Les « pauses » dans les éruptions du Kilauea (Hawaii) // « Pauses » in the Kilauea eruptions (Hawaii)

Dans une note publiée le 1er juin 2021, j’expliquais que l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (le HVO) jouait sur les mots et refusait d’admettre que l’éruption du Kilauea était terminée, bien qu’aucune activité n’ait été observée depuis le 27 mai 2021. Les dernières mises à jour de l’observatoire indiquent que « le Kilauea n’est plus en éruption. Aucune activité de surface n’a été observée. »

Dans un nouvel article, le HVO nous informe qu' »une fenêtre de trois mois est nécessaire pour définir une « pause » dans une éruption. Cela signifie que nous devrons attendre encore 90 jours (jusqu’au 24 août 2021) pour voir si le HVO admet enfin que l’éruption est terminée… ce dont je ne suis pas sûr !!

Le HVO explique que lorsqu’un intervalle d’activité dure plus de 90 jours, il se transforme généralement (mais pas toujours) en une période de « repos volcanique » beaucoup plus longue qui peut durer plusieurs années, voire plusieurs millénaires. Toute nouvelle activité éruptive devient alors « la prochaine éruption ».

En examinant l’histoire éruptive du Kilauea depuis 1823, la fenêtre d’inactivité de 90 jours a toujours été observée, à une exception près. Une pause d’une durée de trois mois et demi s’est produite lors de l’éruption du Mauna Ulu de 1969 à 1974.

Par la suite, les pauses les plus longues sur le Kilauea ont été enregistrées au cours des trois premières années (1983-1986) de l’éruption du Pu’uO’o, période pendant laquelle 48 séquences éruptives ont été séparées par des pauses qui ont duré de plusieurs jours à plusieurs mois.

L’éruption du Kilauea Iki en 1959 a également connu des pauses de plusieurs heures à plusieurs jours entre les épisodes de fontaine de lave.

Toutes les autres « pauses » pendant les éruptions du Kilauea ont été suivies d’une reprise d’activité un mois ou moins plus tard.

Après une fenêtre d’inactivité de 90 jours lors de l’éruption de 2018, le HVO a décrété que l’éruption était terminée. Le Kilauea est ensuite entré dans une période de repos de 27 mois qui s’est terminée avec l’éruption sommitale dans le cratère de l’Halema’uma’u le 20 décembre 2020.

Source : USGS/HVO.

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In a post published on June 1st, 2021, I explained that the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) was playing with the words and refused to admit that the Kilauea eruption was over, although no activity had been observed since May 27th, 2021. The observatory’s latest updates indicate that “Kilauea Volcano is no longer erupting. No surface activity has been observed.”

In a new article, HVO informs us that “a three-month-long window is useful in defining an eruption “pause,” so that we’ll have to wait 90 days (until August 24th, 2021) to see if HVO finally admits the eruption is over…of which I am not sure!!

Next, HVO explains that when a gap in activity lasts for longer than 90 days, it typically (but not always) becomes a much longer period of volcanic rest and can stretch from years to millennia. Any new eruptive activity thus becomes “the next eruption.”

Reviewing Kilauea’s recorded history since 1823, the 90-day window of inactivity mostly holds true with one exception. A pause lasting 3.5 months occurred during the Mauna Ulu eruption of 1969–74.

The next longest pauses on Kilauea were recorded during the first three years (1983-1986) of the Pu’uO’o eruption where 48, short-lived high-fountain eruptions were separated by variable pauses that lasted days to months.

The Kīlauea Iki eruption in 1959 also had pauses lasting hours to several days between lava fountain episodes.

All other well-documented mid-eruption “pauses” during Kilauea eruptions resumed in a month or less. After a 90-day-window in the 2018 eruption, HVO determined that the eruption was over. Kilauea then entered a 2.25-year-long period of rest that ended with the summit eruption in Halema’uma’u crater that began December 20th, 2020.

Source: USGS / HVO.

Photo : C. Grandpey

Hawaii : l’océan et le volcan // The ocean and the volcano

Des phénomènes de houle sont observés en permanence sur tous les océans du globe. En effectuant des ondulations accompagnées de mouvements ascendants et descendants, les houles agissent sur le plancher océanique et délivrent un signal constant. Ces microséismes océaniques traversent la terre et apparaissent en surface sur les sismomètres. Le HVO a mis en place un certain nombre de sismomètres sur le Kilauea pour contrôler les processus volcaniques et les mouvements de failles actives. Lorsque le magma ne se déplace pas à l’intérieur du Kilauea et lorsque le volcan n’est pas en éruption, les microséismes océaniques apparaissent sur les sismomètres où ils laissent un signal répétitif constant.

Les signaux microsismiques présentent de grandes variations au cours des périodes où le Kilauea  traverse des épisodes d’inflation et déflation en raison du déplacement du magma sous la surface. Des variations similaires se produisent lorsque le volcan est en éruption, comme c’est le cas actuellement. Les scientifiques mesurent les différences entre les microséismes observés pendant les périodes d’activité volcanique et ceux enregistrés pendant les périodes de calme. Le but est d’identifier quand, où et pendant combien de temps le magma a migré et est resté stocké sous le Kilauea.

Les scientifiques du HVO ont récemment utilisé cette technique pour essayer de comprendre les événements qui ont conduit à l’effondrement du sommet du volcan et à l’éruption dans la Lower East Rift Zone en 2018. Les données microsismiques associées à des schémas sismiques et de déformation plus traditionnels donnent des indications sur l’augmentation de la pression dans la partie superficielle du réservoir magmatique au sommet du Kilauea. Le sommet et l’East Rift Zone ont immédiatement commencé réagir et à montrer une inflation, signe que le magma se déplaçait dans ces parties du volcan.

Les variations microsismiques ont également révélé qu’un séisme d’une magnitude de M 5,3 un an auparavant avait considérablement affaibli la croûte à la surface du volcan sous le  Pu’uO’o. Les scientifiques du HVO ont émis l’hypothèse que la hausse de pression au sommet du Kilauea s’ajoutant à l’affaiblissement de la croûte peu profonde sous le Pu’uO’o avait créé des conditions favorables au déplacement du magma le long de la zone de rift et le déclenchement de l’éruption en 2018.

Les scientifiques du HVO ont récemment installé huit sismomètres temporaires supplémentaires autour du cratère de l’Halema’uma’u au sommet du Kilauea, pour suivre les mouvements du magma sous le nouveau lac de lave. Ces sismomètres temporaires, en même temps que le réseau sismique permanent, permettent un échantillonnage spatial plus large des microséismes océaniques qui traversent le réservoir magmatique du Kilauea. Cela permet une étude plus précise de l’endroit où des changements physiques se produisent sous le cratère.

Le fait que l’éruption actuelle soit confinée à l’intérieur du cratère de l’Halema’uma’u au sommet du Kilauea est idéal pour étudier les mécanismes physiques associés à cette éruption. En analysant ces données, les scientifiques du HVO espèrent répondre à plusieurs questions: 1) Où se situent la source magmatique et les conduits empruntés par ce même magma pendant cette éruption ? 2) Cette technique peut-elle aider à comprendre les petites variations de l’activité volcanique observées à certains moments au cours de cette éruption ? 3) Cette technique peut-elle fournir des indices sur la fin de l’éruption ? 4) Dans quelle mesure peut-on appliquer les leçons de cette étude à la compréhension et à la prévision des futures éruptions du Kilauea?

Source: USGS / HVO

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Ocean swells occur continuously around the world. As these swells rise and fall, they couple with the ocean floor below them creating a constant signal. These oceanic microseisms, travel through the solid earth and are observed at the surface using  seismometers.

HVO has a number of seismometers in place across Kilauea Volcano for monitoring volcanic processes and active fault movements. When magma is not moving within or erupting from Kilauea, the oceanic microseisms appear on seismometers as a repeating and unchanged signal.

The microseismic signals display large variations during periods when Kilauea is inflating or deflating due to magma moving beneath its surface. Similar variations occur when the volcano is actively erupting, such as now. Scientists measure differences in these observed microseisms during periods of volcanic activity relative to times of quiet, in an effort to identify when, where, and for how long magma is migrating and being stored within Kilauea.

HVO scientists recently applied this technique to better understand the events leading up to the 2018 Lower East Rift Zone eruption and summit collapse. Microseism data combined with more traditional seismic and deformation patterns document the increase of pressure within the shallow region of the magma storage reservoir at Kilauea’s summit. Both the summit and the East Rift Zone immediately began expanding rapidly, suggesting that magma was moving into these regions.

Variations in microseisms also revealed that an M 5.3 earthquake a year earlier had significantly weakened the volcanic crust directly beneath Pu’uO’o. HVO scientists hypothesized that the combination of increased pressure at Kilauea’s summit and the weakening of the shallow crust beneath Pu’uO’o, created conditions favourable for magma to move downrift and erupt in 2018.

HVO scientists recently deployed eight additional temporary seismometers around Halema’uma’u Crater, at the summit of Kilauea, to track magma movements beneath the new lava lake. These temporary seismometers, along with HVO’s permanent seismic network, allow for a larger spatial sampling of the oceanic microseisms travelling through Kilauea’s magma reservoir. This, in turn, means a denser sampling of where physical changes are occurring beneath the crater.

Confinement of the ongoing eruption within Halema’uma’u Crater at Kilauea’s summit is ideal for surveying the physical mechanisms associated with this eruption. With analysis of these data, scientists at HVO hope to answer several questions: 1) where is the magma source and pathways for this eruption?; 2) can this technique help us understand small increases and decreases in volcanic activity observed at times during this eruption?; 3) can this technique provide clues for when the eruption will end?; and 4) how can we apply what we have learned in this study to assist in better understanding and forecasting volcanic activity associated with future eruptions at Kīlauea?

Source : USGS / HVO

Crédit photo : USGS / HVO

Les déclencheurs subtils de l’éruption du Kilauea en 2018 // The subtle triggers of the Kilauea eruption in 2018

Selon une nouvelle étude effectuée par l’Université d’Hawaï et l’USGS, l’éruption du Kilauea en 2018 a été déclenchée par la pression qui s’était accumulée pendant dix ans dans la partie supérieure du volcan. À l’aide des données fournies par l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) sur les événements éruptifs qui se sont produits avant et pendant l’éruption de 2018 au sommet et sur le flanc du volcan, les chercheurs ont pu comprendre son déroulement. L’étude a révélé que l’éruption a été provoquée par la suite en cascade d’événements mineurs  sur le site du Pu’uO’o ; ils ont par la suite entraîné des destructions à grande échelle et provoqué des bouleversements majeurs sur le volcan.

Les données du HVO montrent que l’accumulation de magma pendant de longues années dans le système d’alimentation du Pu’uO’o (l’éruption avait duré 35 ans !) a exercé une très forte pression sur l’ensemble de l’édifice volcanique. C’est cet excès de pression qui a propulsé le magma dans la Lower East Rift Zone.

L’étude démontre que la prévision des éruptions peut être difficile dans les scénarios où se produit une surpression magmatique avant le déclenchement d’une éruption. Les petits événements qui déclenchent l’éruption peuvent être difficiles à détecter à l’échelle de l’ensemble du volcan.

L’éruption de 2018 a montré qu’il ne fallait pas se fier uniquement à l’activité récente pour prévoir les éruptions. Des études comme celle-ci, qui analysent les aspects plus subtils du comportement d’un volcan, permettront de réduire les coûts, humains et physiques, des prochaines éruptions. À l’avenir, les scientifiques du HVO adopteront donc des approches plus diversifiées pour comprendre la structure souterraine et le mouvement du magma dans l’East Rift Zone du Kilauea.

Source: USGS / HVO.

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Le Parc National des Volcans d’Hawaï vient d’informer le public qu’il y aura six jours de gratuité en 2021 :

18 janvier – Martin Luther King Day

17 avril – Premier jour de la semaine des parcs nationaux

4 août – Anniversaire du Great American Outdoors Act

25 août – Anniversaire du National Park Service

25 septembre – Journée nationale des terres publiques

11 novembre – Journée des anciens combattants

Cette information est l’occasion pour moi de féliciter Rhonda Loh qui vient d’être nommée surintendante du Parc National des Volcans d’Hawaï. Bonne chance Rhonda !

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According to a new study from the University of Hawaii and USGS, the 2018 eruption of Kilauea was triggered by a decade-long build-up of pressure in the upper parts of the volcano. Using Hawaiian Volcanoes Observatory (HVO) data from before and during the 2018 eruptions at the summit and flank, the research team reconstructed the geologic events. The study revealed that the eruption evolved, and its impact expanded, as a sequence of cascading events allowed relatively minor changes at Pu’uO’o to cause major destruction and historic changes across the volcano.

The data suggest that it was an accumulation of magma in the plumbing system at the Pu’uO’o eruption site (the eruption had lasted for 35 years) that caused widespread pressurization in the volcano, driving magma into the lower flank.

The study demonstrates that eruption forecasting can be difficult in scenarios where volcanoes accumulate magma pressure before triggering an eruption. The small events that trigger the eruption may be hard to detect and are easy to overlook on the scale of the entire volcano.

The 2018 eruption showed that one should not rely only on recent activity to forecast future eruptions. Studies like this, which probe the more subtle influences of the behaviour of a volcano, are targeted at reducing the costs, both human and physical, of the next eruptions.

In the future, HVO’s research team will adopt diverse approaches to understanding the subsurface structure and movement of magma on Kilauea’s East Rift Zone.

Source: USGS / HVO.

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The Hawaii Volcanoes National Park has just informed the public that there will be six days with no entrance fees in 2021:

January 18th – Martin Luther King, Jr. Day

April17th – First Day of National Park Week

August 4th – Great American Outdoors Act anniversary

August 25th – National Park Service Birthday

September 25th – National Public Lands Day

November 11th – Veterans Day

This information is an opportunity for me to congratulate Rhonda Loh who has just been appointed Superintendent of Hawaiii Volcanoes National Park. Good luck, Rhonda!

Effondrement du Pu’uO’o lors de l’évacuation de la lave au début d l’éruption de 2018 (Crédit photo : USGS / HVO)

Relation entre les éruptions à Hawaii et en Californie // Relationship between eruptions in Hawaii and in California

Dans sa série Volcano Watch, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) a publié un nouvel article fort intéressant sur les volcans des Etats Unis.

Les scientifiques du HVO expliquent que certaines régions surveillées par les différents observatoires volcanologiques ont connu des éruptions géologiquement «jeunes» qui sont néanmoins trop vieilles pour avoir eu des témoins oculaires et avoir laissé des traces écrites. Cela pose un problème aux volcanologues car ils aimeraient s’appuyer sur les éruptions du passé pour mieux anticiper les éruptions du futur. Les magmas émis dans différentes régions se forment de manière différente, et les éruptions peuvent durer des jours, des semaines, des mois, des années, et parfois même plusieurs décennies.

Les observatoires volcanologiques gérés par l’USGS, qui comprennent l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO), l’Observatoire Volcanologique des Cascades (CVO), l’Observatoire Volcanologique de l’Alaska (AVO), l’Observatoire Volcanologique de Yellowstone (YVO) et l’Observatoire Volcanologique de Californie (CalVO), surveillent de nombreux types de volcans et d’éruptions, depuis le Mont St. Helens qui émet en général une lave visqueuse, jusqu’aux éruptions plus récentes du Kilauea et du Mauna Loa où des laves fluides sont généralement observées.

La Californie héberge le Mont Shasta, stratovolcan d’aspect classique, et la grande caldeira de Long Valley. Cependant, aucun de ces volcans n’a connu d’éruption historique, bien que chacun montre les preuves d’une activité géologiquement récente. L’éruption la plus récente en Californie a eu lieu de 1914 à 1917 sur le Lassen Peak où s’est édifié un dôme de lave accompagné de dépôts de cendres.

Une zone à l’est du Mont Shasta et de Lassen Peak est relativement plate mais on y observe de jeunes coulées de lave. Le volcan de Brushy Butte appartient à cette région et des travaux récents sur le terrain montrent qu’il y a au moins 29 dépôts volcaniques constitués de scories, de cônes de projection et de coulées de lave. La question est de savoir combien de temps il a fallu pour édifier ces 29 cônes et coulées de lave.

 Le problème est que les éruptions de Brushy Butte ont eu lieu il y a environ 35000 ans, et pour répondre à cette question, les géologues du CalVO ont utilisé le vieil axiome géologique de «l’uniformitarisme» selon lequel «le présent est la clé du passé».

Pour mieux comprendre comment l’éruption de Brushy Butte et essayer de savoir combien de temps elle a pu durer, les scientifiques se sont tournés vers des volcans actifs d’un type et d’un environnement similaires. Le volcan de Brushy Butte se trouve dans une zone de rift et la lave émise est un basalte tholéiitique. Le Kilauea et le Mauna Loa, même s’ils ne présentent pas la même morphologie, sont proches de Brushy Butte car leurs laves sont généralement émises dans des zones de rift et on rencontre un basalte tholéiitique similaire. Les récentes éruptions volcaniques de ces volcans hawaïens pourraient donc aider à comprendre comment ont été émises les laves du volcan de Brushy Butte et combien de temps les éruptions ont pu durer.

L’un des outils les plus utiles pour comprendre les éruptions de Brushy Butte est le LiDAR, acronyme pour Light Detection and Ranging. L’ensemble de données obtenues par cette technologie permet de créer une image détaillée de la surface d’une coulée de lave avec les différentes formes de relief édifiées lors de l’éruption, tandis que la lave s’éloigne de son point d’émission. (voir l’image ci-dessous)

Les volcans hawaïens sont très actifs. L’éruption du Pu’uO’o, qui a duré plusieurs décennies, a montré les différents types de reliefs que les basaltes tholéiitiques peuvent former sur de longues périodes. En utilisant l’éruption du Pu’uO’o comme référence, les géologues du CalVO ont estimé que les 29 bouches éruptives qui ont émis des coulées de lave ont été créées par l’éruption de Brushy Butte pendant au moins 20 ans. Ils ont pu tirer ces conclusions en observant les différentes formes de relief créées par les coulées de lave et leur emplacement à l’intérieur du volcan. .

Source: USGS / HVO.

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In its Volcano Watch series, the Hawaiian Volcano Observatory has published another interesting article about U.S. volcanoes.

HVO scientists explain that some regions monitored by the volcano observatories had geologically ‘young’ eruptions that are nonetheless old enough to lack written documentation. This creates a dilemma for geologists interested in how a future eruption might occur and how long it could last. The magmas that erupt from these different regions are formed in different ways, and eruptions can range from days, weeks, months, years to as long as several decades in duration.

USGS volcano observatories, which include the Hawaiian Volcano Observatory (HVO), Cascades Volcano Observatory (CVO), Alaska Volcano Observatory (AVO), Yellowstone Volcano Observatory (YVO), and California Volcano Observatory (CalVO), monitor many different types of volcanoes and eruptions, from Mount St. Helens that erupts viscous lava, to the more recent eruptions of Kilauea and Mauna Loa, where fluid lavas are usually observed.

California displays Mount Shasta, a classic-looking stratovolcano, and the large caldera of Long Valley. However, but neither has erupted historically though each has evidence of geologically young activity. The most recent eruption in California was from 1914–1917 at Lassen Peak, creating a lava dome and related ash deposit.

An area east of Mount Shasta and Lassen Peak is relatively flat but contains young looking lava flows. Brushy Butte Volcano is part of this region, and recent field research shows that it contains at least 29 volcanic deposits consisting of scoria and spatter cones and lava flows. The question about Brushy Butte Volcano is:how long did it take to erupt these 29 cones and lava flows?

The problem is that the Brushy Butte eruptions took place approximately 35,000 years ago, and to answer this question CalVO geologists have used the old geologic axiom of ‘uniformitarianism’ or ‘the present is the key to the past.’

To better understand how Brushy Butte erupted and how long it might have taken, active volcanoes of a similar type and setting were used as an analog. The Brushy Butte Volcano is located in a rifting area, and the type of magma erupted there is tholeiitic basalt. Kilauea and Mauna Loa, though not exactly the same, are close in that their lavas erupt commonly from rift zones and are usually of a similar tholeiitic basalt type. So, the recent volcanic eruptions from these Hawaiian volcanoes could help understand how lavas erupted from Brushy Butte Volcano and how long it might have taken.

One of the most helpful tools used to understand the Brushy Butte eruptions is Light Detection and Ranging or LiDAR. The resulting dataset creates a detailed picture of the surface of a lava flow showing the different landforms created as a volcano erupts and lava moves downhill away from its vent. (see image below)

Hawaiian volcanoes are very active, and in particular the decades-long eruption of Pu’uO’o displayed many types of landforms that tholeiitic basalts can form over long timeframes. Using Pu’uO’o as an analog, CalVO geologists estimated that the 29 closely-spaced vents and lava flows of Brushy Butte Volcano erupted over at least 20 years based on the different lava flow landforms created and their placement around the interior of the volcano.

Source : USGS / HVO.

Vue d’ensemble du site éruptif de Brushy Butte (Source : Wikipedia)

Carte montrant, à l’aide d’un dégradé de couleurs, le relief du volcan de Brushy Butte (environ 150 mètres de hauteur). Elle a été réalisée à l’aide des données LiDAR à résolution de 1 mètre. On y voit, sous forme de points, les différentes bouches éruptives ainsi que les chenaux et les levées tracés par les coulées de lave dans le paysage. (Source : CalVO)