Nouvelle approche des éruptions sous-marines profondes // New approach of deep sea eruptions

Il existe environ 1 900 volcans actifs sur les continents ou sous forme d’îles, mais on pense que les volcans sous-marins sont beaucoup plus nombreux. Les chiffres exacts ne sont pas connus car les profondeurs de nos océans restent en grande partie inexplorées. Nous connaissons parfaitement la surface de la planète Mars, mais beaucoup moins bien la morphologie des abysses où se déclenchent des séismes et des éruptions. C’est pourquoi la plupart des éruptions volcaniques sous-marines passent inaperçues.
La plupart des éruptions volcaniques se produisent donc au fond des océans, et les progrès réalisés par l’océanographie ont permis de se rendre compte que le volcanisme sous-marin non seulement dépose de la lave mais émet également de grandes quantités de cendres. Pour la première fois, une équipe internationale de chercheurs a expliqué les mécanismes qui conduisent à la « désintégration explosive » du magma sous l’eau. Leur étude a pour titre «Deep-sea eruptions boosted by induced fuel–coolant explosions.»
L’équipe scientifique a étudié le volcan sous-marin Havre – Havre Seamount – situé au nord-ouest de la Nouvelle-Zélande, à une profondeur d’environ 1 000 mètres sous la surface de la mer. Le volcan est entré en éruption en 2012, en donnant naissance à un banc de pierre ponce qui s’est étalé sur une superficie d’environ 400 kilomètres carrés.
Un robot a été immergé pour examiner les dépôts de cendres et prélever des échantillons sur le plancher océanique. À partir des données d’observation, les chercheurs ont estimé le volume de cendres volcaniques à plus de 100 millions de mètres cubes. Ils ont fait fondre le matériau et l’ont mis en contact avec de l’eau dans différentes conditions de pression et de température qui ont produit des réactions explosives conduisant à la formation de cendres volcaniques artificielles. Au cours de ce processus, le matériau fondu a été placé sous une couche d’eau dans un creuset de dix centimètres de diamètre, puis déformé avec une pression semblable à celle à laquelle est soumis le magma qui émerge des fonds marins. On voit alors des fissures se former et l’eau jaillir brusquement dans le vide créé. L’eau se dilate de sorte que les particules et l’eau sont éjectées de manière explosive. Les scientifiques les ont ensuite fait passer dans un tube en U placé dans une cuve d’eau pour simuler la situation de refroidissement. Les particules ainsi créées, les «cendres volcaniques artificielles», correspondent aux cendres naturelles par leur forme, leur taille et leur composition.

Cette expérience en laboratoire démontre que ces interactions induites par le contact entre le magma et l’eau peuvent se produire dans toutes sortes d’environnements humides, quelle que soit la pression, sous la surface ou en profondeur, et peuvent s’appliquer à des matériaux autres que le magma et l’eau.

Source: The Watchers.

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There are about 1 900 active volcanoes on land or as islands. Meanwhile, the number of submarine volcanoes is estimated to be much higher. The accurate numbers are not yet known because the deep sea is largely unexplored. We perfectly know the surface of Mars, but far less the abysses where earthquakes and eruptions are triggered. Therefore, most submarine volcanic eruptions go unnoticed.

Most volcanic eruptions occur at the bottom of the oceans, and modern oceanography has shown that submarine volcanism not only deposits lava but also emits large amounts of volcanic ash. For the first time, an international research group explained the mechanisms that lead to an explosive disintegration of magma underwater. Their study is entitled « Deep-sea eruptions boosted by induced fuel–coolant explosions. »

The scientific team studied the Havre Seamount volcano, located northwest of New Zealand at a depth of around 1 000 m below the sea surface. The volcano erupted in 2012, producing a raft of pumice particles that spread to about 400 square kilometres.

A diving robot was used to examine the ash deposits and take samples from the seafloor. From the observational data, the group detected more than 100 million cubic metres of volcanic ash. The researchers melted the material and brought it into contact with water under various conditions. Under certain conditions, explosive reactions occurred which led to the formation of artificial volcanic ash. In the process, the molten material was placed under a layer of water in a crucible with a diameter of ten centimetres and then deformed with an intensity that can also be expected when magma emerges from the seafloor. Cracks are formed and water shoots abruptly into the vacuum created. The water then expands explosively. Finally, particles and water are ejected explosively. They were led through a U-shaped tube into a water basin to simulate the cooling situation underwater. The particles created in this way, the ‘artificial volcanic ash,’ corresponded to the natural ash in shape, size, and composition.

This lab experiment demonstrates that interactions between magma and water can occur in a range of wet environments regardless of pressure, from the subaerial to the deep sea, and may apply to materials other than magma and water.

Source: The Watchers.

Image satellite d’un banc de ponce près des Tonga en 2006 (Source : NASA)

Mise en place de pillow lava dans le Bassin de Lau, en arrière de la fosse des Tonga-Kermadec (Source : PMEL)

Un banc de ponce bénéfique pour la Grande Barrière de Corail? // A pumice raft beneficial to the Great Barrier Reef?

Dans une note publiée le 20 août 2019, j’indiquais qu’une nouvelle éruption sous-marine avait eu lieu près de Fonualei Island dans l’archipel des Tonga le 7 août 2019, avec de grands nuages d’abord observés à l’horizon. Le 15 août, un catamaran qui faisait route vers les Fidji s’est trouvé nez à nez avec un banc de pierre ponce qui recouvrait complètement la surface de l’océan. Cette immense masse de ponce d’environ 150 kilomètres carrés, si grande qu’elle a été repérée par les satellites, se dirige maintenant vers l’Australie, avec à son bord toute une variété d’organismes marins, notamment des coraux, qui pourraient aider à restaurer la Grande Barrière de Corail.
Les bernacles, les coraux, les crabes et les escargots font partie des organismes qui se trouveront sur le banc de ponce lorsqu’il abordera le littoral australien dans moins d’un an. Il s’agit d’un mécanisme naturel permettant à des espèces de coloniser, de proliférer et de se développer dans un nouvel environnement.
Le plus grand récif corallien au monde, qui abrite une grande variété de vie marine, est menacé par le changement climatique depuis plusieurs années. La hausse des températures a créé un effet de blanchissement des coraux qui entraîne la perte de couleur des invertébrés marins et leur mort.
Selon une étude publiée en avril 2019, les jeunes coraux présents dans la Barrière longue de 2200 km ont diminué de 89% en raison du blanchissement à grande échelle en 2016 et 2017. Avec la probabilité d’un plus grand nombre d’événements de blanchissement provoqués par la hausse de la température de la mer, les scientifiques sont sceptiques quant à la réapparition des coraux. Les récifs coralliens jouent un rôle clé dans les écosystèmes marins en fournissant un habitat aux poissons et en assurant une protection contre les tempêtes et les phénomènes météorologiques extrêmes.
La présence d’un banc de ponce dans la région n’est pas une nouveauté. Comme je l’ai écrit précédemment, une étendue de ponce identique a été observée en 2006 quand une éruption sous-marine, également dans le secteur des Tonga, a permis à plus de 80 espèces de trouver refuge sur la pierre ponce à la dérive. Le phénomène s’est reproduit en 2012 quand un volcan jusqu’alors inactif dans le Pacifique est entré en éruption pendant deux jours.
Source: Time.

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In a post released on August 20th, 2019, I indicated that a new underwater eruption took place near Fonualei Island in the Tonga archipelago on August 7th, 2019, with large clouds first observed on the horizon. On August 15th, a catamaran en route to Fiji encountered a pumice raft completely covering the ocean surface. This giant mass of floating pumice, around 150 square kilometres, so large it’s being tracked via satellite, is making its way to Australia, and with it a range of marine organisms including corals that could help restore the threatened Great Barrier Reef.

Barnacles, corals, crabs and snails are among the organisms that will be carried on the pumice raft when it washes up along Australia’s coastline in less than a year. It is a natural mechanism for species to colonize, restock and grow in a new environment.

The world’s largest coral reef, home to a variety of marine life, has come under the threat as a result of climate change in recent years. Warming temperatures have created a coral bleaching effect that causes the marine invertebrates to lose their color and eventually die.

According to a study published in April, baby coral in the 2,200-kilometre-long reef have declined by 89% due to mass bleaching in 2016 and 2017. Given the likelihood of more bleaching events as sea temperatures continue to increase, scientists are skeptical of recovery. Coral reefs play a key role in marine ecosystems, providing a habitat for fish and serving as protection against storms and extreme weather events.

The “raft” phenomenon is not new. As I put it before, a giant floating island of pumice was similarly created in 2006 when an underwater eruption, also in Tonga, led to upwards of 80 different species of marine life finding a home on the drifting rock, and again in 2012 when a previously dormant volcano in the Pacific erupted over two days.

Source: Time.

Banc de ponce dans la région des Tonga en septembre 2001 (Source: NASA)

Volcans du monde // Volcanoes of the world

Le Stromboli continue à montrer une activité intense qui ne permet toujours pas l’accès au Pizzo avec les guides. Au cours de la semaine écoulée, on a observé une intense activité de dégazage et de spattering, en particulier dans le cratère NE, et de fréquentes émissions de cendre dans la partie centrale et SO de la terrasse cratérique. L’activité effusive le long de la pente SO de la Sciara del Fuoco semblait en perte de vitesse mais a repris de la vigeur le 19 août où le front de coulée se trouvait à mai pente de la Sciara. Le tremor éruptif conserve des valeurs hautes, voire très hautes. On observe une trentaine d’explosions par heure au niveau des différentes bouches qui percent le sommet du volcan. Les émissions de SO2 restent élevées avec une moyenne de 250-300 tonnes par jour, ce qui révèle une alimentation continue en gaz du système.

Source : Laboratorio Geofisica Sperimentale.

Faute de pouvoir observer l’activité éruptive du Stromboli depuis le sommet, les touristes pourront se rabattre sur les excellentes images fournies par la webcam Skyline à cette adresse :

https://www.skylinewebcams.com/fr/webcam/italia/sicilia/messina/stromboli.html

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L’archipel des Tonga et ses environs sont réputés pour leurs éruptions sous-marines. L’une d’elles a déjà eu lieu en septembre 2001 le long de l’arc volcanique de Tofua. Le 27 septembre de cette année, des pêcheurs locaux ont observé une colonne éruptive riche en cendres qui s’élevait à la surface de la mer. Une décoloration de l’eau a été signalée le mois suivant. Début novembre, d’énormes radeaux de ponce ont été vus en train de flotter le long des côtes de Kadavu et de Viti Levu dans les îles Fidji.
Une nouvelle éruption sous-marine a eu lieu près de l’île Fonualei, toujours dans l’archipel des Tonga, le 7 août 2019, avec de gros nuages d’abord observés à l’horizon. Le 15 août, un catamaran qui faisait route vers les Iles Fidji s’est trouvé nez à nez avec un radeau de pierre ponce qui recouvrait à perte de vue la surface de l’océan.
Source: VolcanoDiscovery.

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Comme cela se produit de temps en temps, sept explosions modérées et deux autres majeures ont secoué le Popocatepetl le 13 août 2019. Les nuages de cendres sont montés jusqu’à 7,1 km au-dessus du niveau de la mer.
Les autorités demandent de respecter la zone de danger de 12  km et de rester à l’écart du volcan, en particulier du cratère. Malheureusement, certaines personnes semblent réfractaires à ces recommandations  et risquent leur vie pour enregistrer une vidéo:
Le niveau d’alerte est maintenu à la couleur Jaune, Phase 2.
Source: CENAPRED, The Watchers.

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Stromboli continues to show intense activity that still does not allow access to the Pizzo with the guides. During the past week, intense degassing and spattering activity was observed, particularly in the NE Crater, together with frequent ash emissions in the Central and SO parts of the crater terrace. The effusive activity along the SO slope of Sciara del Fuoco seemed to be decreasing but regained strength on August 19th when the flow front was at the middle of the Sciara slope. The eruptive tremor is keeping high or very high values. There are about thirty explosions per hour at the different vents that pierce the summit of the volcano. SO2 emissions remain high with an average of 250-300 tonnes per day, indicating a continued supply of gas to the system.
Source: Laboratorio Geofisica Sperimentale.
Even though they are nort allowed to observe the eruptive activity of Stromboli at the Pizzo, tourists can watch the excellent images provided by the SKYLINE webcam at this address:
https://www.skylinewebcams.com/fr/webcam/italia/sicilia/messina/stromboli.html

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The Tonga archipelago and its surroundings are well-known for underwater eruptions. One of them already occurred in September 2001 along the Tofua volcanic arc. On September 27th of that year, local fishermen observed an ash-rich eruption column that rose above the sea surface. Water discoloration was reported during the following month. In early November, huge pumice rafts were seen floating along the coast of Kadavu and Viti Levu in the Fiji Islands.

A new underwater eruption took place near Fonualei Island in the Tonga archipelago on August 7th, 2019, with large clouds first observed on the horizon. On August 15th, a catamaran en route to Fiji encountered a pumice raft completely covering the ocean surface.

Source: VolcanoDiscovery.

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As this happens from time to time, seven moderate and two major explosions took place at Popocatepetl on August 13th, 2019. Ash clouds rose up to 7.1 km above sea level.

Officials urge everyone to respect the 12 km danger zone and stay away from the volcano, especially near the crater. Unfortunately, it seems some of the people don’t want to listen, risking their lives to record a video:

The alert level remains at Yellow, Phase Two.

Source: CENAPRED, The Watchers.

Banc de ponce photographié depuis l’espace en septembre 2001 (Source : NASA)

Retour sur l’éruption sous-marine du volcan Havre (Iles Kermadec) en 2012 // Return on the 2012 submarine eruption of Havre Volcano (Kermadec Islands)

En 2012, une puissante éruption sous-marine a secoué le volcan Havre, dans les îles Kermadec, à environ 1000 km de l’île du Nord de la Nouvelle-Zélande. A l’époque, j’avais publié plusieurs articles à propos de cet événement.
Dans une étude de deux ans, publiée dans la revue Science Advances, des chercheurs ont reconstitué l’éruption qui fut plus importante que n’importe quelle autre sur Terre au cours du 20ème siècle. Les chercheurs de l’Université de Tasmanie (Australie) ont utilisé des robots pour explorer le volcan sous-marin et mieux comprendre ce qui se passe sous la surface de la Terre. En 2015, ils ont envoyé un véhicule sous-marin autonome (AUV) et une douzaine d’autres engins télécommandés pour cartographier et observer le volcan, et collecter des échantillons de roches.
L’événement de 2012 a été révélé lorsque les satellites ont détecté un banc de pierre ponce d’une superficie de quelque 400 kilomètres carrés à la surface de l’océan. Le volcan à l’origine de l’éruption avait été découvert une dizaine d’années plus tôt.

Source: NASA

 Les robots ont observé 14 bouches éruptives sur le volcan Havre ;  ils ont mesuré la quantité de lave et de roche émise sur le site. A lui seul, le nombre de bouches éruptives montre la puissance de l’éruption le long d’une impressionnante ligne de fractures dans la structure du volcan.
Selon un chercheur, « c’est le premier événement avec un magma à forte teneur en silice où nous sommes en mesure de vérifier si la pression hydrostatique a supprimé l’explosivité ». Les scientifiques ont pu démontrer que 80% du volume de pierre ponce avait alimenté le banc à la surface de l’Océan Pacifique avant son échouage sur les plages de l’île de Micronésie et sur le littoral oriental de l’Australie.
L’éruption a recouvert le volcan de cendre et de ponce et a anéanti la vie qui s’y trouvait. Les biologistes ont hâte de savoir comment les espèces recolonisent un territoire et quelle est leur provenance. Une étude plus approfondie pourrait donner aux scientifiques une meilleure idée de la façon dont ces environnements renaissent, non seulement après les éruptions de volcans sous-marins, mais aussi lorsqu’ils sont soumis à l’exploitation minière des fonds marins.

Sources: New Zealand Herald et Newsweek.

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In 2012, a powerful undersea eruption occurred on the seafloor Havre volcano, which lies in the Kermadec Islands, about 1000 km off the North Island of New Zealand. I had published several posts on this blog about the event.

In a two-year study published in the journal Science Advances, researchers have pieced together the eruption that proved larger than any on land in the past century. The researchers from the University of Tasmania in Australia, used robot submarines to probe the underwater volcano, and could reshape our understanding of what is happening beneath the Earth’s surface. In 2015, they sent an autonomous underwater vehicle (AUV) and a team of a dozen remotely operated vehicles to map, observe and collect samples from the volcano.

The 2012 event was revealed when satellite imagery picked up a pumice raft spread across some 400 square kilometres of ocean. The volcano that produced the eruption had been discovered only a decade earlier.

The robots looked at 14 different vents on the Havre volcano to better measure the amount of lava and rock at the site. That number of vents alone pointed to the significance of the event, punching holes along a huge tear line in the volcano’s structure.

According to one researcher, “This was the first event of high silica magma composition where we are able to provide the constraints that test whether the hydrostatic pressure did suppress explosivity”. The scientists were able to demonstrate that 80 per cent of the volume of the pumice was delivered to the pumice raft and efficiently dispersed into the Pacific Ocean landing on Micronesian island beaches and the East Australian seaboard.

The eruption blanketed the volcano with ash and pumice and devastated the biological communities. Biologists are interested to learn more about how species recolonise, and where those new species are coming from. Further study may give scientists a better sense of how these environments rebound not only after submarine volcanoes, but also when subjected to seafloor mining.

Sources: New Zealand Herald and Newsweek.

Plancher océanique autour du volcan de Havre avec, en rouge, la lave de l’éruption de 2012. (Source : University of Tasmania)