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Le secret des éruptions du Merapi (Indonésie) // The secret of Mount Merapi’s eruptions (Indonesia)

Les populations qui vivent à proximité du Merapi peuvent dormir sur leurs deux oreilles. Une équipe scientifique vient de découvrir les causes du comportement explosif du volcan ! Une étude intitulée « L’altération hydrothermale des dômes de lave andésitiques peut conduire au comportement explosif d’un volcan », publiée dans la revue Nature Communications, nous apprend que des chercheurs ont percé le secret du volcanisme explosif. Après avoir analysé des échantillons de lave prélevés sur le Merapi, ils ont conclu que l’explosivité des stratovolcans augmentait lorsque des gaz riches en minéraux scellaient les pores et les microfissures dans les couches supérieures de la roche.

Jusqu’à présent, les scientifiques utilisaient principalement les mesures sismiques pour avertir le public d’une éruption imminente. Les auteurs de l’étude, avec parmi eux des scientifiques de l’Université Technique de Munich, ont découvert un autre indicateur d’une éruption imminente dans la lave prélevée sur la partie sommitale du Merapi. La couche supérieure de la roche, par l’intermédiaire de laquelle le dôme joue le rôle de bouchon, devient imperméable aux gaz avant l’explosion. Les analyses ont révélé que les propriétés physiques de ce bouchon évoluent dans le temps.

Après une éruption, la lave garde sa perméabilité, mais cette dernière diminue ensuite avec le temps. Les gaz sont piégés, la pression augmente et finalement le bouchon explose violemment. Pour arriver à cette conclusion, les chercheurs ont prélevé six échantillons de lave: l’un issu d’une éruption de 2006 et les autres en provenance de l’éruption de 1902. L’analyse des volumes des pores, de la densité, de la composition minérale et de la structure de la roche a révélé que cette perméabilité devenait quatre fois moins importante à mesure que l’altération de la roche augmentait. L’étude explique que les minéraux nouvellement formés en sont la cause, en particulier les sulfates d’aluminium de potassium et de sodium qui obturent les fines fissures et les pores de la lave. Des simulations sur ordinateur ont confirmé que la faible perméabilité du dôme était responsable de l’éruption suivante.

Selon les modèles réalisés par les scientifiques, un stratovolcan comme le Merapi connaît une évolution en trois phases: 1) lorsque la lave est encore perméable après une explosion, un dégazage peut encore se produire. 2) le dôme devient imperméable aux gaz, ce qui, dans le même temps, entraîne une augmentation de la pression à l’intérieur de l’édifice. 3) le dôme explose sous l’effet de la pression. Les images du Merapi datant de la période antérieure et postérieure à l’éruption du 11 mai 2018 confirment ce modèle en trois phases. Tout d’abord, le volcan a émis un panache de gaz. Ensuite, il est resté silencieux pendant un moment jusqu’à ce que les gaz trouvent une issue. Enfin, il a projeté un panache de cendre dans le ciel.

Les chercheurs pensent que leurs résultats pourraient être utilisés pour une prévision plus fiable des éruptions. Une réduction mesurable du dégazage est donc susceptible d’indiquer d’une éruption imminente. Le Merapi n’est pas le seul volcan pour lequel les mesures du dégazage pourraient permettre de prévoir une éruption en temps voulu. De tels stratovolcans sont souvent destructeurs dans tout le Pacifique. Les plus connus sont le  Pinatubo aux Philippines, le St. Helens dans l’ouest des États-Unis et le Mont Fuji au Japon.

Source: Nature Communications, par l’intermédiaire du site web The Watchers.

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The populations living close to Mt Merapi can sleep with no fear. A scientific team has just discovered the causes of the volcano’s explosive behaviour! A study entitled « Hydrothermal alteration of andesitic lava domes can lead to explosive volcanic behaviour », published in Nature Communications, suggests the researchers have unlocked the secret of explosive volcanism. After studying samples at Mount Merapi, the researchers concluded that the explosivity of stratovolcanoes rises when mineral-rich gases seal the pores and micro cracks in the uppermost layers of stone.

Up to now, geoscientists mostly used seismic measurements to warn the public of an upcoming eruption. The authors of the study, which included scientists from the Technical University of Munich (TUM), have discovered another indicator for an impending eruption in the lava from Merapi’s peak. The uppermost layer of the stone, the « plug dome », becomes impassable for underground gasses prior to the explosion. The scientific investigations showed that the physical properties of the plug dome change over time.

Following an eruption, the lava is still easily permeable, but this permeability then sinks over time. Gases are trapped, pressure rises and finally the plug dome bursts in a violent explosion. To get to this conclusion, the researchers collected six lava samples: one from an eruption in 2006, and the others from the 1902 explosion. Analysis of pore volumes, densities, mineral composition, and structure unveiled that permeability pummelled by four orders of magnitude as stone alteration increased. The study explains that newly formed minerals are the cause, particularly potassium and sodium aluminum sulfates which seal the fine cracks and pores in the lava. Computer simulations confirmed that the weakened permeability of the plug dome was responsible for the next eruption.

According to the models, a stratovolcano like Mount Merapi undergoes three phases: First, when the lava is still permeable after an explosion, outgassing may occur. Second, the plug dome becomes impermeable for gases, while the internal pressure continuously increases at the same time. Third, the plug dome bursts due to pressure. Images of Merapi from the period before and during the eruption of May 11th, 2018, confirm the three-phase model. First, the volcano emitted smoke. Second, it stayed quiet for a while until the gas found an escape, and lastly, it blew a fountain of ashes up into the sky.

The researchers think their results can now be used to more reliably predict eruptions, A measurable reduction in outgassing is thus an indication of an imminent eruption. Mount Merapi is not the only volcano whose outgassing measurements can help in the timely forecasting of an upcoming eruption. Stratovolcanoes are a common source of destruction throughout the Pacific. The best known are Mount Pinatubo in the Philippines, Mount St. Helens in western USA, and Mount Fuji in Japan.

Source: Nature Communications, through the website The Watchers.

 

Dôme de lave au sommet du Merapi (Photo: C. Grandpey)

Volcans du monde // Volcanoes of the world

L’activité éruptive des derniers jours a principalement concerné le Sakurajima (Japon), le Cleveland et Shishaldin (Aléoutiennes / Alaska). Voir mes notes sur ces volcans. Dans son dernier rapport hebdomadaire, la Smithsonian Institution fournit des informations sur d’autres volcans.

Lors d’un survol effectué le 5 novembre 2019, les scientifiques ont pu observer le dôme de lave numéro 85 au fond du cratère intérieur du Popocatepetl (Mexique). Le dôme a un diamètre de 210 m, une hauteur de 80 m et une forme irrégulière. Le cratère intérieur présente un diamètre de 350 m et une profondeur de 90 m. Comme d’habitude, l’activité du Popocatepetl consiste en émissions de vapeur et de gaz, avec parfois un peu de cendre. Des explosions projettent des matériaux incandescents sur les flancs supérieurs du volcan. Des événements éruptifs observés le 9 novembre ont généré des panaches de cendre qui se sont élevés à 2 km au-dessus du cratère. D’autres explosions similaires ont été enregistrées les 10 et 11 novembre. Le niveau d’alerte reste à la couleur Jaune, Phase 2.
Source: CENAPRED.

Un épisode éruptif a été détecté sur le Merapi (Indonésie) le 9 novembre 2019. Il a duré deux minutes et 40 secondes. Une coulée pyroclastique a parcouru 2 km le long de la ravine de la rivière Gendol et un panache de cendre s’est élevé à environ 1,5 km au-dessus du sommet. De petites retombées de cendre ont été signalées dans des zones situées à l’ouest, jusqu’à 15 km du sommet. L’événement n’a pas eu d’impact majeur sur la morphologie du dôme de lave. Le niveau d’alerte reste à 2 (sur une échelle de 1 à 4). Il est demandé à la population de rester en dehors de la zone d’exclusion de 3 km.
Source: CVGHM.

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Eruptive activity in the past days mainly concerned Sakurajima (Japan) and Cleveland and Shishaldin (Aleutians / Alaska). See my notes about these volcanoes. In its latest weekly report, the Smithsonian Institution gives information about other volcanoes.

During an overflight on November 5th, scientists were able to observe lava dome number 85 in the bottom of Popocatepetl’s inner crater (Mexico). The dome was 210 m in diameter, 80 m thick, and had an irregular surface. The inner crater remained 350 m in diameter and was 90 m deep. As usual, activity at Popocatepetl currently consists of steam-and-gas emissions, some of which contain ash. Explosions eject incandescent material onto the upper flanks of the volcano. Eruptive events on November 9thgenerated ash plumes that rose 2 km above the crater. Other similar explosions were recorded on November 10yth and 11th. The alert level remains at Yellow, Phase Two.

Source: CENAPRED.

An eruptive episode was detected on Merapi (Indonesia) on November 9th, 2019. It lasted two minutes and 40 seconds. A pyroclastic flow travelled 2 km down the Gendol drainage and an ash plume rose around 1.5 km above the summit. Minor ashfall was reported in areas to the west as far as 15 km away. The event did not notably impact the morphology of the lava dome. The alert level remains at 2 (on a scale of 1-4), and residents are warned to stay outside the 3-km exclusion zone.

Source: CVGHM.

Le cratère du Popocatepetl le 5 novembre 2019 (Source: CENAPRED)

Volcans du monde (suite) // Volcanoes of the world (continued)

Comme je l’ai écrit dans des articles précédents, le dôme de lave du Merapi (Indonésie) a recommencé à croître, avec des effondrements qui génèrent d’impressionnants nuages de cendre et des coulées pyroclastiques. C’est ce qui s’est passé le 14 octobre 2019 avec un panache de cendre d’une hauteur d’environ 6 km. Une coulée pyroclastique est descendue sur le flanc sud-ouest du volcan. Aucune coulée de lave n’a été observée. Il est demandé à la population de ne pas entrer dans la zone de danger de 3 km de rayon.

Source: CVGHM.

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Les dernières observations montrent qu’une activité effusive a repris sur le Shishaldin (Aléoutiennes / Alaska) le 13 octobre 2019. Une hausse de la température de surface a été enregistrée au sommet du volcan. Un faible niveau de sismicité est par ailleurs observé, confirmant la poursuite probable de l’activité éruptive. L’éruption se limite à la zone sommitale et aucun nuage de cendre n’a été observé.

L’AVO  a fait passer la couleur de l’alerte aérienne à l’Orange et le niveau d’alerte volcanique a été relevé à Watch (Vigilance).

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Selon le site Internet The Watchers, un panache blanc ne contenant aucune trace de cendre a été observé jusqu’à 5 km au-dessus du niveau de la mer au-dessus du volcan sous-marin Metis Shoal (Tonga) le 14 octobre 2019. Aucun séisme n’a été détecté dans la région. La couleur de l’alerte aérienne est passée à l’Orange.

La dernière éruption de ce volcan a eu lieu en 1995, avec un VEI 2.

Source: The Watchers.

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Il se pourrait bien qu’une nouvelle éruption soit en préparation sur le Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion). Depuis le 11 octobre 2019, on observe une reprise de la sismicité sous la zone sommitale. Elle s’accompagne d’une nouvelle inflation de la base et du sommet de l’édifice volcanique qui correspond à une pressurisation du réservoir magmatique superficiel.
En parallèle les concentrations en CO2 dans le sol sont toujours en diminution en champ lointain (secteurs Plaine des Cafres et Plaine des Palmistes) et en faible augmentation en zone proximale (Gîte du Volcan). Ces évolutions de concentrations en CO2 sont en accord avec une remontée profonde de magma des zones profondes vers le réservoir superficiel.
L’OVPF ajoute que ce processus de recharge du réservoir superficiel peut durer plusieurs jours à plusieurs semaines avant que le toit du réservoir se fragilise et se rompe pour donner lieu à une éruption. Il se peut aussi qu’il s’arrête sans que la lave émerge à la surface.

Les « fous furieux du volcan » ont déjà préparé tout le matériel de randonnée, au cas où…

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Depuis la station spatiale internationale (ISS), le spationaute italien Luca Parmitano a envoyé à ses concitoyens une photo de l’Etna (Sicile) intitulée « L’Etna en éruption.». On distingue le panache de cendres qui s’élève au-dessus du sommet du volcan. Sur l’image, Etna est entouré d’un anneau de nuages blancs. Luca Parmitano a pris la photo alors que l’ISS survolait la Sicile, au moment où un épisode éruptif de l’Etna avait contraint à fermer une partie de l’espace aérien (voir ma note du 15 octobre).

Source : La Sicilia.

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A noter la prochaine parution, courant novembre, du nouveau livre « NATURE, instants d’éternité » de Jean-Luc Allègre, photographe-éditeur sur l’île de la Réunion. L’ouvrage – dans lequel le volcanisme tient une place de choix – est préfacé et postfacé par Nicolas Hulot et Jean-Louis Étienne. Jean-Luc Allègre célèbrera ainsi ses 25 ans de carrière.

L’ouvrage ne sera pas distribué dans les librairies de Métropole. La vente se fera uniquement par correspondance au prix public de 35 € + 8 euros de frais d’envoi postal.

Contact : contact@jeanlucallegre.com

Site web (où vous verrez de très belles images) : www.jeanlucallegre.com

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As I put it in previous posts, the lava dome of Mt Merapi (Indonesia) has started growing again, with collapses that generate impressive ash clouds and pyroclastic flows. This what happened on October 14, 2019, with an ash plume that rose to about 6 kilometres high. A pyroclastic flow descended to the southwest of the crater. No lava flows have been observed. The population is aked not to enter the 3-km-radius danger zone.

Source: CVGHM.

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The latest observations show that a new lava effusion began at Shishaldin (Aleutians / Alaska) on 13 October 2019. Elevated surface temperatures have been observed at the summit of the volcano and low-level seismicity continues on the local network indicating that eruptive activity is likely continuing. The eruption is confined to the summit area and no ash clouds have been observed. The Alaska Volcano Observatory has raised the aviation colour code to Orange and the volcanic alert level to Watch.

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According to the website The Watchers, a white plume with no evidence of ash in it was observed rising up to 5 km above sea level over underwater Metis Shoal volcano (Tonga) on October 14th, 2019. No earthquakes have been detected in the area. The Aviation Color Code was raised to Orange.

The last eruption of this volcano took place in 1995 (VEI 2).

Source: The Watchers.

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A new eruption might occur shortly on Piton de la Fournaise (Reunion Island). Since October 11th, 2019, there has been a resumption of seismicity beneath the summit area. It is accompanied by a new inflation of the base and the top of the volcanic edifice, which corresponds to a pressurization of the shallow magma reservoir.
In parallel, CO2 concentrations in the soil are still decreasing in the far field (Plaine des Cafres and Plaine des Palmistes) and slightly increasing in the proximal zone (Gîte du Volcan). These evolutions of CO2 concentrations are in agreement with a deep rise of magma from the deep zones towards the shallow reservoir.
OVPF adds that this shallow reservoir recharge process can take several days to several weeks before the roof  breaks open to cause an eruption. It may also stop without lava emerging on the surface.
The “volcano’s madmen” have already prepared all the hiking equipment, just in case …

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From the International Space Station (ISS), Italian astronaut Luca Parmitano has sent his fellow citizens a photo of Mt Etna (Sicily) entitled « Erupting Etna. » One can see the ash plume rising above the summit of the volcano. On the image, Mt Etna is surrounded by a ring of white clouds. Luca Parmitano took the picture as the ISS was flying over Sicily, when an eruptive episode of Mt Etna had forced to close some of the airspace (see my note of October 15th).
Source: La Sicilia.

Crédit photo: Luca Parminato (ESA)

La couverture donne déjà envie de parcourir le nouvel ouvrage de Jean-Luc Allègre. J’ai eu le privilège d’avoir la maquette entre les mains. Les photos sont magnifiques.

Volcans du monde // Volcanoes of the world

L’Institut de Géophysique du Pérou (IGP) indique que l’éruption de l’Ubinas se poursuit. L’activité sismique (avec des événements majoritairement volcano-tectoniques liés à la fracturation de roches à l’intérieur de l’édifice) et les anomalies thermiques correspondent à l’ascension du magma vers la surface. En revanche, aucune déformation significative du volcan n’a été enregistrée. De nouveaux épisodes d’activité explosive accompagnés d’émission de cendre restent possibles dans les prochains jours.

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En raison d’une hausse de la sismicité, le PHIVOLCS a élevé à 1 le niveau d’alerte du Taal (Philippines) le 7 octobre 2019. L’Institut a également enregistré une augmentation de la température de l’eau de 32,6°C à 33°C dans la partie ouest du lac dont le niveau n’a pas changé. Le pH révélant l’acidité de l’eau est passé de 2,82 à 2,83. De plus, les mesures de déformation du sol effectuées entre le 19 et le 26 septembre ont révélé un gonflement de l’édifice, ce qui correspond aux dernières données GPS.
Le niveau d’alerte 1 signifie qu’une éruption n’est pas imminente, mais le cratère principal reste fermé au public. Des explosions de vapeur peuvent se produire, ainsi que de fortes concentrations de gaz toxiques.

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Le KVERT indique qu’un bref épisode explosif a été observé sur le Sheveluch (Kamchatka) le 6 octobre 2019. L’éruption a projeté une petite quantité de cendre jusqu’à 11,5 km au dessus du niveau de la mer. La couleur de l’alerte aérienne est brièvement passéed’Orange à Rouge, puis de nouveau abaissée à Orange.
Le KVERT rappelle aux pilotes que des explosions accompagnées de panaches de cendre montant à 10-15 km d’altitude peuvent survenir à tout moment et affecter le trafic aérien.

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Le dôme de lave du Merapi (Indonésie) a repris sa croissance. À la fin du mois de septembre, son volume était estimé à 468 000 mètres cubes. Comme précédemment, la lave extrudée provoque des effondrements dans la partie supérieure du flanc SE et génère ensuite des avalanches de blocs et de cendre qui parcourent jusqu’à 1,5 km dans la ravine de la Gendol River.
Le niveau d’alerte reste à 2 (sur une échelle de 1 à 4) et il est demandé à la population de rester en dehors de la zone d’exclusion de 3 km.
Source: CVGHM.

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Comme je l’ai écrit précédemment, l’activité reste relativement élevée sur le Popocatepetl (Mexique), avec de nombreuses explosions quotidiennes. Le CENAPRED enregistre toujours des «exhalaisons» accompagnées de vapeur, de gaz et de cendre, ainsi que des séquences de tremor et quelques séismes d’origine tectonique. Les explosions génèrent des colonnes de cendre hautes de 1 à 3 km, avec des projections de matériaux incandescents sur les pentes du volcan.
Le niveau d’alerte est maintenu à la couleur Jaune Phase 2.

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Pour terminer, vous verrez ci-dessous une superbe photo du sommet de l’Etna (Sicile) prise  par Boris Behncke (INGV Catane) le 5 octobre 2019. On peut voir à gauche, le Cratère nord-est, avec une émission continue de cendre marron ;  au centre on distingue la Voragine avec une explosion qui génère un panache de cendre plus sombre; à droite, au premier plan, il y a la Bocca Nuova et, à l’arrière-plan, le complexe du Cratère sud-est. On distingue aussi au fond de l’image une partie de la Valle del Bove et, à droite de la photo, les cratères Barbagallo de 2002-2003.

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The Institute of Geophysics of Peru (IGP) indicates that the eruption of Ubinas continues. The seismic activity (with mainly volcano-tectonic events related to the fracturing of rocks inside the edifice) and the thermal anomalies correspond to the ascent of magma towards the surface. No significant deformation of the volcano has been recorded. New episodes of explosive activity accompanied by ash emissions are still possible in the coming days.

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Due to an increase in seismicity, PHIVOLCS raised the alert level of Taal (Philippines) to 1 on October 7th, 2019. The Institute has also recorded an increase in water temperature from 32.6°C to 33°C in the western area of the Main Crater Lake whose level has not changed. The pH revealing water acidity changed from 2.82 to 2.83. Moreover, ground deformation measurements between September 19th and 26th revealed an inflation of the edifice consistent with the latest GPS data.

Alert level 1 means that a hazardous eruption is not imminent, but the main crater remains closed to the public. Steam explosions may occur, along with possible accumulations of high concentrations of toxic gases.

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KVERT indicates that a short explosive eruption took place at Sheveluch (Kamchatka) on October 6th, 2019. The eruption ejected a small amount ash up to 11.5 km above sea level. The aviation colour code was briefly raised from Orange to Red and then again lowered back to Orange.

KVERT reminds the pilots that ash explosions up to 10 – 15 km a.s.l. can occur at any time and affect air traffic.

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Mt Merapi’s lava dome (Indonesia) has started growing again. By the end of September, its volume was estimated 468,000 cubic metres. As usual, the extruded lava fell into the upper parts of the SE flank, generating block-and-ash flows that travel as far as 1.5 km down the Gendol drainage.

The alert level remains at 2 (on a scale of 1-4), and residents are warned to stay outside the 3-km exclusion zone.

Source: CVGHM.

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As I put it before, activity remains elevated at Popocatepetl (Mexico) numerous daily explosions. CENAPRED still records “exhalations” accompanied by steam, gas and ash, as well as sequences of tremor and an occasional tectonic earthquake. The explosions generate ash columns 1 to 3 kilometres high, together with the ejection of incandescent material on the slopes of the volcano.

The alert level is kept at Yellow Phase 2.

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Finally, here is a great photo of the summit of Mt Etna (Sicily) taken by Boris Behncke (INGV Catania) on October 5th, 2019. You can see on the left, the Northeast Crater with a continuous emission of brown ash; in the center one can distinguish the Voragine with an explosion that generates a plume of dark ash; on the right, in the foreground, there is the Bocca Nuova and, in the background, the Southeast Crater complex. There is also a part of the Valle del Bove at the far end of the image and, on the right side of the photo, the 2002-2003 Barbagallo craters.

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Le cratère du Popocatepetl le 27 septembre 2019 (Source: CENAPRED)