Prévision et prévention volcaniques // Volcanic prediction and prevention

Prévision et prévention volcaniques sont au coeur de la conférence que je présente aujourd’hui à Orléans dans le cadre des Amis de l’UTL (voir ma note du 8 janvier). Les derniers événements montrent qu’il reste beaucoup à faire dans ces deux domaines, surtout lorsque des populations sont impliquées.

Le Piton de la Fournaise a beau être truffé d’instruments gérés par un observatoire compétent, on se rend bien compte que la prévision éruptive reste très aléatoire. Dans le cas de ce volcan, ce n’est pas très grave car les zones envahies par les coulées de lave sont la plupart du temps inhabitées et se situent à l’intérieur de l’Enclos Fouqué. Le problème d’évacuation de populations ne se pose donc pas. Lorsque la lave déborde à l’extérieur de l’Enclos, la situation devient tout de suite plus délicate à gérer, même si les zones habitées ne présentent pas une forte démographie. En 1977, une coulée a débordé de l’Enclos et est entrée dans le village de Piton Sainte-Rose en détruisant plusieurs bâtiments. A la Réunion, on a affaire à des coulées de lava basaltique, typiques des volcans de points chauds, et la mise en sécurité de la population peut se faire sans précipitation excessive.

L’éruption en cours sur le Taal aux Philippines est bien différente. Elle met parfaitement en évidence les problèmes liés à la prévision et la prévention volcaniques. L’éruption a débuté brutalement et aucune évacuation préalable de la population de Volcano Island et des abords du Taal Lake n’a été décidée. La mise en sécurité des 6000 habitants de l’île s’est faite dans l’urgence. L’aéroport international de Manille a été fermé au dernier moment à cause de la cendre. Le trafic a repris, mais personne ne sait comment la situation éruptive va évoluer. L’histoire du volcan montre qu’il a un pouvoir de destruction considérable (Voir ma dernière note à ce sujet). Les autorités mettent en application le principe de précaution, ce qui, à mes yeux, est une sage décision. Le problème est le relogement des personnes évacuées car un long séjour dans des structures provisoires pose inévitablement des problèmes d’hygiène et de promiscuité.

Pour le moment, les internautes s’esbaudissent devant les superbes images de l’éruption du Taal mises en ligne sur les réseaux sociaux. Quand l’éruption sera terminée, il y a de fortes chances pour que des scientifiques nous en expliquent le processus, mais cela se fera APRÈS l’événement, alors qu’il aurait fallu savoir ce qui se passait dans les profondeurs de la Terre AVANT le déclenchement de l’éruption !

Pour mémoire, voici les dernier bilans: 2010: Merapi: 353 morts; 2014: Ontake: 57 morts et 6 disparus; 2018: Fuego: 332 morts officiellement, mais un millier en réalité; 2018: Krakatau: 437 morts; 2019; White Island: 18 morts et 2 disparus. A noter que ces éruptions ont toutes eu lieu sur des volcans explosifs de la Ceinture de Feu du Pacifique.

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Volcanic prediction and prevention are at the heart of the conference I am presenting today in Orléans as part of the Amis de l’UTL. The latest events show that much remains to be done in these two areas, especially when people are involved.

Although Piton de la Fournaise is covered with instruments managed by a competent observatory, we realize that eruptive prediction remains very uncertain. In the case of this volcano, it is not very important because the areas invaded by lava flows are mostly uninhabited and are located inside the Enclos Fouqué. The problem of evacuation of populations therefore does not arise. When the lava overflows outside the Enclos, the situation immediately becomes more difficult to manage, even if the inhabited areas do not have a high demography. In 1977, a flow travelled beyond the Enclos and entered the village of Piton Sainte-Rose, destroying several buildings. On Reunion Island, an eruption consists of basalt lava flows, typical of hot spot volcanoes, and sprotecting the population can be done with no real hurry.

The current eruption of Taal Volcano in the Philippines is very different. It highlights the problems related to volcanic prediction and prevention. The eruption started suddenly and no prior evacuation of the population of Volcano Island and the surrounding area of ​​Taal Lake was decided. The 6,000 inhabitants of the island were brought to safety in an emergency. Manila International Airport was closed due to the ash. The traffic has resumed, but nobody knows how the eruptive situation will develop. The history of the volcano shows that it has a considerable destructive power (See my last note on this topic). The authorities are applying the precautionary principle, which, in my opinion, is a wise decision. The problem is the rehousing of evacuees because a long stay in temporary structures inevitably poses problems of hygiene and promiscuity.

For the moment, Internet users are admiring the images posted online on social networks. When the eruption is over, it is highly likely that scientists will explain the process to us, but it will be AFTER the event, whereas we should have known what was going on in the depths of the Earth BEFORE the start of the eruption!

For the record, here are the latest death tolls: 2010: Merapi: 353 dead; 2014: Ontake: 57 dead and 6 missing; 2018: Fuego: 332 dead officially, but a thousand in reality; 2018: Krakatau: 437 dead; 2019; White Island: 18 dead and 2 missing. Note that these eruptions all took place on explosive volcanoes of the Pacific Ring of Fire.

Piton de la Fournaise (Photo: C. Grandpey)

Taal (Source: Wikipedia)

 

Une nouvelle technique pour essayer de prévoir les éruptions // A new technique to try to predict eruptions

Notre capacité à prévoir les éruptions est encore très faible aujourd’hui. Des progrès ont certes été réalisés au cours des dernières décennies avec de nouveaux instruments performants, mais les centaines de morts causées par les éruptions du Merapi (Indonésie) en 2010 et du Fuego (Guatemala) en 2018 montrent que nous sommes encore très loin de la prévision parfaite.
Une équipe de chercheurs de l’Illinois et du Michigan a testé une nouvelle technique qui, selon eux,  pourrait permettre de prévoir avec précision à quel moment une éruption volcanique se produira. La méthode utilise physique et statistique pour analyser la probabilité de modèles d’éruptions passées. Pour ce faire, les scientifiques ont étudié l’histoire éruptive du volcan Okmok en Alaska.
Un panache de cendre émis lors de l’éruption de l’Okmok en 2008 s’est étiré sur environ 1,6 km dans le ciel et a constitué un danger pour les moteurs d’avion. L’éruption fut une surprise. En effet, après une éruption en 1997, on avait observé des périodes de légère activité dans les années qui ont suivi, mais pratiquement pas de sismicité ou d’autres signes annonciateurs d’une éruption.
Selon les chercheurs, pour développer de meilleures prévisions, il est essentiel de comprendre les éruptions volcaniques qui s’écartent de la norme. Les éruptions sont généralement prévisibles au vu de la sismicité, de l’inflation de l’édifice volcanique et des émissions de gaz, ainsi que d’autres paramètres analysés au cours de la période précédant une éruption. Cependant, l’Okmok ne présentait aucun de ces paramètres.
L’équipe de chercheurs a utilisé le filtrage de Kalman – Ensemble Kalman Filter (EnKF) – une technique d’analyse de données statistiques qui a été améliorée après la Seconde Guerre mondiale. La version utilisée pour l’étude a été mise à jour en 1996 et a continué à être utilisée dans les prévisions météorologiques et climatiques, ainsi que dans l’océanographie physique. L’équipe de chercheurs a été la première à utiliser la méthode en volcanologie, en particulier pour l’étude de l’éruption de l’Okmok.
Les scientifiques ont constaté qu’il n’y avait pas eu d’augmentation de la sismicité avant l’éruption de l’Okmok en 2008. Cela pourrait s’expliquer par le fait que le réservoir magmatique sous le volcan avait conservé la même taille pendant qu’il se remplissait de gaz à haute température et de magma. Cela a entraîné une hausse de pression dans la chambre qui a provoqué le déplacement des roches environnantes, phénomène qui a fini par déclencher des séismes. Lors de l’éruption de 2008, il apparaît que la chambre magmatique s’est agrandie pour s’adapter à l’augmentation de pression, de sorte que l’activité sismique qui aurait dû normalement précéder l’éruption n’a pas eu lieu et n’a donc pas pu être détectée.
En regardant dans le passé grâce aux nouveaux modèles, les scientifiques ont pu constater que des contraintes s’étaient accumulées pendant des semaines dans les roches autour de la chambre magmatique et la croissance du système magmatique avait finalement entraîné sa rupture et l’éruption volcanique. La modélisation en amont et en aval a permis aux chercheurs d’observer l’évolution du système volcanique. Ils ont été en mesure de faire évoluer le nouveau modèle dans le temps et de prévoir le comportement éruptif de l’Okmok.
Cependant, l’équipe scientifique a ajouté que chaque volcan était différent et qu’un modèle spécifique devrait être élaboré  pour chacun d’eux.

Source: American Geophysical Union (AGU) – Geophysical Research Letters / The Watchers.

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Our capacity to predict eruptions is still very low today. Progress has been made in the past decades with new effective instruments but the hundreds of deaths caused by the eruptions of Mt Merapi (Indonesia) in 2010 and Mt Fuego (Guatemala) in 2018 show that we are still very far from the perfect prediction.

A research team from Illinois and Michigan has tested a new technique that could possibly forecast how a volcanic eruption will happen accurately. The method combined physics and statistics to capture the probability of past eruption patterns. The scientists studied the history of the eruption of the Okmok Volcano in Alaska.

An ash plume from the eruption of Okmok in 2008 extended about 1.6 km into the sky and posed a hazard to aircraft engines. The eruption came a a surprise. Indeed, after an eruption in 1997, there were periods of slight unrest, but very little seismicity or other eruption precursors.

According to the researchers, in order to develop better forecasting, it is crucial to understand volcanic eruptions that deviate from the norm. Eruptions are commonly predicted by studying seismicity, inflation of the volcanic edifice and gas emissions, and other established parameters analused during the period that precedes an eruption. However, Okmok did not display any of the patterns.

The research team used a statistical data analysis technique called Ensemble Kalman Filter (EnKF) or Kalman filtering, which was improved after World War II. The version used for the study was updated in 1996 and has continued to be used in weather and climate forecasting, as well as physical oceanography. The research team was the first group to use the updated method in volcanology, especially for Okmok’s eruption study.

The researchers noticed there was a lack of increased seismicity before the eruption. A hypothesis explains that the reservoir under the volcano remained the same size as it filled with hot gases and magma. This resulted in pressure in the chamber that triggered surrounding rocks to move, eventually leading to earthquakes. In the 2008 eruption, it appears that the magma chamber grew larger to accommodate the increasing pressure, so that the precursor seismic activity could not be detected.

By looking back in time with the new models, the scientists could observe that stress had been building up in the rocks around the chamber for weeks, and the growth of the magma system ultimately led to its failure and eruption. The backward and forward modelling enabled researchers to observe the evolution of the volcanic system. They were also able to propagate the new model forward in time and predict Okmok’s eruptive behaviour afterward.

However, the scientific team added that since every volcano is different, a model must be specifically made for each of them.

Source: American Geophysical Union (AGU) – Geophysical Research Letters / The Watchers.

Vue du cratère de l’Okmok le 15 septembre 2008 (Crédit photo : Alaska Volcano Observatory)

Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) : Et maintenant ? // What now ?

Le Piton de la Fournaise a le don de jouer avec les nerfs des scientifiques en poste à l’Observatoire. Trois éruptions en 3 mois, ce n’est pas mal, même si on n’a pas assisté à des événements majeurs. En effet, la lave n’a fait que des apparitions de courte durée. On notera par ailleurs que le magma a percé la surface à des altitudes de plus en plus basses (près du sommet, Chapelle de Rosemont, partie haute des Grandes Pentes. Chaque fois, la lave n’a pas parcouru de longues distances. Les trois éruptions ont été précédées de longs épisodes de sismicité et d’une inflation lente de l’édifice. Il semblerait donc que le magma ait de plus en plus de difficultés à atteindre la surface.

La question qui se pose maintenant est la suivante : Y aura-t-il une nouvelle séquence éruptive ? Bien malin serait celui qui pourrait apporter une réponse ! Dans son dernier bulletin émis le 16 août 2019, l’OVPF fait état de la persistance d’une certaine sismicité sous la zone sommitale. Reste à savoir si elle est causée par des fracturations dues à une nouvelle montée du magma ou à des réajustements au sein de l’édifice volcanique suite aux éruptions précédentes. L’Observatoire n’est pas très bavard à ce sujet.

Les déformations enregistrées par les appareils au sol ne montrent pas de signaux perceptibles depuis la fin de l’éruption. A noter que le champ de déformation associé à l’éruption de la mi août 2019 ne s’est pas étendu à l’extérieur de l’Enclos Fouqué et qu’il n’y a donc pas eu de propagation du dyke dans cette zone.

Le Piton de la Fournaise est truffé d’instruments de mesure. Malgré cela, les scientifiques ne sont pas capables à l’heure actuelle de faire une prévision sur la suite de l’éruption. On touche du doigt les limites de la prévision sur un volcan de point chaud. Une telle prévision est encore plus hasardeuse sur les volcans de subduction.

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Piton de la Fournaise has the gift of playing with the nerves of scientists stationed at the Observatory. Three eruptions in 3 months, this is not bad, even if they were not major events. Indeed, lava only made short appearances. It should also be noted that magma pierced the surface at increasingly lower altitudes (near the summit, Rosemont Chapel, upper part of the Grandes Pentes, and each time lava did not travel long distances. The eruptions were preceded by long episodes of seismicity and a slow inflation of the edifice, so it seems that magma finds it more and more difficult to reach the surface.
The question now is: Will there be a new eruptive sequence? Very clever would be the one that could provide an answer! In its last bulletin issued on August 16th, 2019, OVPF reported the persistence of a certain seismicity under the summit zone. It remains to be seen if it is caused by fractures due to a new magma ascent, or readjustments within the volcanic edifice following previous eruptions. The Observatory does not say much about this.
The deformations recorded by the ground devices has not shown any noticeable signals since the end of the eruption. It should be noted that the deformation field associated with the eruption of mid-August 2019 did not extend outside the Enclos Fouqué and that there was therefore no spreading of the dyke in this zone. .
Piton de la Fournaise is riddled with measuring instruments. In spite of that, d

Scientists are not able at the moment to make a forecast on the continuation of the eruption. One can clearly see the limits of orediction on a hotspot  volcano. Such a prediction is even more hazardous on subduction volcanoes.

Crédit photo: Christian Holveck

Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion / Reunion Island)

Dans son dernier bulletin du 13 février 2019, l’OVPF indique que depuis la fin du mois de janvier 2019, on observe une inflation de la base et du sommet de l’édifice du Piton de la Fournaise. Cela signifie que l’on assiste à une pressurisation du réservoir magmatique superficiel. Cette reprise de l’inflation s’accompagne d’une augmentation des concentrations en CO2 dans le sol en champ lointain (Plaine des Cafres et Plaine des Palmistes). Les concentrations en CO2 en champ proche dans le secteur du Gîte du Volcan sont également en augmentation depuis décembre 2018. Ces concentrations en CO2 correspondent également à une remontée profonde de magma vers le réservoir superficiel.

S’agissant de la sismicité, depuis le 1er février 2019, 19 séismes volcano-tectoniques superficiels sont enregistrés sous le sommet, ainsi que 3 séismes profonds sous le flanc est.

J’aime beaucoup la conclusion du bulletin de l’OVPF : « Ce processus de recharge du réservoir superficiel peut durer plusieurs jours à plusieurs semaines avant que le toit du réservoir se fragilise et se rompe, donnant ainsi lieu à une injection de magma vers la surface et à une éruption, et peut également s’arrêter sans donner lieu à brève échéance à une éruption. » Autrement dit, tout est possible !

Cela confirme que la prévision éruptive est encore à un niveau très faible, même sur un volcan truffé d’instruments comme le Piton de la Fournaise. A la Réunion, ce n’est pas très grave car il y a de fortes chances pour que la prochaine éruption ait lieu dans l’Enclos, sans menace pour la population. Sur un volcan explosif de la Ceinture de Feu, la prévision prend une autre dimension….

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In its latest update of February 13th, 2019, OVPF indicates that since the end of January 2019, there has been an inflation of the base and the summit of Piton de la Fournaise. This means that there is a pressurization of the shallow magma reservoir. This new inflation is accompanied by an increase in CO2 concentrations in the far-field soil (Plaine des Cafres and Plaine des Palmistes). Near-field CO2 concentrations in the Gîte du Volcan area have also been increasing since December 2018. These CO2 concentrations also correspond to a deep rise of magma towards the shallow reservoir.
As regards seismicity, since February 1st 2019, 19 shallow volcano-tectonic earthquakes have been recorded under the summit, as well as 3 deep earthquakes under the eastern flank.
I really like the conclusion of the OVPF bulletin: « This process of recharge of the shallow reservoir can last several days to several weeks before the roof of the reservoir breaks open, with an injection of magma towards the surface and the start of an eruption, and can also stop without an eruption in the short term. In other words, everything is possible!
This confirms that eruptive prediction is still at a very low level, even on a volcano equipped with plenty of instruments like Piton de la Fournaise. On Reunion Island, it is not a real problem because the next eruption is likely to take place in the Enclos, without any threat to the population. On an explosive volcano of the Ring of Fire, prediction takes another dimension ….

Crédit photo: Wikipedia.

Merapi (Indonésie): Poursuite de la croissance du dôme // The summit dome keeps growing

Dans chacune de mes notes précédentes sur le Merapi, j’ai indiqué que le dôme de lave au sommet du volcan grandissait régulièrement. Entre le 30 novembre et le 6 décembre 2018, il a grossi à raison d’environ 2 200 m3 par jour. Le 6 décembre, le volume du dôme était estimé à 344 000 m3. Selon le Centre de volcanologie et de géologie, le Merapi a vomi 439 000 mètres cubes de lave à raison de 3 400 mètres cubes par jour depuis le 10 janvier 2019. On observe des coulées de lave incandescentes qui sortent du cratère et avancent sur 500 – 800 mètres sur la pente. En outre, on entend plus souvent des explosions qui ressemblent à des grondements de tonnerre. Cette situation ce qui a incité les habitants à augmenter également la fréquence des patrouilles de surveillance indépendantes.
Toute activité a été interdite dans un rayon de 3 km du cratère.
Le niveau d’alerte du Merapi a été maintenu à II (Waspada) depuis le 21 mai 2018.
L’Agence de gestions des catastrophes pour le centre de l’île de Java (BPBD Central Java) travaille avec d’autres régences pour préparer des itinéraires d’évacuation et des centres d’hébergement d’urgence en prévision d’une éruption majeure.Les routes d’évacuation existantes sont gravement endommagées par les centaines de camions transportant du sable et de la cendre volcaniques. Les fortes pluies fréquentes n’ont rien arrangé. L’Agence a proposé un budget de 100 milliards de roupies (7 millions de dollars) pour la réparation des routes. La BPBD a également commencé à calculer les besoins logistiques en cas d’aggravation de la situation éruptive, en prévoyant notamment des masques, des cuisines collectives et des tentes d’urgence. Trois caméras de vidéosurveillance supplémentaires ont été installées à Klaten, Magelang et Boyolali pour contrôler le volcan.
Tout le monde se souvient de l’éruption de 2010 qui a fait au moins 353 morts et déplacé plus de 350 000 personnes. La plupart des victimes vivaient sur les pentes du Merapi.
Source: The Jakarta Post.

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In each of my previous posts about Mount Merapi, I indicated that the lava dome at the summit of the volcano was growing regularly. Between November 30th and December 6th, 2018, the dome grew at a rate of about 2 200 m3 per day. By December 6th, the volume of the dome was an estimated 344 000 m3. According to the Center of Volcanology and Geological Hazard Agency, Mt Merapi has expelled 439,000 cubic metres of lava at a rate of 3,400 cubic metres per day since January 10th, 2019.  Incandescent lava flows can be seen coming out of the crater and travelling 500 – 800 metres down the slope. Besides, booming sounds resembling thunder can be heard more frequently, which had prompted local residents to also increase the frequency of their independently organized patrols.

All activity has been banned within a 3-kilometre radius from the crater.

The alert level for Mt Merapi has been kept at II (Waspada) since May 21st, 2018.

The Central Java Disaster Mitigation Agency (BPBD Central Java) is working with other regencies to prepare evacuation routes and emergency shelters in anticipation of a major eruption. The established Mt. Merapi evacuation routes are heavily damaged, because of the hundreds of trucks transporting volcanic sand and ash. The frequent heavy rainfall contributes to worsening the situation. The agency had proposed a budget of Rp 100 billion (US$7 million) to repair the roads. BPBD has also started calculating logistical needs in case the eruptions worsened, including masks, community kitchens and emergency tents. Three additional CCTV cameras have been installed in Klaten, Magelang and Boyolali to monitor the volcano.

Everybody remember the 2010 eruption which killed at least 353 people while more than 350,000 others were displaced. Most of the victims lived on the volcano’s slopes.

Source : The Jakarta Post.

Vue du sommet du Merapi, du dôme de lave et de la coulée qui s’en échappe (Crédit photo : presse indonésienne)

Anak Krakatau (Indonésie) : Une étude visionnaire ! // Anak Krakatau (Indonesia) : A visionary study !

S’agissant de la prévision des éruptions volcaniques, je dis souvent que nous ne sommes pas encore en mesure de les prévoir correctement. Certes, notre capacité à analyser le comportement d’un volcan est bien meilleure qu’il y a cent ans, mais il reste encore beaucoup à faire.
Pourtant, certains scientifiques sont plus optimistes que moi et affirment qu’ils sont capables de faire des prévisions volcaniques à long terme. Un chercheur de l’Université de l’Oregon a déclaré que ses collègues et lui-même avaient anticipé ce qui s’est passé le 22 décembre 2018. En janvier 2012, ces scientifiques ont publié les résultats de simulations numériques d’un effondrement du flanc de l’Anak Krakatau et du tsunami que le glissement de terrain avait déclenché. Ils ont mis en garde contre les effets dévastateurs pour les côtes. Dans leur étude, ils ont « simulé numériquement une déstabilisation soudaine vers le sud-ouest d’une grande partie de l’Anak Krakatau, ainsi que la formation et la propagation du tsunami qui résulterait ».
Les chercheurs rappellent à la communauté scientifique que l’Anak Krakatau a grandi rapidement depuis sa première apparition à la surface de la mer en 1928. Depuis cette époque, en moins de 100 ans, il a édifié un cône par accumulation de matériaux au cours de plusieurs éruptions, dont celle qui a commencé en mai 2018 et continue encore aujourd’hui. L’île est particulièrement sujette aux ruptures gravitationnelles car elle s’est édifiée à proximité et au-dessus d’une pente sous-marine abrupte qui représente la limite nord-est de la caldeira laissée par l’éruption cataclysmale de 1883.
En raison de cette topographie sous-marine combinée à de forts courants marins, le versant ouest de l’Anak Krakatau est devenu beaucoup plus escarpé que le côté est. L’étude explique que le volcan continue de croître de préférence vers le sud-ouest, de sorte que « les glissements de terrain le long du flanc sud-ouest ne peuvent pas être exclus. Un tel glissement de terrain serait dirigé vers le sud-ouest à l’intérieur de la caldeira de 1883 et déclencherait des vagues qui se propageraient dans le Détroit de la Sonde et menaceraient les côtes indonésiennes « .
La hauteur des vagues modélisée dans l’étude des universitaires correspond assez bien à ce qui a été observé le 22 décembre. Dans la mesure où les systèmes d’alerte aux tsunamis locaux ont été conçus uniquement en fonction des séismes terrestres, aucune alerte n’a pu être émise à l’attention des populations vivant sur la côte. En outre, l’effondrement du flanc du volcan s’est produit pendant la nuit. Le volumineux panache de cendre ainsi que les violentes explosions de vapeur résultant de l’interaction soudaine de l’eau avec le magma ont entravé la visibilité. Lorsque les vagues du tsunami sont arrivées, elles ont surpris tout le monde.
Cette étude est fort intéressante. Le problème est qu’il existe encore un grand fossé entre la modélisation et les simulations d’une part et la réalité sur le terrain d’autre part. Anticiper un processus éruptif est une chose ; convaincre les autorités de mettre en place les mesures adéquates pour y faire face est une autre chose! C’est un peu la même chose aujourd’hui avec le réchauffement climatique : les climatologues préviennent que les événements extrêmes avec vents violents et inondations vont se multiplier, mais les autorités n’ont pas encore pris les mesures qui s’imposent pour y faire face.
Le style de l’éruption de l’Anak Krakatau a radicalement changé depuis l’effondrement du flanc sud-ouest. L’éruption ne se produit plus au sommet du cône, mais au niveau de la mer ou en dessous. Cela explique les violentes explosions que l’on observe actuellement. L’eau de mer interagit avec le magma, un processus qui donne lieu à des explosions phréatomagmatiques avec projections de vapeur, de débris et de cendre, souvent de forme cypressoïde et typiques de l’activité surtseyenne.

Source : Tsunami hazard related to a flank collapse of Anak Krakatau Volcano, Sunda Strait, Indonesia (T. Giachetti, R. Paris, K. Kelfoun and B. Ontowirjo) – 2012.

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As far as the prediction of volcanic eruptions is concerned, I often say we are not yet able to predict them properly. Our ability to analyse the behaviour of a volcano is much better than a century ago, but a lot of progress needs to be made.

However, some scientists are more optimistic than me and affirm they are able to make long term volcanic predictions. A University of Oregon researcher said he and his colleagues had anticipated what happened on December 22nd, 2018. In January 2012, these scientists published the results of numerical simulations a flank collapse and associated tsunami at Anak Krakatau and warned about the devastating effects it would have on nearby coasts:
In their study, they « numerically simulated a sudden southwestwards destabilization of a large part of the Anak Krakatau Volcano, and the subsequent tsunami formation and propagation. »
They also remind the scientific community that Anak Krakatau island has been growing rapidly growing since it first breached the surface of the sea in 1928. Since then, in less than 100 years, it built an overlapping cone during several eruptions, the latest being the one that started in May 2018 and still continues. What makes the island particularly prone to gravitational flank failure is that it has been constructed close and above a steep submarine slope, the NE margin of the caldera basin left by the massive 1883 eruption.
As a consequence of this underwater topography, combined with strong sea currents, the western slope of Anak Krakatau has developed to be much steeper than the eastern side. The study explains that the volcano continues to grow preferably towards the south-west, so that « landslides along its southwestern flank cannot be excluded. Such a landslide would be directed southwestwards into the 1883 caldera and would trigger waves that would propagate into the Sunda Strait, possibly affecting the Indonesian coasts ».
The modelled wave heights in various location correspond quite well with what had been observed. Since the local tsunami warning systems in place was built only with earthquakes as trigger in mind, no warning could be given to the people on the beaches. In addition, the flank collapse occurred at night and the resulting large ash plume and violent steam explosions as result of sudden interaction of water with magma and hot rocks could not be seen by people. When the tsunami waves arrived they caught everyone by surprise.

The problem is that there is still a wide gap between modelling and simulations and on-the-field reality. Anticipating an eruption process is one thing; convincing the authorities to enforce the right measures to face it is another thing! It is like saying that today, with global warming, extreme events with high winds and floodings will be more and more frequent, but authorities have not yet really taken the measures to face such events.
The eruption style changed drastically right after the flank collapse occurred. It is no longer located at the summit of the cone, but at or below sea level. This accounts for the violent explosions which are currently observed. As seawater interacts with hot rocks and the ascending magma, the process gives birth to phreatomagmatic explosions ejecting dense jets of steam, debris and ash, with cypress-shaped ejections typical of this kind of Surtseyan activity.

Source : Tsunami hazard related to a flank collapse of Anak Krakatau Volcano, Sunda Strait, Indonesia (T. Giachetti, R. Paris, K. Kelfoun and B. Ontowirjo) – 2012.

Photos de l’éruption de l’Anak Krakatau parues dans la presse internationale

Tsunami du Krakatau: Une prévision difficile, voire impossible // A difficult, even impossible prediction

Après le tsunami dévastateur (dernier bilan de 429 morts, 1485 blessés et 154 disparus) provoqué pat un effondrement partiel de l’Anak Krakatau, les commentaires se multiplient sur les réseaux sociaux pour expliquer ce qui s’est passé. Malheureusement, si nous sommes en mesure d’analyser l’événement, nous ne sommes toujours pas capables de le prévoir. Il faut bien reconnaître qu’il en va de même pour un grand nombre d’événements naturels.

On peut lire un certain nombre de prévisions gratuites. Certains indiquent qu’un nouvel effondrement latéral du Krakatau peut se produire à nouveau car l’édifice est déstabilisé. Bien sûr, mais il se peut qu’un tel événement ne se produise que dans plusieurs mois, voire plusieurs années, et les populations littorales seront toujours autant démunies pour y faire face.

Il faut bien admettre que l’on ne peut pas faire grand-chose pour anticiper un effondrement ou un glissement de terrain sur un volcan actif et, qui plus est, qui se dresse au milieu de la mer. Installer des capteurs sur les pentes ? A quoi bon ? Ils seront vite recouverts par les projections éruptives et donc inutilisables. A l’occasion du tsunami de ces derniers jours, j’ai rappelé qu’un événement semblable, mais de moindre ampleur, avait eu lieu sur le Stromboli le 30 décembre 2002 quand un morceau de la Sciara del Fuoco avait glissé au fond de la mer, déclenchant un tsunami. Connaissant la Sciara del Fuoco, je ne vois pas comment on pourrait y installer des capteurs étant donné qu’elle reçoit toutes les projections du volcan.

Il faut malheureusement se rendre à l’évidence : nous ne sommes pas capables de prévoir le tsunami déclenché par un effondrement brutal sur un volcan, de la même façon que nous ne savons pas prévoir la vague provoquée par un événement sismique en mer. Si un tel événement se produit très loin des côtes, des balises en mer permettent de suivre sa progression et d’alerter les populations. En revanche, si le décrochement de faille a lieu à quelques encablures du rivage, toute forme de prévention devient impossible.

De temps à autre, on  voit apparaître des articles à propos du basculement du flanc E de l’Etna (Sicile) vers la Mer Ionienne. Certains scientifiques redoutent, à juste titre, une catastrophe majeure si un tel événement se produisait. Le flanc E du volcan est parcouru de failles qui sont bien connues et surveillées. Malgré cela, serons-nous en mesure d’anticiper suffisamment à temps un tel effondrement ? La question reste posée !

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After the devastating tsunami (latest toll: 429 dead, 1,485 injured and 154 missing) caused by a partial collapse of Anak Krakatau, comments are multiplying on social networks to explain what happened. Unfortunately, if we are able to analyze the event, we are still not able to predict it. We should admit that the same goes for a large number of natural events.
A number of forecasts can be read. Some say that a new lateral collapse of Krakatau can happen again because the volcanic edifice is destabilized. Of course, but such an event may happen in a few months or even years, and the seashore populations will still be destitute to deal with it.
We must admit that we can not do much to anticipate a collapse or a landslide on an active volcano and, what is more, that stands in the middle of the sea. Should we install sensors on the slopes? What’s the point ? They will be quickly covered by eruptive projections and therefore unusable. Concerning the tsunami of recent days, I recalled that a similar but smaller event took place at Stromboli on December 30th, 2002, when a chunk of the Sciara del Fuoco slid into the depths of the sea, triggering a tsunami. Knowing the Sciara del Fuoco, I do not see how we could install sensors because it receives all projections of the volcano.
Unfortunately, we are not able to predict the tsunami triggered by a sudden collapse on a volcano, in the same way that we do not know how to predict the wave caused by a seismic event at sea. If such an event occurs very far from the coasts, beacons at sea make it possible to follow its progress and to alert the populations. On the other hand, if the fault slip occurs a few miles from shore, any form of prevention becomes impossible.
From time to time, articles appear about the tilting of the eastern flank of Mt Etna (Sicily) towards the Ionian Sea. Some scientists fear, rightly, a major disaster if such an event occurred. The E flank of the volcano is slashed by faults that are well known and monitored. In spite of this, will we be able to anticipate enough in time such a collapse? The question remains!

Carte montrant les zones affectées par le tsunami du 22 décembre 2018 (Source: Jakarta Globe)