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Volcans en éruption // Erupting volcanoes

Aujourd’hui, avec Internet, les nouvelles se propagent à la vitesse de la lumière. Les gens sont informés dès qu’un volcan entre en éruption. Cela peut donner l’impression que plus d’éruptions se produisent sur Terre que par le passé. Cependant, ce n’est pas le cas.
En règle générale, au cours d’une année donnée, 40 à 50 volcans entrent en éruption, soit un peu moins de 10% des volcans actifs de la planète.
Le 17 mars 2022, le Global Volcanism Report (GVP) de la Smithsonian Institution faisait état de 48 volcans en éruption.
De nombreux volcans de cette liste sont en éruption récurrente depuis des années, des décennies, voire des siècles. Ainsi, le Yasur (Vanuatu), est en éruption intermittente depuis au moins l’année 1774.
On pense que le Stromboli (Italie) est en éruption quasiment continue depuis dix fois plus longtemps, si l’on se réfère aux archives romaines.
Le dernier volcan à avoir rejoint la liste est le Wolf dans les îles Galapagos (Equateur). Il est entré en éruption le 6 janvier 2022, avec une fracture de 8 km de long qui a émis des coulées de lave sur environ 18,5 km sur ses flancs. Selon l’Instituto Geofísico, l’éruption a cessé le 5 mai 2022. Le Wolf quittera peut-être la liste des volcans en éruption, à moins que l’activité reprenne ou qu’une autre éruption commence dans les deux prochains mois.
La répartition des volcans en éruption par continent montre à quel point ils sont disséminés sur Terre : 1 en Antarctique, 2 en Europe, 4 en Afrique, 4 en Amérique du Nord, 6 en Asie (dont 3 au Kamtchatka, Russie), 7 en Amérique centrale, 7 en Amérique du Sud et 17 en Océanie.
Il n’est pas surprenant que l’Océanie domine la liste des endroits sur Terre avec des volcans en éruption ; en effet, une grande partie de la région se trouve sur la « Ceinture de Feu » du Pacifique.
Parmi les volcans en éruption les mieux connus sur la liste, on notera l’Erebus (Antarctique) et l’Erta Ale (Éthiopie). L’Erebus, l’Erta Ale et le Kilauea (Hawwai) hébergent des lacs de lave permanents.
Les volcans moins connus de la liste comprennent le Dukono (Indonésie), le Telica (Nicaragua) et le Suwanosejima (Japon). Le Dukono se dresse sur l’île de Halmahera et est en éruption sporadique depuis 1933. Le Telica est en éruption intermittente depuis avril 2021 tandis que le Suwanosejima se manifeste depuis octobre 2004.
Quatre volcans aux États-Unis figurent sur la liste de la Smithsonian Institution. Ce sont le Kilauea (Hawaï) et trois volcans en Alaska : le Pavlof, sur la péninsule de l’Alaska, est sur la liste depuis août 2021 ; le Great Sitkin, dans les îles Aléoutiennes, depuis mai 2021, et le Semisopochnoi, également dans les îles Aléoutiennes, depuis février 2021.
Tous les volcans mentionnés ci-dessus sont sur la terre ferme, mais dautres volcans se cachent dans les profondeurs de l’océan où ils entrent en éruption sans être détectés. Bien qu’ils représentent 75% de la production de magma sur Terre, les volcans de la dorsale médio-océanique sont encore mal compris et ils entrent généralement en éruption de manière invisible.
L’Islande, située sur la dorsale médio-atlantique, offre une fenêtre sur ce monde sous-marin. La récente éruption du Fagradalsfjall, de mars à septembre 2021, est un exemple spectaculaire de volcanisme de dorsale médio-océanique. C’est l’une des rares fois où un volcan de dorsale médio-océanique a figuré sur la liste de la Smithsonian Institution.

Cette note est inspirée d’un article Volcano Watch publié par l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO).

NDLR : S’agissant des volcans sous-marins, on se doit de rappeler l’éruption du Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai (Tonga), l’une des plus puissantes des dernières décennies.

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Today, with the Internet, news spreads at the speed of light. People are informed as soon as a volcano starts erupting. This may give the impression that more eruptions are occuring on Earth than in the past. However, this is not the case.

Typically, in a given year, 40–50 volcanoes erupt, or a bit less than 10% of the world’s active volcanoes.

As of March 17th, 2022, the Smithsonian Institution’s Global Volcanism Report (GVP) reported 48 volcanoes in an erupting status.

Many of the volcanoes in this list have been erupting recurrently for years to decades to even centuries. Yasur (Vanuatu), has been erupting intermittently since at least the year 1774.

Stromboli (Italy) is thought to have been erupting semi-continuously for ten times as long according to Roman records!

The volcano to join the list most recently is Wolf in the Galapagos Islands (Ecuador). It began erupting on January 6th, 2022, with an 8-km-long fissure sending lava flows about 18.5 km down its flanks. THe Instituto Geofísico has reported that the eruption ceased on May 5th, 2022. Wolf may not be long on the list of erupting volcanoes, unless the eruption resumes or another eruption begins within the next two months.

Breaking the list of erupting volcanoes down by continent demonstrates how variable in location they are on Earth: 1 in Antarctica, 2 in Europe, 4 in Africa, 4 in North America, 6 in Asia (including 3 in Kamchatka, Russia), 7 in Central America, 7 in South America, and 17 in Oceania.

It is no surprise that Oceania should dominate the list of locations on Earth with erupting volcanoes; indeed, much of the region lies within the Pacific “Ring of Fire

Well-known volcanoes on the list of erupting volcanoes include Erebus (Antarctica) and Erta Ale (Ethiopia). Erebus, Erta Ale, and Kilauea (Hawwai) are known to host persistent lava lakes.

Lesser-known volcanoes on the list include Dukono (Indonesia), Telica (Nicaragua), and Suwanosejima (Japan). Dukono occupies the remote island of Halmahera and has been erupting sporadically since 1933. Telica has been erupting intermittently since April 2021 whereas Suwanosejima has been doing so since October 2004.

Four volcanoes in the United States make the GVP list of volcanoes in an erupting status, including Kilauea (Hawaii) and three volcanoes in Alaska: Pavlof, on the Alaska Peninsula, has been on the list since August 2021; Great Sitkin, in the Aleutian Islands, since May 2021, and Semisopochnoi, in the Aleutian Islands too, since February 2021.

All the volcanoes mentioned so far are on land, but hidden deep beneath the ocean surface are volcanoes that erupt undetected. Though they account for 75% of Earth’s magma production, mid-ocean ridge volcanoes are poorly understood and usually erupt unseen.

Iceland, where the Mid-Atlantic Ridge comes to the surface, offers us a window into this submarine world. The recent eruption of Fagradalsfjall, from March–September 2021, was a spectacular example of mid-ocean ridge volcanism and one of the rare times when a mid-ocean ridge volcano made the GVP list.

This post is adapted from a Volcano Watch article published by the USGS Hawaiian Volcano Observatory (HVO).

Editor’s note: With regard to submarine volcanoes, one should remembert remember the eruption of Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai (Tonga), one of the most powerful in recent decades.

L’éruption de Fagradalsfjall (Islande) a marqué l’année 2021 (capture écran webcam)

Une balise pour prévoir séismes, tsunamis et éruptions // A buoy to predict earthquakes, tsunamis and eruptions

Des géophysiciens de l’Université de Floride du Sud (USF) ont mis au point et testé avec succès une balise de haute technologie, utilisable en eau peu profonde, capable de détecter les moindres variations du plancher océanique, souvent annonciateurs de catastrophes naturelles dévastatrices, telles que les séismes, les tsunamis et les éruptions volcaniques.

Le système flottant, mis au point avec l’aide d’une subvention de 822 000 dollars allouée par la National Science Foundation, a été installé à Egmont Key dans le Golfe du Mexique en 2018 et a déjà livré des données sur le mouvement tridimensionnel du plancher océanique. Ainsi, il sera capable de détecter de petites variations de contrainte dans la croûte terrestre.
En attente de brevet, ce système de géodésie présente l’aspect d’une balise ancrée au fond de la mer et surmontée d’un GPS de haute précision. L’orientation de la balise est mesurée à l’aide d’une boussole numérique fournissant des informations sur le cap, le tangage et le roulis, ce qui permet de mesurer latéralement  les mouvements de la Terre et diagnostiquer les principaux séismes déclencheurs de tsunamis.
Bien que plusieurs autres techniques de surveillance des fonds marins soient actuellement disponibles, la technologie mise au point en Floride fonctionne généralement mieux dans les milieux océaniques profonds où les interférences sonores sont moindres. Les eaux côtières peu profondes (moins de quelques centaines de mètres de profondeur) constituent un environnement plus difficile à analyser, mais également important pour de nombreuses applications, notamment certains types de séismes dévastateurs. Les processus d’accumulation et de libération de contraintes au niveau de la croûte terrestre au large sont essentiels à la compréhension des puissants séismes et des tsunamis.
Le système flottant est relié au fond de la mer à l’aide d’un lest en béton et il a pu résister à plusieurs tempêtes, dont l’ouragan Michael dans le Golfe du Mexique. Le système est capable de détecter des mouvements du plancher océanique de seulement deux centimètres.
La technologie a plusieurs applications potentielles dans l’industrie pétrolière et gazière en mer et pourra être utilisée pour la surveillance de certains volcans. Toutefois, la principale application concerne l’amélioration de la prévision des séismes et des tsunamis dans les zones de subduction. Les puissants séismes et tsunamis qui ont frappé Sumatra en 2004 et le Japon en 2011 sont des événements que les scientifiques souhaiteraient mieux comprendre et prévoir.
Le système mis au point par l’Université de Floride est conçu pour les applications de zones de subduction de la Ceinture de Feu du Pacifique, où les processus d’accumulation et de libération de contraintes de l’écorce terrestre en mer sont actuellement mal connus. Les scientifiques espèrent pouvoir installer le nouveau système dans les eaux côtières peu profondes de l’Amérique Centrale, où se produisent souvent des tremblements de terre.
Le site d’Egmont Key où le système a été testé présente une profondeur de 23 mètres. Bien que la Floride ne soit pas sujette aux séismes, les eaux au large d’Egmont Key se sont avérées un excellent site de test. Ce lieu est exposé à de forts courants de marée qui ont permis de tester le système de correction de la stabilité et de l’orientation de la balise. La prochaine étape consistera à installer un système semblable dans les eaux plus profondes du Golfe du Mexique, au large de la côte ouest de la Floride.
Source: Université de Floride du Sud.

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University of South Florida (USF) geoscientists have successfully developed and tested a new high-tech shallow water buoy that can detect the small movements and changes in the Earth’s seafloor that are often a precursor to deadly natural hazards, like earthquakes, volcanoes and tsunamis.

The buoy, created with the assistance of an $822,000 grant from the National Science Foundation, was installed off Egmont Key in the Gulf of Mexico in 2018 and has been producing data on the three-dimensional motion of the sea floor.  Ultimately the system will be able to detect small changes in the stress and strain the Earth’s crust.

The patent-pending seafloor geodesy system is an anchored spar buoy topped by high precision Global Positioning System (GPS). The buoy’ orientation is measured using a digital compass that provides heading, pitch, and roll information – helping to capture the crucial side-to-side motion of the Earth that can be diagnostic of major tsunami-producing earthquakes.

While there are several techniques for seafloor monitoring currently available, that technology typically works best in the deeper ocean where there is less noise interference. Shallow coastal waters (less than a few hundred metres deep) are a more challenging environment but also an important one for many applications, including certain types of devastating earthquakes. Offshore strain accumulation and release processes are critical for understanding powerful earthquakes and tsunamis.

The experimental buoy rests on the sea bottom using a heavy concrete ballast and has been able to withstand several storms, including Hurricane Michael up the Gulf of Mexico. The system is capable of detecting movements as small as one to two centimetres.

The technology has several potential applications in the offshore oil and gas industry and volcano monitoring in some places, but the big one is for improved forecasting of earthquakes and tsunamis in subduction zones. The giant earthquakes and tsunamis in Sumatra in 2004 and in Japan in 2011 are examples of the kind of events scientists would like to better understand and forecast in the future.

The system is designed for subduction zone applications in the Pacific Ocean’s “Ring of Fire” where offshore strain accumulation and release processes are currently poorly monitored. One example where the group hopes to deploy the new system is the shallow coastal waters of earthquake prone Central America.

The Egmont Key test location sits in just 23 metres depth.  While Florida is not prone to earthquakes, the waters off Egmont Key proved an excellent test location for the system. It experiences strong tidal currents that tested the buoy’s stability and orientation correction system. The next step in the testing is to deploy a similar system in deeper water of the Gulf of Mexico off Florida’s west coast.

Source: University of South Florida.

Vue de la balise haute technologie mise au point par l’Université de Floride (Source : USF)

Vue du site d’Egmont Key, sur la côte ouest de la Floride, où la balise a été testée (Source : Google maps)

Séismes et éruptions volcaniques // Earthquakes and volcanic eruptions

A l’issue de ma conférence « Volcans et risques volcaniques », les gens me demandent souvent s’il existe un lien entre les séismes et les éruptions volcaniques. Je réponds que dans certaines circonstances, on a cru voir un lien et que, dans d’autres, le lien était loin d’être évident. Cependant, j’insiste sur le fait que la sismicité est présente avant une éruption car le magma provoque une fracturation des roches pendant son ascension et cette fracturation est enregistrée par les sismomètres.
Les séismes d’origine tectonique – provoqués par les mouvements des plaques, en particulier dans les zones de subduction – font partie des phénomènes naturels les plus impressionnants sur Terre. Rien d’étonnant à ce qu’ils soient parfois associés au déclenchement des éruptions volcaniques. Les volcans sont souvent situés dans des régions sismiques comme la célèbre Ceinture de Feu du Pacifique. On y enregistre 90% des séismes et on y rencontre 75% de tous les volcans actifs de la planète. Les éruptions et les tremblements de terre ont souvent lieu à peu près au même moment; Cependant, on ne peut affirmer qu’il existe un lien direct entre un séisme et une éruption qui a eu lieu peu de temps après le premier événement. Le volcan était peut-être déjà sur le point d’entrer en éruption, ou bien il était déjà en éruption depuis longtemps.
Des études récentes laissent supposer qu’il pourrait exister un lien entre les séismes et les éruptions volcaniques dans certaines situations. Par exemple, un article paru en 1993 établit un lien entre un séisme de magnitude M 7,3 en Californie et des manifestations volcaniques et géothermales observées immédiatement après. Une étude publiée en 2012 estime qu’un séisme de magnitude M 8,7 au Japon en 1707 a entraîné la pénétration du magma dans une chambre peu profonde du Mont Fuji et déclenché une puissante explosion du volcan 49 jours plus tard. Le séisme de magnitude M 7,2 survenu le 29 novembre 1975 sur le Kilauea à Hawaii a été rapidement suivi d’une éruption de courte durée.

Cependant, il existe d’autres cas où un séisme majeur n’a pas été suivi d’une éruption. L’un des meilleurs exemples se situe au Japon en 2011. Les scientifiques japonais craignaient que le puissant séisme de Tohoku (magnitude M 9.1) le 11 mars 2011 réveille le Mont Fuji, ce qui ne s’est jamais produit!
A l’heure actuelle, les mécanismes de déclenchement des séismes ne sont pas bien compris, et les documents reliant les tremblements de terre à des éruptions ne s’appuient que sur des spéculations. Il est possible que le timing dans tous les exemples mentionnés ci-dessus soit juste une coïncidence. Les géologues doivent avant tout comprendre le déclenchement des séismes et exclure toute intervention du hasard avant d’établir un lien entre séismes et éruptions.

Parfois, il est fait référence à l’histoire pour montrer la corrélation entre les séismes et les éruptions volcaniques. Un document publié en 2009 a utilisé des données historiques pour montrer qu’il existe une relation entre un séisme de M 8,0 au Chili et un nombre d’éruptions en nette hausse sur certains volcans situés à une distance pouvant aller jusqu’à 500 km. Le problème est que de telles données historiques ne sont pas vraiment fiables. En effet, les grands séismes et les grandes éruptions volcaniques sont des événements relativement peu fréquents, et les scientifiques ne disposent pas d’un recul suffisant. Les archives fiables n’existent que depuis un demi-siècle ou un peu plus, selon les régions.
Dans le passé, les données provenaient de récits de voyages et de journaux de bord assez ambigus. Ainsi, en 1840, Darwin a recueilli des informations fournies par des témoins oculaires et relatives à des modifications mineures survenues sur des volcans chiliens à la suite du puissant séisme de 1836. Au final, en lisant les écrits de Darwin, on ignore si des éruptions ont eu lieu.
Des simulations ont été réalisées en laboratoire en 2016 et 2018 pour tenter de comprendre le comportement du magma dans la chambre magmatique et voir si ce comportement pourrait éventuellement déclencher des séismes. Cependant, aucune corrélation réelle entre les séismes et les éruptions volcaniques n’est ressortie de ces expériences.
Adapté d’un article de 2018 dans le National Geographic.

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During my conference “Volcanoes and volcanic risks”, people often ask me whether there is a link between earthquakes and volcanic eruptions. I answer that on some occasions there appears to be some link and in other circumstances the link is far from clear. However, I insist that seismicity is always linked to an eruption and present before the event as magma causes the fracturing of rocks during its ascent and this fracturing is recorded by the seismometers.

Tectonic earthquakes – caused by the movement of plates, especially in subduction zones – are among the most powerful natural phenomena on the planet. It’s no surprise that they are sometimes suspected of being able to trigger volcanic eruptions. Earth’s volcanoes are often located in seismic parts of the world like the well-known Ring of Fire around the Pacific Ocean. This area hosts 90 percent of the world’s recorded earthquakes and 75 percent of all active volcanoes. Eruptions and earthquakes are often taking place at roughly the same time; however, you can’t automatically assume that there’s a connection between a given quake and a subsequent eruption. The volcano may have already been preparing to erupt, or it is already been erupting for a long time.

Recent studies suggest that a connection could potentially exist between earthquakes and volcanic eruptions in certain situations. For instance, a 1993 paper links an M 7.3 quake in California to volcanic and geothermal rumblings immediately afterward. And a 2012 study reckons that an M 8.7 earthquake in Japan in 1707 forced deeper magma up into a shallow chamber, triggering a huge blast at Mount Fuji 49 days later. There was also the M 7.2 earthquake on Hawaii’s Kilauea volcano on November 29th, 1975, which was quickly followed by a short-lived eruption.

However, there are other examples showing that a major earthquake has not been followed by an eruption. One of the best example was in Japan in 19 when Japanese scientists feared the powerful M 9.1 Tohoku earthquake on March 11th, 2011 might wake up Mount Fuji, which it never did!

The triggering mechanisms for earthquakes are not well understood, and papers linking quakes to later eruptions can really only speculate. It is quite possible that the timing in all these examples was just a coincidence. Geologists must understand the specific triggering and rule out chance before a connection can be definitively made.

Sometimes, reference is made to history to show the correlation between earthquakes and volcanic eruptions. A 2009 paper used historical data to show that that M 8.0 quakes in Chile are associated with significantly elevated eruption rates in certain volcanoes as far as 500 kilometres away. The problem is that these sorts of historical data are not really reliable. Indeed, major earthquakes and large volcanic eruptions are both relatively infrequent events, and scientists have only been reliably keeping these records for the last half century or more, depending on the region.

Many data points in the past come from fairly ambiguous news reports and journal entries. For instance, in 1840, Darwin gathered eyewitness information on some minor changes at Chilean volcanoes following the powerful quake there in 1836. However, it is unclear if any eruptions took place.

Simulations were performed in laboratory in 2016 and 2018 to try and understand magma behaves within the chamber and how this behaviour might eventually trigger earthquakes. However, no real correlation between earthquakes and volcanic eruptions came out of these experiments.

Adapted from a 2018 article in the National Geographic.

La Ceinture de Feu du pacifique, une zone sismique et volcanique très active (Source: Wikipedia)

Le Mont Fuji, un volcan sous surveillance (Crédit photo: Wikipedia)

Sismicité et plaques tectoniques // Seismicity and tectonic plates

Voici une vidéo confirmant que notre planète est bien vivante. À l’aide de données fournies par l’USGS, le Centre d’alerte aux tsunamis du Pacifique a mis en ligne une animation montrant tous les séismes enregistrés du 1er janvier 1901 au 31 décembre 2000, dans l’ordre où ils se sont produits, à raison de un an par seconde. Les hypocentres apparaissent d’abord sous forme de flashs, puis sont maintenus sous forme de cercles de couleur, avant de rétrécir pour ne pas masquer les séismes ultérieurs.
La taille du cercle représente la magnitude du séisme tandis que la couleur représente la profondeur des événements. À la fin, l’animation affiche d’abord tous les séismes enregistrés pendant cette période de 100 ans. Ensuite, on ne distingue plus que les séismes supérieurs à M 6,5, la plus faible magnitude censée générer un tsunami. On voit ensuite les séismes d’une magnitude supérieure ou égale à M 8,0 qui représentent une réelle menace de tsunami quand ils se produisent dans l’océan ou à proximité d’un littoral à faible profondeur (moins de 100 km de profondeur).
L’animation se termine en montrant les failles en limite de plaques, responsables de la plupart des séismes.

https://youtu.be/jhmF-IwP6uM

Voici quelques événements remarquables du 20ème siècle, notamment ceux qui ont généré des tsunamis dévastateurs:
M8.8 – Équateur – 31 janvier 1906
M8.4 – Kamchatka, Russie – 3 février 1923
M8.4 – Sanriku, Japon – 2 mars 1933
M8.6 – Île Unimak, îles Aléoutiennes – 1er avril 1946
M9.0 – Kamchatka, Russie – 4 novembre 1952
M8.6 – Îles Andreanof, îles Aléoutiennes – 9 mars 1957
M9.5 – Valdivia, Chili – 22 mai 1960
M9.2 – Prince William Sound, Alaska – 28 mars 1964
M8.7 – Îles Rat, îles Aléoutiennes – 4 février 1965
Source: The Watchers.

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Here is a video confirming our planet is quite alive. Using USGS data, the Pacific Tsunami Warning Center has released an animation showing every recorded earthquake in sequence as they occurred from January 1st, 1901, through December 31st, 2000, at a rate of 1 year per second. The earthquake hypocenters first appear as flashes then remain as colored circles before shrinking with time so as not to obscure subsequent earthquakes.

The size of the circle represents the earthquake magnitude while the colour represents its depth within the earth. At the end, the animation will first show all quakes in this 100-year period. Next, it will show only those earthquakes greater than M 6.5, the smallest earthquake size known to make a tsunami. It will then show only those earthquakes with magnitudes of M 8.0 or larger which are most likely to pose a tsunami threat when they occur under the ocean or near a coastline and when they are shallow within the earth (less than 100 km deep).

The animation concludes by showing the plate boundary faults responsible for the majority of all of these earthquakes.

https://youtu.be/jhmF-IwP6uM

Here are some remarkable events of the 20th century, including those that generated devastating tsunamis:

M8.8 — Ecuador — January 31, 1906

M8.4 — Kamchatka, Russia — February 3, 1923

M8.4 — Sanriku, Japan — March 2, 1933

M8.6 — Unimak Island, Aleutian Islands — April 1, 1946

M9.0 — Kamchatka, Russia — November 4, 1952

M8.6 — Andreanof Islands, Aleutian Islands — March 9, 1957

M9.5 — Valdivia, Chile — May 22, 1960

M9.2 — Prince William Sound, Alaska — March 28, 1964

M8.7 — Rat Islands, Aleutian Islands — February 4, 1965

Source : The Watchers.

Capture d’écran de la vidéo montrant parfaitement l’activité sismique, en particulier le long de la Ceinture de Feu du Pacifique