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Un Indice de Destruction Volcanique? // A Volcanic Destruction Index?

Ma note précédente intitulée « Eruption de destruction majeure » met en évidence les difficultés rencontrées par le habitants de La Palma devant la destruction provoquée par l’éruption du Cumbre Vieja.

Comme je l’ai indiqué à plusieurs reprises, aussi spectaculaire soit-elle, cette éruption ne peut pas être qualifiée de majeure. C’est une belle éruption strombolienne, semblable à celles qui se produisent de temps à autre sur l’Etna en Sicile. D’ailleurs, les scientifiques lui ont attribué un Indice d’Explosivité Volcanique (Volcanic Explosivity Index – VEI ) de 2 sur une échelle de 8. Les dégâts, quant à eux, atteindraient un niveau beaucoup plus élevé si une échelle de destruction semblable existait. Je trouve fort dommage que ce ne soit pas le cas.

S’agissant des séismes, il existe deux échelles, celle de Richter et celle de Mercalli. Instaurée en 1935, l’échelle de Richter permet de quantifier la magnitude d’un séisme. Jusqu’à ce jour, l’événement le plus puissant a été enregistré à Valdivia au Chili le 22 mai 1960. Il avait une magnitude de M 9,5. A noter que l’échelle de Richter ne commence pas à 0 pour se terminer à 9, comme on l’entend dire trop souvent. Elle est  » ouverte « , ne possède ni limite inférieure, ni limite supérieure

De son côté l’échelle MSK (Mercalli modifiée) mesures les effets d’un séisme, à un endroit donné, sur des objets naturels, sur des installations industrielles et sur les êtres humains. Bref, elle mesure les dégâts produits par un séisme. Elle est graduée en chiffres romains de I à XII. Par exemple, le degré I indique une secousse non perceptible. Une secousse de degré V réveille les dormeurs. Le degré IX indique des dommages généralisés, le degré X une destruction générale des bâtiments et le degré XII un changement du paysage.

Au vu de ce qui se passe sur l’île de La Palma, je pense qu’il serait judicieux de mettre en place une double échelle semblable pour les volcans. Le VEI pourrait être conservé pour mesurer la puissance d’une éruption sur une échelle de 0 à 8, par exemple. Parallèlement, on pourrait imaginer un Indice de Destruction Volcanique -Volcanic Destruction Index, VDI, en anglais) pour faire référence aux dégâts causés par une éruption. Elle pourrait être graduée de 0 à 8, 10, ou 12 comme la MSK.

Avec 900 hectares couverts par la lave, 2150 bâtiments détruits, les dégâts occasionnés à l’agriculture, l’éruption de La Palma atteindrait probablement 5 ou 6 sur une échelle de 8 niveaux, en sachant que la colère du volcan n’est pas terminée.

A côté de cela, les éruptions du Piton de La Fournaise (Ile de la Réunion) confinées à l’Enclos Fouqué atteindraient un VEI de 1, 2 ou 3 selon leur intensité et un VDI de 1 seulement, car elles ne causent pas ou très peu de dégâts. En revanche, pour une éruption hors Enclos avec dégâts aux habitations, le VDI augmenterait en conséquence.

Les éruptions des volcans indonésiens ou philippins, beaucoup plus puissantes et destructrices auraient des niveaux élevés, que ce soit pour le VEI ou le VDI.

A méditer….

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My previous post entitled « Eruption of major destruction » highlights the difficulties encountered by the inhabitants of La Palma in the face of the destruction caused by the Cumbre Vieja eruption.
As I have stated several times, however spectacular it may be, this eruption cannot be called ‘major’. It is a nice Strombolian eruption, similar to those that occur from time to time on Mount Etna in Sicily. Confirming this, scientists have given it a Volcanic Explosivity Index (VEI) of 2 on a scale of 8. The destruction would reach a much higher level if a similar scale of destruction existed. . I find it very unfortunate that this is not the case.

Regarding earthquakes, there are two scales, that of Richter and that of Mercalli. Introduced in 1935, the Richter scale makes it possible to quantify the magnitude of an earthquake. To date, the most powerful event was recorded in Valdivia, Chile on May 22nd, 1960. It had a magnitude of M 9.5. Note that the Richter scale does not start at 0 and end at 9, as we can hear it too often. It is « open », has neither lower limit nor upper limit
For its part, the MSK scale (modified Mercalli) measures the effects of an earthquake, at a given location, on natural objects, on industrial installations and on human beings. In short, it measures the destruction produced by an earthquake. It is graduated in Roman numerals from I to XII. For example, degree I indicates an imperceptible jerk. A degree V shake awakens sleepers. Degree IX indicates generalized damage, degree X a general destruction of buildings and degree XII a change in the landscape.

In view of what is happening on the island of La Palma, I think it would be wise to set up a similar double scale for volcanoes. The VEI could be kept to measure the power of an eruption on a scale of 0 to 8, for example. At the same time, one could imagine a Volcanic Destruction Index (VDI) to refer to the damage caused by an eruption. It could be graduated from 0 to 8, 10, or 12 like the MSK.
With 900 hectares covered by lava, 2,150 buildings destroyed, damage to agriculture, the eruption of La Palma would probably reach 5 or 6 on a scale of 8 levels, knowing that it is not over. .
Besides that, the eruptions of Piton de La Fournaise (Reunion Island) confined to the Enclos Fouqué would reach an VEI of 1, 2 or 3 depending on their intensity and a VDI of only 1, because they cause no or very little damage. On the other hand, for an eruption outside the Enclos with damage to homes, the VDI would increase accordingly.
The much more powerful and destructive eruptions of Indonesian or Philippine volcanoes would have high levels, whether for VEI or VDI.
Just think over it….

La lave dans La Laguna le 21 octobre 2021 (Crédit photo: (Saul Santos / AP)

Quelques nouvelles de La Palma (Iles Canaries) // Some news from La Palma (Canary Islands)

12 heures: L’IGN a enregistré 13 nouveaux séismes dans les régions de Fuencaliente et Villa de Mazo dans les premières heures du 6 octobre 2021. Le plus intense, d’une magnitude de M 3,7, s’est produit à Villa de Mazo à une profondeur de 11 kilomètres.

Une nouvelle fissure s’est ouverte près du cône du Cumbre Vieja mais pour le moment elle ne montre aucune activité.

Le ministre de la Transition écologique des îles Canaries a annoncé le 5 octobre que les deux usines de dessalement mobiles qui vont être installées à la fin de la semaine prochaine à La Palma permettront d’irriguer les cultures du sud affectées par l’éruption. Elles seront installées à Los Llanos de Aridane. Le but de ces stations sera d’essayer de garantir la survie de l’activité des exploitations.

Source: IGN

Source: IGN et presse espagnole.

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12:00 pm : IGN recorded 13 new earthquakes in the regions of Fuencaliente and Villa de Mazo in the early hours of October 6th, 2021. The most intense, with a magnitude of M 3.7, occurred in Villa de Mazo at a depth of 11 kilometers.
A new fissure has opened near the Cumbre Vieja cone but at this time it shows no activity.
The Minister for the Ecological Transition of the Canary Islands announced on October 5th that the two mobile desalination plants to be installed at the end of next week in La Palma will allow the crops in the south affected by the eruption to be irrigated. They will be installed in Los Llanos de Aridane. The aim of this equipment will be to try to guarantee the survival of the farm activities.
Source: IGN and Spanish press.

Le poids des volcans hawaiiens // The weight of Hawaiian volcanoes

L’État d’Hawaii est l’un des endroits les plus exposés aux séismes aux États-Unis. Contrairement à d’autres Etats comme la Californie où les secousses sont liées au mouvement des plaques tectoniques, la sismicité à Hawaii est à mettre directement en relation avec les volcans.

La sismicité à Hawaii est due à trois causes principales : 1) le mouvement du magma sous les volcans actifs ; 2) le glissement des flancs des volcans le long de la zone entre l’ancienne croûte océanique et les volcans sus-jacents ; 3) la flexion de la croûte terrestre et du manteau supérieur sous le poids des volcans.

Un séisme de M 5.2 lié à la troisième cause s’est produit le 5 juillet 2021 à 5 km au large de la côte nord de Big Island, à 27 kilomètres sous le niveau de la mer. Deux jours plus tard, un événement de M 4.2 a été enregistré sur le côté ouest de la Grande Ile. Les deux séismes étaient probablement liés aux contraintes exercées par le poids énorme des volcans– en particulier le Mauna Loa et le Mauna Kea – sur la croûte et le manteau.

Les contraintes générées par le poids des volcans sont faciles à comprendre. Au fur et à mesure que les volcans hawaiiens entrent en éruption et prennent du volume, ils ajoutent de plus en plus de poids à la surface de la Terre. Cela provoque un fléchissement de la plaque Pacifique, un peu comme le poids des livres fait fléchir une étagère. Un certain poids peut simplement faire fléchir l’étagère, mais un excès de poids peut provoquer sa rupture. Une telle rupture peut se produire si les plaques tectoniques plient et n’arrivent plus à supporter le poids qui les surmonte.

Les séismes causés par ce phénomène peuvent être assez importants ; certains peuvent avoir une magnitude supérieure à M 6.0. Parmi les séismes de flexion de plaque tectonique à Hawaï, on notera le séisme de M 6,8 à Lanai le 19 février 1871, un événement de M 6,8 à Maui le 22 janvier 1938 ou un séisme de M 5,2 à Oahu le 28 juin 1948. Ces séismes sont profonds, généralement entre 25 et 40 km, dans le manteau supérieur sous les volcans et la croûte océanique.

Pour analyser ces séismes, les scientifiques du HVO utilisent généralement les données GPS qui permettent de calculer comment un point spécifique à la surface de la Terre se déplace dans le temps. Le HVO exploite un réseau de plus de 65 stations GPS sur l’île d’Hawaii. Elles permettent de surveiller et suivre des mouvements extrêmement faibles à la surface de la Terre, y compris certains déplacements liés à la contrainte de flexion des plaques.

Pour améliorer la compréhension scientifique de la flexion des plaques dans l’archipel hawaiien, 7 nouveaux sites GPS sont en cours d’équipement sur les îles d’Hawaï, Molokai et Lanai. Ces nouveaux sites ont été choisis dans le but d’analyser les mouvements associés à la flexion des plaques, mais aussi pour se rendre compte si certains mouvements résultent de la flexion des plaques ou de la dynamique de systèmes magmatiques profonds sous les volcans.

Source : USGS/HVO.

On notera que cette flexion de l’écorce terrestre sous le poids des volcans est l’inverse du rebond isostatique observé dans les régions où la fonte des glaciers fait chuter leur masse et entraîne un soulèvement de l’écorce terrestre, comme en Islande, par exemple.

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The State of Hawaii is one of the most seismically active locations in the United States. Unlike some other earthquake-prone places in the US, like California, where the earthquakes are related to tectonic plates sliding past each other, seismicity in Hawaii is related to volcanoes.

There are three main causes for earthquakes in Hawaii are: 1) the movement of magma under active volcanoes; 2) the sliding of volcanoes’ flanks along the surface that separates the ancient oceanic crust and overlying volcanoes; 3) the bending or flexing of the Earth’s crust and upper mantle in response to the weight of the overlying volcanoes.

An M 5.2 earthquake related to the third cause occurred on July 5th, 2021 5 km off the north shore of Big Island at 27 kilometres below sea level. Two days later, an M 4.2 event occurred on the west side of the Island of Hawaii. Both earthquakes were likely related to stress caused by the enormous weight of the Hawaiian volcanoes – especially Mauna Loa and Mauna Kea – on the underlying crust and mantle.

The stress caused by the weight of the volcanoes is easy to understand. As Hawaiian volcanoes erupt and grow, they add more and more weight to the Earth’s surface. This causes the Pacific Plate to flex downward, much like the bending caused by heaving books on an overloaded bookshelf. Some weight may just make the shelf bow, but a lot of weight may cause the shelf to start to splinter or break. Those breaks are similar to what happens in tectonic plates if they bend too. Earthquakes caused by this flexure can be quite large ; some can be greater than M 6.0.

Some additional past Hawaiian flexure earthquakes include the M 6.8 Lanai earthquake on February 19th, 1871, an M 6.8 event in Maui on January 22nd, 1938, or an M 5.2 quake in Oahu on June 28th, 1948.

These earthquakes are deep, typically 25–40 km, within the uppermost mantle underneath volcanoes and oceanic crust. To measure these quakes, HVO scientists typically use GPS data. GPS instruments allow to calculate how a specific point on the Earth’s surface moves throughout time. HVO operates a network of over 65 GPS stations on the Island of Hawaii. They are used to monitor and track extremely small movements at the Earth’s surface, including some displacements related to plate flexure stress.

To improve the scientific understanding of plate bending in the Hawaiian Islands, 7 new GPS sites are being equipped on the islands of Hawaii, Molokai, and Lanai. These new sites are strategically placed to capture movement associated with plate bending and to test whether certain motions result from ongoing plate bending or from the dynamics of very deep magmatic systems beneath the volcanoes.

Source : USGS / HVO.

It should be noted that this bending of the Earth’s crust under the weight of volcanoes is the reverse of the isostatic rebound observed in regions where the melting of glaciers causes their mass to drop and the Earth’s crust to rise, as in Iceland, for instance.

Le Mauna Loa (à gauche) et le Mauna Kea (à droite) exercent un pression considérable sur l’écorce terrestre (Photo : C. Grandpey)

Prise du pouls de la Terre // Taking Earth’s pulse

Des chercheurs du University College London (UCL) vont larguer cinquante sismomètres sur le fond de l’Océan Atlantique pour tenter de prendre le « pouls » de la Terre. Les instruments détecteront les vibrations causées par les ondes sismiques et enregistreront en continu les mouvements qui se produisent à des centaines de kilomètres de profondeur à l’intérieur de notre planète. Les sismomètres seront positionnés dans une zone qui comprend les îles Canaries, Madère et les Açores, et utiliseront une technique précédemment utilisée pour étudier les galaxies. Les instruments seront largués par bateau au cours des prochaines semaines, ancrés au fond de la mer, avant d’être récupérés un an plus tard.

Les scientifiques expliquent que le but premier du projet UPFLOW (Upward Mantle Flow), basé sur des observations sismiques innovantes, est de mieux comprendre les grandes remontées de matière depuis le manteau terrestre. Le phénomène se produit loin des limites des plaques continentales et ne peut pas être expliqué par la théorie de la tectonique des plaques. Le projet permettra également de faire avancer la recherche sur les séismes tectoniques et volcaniques, ainsi que le suivi des baleines à partir des sons qu’elles émettent.

Les chercheurs de l’UCL Earth Sciences expliquent que c’est la première fois qu’une aussi vaste région de l’océan Atlantique Nord est couverte avec ces instruments très sensibles. En analysant les données fournies, ils espèrent mieux comprendre les importants mouvements qui se produisent à des centaines de kilomètres de profondeur dans le manteau terrestre, en particulier, les remontées de matière. Ces mouvements sont à l’origine des éruptions volcaniques et peuvent également provoquer des séismes. La méthode d’imagerie sismique utilisée était auparavant mise en pratique par les astrophysiciens pour étudier des galaxies lointaines.

L’existence des îles Canaries, de Madère et des Açores est le résultat de mouvements qui se produisent en profondeur sous la surface de la Terre. Le projet permettra de découvrir s’il existe un lien dans la formation de ces îles.

Source : Sky News.

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University College London (UCL) researchers are going to drop fifty seismometers on the floor of the Atlantic Ocean in an attempt to measure the Earth’s « pulse ». They will detect vibrations caused by seismic waves and continuously record motions hundreds of kilometres deep within the planet.

The seismometers will be positioned across an area that includes the Canary Islands, Madeira and the Azores, and use a technique previously used to study galaxies. The instruments will be dropped by boat over the next few weeks, anchoring themselves to the sea bed, before being collected a year later.

Experts say the project, called UPFLOW (Upward mantle flow from novel seismic observations) aims to understand more about large upwellings of material from the Earth’s mantle.This occurs far from the boundaries of continental plates and cannot be explained by the theory of plate tectonics. The project will also aid research on earthquakes and volcanic tremors, as well as helping track whales from the sounds they make.

Researchers at UCL Earth Sciences explain that it is the first time such a large region of the North Atlantic ocean has been covered with these highly sensitive instruments. By analysing their data, they hope to better understand the massive motions occurring hundreds of kilometres deep in the Earth’s mantle – in particular, upward flows of material that are not well understood. These motions are what cause volcanic eruptions and can also lead to earthquakes. The seismic image method that will be used was previously employed by astrophysicists to study far-away galaxies.

The existence of the Canary Islands and the volcanic islands in Madeira and the Azores are a result of massive motions deep under the Earth’s surface. The project will allow to uncover if there is a link in how these islands formed.

Source : Sky News.

Le projet UPFLOW permettra-t-il d’en savoir plus sur les volcans des Canaries, comme ici à Lanzarote? (Photo : C. Grandpey)