Le Kilauea (Hawaii) il y a un siècle // Kilauea Volcano (Hawaii) a century ago

Il y a un siècle, il n’y avait pas de drones ou de satellites pour fournir des images aériennes des volcans. De telles représentations posaient d’énormes problèmes, y compris pour le Kilauea à Hawaii. L’image ci-dessous, qui montre la caldeira sommitale, n’a pas été prise depuis un avion. En effet, elle a été réalisée six ans avant le premier survol par un aéronef. L’image montre une maquette du volcan exposée dans un musée de l’Université de Harvard pendant de nombreuses décennies.
Voici une petite histoire de cette image:
Elle commence en mars 1913, lorsque George Carroll Curtis, artiste, géologue, géographe et expert en production de maquettes en relief, s’est rendu à Hawaï pour procéder à un examen attentif de la caldeira sommitale du Kilauea. Il a disposé tout un ensemble de points de repère et a pris des photos au niveau de chacun d’eux en utilisant une caméra panoramique tournante qui lui a permis d’obtenir une vue complète de la caldeira. Malgré tout, la réalisation de la maquette a pris beaucoup de temps car Curtis n’avait pas de perspective en hauteur du sommet du Kilauea.
Pour résoudre ce problème, Curtis a demandé à J.F. Haworth, un riche homme d’affaires de Pittsburg, de se rendre sur le Kilauea pour y pratiquer sa passion pour le cerf-volant. Toutefois, il ne s’agissait pas de cerfs-volants ordinaires. Chacun d’eux mesurait plus de 3,40 mètres de long et 2,70 mètres de large. Au lieu d’une ficelle pour les piloter, Haworth utilisait une bobine motorisée de corde à piano. Ainsi, les cerfs-volants étaient capables de soulever une charge utile d’environ 45 kilogrammes. Pour l’étude du Kilauea, la charge utile était une caméra positionnée à l’extrémité d’un fil d’une soixantaine de mètres sous le cerf-volant. Un petit appareil était installé sur la corde à piano pour déclencher l’appareil photo.
Lorsque Haworth est arrivé sur Kilauea en 1915, il a constaté que la photographie à l’aide d’un cerf-volant n’était pas chose facile sur un volcan. Les vents forts qui soufflaient au sommet ont traîné à plusieurs reprises le photographe sur la lave coupante, lui occasionnant des blessures et autres contusions. Il a finalement réussi à prendre une série de photos du sommet du Kilauea de différentes hauteurs. Ces photographies aériennes ont énormément accéléré le travail de Curtis dans la réalisation de sa maquette.
En 1917, la carte en relief a finalement été installée dans le département de géologie du musée de l’Université de Harvard et elle a été présentée au public. La maquette circulaire avait un diamètre de 4,30 mètres. Elle a été réalisée à une échelle de 125 pieds pour un pouce (soit 38 mètres pour 2,5 centimètres) ; il n’y avait donc pas d’exagération verticale. À cette échelle, Curtis a pu montrer le sommet du Kilauea dans ses moindres détails. La maquette révélait de nombreuses caractéristiques géologiques qui n’avaient pas été observées auparavant, comme les ravines dans la partie méridionale de la caldeira. Les photographies de la maquette sont utiles encore aujourd’hui pour localiser les sites historiques, y compris les routes et d’autres structures qui n’existent plus depuis longtemps.
Source: USGS / HVO.

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A century ago, there were no drones or satellites to provide aerial images of volcanoes. Such depictions posed enormous challenges. Kilauea Volcano was no exception. The image below showing the summit caldeira was not taken from a plane; indeed, it was taken six years before the first airplane overflight. The image actually shows a model of the volcano displayed at a Harvard University museum for many decades.

Here is a short story of the photo :

The story began in March 1913, when George Carroll Curtis, an artist, geologist, geographer, and expert in the production of relief models, travelled to Hawaii to make a careful survey of the caldeira at the summit of Kilauea. He established a network of survey flags and took photographs at each using a revolving panoramic camera that provided a complete view the caldeira. But progress constructing the model was slow, because Curtis lacked a high altitude perspective of Kilauea’s summit.

To solve this problem, Curtis encouraged J.F. Haworth, a wealthy businessman from Pittsburg, to go to Kilauea and pursue his hobby of flying kites. But these were no ordinary kites. Each box kite was over 3.40 metres long and 2.70 metres wide. Instead of a string, Haworth used a motorized reel of piano wire to launch and tether the kites, which were capable of lifting a payload of about 45 kilograms. For the Kilauea study, the payload was a camera positioned on a wire line about 60 metres below the kite. A small device was sent up the piano wire to trip the camera shutter for each photograph.

When Haworth arrived at Kilauea in 1915, he found that kite photography was not easy on a volcano. High winds at the summit repeatedly dragged the photographer over sharp lava, leaving him bruised. But he finally succeeded in taking a series of photos of Kilauea’s summit from various altitudes. These aerial photographs enormously speeded up the work of Curtis on his model.

In 1917, the relief map was finally installed in the Geological Section of the Harvard University Museum and opened for public viewing. The circular model was 4.30 metres in diameter, and it was built with a scale of 125 feet to an inch (38 metres to 2.5 centimetres), so there was no vertical exaggeration. At this scale, Curtis was able to depict minute details of the summit. The model shows many geologic features that had not been observed before, such as the elaborate drainage system on the south side of the caldera. Photographs of the model are useful even today to locate historic sites, including roads and other structures that are long gone.

Source : USGS / HVO.

Vue de la maquette de George Carroll Curtis montrant le cratère de l’Halema’uma’u en 1917. On remarquera la finesse des détails, comme la première route permettant aux automobiles d’atteindre la lèvre du cratère. (Source: USGS / HVO)

 

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Modélisation de Olympus Mons (Mars) // A model of Olympus Mons (Mars)

drapeau-francaisOlympus Mons est le plus grand volcan de la planète Mars, peut-être même le plus grand volcan du système solaire. Il présente un diamètre de plus de 600 km et dresse ses 27 km au-dessus de la surface de la planète.
Les scientifiques de la Division des Sciences Planétaires et de la Télédétection à l’Institut des Sciences de la Terre de l’Université Libre de Berlin ont réussi à créer un modèle simulant la formation de structures jusque là mystérieuses à la surface de Olympus Mons. L’étude a été menée en collaboration avec le Centre de Recherche des Sciences de la Terre de Potsdam et l’Arizona State University. Les résultats ont été publiés dans le dernier numéro du Journal of Geophysical Research.
Le projet s’appuie sur des données d’images fournies par une caméra stéréographique haute résolution (HRSC)* installée sur la sonde européenne Mars Express qui est en orbite autour de la planète rouge depuis décembre 2003. En utilisant les images de la caméra, les scientifiques ont élaboré une mosaïque et un modèle de la surface du volcan Olympus Mons. La base de données d’images montre que la morphologie en bouclier du volcan apparaît sous la forme de terrasses voûtées et que le pied du volcan, relativement plat par ailleurs, se termine en pente raide. Cette étude indique que les déformations observées sur le volcan sont dues d’une part à la gravité (qui, sur Mars, est d’environ 40 pour cent de celle de la Terre), et d’autre part à une faible résistance de frottement dans le sous-sol du volcan.
Les derniers travaux sur les interactions entre Olympus Mons et le sous-sol martien ont été réalisés grâce à une coopération entre les institutions allemandes et américaines. La simulation par ordinateur démontre pour la première fois la formation de terrasses pendant la phase de croissance du volcan.
Selon les chercheurs, les dernières découvertes sur ce supervolcan permettront une meilleure compréhension du volcanisme sur Terre.
Sources: Freie Universität Berlin. « Simulating the evolution of Mars volcano Olympus Mons. »
Science Daily, 9 mai 2016 (www.sciencedaily.com/releases/2016/05/160509085751.htm).

*High Resolution Stereo Camera (HRSC) : il s’agit d’une caméra installée sur la sonde spatiale Mars Express ; elle produit des images couleur en 3D et en haute résolution (de 10 mètres par pixel, pouvant aller jusqu’à 2 mètres par pixel). Elle est fabriquée par l’Université Libre de Berlin et est destinée à cartographier la surface de Mars. Par stéréographie, la caméra est également capable de fournir des données topographiques et ainsi permettre la réalisation de Modèles Numériques de Terrain (MNT) avec une très grande précision.

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drapeau-anglaisOlympus Mons is the largest volcano on Mars, possibly the largest in the Solar System. It is more than 600 km across and towers 27 km above the surface of the planet.

Scientists from the Division of Planetary Sciences and Remote Sensing in the Institute of Geological Sciences at Freie Universität Berlin have succeeded in creating a model simulating the formation of mysterious structures on the surface of Olympus Mons. The study was conducted in collaboration with the German Research Centre for Geosciences in Potsdam and Arizona State University. The findings were published in the latest issue of the Journal of Geophysical Research.

The research project is based on image data of the High Resolution Stereo Camera (HRSC)* that is installed on the European Mars Express spacecraft, which has been orbiting the red planet since December 2003. Using the camera images, scientists generated a mosaic and a terrain model of the Olympus Mons volcano. The image data show that the volcano shield is shaped in the form of arched terraces and the foot of the otherwise very flat volcano drops steeply. This study indicates that the observed deformations of the volcano are due to gravity, which on Mars is about 40 percent of the Earth’s gravity, and to low frictional resistance in the volcano subsurface.

The new investigations of the interactions between the Martian volcano and the ground underneath it were done in cooperation with German and American institutions. The computer simulation demonstrates for the first time the formation of terraces during the volcanic growth phase.

According to the researchers, the latest findings about this supervolcano will also help to give them a better understanding of volcanoes on Earth.

Sources:  Freie Universitaet Berlin. « Simulating the evolution of Mars volcano Olympus Mons. »

ScienceDaily, 9 May 2016 (www.sciencedaily.com/releases/2016/05/160509085751.htm).

*High Resolution Stereo Camera (HRSC): it is a camera on board the Mars Express spacecraft; it produces colour images in 3D and high resolution (10 metres per pixel, up to 2 metres per pixel). It was manufactured by the Free University of Berlin and is designed to map the surface of Mars. By stereography, the camera is also capable of providing topographic data and can achieve Digital Elevation Models (DEM) with a very high accuracy.

Olympus Mons

Crédit: Freie Universität Berlin