcams, ainsi que des capteurs de température, de SO2 et de CO2. Ces instruments transmettent les données en temps réel au HVO 24 heures sur 24, sept jours sur sept.

Que ce soit pour les éruptions volcaniques ou les autres événements géologiques, le passé est essentiel pour comprendre le futur. C’est pourquoi, pour anticiper le déroulement de la prochaine éruption du Mauna Loa, le HVO se tourne vers le passé.
Au vu des éruptions passées du Mauna Loa, les scientifiques du HVO s’attendent à ce que la prochaine commence au sommet du volcan. Malheureusement, il n’est pas possible de savoir si elle restera confinée au sommet, si elle migrera vers l’une des zones de rift, ou si elle comportera une éruption radiale. Les volcanologues  ne le saurons qu’en observant le processus éruptif.

Comme nous sommes en avril, il est intéressant d’observer les éruptions du Mauna Loa qui se sont produites au cours de ce mois.
En 1942, une éruption a commencé le 26 avril. C’était au moment de la Seconde Guerre mondiale et l’éruption s’est déroulée dans la plus grande discrétion à Hawaï. Les autorités américaines craignaient que l’armée japonaise puisse utiliser la forte lueur émise de nuit par la lave pour guider leurs avions de guerre vers l’archipel hawaiien. L’éruption a commencé sur la lèvre ouest de la caldeira sommitale du Mauna Loa, avant de migrer vers la Zone de Rift Nord-est.

La troisième plus longue éruption sommitale de l’histoire du Mauna Loa a commencé le 7 avril 1940. Des fontaines de lave de 20 à 60 mètres de hauteur ont tout d’abord jailli le long d’une ligne de fissures entre le centre de la caldeira sommitale et une zone sur le flanc sud-ouest du volcan. Le lendemain soir, l’éruption, qui a duré 134 jours, se limitait à la partie sud-ouest de la caldeira. Là, des bouches actives ont construit un cône de cendres et de projections de 100 mètres de haut, encore bien visible aujourd’hui sur le plancher de la caldeira.
Le 10 avril 1926, une éruption a commencé au sommet du Mauna Loa, mais des fissures ont rapidement migré sur 5 kilomètres le long de la Zone de Rift Sud-ouest du volcan. Trois jours plus tard, l’éruption a continué à migrer le long de la zone de rift ; trois bouches sont restées actives entre 2200 et 2400 mètres d’altitude et ont émis de volumineuses coulées de lave «a». La coulée  principale s’est rapidement dirigée vers la mer en détruisant au passage le petit village et le port de Ho`ōpūloa le 18 avril. Cette éruption de courte durée, mais destructrice, s’est terminée le 26 avril.
En 1896, une éruption sommitale de 16 jours a commencé le 21 avril.
Une autre éruption sommitale du Mauna Loa a commencé le 20 avril 1873 et a duré 18 mois.

Au moment où j’écris ces lignes, le Mauna Loa n’est pas en éruption. Son niveau d’alerte reste à ADVISORY (Vigilance conseillée). Des séismes de faible magnitude sont souvent enregistrés dans la partie supérieure du volcan, mais cela ne signifie pas qu’une éruption est sur le point d’avoir lieu. Les instruments montrent que la lente inflation sommitale se poursuit. La température des fumerolles et les concentrations de gaz dans la Zone du Rift Sud-Ouest restent stables.
Source: USGS / HVO.

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On Hawaii Big Island, Mauna Loa (4,170 m) is one of the most active volcanoes on Earth. It has erupted, on average, every 5 to 6 years during the past 3,000 years.

Eruptions may occur in different areas of the volcano: at the summit, typically within the Moku‘āweoweo caldera, along one of the Northeast and Southwest Rift Zones, or from radial vents outside the caldera and rift zones on the volcano’s north and west flanks.

Since 1843, Mauna Loa has erupted 33 times. Of these historic eruptions, about half started at the summit and stayed in the summit area. 24% of the eruptions started at the summit and then, within minutes to days, migrated down the Northeast Rift Zone. 21% started at the summit and then migrated to lower elevations along the Southwest Rift Zone. Around 6% of the eruptions occurred at radial vents, but those historical eruptions also had a summit component.

The Hawaiian Volcano Observatory (HVO) is monitoring Mauna Loa 24 hours. To track changes on the volcano, an extensive network of instruments has been set up, including seismometers, tiltmeters, GPS stations and webcams, as well as temperature, SO2 and CO2 sensors. These instruments transmit real-time data to HVO 24 hours a day, seven days a week.

With volcanic eruptions and other geologic events, the past is the key to the future. So, to understand what might happen during the next Mauna Loa eruption, HVO looks to the past.

Given what we know about past Mauna Loa eruptions, HVO scientists expect that the next one will begin at the summit of the volcano. Unfortunately, it is not possible to know if it will stay at the summit, if it will migrate down one of the rift zones, or if it will result in a radial vent eruption. That will only be revealed as the eruption progresses.

As we are in April, it is interesting to observe the Mauna Loa eruptions that occurred during this month.

In 1942, an eruption began on April 26th. With World War II underway, news blackouts were imposed on Hawaii. American officials feared that if the eruption was publicized, the Japanese military could use the bright glow of lava at night to guide warplanes to the islands. The eruption began on the western rim of Mauna Loa’s summit caldera but then migrated down the volcano’s Northeast Rift Zone.

Mauna Loa’s third-longest summit eruption in recorded history began on April 7th, 1940. Lava fountains 20-60 metres high initially erupted along a line of fissures extending from near the centre of Mauna Loa’s summit caldera to an area down the volcano’s southwest flank. By the next evening, the eruption, which lasted 134 days, was restricted to the southwestern part of the caldera. There, active vents built a 100-metre high cinder-and-spatter cone, which remains a prominent landmark on the caldera floor today.

On April 10th, 1926, an eruption began at the summit of Mauna Loa, but fissures soon migrated 5 kilometres down the volcano’s Southwest Rift Zone. Three days later, the eruption migrated farther down the rift zone, with three main vents between 2,200 and 2,400 metre elevation, sending massive ‘a’ā flows downslope. The main flow rapidly advanced toward the sea, where it destroyed the small village and harbour at Ho`ōpūloa on April 18th. This short-lived, but destructive, eruption ended on April 26th.

In 1896, a 16-day-long summit eruption on Mauna Loa began on April 21st.

Another Mauna Loa summit eruption started on April 20th, 1873, and lasted 18 months.

As I am writing these lines, Mauna Loa is not erupting. Its alert level remains at ADVISORY. Small-magnitude earthquakes are often recorded beneath the upper elevations of the volcano, but they do not mean an eruption is about to take place. Monitoring data show that slow summit inflation continues and fumarole temperature and gas concentrations on the Southwest Rift Zone remain stable.

Source: USGS / HVO.

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

Dans la caldeira sommitale (Photo : C. Grandpey)

Caldeira sommitale avec le cône de 1940 (Photo: C. Grandpey)

Zones éruptives du Mauna Loa (Source: USGS / HVO)

Coulée de lave de 1926 (Photo: C. Grandpey)

En cas d’éruption…(Photo : C. Grandpey)

 

Les mesures GPS à Hawaii // GPS measurements in Hawaii

Le Global Positioning System (GPS) est un système américain de navigation par satellite conçu à l’origine pour des applications militaires, mais qui est devenu extrêmement populaire et largement utilisé. En plus de la constellation américaine, il existe trois autres systèmes de navigation par satellite (GNSS) dans le monde : GLONASS (Russie), Galilée (Europe) et BeiDou (Chine). Les nouveaux récepteurs GNSS peuvent suivre simultanément plusieurs constellations de satellites, ce qui améliore la précision.
À Hawaii, le HVO exploite un réseau GNSS de 67 stations réparties sur toute l’île, mais avec priorité aux zones de déformation telles que les zones de rift. Ces stations GNSS de haute précision fournissent des données aux scientifiques 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.
Le principe de fonctionnement est le suivant : les satellites GNSS émettent des ondes radio qui se déplacent à la vitesse de la lumière et transmettent des informations sur la position exacte du satellite et l’heure actuelle. L’antenne au sol prend en compte les signaux radio de plusieurs satellites et les transmet au récepteur qui calcule l’emplacement exact selon un processus appelé trilatération. Un système GNSS de haute précision peut déterminer un emplacement avec une marge d’erreur de seulement quelques millimètres.

Actuellement, la constellation GPS américaine compte 33 satellites opérationnels en orbite à une altitude de 20 000 km. Pour localiser avec précision l’emplacement d’une station GNSS, le récepteur doit recevoir en continu des données pendant six heures au moment où les satellites traversent l’horizon en vue de la station. Quatre satellites sont nécessaires pour calculer un emplacement 3D, mais généralement un récepteur GNSS en suit huit ou plus pour calculer une position plus précise.
Plusieurs facteurs peuvent affecter le signal GNSS et la précision des emplacements qui en dépendent. L’ionosphère et la troposphère, couches de l’atmosphère à travers lesquelles se déplacent les ondes radio, peuvent retarder les signaux radio, mais cela peut être corrigé avec des modèles atmosphériques. Il est important que les antennes GNSS fonctionnent dans un environnement bien dégagé,  sans interférence d’objets comme des arbres ou des bâtiments.
Pour obtenir une vue globale des déformations d’un volcan, le HVO effectue également chaque année des mesures sur le terrain sur le Mauna Loa et le Kilauea. Au cours de ces missions, le personnel du HVO place des récepteurs GPS temporaires et des antennes sur des supports – des disques de laiton qui ont été arrimés au sol – et les scientifiques laissent l’équipement en place pendant quelques jours sur chaque site. Le support du récepteur montre généralement une croix à l’intérieur d’un triangle qui sert de point de référence pour le centrage de l’antenne.
Au cours de chaque mission de mesures, le personnel du HVO revient sur les sites de mesures afin de collecter les données et déterminer si la station a bougé. Les données ainsi collectées permettent de calculer à la fois la position horizontale et verticale – comme on le fait pour la latitude, la longitude et l’altitude – et ainsi d’évaluer les variations par rapport aux relevés précédents.
Des campagnes de levés GPS sont conduites sur le Mauna Loa et le Kilauea depuis le milieu des années 1990. Elles fournissent des données extraordinairement précises sur la déformation de ces volcans. En plus du Mauna Loa et du Kilauea, le Hualalai et l’Haleakala sont inspectés périodiquement (tous les trois à cinq ans) dans le cadre du programme de surveillance des volcans par le HVO.
Source: USGS / HVO.

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The Global Positioning System (GPS) is a US satellite-navigation system originally designed for military use but now an extremely popular and widely used technology. In addition to the US constellation, there are three other Global Navigation Satellite Systems (GNSS): GLONASS (Russia), Galileo (European) and BeiDou (China). New GNSS receivers can simultaneously track multiple constellations of satellites , which provides improved accuracy.

In Hawaii, HVO operates a 67-station GNSS network spread out across the island but concentrated near persistent deforming features like rift zones. These high-precision GNSS stations give scientists a 24/7 record.

GNSS satellites send out radio waves that travel at the speed of light and transmit information about the exact position of the satellite and the current time. The antenna on the ground listens to the radio signals from multiple satellites and passes them to the receiver which calculates the exact location using a process called trilateration. High-precision GNSS equipment and analysis can determine a location down to less than a centimetre.

Currently, the American GPS constellation has 33 operational satellites orbiting at an altitude of 20 000 km. To accurately pinpoint the location of a high-precision GNSS station, the receiver must continuously receive data for six hours as satellites arc across the horizon in view of the station. Only four satellites are needed to calculate a 3-D location, but typically a GNSS receiver will track eight or more to calculate a more precise position.

There are several factors that affect the GNSS signal and accuracy of derived locations. The ionosphere and troposphere, layers of the atmosphere through which the radio waves travel, introduce delays in the radio signals that can be corrected with atmospheric models. It is important for GNSS antennas to have enough clear “sky view” without object interference suchas trees or buildings.

To get a more complete view of the deforming volcano, HVO also conducts yearly campaign surveys on Mauna Loa and Kilauea. During these surveys, HVO staff place temporary GPS receivers and antennas on benchmarks – permanent brass disks that have been drilled into the ground – and leave the equipment in place for a couple of days at each site. The benchmark typically has a cross inside a triangle that serves as a reference point for centering of the antenna.

During each survey, HVO staff returns to these benchmarks to collect data and determine how the point has moved. Data collected allow to calculate both a horizontal and vertical location, similar to latitude, longitude, and altitude and thus to evaluate the change from prior surveys.

Campaign of GPS surveys have been conducted on both Mauna Loa and Kilauea since the mid-1990s, providing extraordinary records of volcano deformation. Along with Mauna Loa and Kilauea, Hualalai and Haleakala are surveyed periodically (every three to five years) as part of HVO’s volcano monitoring program.

Source : USGS / HVO.

Station GPS sur le flanc sud du Kilauea (Crédit photo : USGS)

2019 : une autre année catastrophique pour les émissions de CO2 // Another disastrous year for CO2 emissions

Les concentrations atmosphériques de CO2 à l’échelle de la planète ont sans surprise atteint des niveaux record en 2019, avec une moyenne annuelle de 411 parties par million (ppm). Comme je l’ai indiqué à l’époque, la barre des 415 ppm de CO2 a été franchie en mai, pour la première fois depuis le début des relevés par l’observatoire du Mauna Loa à Hawaii. A titre de comparaison, les premiers relevés de l’observatoire faisaient état d’une concentration de 315 ppm en 1958.

Les carottages réalisés dans les régions polaires permettent de mesurer à quel point les émissions anthropiques ont modifié la composition de l’atmosphère. En 2019, des scientifiques ont dévoilé l’analyse de la glace la plus ancienne jamais extraite en Antarctique, vieille de plus de 2 millions d’années. Ces archives glaciaires montrent une corrélation entre les niveaux de dioxyde de carbone et la température sur toute la période. L’analyse des carottes de glace tirées de l’Antarctique avait déjà permis de montrer que les niveaux de CO2 actuels étaient les plus importants des 800 000 dernières années. Le nouveau forage en Antarctique permet de dire que sur 2 millions d’années, la concentration de CO2 a varié entre 180 et 290 ppm.

Par contre, depuis la révolution industrielle au 18ème siècle, les émissions de CO2 liées aux activités humaines ont fait largement sortir de cette fourchette naturelle pour atteindre aujourd’hui plus de 410 ppm.

Les émissions anthropiques ne plafonnent pas alors qu’il faudrait une réduction considérable pour enrayer la hausse de la concentration de CO2. Des données préliminaires montrent que les émissions de CO2 d’origine fossile ont très probablement augmenté de 0,6% en 2019 pour atteindre un record de près de 37 milliards de tonnes. En 2019, les émissions de CO2 ont été tirées vers le haut par le gaz naturel et dans une moindre mesure, le pétrole. Malgré des baisses modestes des émissions aux Etats-Unis et dans l’Union européenne au cours des dix dernières années, la croissance des émissions en Chine, en Inde et dans la plupart des pays en voie de développement a dominé la tendance mondiale.

Après une interruption temporaire de la croissance de 2014 à 2016, 2019 est la troisième année consécutive marquée par une augmentation des émissions mondiales de CO2 : +1,5% en 2017, +2,1% en 2018 et la projection pour 2019 est de +0,6%. Les tendances concernant l’utilisation du gaz naturel et du pétrole dans le monde révèlent qu’une nouvelle augmentation des émissions n’est pas exclue en 2020. C’est ce qui ressort des données préliminaires publiées par le Global Carbon Project et relayées dans trois études publiées conjointement (Earth System Science Data, Environmental Research Letters et Nature Climate Change).

Le problème, comme l’a dit fort justement Nicolas Hulot avant de démissionner de sa fonction ministérielle, c’est que « de toute façon, tout le monde s’en fiche ! »

Source : global-climat, un excellent site qui donne régulièrement des informations sur l’état de notre planète.

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Global atmospheric CO2 concentrations unsurprisingly reached record levels in 2019, with an annual average of 411 parts per million (ppm). As I said at the time, the 415 ppm CO2 mark was crossed in May for the first time since the start of logging at the Mauna Loa Observatory in Hawaii. By way of comparison, the first observatory reports indicated a concentration of 315 ppm in 1958.
Cores in the polar regions measure how anthropogenic emissions have changed the composition of the atmosphere. In 2019, scientists unveiled the analysis of the oldest ice ever found in Antarctica, more than 2 million years old. These glacial records show a correlation between carbon dioxide levels and temperature over the entire period. Analysis of ice cores from the Antarctic had already shown that current CO2 levels were the highest in the past 800,000 years. The new drilling in Antarctica allows us to say that over the 2 million years, the CO2 concentration varied between 180 and 290 ppm.
Since the industrial revolution in the 18th century), CO2 emissions linked to human activities have therefore largely moved outside this natural range to reach today more than 410 ppm.
Anthropogenic emissions do not level off, whereas a considerable reduction would be necessary to halt the rise in the concentration of CO2. Preliminary data show that fossil-based CO2 emissions most likely increased by 0.6% in 2019 to a record close to 37 billion tonnes of CO2. In 2019, CO2 emissions were driven by natural gas and to a lesser extent, petroleum. Despite modest declines in emissions in the United States and the European Union over the past decade, growth in emissions in China, India and most developing countries has dominated the global trend.
After a temporary interruption in growth from 2014 to 2016, this is the third consecutive year marked by an increase in global CO2 emissions: + 1.5% in 2017, + 2.1% in 2018 and the projection for 2019 is + 0.6%. Trends in the global use of natural gas and oil suggest that a further increase in emissions is not excluded in 2020. This is evident from the preliminary data published by the Global Carbon Project and relayed in three published studies jointly (Earth System Science Data, Environmental Research Letters and Nature Climate Change).
The problem, as Nicolas Hulot rightly said before resigning from his ministerial position, is that « in any case, everyone doesn’t care!  »
Source: global-climat, an excellent website that regularly provides information on the state of our planet.

Concentrations de CO2 au sommet du Mauna Loa à la fin de l’année 2019 (Source : Scripps Institution of Oceanography)