Étiquette : Pu’uO’o

Les éruptions sommitales à épisodes du Kilauea (Hawaï) // The episodic summit eruptions of Kilauea Volcano (Hawaii)

L’éruption sommitale du Kilauea, dans le cratère Halema’uma’u, dure depuis plus de trois mois maintenant, avec 16 épisodes éruptifs accompagnés de fontaines et de coulées de lave.

Cependant, ce n’est pas la première fois que des éruptions à épisodes se produisent sur le volcan. L’étude des situations qui ont précédé et suivi d’autres éruptions similaires est utile pour améliorer notre compréhension de l’éruption en cours.
Des éruptions à épisodes ont déjà eu lieu sur le Kilauea : 1) en 1959 (Kilauea Iki), 2) en 1969 (Mauna Ulu) et 3) de 1983 à 1986 (les trois premières années de l’éruption du Pu’uO’o).
Un paramètre important à prendre en compte est la pressurisation des chambres magmatiques sous le sommet du Kilauea. À cette fin, les scientifiques du HVO utilisent des inclinomètres (ou tiltmètres), capables de détecter de très faibles variations de mouvements du sol au niveau du sommet du Kīlauea. À mesure que la pression s’accumule, la surface du sol gonfle, et les inclinomètres montrent ces subtiles séquences d’inflation et de déflation au fil du temps.

1) Avant l’éruption sommitale du Kīlauea Iki en 1959, les chambres magmatiques situées sous le sommet du Kilauea se sont remplies et repressurisées pendant des années après l’éruption sur la Lower East Rift Zone en1955. Après l’éruption de 1959, qui a comporté 17 fontaines de lave tous les deux jours pendant environ un mois, la pression dans les chambres magmatiques sous le sommet du Kīlauea n’a fait qu’augmenter.

2) Les 12 épisodes de fontaines de lave du Mauna Ulu en 1969 ont fait suite à plusieurs brèves éruptions sommitales et dans l’East Rift Zone, précédées d’une inflation rapide des chambres magmatiques sous le sommet. Avant ces événements, le sommet du Kilauea a connu une éruption avec un lac de lave de 1967 à 1968, accompagnée d’une faible déformation du sol. Comme lors de l’éruption de 2025, les chambres magmatiques sommitales se sont dégonflées lors des épisodes de fontaines de lave du Mauna Ulu – espacés de quelques jours à quelques semaines – avant de regonfler pendant les pauses. Une fois terminés les épisodes de fontaines de lave du Mauna Ulu, le volcan est entré dans une phase pluriannuelle de coulées de lave.

3) Avant l’éruption du Pu’uO’o, plusieurs années d’éruptions sommitales et d’intrusions dans des zones de rift ont accompagné le gonflement de l’ensemble du sommet. Comme pendant l’éruption du Mauna Ulu, la phase de 44 fontaines de lave, se produisant environ une fois par mois pendant environ trois ans, a été suivie de coulées de lave qui ont fini leur course dans l’océan. Le sommet du Kilauea s’est dégonflé avec le début de l’éruption du Pu’uO’o, et cette phase de déflation s’est poursuivie pendant les deux décennies suivantes, tout au long de l’éruption.

4) Lors de l‘éruption actuelle, les inclinomètres montrent une tendance inflationniste avant chaque épisode de fontaine de lave, lorsque la pression augmente sous la surface, et un passage à une tendance déflationniste au début d’un épisode de fontaine de lave, indiquant une libération de la pression dans les chambres magmatiques. Cela s’est traduit par un schéma en dents de scie au cours des derniers mois (voir ci-dessous) ; cependant, le sommet du Kilauea n’a montré que peu de variations de pressurisation depuis le début de l’éruption le 23 décembre 2024, ce qui indique que le sommet a atteint un certain niveau d’équilibre.

Les bouches éruptives nord et sud de Halema’uma’u parviennent à libérer progressivement la pression accumulée dans les chambres magmatiques sous le sommet du Kilauea à chaque épisode éruptif. Tant que cet équilibre sera maintenu, l’éruption à épisodes au sommet se poursuivra. Cette régularité des éruptions a permis au HVO de publier des fenêtres de probabilité pour les différents épisodes éruptifs. Cependant, des événements comme une diminution ,de l’inflation ou un blocage à l’intérieur des bouches éruptives est susceptible de modifier la régularité actuelle des épisodes de fontaines, voire y mettre fin. Les prévisions deviendront alors quasiment impossibles !
Source : USGS / HVO.

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The summit eruption of Kilauea in Halema’uma’u Crater has been going on for more than 3 months, with 16 eruptive episodes displaying lava fountains and lava flows.

However, this is not the first time episodic eruptions have occurred at the volcano. Examining what happened before and after other similar episodic eruptions can improve our understanding of the ongoing summit eruption. .

Similar episodic eruptions at Kīlauea took place 1) in 1959 (Kīlauea Iki), 2) 1969 (Mauna Ulu) and 3) from 1983 to 1986 (first 3 years at Pu’uO’o).

An important parameter to take into account is the pressurization of the magma chambers beneath the Kilauea summit. For that purpose, HVO scientists use tiltmeters, which can detect very small changes in how the ground is movingaround Kīlauea summit. As pressure accumulates, ground surface bulges outward, and tiltmeters track these subtle ground inflation and deflation through time.

1) Leading to the 1959 summit eruption of Kīlauea Iki, the magma chambers beneath Kīlauea’s summit region refilled and repressurized for years following the 1955 lower East Rift Zone eruption. Following the 1959 eruption, which consisted of 17 high fountains every couple of days throughout about a month, pressure within Kīlauea’s summit magma chambers only increased.

2) The 12 episodic lava fountains at MaunaUlu in 1969, followed several brief summit and East Rift Zone eruptions preceded by rapid inflation of the magma chambers beneath the summit.

Before those events, the Kilauea summit was in a prolonged lava lake eruption from 1967 to 1968 that was accompanied by little ground deformation. Similar to during the 2025 eruption, the summit magma chambers deflated during MaunaUlu lava fountaining episodes, which happened days to weeks apart, and inflated during pauses. After the episodic lava fountaining phase of Mauna Ulu ended, the volcano entered a multi-year phase of lava flows.

3) Prior to the Pu’uO’o eruption, there were several years of summit eruptions and rift zone intrusions with overall inflation of the summit. Like the Mauna Ulu eruption, the phase of 44 lava fountains, occurring about once a month throughout about 3 years, was followed by lava flows building a shield and traveling downslope toward the ocean. The Kilauea summit deflated with the onset of the Pu’uO’o eruption, and that deflation continued for the next 2 decades as the eruption continued.

4) During the current eruption, tiltmeters have shown inflationary tilt prior to each lava fountaining episode as pressure builds beneath the surface, and a switch to deflationary tilt when a lava fountain episode begins, indicative of the pressure within the magma chambers being released.

This created a saw-tooth pattern in ground tilt records during the past several months; however, Kīlauea summit has shown little net change in pressurization since the eruption began on December 23rd, 2024, indicating the summit has been in some level of equilibrium.

The north and south eruptive vents in Halema’uma’u are able to incrementally release the pressure that accumulates within the Kilauea summit magma chambers with each eruptive episode. As long as that equilibrium is maintained, the episodic eruption at the summit is likely to continue. The regular eruption patterns have allowed HVO to publish windows of probability for when future eruptive episodes could begin. However, changes such as a decrease in the rate of inflation or a severe blockage of the vents could alter the current pattern of fountaining episodes, including bringing them to an end. The predictions have their limits !

Source : USGS / HVO.

Les fontaines de lave du Kilauea (Hawaï) // The lava fountains at Kilauea Volcano (Hawaii)

Le Kilauea traverse depuis le 23 décembre 2024 un nombre impressionnant d’épisodes éruptifs dans le cratère de l’Halemaʻumaʻu. Chaque épisode donne naissance à de puissantes fontaines de lave dans sa phase initiale, avec des coulées qui s’étalent sur le plancher du cratère.
Dans un nouveau chapitre de la série Volcano Watch, l’Observatoire Volcanologique d’Hawaï (HVO) indique que plusieurs éruptions du passé se sont accompagnées d’épisodes de fontaines de lave identiques.

Lors de l’éruption de 2018 dans la Lower East Rift Zone, la Fissure 8, également appelée Ahuʻailāʻau, a présenté des fontaines de lave ininterrompues pendant plus de 2 mois. Cependant, ces fontaines sont différentes de celles qui se produisent actuellement au sommet du Kīlauea. Les fontaines de lave continues de 2018 étaient principalement alimentées par une forte pression des gaz lorsque le magma se déplaçait de la chambre où il était stocké sous le sommet vers la bouche éruptive à basse altitude sur le flanc du volcan.

 Éruption de 2018 (Crédit photo: HVO)

Les fontaines de lave épisodiques observées actuellement dans le cratère de l’Halema’uma’u sont alimentées par des changements de pression sporadiques des gaz liés à l’apport de nouveau magma. Au fur et à mesure que le nouveau magma s’accumule, la pression des gaz augmente ; la lave finit par jaillir à la surface et dépressurise le système. Lorsque le magma remonte à la surface, les gaz magmatiques se dissolvent rapidement sous forme de bulles, comme lorsqu’on ouvre une bouteille de champagne. Ces gaz constituent le moteur des fontaines de lave. C’est la raison pour laquelle le volcanologue français Haroun Tazieff a consacré une grande partie de ses études aux gaz volcaniques qui, selon ses propres termes, sont « le moteur des éruptions ».

 

Éruption de 2025 (Image webcam)

Beaucoup de gens se souviennent de l’éruption de Pu’uO’o de 1983 à 2018 dans la Middle East Rift Zone car les coulées de lave étaient accessibles sur la plaine côtière et auprès des entrées dans l’océan.

Les trois premières années de l’éruption du Pu’uO’o ont été marquées par 44 épisodes de fontaines de lave qui ont construit un cône de scories se dressant à 250 mètres au-dessus du paysage environnant. Les épisodes de fontaines de lave au cours de cette éruption se sont produits toutes les 3 à 4 semaines et ont duré environ une journée. Les fontaines, qui ont atteint parfois une hauteur de 450 mètres, ont alimenté des coulées de lave qui ont parcouru le flanc du cône éruptif. Certaines de ces coulées ont atteint la subdivision des Royal Gardens où elles ont détruit plusieurs maisons.

Fontaines de lave du Pu’uO’o en 1983 (Crédit photo: USGS)

 Au début de l’éruption du Mauna Ulu de 1969 à 1974, 12 épisodes de fontaines et coulées de lave se sont produits dans l’Upper East Rift Zone. Chaque épisode durait généralement plusieurs heures. Les fontaines de lave montaient de plus en plus haut, avant de décliner et disparaître en quelques minutes. Elles ont atteint jusqu’à 530 mètres de hauteur et ont alimenté des coulées de lave pouvant atteindre 20 kilomètres de longueur, avant de finir leur course dans l’océan.

Éruption du Mauna Ulu en 1969 (Crédit photo: USGS)

L’éruption brève mais spectaculaire du Kīlauea Iki s’est produite dans le cratère juste au nord-est de Kaluapele, la caldeira sommitale. Il y a eu 17 épisodes de coulées de lave qui ont rempli le cratère du volcan avec 130 mètres de lave du 14 novembre au 20 décembre 1959. L’épisode le plus long a duré 6 jours, et l’épisode 15 a inclus les plus hautes fontaines de lave jamais observées sur le Kīlauea ; elle atteignaient parfois 570 mètres de hauteur !. Ces hautes fontaines de lave ont construit le cône de scories du Puʻupuaʻi, que l’on peut voir aujourd’hui en parcourant la Devastation Trail dans le Parc national des volcans d’Hawaï.

Fontaines de lave du Kilauea Iki en 1959 (Crédit photo: USGS)

L’éruption actuelle reste confinée dans la caldeira sommitale. Jusqu’à présent, il y a eu 12 épisodes de fontaines de lave, soit le même nombre que pour le Maunaulu. Les fontaines de lave n’ont jamais dépassé 300 mètres de hauteur. L’inflation continue et indique que l’éruption va probablement se poursuivre, mais personne ne sait si elle rattrapera celles du Kīlauea Iki ou du PuʻuO’o en termes de nombre d’épisodes ou de hauteurs de fontaines.

Source : USGS / HVO.

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Kīlauea has been going through an impressive number of eruptive episodes in Halemaʻumaʻu Crater since December 23rd, 2024. Each episodes offers powerful lava fountains in its initial phase, with lava flows that spread on the crater floor.

In a new chapter of the series Volcano Watch, the Hawaiian Volcano Obserrvatory (HVO) indicates that several past eruptions were characterized by similar lava fountaining episodes.

More recently, in 2018, Fissure 8, also called Ahuʻailāʻau, during the lower East Rift Zone eruption exhibited a continuous lava fountain for more than 2 months. However, the lava fountain at Ahuʻailāʻau differed from episodic lava fountains currently occurring at Kīlauea summit. The continuous Ahuʻailāʻau lava fountains were primarily driven by a pressure gradient as magma moved from storage chambers beneath the summit to erupt out of the low-elevation vent on the flank of the volcano.

Today’s episodic lava fountains in halema’uma’u Crater are driven by changes in pressurization related to new magma being supplied. As new magma accumulates, the amount of pressure builds.

Eventually, lava erupts and depressurizes the system. As magma rises to the surface, magmatic gas rapidly exsolves as bubbles, just like when you open a bottle of champagne. This gas is a major driving force of the lava fountaining. This was the reason why French volcanologist Haroun Tazieff dedicated such a large part of his studies to volcanic gases which, in his words, are  »the motor of the eruptions. »

Many people remember the 1983 to 2018 middle East Rift Zone of eruption of Puʻuʻōʻō for the accessible lava flows on the coastal plain and ocean entries. But the first three years of the Puʻuʻōʻō eruption were characterized by 44 lava fountaining episodes that built a prominent cinder and spatter cone standing 250 metrers above the surrounding landscape. Lava fountaining episodes during this eruption occurred every 3 to 4 weeks and lasted about a day. The geysers of molten rock, which reached heights of up to 450 meters, fed lava flows that traveled downslope. Some of the flows reached the Royal Gardens subdivision and destroyed several houses.

At the start of the 1969 to 1974 Maunaulu eruption, 12 lava fountaining episodes occurred in the upper East Rift Zone. Each fountaining episode generally lasted several hours, slowly building in height until a maximum height was reached, after which the fountains died within minutes.

Fountains from Maunaulu reached up to 530 meters, and fed lava flows that traveled downslope, as far as 20 kilometers, to eventually enter the ocean.

The short but spectacular Kīlauea Iki eruption occurred in the crater just northeast of Kaluapele, the summit caldera. There were 17 episodes of lava fountaining that filled in the Kīlauea Iki Crater with 130 meters of lava from November 14th to December 20th , 1959. The longest episode was 6 days and Episode 15 included the highest lava fountains yet measured on Kīlauea, reaching staggering heights of 570 meters. These high lava fountains built the prominent Puʻupuaʻi cinder cone, which one can view on Devastation Trail in Hawaiʻi Volcanoes National Park.

The current eruption happening at the summit is contained in the caldera. So far, there have been 12 episodes of lava fountaining, the same number as Maunaulu. Lava fountains have necer risen more than 300 meters. Continuing inflation suggests the eruption will likely continue, but whether it catches up to Kīlauea Iki or Puʻuʻōʻō in terms of the number of episodes or fountain heights remains to be seen.

Source : USGS / HVO.

Hawaii : l’éruption attendue qui n’arrive pas // Hawaii : the expected eruption that doesn’t happen

Bien que le Kilauea soit équipé d’une batterie d’instruments, les scientifiques du HVO ont du mal à prévoir l’activité volcanique, sans parler des éruptions. La dernière a été courte, elle a duré six jours du 10 au 16 septembre 2023 et a cessé sans crier gare. Depuis cette date, le volcan a montré des signes d’activité, avec une forte sismicité et une déformation importante, mais aucune éruption n’a encore eu lieu !

Plus inquiétant pour ceux qui attendent une éruption avec impatience, les dernières mises à jour du HVO indiquent que « la sismicité et la déformation du sol sous la partie sud de la caldeira sommitale du Kīlauea en direction du sud-ouest ont considérablement diminué au cours des dernières 48 heures, ce qui laisse supposer que l’intrusion magmatique qui a commencé la semaine dernière touche à sa fin. » Autrement dit, l’éruption tant attendue ne devrait pas se produire dans le court terme… sauf si Madame Pelé décide autrement !
Une baisse spectaculaire de l’activité sismique a été observée ces derniers temps. On est passé d’un pic de plus de 250 événements par jour la semaine dernière à seulement 27 au cours des dernières 24 heures. Ces séismes se sont produits à des profondeurs de 1 à 4 km sous la surface.
S’agissant de la déformation, « les inclinomètres au sommet ont enregistré un changement brusque de l’amplitude et de l’orientation du tilt au cours des dernières 48 heures, ce qui signalait la fin de la déformation du sol associée à l’intrusion magmatique. Cela signifie probablement que l’arrivée de nouveau magma dans l’intrusion sous la surface au sud de la caldeira sommitale du Kīlauea a considérablement ralenti, voire cessé. Cependant, l’inflation sommitale du Kīlauea reste significative et a presque retrouvé le niveau observé juste avant la dernière éruption du 10 septembre. »

 

Déformation du sommet Kilauea au cours des derniers jours avec une tendance à la déflation (image du haut), mais la tendance sur le long terme reste inflationniste (image du bas)  [Source : HVO]

Aucune activité particulière n’est observée le long de la zone du Rift Est ou de la zone du Rift Sud-Ouest. Le niveau de déformation du sol et la sismicité restent stables le long des deux zones de rift.
Les émissions de SO2 sous le vent, à proximité du Pu’uO’o dans la Middle East Rift Zone, restent inférieures aux limites de détection. Elles sont donc négligeables.
Source : HVO.

C’est avec beaucoup de tristesse que je viens d’apprendre le décès de Jim Kauahikaua, ancien directeur du HVO. Je l’avais rencontré en 2006 et il m’avait apporté une aide précieuse .

https://www.hawaiinewsnow.com/2023/10/13/first-native-hawaiian-lead-hawaii-volcano-observatory-dies-age-72/?fbclid=IwAR2Uquu6r6MLUWreceyT8_XYw1WKJKhKgwWFQ9-JAXmtuAHaOJpGADfaTK4

Caldeira du Kilauea le 12 octiobre 2023 : pas d’éruption en vue (Webcam HVO)

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Even though Kilauea is covered with a battery of instruments, HVO scientists find it difficult to predict volcanic activity, let alone eruptions. The last one was short, lasting six days from September 10th to 16th, 2023, and stopped without warning. Since that date, the volcano has shown signs of unrest, with elevated seismicity and significant deformation, but no eruption has occurred yet !

What is more, HVO’s latest updates indicate that « earthquake and ground deformation rates beneath the southern part of Kīlauea’s summit caldera and extending to the southwest have decreased dramatically over the past 48 hours, suggesting the intrusive event that began last week is coming to an end. » In other words, the eruption that was expected will not happen in the short term…unless Madame Pele decides differently !

A dramatic drop in seismic activity has been observed lately, from a peak of over 250 per day last week, to only 27 recorded in the past 24 hours.  These events were at depths of 1-4 km beneath the surface.

As far as deformation is concerned, « summit tiltmeters recorded an abrupt change in tilt magnitude and direction, in the last 48 hours, thus signaling ground deformation associated with the intrusive event ceased. These observations suggest that new magma supply to the intrusion below the surface south of Kīlauea’s summit caldera has slowed greatly or stopped. However, inflation at the summit of Kīlauea remains high and has nearly returned to the level seen just before the last eruption on September 10th. »

No unusual activity has been noted along the East Rift Zone or Southwest Rift Zone. Steady rates of ground deformation and seismicity continue along both.

Gas emissions downwind of Puʻuʻōʻō in the Middle East Rift Zone remain below detection limits for SO2, indicating that SO2 emissions from Puʻuʻōʻō are negligible.

Source : HVO.

It is with great sadness that I have just learned of the death of Jim Kauahikaua, former scientist-in-charge of HVO. I met him in 2006 and he gave me valuable help.

https://www.hawaiinewsnow.com/2023/10/13/first-native-hawaiian-lead-hawaii-volcano-observatory-dies-age-72/?fbclid=IwAR2Uquu6r6MLUWreceyT8_XYw1WKJKhKgwWFQ9-JAXmtuAHaOJpGADfaTK4

Etude des courants telluriques sur le Kilauea (Hawaii) // Study of telluric currents on Kilauea Volcano (Hawaii)

Un nouvel article « Volcano Watch » du Hawaiian Volcano Observatory (HVO) explique à ses lecteurs comment les scientifiques étudient la conductivité sous le Kilauea. Ce travail permettra d’en savoir plus sur le système d’alimentation magmatique du volcan. Le projet a débuté à l’été 2022 et s’achèvera après avoir couvert l’ensemble du volcan en 2023.
Une étude magnétotellurique consiste à mesurer de minuscules perturbations dans les champs magnétiques et électriques (telluriques) naturels de la Terre afin de savoir dans quelle mesure les roches souterraines conduisent l’électricité.
En 2022, les scientifiques ont collecté des données très pointues sur une quarantaine de sites du Parc national des volcans d’Hawaii. En février 2023, une équipe de géophysiciens du Bureau de l’U.S.G.S. à Denver collectera des données sur 65 autres sites dans le District de Puna, le long de l’East Rift Zone du Kilauea. La dernière phase des travaux aura lieu en mai et juin lorsque l’équipe de Denver rassemblera des données recueillies dans tous les sites restants à l’intérieur et à l’extérieur du Parc national.
L’étude magnétotellurique s’appuie sur l’énergie électromagnétique naturelle produite par une combinaison des vents solaires (flux continu de particules chargées émis par le Soleil) qui interagissent avec le champ magnétique terrestre et les impacts de foudre. L’énergie électromagnétique avec des périodes (inverses de la fréquence) comprises entre 1 milliseconde (1 000 cycles par seconde) et 4 000 secondes (21,6 cycles par jour) est enregistrée sur chaque site. Les données avec les plus longues périodes fournissent une mesure de la conductivité électrique à de plus grandes profondeurs.
Le magma sous la surface, ainsi que les systèmes hydrothermaux environnants, conduisent très bien l’électricité, contrairement aux coulées de lave refroidies et solidifiées. Le réseau dense de sites magnétotelluriques du Kilauea collectera des données qui seront utilisées pour cartographier en trois dimensions les zones de stockage du magma.
Les zones de haute conductivité sous la surface montrent où se trouve le magma sous le Kilauea, y compris le réservoir magmatique sommital, et le cheminement du magma entre le sommet et les zones de rift est et sud-ouest.
Le travail de terrain consistera à installer des capteurs pour mesurer les champs magnétiques et électriques terrestres sur chaque site. Pour obtenir des informations à plus grande profondeur, les données doivent être acquises en continu pendant 1 à 5 jours.
Une étude magnétotellurique effectuée en 2002 au sommet et sur l’Upper East Rift Zone du Kīlauea a montré des conducteurs souterrains dans trois zones distinctes à moins de 3 kilomètres de la surface. L’un se trouvait sous la caldeira du Kilauea, un second à 1,6 km au sud de la caldeira et un troisième sous et au sud du Pu’uO’o dans la Middle East Rift Zone. Les zones conductrices au sud du sommet et du Pu’uO’o se trouvaient dans des zones de failles susceptibles de contenir des fluides salins ou hydrothermaux électriquement conducteurs. Les corps conducteurs sous le sommet et Pu’uO’o représentent probablement le conduit entre le réservoir magmatique sommital et l’East Rift Zone qui a alimenté l’éruption en 2002.
Le projet magnétotellurique 2022-2023 couvrira presque toute la surface du Kilauea et permettra aux scientifiques d’obtenir plus de détails sur le système d’alimentation de la zone de rift sud-ouest et de la Lower East Rift Zone qui a alimenté l’éruption dans le District de Puna en 2018. Ces données,s’ajoutant aux données d’un relevé électromagnétique et magnétique aéroporté effectué en 2022 (voir ma note du 7 juin 2022), devraient permettre au HVO d’effectuer une tomodensitométrie très détaillée – CAT scan en anglais – du volcan. Les scientifiques espèrent pouvoir cartographier dans le détail les conduits d’alimentation de l’éruption de 2018 dans le District de Puna.
Vous trouverez plus de détails et des mises à jour sur l’avancement du projet à cette adresse :
https://www.usgs.gov/supplemental-appropriations-for-disaster-recovery-activities/science/2019-kilauea-disaster.
Source : USGS, HVO.

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A new « Volcano Watch » article by the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) explains its readers how scientists study subsurface conductivity beneath Kilauea. This work will reveal the volcano’s subsurface magmatic plumbing. The project started in the summer 2022 summer and will be completed over the entire volcano in 2023.

Magnetotelluric sounding is a geophysical technique that measures tiny perturbations in the natural Earth magnetic and electric (telluric) fields to map out how well underground rocks conduct electricity.

In 2022, scientists collected high-quality data at about 40 sites within Hawaiʻi Volcanoes National Park. In February 2023 the team of geophysicists from the U.S.G.S. Denver office will collect data at another 65 sites in the Puna District along Kīlauea’s East Rift Zone. The final phase of the work will occur in May and June when the Denver crew will collect any remaining sites both inside and outside of the national park.

The magnetotelluric sounding method relies upon natural electromagnetic energy from a combination of solar winds (continuous flow of charged particles from the Sun) interacting with the Earth’s magnetic field and global lighting strikes. Electromagnetic energy with periods (inverse of frequency) between 1 millisecond (1,000 cycles per second) to 4,000 seconds (21.6 cycles per day) are recorded at each site. The longer-period data provides a measure of electrical conductivity at greater depths beneath the ground surface.

The magma beneath the surface, as well as the surrounding hydrothermal systems, conducts electricity very well whereas cooled and solidified lava flows don’t. The dense network of magnetotelluric sites on Kilauea will collect data that are used to map the subsurface locations of magma in three dimensions.

Areas of high conductivity beneath the surface show where magma is located beneath Kilauea, including the summit magma reservoir and the pathways from there to Kilauea’s East and Southwest Rift Zones.

The field work will involve setting up sensors to measure the Earth’s magnetic and electric fields at each site. To get information from the greatest depths, data must be acquired continuously for 1 to 5 days.

A 2002 magnetotelluric study of the summit and upper East Rift Zone of Kīlauea volcano showed subsurface conductors in three distinct areas within 3 kilometers of the surface. One was beneath the Kilauea caldera, a second was 1.6 km south of the caldera, and a third was beneath and to the south of Pu’uO’o on the Middle East Rift Zone. The conductive zones south of the summit and Pu’uO’o were within fault zones that may have held electrically conductive saline or hydrothermal fluids. The conductive bodies below the summit and Pu’uO’o likely represent the magma conduit from the summit reservoir to the East Rift Zone that fed the ongoing eruption in 2002.

The 2022-2023 magnetotelluric project will cover almost the entire surface of Kilauea and allow scientists to see more detail about the subsurface plumbing of the Southwest Rift Zone and the lower East Rift Zone that fed the 2018 Puna eruption. These data, combined with the data from an airborne electromagnetic and magnetic survey flown in 2022 (see my post of June 7th, 2022) should give HVO a very detailed computed tomography scan – CAT scan – of the volcano. It is hoped that the subsurface plumbing that fed the 2018 Puna eruption will be mapped in detail.

More details and updates on the progress of the Kilauea subsurface conductivity project can be found here:

https://www.usgs.gov/supplemental-appropriations-for-disaster-recovery-activities/science/2019-kilauea-disaster.

Source : USGS, HVO.

 

Mesure de l’énergie électromagnétique à l’aide d’une boucle de fil de forme ovale de 15 m par 25 m suspendue à 30 m sous un hélicoptère (Source : USGS)