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Le danger des gaz sur les volcans actifs // The danger of gases on active volcanoes

Selon INVOLCAN, le volcan Cumbre Vieja à La Palma a émis entre 6 000 et 9 000 tonnes de SO2 par jour au cours de la dernière éruption. Les gaz qui sont initialement dissous dans le magma se séparent du magma pendant l’éruption et sont libérés dans l’atmosphère à des températures et des vitesses élevées. Il ne faut pas oublier que les gaz sont le moteur des éruptions et leur étude est essentielle à la compréhension du dynamisme éruptif.
Les gaz peuvent également s’échapper de petites fissures dans l’édifice volcanique et dans la zone environnante. Les scientifiques surveillent attentivement ces fumerolles car certains gaz, comme le dioxyde de carbone, sont lourds et peuvent se déplacer à quelques centimètres au-dessus du sol avant de se disperser dans l’atmosphère.
Les gaz éjectés dans l’atmosphère peuvent provoquer des pluies acides en se condensant ou pendant un épisode pluvieux. Ils peuvent alors endommager les cultures mais aussi provoquer des maux de tête, des irritations de la peau et des yeux. Cela se produit essentiellement à proximité du volcan en éruption. Plus on s’en éloigne, plus les gaz se diluent dans l’atmosphère et deviennent beaucoup moins agressifs.
On a beaucoup parlé dans les médias du nuage de SO2 de l’éruption de La Palma. Il devait atteindre l’Espagne continentale puis la France, mais le risque de problèmes de santé ou de pluies acides dans ces pays est très faible. En effet, le nuage de SO2 dilué passe à environ 5 km au-dessus de nos têtes et la seule indication de sa présence sera un léger voile de brume dans le ciel.
La lave est encore loin de l’océan à La Palma. Le front de coulée le plus proche doit encore parcourir plus de deux kilomètres pour atteindre le littoral. Au début de l’éruption, certaines personnes s’inquiétaient de ce qui se passerait si la lave pénétrait dans la mer.
Ce phénomène s’est produit à plusieurs reprises à Hawaii et l’Observatoire des volcans d’Hawaii (le HVO) a mis en garde à plusieurs reprises les gens contre les dangers des entrées de lave dans l’océan. Malgré ces avertissements, les populations locales et les touristes se mettent souvent en danger en s’approchant trop près de l’entrée de lave dans l’océan.
Le panache blanc produit par l’interaction de la lave et de l’eau de mer peut sembler inoffensif, mais il ne l’est pas. Le contact brutal entre la lave très chaude (1100°C) et l’eau froide (25°C) génère une brume volcanique baptisé « laze » (abréviation de lava haze) par les Hawaiiens; il est composé de vapeur d’eau de mer condensée mêlée d’acide chlorhydrique et de minuscules éclats de verre volcanique.
Ce panache se forme lorsque la lave chaude porte l’eau de mer à ébullition jusqu’à vaporisation. Le processus génère une série de réactions chimiques qui entraînent la formation d’un nuage blanc que les visiteurs doivent éviter car il peut provoquer une irritation de la peau et des yeux, voire des difficultés respiratoires. De plus, les vagues de l’océan qui déferlent sur une entrée de lave active peuvent projeter de l’eau de mer bouillante loin à l’intérieur des terres, avec un risque de brûlure pour quiconque se trouverait sur son passage. S’approcher trop près d’une entrée de lave est risqué. Sur la base de décennies d’expérience, le HVO conseille aux touristes de rester à 400 m de l’endroit où la lave pénètre dans la mer.
La direction du vent doit elle aussi être prise en compte. Lorsque le vent vient de la mer, il entraîne le panache nocif vers l’intérieur des terres et il peut devenir un réel danger pour les visiteurs.
Jusqu’à présent, quatre décès sur le Kilauea ont été liés à des entrées de lave dans l’océan.
Source : HVO, INVOLCAN.

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According to INVOLCAN, the Cumbre Vieja volcano in La Palma has emitted between 6,000 and 9,000 tons of SO2 a day. The gases that are initially dissolved in magma separate from the magma during the eruption and are released into the atmosphere at high temperatures and speeds. One should not forget that the gases are the motor of the eruption.

The gases can also escape from small fissures in the volcanic edifice and in the surrounding area. Scientists carfully monitor these fumaroles as some gases, such as carbon dioxide are heavy and can create a cloud that moves just a few centimeters above the ground before boing dispersed in the atmosphere.

Gases ejected into the atmosphere can cause acid rain when they meet with condensation or the beginning of rainfall. They can damage crops but also cause headaches, skin and eye irritation. This happens in the vicinity of the erupting volcano. Farther away, the gases get diluted in the ambient air and become far less aggressive.

A lot has been said in the media about the SO2 cloud from the La Palma eruption. It was expected to reach continental Spain and then France, but the risk of health problems or acid rain in these countries is very low. Indeed, the diluted SO2 cloud travels about 5 km above our heads and the only indication that id exists would be a slight veil of mist in the sky.

Lava is still far from the ocean in La Palma. The nearest flow front still has to travel more than two kilometres to reach the coastline. In the early phase of the eruption, some people worried about what would happen if lava entered the sea.

This phenomenon occured several times in Hawaii and the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) has repeatedly cautioned people about the hazards of ocean entries. However, local people and tourists often put themselves at risk by approaching the ocean entry too closely.

The white plume produced when lava enters the sea may look harmless, but it is not. The vigorous interaction between very hot (1100°C) lava and cold (25°C) water generates a voluminous white « laze » (short for lava haze) composed of condensed seawater steam laced with hydrochloric acid and tiny shards of volcanic glass.

This laze is formed as hot lava boils seawater to dryness. The process leads to a series of chemical reactions that result in the formation of a billowing white cloud that visitors should avoid as it can cause skin and eye irritation and breathing difficulties. Moreover, ocean waves washing over an active entry can send boiling seawater farther inland than expected, scalding anyone in its path. Approaching a lava entry too closely is risky. Based on decades of experience observing ocean entries, HVO advises people to stay 400 m away from where lava enters the sea.

The wind direction should be taken into account. When the wind blows from the sea, it carries the noxious plume inland and it can become a real danger to visitors.

Until now, four deaths on Kilauea have been related to ocean entry hazards.

Source: HVO, INVOLCAN.

Panache de vapeur et de gaz sur le site d’arrivée de la lave dans l’océan à Hawaii

Explosion littorale à Hawaii

(Photos: C. Grandpey)

Cumbre Vieja (La Palma): le point sur l’éruption // Latest news of the eruption

8 heures: Peu d’évolution ces dernières 24 heures à La Palma. Le volcan reste très actif avec une forte pression des gaz comme on peut le voir sur les images des webcams. L’éruption reste strombolienne, avec des phases plus explosives à partir de quatre centres d’émission et une colonne éruptive qui atteint jusqu’à 4 500 mètres de hauteur, avec une grande quantité de cendres. Les matériaux expulsés s’accumulent autour des bouches éruptives mais ne font guère avancer la lave qui a parcouru 3, 8 km. Les coulées qui avançaient vers la mer ont ralenti leur progression. L’une n’avance plus qu’à quatre mètres par heure, et l’autre s’est arrêtée. Pas sûr que la lave parvienne a atteindre le littoral. Tout dépendra de la durée de l’éruption et du débit éruptif à la source. Il lui reste plus de 2 kilomètres à parcourir. Comme je l’ai indiqué précédemment, le front de coulée présente une largeur de 500 mètres, avec des hauteurs allant jusqu’à 12 mètres.

Il est recommandé à la population d’utiliser en extérieur des masques FFP2 et des systèmes de protection des yeux en cas de retombée de cendres.

Le bilan de l’éruption reste stable. 220 hectares ont été recouverts par la lave et 400 maisons ont été détruites, entraînant l »évacuation de plus de 5 700 personnes.
On craint que les retombées de cendres dans la mer affectent l’écosystème marin de la côte sud-ouest de La Palma et provoque des « changements drastiques » dans sa productivité. C’est le diagnostic de PEVOLCA qui indique que les contrôles de matériaux volcaniques dans la colonne d’eau de mer seront renforcés.

Les émissions de SO2 dans l’atmosphère avaient augmenté le 22 septembre et dépassaient 12 000 tonnes par jour. Le nuage de SO2 devrait atteindre la péninsule ibérique et ensuite la France, mais il sera très dilué et à haute altitude. Il ne devrait pas présenter de risques pour la population.

Source: médias locaux et nationaux.

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12 heures: L’éruption du Cumbre Vieja est entrée dans son sixième jour, avec des phases plus explosives. La colonne de gaz atteint 4 500 mètres de hauteur. Il reste deux coulées de lave actives. Le front le plus au nord n’avance pratiquement plus et le front sud continue d’avancer à quatre ou cinq mètres par heure.

Le vent entraîne les émissions de gaz et de cendres vers le sud et il est prévu que ce vendredi elles atteignent les îles d’El Hierro et de La Gomera. Pour le moment, la navigation aérienne n’est pas affectée par les nuages ​​de cendres et tous les aéroports des îles Canaries fonctionnent normalement.
La qualité de l’air dans les zones habitées à proximité du volcan est restée stable ces dernières heures.
Comme je l’ai signalé précédemment, la couleur de l’alerte aérienne a été élevée au Rouge a été élevé au niveau rouge en raison de la hauteur de la colonne éruptive et afin de rendre la navigation aérienne totalement sûre. Deux zones restreintes de l’espace aérien ont été mises en place pour garantir le fonctionnement des urgences.
La lave émise par le volcan a recouvert de nombreuses cultures et à ces dégâts s’ajoutent ceux causés par la cendre qui bloque la lumière du soleil et entrave la photosynthèse. Par son pouvoir fertilisant, la cendre pourrait avoir un effet positif sur le sol, mais pas tout de suite. Tant que durera l’éruption, les conséquences seront négatives.

Source: El Pais.

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20 heures: L’activité explosive du Cumbre Vieja s’est intensifiée ce vendredi avec un plus grand rayon autour du volcan soumis à ses projections et aux retombées de cendres. De plus, une nouvelle bouche éruptive s’est ouverte sur le volcan d’où la lave s’échappe en abondance. Un millier de personnes ont dû être évacuées des villes de Tajuya et Tacande de Abajo et de la partie de Tacande de Arriba qui n’avait pas encore été évacuée. Plusieurs vols ont également été annulés en raison de nuages ​​de cendres vers La Palma et La Gomera.
Selon les derniers chiffres officiels, depuis le début de l’éruption le 19 septembre, la lave du Cumbre Vieja a couvert 190,7 hectares, détruit à ce jour 420 bâtiments, ainsi que 15,2 kilomètres de routes,
Suite à l’intensification des nuages de cendre, le gouvernement canarien recommande à la population de rester à l’abri à l’intérieur des maisons, portes et fenêtres fermées, et conseille également d’éviter de rester à l’extérieur lorsque cela n’est pas strictement nécessaire. Les personnes qui doivent séjourner dans une zone exposée à la cendre doivent utiliser un masque FPP2, des lunettes de protection et se vêtir d’une chemise à manches longues, d’un pantalon et d’une casquette.

Source: presse canarienne.

Ce soir la lave est plus fluide que précédemment et elle s’écoule donc plus facilement du cratère. Il est probable qu’elle va accélérer sa vitesse de progression vers le littoral et poursuivre son travail de destruction (Capture image webcam)

La webcam (https://youtu.be/IoJFsYAy-bo) fournit des images impressionnantes:

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08:00 am: Little change in the last 24 hours in La Palma. The volcano remains very active with a strong gas pressure as can be seen on the webcam images. The eruption remains Strombolian, with more explosive phases from four emission centers and an eruptive column that reaches up to 4,500 meters in height, with a large amount of ash. The expelled materials accumulate around the eruptive vents but lava hardly advances; it has travelled 3.8 km. The flows advancing towards the sea slowed their progress. One does not advance more than four meters per hour, and the other has stopped. Not sure that the lava will reach the coast. Everything will depend on the duration of the eruption and the eruptive flow at the source. It still has more than 2 kilometers to go. As I indicated previously, the flow front has a width of 500 meters, with heights of up to 12 meters.
The population is advised to use FFP2 masks and eye protection systems outdoors in the event of ashfall.
The aftermath of the eruption remains stable. 220 hectares were covered by lava and 400 houses were destroyed, leading to the evacuation of more than 5,700 people.
There are fears that the ash falling in the sea will affect the marine ecosystem of the southwest coast of La Palma and cause « drastic changes » in its productivity. It is the diagnosis of PEVOLCA which indicates that the controls of volcanic materials in the seawater column will be reinforced.
SO2 emissions into the atmosphere had increased by September 22nd and exceeded 12,000 tonnes per day. The SO2 cloud is likely to reach the Iberian Peninsula and then France, but it will be very diluted and at high altitude. It should not present any risk to the population.
Source: local and national media.

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12:00 pm: The eruption of Cumbre Vieja has entered its sixth day, with more explosive phases. The ash column reaches a height of 4,500 meters. There are two active lava flows. The northernmost front hardly advances any more and the southern front continues to advance at a rate of four or five meters per hour.
The wind is blowing the gas and ash plumes to the south and it is expected that this Friday they will reach the islands of El Hierro and La Gomera. At the moment, air traffic is not affected by the ash clouds and all airports in the Canary Islands are operating normally.
The air quality in populated areas near the volcano has remained stable in recent hours.
As I reported earlier, the aviation color code has been raised to Red due to the height of the eruptive column and in order to make air traffic completely safe. Two restricted areas of the airspace have been set up to ensure emergencies.
The lava emitted by the volcano has covered many crops and to this damage is added the one caused by the ash which blocks sunlight and hinders photosynthesis. By its fertilizing power, the ash could have a positive effect on the soil, but not immediately. As long as the eruption lasts, the consequences will be negative.

Source: El Pais.

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8:00 p.m .: The explosive activity of Cumbre Vieja intensified this Friday with a greater radius around the volcano subjected to pyrpclastic projections and ashfall. In addition, a new eruptive vent opened on the volcano One thousand people had to be evacuated from the towns of Tajuya and Tacande de Abajo and from the part of Tacande de Arriba which had not yet been evacuated. Several flights have also been canceled due to ash clouds to La Palma and La Gomera.
According to the latest official figures, since the eruption began on September 19th, lava from Cumbre Vieja has covered 190.7 hectares, destroyed 420 buildings to date, as well as 15.2 kilometers of roads,
Following the intensification of the ash clouds, the Canarian government recommends that the population stay inside houses, doors and windows closed, and also advises to avoid staying outside when it is not strictly necessary. People who must stay in an area exposed to ash should wear an FPP2 mask, goggles, and dress in a long-sleeved shirt, pants and cap.
Source: Canarian news media.

Source: presse espagnole

Mesure et cartographie des gaz sur le Kilauea (Hawaii) // Measuring and mapping gases on Kilauea (Hawaii)

Un nouvel article publié par l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) aborde un sujet fort intéressant: la mesure et de la cartographie des émissions de gaz sur le volcan Kilauea. Comme le répétait fort justement Haroun Tazieff, les gaz sont le moteur des éruptions. Leur analyse est donc essentielle pour comprendre comment fonctionne un volcan.

De grandes quantités de gaz volcaniques, tels que le dioxyde de carbone (CO2), le dioxyde de soufre (SO2) et le sulfure d’hydrogène (H2S), sont libérés dans l’atmosphère lors des éruptions volcaniques. Mais même entre les éruptions, de plus petites quantités de ces mêmes gaz continuent de s’échapper du sol et peuvent fournir des indications importantes sur l’état d’un volcan et sur le magma qui sommeille dans les profondeurs de la Terre.

Pour mesurer ces gaz, les scientifiques du HVO doivent d’abord identifier leur provenance. Des études sur le terrain à propos des émissions gazeuses dans la caldeira du Kilauea ont été réalisées dans le passé, mais aucune n’a été effectuée dans la caldeira dans son ensemble. Et aucune étude n’a été entreprise depuis l’éruption de 2018.

Au cours de l’été 2021, les scientifiques du HVO ont donc mené une étude détaillée des gaz sur le plancher et en bordure de la caldeira afin de comprendre la répartition des émissions actuelles. Les résultats seront comparés aux observations précédentes ; si des différences sont détectées, elles peuvent indiquer que le système d’alimentation au sommet du Kilauea s’est modifié en raison des effondrements survenus lors de l’éruption de 2018.

Les mesures de gaz volcaniques peuvent être effectuées à l’aide d’un MultiGAS qui pompe de l’air puis enregistre les concentrations de CO2, SO2 et H2S, plus la vapeur d’eau, en parties par million (ppm). Ces instruments MultiGAS peuvent être installés en permanence dans une zone particulière ou montés à bord d’un drone, en fonction de la zone à analyser et du type de données requises.

Pour la cartographie des gaz dans la caldeira du Kilauea au cours de l’été 2021, deux instruments MultiGAS ont été montés sur des supports dorsaux et les scientifiques du HVO ont parcouru la caldeira dans tous les sens, tout en collectant des données en continu. Leurs itinéraires de marche étaient espacés de 25 à 50 mètres afin de couvrir aussi bien la bordure de la caldeira que tout le plancher, ou bien la zone de blocs d’effondrement de l’éruption de 2018.

Même si ce travail a permis de couvrir tout le plancher de la caldeira, il restait des endroits eux aussi intéressants à analyser. Souvent, les émissions de gaz se concentrent le long de fissures ou de cavités qui permettent au gaz d’accéder facilement à la surface. De tels panaches peuvent être facilement observés dans diverses parties du plancher de la caldeira et dans des zones comme les Sulphur Banks et les Steam Vents dans le parc national. Des panaches comme ceux-ci sont souvent de bons indicateurs des endroits où les concentrations de gaz sont les plus élevées. De plus, au fur et à mesure que les gaz montent vers la surface depuis la chambre magmatique, ils interagissent avec et modifient les roches, entraînant des changements de couleur. Les zones de roches altérées peuvent révéler des émissions de gaz élevées.

Les scientifiques ont également collecté des échantillons de gaz dans des zones présentant des concentrations élevées de CO2 pour des analyses en laboratoire. Une grande seringue en plastique a été utilisée pour prélever l’échantillon qui a ensuite été transféré dans un récipient conçu pour contenir le gaz. La majorité des échantillons ont été prélevés sur les blocs d’effondrement de 2018 mentionnés précédemment car cette zone présente les concentrations les plus élevées de CO2.

Les analyses chimiques des différents isotopes de carbone dans le CO2 contenus dans ces échantillons peuvent fournir des informations sur l’emplacement du magma qui émet ces gaz. Cela permet aussi de savoir s’il s’agit d’un magma juvénile profond qui n’a encore jamais dégazé, ou d’un magma plus ancien qui a déjà été stocké pendant un certain temps dans le système d’alimentation du Kilauea.

La cartographie du plancher de la caldeira est maintenant terminée, mais les parois et le plancher du cratère de l’Halema’uma’u n’ont pas encore été cartographiés. Ils sont le site de nombreux bouches de gaz. Ces zones sont impossibles à parcourir à pied; la prochaine étape consistera donc à utiliser un MultiGAS monté sur drone.

Au final, les scientifiques du HVO produiront une nouvelle carte des émissions de gaz dans la caldeira du Kilauea en utilisant les données collectées au cours de l’été 2021. La carte sera essentielle pour déterminer si les remontées de gaz depuis le magma profond vers la surface ont été modifiées par les effondrements de 2018.

Source : USGS / HVO.

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A new article released by the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) deals with the measuring and mapping of gas emissions on Kilauea Volcano.

Large quantities of volcanic gases, such as carbon dioxide (CO2), sulfur dioxide (SO2), and hydrogen sulfide (H2S), are released into the atmosphere during volcanic eruptions. But even between eruptions, smaller amounts of the same gases continue to escape and can provide important clues about the current state of the volcano and the underlying magma. But to measure them, HVO scientists first must identify where gas is coming from.

Surveys of the gas emissions from the Kilauea caldera have been done in the past but never of the entire caldera at one time. And none had been done yet after the 2018 eruption.

Over the summer of 2021, HVO scientists conducted a detailed gas survey of the caldera floor and rim in order to understand the distribution of current emissions. The results will be compared to previous surveys; if differences are detected, they may indicate that the plumbing system of Kīlauea’s summit has changed because of the 2018 collapses.

Measurements of volcanic gases can be done using a MultiGAS instrument, which pumps in air and then records the concentrations of CO2, SO2, and H2S, plus water vapor, in parts per million (ppm).

These MultiGAS instruments can be permanently stationed at an area of interest, or mounted on a drone, depending on the location and type of data needed.

For the gas mapping in the Kilauea caldera during the summer 2021, two MultiGAS instruments were mounted on backpack frames and HVO scientists walked across and around the caldera while continuously collecting data. Their routes were spaced 25 to 50 metres apart and covered areas of the caldera rim, the caldera floor, and the down-dropped block that collapsed during the 2018 eruption.

Even though the survey covered the whole caldera floor, there were more interesting spots to analyse. Often gas emissions are concentrated along cracks or holes in the ground which provide the gas an easy path to the surface. Visible plumes can be seen in various parts of the caldera floor and at the Haʻakulamanu Sulphur Banks and Steam Vents within the National Park. Visible plumes of gas like this are often good indicators of where the gas concentrations may be elevated.

As gases rise towards the surface from the magma below, they interact with and alter the rocks in the area, resulting in colour changes. Looking for this altered rock is another way to identify areas that may have elevated gas emissions.

The scientists also collected gas samples from areas that had elevated concentrations of CO2 for later laboratory analyses. A large, plastic syringe was used to collect the sample which was then transferred to a foil bag designed for holding gas. The majority of the samples were collected on the down-dropped block, as that area showed the highest concentrations of CO2.

Chemical analyses of the different forms (isotopes) of carbon in the CO2 from these samples can provide information about where the magma that is releasing these gases is located, and whether it is new, deep magma that has never degassed before, or older magma that had already been stored for some time in Kilauea’s plumbing system.

While the caldera floor mapping is now complete, the walls and floor of Halemaʻumaʻu crater have not yet been mapped and are the site of many visible gas vents. These areas are impossible to traverse by foot, so the next step is to use a UAS-mounted MultiGAS to measure gases there..

HVO scientists will produce a new map of gas emissions in the Kilauea caldera using the data collected during the summer 2021. The map will be key to determining if gas pathways from deep magma to the surface were changed by the collapses in 2018.

Source: USGS / HVO.

SulphurBanks

Steam Vents

Emissions de gaz dans le cratère de l’Halema’uma’u en 2011

Photos: C. Grandpey

‘Vog’ réunionnais

L’Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise a publié le 12 mai 2021 des images de la région du volcan recouverte d’une nappe de brouillard d’où émergeait le Dolomieu. Ce phénomène n’est pas exceptionnel sur le volcan où il a déjà été observé à plusieurs reprises. Les Hawaiiens le connaissent bien et ce brouillard volcanique a été baptisé vog, un condensé de volcanic fog. Il était fréquent lors de la dernière éruption du Kilauea. Au moment des intempéries, il provoquait des pluies acides qui posaient des problèmes aux horticulteurs. En effet, le gaz qui forme ce brouillard est majoritairement du dioxyde de soufre qui, même dilué dans l’air, peut aussi provoquer des irritations des muqueuses, de la peau et des voies respiratoires supérieures. Il est donc conseillé aux personnes vulnérables comme les enfants en bas âge, les femmes enceintes ou encore les personnes souffrant de difficultés respiratoires d’éviter la zone où ce brouillard est présent. A la Réunion, il était recommandé d’éviter la Route des Laves car le panache de gaz descendait vers la mer, emporté par une brise de terre.

Source : Réunion la 1ère.

Crédit photo : OVPF