Hunga Tonga-Hunga Ha’apai : le panache de tous les records // The highest plume ever

On apprend aujourd’hui que la puissante éruption sous-marine du volcan sous-marin Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (Iles Tonga) le 15 janvier 2022 a généré un panache qui est monté plus haut dans l’atmosphère terrestre que tout autre panache observé lors de précédentes éruptions. Il a atteint environ 57 km d’altitude.
Le panache blanc-grisâtre (voir image ci-dessous) produit par l’éruption est devenu le premier à ce jour à avoir pénétré dans la mésosphère. C’est ce qu’expliquent les scientifiques qui ont utilisé une nouvelle technique réunissant plusieurs images satellites pour mesurer sa hauteur. Le panache était composé principalement d’eau avec de la cendre et du dioxyde de soufre.
Le panache a pénétré à l’intérieur des deux couches inférieures de l’atmosphère, la troposphère et la stratosphère, et sur environ 7 km à l’intérieur de la mésosphère qui est l’une des couches supérieures de notre atmosphère. L’air y est très sec et extrêmement ténu. C’est l’une des parties les moins connues de l’atmosphère car elle est très difficile à atteindre. En dessous, on peut utiliser des avions. Plus haut, il y a des engins spatiaux. De nombreux météores viennent finir leur course en se consumant dans la mésosphère qui abrite également des nuages noctulescents que l’on aperçoit parfois dans le ciel d’été vers les pôles.
Le panache du Hunga Tonga était toutefois loin d’atteindre la couche atmosphérique suivante, la thermosphère, qui commence à environ 85 km au-dessus de la surface de la Terre. La ligne Karman, à une centaine de kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, est généralement considérée comme la frontière avec l’espace.
Jusqu’à présent, les panaches volcaniques les plus élevés ont été émis par l’éruption de 1991 du Pinatubo aux Philippines avec 40 km, et l’éruption de 1982 d’El Chichón au Mexique avec 31 km. Les éruptions volcaniques du passé ont probablement produit des panaches plus importants, mais elles se sont produites avant que les scientifiques puissent effectuer de telles mesures. Le panache de l’éruption du Krakatau en 1883 en Indonésie a probablement, lui aussi, atteint la mésosphère.
Les scientifiques n’ont pas pu utiliser leur technique habituelle basée sur la température pour mesurer le panache volcanique car l’éruption de janvier a dépassé la hauteur maximale pour laquelle cette méthode peut être utilisée. Ils se sont tournés vers trois satellites météorologiques géostationnaires qui fournissent des images toutes les 10 minutes et ils se sont appuyés sur l’effet de parallaxe.
Source : Yahoo Actualités.

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We learn today that the powerful January 15th, 2022 underwater eruption of Tonga’s Hunga Tonga-Hunga Ha’apai volcano in the South Pacific produced a plume that soared higher into Earth’s atmosphere than any other on record. It reached about 57 km.

The white-grayish plume unleashed by the eruption became the first one documented to have penetrated the mesosphere, according to scientists who employed a novel technique using multiple satellite images to measure its height. The plume was composed primarily of water with some ash and sulfur dioxide mixed in.

The plume extended through the bottom two layers of the atmosphere, the troposphere and stratosphere, and about 7 km into the mesosphere which is one of the upper layers of our atmosphere. The air is very dry and extremely thin, It is one of the least-understood parts of the atmosphere as it is very hard to reach. Lower down, we can use planes. Higher up, we have spacecraft. Many meteors burn up in the mesosphere, and it is also home to noctilucent clouds, which are sometimes visible in the summer sky towards the poles.

The plume was far from reaching the next atmospheric layer, the thermosphere, which starts at about 85 km above Earth’s surface. A delineation called the Karman line, about 100 km above Earth’s surface, is generally considered the boundary with space.

Until now, the highest recorded volcanic plumes were from the 1991 eruption of Mount Pinatubo in the Philippines, at 40 km, and the 1982 eruption of El Chichón in Mexico, at 31 km. Volcanic eruptions in the past likely produced higher plumes but occurred before scientists were able to make such measurements. The 1883 Krakatau eruption in Indonesia probably also reached the mesosphere.

Scientists were unable to use their standard temperature-based technique of measuring a volcanic plume because January’s eruption passed the maximum height for which this method could be used. They instead turned to three geostationary weather satellites that obtained images every 10 minutes and relied upon the parallax effect.

Source: Yahoo News.

Image satellite de l’énorme panache généré par l’éruption du 15 janvier 2022 (Source: NASA)

Le Mont Rainier n’est pas entré en éruption! // Mount Rainier has not erupted!

J’ai écrit à plusieurs reprises qu’il faut être prudent avant de dire qu’un volcan est entré en éruption ou va entrer en éruption simplement en regardant le panache qui sort du cratère. J’ai étudié le panache que l’on peut voir au-dessus du cratère de La Fossa sur l’île éolienne de Vulcano (Sicile) et j’en ai conclu que sa morphologie dépend largement de la température et de l’hygrométrie de l’air ambiant. Un panache qui a l’air très fin lorsque l’air est sec peut devenir assez impressionnant lorsque le temps est froid et humide.
Ce phénomène a été observée ces derniers jours sur le Mont Rainer, un volcan de la chaîne des Cascades dans l’État de Washington. En voyant une étrange formation nuageuse au-dessus du volcan, certaines personnes ont pensé que ce pouvait être le signe de son réveil. Cependant, les scientifiques américains ont vite dissipé toute inquiétude. Ils ont contrôlé l’activité sismique et les différents capteurs installés sur le volcan. Ils se sont aussi appuyés sur un groupe de volcanologues qui effectuaient des travaux sur la montagne et ils ont confirmé qu’aucune activité inhabituelle n’avait lieu sur le Mont Rainier. Les responsables du parc national ont ajouté qu’il s’agissait probablement d’un nuage lenticulaire, qui se forme généralement lorsque les vents soufflent sur et autour d’un terrain accidenté.
L’USGS a déclaré que s’il y avait une hausse de l’activité volcanique, les capteurs sismiques donneraient immédiatement des informations. La population à proximité du Mount Rainier a été informée des dangers potentiels. L’une des plus grandes menaces réside dans les coulées de boue – ou lahars – qui pourraient se déclencher si une augmentation de la chaleur sous le volcan faisait fondre les glaciers. Il faut noter qu’avec le réchauffement climatique la plupart des glaciers sur le Rainier ont perdu une grande partie de leur volume de sorte que les coulées de boue soient probablement moins dévastatrices.
Source : médias d’information américains.

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As I put it several times, one should be careful before saying a volcano is erupting or going to erupt just by looking at the plume that comes out of the crater. I have studied the plume that can be seen above La Fossa Crater on the Aeolian island of Vulcano (Sicily) and I have concluded that the morphology of the plume largely depends on the ambient temperature and hygrometry. A plume that looks very thiin when the air is dry may become quite impressive when the weather is cold and wet.

This confusion was observed in the past days at Mount Rainer, a volcano of the Cascade Range in the State of Washington. When seeing an odd-looking cloud formation over the volcano, some people thought the volcano was giving a warning. However, experts quickly downplayed any concerns. They looked at seismic activity, sensors and relied on a group of volcanologists who were doing work on the mountain to confirm that was no unusual activity taking place. Mount Rainier National Park officials added that the cloud was likely a lenticular cloud, which typically forms when winds blow over and around rough terrain.

The USGS said if there was any increase in volcanic activity, seismic sensors would likely pick up on activity first. Residents living close to Mount Rainier have been informed about potential hazards. One of the greatest threats lies with the mudflows – or lahars- that could be triggred if an increase in heat beneath the volcano melted the glaciers. It should be noted that with global warming most glaciers have lost a large part of their ice so that the mudflows might be less devastating.

Source: US news media.

Pas d’éruption du Mont Rainier. De simples nuages….

Le Mont Rainier par temps clair

Les glaciers ont bien fondu sur le Mont Rainier

La voie à suivre en cas de lahars… (Photos: C. Grandpey)

Quelques réflexions sur l’éruption du Hunga Tonga Hunga Ha’apai (archipel des Tonga) // A few thoughts about the eruption of Hunga Tonga Hunga Ha’apai volcano

Dans mon Limousin natal, berceau de la superbe race bovine, il se dit que « c’est à la fin de la foire qu’on compte les bouses. ». C’est un peu la même chose en volcanologie. Faute de pouvoir prévoir les éruptions, on s’attarde sur leur bilan une fois que les événements sont terminés.

C’est exactement ce qui vient de se produire à l’occasion de l’éruption du volcan sous-marin Hunga Tonga Hunga Ha’apai dans l’archipel des Tonga.

Certes, on connaissait l’existence de ce volcan qui s’était déjà manifesté de manière spectaculaire en 2014 avec des gerbes cypressoïdes typiques des éruptions phréato-magmatiques. L’événement avait donné naissance à une île double qui émergeait à la surface de l’océan.

Le 19 décembre 2021, et le 13 janvier 2022, des séquences explosives avaient annoncé un réveil du volcan sous-marin. Et puis, le 15 janvier 2022, Badaboum! Sans que personne ne l’ai annoncée, une puissante explosion a secoué le Hunga Tonga Hunga Ha’apai, avec un très volumineux panache de vapeur et de cendre qui a grimpé jusqu’à une vingtaine de kilomètres de hauteur et s’est étalé sur quelque 260 km de diamètre.

Une onde de choc s’est propagée sur quasiment la moitié du globe terrestre. Elle a été ressentie en Alaska et même en France. On a, bien sûr, évoqué l’onde de choc provoquée en 1883 par l’éruption du Krakatau (Indonésie) qui avait fait 7 fois le tour de la planète. Un scientifique a précisé qu’ « on a l’habitude de dire que c’est l’équivalent de 10 000 bombes atomiques. »

Un tsunami a frappé tous les rivages du Pacifique, comme en Nouvelle Zélande, au Chili ou à Hawaii où des embarcations ont rompu leurs amarres. L’hypothèse la plus répandue est que le tsunami du 15 janvier a été déclenché par des effondrements dans la caldeira qui a provoqué l’éruption. De leur côté, les scientifiques japonais pensent qu’il a pu être causé par un changement soudain de pression atmosphérique dû à l’éruption.

Alors que personne n’a su prévoir l’éruption, on nous explique maintenant pourquoi elle a été si violente. Un scientifique de l’IRD a déclaré sur France Info: « Ce volcan est de type andésitique. Il est riche en silice et il a tendance à produire beaucoup d’explosions. L’eau se mélange au magma, c’est ce que l’on appelle une éruption phréato-magmatique. L’eau qui interagit avec le magma crée encore plus de gaz. » En somme, rien de plus que ce que l’on savait déjà.

Comme je l’ai indiqué précédemment, l’île double apparue en 2014 n’est que la partie émergée du volcan qui cache sous la surface de l’océan une grande caldeira de 4 à 6 kilomètres de diamètre. Cette caldeira montre que ce volcan a déjà connu des éruptions gigantesques par le passé. L’une d’elles aurait eu lieu il y a 1000 ans. Cela conduit déjà certains scientifiques audacieux à parler d’un cycle volcanique millénaire et la dernière éruption ferait donc partie de ce cycle. Facile à dire quand on est un être humain dont l’espérance de vie ne dépasse que rarement les 100 ans! Il n’y aura personne pour contredire aujourd’hui une telle affirmation.

L’éruption et le tsunami ont certes provoqué de gros dégâts dans les Tonga, mais ils n’ont heureusement tué personne, malgré la proximité de l’événement (65 km de la capitale, Nuku’alofa). Il semblerait que les deux seules victimes se trouvent au Pérou où des nageurs se sont noyés, surpris par des vagues anormalement hautes. Des vagues de 1,20 mètre ont déferlé sur la capitale des Tonga où les habitants ont déclaré avoir fui vers les hauteurs, laissant derrière eux des maisons inondées. Des bateaux et de gros rochers ont été rejetés sur le rivage; l’électricité et les communications ont été coupées. L’épais nuage éruptif a provoqué des retombées de cendres sur la capitale, avec une contamination de l’eau.

Aujourd’hui, le centre d’alerte aux tsunamis (Tsunami Warning Center) à Hawaii est en mesure d’alerter sur la progression des vagues mais, comme l’a fait remarquer un sismologue français, le tsunami provoqué par l’éruption du volcan tongien « a pris tout le monde de court. En effet, les systèmes d’alerte sont faits pour détecter les tsunamis provoqués par les séismes, les plus fréquents, et pas ceux dus à l’activité volcanique, beaucoup plus rares. » Là encore, il reste à faire de gros progrès.

On le sait depuis longtemps, la prévision volcanique n’est pas très élevée sur les volcans de type strombolien ou hawaiien, mais elle est quasiment nulle sur les volcans explosifs comme ceux de la Ceinture de Feu du Pacifique. Les trop nombreuses victimes du Krakatau, du Merapi, du Semeru (Indonésie) ou encore du Fuego (Guatemala) et du Mt Ontake (Japon) sont là pour nous inviter, nous autres pauvres humains, à la modestie et à l’humilité.

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The submarine volcano Hunga Tonga Hunga Ha’apai which has just erupted in the Tonga archipelago was not unknown. It had already erupted in a dramatic way in 2014 with the typical cypressoidal sheaves of phreato-magmatic eruptions. The event gave birth to a dual island which emerged on the surface of the ocean.
On December 19th, 2021, and January 13th, 2022, explosive sequences announced an awakening of the submarine volcano. And then, on January 15th, 2022, without anyone having announced it, a powerful explosion shook Hunga Tonga Hunga Ha’apai, with a very voluminous steam and ash plume which rose up to twenty kilometers in height and spread over some 260 km in diameter.
A shock wave spread over almost half of the globe. It was felt in Alaska and even in France. Many people reminded us of the shock wave caused in 1883 by the eruption of Krakatau (Indonesia) which circled the planet 7 times. A scientist added that « it was the equivalent of 10,000 atomic bombs. »
A tsunami hit all the shores of the Pacific Ocean, such as in New Zealand, Chile or Hawaii where boats broke their moorings. The mostaccepted hypothesis is that the January 15th tsunami was triggered by collpapses in the caldera that caused the eruption. For their part, Japanese scientists believe that it may have been caused by a sudden change in atmospheric pressure due to the eruption.
While no one knew how to predict the eruption, we are now being told why it was so violent. An IRD scientist told France Info: « This volcano is of the andesitic type. It is rich in silica and it tends to produce a lot of explosions. The water mixes with the magma. « It’s called a phreato-magmatic eruption. The water that interacts with the magma creates even more gas. » In short, this scientist did not say anything more than what we already knew.
As I put it before, the dual island that appeared in 2014 is only the emerged part of the volcano which conceals under the surface of the ocean a large caldera 4 to 6 kilometers in diameter. This caldera has revealed that this volcano already experienced gigantic eruptions in the past. One of them probably took place 1000 years ago. This is already leading some audacious scientists to speak of a millennial volcanic cycle and the latest eruption would therefore be part of this cycle. This is easy to say for a human being whose life expectancy rarely exceeds 100 years! There will be no one today to contradict such a statement.
The eruption and the tsunami certainly caused great damage in Tonga, but fortunately they did not kill anyone, despite the proximity of the event (65 km from the capital, Nuku’alofa). It seems that the only two victims were in Peru where swimmers drowned, surprised by abnormally high waves. Four-foot waves swept through Tonga’s capital where residents said they fled to higher ground, leaving flooded homes behind. Boats and large rocks washed ashore; electricity and communications were cut off. The thick eruptive cloud caused ash to fall on the capital, with water contamination.
Today, the Tsunami Warning Center in Hawaii is able to warn about the progress of the waves but, as a French seismologist pointed out, the tsunami caused by the eruption of the Tongan volcano « took everyone by surprise. Indeed, the warning systems are made to detect tsunamis caused by tectonic earthquakes, which are the most frequent, and not those due to volcanic activity, which are much rarer. » Here again, much progress remains to be made.
We have known for a long time that volcanic prediction is not very high on Strombolian and Hawaiian volcanoes, but it is almost nil on explosive volcanoes such as those along the Pacific Ring of Fire. The too many victims of Krakatau, Merapi, Semeru (Indonesia) or even Fuego (Guatemala) and Mt Ontake (Japan) are there to invite us, us poor humans, to modesty and humility.

Gerbe provoquées par l’éruption de 2014 (Source NASA)

Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai (Tonga): Faut-il s’attendre à d’autres éruptions? // Should we expect more eruptions?

L’éruption du volcan Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai le 15 janvier 2022 a été si violente qu’elle a envoyé des ondes de choc à travers quasiment la moitié du globe terrestre. Le site The Conversation apporte des informations très intéressantes sur l’éruption proprement dite et sur l’histoire de ce volcan.
Le volcan se compose de deux petites îles inhabitées, Hunga-Ha’apai et Hunga-Tonga qui s’élèvent à une centaine de mètres au-dessus du niveau de la mer, à 65 km au nord de la capitale des Tonga, Nuku’alofa. Mais sous la surface de la mer se cache un volcan beaucoup plus imposant, d’environ 1800 m de hauteur et 20 km de largeur.
Le volcan Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai est entré en éruption régulièrement au cours des dernières décennies. Lors des éruptions de 2009 et 2014-2015, il a propulsé d’impressionnantes gerbes cypressoïdes typiques des éruptions phréato-magmatiques. Cependant, ces éruptions étaient mineures et ont été largement éclipsées par les événements de janvier 2022. Si on se réfère à l’histoire du volcan, il semble que la dernière éruption majeure fasse partie d’une série d’événements qui se produisent environ tous les mille ans.
L’éruption de 2014-2015 a créé un cône volcanique qui a réuni les deux anciennes îles Hunga pour créer une île double d’environ 5 km de long.

Source: NASA

Lorsque les scientifiques ont cartographié le plancher océanique en 2016, ils ont découvert une caldeira qui se cache à 150 mètres de profondeur sous la surface de la mer. La caldeira mesure environ 5 km de diamètre.

 

Source: The Conversation

Les éruptions mineures (comme celles de 2009 et 2014-2015) se produisent principalement au bord de la caldeira, mais les très grosses éruptions naissent au coeur de la caldeira proprement dite. Ces grandes éruptions sont si importantes que le sommet de la colonne magmatique s’effondre vers l’intérieur de la caldeira et contribue à son approfondissement.
En étudiant la chimie des éruptions passées, on se rend compte que les éruptions mineures correspondent à la lente recharge du système magmatique et annonce le déclenchement d’un événement majeur.

Les scientifiques ont trouvé des preuves de deux énormes éruptions passées de la caldeira Hunga dans des dépôts sur les anciennes îles. Ils ont comparé les analyses chimiques de ces dépôts à des échantillons de cendres prélevés sur la plus grande île habitée de Tongatapu, à 65 km, puis ont utilisé des datations au Carbone 14; il s’avère que de grandes éruptions se produisent dans la caldeira environ tous les 1000 ans, la dernière ayant eu lieu vers 1100. Il semble donc que l’éruption du 15 janvier 2022 soit en plein dans le cycle des événements majeurs.
Les auteurs de l’article de The Conversation ont tenté de prévoir ce qui pourrait arriver par la suite à Hunga-Ha’apai et Hunga-Tonga. Les deux éruptions du 20 décembre 2021 et du 13 janvier 2022 étaient modérées. Elles ont généré des panaches qui se sont élevés jusqu’à 17 km et ont agrandi l’île double qui était apparue en 2014-2015.
La dernière éruption a montré une autre échelle de grandeur. Le panache de cendres est monté à environ 20 km de hauteur. Il s’est étendu de manière concentrique sur une distance d’environ 130 km par rapport au volcan, créant un panache de 260 km de diamètre. Cela démontre une énorme puissance explosive qui ne peut être expliquée par la seule interaction entre le magma et l’eau de mer. Cela montre que de grandes quantités de magma juvénile chargé de gaz se sont échappées de la caldeira.

Source: Tonga Services

L’éruption a également produit un tsunami à travers les Tonga et les Fidji et Samoa voisins. Les ondes de choc ont parcouru plusieurs milliers de kilomètres, ont été observées depuis l’espace et enregistrées en Nouvelle-Zélande à environ 2000 km.
Tous ces événements laissent supposer que la grande caldeira Hunga a repris du service. Les vagues de tsunami ont probablement été causées par des glissements de terrain sous-marins et des effondrements de la caldeira
Reste à savoir si l’événement du 15 janvier 2022 est le point culminant de l’éruption. Il représente la libération d’une importante pression magmatique, ce qui peut contribuer à stabiliser le système. Cependant, les dépôts géologiques des éruptions précédentes de ce volcan montrent que chacun des épisodes éruptifs millénaires majeurs de la caldeira incluait de nombreux événements explosifs. Il se pourrait donc que la dernière grande éruption ne soit pas un événement isolé et que de nouveaux épisodes majeurs d’activité se produisent pendant plusieurs semaines, voire des années sur le volcan Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai.
Source : The New Zealand Herald, The Conversation.

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The Hunga-Ha’apai and Hunga-Tonga eruption of January 15th, 2022 was so violent that it sent shock waves, quite literally, around half the world. The website The Conversation brings very interesting information about the eruption itself and about the history of this volcano.

The volcano consists of two small uninhabited islands, Hunga-Ha’apai and Hunga-Tonga, rising about 100 m above sea level 65 km north of Tonga’s capital Nuku‘alofa. But hiding below the waves is a massive volcano, around 1800 m high and 20 km wide.

The Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai volcano has erupted regularly over the past few decades. During eruptions in 2009 and 2014-2015, the volcano sent impressive cypressoid sheaves typical of phreato-magmatic eruptions. However, these eruptions were small and dwarfed in scale by the January 2022 events. Looking at the history of the volcano, it looks as if the last eruption is one of the massive explosions the volcano is capable of producing roughly every thousand years.

The 2014-2015 eruption created a volcanic cone, joining the two old Hunga islands to create a combined island about 5km long.

When scientists mapped the sea floor in 2016, they discovered a hidden caldera 150 meters below the waves. The caldera is about 5 km across. Small eruptions (such as in 2009 and 2014-2015) occur mainly at the edge of the caldera, but very big ones come from the caldera itself. These big eruptions are so large the top of the erupting magma collapses inward, deepening the caldera.

Looking at the chemistry of past eruptions, it is thought the small eruptions represent the magma system slowly recharging itself to prepare for a big event.

Scientists found evidence of two huge past eruptions from the Hunga caldera in deposits on the old islands. They matched these chemically to volcanic ash deposits on the largest inhabited island of Tongatapu, 65 km away, and then used radiocarbon dates to show that big caldera eruptions occur about ever 1000 years, with the last one at AD1100. With this knowledge, the eruption on January 15th, 2022 seems to be right on schedule for a major event.

The authors of the article in The Conversation tried to figure out what could happen next at Hunga-Ha’apai and Hunga-Tonga. The two earlier eruptions on December 20th, 2021 and January 13th, 2022 were of moderate size. They produced clouds that rose up to 17 km and added new land to the 2014-2015 combined island.

The latest eruption has stepped up the scale in terms of violence. The ash plume is already about 20 km high. It spread out almost concentrically over a distance of about 130 km from the volcano, creating a plume with a 260 km diameter, before it was distorted by the wind. This demonstrates a huge explosive power which cannot be explained by magma-water interaction alone. It shows instead that large amounts of fresh, gas-charged magma have erupted from the caldera.

The eruption also produced a tsunami throughout Tonga and neighbouring Fiji and Samoa. Shock waves traversed many thousands of kilometres, were seen from space, and recorded in New Zealand some 2000 km away.

All these signs suggest the large Hunga caldera has awoken. The tsunami waves may have been caused by submarine landslides and caldera collapses

It remains unclear if this is the climax of the eruption. It represents a major magma pressure release, which may settle the system. However, the geological deposits from the volcano’s previous eruptions show that each of the 1000-year major caldera eruption episodes involved many separate explosion events. Hence, the last big eruption might not be an isolated event and we could be in for several weeks or even years of major volcanic unrest from the Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai volcano.

Source: The New Zealand Herald, The Conversation.

https://theconversation.com/fr