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Une nouvelle approche des éruptions du Stromboli (Sicile) // A new approach to the eruptions of Stromboli (Sicily)

En lisant le journal La Sicilia, on apprend que les scientifiques ont utilisé une nouvelle approche et un nouvel algorithme pour analyser les données de surveillance du Stromboli. Cela a permis de mettre en évidence d’autres signaux et mécanismes possibles à surveiller au cours des phases d’activité du volcan..
Cette nouvelle approche est proposée par une étude intitulée « The 2019 Eruptive Activity at Stromboli Volcano: A Multidisciplinaire Approach to Reveal Hidden Features of the » Unexpected »3 July Paroxysm » [L’activité éruptive du Stromboli en 2019: Approche multidisciplinaire révélant les phénomènes cachés lors du paroxysme « inattendu » du 3 juillet]. L’étude a été récemment publiée dans la revue internationale de MDPI ‘Remote Sensing’.
L’étude, menée par une équipe de chercheurs de l’INGV en collaboration avec le professeur Roberto Scarpa de l’Université de Salerne et avec le professeur Carmelo Ferlito de l’Université de Catane, a été réalisée en analysant a posteriori les signaux qui ont précédé le paroxysme du 3 juillet 2019 sur le Stromboli..
L’un des auteurs de l’étude indique qu’« en observant d’un point de vue nouveau les données qui sont normalement acquises sur le Stromboli par les réseaux de surveillance multiparamétriques, nous avons pu reconstituer la séquence d’activité qui a précédé l’événement du 3 juillet 2019. » En analysant l’ensemble des données disponibles (données géodésiques, satellitaires, caméras, données thermiques et de déformation du sol acquises grâce à des instruments de haute précision), les chercheurs ont découvert de possibles changements dans le comportement du volcan qui pourraient être mis en évidence dans les instants précédant immédiatement la crise paroxystique.
Selon un autre auteur de l’étude, « des paroxysmes comme celui du 3 juillet sont particulièrement dangereux car ils produisent des signaux extrêmement difficiles à interpréter : nombre d’explosions ou d’événements VLP, ou d’événements sismiques à basse fréquence typiques des volcans actifs, qui ne subissent pas une augmentation significative dans les phases précédant un paroxysme. À partir de ces considérations, nous nous sommes concentrés sur certains paramètres spécifiques, tels que les signaux haute fréquence enregistrés par les dilatomètres, capteurs placés dans un forage profond d’environ 200 mètres sous la surface et qui mesurent les plus petites variations de déformations du sol. Nous avons remarqué que ces signaux correspondaient en fait aux signaux VLP enregistrés par les sismographes, mais ils avaient une forme d’onde spécifique qui, avant le 3 juillet, a brusquement changé.»
De plus, les images prises par les caméras de surveillance présentes à Stromboli ont été réanalysées à l’aide d’un algorithme automatique. Ce faisant, les chercheurs ont remarqué une augmentation de l’intensité et de l’énergie des explosions du volcan à partir d’environ un mois avant le paroxysme de début juillet.

Les scientifiques pensent que cette approche et le modèle proposé peuvent être très prometteurs pour le suivi éruptif du Stromboli.

Source: INGV, La Sicilia.

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Reading the newspaper La Sicilia, we learn that scientists have used a new approach and a new algorithm to analyze Stromboli surveillance data. This made it possible to highlight other possible signals and mechanisms to be monitored during the phases of the volcano’s activity.
This new approach is proposed by a study entitled « The 2019 Eruptive Activity at Stromboli Volcano: A Multidisciplinary Approach to Reveal Hidden Features of the » Unexpected « 3 July Paroxysm. » It was recently published in MDPI’s international journal ‘Remote Sensing’.
The study, carried out by a team of INGV researchers in collaboration with Professor Roberto Scarpa from the University of Salerno and with Professor Carmelo Ferlito from the University of Catania, was carried out by analyzing a posteriori the signals that preceded the paroxysm of July 3rd, 2019 on Stromboli.
One of the authors of the study indicates that « by observing from a new point of view the data which are normally acquired on Stromboli by multiparametric monitoring networks, we were able to reconstruct the sequence of activity that preceded the event of July 3rd, 2019.” By analyzing all the available data (geodetic, satellite, cameras, thermal and soil deformation data acquired using high-precision instruments), the researchers discovered possible changes in the behavior of the volcano that could be highlighted in the moments immediately preceding the paroxysmal crisis.
According to another study author, “paroxysms like the one on July 3rd are particularly dangerous because they produce signals that are extremely difficult to interpret: number of explosions or VLP events, or low frequency seismic events typical of active volcanoes, which do not undergo a significant increase in the phases preceding a paroxysm. From these considerations, we focused on some specific parameters, such as the high frequency signals recorded by dilatometers, or sensors placed in a deep borehole about 200 meters below the surface and which measure the smallest variations in soil deformations. We noticed that these signals actually matched the VLP signals recorded by the seismographs, but they had a specific waveform that suddenly changed before July 3rd. ”
In addition, the images taken by the surveillance cameras present at Stromboli were reanalyzed using an automatic algorithm. In doing so, the researchers noticed an increase in the intensity and energy of the volcano’s explosions from about a month before the peak in early July.
Scientists believe that this approach and the proposed model may be very promising for the eruptive monitoring of Stromboli.
Source: INGV, La Sicilia.

L’éruption du 3 juillet 2019 (Crédit photo: ANSA)

Iceberg A68A (suite / continued)

Dans ma dernière note sur l’iceberg A68a, j’expliquais que les scientifiques britanniques s’apprêtaient à quitter les îles Malouines pour aller étudier les restes de l’iceberg, en espérant qu’il resterait encore quelque chose du géant. En effet; A68A est maintenant l’ombre de lui-même. Il s’est fragmenté en plusieurs icebergs plus petits (le dernier morceau – le 16ème – a été baptisé A68P) et les scientifiques veulent étudier leur impact sur l’environnement.

Les chercheurs à bord du James Cook se sont approchés du plus gros segment issu de l’A68A et ont largué un planeur sous-marin qui mesurera la salinité, la température et le niveau de chlorophylle de l’eau de mer auprès de la glace. Ces informations indiqueront aux scientifiques dans quelle mesure les fragments de l’A68A  peuvent affecter la vie marine dans la région.

Le navire de recherche n’a pas besoin de rester sur place car la technologie intégrée aux planeurs sous-marins permet de les piloter à distance depuis le Royaume-Uni. Une application Web a été développée pour piloter et gérer les données des robots océaniques sur de longues portées. L’application utilise des données satellitaires permettant de piloter les planeurs n’importe où dans le monde. Il existe toute une gamme de types de planeurs qui peuvent être équipés de capteurs conçus spécialement, selon les besoins de différentes campagnes scientifiques. Un deuxième planeur doit être largué dans l’eau à proximité des icebergs restants.

Les chercheurs veulent comprendre comment ces grandes masses de glace peuvent affecter les eaux au large de la Géorgie du Sud. D’une part, les icebergs peuvent avoir un impact positif car ils dispersent les débris de roches grattés dans l’Antarctique et qui fertilisent ensuite l’océan. D’autre part, leur grande masse peut avoir un impact négatif en bloquant l’accès de la faune aux zones de nourrissage, ou en déversant tellement d’eau douce en fondant que cette eau perturbe certains processus habituels dans le réseau trophique marin.

Le James Cook doit être prudent. Ce n’est pas un brise-glace et les eaux autour des restes de l’A68A sont infestées de petits morceaux de glace, les fameux growlers tant redoutés par les navigateurs  en mer et qui pourraient endommager la coque du navire.

Source: La BBC.

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In my last post about the iceberg A68a, I explained that UK scientists were ready to leave the Falkland Islands to go and examine the remnants of the iceberg, hoping there would still be anything left of the original giant. Indeed; A68A is now a shadow of its former self. It has broken up in several smaller bergs (the last piece has been identified as A68P) and scientists want to investigate their impacts on the environment.

Researchers onboard the research ship James Cook approached the biggest remaining segment of A68A and deployed a robotic glider that will measure seawater salinity, temperature and chlorophyll close to the ice. This information will tell the scientists how the still significant blocks could be affecting local marine life.

The research ship does not need to stay in the vicinity because the technology built into the underwater robots means they can be piloted remotely back in the UK. A world leading web application has been developed to pilot and manage the data from long-range ocean robots. It uses satellite data to assist in piloting the gliders which can be deployed from anywhere in the world. There exists a variety of different glider types that can be fitted with a bespoke combination of sensors as required by different science campaigns. A second glider is due to be dropped in the water close to the remaining bergs.

Researchers want to understand how large ice masses could affect the productivity of the waters off South Georgia. One the one hand, icebergs can be a positive because they disperse rocky debris picked up in the Antarctic which then fertilises the ocean. On the other hand, their great bulk can also be a negative by blocking predators’ access to prey, or by dumping so much fresh meltwater they disrupt some of the normal processes in the marine food web.

The James Cook has to be cautious. It is not an ice-breaker and the waters around the berg remnants are infested with smaller ice chunks that could do damage to its hull.

Source: The BBC.

Exemple de planeur ou glider sous-marin (Source : Wikipedia)

Arrêtons de jouer les apprentis sorciers! // Let’s stop playing the sorcerer’s apprentice!

Alors que les effets du réchauffement climatique deviennent dévastateurs, de plus en plus d’instituts de recherche et des agences gouvernementales financent des projets dont la finalité est de refroidir artificiellement notre planète. Cela s’appelle la géoingénierie, ou géoingénierie solaire, et je n’aime pas ça! Elle consiste à renvoyer une grande partie de l’énergie solaire vers l’espace. Le processus est censé réduire la température de manière significative, comme le font les nuages ​​de cendres lors des éruptions volcaniques.
SilverLining, une organisation à but non lucratif, a attribué une subvention de 3 millions de dollars à l’Université Cornell, l’Université de Washington, l’Université Rutgers, le Centre national de recherche atmosphérique et d’autres organismes. Les recherches ainsi financées se concentreront sur des questions pratiques, telles que la hauteur à laquelle on pourra injecter dans l’atmosphère des aérosols capables de réfléchir la lumière du soleil, comment injecter des particules de taille adaptée dans les nuages ​​pour les rendre plus brillants, et étudier les effets de ces mesures sur l’approvisionnement alimentaire dans le monde
En décembre 2019, le Congrès américain a alloué 4 millions de dollars à la National Oceanic and Atmospheric Administration pour entamer des recherches sur cette technologie. La NOAA commencera également à collecter des données qui lui permettront de savoir si d’autres pays ont commencé à utiliser secrètement la géoingénierie.

Une façon de refroidir la Terre consiste à injecter des aérosols dans la couche supérieure de l’atmosphère où ces particules réfléchissent la lumière du soleil. On sait que cette technologie fonctionne, mais on ne sait pas quelles en sont les conséquences.
Le National Center for Atmospheric Research, basé à Boulder (Colorado) et financé par la National Science Foundation, a reçu lui aussi de l’argent de Silver Lining. La subvention permettra de gérer et d’analyser des centaines de simulations d’injection d’aérosols, en testant les effets sur les conditions météorologiques extrêmes dans le monde. L’un des objectifs de la recherche est de détecter la quantité de refroidissement artificiel susceptible de réduire les événements météorologiques extrêmes sans entraîner d’importantes variations dans les régimes de précipitations régionales.
La NOAA lance ses propres recherches en matière de géoingénierie solaire. En août 2020, l’agence a annoncé qu’elle commencerait à mesurer les niveaux d’aérosols dans la stratosphère afin de mettre en place une base de référence.
L’injection d’aérosols dans la stratosphère n’est pas le seul moyen de renvoyer les rayons du soleil vers l’espace. Le gouvernement australien finance un projet qui vise à rendre les nuages ​​plus « réfléchissants » en pulvérisant de l’eau salée dans l’air. Le but est de faire en sorte que les particules de sel agissent comme des noyaux dans ces nuages et favorisent la formation de nombreuses petites gouttelettes d’eau, ce qui augmentera la luminosité des nuages. Les chercheurs australiens disent qu’ils espèrent ainsi sauver la Grande Barrière de Corail. La hausse de la température de l’eau pendant les vagues de chaleur accélère la disparition du récif. En augmentant le pouvoir réfléchissant des nuages au-dessus de la mer, on sera peut-être en mesure de refroidir suffisamment l’eau pour ralentir ou arrêter la mort des coraux. L’un des défis consistera à utiliser la technologie à grande échelle. Il faudra probablement 500 à 1000 stations telles que des barges ou des plates-formes pour pulvériser de l’eau et couvrir tout le récif.
L’Université de Washington travaille également sur le pouvoir réfléchissant des nuages ​​en mer et a également reçu une subvention de SilverLining. Le défi sera de fabriquer des buses de pulvérisation projetant des particules de la bonne taille – entre 30 et 100 nanomètres – et de trouver des moyens de les empêcher de s’agglutiner. Le but du projet est de comprendre comment les nuages ​​réagissent et prévoir la réponse climatique à l’échelle régionale et mondiale. Des essais sur le terrain du système de pulvérisation auront lieu dans les 12 à 18 prochains mois.
Source: Le New York Times.

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As the effects of climate change become more devastating, prominent research institutions and government agencies are focusing new money and attention on the possibility of artificially cooling the planet. This is called geoengineering, and I don’t like it! Also called solar geoengineering, it entails reflecting more of the sun’s energy back into space, abruptly reducing global temperatures in a way that mimics the effects of ash clouds spewed by volcanic eruptions.

A nonprofit organization called SilverLining has announced $3 million in research grants to Cornell University, the University of Washington, Rutgers University, the National Center for Atmospheric Research and others. The work will focus on practical questions, such as how high in the atmosphere to inject sunlight-reflecting aerosols, how to shoot the right-size particles into clouds to make them brighter, and the effect on the world’s food supply.

In December 2019, the U.S. Congress gave the National Oceanic and Atmospheric Administration $4 million to research the technology. NOAA will also start gathering data that will let it detect whether other countries start using geoengineering secretly.

One way to cool the earth is by injecting aerosols into the upper layer of the atmosphere, where those particles reflect sunlight away from the earth. That process works. What is still unclear is what happens next.

Another institution getting money from Silver Lining is the National Center for Atmospheric Research in Boulder, Colorado, which is funded by the National Science Foundation.

The grant will pay for the center to run and analyze hundreds of simulations of aerosol injection, testing the effects on weather extremes around the world. One goal of the research is to look for the amount of artificial cooling that can reduce extreme weather events without causing broader changes in regional precipitation patterns or similar impacts.

NOAA is starting its own research into solar geoengineering. In August 2020, the agency announced that it would begin measuring aerosol levels in the stratosphere, creating a baseline so the agency can tell if those levels change later.

Injecting aerosol into the stratosphere is not the only way to bounce more of the sun’s rays back into space. The Australian government is funding research into “marine cloud brightening,” which is meant to make clouds more reflective by spraying saltwater into the air. The goal is to get salt particles to act as nuclei in those clouds, encouraging the formation of many small water droplets, which will increase the brightness of the clouds. Australian researchers say they hope the technique can save the Great Barrier Reef. Rising water temperatures during so-called marine heat waves are accelerating the die-off of the reef. Making marine clouds more reflective may be able to cool water temperatures enough to slow or stop that decline. One of the challenges will be using the technology on a large enough scale. It would probably take 500 to 1,000 stations such as barges or platforms spraying water to cover the entire reef.

The University of Washington is also working on marine cloud brightening and was another recipient of a SilverLining grant. The challenge will be building spray nozzles that consistently produce the right-size particles — between 30 and 100 nanometers — and finding ways to prevent them from sticking together. The project aims to understand how the clouds respond and to predict the regional and global climate response. Field-tests of the spray system will take place in the next 12 to 18 months.

Source: The New York Times.

Photo : C. Grandpey

Exploration sous-marine de la côte sud d’Hawaii // Submarine exploration of the southern coast of Hawaii

Alors que les scientifiques français se plaignaient du manque de moyens pour explorer le volcan sous-marin au large des côtes de Mayotte, des chercheurs américains se trouvaient à bord du navire de recherche Rainier de la NOAA pour explorer la côte sud de la Grand Ile d’Hawaii. Ils ont pu observer et analyser les conséquences de l’arrivée de la lave dans l’océan lors de l’éruption du Kilauea en 2018. Le Rainier fait partie d’une flotte dont la mission est d’étudie la bathymétrie des eaux côtières autour des États-Unis. Les relevés permettent de mettre à jour les cartes marines et divers documents numériques destinés au commerce et au transport maritime, ainsi qu’à la sécurité de la navigation. Le navire mesure également diverses propriétés de l’eau de mer. Les missions du Rainier s’effectuent principalement en Alaska, mais les conséquences de l’éruption de 2018 l’ont conduit à Hawaii. Cette mission a été l’occasion d’observer les deltas de lave formés pendant l’éruption dans la Lower East Rift Zone.

La principale mission de la NOAA étant de maintenir à jour les cartes marines, la côte de Puna au SE de la Grande Ile méritait d’être analysée en raison des changements survenus en 2018. Cependant, l’intérêt de la mission dépasse l’hydrographie. L’observation des pentes sous-marines permet aux volcanologues du HVO à mieux comprendre les processus qui affectent la stabilité du delta de lave nouvellement formé dans la baie de Kapoho, ainsi que d’autres dangers le long du nouveau littoral.
Une étude réalisée en août 2018 par le navire de recherche Nautilus exploité par l’Ocean Exploration Trust, avait déjà fourni une base de référence permettant d’identifier les changements bathymétriques survenus au cours de l’année écoulée.
À l’instar du Nautilus, le Rainier a analysé la bathymétrie à l’aide d’un sondeur multi-faisceau (SONAR) monté sur sa coque. Ce système envoie les ondes acoustiques perpendiculairement à la longueur du navire. Le principe est simple : Les ondes sont envoyées vers le fond de l’océan et remontent vers le navire où un récepteur mesure le temps écoulé. La collecte de millions de mesures de distance permet de construire un DEM (Digital Elevation Model) modèle numérique du relief sous-marin. En comparant le nouveau DEM du Rainier à celui obtenu l’année dernière avec le Nautilus, les volcanologues sont en mesure de voir quelles parties du delta de lave sous-marin sont les plus fragiles, et donc susceptibles de s’affaisser ou de s’effondrer. Par ailleurs, la comparaison d’images satellite récentes avec les cartes des coulées de lave de 2018 révèle que certaines des nouvelles côtes ont déjà reculé de plusieurs dizaines de mètres. Des changements similaires pourraient donc se produire sous la surface de l’océan.
Le traitement et la publication du nouvel ensemble de données prendront un certain temps. Cependant, alors que le Rainier était ancré au large des côtes hawaiennes, les volcanologues du HVO ont pu monter à bord et  repérer des détails intéressants au niveau du littoral submergé le long des deltas de 2018, y compris un chenal de lave, aujourd’hui inactif. Des discussions avec l’équipage du navire ont permis d’identifier plusieurs zones intéressantes pour y effectuer des investigations bathymétriques.
Source: USGS.

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While French scientists were complaining about the lack of means for the exploration of the submarine volcano off the coasts of Mayotte, Americans researchers were on board the NOAA research ship Rainier to explore the southern coast of Hawaii Big island. They could observe and analyse the consequences of the arrival of lava in the ocean during the 2018 Kilauea eruption. The Rainier is part of a fleet that surveys the bathymetry of coastal waters around the United States. The surveys are used to update nautical charts and various digital products in support of marine commerce and transportation, as well as navigation safety. The ship also measures various properties of the ocean water. The Rainier works primarily in Alaska, but the aftermath of the 2018 eruption brought it to Hawai‘i. The journey provided a special opportunity to re-survey the lava deltas formed during the Lower East Rift Zone eruption.

Because NOAA’s core mission is to maintain up-to-date nautical charts, the Puna coast became an important objective given the changes that occurred there in 2018. However, interest in the data goes beyond hydrography. Views of the submarine slopes help HVO volcanologists to better understand ongoing processes that affect the stability of the newly-formed lava delta in Kapoho Bay, along with other hazards along the new coastline.

An August 2018 survey by the Exploration Vessel Nautilus, operated by the Ocean Exploration Trust, provides a baseline to identify bathymetric changes over the past year.

The Rainier, like the Nautilus, surveys bathymetry using a multibeam echosounder (SONAR) mounted to its hull. This system transmits acoustic waves in a fan along the beam of the ship, perpendicular to the ship’s length. As these waves reflect off the ocean floor and back to the ship, a highly-sensitive receiver measures the time that has passed.

Collecting millions of distance measurements allows for the construction of a submarine Digital Elevation Model (DEM). By comparing the new DEM from the Rainier with last year’s DEM from the Nautilus, it will be possible for volcanologists to see which parts of the submarine lava delta are subsiding. Comparisons of recent satellite images with 2018 lava flow maps have suggested that some of the new coastline has already retreated by tens of metres, so similar changes might be expected below the waves.

Full processing and publication of the new dataset will take some time. However, while the Rainier was anchored offshore, HVO’s volcanologists came on board and could spot various submarine features along the 2018 deltas, including a possible lava channel, now inactive. Discussions with the ship’s crew identified several target areas for further bathymetric investigation.

Source : USGS.

L’arrivé de la lave fragilise le littoral hawaiien (Photo: C. Grandpey)