Effets d’un environnement volcanique sur la santé // Health effects of a volcanic environment

La mission scientifique sur le Mont Michael (île Sanders) a permis aux scientifiques de faire des observations intéressantes sur l’environnement volcanique. Ils avaient établi leur camp de base sur un champ de neige au pied du volcan et ils pensaient pouvoir faire fondre cette neige pour leurs besoins en eau. Malheureusement, les tests d’acidité ont révélé que l’eau n’était pas potable car la neige avait été polluée par les gaz volcaniques. Ils ont dû utiliser l’eau produite par le désalinisateur à bord du voilier qui leur avait permis d’atteindre l’île.

Cette situation vécue par l’expédition doit nous rappeler qu’environ un dixième de l’humanité vit dans un rayon de moins de 100 km d’un volcan actif, avec les risques que cela comporte. La vapeur d’eau, à laquelle se mêlent le CO2 et le SO2, constitue plus de 90% d’un panache volcanique, en sachant que la lave émet également du fluor, du chlore et du brome en s’approchant de la surface, autrement dit d’autres éléments acides.

Ce qui est observé à petite échelle sur l’île Saunders se retrouve dans des régions volcaniques plus vastes comme la Grande Ile d’Hawaii où les gaz émis par le Kilauea en période éruptive génèrent un brouillard volcanique baptisé vog – contraction de volcanic smog – qui présente des risque pour la santé. Il est recommandé aux personnes souffrant de troubles respiratoires d’éviter de sortir et de s’adonner à une activité physique. Les horticulteurs situés sous le panache de vog constatent des dégâts sur leur s plantations à cause des pluies acides.

S’agissant de l’eau en milieu volcanique, elle peut avoir des effets sur la santé si elle n’est pas traitée. Une étude très sérieuse réalisée par des chercheurs américains a montré que la population d’Ambrym au Vanuatu est exposée à la fluorose qui, comme son nom l’indique est due à un excès de fluor dans l’organisme. Cette pathologie se manifeste particulièrement au niveau des dents qui prennent une couleur marron. Selon les scientifiques, la fluorose dentaire à Ambrym est liée au dégazage du volcan dont les composés fluorés contaminent l’eau de pluie consommée par les habitants de la région. Des observations similaires ont été faites dans d’autres régions volcaniques comme celle du Kawah Ijen en Indonésie où le trop-plein du lac devient une petite rivière qui irrigue ensuite les cultures, de riz et de canne à sucre. Cette eau d’un pH de 3 à 4,5 et trop riche en fluorure est nocive pour la santé. On a remarqué que les populations autour du Kawah Ijen avaient les dents plus noires qu’ailleurs en Indonésie à cause de l’eau rejetée par le volcan.

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The scientific mission to Mount Michael on Sanders Island allowed scientists to make interesting observations on the volcanic environment. They had established their base camp on a snowfield at the base of the volcano and they believed they could melt this snow for their water needs. Unfortunately, acidity tests revealed that the water was not drinkable because the snow had been polluted by volcanic gases. They had to use the water produced by the desalinator on board the sailboat that allowed them to reach the island.
This situation experienced by the expedition should remind us that around a tenth of humanity lives within a radius of less than 100 km from an active volcano, with the risks that this entails. Water vapor, mixed with CO2 and SO2, constitutes more than 90% of a volcanic plume, without forgetting that lava also emits fluorine, chlorine and bromine, other acidic elements, as it approaches the surface.
What is observed on a small scale on Saunders Island is found in larger volcanic regions such as Hawaii Big Island where the gases emitted by Kilauea during an eruptive period generate a volcanic fog called vog which presents health risks. It is recommended that people suffering from respiratory problems avoid going out and engaging in physical activity. Horticulturists located under the vog plume observe damage to their plantations, due to acid rain.
Regarding water in a volcanic environment, it can have health effects if it is not treated. A very serious study carried out by American researchers has shown that the Ambrym population in Vanuatu is exposed to fluorosis which, as its name suggests, is due to excess fluoride in the body. This pathology particularly affects the teeth which take on a brown color. According to scientists, dental fluorosis in Ambrym is linked to degassing from the volcano, whose fluorinated compounds contaminate the rainwater consumed by residents. Similar observations have been made in other volcanic regions such as Kawah Ijen in Indonesia where the overflow from the lake becomes a small river which then irrigates crops of rice and sugar cane. This water with a pH of 3 to 4.5 and too rich in fluoride is harmful to health. It was noticed that the populations around Kawah Ijen had blacker teeth than elsewhere in Indonesia because of the water released by the volcano.

Panaches de vapeur et de gaz du Kilauea (Photos: C. Grandpey)

Le lac de lave de l’île Saunders (Iles Sandwich du Sud) / The lava lake on Saunders Island (South Sandwich Islands)

Dans deux notes publiées le 17 et le 25 août 2019, j’indiquais qu’un nouveau lac de lave avait été détecté par des satellites dans le cratère du Mont Michael, un stratovolcan actif coiffé d’un glacier sur l’île Saunders, l’une des île Sandwich du Sud, un arc volcanique dans l’Atlantique sud, résultat de la subduction de la plaque sud-américaine sous la plaque des Sandwich. Le volcan se trouve à environ 2 500 km environ à l’est d’Ushuaia (Argentine), localité elle-même située à proximité de la pointe méridionale de l’Amérique du Sud.

Source : NASA

Toutefois, les seules données thermiques étaient insuffisantes pour confirmer l’existence d’un lac de lave. Une vingtaine d’années plus tard, des cinéastes ont accompagné des scientifiques et des alpinistes lors de la première ascension du Mont Michael, un volcan situé sur l’île Saunders dans les îles Sandwich du Sud, et ont confirmé qu’il contenait bien un lac de lave.
L’équipe scientifique et cinématographique a tenté d’atteindre le sommet du Mont Michael en 2020, mais les mauvaises conditions météorologiques l’ont forcée à abandonner à mi-parcours.

Une nouvelle ascension a été couronnée de succès en novembre 2022. En plus de confirmer la présence d’un lac de lave, l’objectif de la mission était de collecter des données pour améliorer les modèles d’activité volcanique.
Dès le moment où l’équipe a pris la mer pour atteindre l’île, elle a rencontré une série d’obstacles qui ont menacé le succès de l’expédition. Traverser l’océan Austral jusqu’à l’île Saunders n’a pas été facile, mais l’expédition a été récompensée par la vue spectaculaire sur le volcan à l’arrivée sur l’île.

La plus grande difficulté a été la première ascension du Mont Michael, essentiellement à cause du froid et des conditions météorologiques défavorables. Les hommes ont finalement atteint le sommet, mais la visibilité était trop mauvaise pour distinguer le lac. Lors de la deuxième ascension, l’équipe a finalement pu observer le cratère du Mont Michael. Il était bien plus grand qu’ils ne l’avaient imaginé.

Au fond du trou béant, ils ont pu apercevoir le lac de lave, mais pas de leurs propres yeux. C’est l’écran de contrôle d’un drone envoyé au-dessus du cratère qui a révélé ce qui ressemblait plus à une mare qu’à un véritable lac de lave. Cela me rappelle la dernière expédition de Jean-Louis Etienne sur l’Erebus en Antarctique en 1993-1994. Il avait fallu que le photographe de l’équipe scientifique utilise un zoom très puissant pour obtenir une image du lac de lave dont la surface se trouvait à grande profondeur dans le cratère du volcan.
Source  : Live Science, Yahoo Actualités. Vous pourrez aussi lire un très intéressant reportage sur la dernière expédition dans le numéro de novembre 2023 du National Geographic France.

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Il est bon de rappeler que les lacs de lave apparaissent sur les volcans à conduit ouvert. Pour qu’un lac de lave se forme, la pression doit être assez forte pour pousser la lave jusqu’à la surface. Pour que le lac subsiste, la pression doit continuer à s’exercer. Le rapport entre la chaleur interne de la colonne de magma et le taux de refroidissement doit montrer un équilibre parfait pour maintenir la lave en fusion.

Plusieurs autres volcans sont censés héberger des lacs de lave permanents ou intermittents : Erebus (île de Ross, Antarctique), Erta Ale (Éthiopie), Nyiragongo (RDC), Ambrym (Vanuatu), Masaya (Nicaragua), Kilauea(Hawaï), Karthala (Comores), Ol Doinyo Lengai (Tanzanie), Villarriva (Chili), Turrialba (Costa Rica), Piton de la Fournaise (La Réunion). Toutefois, la présence de ces lacs de lave est aléatoire.
Le 13 mars 2020, j’ai écrit une note sur ce blog indiquant que très peu de volcans abritent actuellement des lacs de lave :
https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2019/03/13/les-lacs-de-lave-se-font-rares-sur-terre-very-few-lava-lakes-on-earth/

Photos: C. Grandpey

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In two posts released on August 17th and 25th, 2019, I indicated that a new lava lake had been detected by satellites in the crater of Mount Michael, an active and exceedingly remote glacier-clad stratovolcano on Saunders Island in the South Sandwich Islands, a volcanic arc in the South Atlantic Ocean which is the result of the subduction of the south American plate beneath the Sandwich plate.. The volcano is about 2,500 kilometres roughly east of Ushuaia, Argentina, near the southern tip of South America.

With nothing but thermal data, however, volcanologists were unable to confirm the existence of a lava lake. Two decades later, filmmakers followed scientists and mountaineers during the first ascent of Mount Michael, a volcano on Saunders Island in the South Sandwich Islands, and confirmed it contained the lake.

A team of explorers first tried to reach the summit of Mount Michael in 2020, but poor weather conditions forced them to abandon the effort halfway through. The successful ascent finally occurred in November 2022. Besides getting a glimpse of the lava lake, the mission’s objective was to collect data to improve models of volcanic activity.

From the moment the team set sail to reach the island, they encountered a series of obstacles that threatened the success of the expedition. Navigating across the Southern Ocean to Saunders Island was not easy, but the expedition was rewarded with the spectacular view of the volcano upon arrival.

The biggest challenge was the initial climb up Mount Michael, essentially because of the cold and adverse weather conditins. The explorers eventually reached the summit, but visibility was too poor to make out the lake. On a second ascent, the team finally glimpsed Mount Michael’s crater. It was much bigger than they had imagined.

At the bottom of the gaping hole, they were able to see the lava lake, but not with their own eyes. It was the control screen of a drone sent above the crater which revealed what looked more like a pool than a real lava lake. This reminds me of Jean-Louis Etienne’s last expedition to Mount Erebus in Antarctica (1993-1994). The scientific team’s photographer had to use a very powerful telezoom to obtain an image of the lava lake whose surface was at great depth at the bottom of the crater.

Source : Live Science, Yahoo News.

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It is worth remembering that lava lakes appear on open conduit volcanoes. For a lava lake to form, the pressure must be strong enough to push the lava to the surface. For the lake to survive, the pressure must continue to be exerted. The ratio between the internal heat of the magma column and the cooling rate must show a perfect balance to keep the lava molten.

Several other volcanoes may harbour permanent or intermitent lava lakes : Erebus (Ross Island, Antarctica), Erta Ale (Ethiopia), Nyiragongo (DRC), Ambrym (Vanuatu), Masaya (Nicaragua), Kilauea(Hawaii), Karthala (Comoros), Ol Doinyo Lengai (Tanzania), Villarriva (Chile), Turrialba (Costa Rica), Piton de la Fournaise (Reunion Island). However, the presence of these lava lakes is random.

On March 13th, 2020, I wrote a post indicating that very few volcanoes currently harbour lava lakes :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2019/03/13/les-lacs-de-lave-se-font-rares-sur-terre-very-few-lava-lakes-on-earth/