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Prévision et prévention volcaniques : Les défis de la communauté scientifique // Volcanic prevision and prevention : The challenges of the scientific community

Un rapport publié aux Etats-Unis par les Académies Nationales des Sciences, d’Ingénierie et de Médecine identifie de grands défis pour la communauté scientifique afin de mieux se préparer aux éruptions volcaniques
Malgré une meilleure compréhension des volcans, notre capacité à prévoir le moment, la durée, le type, la taille et les conséquences des éruptions volcaniques est limitée. Afin d’améliorer la prévision éruptive et sauver des vies, le rapport identifie les priorités de recherche pour un meilleur suivi des éruptions volcaniques et trois grands défis auxquels est confrontée la communauté volcanologique.
Le comité qui a mené l’étude a décrit les priorités de recherche dans des domaines tels que les processus qui gèrent le déplacement et le stockage du magma sous les volcans; comment les éruptions commencent, évoluent et finissent; comment un volcan entre en éruption; la prévision des éruptions; la transformation des paysages, des océans et de l’atmosphère face aux éruptions volcaniques; le comportement des volcans face aux changements à la surface de la Terre.
Sur la base de ces priorités de recherche, le comité a identifié trois grands défis majeurs pour faire progresser la science et le suivi des volcans:

Prévision de l’ampleur, de la durée et du risque induit par les éruptions en intégrant les observations avec des modèles.
Les prévisions actuelles sont basées sur la simple reconnaissance de données de surveillance volcanique. Ces approches ne sont pas toujours couronnées de succès parce que ces données de surveillance n’appréhendent pas la diversité des volcans ou leur évolution au fil du temps. Une approche basée sur des modèles de processus physiques et chimiques, s’appuyant sur le suivi des données de surveillance, comme cela se fait dans les prévisions météorologiques, pourrait améliorer la précision de la prévision éruptive. Une telle approche nécessite l’intégration de données et de méthodologies à partir de disciplines multiples.

Quantifier les cycles de vie des volcans et surmonter notre compréhension partielle actuelle.
La compréhension actuelle du cycle de vie d’un volcan est faussée car seulement un petit nombre de volcans sont étudiés. Une surveillance accrue depuis le sol, la mer et l’espace peut surmonter certaines de ces lacunes d’observation. L’amélioration des capacités de surveillance actuelles et la mise en place d’infrastructures permettant de rendre disponibles  les données historiques et de surveillance sont essentielles pour améliorer la compréhension des processus volcaniques et l’évaluation des risques volcaniques. Le comité a fait remarquer que des technologies innovantes telles que les capteurs peu coûteux, les drones et les nouvelles méthodes géochimiques micro-analytiques sont des outils prometteurs pour fournir de nouvelles connaissances sur l’activité volcanique.

Mettre en place une coordination au sein de la communauté volcanologique.
Près de 100 volcans entrent en éruption quelque part sur Terre chaque année. Le renforcement de la recherche pluridisciplinaire, de la recherche nationale et internationale, la mise en place de partenariats et de réseaux de formation peuvent aider la communauté scientifique à donner un nouvel élan aux progrès scientifiques résultant de l’étude des éruptions à travers le monde.

L’étude a été parrainée par la National Science Foundation, la NASA, l’USGS et les Académies Nationales des Sciences, d’Ingénierie et de Médecine. Le rapport complet peut être lu à cette adresse:
Http://www8.nationalacademies.org/onpinews/newsitem.aspx?RecordID=24650&_ga=1.36767842.396567824.1492636182

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A report published by the National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine identifies grand challenges for the scientific community to better prepare for volcanic eruptions

Despite broad understanding of volcanoes, our ability to predict the timing, duration, type, size, and consequences of volcanic eruptions is limited. To improve eruption forecasting and warnings to save lives, the report identifies research priorities for better monitoring of volcanic eruptions and three grand challenges facing the volcano science community.

The committee that conducted the study outlined several key questions and research priorities in areas such as the processes that move and store magma beneath volcanoes; how eruptions begin, evolve, and end; how a volcano erupts; forecasting eruptions; the response of landscapes, oceans, and the atmosphere to volcanic eruptions; and the response of volcanoes to changes on Earth’s surface.

Based on these research priorities, the committee identified three overarching grand challenges for advancing volcano science and monitoring:

Forecasting the size, duration, and hazard of eruptions by integrating observations with models

Current forecasts are based on recognizing patterns in monitoring data. These approaches have had mixed success because monitoring data do not capture the diversity of volcanoes or their evolution over time. An approach based on models of physical and chemical processes, informed by monitoring data, as is done in weather forecasting, could improve the accuracy of eruption forecasts. Such an approach requires integrating data and methodologies from multiple disciplines.

Quantifying the life cycles of volcanoes and overcoming our current biased understanding

Current understanding of a volcano’s life cycle is skewed because only a small number of volcanoes are studied. Extended monitoring from the ground, sea, and space can overcome some of these observational biases. Expanding and maintaining monitoring capabilities and supporting the infrastructure to make historical and monitoring data available are critical for advancing understanding of volcanic processes and assessing volcanic hazards. The committee noted that emerging technologies such as inexpensive sensors, drones, and new micro-analytical geochemical methods are promising tools to provide new insights into volcanic activity.

Building a coordinated volcano science community

Close to 100 volcanoes erupt somewhere on Earth each year. Strengthening multidisciplinary research, domestic and international research and monitoring partnerships, and training networks can help the research community maximize scientific advances that result from the study of eruptions around the world.

The study was sponsored by the National Science Foundation, NASA, the U.S. Geological Survey, and the National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. The whole report can be read at this address :

http://www8.nationalacademies.org/onpinews/newsitem.aspx?RecordID=24650&_ga=1.36767842.396567824.1492636182

Les volcans de l’arc des Aléoutiennes sont parmi les moins équipés et donc les plus difficiles à surveiller dans le monde (Source: AVO).

 

Du Kilauea (Hawaii) au Bogoslof (Iles Aléoutiennes / Alaska) // From Kilauea Volcano (Hawaii) to Bogoslof Volcano (Aleutians / Alaska)

Situé au cœur des Iles Aléoutiennes en Alaska, le Bogoslof est loin d’Hawaii, mais pas si loin que cela d’un point de vue volcanologique. En 1907, Thomas Jaggar, le fondateur de l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) s’est rendu au chevet du Bogoslof  au cours d’une expédition organisée par le Massachusetts Institute of Technology. Son but était l’exploration des volcans de l’Alaska et la recherche de minéraux. Le rapport de l’expédition concernant l’évolution du Bogoslof se trouve dans le Bulletin of the American Geographical Society publié en juillet 1908.
Thomas Jaggar était un observateur avisé et ses notes sur le Bogoslof prennent en compte le récit de l’activité éruptive décrite par les marins pendant les années qui ont précédé 1907. En utilisant ces anciens récits et ses propres observations lors de l’exploration de l’île, Jaggar a compilé une série de cartes montrant les changements intervenus sur l’île, de la même façon que le font les géologues de l’Observatoire des Volcans d’Alaska (AVO) aujourd’hui.
Il a également montré le mécanisme qui anime les éruptions du Bogoslof et a trouvé des similitudes entre les formations de lave mises en place par ce volcan et celles qu’il avait observées sur la Montagne Pelée à la Martinique en 1902. Il a également noté des preuves de l’élévation de l’île et a réfléchi aux causes de ce phénomène.
A l’issue de son voyage, Jaggar a rappelé la nécessité de créer des observatoires pour étudier les volcans, les séismes et d’autres phénomènes naturels. Il était convaincu que leur étude attentive et systématique était essentielle pour vivre en toute sécurité sur notre planète.
Un tel réseau d’observatoires volcanologiques existe aujourd’hui dans une grande partie du monde. Ils fonctionnent grâce à des données envoyées par les satellites qui passent plusieurs fois par jour au-dessus des volcans. A côté de cela, le réseau mondial de détection de la foudre envoie des alertes quelques minutes après que des éclairs aient été détectés à proximité du Bogoslof ; ils coïncident souvent avec des explosions de cendre. Enfin, des ondes infrasoniques ou de pression de l’air produites par les explosions sont détectées par des capteurs sismiques et infrasoniques sur les volcans Okmok et Makushin situés pas très loin du Bogoslof.
Source: USGS / HVO.
Vous obtiendrez plus d’informations sur l’activité éruptive du Bogoslof en vous connectant au site Internet de l’AVO : www.avo.alaska.edu.

La dernière mise à jour d’AVO (en date du 5 avril 2017) indique qu' »aucune nouvelle activité n’a été observée sur les données  sismiques ou infrasoniques du Bogoslof depuis une petite explosion le 13 mars. La dernière éruption significative a eu lieu le 8 mars 2017 et les images satellitaires ne révèlent pas d’activité éruptive depuis cette époque. Au vu de l’absence d’activité volcanique au cours des trois dernières semaines, l’AVO a décidé d’abaisser l’alerte aérienne à la couleur Jaune. »

A noter qu’un bulletin similaire vient d’être diffusé à propos du volcan Cleveland pour lequel l’alerte aérienne a également été abaissée à la couleur Jaune.

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Located in the Aleutians in Alaska, Bogoslof Volcano is far from Hawaii but not far from a volcanological point of view. In 1907, Hawaiian Volcano Observatory (HVO) founder Thomas Jaggar sailed to this very island volcano in Alaska on an expedition from the Massachusetts Institute of Technology. Their objectives to explore Alaska’s volcanoes and search for mineral deposits led to a report on the evolution of Bogoslof published in the Bulletin of the American Geographical Society in July 1908.

Jaggar was a keen observer and his notes on Bogoslof chronicle the record of eruptive activity summarized by mariners in the century leading up to 1907. Using these data and his own observations while exploring the island, Jaggar compiled a sequence of maps of the changing island in a manner very similar to Alaska Volcano Observatory (AVO) geologists today.

He also surmised the mechanism of Bogoslof eruptions and found similarities in the extrusive lava formations with those he had seen at Mount Pelee in the Caribbean in 1902. He also noted evidence of uplift of the island and pondered its significance.

Jaggar used his trip to renew his call for the establishment of Earth observatories to study volcanoes, earthquakes and other earth processes. He was convinced that careful and systematic study of these phenomena was essential to living safely on our planet.

Such a network of volcano observatories exists today for much of the world. They act with data sent by satellites in Earth orbit that peer down at the volcano multiple times per day. The World Wide Lightning Location Network provides automated alerts within minutes of lightning near Bogoslof that often coincides with explosions of ash. Moreover, infrasound or pressure waves from explosions are detected on seismic and infrasound sensors at nearby Okmok and Makushin volcanoes.

Source : USGS / HVO.

You will get more news about the ongoing eruption at Bogoslof by following the Alaska Volcano Observatory at www.avo.alaska.edu.

AVO’s latest update (April 5th) indicates that “ No new volcanic activity has been observed at Bogoslof Volcano in satellite, seismic or infrasound data since a small explosion was detected on March 13. The last major explosive event occurred on March 8, 2017, and satellite images have shown no eruptive activity since that time. Based on the absence of detected activity over the past three weeks, AVO is lowering the Aviation Colour Code to Yellow. »

A similar update has just been released about Cleveland Volcano whose aviation colour code has been lowered to Yellow.

Crédit photo: Alaska Volcano Observatory

Les papyrus d’Herculanum livrent leurs secrets (suite) // Scrolls of Herculaneum are telling their secrets (continued)

drapeau francaisUne nouvelle étude sur les célèbres rouleaux de la Villa des Papyrus à Herculanum, carbonisés il y a près de 2000 ans par l’éruption du Vésuve, a révélé la présence d’encre contenant du métal dans deux fragments de papyrus. Cette découverte prouve que l’encre ‘métallique’ a été utilisée beaucoup plus tôt qu’on le croyait jusqu’à présent.
L’étude a été publiée dans la revue PNAS. Les chercheurs ont utilisé la technologie du rayonnement synchrotron à l’European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) de Grenoble pour faire apparaître une forte concentration de plomb dans l’ancienne encre. Ils sont pratiquement certains que le plomb a été utilisé intentionnellement et qu’il ne provient pas de la contamination de l’eau par les aqueducs romains ou par un récipient de bronze. Il se peut que le plomb ait été ajouté pour sa faculté à accélérer le processus de séchage de l’encre.
Les chercheurs ont examiné deux fragments multicouches qui avaient été remis à Napoléon Bonaparte comme cadeau en 1802 et qui appartiennent aujourd’hui à la collection de l’Institut de France. Leur datation exacte est inconnue. La plupart des papyrus de la villa d’Herculanum datent du premier siècle avant Jésus-Christ, et le plus ancien remonte même au 3ème siècle avant notre ère.

On pense que les rouleaux carbonisés cachent les 30 dialogues perdus d’Aristote, des œuvres philosophiques d’Epicure, de poèmes érotiques de Philodème (de Gadara), des oeuvres de Virgile, des travaux scientifiques d’Archimède et de la poésie lesbienne de Sappho. Sur les 1785 rouleaux de papyrus découverts au cours des fouilles effectuées au 18ème  siècle, seuls 585 ont été complètement déroulés en utilisant une méthode mécanique du 18ème siècle, tandis que 209 autres ont été partiellement déroulés. Environ 400 n’ont jamais été déroulés et 450 sont si difficiles à lire que leurs textes restent inconnus.

Toutes les tentatives utilisant des procédures non invasives pour lire les papyrus, y compris la technologie multi-spectrale, se sont révélées inefficaces, jusqu’à l’année dernière. En effet, en janvier 2015 (voir ma note du 21 janvier 2015), les chercheurs ont utilisé la tomographie à contraste de phase, une technologie à base de puissants rayons X,  pour déchiffrer des mots dans les rouleaux. Ils ont reconstruit un alphabet grec presque complet à partir de papyrus gravement endommagés.
Source: Discovery News: http://news.discovery.com/

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drapeau anglaisA new research into the famous scrolls from the Villa of the Papyri in Herculaneum, carbonized nearly 2,000 years ago by Mount Vesuvius’ eruption, has revealed metallic ink in two papyrus fragments. The finding proves that metal-bearing ink was used several centuries earlier than previously believed.

The research, published in the journal PNAS, relied on synchrotron X-ray based techniques at the European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble, France, to reveal a high concentration of lead in the ancient ink. The researchers are reasonably certain that lead was intentionally used and that it doesn’t come from contamination of water from Roman aqueducts or from a bronze container. It could have been added for its property to speed up the process of ink drying.

The researchers examined two multilayered fragments that were handed to Napoleon Bonaparte as a gift in 1802 and now belong to the collection of the Institut de France. Their exact dating is not known. Most of the papyri in the villa date from the first century B.C., though the oldest one goes back to the 3rd century B.C.

The carbonized scrolls are thought to hold Aristotle’s lost 30 dialogues, philosophical work by Epicurus, erotic poems by Philodemus, Virgilius, scientific work by Archimedes and lesbian poetry by Sappho. Out of the 1,785 scrolls discovered during the 18th century excavation, only 585 had been completely unrolled using a 18th century mechanical method, while 209 have been partly unrolled. About 400 have never been unrolled and 450 are so difficult to read that their text remains unknown.

Any attempt using non invasive procedures to read the scroll, including multi-spectral technology, had proven ineffective -– until last year. In January 2015 (see my note of January 21st 2015), researchers used phase contrast tomography, a powerful X-ray procedure, to decipher words in the scrolls. They reconstructed an almost complete Greek alphabet from inside badly damaged papyri.

Source: Discovery News: http://news.discovery.com/

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/wp-content/uploads/2015/01/villa-of-the-papyri.jpg

Vue de la Villa des Papyrus à Herculanum  (Crédit photo: Wikipedia)

Des papyrus d’Herculanum livrent leurs secrets // Scrolls of Herculaneum are telling their secrets

drapeau francaisLes scientifiques ont réussi à lire certaines parties d’un ancien rouleau de papyrus qui avait été enseveli lors de l’éruption du Vésuve en l’an 79. Le papyrus figure parmi des centaines d’autres découverts dans les restes d’une villa à Herculanum.
Certains des textes qui se trouvaient dans la Villa des Papyrus ont été déchiffrés depuis leur découverte dans les années 1750. Toutefois, beaucoup d’autres restent un mystère pour la science parce qu’ils ont été entièrement recouverts de matériaux volcaniques à haute température et ils sont tellement endommagés que le simple fait de dérouler le papyrus sur lequel ils ont été écrits les détruirait complètement.
Les précédentes tentatives pour déchiffrer les manuscrits n’ont pas permis d’obtenir des textes lisibles parce que l’encre utilisée dans les temps anciens était faite à partir d’un mélange de charbon et de gomme qui ne permet absolument pas de la différencier du papyrus brûlé.
Les scientifiques ont alors décidé d’essayer une technique appelée tomographie par contraste de phase qui avait déjà été utilisée pour examiner des fossiles sans les endommager. La tomographie par contraste de phase profite de subtiles différences dans la façon dont le rayonnement – tels que les rayons X – passe à travers différentes substances, en l’occurrence le papyrus et l’encre.
En travaillant dans un laboratoire de l’European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) de Grenoble, les chercheurs ont constaté qu’ils étaient en mesure de déchiffrer plusieurs lettres, ce qui prouve que la méthode pourra probablement être utilisée pour lire ce qui se cache à l’intérieur des rouleaux de parchemins. Dans une autre étape, ils ont comparé l’écriture à celle d’autres textes, ce qui leur a permis de conclure qu’il s’agissait probablement du travail de Philodème, un poète et philosophe épicurien décédé environ un siècle avant l’éruption du Vésuve. Le prochain défi sera d’automatiser le processus laborieux consistant à scanner les morceaux carbonisés de papyrus et à déchiffrer leurs textes, afin que quelque 700 autres rouleaux stockés à Naples puissent être lus.
La nouvelle technique, qui a été détaillée dans un article publié dans la revue Nature Communications, pourrait bien permettre de mettre à jour d’anciennes idées philosophiques cachées à notre vue pendant près de deux millénaires. Pour beaucoup, les parchemins représentent une bibliothèque des textes épicuriens à une époque où cette philosophie a influencé les plus importants auteurs latins comme Virgile, Horace et Cicéron.
Source: Presse mondiale.

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drapeau anglaisScientists have succeeded in reading parts of an ancient scroll that was buried by the eruption of Mount Vesuvius in A.D. 79. The scroll is among hundreds retrieved from the remains of a villa at Herculaneum.

Some of the texts from what is called the Villa of the Papyri have been deciphered since they were discovered in the 1750s. But many more remain a mystery to science because they were completely covered in blazing-hot volcanic material and so badly damaged that unrolling the papyrus they were written on would have destroyed them completely.

Previous attempts to decipher the scrolls failed to yield any readable texts because the ink used in ancient times was made from a mixture of charcoal and gum, which makes it indistinguishable from the burned papyrus.

Scientists then decided to try a method called phase contrast tomography that had previously been used to examine fossils without damaging them. Phase contrast tomography takes advantage of subtle differences in the way radiation — such as X-rays — passes through different substances, in this case papyrus and ink.

Using a laboratory at the European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble, the researchers found they were able to decipher several letters, proving that the method could be used to read what’s hidden inside the scrolls. In a further step, they compared the handwriting to that of other texts, allowing them to conclude that it was likely the work of Philodemus, a poet and Epicurean philosopher who died about a century before the volcanic eruption.

The next challenge will be to automate the laborious process of scanning the charred lumps of papyrus and deciphering the texts inside them, so that some 700 further scrolls stored in Naples can be read.

The new technique, which was detailed in an article published in the journal Nature Communications, may well mark a breakthrough for the researchers’ efforts to unlock the ancient philosophical ideas hidden from view for almost two millennia. To many, the scrolls represent a philosophical library of Epicurean texts from a time when this philosophy influenced the most important classical Latin authors, such as Virgil, Horace and Cicero.

Source : World press.

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Vue de la Villa des Papyrus à Herculanum  (Crédit photo: Wikipedia)