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Les mystères du vieux Fidèle (Parc de Yellowstone) // The mysteries of Old Faithful (Yellowstone National Park)

Le Vieux Fidèle est l’une des principales attractions du Parc National de Yellowstone. Chaque année, des millions de visiteurs viennent voir le geyser se manifester toutes les 44 à 125 minutes. Cependant, on connaît mal l’anatomie géologique du geyser ainsi que le fonctionnement des fluides de son système d’alimentation en profondeur.
Les scientifiques de l’Université de l’Utah ont essayé de combler cette lacune et ont cartographié la géologie du Vieux Fidèle proche de la surface (soir schéma ci-dessous). L’étude montre la morphologie du réservoir d’eau à haute température qui alimente le geyser ainsi que les mouvements du sol entre les éruptions. La cartographie a été rendue possible par l’implantation d’un important réseau de sismographes portables et par de nouvelles techniques d’analyse sismique. Les résultats de l’étude ont été  publiés dans les Geophysical Research Letters.
Le Vieux Fidèle – Old Faithful – est un exemple typique de l’activité hydrothermale du Parc National de Yellowstone qui repose sur deux réservoirs magmatiques actifs à des profondeurs de 5 à 40 km. Ce sont eux qui fournissent la chaleur aux eaux de surface. Dans certains endroits de Yellowstone, l’eau chaude se manifeste sous la forme de mares ou de sources. Dans d’autres, elle prend la forme de geysers qui entrent en éruption.
La géologie du sous-sol peu profond du Parc est longtemps restée un mystère. En effet, la cartographie nécessite d’enregistrer tous les jours les moindres mouvements du sol et l’énergie sismique émise à très faible échelle. Afin de détecter cette sismicité, l’Université de l’Utah a placé 30 sismomètres permanents dans le parc pour enregistrer la sismicité et l’activité volcanique. Le coût de ces sismomètres peut facilement dépasser 10 000 dollars. C’est pourquoi les scientifiques utilisent maintenant des petits sismomètres mis au point par Fairfield Nodal pour l’industrie pétrolière et gazière ; ils réduisent le coût à moins de 2 000 dollars par unité. Ce sont de petits boîtiers d’environ 15 cm de hauteur qui sont totalement autonomes. En 2015, les scientifiques de l’Université de l’Utah ont installé 133 de ces nouveaux sismomètres dans les secteurs du Vieux Fidèle et de Geyser Hill lors d’une campagne d’observations de deux semaines.
Les capteurs ont enregistré les pics d’activité sismique autour du Vieux Fidèle. Ils ont une durée d’environ 60 minutes et sont séparés par environ 30 minutes de calme. L’une des premières conclusions est que, étrangement, les éruptions du Vieux Fidèle ne se produisent pas au moment où la sismicité est la plus forte, mais vers la fin, juste avant que tout se calme.
Après une éruption, le réservoir du geyser se remplit à nouveau d’eau chaude. Au fur et à mesure que cette cavité se remplit, il y a beaucoup de bulles sous pression à haute température. Quand elles remontent vers la surface, elles se refroidissent très rapidement, puis s’effondrent et implosent. L’énergie libérée par ces implosions provoque les séismes qui précèdent une éruption.
Lors de l’analyse des données fournies par les capteurs, les chercheurs ont remarqué que les signaux sismiques du Vieux Fidèle n’arrivaient pas jusqu’au sentier en caillebotis situé à l’ouest du geyser. Les ondes sismiques en provenance d’une autre source hydrothermale plus au nord ralentissaient et se dispersaient de manière significative dans quasiment le même secteur. Cela laissait supposer qu’à l’ouest du Vieux Fidèle se trouvait une activité souterraine qui affectait les ondes sismiques du geyser d’une manière anormale. Grâce au réseau dense de sismomètres installés à cet endroit, l’équipe scientifique a pu déterminer la forme, la taille et l’emplacement de cette activité hydrothermale qui, selon toute probabilité, provient du réservoir du Vieux Fidèle. On estime que ce réservoir, qui consiste en un réseau de fissures et de fractures au travers duquel s’écoule l’eau, a un diamètre d’environ 200 mètres et peut contenir environ 300 000 mètres cubes d’eau. En comparaison, chaque éruption du Vieux Fidèle libère environ 30 m3 d’eau.
Source: Université de l’Utah.

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Old Faithful is Yellowstone National Park’s most famous landmark. Millions of visitors come to the park every year to see the geyser erupt every 44-125 minutes. However, little is known about the geologic anatomy of the structure and the fluid pathways that fuel the geyser below the surface.

University of Utah scientists have tried to fill this gap and mapped the near-surface geology around Old Faithful. It reveals the reservoir of heated water that feeds the geyser’s surface vent and how the ground shaking behaves in between eruptions. The map was made possible by a dense network of portable seismographs and by new seismic analysis techniques. The results are published in Geophysical Research Letters.

Old Faithful is an iconic example of a hydrothermal feature, and particularly of the features in Yellowstone National Park, which is underlain by two active magma reservoirs at depths of 5 to 40 km depth that provide heat to the overlying near-surface groundwater. In some places within Yellowstone, the hot water manifests itself in pools and springs. In others, it takes the form of explosive geysers.

The shallow subsurface geology of the park has remained a mystery, because mapping it out required capturing everyday miniature ground movement and seismic energy on a much smaller scale. In order to detect this seismicity, the University of Utah has placed 30 permanent seismometers around the park to record ground shaking and monitor for earthquakes and volcanic events. The cost of these seismometers, however, can easily exceed $10,000. Small seismometers, developed by Fairfield Nodal for the oil and gas industry, reduce the cost to less than $2,000 per unit. They’re small white canisters about six inches high and are totally autonomous and self-contained. In 2015, with the new instruments, the Utah team deployed 133 seismometers in the Old Faithful and Geyser Hill areas for a two-week campaign.

The sensors picked up bursts of intense seismic tremors around Old Faithful, about 60 minutes long, separated by about 30 minutes of quiet. One of the first conclusions was that, surprisingly, the peaks of shaking during the Old Faithful eruptions do not occur at the end, but just before everything goes quiet again.

After an eruption, the geyser’s reservoir fills again with hot water. As that cavity fills up, there are a lot of hot pressurized bubbles. When they come up, they cool off really rapidly and they collapse and implode. The energy released by those implosions causes the tremors leading up to an eruption.

When analyzing data from the seismic sensors, the researchers noticed that tremor signals from Old Faithful were not reaching the western boardwalk. Seismic waves extracted from another hydrothermal feature in the north slowed down and scattered significantly in nearly the same area suggesting somewhere west of Old Faithful was an underground feature that affects the seismic waves in an anomalous way. With a dense network of seismometers, the team could determine the shape, size, and location of the feature, which they believe is Old Faithful’s hydrothermal reservoir. It is estimated that the reservoir, a network of cracks and fractures through which water flows, has a diameter of around 200 metres and can hold approximately 300,000 cubic metres of water. By comparison, each eruption of Old Faithful releases around 30 m3 of water.

Source : University of Utah.

Ce schéma montre bien le décalage entre le réservoir du Vieux Fidèle et sa bouche éruptive (Source: University of Utah)

Eruption du Vieux Fidèle (Photo: C. Grandpey)

La Palma (Iles Canaries) et le risque de tsunami // La Palma (Canary Islands) and the tsunami hazard

Il y a quelques jours, j’ai publié une note faisant état d’une hausse de la sismicité sur le volcan Cumbre Vieja sur l’île de La Palma aux Canaries. Cet essaim sismique sera-t-il suivi d’une éruption ? Personne ne le sait. Toutefois, la seule mention de La Palma et de Cumbra Vieja a fait renaître la crainte d’un effondrement majeur de cette île des Canaries. En effet, le flanc ouest du volcan Cumbre Vieja est instable, avec le risque d’un gigantesque glissement de terrain. Un modèle suisse a montré que le phénomène générerait un méga tsunami dont l’amplitude initiale serait de 650 mètres et dont la vitesse serait de 720 km/h. La vague géante pourrait, malgré l’atténuation, créer des dégâts jusqu’à 20 km à l’intérieur des terres aux Etats Unis. Si un tel évènement devait avoir lieu, il n’y a pas que les côtes américaines qui seraient impactées ; toutes les îles environnantes – comme les Bahamas – seraient ravagées ainsi que des littoraux d’Afrique, voire d’Espagne ou même de France.

Le 10 avril 2017, dans une note intitulée « La Bible et les volcans », j’avais rappelé différents écroulements ou glissements de terrain qui se sont produits sur des édifices volcaniques en générant de terribles raz-de-marée. Le Cumbre Vieja faisait partie des zones à risques…

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2017/04/10/la-bible-et-les-volcans-the-bible-and-the-volcanoes/

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A few days ago I posted a note about an increase in seismicity on the Cumbre Vieja volcano on the island of La Palma in the Canary Islands. Will this seismic swarm be followed by an eruption? Nobody knows. However, the only mention of La Palma and Cumbra Vieja has rekindled the fear of a major collapse of this island. Indeed, the western flank of Cumbre Vieja is unstable, with the risk of a gigantic landslide. A Swiss model has shown that the phenomenon would generate a mega tsunami with an initial amplitude of 650 metres and a speed of 720 km / h. The giant wave could, despite the mitigation, create damage up to 20 km inland in the United States. If such an event were to take place, not only the American coasts would be impacted; all the surrounding islands – like the Bahamas – would be ravaged, as well as the coastlines of Africa, and even Spain or France.
On April 10th, 2017, in a note entitled « The Bible and the Volcanoes », I recalled various collapses or landslides that occurred on volcanoes and generated terrible tidal waves. Cumbre Vieja was one of the zones at risk …

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2017/04/10/la-bible-et-les-volcans-the-bible-and-the-volcanoes/

Cumbre Vieja vu depuis l’espace (Source: NASA Visible Earth)

Eruption du Shinmoedake (Japon / Japan)

Suite à une augmentation de la sismicité (voir ma note du 6 octobre 2017), le volcan Shinmoedake est entré en éruption en début de matinée le mercredi 11 octobre 2017. Il s’agit de la première activité significative depuis six ans.
L’Agence Météorologique Japonaise (JMA) a relevé le niveau d’alerte volcanique à 3, ce qui limite l’accès à la montagne. L’Agence a prévenu que l’éruption pourrait s’intensifier car un gonflement de la montagne a été observé. L’éruption a eu lieu versà 5h34 du matin, avec un panache qui est monté à environ 300 mètres au-dessus du cratère.
La sismicité s’est intensifiée dans la région à la fin du mois de septembre, ce qui a incité la JMA à relever le niveau d’alerte à 2 le 5 octobre. (Le niveau 5 oblige les gens à évacuer).
Une petite retombée de cendre a été observée dans trois villes, mais aucune blessure ou dégât n’a été signalé jusqu’à présent. À Takaharu, certaines personnes se promènent avec des parapluies pour se protéger de la cendre.
Le Shinmoedake est entré en éruption en janvier 2011, avec un niveau d’alerte de 3. Une alerte de niveau 3 interdit l’accès du volcan aux randonneurs et demande que des mesures soient prévues pour évacuer les personnes qui pourraient avoir besoin d’une attention particulière, comme les personnes âgées, les personnes handicapées et les jeunes enfants.
Source: The Japan Times.

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Following an increase in seismicity (see my note of October 6th) Mount Shinmoe erupted early on Wednesday, October 11th 2017, marking its first such activity in about six years.

The Japan Meteorological Agency (JMA) raised the warning level for a volcanic eruption to Level 3, restricting entry to the mountain. It warned the volcano might grow more active, as swelling of the mountain was observed. The eruption occurred at around 5:34 a.m., with the plume rising about 300 meters above the crater.

Volcanic tremors had been intensifying in the area since late September, prompting the JMA to raise the warning level to Level 2 on October 5th. Level 5 urges people to evacuate.

A small amount of volcanic ash fell in three cities, but no injuries or damage have been reported so far. In Takaharu, some people walking about used umbrellas for protection from the ash.

Mount Shinmoe erupted in January 2011, prompting the agency to issue a Level 3 warning. A Level 3 alert bans access to the volcano by hikers, and urges preparations be made for evacuations of individuals who may need special consideration, such as the elderly, people with disabilities and small children.

Source : The Japan Times.

Vue du Shinmoedake (Source: Wikipedia)

Agung (Bali / Indonésie) : Dernières nouvelles / Latest news

L’Agung est en niveau d’alerte maximal (4 / AWAS) depuis le 22 septembre 2017 et les dernières observations incitent les volcanologues indonésiens à ne rien changer. En effet, la sismicité reste élevée. Au cours de la journée du 8 octobre, on a enregistré 252 séismes d’origine volcanique peu profonds, 487 séismes profonds et 74 événements locaux d’origine tectonique. Les observations visuelles ont permis d’observer un panache de gaz et de vapeur d’une hauteur d’environ 200 mètres au-dessus du cratère. La hauteur maximale de ce panache (1500 mètres environ) a été observée dans la soirée du 7 octobre 2017.

Ces chiffres sont à comparer avec les précédent publiés sur ce blog : Le 30 septembre 2017, le VSI avait enregistré 252 séismes volcaniques superficiels, 542 événements profonds, ainsi que 4 séismes tectoniques locaux.
Le 1er octobre 2017, on enregistrait 100 séismes superficiels, 180 séismes profonds, ainsi que 7 événements tectoniques locaux.

Ces chiffres montrent que l’activité sismique reste élevée et montre des fluctuations. On n’enregistre toutefois pas de hausse soudaine de la sismicité annonciatrice d’une éruption à très court terme.

Source : VSI.

Dernière minute: Le Bureau National de Gestion des Catastrophes (BNPB) vient de prolonger l’état d’urgence pour le Mont Agung jusqu’au 16 octobre 2017.
Selon le BNPB, « l’activité volcanique est stable, mais on s’attend à ce qu’elle augmente. »
L’état d’urgence est entré en vigueur pour la première fois le 22 septembre 2017, date à laquelle le niveau d’alerte est passé à quatre (AWAS), le maximum.

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Mt Agung’s alert level has been kept at its maximum (4 / AWAS) since 22 September 2017 and the latest observations are inciting Indonesian volcanologists not to change anything. Indeed, seismicity remains elevated. On October 8th, 252 shallow volcanic earthquakes, 487 deep earthquakes and 74 local tectonic events were recorded. Visual observations made it possible to observe a plume of gas and steam rising about 200 metres above the crater. The maximum height of this plume (approximately 1,500 meters) was observed on the evening of 7 October 2017.

These figures should be compared with the previous ones published on this blog: On September 30th, 2017, VSI had recorded 252 shallow volcanic earthquakes, 542 deep events, as well as 4 local tectonic earthquakes.
On October 1st, 2017, there were 100 shallow earthquakes, 180 deep events, and 7 local tectonic earthquakes were recorded.
These figures show that seismic activity remains elevated and shows fluctuations. However, there is no sudden increase in seismicity that heralds a very short-term eruption.

Source: VSI.

Last minute : Indonesia’s National Disaster Mitigation Agency (BNPB) has extended the state of emergency for Mount Agung until October 16th 2017.

According to BNPB, « the volcanic activity has been steady, but we expect it to increase. »

The state of emergency first came into force on Sept. 22 when disaster alert level in the area was raised to level four (AWAS), its highest level.

Sismogramme pour la journée du 9 octobre 2017