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Santorin (Grèce) sous la menace d’un volcan sous-marin // Santorini (Greece) under threat from an underwater volcano

L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai le 15 janvier 2022 a montré à quel point l’éruption d’un volcan sous-marin peut être puissante. Elle a également confirmé que nous en savons très peu sur ces volcans et que davantage d’études devraient être entreprises.
Le Kolumbo est un bon exemple des volcans sous-marins potentiellement dangereux. Il est situé à une dizaine de kilomètres de l’île de Santorin en Grèce. Le volcan, dont le cratère mesure 1,5 km de diamètre, est connu pour ses éruptions explosives. La plus récente a eu lieu en l’an 1650 de notre ère. Quelque 70 personnes et plusieurs animaux ont été tués. Le Kolumbo est situé à la frontière entre deux plaques tectoniques, là où la plaque africaine est en subduction sous la plaque égéenne. Aujourd’hui, le sommet du Kolumbo se trouve à une dizaine de mètres sous le niveau de la mer et la base à environ 500 m de profondeur..
Une nouvelle étude publiée dans la section Geochemistry, Geophysics, Geosystems de l’American Geophysical Union (AGU) a révélé l’existence d’une chambre magmatique sous le Kolumbo, entre 2 et 4 km sous le plancher. A l’aide d’une technologie haute résolution, les chercheurs ont découvert que la chambre magmatique présente une grave menace car elle pourrait produire une éruption hautement explosive, accompagnée d’un tsunami, dans un proche avenir.
Les chercheurs ont détecté un corps magmatique qui s’est développé à un rythme moyen de 4 millions de mètres cubes par an depuis son éruption en 1650. La chambre contient maintenant environ 1,4 kilomètre cube de magma. Ce volume pourrait atteindre environ 2 kilomètres cubes dans les 150 prochaines années, ce qui correspond à la quantité estimée de magma que Kolumbo a éjecté il y a près de 400 ans.
Le volcan est situé sur l’Arc Hellénique. Les volcans de ce type, à la frontière courbe entre des plaques tectoniques convergentes, sont le siège des événements les plus explosifs sur Terre. Le risque dépend de la quantité de magma présente sous un volcan. Les méthodes tomographiques classiques utilisées jusqu’à présent ont une résolution relativement faible et ne donnent qu’une image floue des plus gros corps magmatiques.
L’étude montre également que des réservoirs magmatiques semblables pourraient ne pas avoir été détectés sur d’autres volcans actifs. Le Kolumbo représente une menace sérieuse et un système de surveillance en temps réel serait le bienvenu.
Compte tenu de l’impact sociétal potentiellement élevé d’une éruption explosive du Kolumbo, les auteurs de l’étude conseillent de mettre en place un observatoire permanent avec une surveillance continue de la sismicité,. Cet observatoire assurerait la surveillance de toute activité potentielle et permettrait de prendre les précautions nécessaires pour protéger la population locale.

Source : Magma Chamber Detected Beneath an Arc Volcano With Full-Waveform Inversion of Active-Source Seismic Data – AGU Geochemistry, Geophysics, Geosystems – October 2022, via The Watchers.

A lire aussi : A distinct source and differentiation history for Kolumbo submarine volcano, Santorini volcanic field, Aegean arc – AGU – 2026.

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The eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha’apai on January 15th, 2022 showed how powerful the eruption of underwater volcanoes can be. It also confirmed that we know very little about these volcanoes and that more studies should be undertaken.

Kolumbo is a good example of the potentially dangerous submarine volcanoes. It is located about 10 km from the island of Santorini in Greece. The volcano, with a 1.5-km crater, is known for its explosive eruptions, with the most recent one occurring in 1650 CE. About 70 persons and several animals were killed. The volcano is situated on the boundary between two tectonic plates, where the African plate is subducting beneath the Aegean plate. Today, the summit of Kolumbo lies about 10 meters beneath the surface of the sea while the base is about 500 m deep.

A new study published in AGU’s Geochemistry, Geophysics, Geosystems has revealed the existence of a magma chamber beneath Kolumbo, 2-4 km beneath the seafloor. Using a high-resolution technology, the study found that the magma chamber poses a serious hazard as it could produce a highly explosive, tsunamigenic eruption in the near future.

Researchers were able to detect a body of mobile magma that has been growing at a rate of 4 million cubic meters per year ever since its eruption in 1650. The chamber now holds roughly 1.4 cubic km of magma. It could reach roughly 2 cubic km within the next 150 years, which was the estimated amount of magma Kolumbo ejected nearly 400 years ago.

The volcano is located on the Helleneic Arc. Arc volcanoes, which mark the curved boundaries between converging tectonic plates, host the most explosive events on Earth. The associated hazard depends on how much mobile magma is currently present beneath a volcano. Standard tomographic methods used so far have relatively low resolution and give a blurred picture of only the largest magma bodies.

The study also suggests that similar reservoirs may have gone undetected at other active volcanoes and suggests that Kolumbo poses a serious threat and deserves a real-time monitoring facility.

Given the potentially high societal impact of an explosive eruption at Kolumbo, the authors of the study suggest establishing a permanent observatory involving continuous earthquake monitoring, to ensure that any future activity is closely monitored, and the necessary precautions can be taken to mitigate the risk to the local population.

Source : Magma Chamber Detected Beneath an Arc Volcano With Full-Waveform Inversion of Active-Source Seismic Data – AGU Geochemistry, Geophysics, Geosystems – October 2022, via The Watchers.

A distinct source and differentiation history for Kolumbo submarine volcano, Santorini volcanic field, Aegean arc – AGU – 2026.

 

Source : AGU

Surveillance des volcans sous-marins // Monitoring of underwater volcanoes

Comme je l’ai écrit précédemment, l’éruption du 15 janvier 2022 du volcan sous-marin Hunga Tonga-Ha’apai a été exceptionnelle par sa puissance et son intensité. Aujourd’hui, les scientifiques réalisent qu’elle aura des répercussions pour les centaines de volcans sous-marins qui parsèment les océans de la Terre. Un volcanologue néo-zélandais a déclaré fort justement : « L’éruption du Hunga met en évidence un nouveau type de volcan et de nouvelles menaces sous la surface des océans. »
Très peu de volcans sous-marins font l’objet d’une surveillance digne de ce nom. Parmi eux figure l’Axial, à quelques centaines de kilomètres au large de la côte de l’Oregon et qui est étudié depuis les années 1970. Il ne faudrait pas oublier, non plus, le Kick ’em Jenny près de la Grenade. Ces deux volcans reçoivent régulièrement des missions scientifiques et sont dotés de capteurs qui surveillent leur activité
Le problème est que beaucoup d’autres volcans sous-marins sont situés loin de tout dans des arcs du Pacifique, loin des grandes villes ou des ports où les navires de recherche font escale. Leurs voisins les plus proches sont de petites nations insulaires, comme les Tonga, qui n’ont pas de programmes dédiés à la surveillance volcanique ou sismique. Cela est dû en partie à des problèmes géographiques. Les Tonga, par exemple, sont un alignement d’îles, ce qui n’est pas l’idéal pour trianguler les sources d’ondes sismiques. De plus, le personnel et l’argent font défaut dans ces pays où la population a la taille de celle d’une grande ville américaine. Il existe des solutions à l’échelle internationale, comme le réseau de surveillance sismique de l’USGS, qui offrent une couverture globale et permettent de détecter une activité géologique inhabituelle, mais ces stations sont trop peu nombreuses pour capter l’activité discrète qui précède une éruption sous-marine.
La plupart de ces éruptions n’atteindront jamais la puissance de celle du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, mais l’événement a attiré l’attention sur l’activité de ces volcans. Même si les éruptions du volcan tongien ne se produisent pas souvent, elles ne doivent pas être laissées de côté.
L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a mis en jeu un processus exceptionnellement explosif qui a peu de chance de se reproduire ailleurs. Pendant environ un mois, l’éruption a progressé comme on pouvait s’y attendre. Elle a été d’intensité moyenne, avec des gaz et des cendres. Puis tout a basculé. Les volcanologues pensent que ce changement soudain est le résultat d’au moins deux facteurs. D’une part, il y a eu, en profondeur sous le volcan,le mélange de sources magmatiques de composition chimique légèrement différente. Au fur et à mesure de leur interaction, elles ont produit des gaz qui ont fait augmenter le volume du magma dans son encaissant. Sous cette pression énorme, les roches au-dessus ont commencé à se fracturer, ce qui a permis à l’eau de mer de s’infiltrer. Il s’en est suivi une double explosion très violente qui a expédié d’énormes quantités de matériaux à travers le plancher de la caldeira.
Les deux explosions ont généré de puissants tsunamis. La plus grosse vague est venue plus tard, probablement déclenchée par l’arrivée brutale d’eau dans la cavité d’un kilomètre de profondeur qui s’était soudainement creusée dans le plancher océanique. Ce phénomène a surpris les volcanologues. C’est un nouveau type de menace qui devra être pris en compte sur les autres volcans sous-marins. Auparavant, les scientifiques pensaient que ce type de volcan ne pouvait produire un puissant tsunami que si un côté d’une caldeira s’effondrait.
L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a mis en évidence l’importance et la difficulté de l’étude des volcans sous-marins. Une expédition de cartographie classique implique un grand navire de recherche avec équipage complet, ainsi qu’un sonar multifaisceaux qui cartographie les changements intervenus sur les fonds marins, sans oublier une batterie d’instruments d’échantillonnage d’eau susceptibles de détecter les signes chimiques d’une activité en cours. De plus, placer un bateau au-dessus d’une caldeira potentiellement active présente des risques, pas tellement parce que le volcan peut entrer en éruption, mais parce que les bulles de gaz émises pourraient faire couler un navire.
Les Tonga, qui ont reçu quatre visites scientifiques au cours de l’année écoulée, ne devraient pas recevoir une autre grande mission au cours des prochaines années. Le coût est trop élevé. Il faudra probablement des décennies avant que chaque volcan sous-marin soit surveillé étroitement, même ceux de l’arc des Tonga. C’est dommage car ces expéditions sont l’un des rares moyens dont disposent les scientifiques pour comprendre réellement comment se comportent ces volcans.
Sans de telles expéditions, les scientifiques sont contraints de surveiller les volcans sous-marins à distance. Heureusement, les satellites peuvent repérer les bancs de pierre ponce ainsi que les proliférations d’algues qui sont nourries par les minéraux émis par les volcans. En outre, l’USGS, ainsi que ses homologues australiens, sont en train d’installer autour des Tonga un réseau de capteurs qui peuvent mieux détecter l’activité volcanique. On a une combinaison de stations sismiques avec des capteurs sonores et des webcams qui surveillent les explosions. S’assurer que ce système de surveillance reste opérationnel est un autre défi.
Source : Yahoo Actualités.

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As I put it before, the January 15, 2022 eruption of Hunga Tonga-Ha’apai submarine volcano was exceptional for its power and intensity. Today, scientists realize it has implications for the hundreds of underwater volcanoes dotting the Earth’s oceans. A New Zealand volcanologist aptly said : “The Hunga eruption highlights a new type of volcano, and new types of underwater threats.”

Only a handful of underwater volcanoes have been the site of extensive research. Those include the Axial seamount, which lies a few hundred kilometers off the coast of Oregon and has been studied since the 1970s. One should not forget either Kick ’em Jenny near the Caribbean nation of Grenada. Both receive regular visits from research cruises and are covered with sensors that monitor their activity

The problem is that many more submarine volcanoes are located in remote arcs of the Pacific, far from big cities or ports where research vessels make harbour. Their closest neighbours are small island nations, like Tonga, that do not have dedicated volcano-monitoring programs or much capacity to install seismic monitors. This is in part due to geographical problems. Tonga, for example, is a line of islands, which is not ideal for triangulating the sources of seismic waves. Moreover, staffing and funds can be scarce in countries where the population is similar in size to a large US town. There are international options, like the USGS’ Seismic Monitoring Network, that offer global coverage for unusual geologic activity, but the stations are generally too few and far between to pick up the discreet activity foretelling a coming undersea eruption.

Most of those eruptions are unlikely to match the explosiveness of Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, but the event awakened the world to the possibile activity of these volcanoes. Even though eruptiond loke the o,e at the Tongan volcano do not occur often, they should not be neglected.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai involved an unusually explosive process that may not be easily replicated. For about a month, the eruption progressed as expected. It was moderately violent, with gas and ash, but was still manageable. Then everything went sideways. Volcanologists think it was the result of at least two factors, One was the mixing of sources of magma with slightly different chemical compositions deep beneath the volcano. As these interacted, they produced gasses, expanding the volume of the magma within the confines of the rock. Under tremendous pressure, the rocks above began to crack, allowing the cold seawater to seep in. A double massive explosion ensued which blew huge quantities of material out through the top of the caldera.

Both explosions produced big tsunamis. But the biggest wave came later, potentially caused by water flooding into the kilometer-deep hole suddenly dug out of the seafloor. This phenomenon came as a surprise to volcanologists. It isa new type of threat that should be taken into account elsewhere. Previously, scientists thought that this kind of volcano could only really produce a big tsunami if a side of a caldera collapsed.

But the process of understanding the eruption of the Tongan volcano has also highlighted the challenges of studying submarine volcanoes. A typical mapping expedition will involve a large, fully crewed research vessel, equipped with multibeam sonar that maps the seafloor for changes and a battery of water sampling instruments that search for chemical signs of ongoing activity. However, taking a boat over a potentially active caldera is risky, not so much because the volcano might erupt, but because the gas bubbles burbling up might cause a ship to sink.

Even Tonga, which has been visited four times in the past year is not likely to get another big crewed mission in the next few years. The cost is just so high. It would likely take decades to survey every volcano in detail, even just those in the Tongan arc. This is a pity because those expeditions are one of the few ways scientists have to actually see how volcanoes are behaving.

Without such expeditions, scientists have to monitor submarine volcanoes from a distance. Fortunately, satellites can spot pumice rafts as well as algal blooms, which are nurtured by the minerals released by volcanoes. Besides, the USGS, as well as counterparts in Australia, are in the process of installing a network of sensors around Tonga that can better detect volcanic activity, combining seismic stations with sound sensors and webcams that watch for active explosions. Ensuring it stays up and running is another challenge.

Source : Yahoo News.

Source: University of Auckland

L’éruption du Mauna Loa vue par le HVO // The Mauna Loa eruption as seen by HVO

Alors que l’éruption du Mauna Loa semble toucher à sa fin, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii – Hawaiian Volcano Observatory (HVO) – a écrit un article expliquant comment les scientifiques ont surveillé et géré l’événement.
Au cours des premières heures de l’éruption du Mauna Loa, les volcanologues ont attentivement observé les données fournies par les instruments pour suivre l’évolution de l’événement et essayer de comprendre comment l’éruption allait évoluer. Cette surveillance est cruciale pour diffuser des messages d’alerte aux localités qui pourraient être sous la menace de la lave.
Pendant les mois qui ont précédé l’éruption, les instruments avaient indiqué que le Mauna Loa allait entrer en éruption à court terme. En effet, Le volcan gonflait depuis des années et les derniers mois avaient vu une augmentation de la sismicité. Début octobre, le HVO a commencé à diffuser des mises à jour quotidiennes, au lieu d’hebdomadaires, concernant l’activité volcanique. L’Observatoire a également commencé à organiser des réunions publiques dans les zones de l’île susceptibles d’être impactées par une éruption du Mauna Loa.
L’éruption a commencé dans la caldeira sommitale Mokuʻāweoweo du Mauna Loa vers 23h30. (heure locale) le 27 novembre 2022. Les quelques scientifiques qui ont réagi aux premiers signaux d’alerte environ 45 minutes avant l’éruption ont rapidement été rejoints en ligne par une vingtaine de leurs collègues spécialistes en sismologie, déformation du sol, géologie et imagerie satellite. De plus, la Protection Civile a été immédiatement informée du comportement du volcan en participant à la réunion en ligne et avec la visite d’un volcanologue au QG de la Protection Civile à Hilo. Des scientifiques des observatoires volcanologiques de l’USGS en Alaska, en Californie et dans l’Etat de Washington se sont également joints à la réunion pour apporter leur aide. La principale préoccupation était que l’éruption migre vers la zone de rift sud-ouest et atteigne des zones habitées en quelques heures.
Quelques heures après le début de l’éruption, des images ont commencé à apparaître sur les réseaux sociaux, avec des coulées de lave visibles depuis Kona. Dans l’obscurité de la nuit, ces coulées semblaient menaçantes et il était évident que le public craignait que l’éruption ait pénétré dans la zone du Rift sud-ouest. La fracture qui est d’abord apparue dans la caldeira Moku’aweoweo a continué à s’ouvrir vers le sud, à l’extérieur de la caldeira mais toujours à l’intérieur de la zone sommitale du Mauna Loa. Cela a produit la coulée de lave sur le côté sud-ouest du sommet qui était visible depuis Kona, mais il ne s’agissait pas d’une éruption sur le rift sud-ouest. Ces coulées n’ont menacé aucune zone habitée et ont finalement été actives très peu de temps. Les données de surveillance montraient que l’éruption était concentrée au sommet du volcan.
Vers 6 heures du matin (heure locale) le 28 novembre, des rapports d’observateurs au sol, ainsi que des images thermiques fournies par les satellites, ont indiqué que l’éruption avait migré vers la zone de rift nord-est. Quelques minutes plus tard, cela a été confirmé par les infrasons (ondes sonores à basse fréquence) et la sismicité. De plus, les caméras montraient que l’éruption dans la zone sommitale s’était arrêtée. Les volcanologues se sont rapidement rendus sur le site de l’éruption pour recueillir des données et effectuer des observations supplémentaires. Ils ont été soulagés de voir que la lave avait choisi de sortir dans la zone de rift nord-est. L’histoire du Mauna Loa montre qu’une fois qu’une éruption débute dans une zone de rift, elle y reste.
Ces premières heures pleines de tension au sein de la communauté scientifique ont permis de tester la capacité du HVO à travailler avec la Protection Civile et les volcanologues appartenant à d’autres agences de l’USGS pour analyser rapidement l’activité volcanique. Ensemble, ces agences continuent de surveiller l’éruption du Mauna Loa dans la zone de rift nord-est et tiennent le public informé de l’activité.
Le 8 décembre 2022, le front principal de coulée de lave qui s’approchait de la Saddle Road s’est arrêté à environ 2,8 km de la route. La lave continuait de sortir de la Fracture n°3 mais les coulées ne s’éloignaient guère de la bouche éruptive. La route n’était plus sous la menace de la lave
De nouvelles éruptions du Mauna Loa sont inévitables, que ce soit dans la caldeira sommitale, dans une zone de rift, soit à partir de bouches sur les flancs du volcan. Il est toutefois impossible de prévoir avec précision à quel moment ces éruptions se produiront. Les réseaux de surveillance du HVO font de leur mieux pour gérer les risques liés à de telles éruptions.

En complément de ce qui est écrit ci-dessus, le HVO indique dans sa dernière mise à jour du 12 décembre 2022 que le seul souvenir laissé par l’éruption du Mauna Loa est l’incandescence au niveau du cône qui s’est formé Sur la Fracture n°3. Il n’y a aucun autre signe d’activité ailleurs sur le champ de lave.
Par ailleurs, on peut lire dans le bulletin du HVO que « l’inflation observée sur le volcan alors que le champ d’écoulement de la lave est inactif n’a pas encore trouvé d’explication ; il est fréquent que les éruptions montrent des fluctuations ou s’arrêtent complètement, mais aucune des huit éruptions connues du Mauna sur la zone de rift nord-est n’a montré de reprise significative après que l’activité ait considérablement diminué. »

Source : USGS/HVO.

Vous trouverez une description détaillée de l’éruption du Mauna Loa en lisant les différentes notes que j’ai publiées sur ce blog depuis le début de l’événement.

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As the Mauna Loa eruption seems to be coming to an end, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) has written an article explaining how scientists monitored ansd managed the event.

The first few hours of Mauna Loa’s eruption were dynamic, and volcanologists intently watched monitoring data to track changing conditions and understand how the eruption was developing. This monitoring is crucial to issuing hazards notifications to communities that may be at risk.

For months, monitoring data had indicated that Mauna Loa was inching closer to an eruption. The volcano had been inflating for years, and the past few months had seen an increase in seismicity. By early October, daily, instead of weekly, activity updates were initiated. HVO also began holding community meetings in areas of the island that might be impacted by a Mauna Loa eruption.

The eruption started in Mokuʻāweoweo, Mauna Loa’s summit caldera, at about 11:30 p.m. (local time) on November 27th, 2022. The handful of scientists that responded to alarms about 45 minutes before the eruption quickly turned into an online meeting of 15–20 experts in seismology, deformation, geology, and satellite imagery. Additionally, Civil Defense was immediately appraised of the volcano’s behavior, both via the online meeting and with the addition of a volcanologist who quickly went to the Civil Defense Operations Center in Hilo. Scientists from USGS volcano observatories in Alaska, California, and Washington also joined to assist. The primary concern was that the eruption might shift toward the Southwest Rift Zone and reach populated areas within hours.

A few hours after the eruption started, images began to appear on social media, with lava flows visible from Kona. In the dark, these flows looked menacing, and the public had clear concerns that the eruption had made its way into the Southwest Rift Zone. Indeed, the fissure that first opened in Moku’aweoweo continued opening towards the south, outside the topographic caldera, but still inside Mauna Loa’s summit region. This produced the lava flow on the southwest side of the summit that was visible from the Kona coast. These flows did not threaten any populated areas and were ultimately short-lived. Monitoring data continued to show that the eruption was focused at the summit.

By about 6 a.m. (local time) on November 28th, reports from observers on the ground, as well as thermal satellite data, indicated that the eruption had moved into the Northeast Rift Zone. A few minutes later, this was confirmed by infrasound (low-frequency sound waves) and seismicity, and cameras showed that the summit-area eruption had stopped. Volcanologists rapidly flew to the eruption site to gather additional data and observations and were relieved to see that lava had chosen to erupt in the North-East Rift Zone. History suggests that once a Mauna Loa eruption moves into one rift zone, it stays there.

Those tense first several hours served as a good test of how HVO is able to work with Civil Defense officials and volcanologists from other USGS offices to rapidly respond to volcanic activity. Together, these agencies continue to monitor the Northeast Rift Zone eruption of Mauna Loa and keep the public informed on the activity.

As of December 8th, 2022, the main lava flow front that was approaching the Saddle Road stalled about 2.8 km away. Lava continues to erupt from fissure 3 but these flows are now closer to the vent. The road is no longer under the threat of lava

Future Mauna Loa eruptions, from the summit, either rift zone, or radial vents, are inevitable, but it is impossible to forecast precisely when those might happen. HVO’s monitoring networks do their best to provide mitigation for hazards from any such eruption.

As a complement to what is written above, HVO indites in its latest update of December 12th, 2022 that the only sign left by the Mauna Loa eruption is incandescence restricted to the cone that formed around fissure 3. There is no observable activity anywhere on the rest of the flow field.

Moreover, one can read in the HVO bulletin that  » the significance of the continuing inflation while the flow field is inactive is not yet clear; it is common for eruptions to wax and wane or pause completely, but none of the eight recorded eruptions from Mauna Loa’s Northeast Rift Zone returned to high eruption rates after those rates decreased significantly. »

Source: USGS / HVO.

You will find a detailed description of the Mauna Loa eruption by reading the numerous posts I have released on this blog since the start of the event.

Dernier sursaut de la Fracture n°3 avant le rapide déclin de l’éruption (capture écran webcam)

Image webcam montrant la très faible activité au niveau de la Fracture n°3

Incandescence au fond du cône de la Fracture n°3 (Crédit photo: USGS)

Image thermique de la lave en cours de refroidissement dans la caldeira sommitale du Mauna Loa (Source: HVO)

Surveillance des petits geysers de Yellowstone // Monitoring of the small geysers of Yellowstone

Le Parc National de Yellowstone aux États-Unis possède la plus grande concentration de geysers au monde. Le plus populaire est sans aucun doute le Vieux Fidèle – Old Faithful – dont les éruptions se produisent de manière régulière. D’autres geysers comme le Castle Geyser ou le Steamboat Geyser se manifestent, eux aussi, de manière spectaculaire, mais il est plus difficile de prévoir ces événements. Les autres geysers du parc entrent en éruption quand ils en ont envie. Ces éruptions peuvent se produire soudainement et violemment et devenir un danger pour les visiteurs qui se trouveraient à proximité.
Le principe de fonctionnement des geysers est bien connu. L’eau de surface (pluie ou neige) s’infiltre dans la terre. Lorsqu’elle s’approche d’une source de chaleur comme une chambre magmatique, elle est peu à peu portée vers son point d’ébullition, mais les conditions de pression qui règnent en profondeur sont si extrêmes qu’elles empêchent l’eau d’entrer en ébullition et de s’évaporer. A l’approche de la surface, la pression chute considérablement et l’eau peut alors entrer subitement en ébullition. Se faisant, elle se change rapidement en vapeur et occupe tout d’un coup un volume bien plus important qu’elle ne le faisait à l’état liquide. Cela se traduit en surface par des jets de vapeurs et fumerolles, par des bassins d’eau bouillonnante, mais aussi par des éruptions d’eau et de vapeur : les geysers !

Le Porkchop Geyser dans le Norris Geyser Basin était autrefois une petite source chaude qui se manifestait parfois sous forme d’un geyser. Cependant, en 1985, le comportement du geyser a changé. Il a commencé à envoyer des panaches d’eau à 6 ou 10 mètres de hauteur à partir d’un cratère sec le plus souvent. On entendait parfois le grondement des explosions à plus d’un kilomètre de distance et, en hiver, les panaches de vapeur formaient des cônes de glace de plus de 6 mètres de hauteur. Puis, dans l’après-midi du 5 septembre 1989, le geyser a de nouveau changé son comportement avec des jets d’eau chaude de 15 à 25 mètres de hauteur. Puis il a carrément explosé. L’explosion a arraché des roches et envoyé des matériaux plus petits à plus à 60 mètres de distance, laissant derrière elle un cratère de 3 mètres de diamètre. Heureusement, il n’y avait personne à proximité et il n’y eut aucun blessé.
Les scientifiques de l’Observatoire Volcanologique de Yellowstone, de l’Université de l’Utah et de l’Université du Wyoming ont mis en place un réseau de sismomètres, de stations GPS et de jauges dans les rivières du parc. L’objectif est de comprendre comment se comporte la caldeira de Yellowstone et de prévoir tout changement significatif.
Aujourd’hui, les volcanologues de Yellowstone veulent essayer de mieux comprendre les zones géographiques plus réduites comme le Norris Geyser Basin qui présentent plus de risques que les manifestations éventuelles et peu probables du super volcan. Cela fait partie d’un nouveau plan décennal de l’Observatoire visant à améliorer la surveillance et l’évaluation des risques liés à l’activité volcanique, hydrothermale et sismique à Yellowstone. Ce plan se décompose en deux volets : « backbone » et suivi de l’activité hydrothermale.
La surveillance backbone ou «épine dorsale» comprend le renforcement du système déjà en place à l’échelle de la caldeira. Le suivi de l’activité hydrothermale est nouveau. Son objectif est de contrôler l’activité dans les zones hydrothermales de Yellowstone afin de mieux la prévoir.
Dans les zones de petits geysers, les données de surveillance satellitaire indiquent que le sol peut se soulever pendant l’été lorsqu’il y a plus d’eau présente dans le sous-sol et s’affaisser à la fin de l’été lorsque cette eau s’est évacuée. Une surveillance plus étroite permettra de confirmer ce phénomène, mais indiquera aussi si un geyser isolé présente un comportement anormal comme ce fut le cas pour le Porkchop Geyser. De telles explosions hydrothermales se produisent lorsque l’eau se transforme en vapeur et doit immédiatement s’échapper vers la surface. Selon les scientifiques de Yellowstone, de telles explosions sont relativement courantes et se produisent une ou deux fois par an dans l’arrière-pays. Il s’agit d’un « risque sous-estimé » dans le Parc proprement dit et « bien plus important d’un point de vue humain qu’une éruption volcanique ». L’Observatoire Volcanologique de Yellowstone espère installer la première station de surveillance dans le Norris Geyser Basin en 2023.
Adapté d’un article du Jackson Hole News & Guide.

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Yellowstone National Park in the United States has the largest concentration of geysers in the world. The most popular is undoubtedly Old Faithful whose eruptions occur in a regular way. Other geysers like Castle Geyser or Steamboat Geyser erupt in a dramatic way but it is more difficult to predict these events. The other geysers in the park erupt when they feel like it. These eruptions may occur suddenly and violently and become a danger to visitors that would stand close by.

The operating principle of geysers is well known. Surface water (rain or snow) seeps into the ground. When it approaches a heat source such as a magma chamber, it is gradually brought to its boiling point, but the pressure conditions prevailing at these depths are so extreme that they prevent water from boiling and evaporating. Approaching the surface, the pressure drops considerably and the water can then suddenly boil. In doing so, it quickly changes into vapour and suddenly occupies a much larger volume than it did in the liquid state. This is reflected on the surface by jets of steam and fumaroles, by pools of bubbling water, but also by eruptions of water and steam called geysers.

The Porkchop Geyser in the Norris Geyser Basin was once a small hot spring that occasionally erupted. However, in 1985 the geyser’s behaviour changed. It started sending plumes of water 6 to 10 meters high from a mostly dry crater. The roaring sound of the explosion could occasionally be heard from more than one kilometer away, and in winter the spray created ice cones more than 6 meters high. Then, on the afternoon of September 5th, 1989, the geyser changed again with jets of hot water 15-25 meters tall. Then the geyser exploded. The blast uprooted rocks and sent smaller material more than 60 meters away, leaving a 3-meter-wide crater. Fortunately there was no one close enough to be hurt.

Scientists at the Yellowstone Volcano Observatory, thz University of Utah and University of Wyoming have set up a network of seismometers, GPS stations and stream gauges which measure the temperature, flow and chemistry of the park’s rivers. The goal is to understand how the Yellowstone Caldera is acting and predict any substantial changes.

Today, Yellowstone volcanologists are gearing up to try to better understand smaller geographies like the Norris Geyser Basin that pose a greater risk to human health and safety than less likely large-scale super volcano activity. This is part of the Volcano Observatory’s new 10-year plan to improve monitoring and hazards assessments of volcanic, hydrothermal and earthquake activity in the Yellowstone Plateau. That plan is broken down into two parts: “backbone” and hydrothermal monitoring.

“Backbone” monitoring includes beefing up the larger, caldera-wide system already in place. The hydrothermal monitoring is new. Its aim is to track activity within Yellowstone’s individual thermal areas and geyser basins in order to better forecast their activity.

In smaller geyser basins, satellite monitoring data indicates that the ground may rise during the summer when there’s more water present and fall in late summer when that water drains away. More detailed monitoring could confirm that, but also indicate that an individual geyser basin is doing something weird, like getting ready to explode, like Porkchop Geyser did. Such hydrothermal explosions are caused by water flashing to steam and immediately having to escape its container. According to Yellowstone scientists, such explosions are relatively common, happening once every year or two in the backcountry. They are an “under-appreciated hazard” in the front country and “one that’s far more important on human time scales than a volcanic eruption.” The Yellowstone Volcano Observatory hopes to set up the first geyser basin monitoring station in Norris Geyser Basin in 2023.

Adapted from an article in the Jackson Hole News & Guide.

Photos: C. Grandpey