Prévision éruptive à quatre ans? // Four-year eruptive prediction?

Selon un volcanologue du Queens College de New York qui semble avoir des dons de devin, l’éruption du Cumbre Vieja à La Palma était en préparation depuis quatre ans. C’est ce que l’on peut lire dans un article publié dans la revue Science. Le scientifique explique que l’analyse préliminaire des données montre que l’éruption était prévisible, à commencer par un essaim sismique enregistré en octobre 2017. Par la suite, « l’activité s’est accélérée jusqu’au moment où une éruption a semblé probable, huit jours seulement avant que le magma perce la surface ».

Il y aurait beaucoup à dire sur cette pseudo prévision qui n’est, en fait, qu’une simple constatation. Un essaim sismique enregistré quatre ans avant une éruption sur un volcan actif ne permet pas de déterminer le moment où il va entrer en éruption. On sait que le risque existe, mais la prévision s’arrête là. Il faut d’autres paramètres pour affiner la prévision. En plus d’une hausse de la sismicité, c’est parce qu’une inflation a été enregistrée sur le Cumbre Vieja dans les jours qui ont précédé l’éruption que les scientifiques espagnols ont alerté les autorités qui ont procédé à des évacuations.

La prévision d’une éruption à quatre ans fait partie des rêves et des objectifs des volcanologues, mais nous n’en sommes pas encore là. Les nouvelles technologies ont permis et permettent encore de progresser. De plus en plus d’instruments sont installés sur les volcans actifs. Les drones aident à mieux voir ce qui se passe à l’intérieur d’un cratère en ébullition. La muographie permet de mieux connaître les entrailles d’un volcan, mais son utilité en matière de prévision, et donc de prévention, volcanique reste faible.

La volcanologie progresse, mais il reste un long chemin à parcourir pour aboutir à une prévision éruptive digne de ce nom. L’éruption catastrophique du Semeru vient nous les confirmer.

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According to a volcanologist from Queens College in New York who appears to have diviner gifts, the eruption of Cumbre Vieja in La Palma had been in preparation for four years. This prediction can be read in an article published in the journal Science. The scientist explains that the preliminary analysis of the data shows that the eruption was predictable, starting with a seismic swarm recorded in October 2017. Thereafter, « activity accelerated until the moment when an eruption appeared likely, just eight days before magma pierced the surface.  »
There is a lot to say about this pseudo prediction which is, in fact, only a simple observation. A seismic swarm recorded four years before an eruption on an active volcano cannot determine when it will erupt. We know that the risk exists, but prediction cannot go any further. Other parameters are needed to refine the prediction. In addition to an increase in seismicity, it was because inflation was recorded on Cumbre Vieja in the days leading up to the eruption that Spanish scientists alerted the authorities who carried out evacuations.
Predicting a four-year eruption is one of the dreams and goals of volcanologists, but we’re not there yet. New technologies have made it possible and still allow to make progress. More and more instruments are installed on active volcanoes. Drones help to better see what’s going on inside a boiling crater. Muography makes it possible to better understand the inside of a volcano, but it is useless in terms of prediction, and therefore prevention.
Volcanology is progressing, but there is still a long way to go to get to a reliable eruptive prediction. Mt Semeru’s deadly eruption has just confirmed this.

Capture d’écran webcam de l’éruption du Cumbre Vieja

Semeru: les lacunes de la prévision et de la prévention éruptives // The shortcomings of eruptive prediction and prevention

Au lendemain de l’éruption meurtrière du Semeru (39 morts et 12 disparus, et des dizaines d’autres gravement brûlés), on se rend compte une fois de plus à quel point la prévision volcanique est faible, surtout sur les volcans explosifs de la Ceinture de Feu du Pacifique.
L’éruption du Semeru s’est produite sans prévenir. Elle soulève des questions et des doutes au sein de la population sur l’efficacité du système indonésien d’alerte aux catastrophes et sur les dangers de la reconstruction sur les pentes fertiles mais dangereuses d’un volcan.
Les autorités ont déclaré que des messages d’alerte avaient été envoyés aux administrateurs locaux, mais elles ont reconnu qu’ils n’avaient pas donné lieu à un ordre d’évacuation, « en partie parce que l’activité du volcan est difficile à prévoir. »
Les messages recommandant des évacuation sont normalement relayés par l’agence nationale de gestion des catastrophes, comme ce fut le cas en 2017 lorsqu’elle a ordonné à 100 000 personnes vivant près du mont Agung à Bali de quitter immédiatement la zone de danger. C’était une bonne mesure de prévention, même si aucune éruption majeure n’a eu lieu.
Curah Kobokan est l’un des villages détruits par la dernière éruption du Semeru. En javanais, ce nom signifie « bol en train de déverser », en référence à la rivière qui passe à proximité. Autrefois source de vie, la rivière est devenue source de malheur pour ce village. Lorsque le Semeru est entré en éruption, le cours d’eau a véhiculé d’épaisses coulées de boue et de cendres à haute température qui se sont déversées directement dans Curah Kobokan, transformant le village en un champ de cendres grises qui a englouti les lignes électriques, tandis que seuls les toits des maisons dépassaient de la fange.
Les villageois disent que l’air est devenu « brûlant et noir » en quelques secondes. Les gens ont crié et se sont enfuis; certains se sont réfugiés dans une maison de prière, d’autres se sont blottis dans une canalisation en béton. Sur les huit villageois interrogés, aucun n’a déclaré avoir été prévenu d’une éruption imminente. Ils ont tous ajouté que si les gens avaient été prévenus, ils seraient partis. Au lieu de cela, en quelques minutes, la coulée pyroclastique les a tués.
La dévastation causée par le Semeru peut être attribuée à un ensemble de facteurs, mais personne ne se sent responsable. Cela me rappelle la dernière grande éruption du volcan Fuego (Guatemala) et ses centaines de morts. À la suite de l’événement, l’INSIVUMEH et le CONRED se sont mutuellement attribués la responsabilité du désastre.
Le directeur de l’agence géologique indonésienne a déclaré que des messages avaient été envoyés aux autorités locales pour les avertir du risque de coulée pyroclastique et que la rivière près de Curah Kobokan était marquée en rouge sur la carte.
L’agence de gestion des catastrophes de Java Est a déclaré que les mises e garde avaient été transmises aux agences locales, mais qu’il n’y avait pas eu d’ordre spécifique d’évacuation.
Les scientifiques expliquent que la nature de l’éruption – un effondrement du dôme de lave peut-être déclenché par des facteurs externes tels que de fortes pluies – était difficile à prévoir. Un chercheur explique que les éruptions déclenchées par les effondrements de dômes de lave représentent environ 6 % de l’ensemble des éruptions volcaniques.
Un autre facteur causal de la tragédie est la réalité de la vie sur les pentes du Semeru, où au fil des décennies, les villageois se sont habituées à l’activité volcanique, y compris les émissions de gaz et de vapeur au sommet du volcan.
Alors que les autorités évaluent les dégâts (100 000 maisons ont été endommagées ou détruites), il semble y avoir une prise de conscience du danger de vivre si près du volcan. Le président indonésien a déclaré qu’au moins 2 000 maisons devraient être déplacées.
Avec 142 volcans potentiellement actifs, l’Indonésie a la plus forte densité de population vivant à proximité de l’un d’eux. 8,6 millions de gens habitent à moins de 10 km d’un volcan. Lorsque des coulées pyroclastiques se déclenchent, il n’y a pas le temps de fuir. Si de véritables mesures de prévention ne sont pas mises en place, la vraie question sera de savoir quel volcan indonésien sera le prochain tueur…
Source : d’après un article paru dans Yahoo News.

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In the wake of the deadly Semeru eruption (39 dead and 12 missing, with tens of others severely burnt) one realises once again how low volcanic prediction is, above all on the explosive volcanoes of the Pacific Ring of Fire.

The Semeru eruption occurred with no warning and it raises questions and doubts among the population about the effectiveness of Indonesia’s disaster warning system, and the dangers of rebuilding on the volcano’s fertile but precarious slopes.

Officials said some messages were sent to local administrators but acknowledged they did not result in an evacuation order, « in part because the volcano’s activity is hard to predict. »

Warnings to evacuate are normally relayed by the national disaster mitigation agency, such as in 2017 when it ordered 100,000 people living near Bali’s Mt Agung to immediately leave the danger zone It was the right prevention measure, although no major eruption occurred.

One of the villages affected by Mt Semeru’s last eruption was Curah Kobokan which, in Javanese, means « pouring bowl », a reference to the river that snakes by it. Once a source of life, the river also became the community’s downfall. When Semeru erupted, the river carried thick and hot flows of lava and ash directly into Curah Kobokan, turning the village into a field of gray ash piled as high as the powerlines, a few roofs jutting out of the newly formed disaster landscape.

Villagers say the air grew blazing hot and pitch black in seconds. People screamed and fled in panic, some taking refuge in a prayer house, others huddled in a concrete drain. Out of eight residents interviewed, not one said they received warning of an impending eruption. They added that if there had been a warning, people would have evacuated. Instead in a matter of minutes, la pyroclastic flow killed a lot of people.

The devastation wreaked by Semeru can be ascribed to a deadly confluence of factors, for which no one wants to take the blame. This reminds me of the last major eruption of Fuego volcano (Guatemala) which killed hundreds of people. Following the event, INSIVUMEH and CONRED accursed each other of the disaster.

The head of Indonesia’s geological agency says messages were sent to local officials warning of hot ash clouds and that the river near Curah Kobokan was marked red on the map.

The East Java disaster mitigation agency says the warnings were passed on to local resilience officers but there were no specific orders to evacuate.

Experts say the nature of the eruption, a collapse of the lava dome possibly triggered by external factors such as heavy rain, was also difficult to predict. A researcher explains that eruptions triggered by lava dome collapses account for about 6% of all volcanic eruptions.

Another causal factor for the tragedy is the reality of life on Semeru’s slopes, where over the decades communities have become inured to volcanic activity, including the summit letting off steam.

As disaster officials survey the devastation (100,000 homes were damaged or destroyed), there is growing talk about the danger of living so close to the mountain. The Indonesian President said that at least 2,000 homes should be moved.

With 142 volcanoes, Indonesia has the largest population living in close range to a volcano, including 8.6 million within 10km. When pyroclastic flows are triggered, there is no time to run. If no new prevention measures are taken, the real question will be to knowwhich Indonesian volcano will be the next killer…

Source: after an article published in Yahoo News.

Photos : C. Grandpey

 

Les lacs de lave du Kilauea, Ambrym et Nyiragongo // Kilauea, Ambrym and Nyiragongo lava lakes

En 2018, la pression du magma a entraîné la hausse de niveau du lac de lave au sommet du Kilauea (Hawaii). Cette forte pression magmatique a débouché sur une très spectaculaire éruption qui a provoqué la vidange rapide du lac de lave et l’effondrement du cratère sommital du Kilauea

La même séquence d’événements s’est également produite en 2018 à Ambrym, un volcan très actif au Vanuatu. On note beaucoup de points communs avec l’éruption du Kilauea. Avant 2018, la caldeira sommitale d’Ambrym hébergeait cinq lacs de lave. Dans les semaines précédant l’éruption, la lave dans au moins l’un des lacs a montré une hausse significative, comme cela a été observé avant l’éruption du Kilauea en 2018.

Source : GeoHazards

Une hausse de la sismicité a été enregistrée au sommet le 14 décembre à Ambrym et très vite le magma est entré dans la zone de rift sud-est, provoquant une fracturation importante du sol. En deux jours, les cinq lacs se sont vidangés et les cratères se sont effondrés, tandis que des panaches de cendres s’élevaient du sommet.

Le 17 décembre, la migration du magma s’est arrêtée à Ambrym. Peu de temps après, les habitants ont observé de la pierre ponce en train de dériver sur le rivage, preuve qu’une éruption sous-marine s’était produite plus loin dans la zone de rift. Au sommet, un lac d’eau a rapidement remplacé l’un des lacs de lave dans le cratère effondré.

La fracturation du sol à Ambrym a causé des dégâts aux bâtiments en 2018, mais l’éruption aurait pu être plus dévastatrice si elle s’était produite sur terre.

En 1913, un schéma d’activité identique s’est produit à Ambrym, avec une éruption sur terre qui a détruit un hôpital. Une étude sur l’éruption d’Ambrym en 2018 souligne que l’élévation du niveau du lac de lave avant l’éruption était probablement due à une accumulation de pression dans la chambre magmatique sommitale. Les auteurs de l’étude notent que ce processus a été décrit en détail pour le Kilauea qui dispose d’un réseau de surveillance plus performant.

En conclusion, on peut dire que les lacs de lave sommitaux sont de bons indicateurs de la pression qui règne dans la chambre magmatique sous-jacente, et jouent le rôle de baromètres à liquide.

L’analyse de la lave a montré que le dyke magmatique d’Ambrym avait, sur son parcours le long de la zone de rift, rencontré une poche périphérique de magma plus ancien. Ce mélange de magmas a également eu lieu lors de l’éruption dans la Lower East Rift Zone du Kilauea en 2018, avec des conséquences sur les débits éruptifs et les risques associés.

Les observations des éruptions d’Ambrym et du Kilauea indiquent que l’élévation rapide du niveau des lacs de lave sommitaux pourrait être un bon indicateur des prochaines éruptions latérales de ces volcans.

Ce processus éruptif a des implications pour les risques associés au Nyiragongo, en République Démocratique du Congo. Le volcan héberge un grand lac de lave actif depuis des décennies. L’élévation du niveau de ce lac de lave a précédé de grandes éruptions latérales en 1977 et 2002. L’éruption de 1977 du Nyiragongoa produit des coulées de lave particulièrement rapides qui ont tué des dizaines de personnes. Les coulées de lave de l’éruption de 2002 ont envahi une grande partie de la ville de Goma, laissant 120 000 personnes sans abri et en déplaçant de nombreuses autres. Actuellement, le lac de lave du Nyiragongo a un niveau élevé, semblable à celui d’avant les éruptions de 1977 et 2002. Une étude récente, menée par une équipe internationale de scientifiques, a conclu que la situation actuelle sur le Nyiragongo pourrait déboucher sur une nouvelle éruption latérale dans plusieurs années.

Source : Wikipedia

S’agissant du Kilauea, il convient de noter que le lac de lave actuel qui a commencé à se former en décembre 2020 dans le cratère de l’Halema’uma’u est très différent de celui que l’on pouvait observer avant 2018. Le lac actuel est formé par accumulation de la lave qui coule passivement au fond du cratère. Il ne se trouve pas directement au-dessus du conduit en provenance de la chambre magma. Cela signifie que les changements de son niveau ne peuvent pas être utilisés comme indicateurs de la pression magmatique.

Lac de lave avant l’éruption du Kilauea en 2018 (Source : HVO)

‘Lac’de lave actuel sur le Kilauea (Source: HVO

Au fil des ans, les pentes du Kilauea, d’Ambrym et du Nyiragongo ont été dévastées par des éruptions alimentées par un magma s’écoulant depuis leurs sommets. Les scientifiques espèrent aboutir à une meilleure compréhension de ces éruptions latérales et de leurs signes avant-coureurs. Ils pourront ainsi utiliser ces connaissances pour réduire les risques et améliorer la prévision éruptive.

Source: USGS / HVO.

Pour ceux qui possèdent l’ouvrage, des descriptions des éruptions tragiques d’Ambrym et du Nyiragongo se trouvent dans mon livre Killer Volcanoes, aujourd’hui épuisé.

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In 2018, rising summit lava lake levels, caused by building magmatic pressure, culminated in a large eruption of Kilauea (Hawaii) which abruptly drained the summit lava lake and initiated crater collapse.

The same sequence of events also occurred in 2018 on Ambrym, a highly active volcano in Vanuatu, with that paralleled those on Kilauea. Prior to 2018, the summit caldera on Ambrym hosted five lava lakes. In the weeks prior to the eruption, at least one of the lava lakes showed a significant rise, similar to what happened before Kilauea’s 2018 eruption.

Earthquakes began at the summit on December 14th, and soon magma intruded along Ambrym’s southeast rift zone, creating extensive ground cracking. Within two days, all five lakes had drained and the craters collapsed inwards, as ash plumes rose from the summit.

On December 17th, the magma migration stopped. Soon after, residents observed pumice drifting onshore, signaling that a submarine eruption had occurred far down the rift zone. At the summit, a water lake soon replaced one of the lava lakes in the collapsed crater.

Although ground cracking at Ambrym produced damage to buildings in 2018, the eruption could have been more hazardous if it had happened onshore. In 1913, a similar pattern of activity occurred at Ambrym, producing an onshore eruption that destroyed a hospital.

A study on the 2018 Ambrym eruption highlights that the rising lake level prior to the eruption was a likely sign of building pressure in the summit magma chamber. The authors note that this pattern has been documented in detail at Kilauea, which has a more extensive monitoring network.

In essence, summit lava lakes are giant pressure gauges of the underlying magma chamber, akin to a liquid barometer. Analysis of the lava chemistry showed that the magmatic dike at Ambrym had intersected a peripheral, isolated pocket of older magma on its route along the rift zone. This mixing of new and old magma also occurred during the 2018 lower East Rift Zone eruption of Kīlauea, with implications for eruption rates and hazards.

The Ambrym and Kīlauea observations suggest that rapidly rising summit lava lakes may be a common harbinger of upcoming flank eruptions.

This process has implications for hazards at Nyiragongo, in the Democratic Republic of the Congo, which hosts a large summit lava lake that has been intermittently active for decades.

Rising lake levels preceded large flank eruptions in 1977 and 2002 at Nyiragongo. The 1977 eruption produced unusually fast lava flows, killing scores of people. Lava flows from the 2002 eruption covered a large portion of the city of Goma, leaving 120,000 people homeless and displacing many more. Currently, the Nyiragongo lake has risen to a high level, roughly similar to that before the 1977 and 2002 eruptions. A recent study, by a different international team of scientists, has forecast that this could lead to a new flank eruption in several years.

It’s worth noting that the current lava lake at Kilauea, which started forming in December 2020, is fundamentally different from the lake that was present before 2018. The current lake is lava that is passively ponding at the bottom of the Halema’uma’u crater and is not situated directly over the conduit that rises from the magma chamber. This means its lava level changes can’t be used as a pressure gauge in the same manner.

Over the years, communities on Kilauea, Ambrym, and Nyiragongo have been devastated by eruptions fed by magma draining from their summits. Scientists hope to develop a better understanding of these flank eruptions and their precursors and use that knowledge to reduce risk and improve forecasts in the future.

Source: USGS / HVO.

Stromboli : 10 minutes pour fuir en cas de paroxysme ! // Stromboli: 10 minutes to flee in the event of a paroxysm !

Selon une étude effectuée par une équipe de chercheurs italiens issus des universités de Florence, Palerme, Pise et Turin, ainsi que de l’INGV, la surveillance de la déformation du sol sur un volcan permettrait de comprendre à l’avance quand une violente éruption va se produire. Les travaux de ces chercheurs – publiés dans la revue Nature Communications  – se sont appuyés sur l’activité éruptive du Stromboli (Sicile). Ils ont mis au point un système d’alerte automatique en temps réel.

Les chercheurs ont rassemblé des milliers de données au cours des 15 dernières années, à l’aide de capteurs inclinométriques très sensibles. Ces capteurs ont permis de constater que les explosions paroxystiques du Stromboli sont précédées d’une déformation faible mais nette du sol, de l’ordre du millionième de degré. Le phénomène se répète à l’identique pour chaque épisode éruptif, du plus faible au plus violent. L’ensemble de l’édifice volcanique commence à connaître une inflation près de 10 minutes avant l’explosion strombolienne provoquée par la dilatation des gaz lors du processus d’ascension du magma dans le conduit d’alimentation.

Les signaux détectés par les chercheurs sont cruciaux non seulement pour alerter lors des événements explosifs mais aussi lors de ceux qui se produisent après coup, comme les tsunamis qui peuvent avoir des effets dévastateurs.

Un chercheur rappelle que les éruptions volcaniques explosives sont des phénomènes violents et soudains dont la dynamique est si rapide qu’ils échappent au contrôle de la plupart des réseaux de surveillance. De telles éruptions représentent un grave danger, en particulier lorsque les zones entourant le volcan sont densément peuplées ou constituent une attraction touristique. C’est le cas à Stromboli où des milliers de visiteurs sont attirés par l’activité strombolienne spectaculaire qui se produit chaque jour. Cette activité modérée peut être interrompue par des événements beaucoup plus violents, comme ceux observés en juillet et août 2019, avec des colonnes éruptives de plusieurs kilomètres de haut, des incendies de végétation et de petites vagues de tsunami, sans oublier les retombées de cendres et de lapilli sur l’île.

La Protection Civile explique que  le système d’alerte automatique pour les paroxysmes à Stromboli est opérationnel à titre expérimental depuis octobre 2019 et représente le premier système d’alerte automatique au monde pour les éruptions volcaniques explosives.

Source : La Sicilia.

Cet article appelle plusieurs remarques de ma part. D’une part, l’accès au sommet du Stromboli étant actuellement interdit aux touristes, le risque aux personnes lors d’un paroxysme est très faible. Ce nouveau système d’alerte permettra-t-il à la situation d’évoluer avec une ouverture du sommet aux touristes accompagnés de guides ?

Ensuite, un laps de temps de 10 minutes me semble bien court pour avertir les guides qui se trouveraient au sommet du volcan avec des groupes de touristes.

S’agissant de la population de l’île dans son ensemble, quel système d’alerte préviendra les habitants ? Sirènes ? Pas sûr qu’une dizaine de minutes soit un temps suffisant pour se mettre à l’abri d’une fureur du volcan. La Sicile n’est pas le Japon !

Enfin, pour déclencher le système d’alerte, quel niveau d’inflation permettra de faire la différence entre une éruption strombolienne classique un peu forte et un paroxysme digne de ce nom ?

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According to a team of Italian researchers from the universities of Florence, Palermo, Pisa and Turin, as well as the INGV, monitoring the deformation of the ground on a volcano would make it possible to understand in advance when a violent eruption would occur. The work of these researchers – published in the journal Nature Communications – was based on the eruptive activity of Stromboli (Sicily). They have developed an automatic alert system, in real time.

Researchers have collected thousands of data over the past 15 years, using highly sensitive tiltmeter sensors. These sensors have shown that the paroxysmal explosions of Stromboli are preceded by a weak but clear deformation of the ground, of the order of a millionth of a degree. The phenomenon is repeated identically for each eruptive episode, from the weakest to the most violent. The entire volcanic edifice begins to experience inflation nearly 10 minutes before the Strombolian explosion caused by the expansion of gases during the process of magma ascent in the supply duct. The signals detected by researchers are crucial not only to alert during explosive events but also during those that occur after the events, such as tsunamis which can have devastating effects.

A researcher recalls that explosive volcanic eruptions are violent and sudden phenomena whose dynamics are so rapid that they escape the control of most surveillance networks. Such eruptions represent a serious danger, especially when the areas surrounding the volcano are densely populated or are a tourist attraction. This is the case with Stromboli where thousands of visitors are drawn to the spectacular Strombolian activity that occurs every day. This moderate activity can be interrupted by much more violent events, such as those observed in July and August 2019, with eruptive columns several kilometres high, vegetation fires and small tsunami waves, not to mention the fall of ash and lapilli on the island.

The Civil Protection authorities explain that the automatic warning system for paroxysms at Stromboli has been operational on an experimental basis since October 2019 and represents the first automatic warning system in the world for explosive volcanic eruptions.

Source: La Sicilia.

This article calls for several comments. On the one hand, since access to the summit of Stromboli is currently closed to tourists, the risk to people during a paroxysm is very low. Will this new alert system allow the situation to evolve with the opening of the summit to tourists accompanied by guides?

Then, a period of 10 minutes seems very short to warn the guides who would be at the summit of the volcano with groups of tourists. With regard to the population of the island as a whole, what warning system will notify the inhabitants? Sirens? Not sure that ten minutes is enough time to take shelter from the fury of the volcano. Sicily is not Japan!

Finally, before triggering the warning system, what level of inflation will make the difference between a typical Strombolian eruption that is a little strong and a real paroxysm ?

Photo : C. Grandpey