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Nouvelles techniques pour mieux comprendre les volcans // New techniques to better understand volcanoes

Une étude publiée intégralement dans Communications Earth & Environment le 16 septembre 2024 nous apprend que des chercheurs ont mis au point un nouveau dispositif pour observer les entrailles des volcans

Des scientifiques français ont fait passer au volcan de la Soufrière en Guadeloupe une sorte d’échographie. Cette nouvelle technique d’imagerie matricielle repose sur un réseau de géophones, des capteurs qui enregistrent à la fois les séismes proprement dits et le bruit sismique plus discret généré par le vent, l’océan et les activités humaines.

En analysant la façon dont toutes ces ondes se propageaient à l’intérieur du volcan les chercheurs ont pu reconstituer sa structure interne en 3 dimensions jusqu’à 10 kilomètres de profondeur et avec une précision de l’ordre d’une centaine de mètres. Au final, ils ont obtenu avec une résolution jamais atteinte, le plan de toute la tuyauterie de la Soufrière (voir image ci-dessous). On peut voir une cheminée légèrement tortueuse de 5 kilomètres de long et en dessous un réseau de poches de magma connectées entre elles. Les auteurs de l’étude n’hésitent pas à parler d’un outil révolutionnaire qui pourrait permettre à l’avenir de mieux prévoir les éruptions volcaniques.

Image tridimensionnelle de la Soufrière vue de l’est et du nord,

Dans des notes publiées en février, mai et juillet 2016, j’avais attiré l’attention sur une nouvelle technique – la tomographie muonique – destinée à mieux comprendre l’intérieur de certains volcans. Il y a une dizaine d’années, les volcanologues pensaient que la radiographie par les muons (particules cosmiques) serait un outil qui pourrait permettre de percer les mystères qui entourent l’activité volcanique.
La tomographie muonique a été utilisée pour la première fois par les Japonais pour visualiser la structure interne de volcans comme l’Asama, l’Iwate ou encore le volcan Satsuma-Iojima dans la préfecture de Kagoshima. Les scientifiques savaient que ce volcan dissimulait un réservoir magmatique, mais la nouvelle technologie a révélé que la quantité de magma était beaucoup plus grande que prévu.

De leur côté, les scientifiques français ont eux aussi utilisé la tomographie muonique dans le cadre du projet DIAPHANE sur le volcan de la Soufrière à la Guadeloupe. Des équipes du CNRS ont installé un capteur de muons cosmiques sur le flanc du volcan. La technologie a permis de « suspecter la présence d’importantes cavités » à l’intérieur de l’édifice volcanique.

Image de la Soufrière avec le projet Diaphane

Une autre application de la tomographie muonique  a eu pour cadre le Puy de Dôme en Auvergne. Le but du projet TOMUVOL était « la connaissance de l’historique du volcan de par sa structure pour prédire le comportement futur. » Une image du Stromboli (Sicile) a également été obtenue grâce à la tomographie muonique.

Si la tomographie muonique permet d’obtenir une image intéressante de l’intérieur des volcans, elle ne permet pas de mieux connaître le comportement du magma à l’intérieur des édifices. La mise en place des capteurs muoniques est longue et compliquée et il me semble difficile d’obtenir des images en temps réel permettant de faire des prévisions fiables.

Reste à savoir si la nouvelle technique d’imagerie matricielle permettra de mieux prévoir les éruptions.

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A study published in full in Communications Earth & Environment on September 16, 2024, reveals that researchers have developed a new device for observing the depths of volcanoes.
French scientists have conducted a type of ultrasound scan of the Soufrière volcano in Guadeloupe. This new matrix imaging technique relies on a network of geophones, sensors that record both the earthquakes themselves and the more subtle seismic noise generated by wind, the ocean, and human activity.
By analyzing how all these waves propagate within the volcano, the researchers were able to reconstruct its internal structure in 3D down to 10 kilometers deep and with an accuracy of around 100 meters. Ultimately, they obtained, with unprecedented resolution, a map of the entire conducts of the Soufrière volcano (see image above). A slightly twisting, 5-kilometer-long duct can be seen, and beneath it, a network of interconnected magma pockets. The study’s authors point out this is a revolutionary tool that could help better predict volcanic eruptions in the future.

In several posts published in February, May, and July 2016, I drew attention to a new technique—muon tomography—designed to better understand the interior of certain volcanoes. About ten years ago, volcanologists believed that X-ray imaging using muons (cosmic particles) would be a tool that could unlock the mysteries surrounding volcanic activity. Muon tomography was first used by the Japanese to visualize the internal structure of volcanoes such as Asama, Iwate, and Satsuma-Iojima in Kagoshima Prefecture. Scientists knew that this volcano concealed a magma reservoir, but the new technology revealed that the quantity of magma was much greater than expected.
For their part, French scientists also used muon tomography as part of the DIAPHANE project on the Soufrière volcano in Guadeloupe. Teams from the CNRS installed a cosmic muon sensor on the flank of the volcano. The technology made it possible to « suspect the presence of significant cavities » within the volcanic edifice. (see image above).
Another application of muon tomography took place at the Puy de Dôme in Auvergne. The goal of the TOMUVOL project was « to understand the volcano’s history through its structure in order to predict future behavior. » On image of the interior of Stromboli (Sicily) was also obtianed thanks to the muon technology (see image above).

While muography provides an interesting image of the interior of volcanoes, it does not provide a better understanding of the behavior of magma within the structures. Installing muon sensors is long and complicated, and I think it will be difficult to obtain real-time images that would allow for reliable predictions.
It remains to be seen whether the new imaging technique will allow for better eruption prediction.

Une meilleure prévision éruptive sur l’Etna (Sicile) ? // Better eruptive prediction on Mt Etna (Sicily) ?

Alors que l’Etna est vivement critiqué par l’UNESCO pour la mauvaise gestion de son Parc, une nouvelle méthode de surveillance des mouvements de magma sous le volcan pourrait permettre aux scientifiques de mieux prévoir une éventuelle éruption.
L’éruption la plus récente de l’Etna, le 2 juin 2025, a éjecté un énorme nuage de cendres de 6,5 kilomètres de haut et déclenché une avalanche de blocs de lave et autres matériaux.

https://www.youtube.com/shorts/T8FxmsaoqQc?feature=share

L’éruption était annoncée ; les autorités ont donc pu émettre des bulletins d’alerte le matin même, mais les prévisions sont rarement aussi fiables.
Selon une nouvelle étude publiée par des scientifiques de l’INGV le 8 octobre 2025 dans la revue Science Advances, la nouvelle méthode de surveillance pourrait faciliter la prévision des éruptions de l’Etna. Les chercheurs ont analysé un paramètre, la valeur b, qui décrit le rapport entre les séismes de faible et de forte magnitude dans une région de la croûte terrestre. Ce rapport peut changer à mesure que le magma remonte à travers la croûte jusqu’au sommet d’un volcan. Un géophysicien de l’Etna Osservatorio explique que « l’évolution de la valeur b au fil du temps reflète l’évolution des contraintes à l’intérieur du volcan. Puisque la remontée du magma induit des variations de contraintes au sein de la croûte, le suivi de la valeur b peut révéler les différentes étapes du transfert du magma des profondeurs vers la surface.»
La valeur b est un paramètre établi en volcanologie, mais les chercheurs l’ont étudiée d’une manière innovante, à l’aide d’un modèle statistique actualisé. En compilant 20 années de données sismiques sur l’Etna, ils ont constaté une forte corrélation entre la valeur b et l’activité volcanique de l’Etna.
L’Etna se situe dans la zone de collision entre les plaques tectoniques africaine et européenne. De ce fait, une fracture verticale dans la croûte terrestre sous le volcan facilite la remontée du magma à la surface. La croûte sous l’Etna atteint 30 km d’épaisseur. Le magma remonte à travers la croûte avant une éruption, mais au lieu de réalimenter une seule chambre magmatique, la roche en fusion alimente une série de zones de stockage interconnectées, logées dans la croûte à différentes profondeurs. La zone de stockage magmatique la plus profonde se situe à 11 km sous le niveau de la mer et alimente un système de stockage intermédiaire composé de différentes zones s’étendant probablement de 3 à 7 km de profondeur. À mesure que le magma remonte, il traverse un réseau complexe de fractures et atteint finalement la dernière zone de stockage, située au-dessus du niveau de la mer, à l’intérieur de l’édifice volcanique.

Modèle sismique-tectonique 3D mettant en évidence la corrélation entre les clusters sismiques et les principales structures géologiques. Source : INGV)

Les chercheurs ont analysé les schémas sismiques des 30 kilomètres de croûte sous le volcan de 2005 à 2024, en accordant une attention particulière à la variation de ces schémas selon les régions de la croûte. En général, les régions de la croûte terrestre comportant des zones de stockage magmatique actives présentent des valeurs b plus élevées que les régions plus stables, car les zones actives connaissent plutôt de petits séismes. À l’inverse, les régions plus stables de la croûte terrestre subissent généralement plus de séismes importants car la force nécessaire pour briser la roche est plus importante.
Ainsi, en suivant la valeur b au fil du temps, les chercheurs pourraient suivre le mouvement du magma à travers la croûte profonde jusqu’à la première zone de stockage, puis vers le système de stockage intermédiaire, et enfin vers la zone de stockage peu profonde. Cette méthode pourrait permettre aux scientifiques d’estimer la chronologie des éruptions de l’Etna.
Source : Live Science via Yahoo News.

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While Mount Etna is under sharp criticism from the UNESCO for the poor management of its Park, a newly discovered way to monitor magma movements beneath the volcano could help scientists forecast when it might erupt.

Etna’s most recent eruption, in June 2025, ejected a huge 6.5-kilometer-high cloud of ash and triggered an avalanche of hot lava blocks and other debris. The eruption was expected, so officials were able to issue warnings on the morning of the event, but predictions are rarely as reliable.

According to a new study published by INGV scientists on October 8 2025 in the journal Science Advances , the novel method could make it easier to predict Mount Etna’s eruptions. The researchers analyzed a parameter called the b value, which describes the ratio of low-magnitude to high-magnitude earthquakes in a region of Earth’s crust. This ratio can change as magma rises through the crust to the summit of a volcano.

A geophysicist at INGV’s Etna Observatory explains that « changes in the b value over time reflect how the stress inside the volcano is evolving. Since magma ascent induces stress changes within the crust, tracking the b value can help reveal different stages of magma transfer from depth to the surface. »

The b value is an established parameter in volcanology, but the researchers examined it in a novel way, with an updated statistical model. By compiling 20 years’ worth of earthquake data from Mount Etna, they found a very strong correlation between the b value and Etna’s volcanic activity.

Mount Etna sits in the collision zone between the African and European tectonic plates. As a result, a vertical fracture in Earth’s crust underlies the volcano, thus facilitating the rise of magma to the surface. The crust beneath Mount Etna is up 30 km thick. Magma rises through this volume before an eruption, but instead of replenishing a single magma chamber, the molten rock feeds a series of interconnected storage zones that are embedded in the crust at different depths. The deepest magma storage zone is 11 km below sea level, and it feeds an intermediate storage system with different zones likely extending 3 to 7 km deep. As magma rises, it travels through an intricate network of fractures and eventually reaches the last storage zone, which is located above sea level inside the volcano edifice.

The researchers analyzed seismic patterns in the 30 kilometers of crust beneath the volcano from 2005 to 2024, paying particular attention to how these patterns varied between crustal regions. Generally, regions of Earth’s crust with active magma storage zones show higher b values than more stable regions do, because the active zones experience more small earthquakes than bigger ones. Conversely, regions of Earth’s crust that are more stable typically experience more big earthquakes than smaller ones, because it takes more force to break the rock.

So, by tracking the b value over time, it may be possible for researchers to follow the movement of magma through the deep crust to the first storage zone, up from there to the intermediate storage system, and up again to the shallow storage zone. This method could help experts estimate the timings of eruptions at Mount Etna.

Source : Live Science via Yahoo News.

Islande : nouvelle éruption à l’approche ? // Iceland : is a new eruption getting closer ?

Dans un entretien accordé aux médias islandais, le Met Office explique que des dizaines de petits séismes ont été enregistrés à l’est de Sýlingafell le 11 octobre 2025 au soir. L’essaim sismique a débuté vers 20 heures et a duré environ une heure avant de disparaître peu à peu. Cela laisse supposer que la prochaine éruption sur la péninsule de Reykjanes ne devrait pas tarder et que « le magma devrait bientôt percer la surface ».
Les volcanologues du Met Office expliquent avoir déjà observé ce type d’activité, généralement quelques semaines avant le début d’une éruption. Selon eux, cela signifie que le magma s’approche d’une fracture ou d’une faiblesse de la croûte.
La pression à l’intérieur de la chambre magmatique continue de monter, mais la question est toujours de savoir quand cette pression deviendra suffisamment élevée pour déclencher une intrusion magmatique et, à terme, une éruption. « Il est difficile de déterminer précisément le moment où cela se produira. » Cependant, selon le Met Office, « d’après l’expérience passée, on peut s’attendre à une éruption dans deux à trois semaines, voire un mois. Le même phénomène s’est produit avant l’éruption de novembre dernier : un petit essaim sismique a été observé vers le 4 novembre, et l’éruption a commencé le 20 ou le 21. En mai 2024, un essaim semblable s’est produit dans la nuit du 10 mai et a été suivi de l’éruption du 29. Reste à savoir si ce schéma se reproduira, mais nous devons nous y préparer.»
Il convient de noter qu’il n’y a eu pratiquement aucune activité sismique dans la région depuis la fin de l’éruption à l’été 2025, de sotye que l’essaim du 11 octobre au soir a immédiatement donné l’alerte sur les systèmes de surveillance internes du Met Office. L’essaim sismique a cessé progressivement et n’a pas été suivi d’autres événements. De plus, aucune déformation mesurable du sol n’a été observée.
Source : Met Office.

Image webcam de la dernière éruption

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In an interview with the Icelandic news media, the Icelandic Met Office explains that dozens of small earthquakes east of Sýlingafell were recorded on 11 October 2025 in the evening. The seismic swarm began around eight o’clock and lasted for about an hour before it subsided, It suggestd that the wait for the next eruption on the Reykjanes Peninsula may be nearing its end and that “the magma is approaching a breaking point”

Volcanologists at the Met Office say they have seen this kind of activity before, typically a few weeks before an eruption begins. It means that the magma is nearing some kind of fracture or weakness in the crust.

Pressure inside the magma chamber continues to build, but the question is always when that pressure becomes high enough to trigger a magma intrusion and ultimately an eruption. “It’s difficult to pinpoint exactly when that happens.”

However, according to the Met Office, “based on past experience, one might expect an eruption in two to three weeks, maybe a month. The same thing happened before the eruption last November — there was a small swarm around November 4th, and the eruption began on the 20th or 21st. In May2024, a similar swarm occurred on the night of May 10th, and the eruption followed on the 29th. Whether this is the same pattern remains to be seen, but it’s something we have to be prepared for.”

It should be noted that there has been virtually no seismic activity in the area since the eruption ended in the summer 2025, which made last night’s swarm stand out and immediately alert the Met Office’s internal monitoring systems. The seismic swarm died down and was not followed by other events. Besides, there was no measurable ground deformation.

Source : Met Office.

Islande : l’heure d’une nouvelle éruption approche // Iceland : Time for a new eruption approaches

Selon le Met Office islandais, une nouvelle éruption est susceptible de se produire le long de la chaîne de cratères de Sundhnúkur dans quelques semaines. L’analyse des événements passés a permis d’estimer la fourchette de volumes nécessaire pour le déclenchement de la prochaine intrusion magmatique ou de la prochaine éruption.
L’utilisation d’un modèle géodésique permet de calculer le temps nécessaire pour recharger ces volumes spécifiques dans la chambre magmatique, en tenant compte des incertitudes qui y sont associées.
À ce jour, on estime que le volume minimum de 11 millions de mètres cubes a été atteint le 27 septembre 2025 et le volume maximum de 23 millions de m3 sera atteint le 18 décembre, sous réserve qu’il n’y ait pas de fluctuations dans le système d’alimentation.

Source : IMO

Une fois le volume minimum atteint, on considère qu’il existe une forte probabilité d’intrusion magmatique et d’éruption sur la chaîne de cratères de Sundhnúkur. Une éruption peut survenir à tout moment une fois le volume minimum atteint. Cette période, du 27 septembre au 18 décembre, représente la prévision à moyen terme. Elle peut évoluer en fonction des variations du débit d’alimentation magmatique et sera mise à jour en conséquence. Comme lors des événements précédents, les prévisions à court terme seront publiées par le Met Office dès que le réseau de surveillance en temps réel détectera une nouvelle propagation du dyke magmatique.
Pour ces raisons, le Met Office a décidé de relever le niveau d’alerte volcanique pour la zone Reykjanes-Svartsengi de 1 à 2. Une nouvelle carte d’évaluation des risques a été publiée et est valable du 25 septembre au 14 octobre 2025, sauf si des changements d’activité nécessitent une mise à jour.
Source : Met Office.

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According to the Icelandic Met Office, a new eruption is likely to occur along the Sundhnúkur crater row in a few weeks. Analysis of past events has enabled an estimate of the likely volume range required to trigger the next magma intrusion or eruption.

By using a geodetic model, it is possible to calculate the time needed to recharge these specific volumes, including their associated uncertainties.  As of today, it is assessed that the lower volume of 11 million cubic meters was reached on 27 September 2025 and the upper vomume of 23 million m3 will be reached on 18 December, provided no fluctuations occur in the feeding system.

Once the lower volume is reached, it is considered that we have entered a period with increased likelihood of a new intrusion and/or eruption. An eruption may occur any time after this lower volume is reached. This time period from 27 September to 18 December represents the medium-term forecast. This forecast will change based on variations in the magma inflow rate and will be updated accordingly. As in previous events the short-term forecast will be issued as soon as the real-time IMO monitoring network detects new activity indicative of a dike propagation.

For these reasons the IMO has decided to increase the volcano alert level for Reykjanes-Svartsengi from 1 to 2 and, accordingly, a new hazard assessment map for the area has been issued and is valid from 25 September to 14 October 2025, unless activity changes require an update.

Source : Met Office.