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Une éruption de l’Asama (Japon) au 12ème siècle a-t-elle provoqué une famine en Europe ? // Did an eruption of Asama (Japan) in the 12th century trigger famine in Europe ?

Dans une note publiée le 27 juin 2020, j’écrivais que le volcan Okmok en Alaska avait peut-être contribué à l’avènement de l’Empire Romain, suite à de mauvaises récoltes, la famine et des maladies qui ont exacerbé l’agitation sociale à cette époque. J’ai également évoqué l’éruption du Laki en Islande qui, de la même manière, a pu contribuer au déclenchement de la Révolution Française de 1789
Un article sur l’excellent site Web The Watchers nous apprend que l’éruption du volcan Asama au Japon en 1108 a probablement provoqué un événement météorologique extrême qui aurait déclenché une grave famine en Europe. C’est la conclusion d’une nouvelle étude basée sur l’analyse des carottes extraites de la glace du Groenland et confirmée par d’autres carottes de glace prélevées en Antarctique.
Lorsqu’une éruption volcanique majeure se produit, des gaz comme le dioxyde de soufre (SO2) sont rejetés en même temps que la cendre dans l’atmosphère, parfois jusque dans la stratosphère. Ces gaz bloquent la lumière du soleil, ce qui peut affecter le climat pendant plusieurs mois. On a observé ce phénomène lors de l’éruption du Pinatubo (Philippines) en 1991.
Vers le 12ème siècle, l’Europe a connu des anomalies climatiques, telles que des étés froids consécutifs et des périodes de fortes pluies. On a longtemps pensé que ces événements étaient provoqués par l’éruption de l’Hekla (Islande) en 1104. Les travaux des chercheurs ont été compliqués car les carottes de glace indiquaient la survenue de plusieurs éruptions volcaniques de source inconnue, étroitement espacées, entre 1108 et 1110.

Cependant, les chercheurs ont constaté que l’augmentation des dépôts de sulfates d’origine volcanique se concentrait essentiellement entre 1108 et 1113, ce qui ne correspondait pas à l’éruption de l’Hekla.

Par la suite, ils ont mis la main sur un document décrivant l’éruption de l’Asama au Japon en 1108. Selon un journal intimel écrit par un noble vivant à la cour impériale japonaise à la fin de la période Heian, l’Asama est entré en éruption le 29 août 1108. On peut lire dans le journal que les rizières et les champs ne pouvaient plus être cultivés car une épaisse couche de cendre les avait recouverts. Les auteurs de l’étude ont conclu que le dépôt de sulfates dans les carottes de glace au Groenland provenait très probablement de l’éruption d’Asama cette année-là.
Référence de l’étude: « Impacts climatiques et sociétaux d’un cluster » oublié « d’éruptions volcaniques en 1108-1110 CE » – Guillet, S. et al. – Rapports scientifiques – https://doi.org/10.1038/s41598-020-63339-3

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In a post released on June 27th, 2020, I wrote that Okmok volcano in Alaska may have helped the rise of the Roman Empire with crop failures, famine and disease that exacerbated social unrest. I also mentioned the Laki eruption in Iceland which, in the same way, may have contributed to triggering the French Revolution of 1789

Reading an article on the excellent website The Watchers, we learn that the eruption of Japan’s Asama volcano in the year 1108 may have led to an extreme weather event that triggered severe famine in Europe. This is the conclusion of a new study is based on the analysis of ice cores extracted from glaciers in Greenland and confirmed by more ice cores from Antarctica.

When a major volcanic eruption occurs, gases like sulfur dioxide (SO2) are being released together with the ash into the atmosphere, sometimes as high as the stratosphere These gases block out the sunlight and may affect the climate for several months. This is what happened with the Pinatubo eruption (Philippines) in 1991.

Around the 12th century, Europe was plagued with climate anomalies, such as consecutive cold summers and torrential rains. These events were previously believed to have been caused by the eruption of Hekla (Iceland) in 1104. The researchers work mas made all the more difficult as the analysis of ice core records points to the occurrence of several closely spaced volcanic eruptions between 1108 and 1110 CE. The sources of these eruptions remain unknown

However, the researchers found that the increased volcanic sulfate deposition took place between 1108 and 1113, which did not correspond with the eruption of Hekla. They later found a document describing the eruption of Japan’s Mount Asama in 1108.

According to a journal written by a court noble in the late Heian Period, Asama erupted on August 29th, 1108. One can read in the diary that rice paddies and fields could not be farmed afterward because a thick layer of ash engulfed the fields.

The authors of the study concluded that the sulfate deposition in the ice cores in Greenland could have been formed by the Asama eruption that year.

Reference of the study : « Climatic and societal impacts of a “forgotten” cluster of volcanic eruptions in 1108-1110 CE » – Guillet, S. et al. – Scientific Reports – https://doi.org/10.1038/s41598-020-63339-3

Vue du volcan Asama (Crédit photo : Wikipedia)

Agitation sismique et volcanique en Islande // Seismic and volcanic unrest in Iceland

Il semble que l’on assiste ces jours-ci à une hausse de l’activité dans la Péninsule de Reykjanes et au niveau du Grimsvötn, mais personne ne peut dire ce qui va se passer dans les prochains jours, les prochaines semaines ou les prochains mois.

L’Icelandic Met Office (IMO) indique que l’inflation a repris dans la Péninsule de Reykjanes, près de Grindavík. Il se peut que ce soulèvement du sol soit lié à une intrusion magmatique. L’IMO explique que ce serait le troisième événement de ce type depuis le début de l’année, à l’ouest du Mont Thorbjörn. L’intrusion a commencé vers la mi-mai mais l’activité sismique a commencé à augmenter seulement vers la fin de ce même mois. Quelque 2000 événements ont été détectés depuis cette époque et plusieurs d’entre eux ont été localisés à l’est du Mt Thorbjörn, à quelques kilomètres au nord de Grindavík. La secousse la plus significative s’est produite le samedi 13 juin 2020, avec une magnitude de M 3,5.
Depuis le début de l’activité en janvier 2020, le soulèvement du sol dans la région a atteint environ 12 cm. Entre les périodes d’inflation, une légère déflation a également été observée. Les volcanologues locaux pensent qu’elle est peut-être due au refroidissement du magma de l’intrusion ou à une interaction avec le système hydrothermal. Une modélisation numérique montre que cette troisième intrusion s’est produite pratiquement dans la même zone que les précédentes, à environ 1 km à l’ouest du M Thorbjörn, à une profondeur de 3-4 km, avec une largeur de quelques centaines de mètres et avec une orientation NE-SW sur une longueur d’environ 6 km. On estime que le volume de magma accumulé au cours de cette troisième intrusion est d’environ 1,2 million de mètres cubes. L’activité sismique se produit sur une zone plus grande que l’intrusion proprement dite. Cela serait dû à des variations de contrainte au niveau de la croûte terrestre sur la péninsule.
L’Iceland Geosurvey a effectué des mesures gravimétriques sur la zone de l’intrusion. Les résultats confirment la présence d’une intrusion magmatique en profondeur. De nouvelles mesures seront effectuées au milieu de l’été.
Des mesures hebdomadaires de gaz ont été effectuées sur deux sites proches de la zone d’intrusion mais «leur interprétation n’est pas encore claire. » Aucune modification chimique n’a été détectée dans la centrale géothermique de Svartsengi. Toutefois, les mesures révèlent une perméabilité et une augmentation des écoulements de fluides dans la roche environnante. Ce phénomène est peut-être lié à l’activité sismique, à l’inflation et au soulèvement du sol dans la région, avec l’ouverture de nouvelles fissures et la réactivation d’anciennes.
Comme je l’ai dit précédemment, la zone où la sismicité et le soulèvement du sol sont enregistrés est très complexe car elle comprend à la fois une activité tectonique et volcanique. Ce qui me surprend, c’est l’absence d’émission significative de gaz que l’on observe généralement lors d’une intrusion magmatique. Ce que je ne comprends pas non plus, c’est pourquoi l’intrusion – si intrusion il y a – n’a pas provoqué d’augmentation de température dans les champs fumerolliens de la Péninsule de Reykjanes.

Attendons pour voir ce qui se passera dans les jours et les semaines à venir, en espérant qu’une éruption n’aura pas lieu au cœur de l’été, avec fermeture de l’aéroport de Keflakik, maintenant que les touristes sont à nouveau autorisés à entrer en Islande.

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L’IMO nous informe également que certains signes montent que le Grímsvötn pourrait bientôt entrer en éruption. La dernière s’est produite en 2011. Entre les éruptions, les données de déformation révèlent l’accumulation de nouveau magma en profondeur et l’augmentation de la pression dans le système.
En mai et juin 2020, les scientifiques de l’IMO ont mesuré le SO2 dans la partie sud-ouest de la caldeira du Grimsvötn, près du site des dernières éruptions de 2004 et 2011. C’est la première fois qu’ils mesuraient de tels niveaux de SO2 sur un volcan en Islande en dehors d’une phase éruptive ; la présence de ce gaz indique du magma à faible profondeur. En plus du niveau élevé de SO2, la zone où l’activité géothermale peut être détectée a considérablement augmenté.
Une étude antérieure du Grimsvötn a laissé supposer une corrélation entre les jökulhlaup (inondations glaciaires) et les éruptions de ce volcan. Lorsque la pression augmente dans le système volcanique en raison de l’accumulation de magma, et lorsqu’un grand volume d’eau est stocké dans le lac glaciaire, la chute de pression suite à la vidange du lac lors d’un jökulhlaup  peut faciliter la remontée du magma à la surface et déclencher une éruption. Ce type de scénario a été observé en 2004, mais aussi en 1934 et 1922. [Cette hypothèse de rebond isostatique a été envisagée au niveau de l’Islande dans son ensemble. Certains scientifiques pensent que la fonte des glaciers pourrait alléger leur masse à la surface du sol et ainsi favoriser l’ascension du magma, avec un plus grand nombre d’éruptions sur l’île.]
De nos jours, le niveau de l’eau dans le lac est assez élevé et la pression dans la chambre magmatique en dessous de la caldeira a atteint des valeurs comparables à celles d’avant la dernière éruption. Par conséquent, les volcanologues locaux pensent que la possibilité d’une éruption déclenchée par une inondation glaciaire dans les semaines ou les mois à venir doit être envisagée. Il se peut aussi que ce ne soit pas le cas, et la prochaine inondation glaciaire pourrait ne pas se solder par une éruption. En bref, cela signifie que personne ne peut prédire si et quand une nouvelle éruption se produira!
Source: IMO

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It looks as if activity has been increasing in the Reykjanes peninsula and at Grimsvötn volcano, but nobody can tell what will happen next.

The Icelandic Met Office (IMO) indicates that inflation has started again on the Reykjanes peninsula, close to Grindavík. This ground uplift might suggest a magma intrusion. IMO says it would be the third event of this kind since the beginning of this year west of Mt Thorbjörn. The intrusion began around mid May but seismic activity started to increase toward the end of the month. A swarm of about 2000 earthquakes has been detected since then and several events are located east of Thorbjörn, few kilometres North of the town of Grindavík. The largest earthquake of this swarm occurred on Saturday June 13th, 2020 with a magnitude M 3.5.

Since the beginning of the volcanic unrest in January 2020, the total uplift measured in the area has reached about 12 cm. Between the inflation periods, slight deflation has been observed. Local volcanologists think it probably reflects the cooling of the intruded magma or the interaction with the geothermal system. Numerical modelling results show that this third intrusion is occurring roughly in the same area as the previous ones, about 1 km west of M Thorbjörn, at a depth of 3-4 km, with a width of few hundred metres and oriented NE-SW for about 6 km. The estimated volume of magma accumulated during this third intrusion episode is estimated to be 1.2 million cubic metres. The seismic activity is occurring over an area larger than the extension of the intrusion itself and this is probably due to the stress change induced to the crust which affects a wider sector of the peninsula.

Iceland Geosurvey performed micro-gravity measurements along some profiles in late January when the intrusion started near Thorbjörn and they repeated the measurements in late April. The results confirm the presence of intruded magma at depth. Therefore there is a reason to repeat the measurements again and it will be done in mid-summer.

Weekly gas measurements at two sites near the area of the intrusion but their interpretation is still unclear. No chemical changes have been detected at the geothermal power plant in Svartsengi. However, measurements of the geothermal system reveal an increased permeability and increased fluid flow in the surrounding rock, which can be linked to the earthquake activity, inflation and uplift in the area, which triggered the creation of new cracks and opening of older ones.

As I put it before, the area where seismicity and ground uplift are recorded is very complex as it includes both potential tectonic and volcanic activity. What surprises me is the absence of significant amount of gases that are usually produced during magma intrusion. What I also fail to understand is why the intrusion – if there was an intrusion – did not cause any increase in temperature in the fumarolic fields in the Reykjanes Peninsula. We’ll see what happens in the coming days and weeks and hope that an eruption does not take place at the heart of the summer and close Keflakik airport, now that tourists are again allowed to enter Iceland.

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IMO also informs us that  there is evidence that Grímsvötn volcano is getting ready for the next eruption  It has been noticed that Grímsvötn erupts on average each 5-10 years, although the notion of eruptive cycle has never been clearly proved and that “accidents” may happen. The last eruption occurred in 2011. Between eruptions, the deformation data indicate the gradual accumulation of new magma at depth and the increased pressure in the system.

In May and June 2020, IMO scientists measured SO2 in the southwest corner of the Grimsvötn caldera, close to where the last eruptions in 2004 and 2011 took place. They said it was the first time that they measured so much SO2 at a volcano in Iceland that is not in an eruptive phase and its presence is indicative of magma at shallow level. In addition to the high level of SO2, the area where geothermal activity can be detected at the surface of the volcano has notably increased.

A previous study of Grimsvötn has suggested a correlation between jökulhlaup (glacial floods) and eruptions at Grimsvötn. When the pressure in the volcanic system is increased due to magma accumulation and if a large volume of water is stored in the lake, the pressure release following the removal of water during a flood could facilitate the magma rising to the surface and trigger an eruption. This kind of scenario was observed in 2004, but also in 1934 and 1922.

These days, the water level is rather high and the pressure in the magma chamber below the caldera has reached values comparable to those prior to the last eruption. Therefore, local volcanologists think that the possibility of an eruption triggered by a glacial flood, which could occur in the coming weeks or months, has to be considered. However, this may not be the case, and the next glacial flood may not lead to an eruption. In short, this means nobody is able to predict if and when a new eruption will occur!

Source : IMO.

Grindavik et le Mt Thorbjörn (C’édit photo : IMO)

Site fumerollien sur la Péninsule de Reykjanes (Photo : C. Grandpey)

Caldeira du Grímsvötn avec le Grímsfjall et le lac subglaciaire à l’air libre suite à l’éruption de 2011 (Source : NASA)

Les émissions de SO2 du Kilauea pendant l’éruption de 2018 // Kilauea’s SO2 emissions during the 2018 eruption

L’éruption du Kilauea dans la Lower East Rift Zone (LERZ) en 2018 a libéré d’énormes quantités de dioxyde de soufre (SO2) et l’ensemble de l’archipel hawaïen a parfois été envahi par le brouillard volcanique, ou vog.
Pour mesurer les émissions de SO2, les volcanologues utilisent un spectromètre. L’instrument est généralement installé à bord d’un véhicule ou un avion qui passe sous le panache de SO2 et mesure l’absorption de lumière par le gaz. Plus il y a de SO2, moins la lumière ultraviolette (UV) atteint le spectromètre. En 2018, il y avait tellement de SO2 que le spectromètre pouvait à peine détecter cette lumière, ce qui n’a guère facilité les mesures.
Le spectromètre mesure la lumière UV sur une gamme de longueurs d’onde. Normalement, avec de faibles émissions de SO2, on examine les longueurs d’onde où l’absorption de SO2 est importante, ce qui permet de détecter de très faibles quantités de gaz. En 2018, la situation a été beaucoup plus compliquée car aucune lumière UV n’atteignait l’instrument. Les scientifiques du HVO ont alors examiné une partie du spectre UV où l’absorption de SO2 est 500 fois plus faible, de sorte qu’une certaine quantité de lumière UV restait détectable.
Après avoir traité les mesures dans la nouvelle gamme de longueurs d’onde, les données ont révélé que pendant la majeure partie du mois de juin et début juillet 2018, les fractures dans la LERZ ont émis près de 200 000 t / j (tonnes / jour) de SO2. Ce sont les niveaux d’émission les plus élevés jamais mesurés sur le Kilauea avec le spectromètre UV qui a commencé à être utilisé vers la fin des années 1970. Il se peut que les premières fontaines de lave du Pu’uO’o en 1983, et peut-être l’éruption du Mauna Loa en 1984, aient montré des niveaux de SO2 similaires, mais ces mesures ont probablement souffert de la même sous-estimation que les premières mesures effectuées par le HVO en 2018. Elles avaient alors révélé des émissions de 15000 t / j (tonnes / jour). Malheureusement, les données fournies par le spectromètre des années 1980 ne peuvent pas être traitées de la même manière que les données de 2018.
Les scientifiques du HVO estiment que l’éruption de 2018 a émis plus de 10 Mt (mégatonnes, ou millions de tonnes) de SO2 entre mai et début août. Au cours de ces trois mois, le Kilauea a émis cinq fois plus de SO2 que pendant la seule année 2017. Peu d’éruptions récentes sur Terre ont émis autant de SO2, et lorsqu’elles l’ont fait, il s’agissait généralement d’éruptions explosives majeures sur des stratovolcans.
L’éruption fissurale de l’Holuhraun (Islande) en 2014 également émis environ 10 Mt de SO2, mais en 6 mois, et non 3 comme le Kilauea. À titre de comparaison, la plus grande éruption volcanique du siècle dernier, celle du Pinatubo (Philippines) en 1991, n’a émis que deux fois plus de SO2 que celle du Kilauea en 2018, mais de manière explosive en une seule journée.
Depuis la fin de l’éruption de 2018, le Kilauea a émis beaucoup moins de SO2. Fin 2018, les émissions étaient d’environ 30 t / j au sommet et sur le Pu’uO’o, et presque nulles dans la LERZ. Début 2019, le Pu’uO’o a retrouvé des niveaux proches de zéro. Bien que du SO2 se dissolve dans l’eau du lac dans le cratère de l’Halema’uma’u, les niveaux d’émission de SO2 en ce moment sont les plus bas observés sur le Kilauea depuis plus de 30 ans.
Source: USGS / HVO.

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Kilauea’s Lower East Rift Zone (LERZ) eruption in 2018 released huge amounts of sulphur dioxide (SO2) and the whole Hawaiian archipelago was sometimes invaded by the volcanic fog, or vog.

To measure SO2 emission rates, volcanologists use a spectrometer. The instrument is mounted to a vehicle or aircraft, which passes under the SO2 plume and measures the absorption of sunlight by SO2 overhead. The more SO2, the less ultraviolet (UV) light reaches the spectrometer. In 2018, there was so much SO2 that the spectrometer could barely detect any UV light at all, which made it difficult to determine the exact amount of gas overhead.

The spectrometer measures UV light over a range of wavelengths. Normally, with low SO2 emissions, one examines wavelengths where SO2 absorption is significant, which allows to detect even very small amounts of gas. But 2018 was different as nearly no light was reaching the instrument. HVO scientists examined a part of the UV spectrum where SO2 absorption is 500 times weaker, so some UV light would still be detectable.

After re-processing all measurements in the new wavelength range, the data revealed that for much of June and early July of 2018, fissures in the LERZ emitted nearly 200,000 t/d (tonnes/day)of SO2. These are the highest SO2 emission rates measured at Kilauea using the UV spectrometer technique, which began in the late 1970s. Early Pu’uO’o high lava fountains, and perhaps Mauna Loa’s 1984 eruption, may have had similar emission rates, but those measurements likely suffered from the same underestimation as HVO’s initial 2018 analyses which revealed emissions of 15,000 t/d (tonnes/day). Unfortunately, because of older spectrometer technology, data from the 1980s cannot be reprocessed in the same way as 2018 data.

HVO scientists now estimate that the 2018 eruption emitted over 10 Mt (megatonnes, or millions of tonnes) of SO2 between May and early August. In those three months alone, Kilauea emitted five times the SO2 it emitted in the year 2017. Few recent eruptions on Earth have released that much SO2, and when they do, they are generally large explosive eruptions at stratovolcanoes.

Most similar to Kilauea’s eruption was the 2014 Holuhraun fissure eruption in Iceland, which also emitted about 10 Mt of SO2, though in 6 months rather than just 3. For comparison, the largest volcanic eruption of the past century, Mount Pinatubo in the Philippines in 1991, only released about twice the SO2 mass of Kilauea’s 2018 eruption, albeit explosively on a single day.

Since the extremely high emissions in 2018 ended, Kilauea has been releasing far less SO2. By late 2018, SO2 emissions were about 30 t/d at the summit and Pu’uO’o, and near-zero in the LERZ. By early 2019, Pu’uO’o had dropped to near-zero levels as well. Though some additional SO2 is dissolving into the new lake in Halema‘uma‘u Crater, current emission rates are the lowest that have been observed at Kilauea in over 30 years of measurements.

Source: USGS / HVO.

Emissions de SO2 au sommet du Kilauea et sur l’East Rift Zone (Photos : C. Grandpey)

De la planète Mars au Kilauea (Hawaii) // From Mars to Kilauea Volcano (Hawaii)

La NASA vient d’annoncer que la mission Mars 2020 avec son rover* Perseverance devrait prendre la direction de la planète Mars le 17 juillet 2020, avec des objectifs scientifiques prioritaires dont une étude astrobiologique majeure sur le potentiel de vie sur la planète rouge. L’Administration américaine a annoncé que le rover serait doté d’un hélicoptère. Ce sera donc « le premier vol à puissance contrôlée sur une autre planète. »
La NASA explique que la mission du rover de la mission Mars 2020 fait partie d’ « un programme plus vaste qui comprend des missions sur la Lune afin de se préparer à l’exploration humaine de la planète rouge. »

Dans une vidéo montrant ses réalisations au cours des dernières années et sa collaboration avec d’autres pays, la NASA explique que la dernière éruption du Kilauea à Hawaii a été analysée par un imageur thermique de conception japonaise installé sur le satellite Terra. L’éruption du 3 mai a provoqué l’ouverture d’un certain nombre de fractures le long de l’East Rift Zone.

Dans cette image dont les couleurs ne sont pas celles de la réalité, les zones rouges correspondent à la végétation, les zones noires et grises à d’anciennes coulées de lave. Les zones jaunes superposées à l’image montrent des points chauds détectés par les bandes infrarouges thermiques du satellite. Le 6 mai 2018, ces points chauds représentaient les fractures ouvertes récemment, ainsi que la nouvelle coulée de lave.

Cette photo, également acquise le 6 mai 2018, montre les panaches de SO2 en jaune et jaune-vert, dont une partie se déplace au-dessus de l’océan.
Source: Jet Propulsion Laboratory de la NAS

* Dans le domaine de l’astronautique le terme rover désigne un véhicule, parfois télécommandé depuis la Terre, disposant d’une certaine autonomie, conçu pour explorer une autre planète ou un corps céleste.

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NASA has just announced that the Mars 2020 mission with its Perseverance rover is set to venture Mars on July 17th, 2020, aiming to address high-priority scientific goals, including major astrobiology questions about the potential for life on Mars. It has been announced that a helicopter has been attached to the rover, which will be “the first-ever power-controlled flight on another planet.”

NASA explains that the Mars 2020 Perseverance rover mission is part of “a larger program that includes missions to the Moon as a way to prepare for human exploration of the Red Planet.”

In a video explaining NASA’s achievements in the last years and the collaboration with other nations, NASA explains that the recent eruption of Kilauea Volcano in Hawaii was captured by a Japanese-built thermal imager on NASA’s Terra spacecraft. The May 3rd eruption triggered a number of additional fissure eruptions along the East Rift Zone.

In the first image (see above), the red areas are vegetation, and the black and grey areas are old lava flows. The yellow areas superimposed over the image show hot spots that were detected by the satellite’s thermal infrared bands. These hot spots are the newly formed fissures and new lava flow as of May 6th, 2018.

The second photo, also acquired on May 6th, 2018 shows the SO2 gas in yellow and yellow-green, including a massive plume of it moving over the ocean.

Source: NASA’s Jet Propulsion Laboratory