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La cendre volcanique du Kilauea (Hawaii) // Kilauea’s volcanic ash (Hawaii)

Dans son dernier article de la série «Volcano Watch», le HVO examine les effets et les dangers de la cendre volcanique émise lors de la dernière éruption du Kilauea. Au cours d’une éruption, les concentrations de dioxyde de soufre (SO2) dans l’air revêtent une grande importance car elles sont étroitement liées aux émissions de lave. Cependant, l’émission considérable de cendre volcanique lors de l’éruption du Kilauea en 2018 a suscité des inquiétudes quant aux impacts potentiels sur les zones sous le vent.
Lors d’une éruption, les réactions chimiques qui se produisent entre la cendre volcanique et le panache riche en SO2 provoquent des dépôts de couches de sels à la surface des particules de cendre. Elles contiennent toute une gamme de composants solubles. Au contact de l’eau, que ce soit lors des retombées de cendre dans les bassins de captage d’eau potable ou lorsque la pluie s’abat sur la cendre, les composants solubles sont lessivés. Cela peut avoir un impact positif sur les activités humaines et agricoles (si les cendres apportent des éléments nutritifs) ou bien un effet négatif (si la cendre libère des éléments potentiellement toxiques, telles que le fluor).
La composition de la couche d’éléments à la surface de la cendre peut être mesurée en laboratoire par des expériences de lixiviation, une technique d’extraction de produits solubles par un solvant, et notamment par l’eau. Dans le cas de la cendre volcanique, la lixiviation consiste à mélanger des échantillons récents avec de l’eau extrêmement pure et à mesurer l’évolution de la chimie de l’eau. Les résultats des mesures en laboratoire peuvent ensuite être mis en parallèle avec la quantité de cendre retombée au sol afin d’évaluer son impact potentiel sur les ressources en eau, l’agriculture et la santé humaine. Si la couche de cendre présente un danger, des actions de protection appropriées peuvent être envisagées.
L’USGS a collecté et analysé près de 30 échantillons de cendre émise lors d’effondrements au sommet du Kilauea en 2018. Toutes ces données sont consultables en ligne auprès de l’USGS.
La contamination de l’eau potable par le fluor est une préoccupation majeure pour la santé humaine. La bonne nouvelle, c’est que les dernières retombées de cendre du Kilauea n’ont pas déposé suffisamment de fluor sur les systèmes de captage d’eau potable pour causer des effets néfastes sur la santé. En fait, les analyses ont révélé des concentrations au moins dix fois inférieures au niveau maximal fixé par l’Environmental Protection Agency (EPA). La concentration de fluor dans la cendre émise pendant la dernière éruption du Kilauea est inférieure à 100 milligrammes par kilogramme. Ce chiffre est inférieur à la moyenne pour les autres éruptions dans le monde (129 mg par kg de cendre).
Les échantillons de cendre recueillis lors de la dernière éruption du Kilauea contiennent beaucoup de soufre, avec des concentrations dépassant tout ce qui a été mesuré lors d’éruptions volcaniques dans le monde. Cela n’est guère surprenant, au vu des émissions considérables de SO2 pendant l’éruption du Kilauea. Certains échantillons de cendre contenaient près de 25 000 milligrammes de soufre par kilogramme de cendre, ce qui correspond à plus de 2 cuillerées à café de soufre natif pour 450 grammes de cendre. L’impact de ce soufre sur l’eau potable à Hawaii ne concerne que son aspect visuel et n’affecte que le goût. Les concentrations étaient toujours inférieures au niveau maximum déterminé par l’EPA, malgré la quantité remarquable de soufre à la surface de la cendre.
Seuls le manganèse, l’aluminium et le fer ont été mesurés sur la cendre à des concentrations pouvant atteindre les seuils définis par l’EPA et provoquer un goût et une couleur indésirables de l’eau. Cependant, les concentrations ne constituent pas une menace pour la santé.
Bien que le danger pour l’homme soit faible, l’ingestion de grandes quantités de soufre peut entraîner des carences nutritionnelles chez les animaux en pâturage, et l’exposition au fluor peut entraîner l’érosion des dents, affecter les os et générer d’autres anomalies de croissance. En conséquence, le département d’agriculture tropicale et de ressources humaines de l’Université d’Hawaï a formulé des recommandations sur la protection du bétail.
Source: HVO.

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In its latest “Volcano Watch” article, HVO examines the effects and dangers of volcanic ash during Kilauea’s last eruption. During an eruption, a great importance is given to the sulphur dioxide (SO2) concentrations in the air because they are closely linked with lava emissions. However, vigorous volcanic ash production during the 2018 eruption of Kilauea raised new concerns about potential impacts for downwind communities.

During an eruption, chemical reactions that occur between volcanic ash and the SO2-rich plume form salt coatings on the surfaces of ash particles. These coatings contain a wide range of soluble components. Upon contact with water, either through ash falling into water catchments or by rain falling on ash, the soluble components are washed from the ash. This can impact human and agricultural activities, both positively (if ash supplies nutrient elements) and negatively (if ash releases potentially toxic species, such as fluoride).

The composition of the ash coating can be measured in the laboratory through ash leaching experiments. This is performed by mixing samples of freshly erupted volcanic ash with ultrapure water and measuring the change in the water chemistry. The results from the laboratory measurements can then be scaled with the amount of ashfall to evaluate the potential impact on water resources, agriculture, and human health. If the ash coating poses a hazard, then appropriate protective actions can be communicated.

USGS collected and analyzed almost 30 ash samples produced by collapse events at the summit of Kilauea in 2018. All data are available online from the USGS.

Contamination of drinking water by fluoride is of primary concern for human health. Some good news is that recent ashfall at Kilauea did not contribute sufficient fluoride to water catchment systems to cause adverse health effects. In fact, it was determined to be at least ten times lower than the maximum contaminant level (MCL) goal set by the U.S. Environmental Protection Agency (EPA). The concentration of fluoride on ash from the recent activity of Kilauea is below 100 milligrams of fluoride per kilogram of ash. This is lower than the average for other eruptions worldwide (129 mg per kg of ash).

Ash samples collected during the last Kilauea eruption contain a tremendous amount of sulphur, exceeding anything measured at previous eruptions from volcanoes around the world. This may not be surprising given the massive output of SO2 throughout Klauea’s eruption. Some of the Kilauea ash samples had nearly 25,000 milligrams of sulphur per kilogram of ash, which is over 2 teaspoons of native sulphur for every pound of ash. The impact of this sulphur on drinking water in Hawai‘i is largely aesthetic, affecting taste only. Concentrations were still below the EPA maximum contaminant level, despite the remarkable amount of sulphur on the ash surfaces.

Only manganese, aluminum, and iron were measured on the ash at concentrations that may reach defined EPA thresholds for causing undesirable taste and colour of water. However, the concentrations are not a threat to health.

Although the hazard to humans is low, grazing animals can experience nutritional deficiencies from ingesting high amounts of sulphur, and fluoride exposures can result in the erosion of teeth, loss of bone, and other growth abnormalities. Accordingly, recommendations for protecting livestock were issued by the University of Hawaii’s College of Tropical Agriculture and Human Resources.

Source: HVO.

Retombées de cendre sur l’Etna (Photo: C. Grandpey)

Emissions de SO2 sur le Kilauea (Photo: C. Grandpey)

Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion)

L’éruption débutée le 15 septembre 2018 se poursuit. L’intensité du tremor, après avoir nettement augmenté après le 3 octobre suite à la fermeture progressive du système d’alimentation (dyke et cône éruptif) est en baisse progressive depuis trois jours. Un phénomène de « gaz pistons » (émissions de bouffées de gaz) est toujours observé au niveau du site éruptif.

Une inflation de l’édifice est toujours enregistrée par les instruments, ainsi qu’une augmentation des concentrations de CO2 dans le sol dans le secteur du Gîte du Volcan. Les capteurs situés sur le pourtour de l’Enclos enregistrent toujours des émissions de SO2. Même si leurs concentrations sont 5 fois plus faibles qu’en début d’éruption, ces émissions confirment qu’il y a toujours du magma présent à basse pression.

Les observations effectuées le 8 octobre 2018 depuis le Piton de Bert et depuis les airs ont permis de localiser le front de coulée. Depuis le 30 septembre, le front nord a progressé de 1,8 km et se situait à 500 mètres des Grandes Pentes, les fronts sud et centraux n’ont pas bougé. Le front de coulée nord se situait à moins de 120 mètres du rempart Sud de l’Enclos Fouqué.

Source : OVPF.

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The eruption that started on September 15th, 2018 continues. The intensity of the tremor, after having significantly increased after October 3rd following the gradual closure of the feeding system (dyke and eruptive cone) has been gradually decreasing for three days. A phenomenon of « gas pistonning » (emissions of gas pulses) is still observed at the eruptive site.
Inflation of the volcanic edifice is still recorded by the instruments, as well as an increase in CO2 concentrations in the soil in the Cîte du Volcan area. Sensors on the perimeter of the Enclos still record SO2 emissions. Although their concentrations are 5 times lower than at the beginning of the eruption, these emissions confirm that there is still low pressure magma.
The observations made on October 8th, 2018 from Piton Bert and from the air have made it possible to locate the lava flow front. Since September 30th, the northern front has advanced 1.8 km and was 500 metres from the Grandes Pentes, the southern and central fronts have not moved. The northern flow front was less than 120 metres from the southern wall of the Enclos.
Source: OVPF.

Source: OVPF

L’hydrogène sulfuré (H2S) // Hydrogen sulfide (H2S)

L’hydrogène sulfuré (H2S) est un gaz très répandu en milieu volcanique et facilement reconnaissable avec son odeur d’œuf pourri. Sur le site Internet du Ministère du travail, on apprend qu’il se dégage des matières organiques en décomposition ou lors de l’utilisation du soufre et des sulfures dans l’industrie chimique. Étant plus lourd que l’air, il s’accumule dans les parties basses non ventilées…

Par leur profession, les personnes les plus touchées par l’hydrogène sulfuré sont, entre autres, les égoutiers, puisatiers, vidangeurs, ou encore les salariés des stations d’épuration.

L’hydrogène sulfuré est un gaz toxique qui pénètre par les voies respiratoires. Compte tenu de son caractère insidieux, l’exposition à ce gaz revêt souvent un caractère accidentel qui peut être fatal. Il peut être la cause d’intoxications aiguës accompagnées de troubles respiratoires, irritations oculaires, conjonctivites, vertiges, céphalées, œdème aigu du poumon, et pertes de connaissance. La mort peut être très rapide en cas de fortes inhalations (> 1000 ppm)

En conséquence, le Ministère du travail recommande une information et une formation régulière des salariés sur les risques encourus, en particulier sur les conditions d’exposition accidentelle, et sur les moyens de s’en prémunir. Il est recommandé d’utiliser des détecteurs de gaz fixes ou portatifs qui permettent d’avertir les salariés lorsque les seuils d’alerte sont atteints.

Il y a quelques semaines, j’ai écrit des notes à propos des problèmes occasionnés par les sargasses aux Antilles et en particulier à la Martinique où je me suis rendu en mars et août 2018. J’expliquais que cet afflux d’algues était une conséquence du réchauffement climatique et de la hausse de température des océans. Les conséquences de leur décomposition sur le littoral sont multiples et affectent plusieurs domaines. Les nuisances sont un problème pour les populations résidant sur les littoraux. L’hydrogène sulfuré attaque les peintures des maisons, ainsi que le matériel électronique et électrique. Plus grave, il y a des conséquences sanitaires. Beaucoup de personnes souffrent de vertiges. D’autres affections incluent des troubles respiratoires, des irritations oculaires, ainsi que des céphalées pouvant entraîner des pertes de connaissance.
En dehors de ces risques sanitaires qui touchent les populations locales, les conséquences sur le tourisme ne sont pas à négliger,de même que pour toutes les activités liées au tourisme (restauration en bord de mer, sports en mer, etc..). Par ailleurs, les conséquences sur la flore et la faune marine sont à prendre en compte. Si la masse d’algues est trop importante, elle étouffe toute vie marine car elle empêche le soleil d’entrer, et provoque des déserts marins. Elle pourrait donc affecter durablement la pêche en Martinique qui souffre déjà du problème de la pollution au chlordécone, un insecticide, utilisé pendant plus de vingt ans dans les bananeraies de Martinique et de Guadeloupe et qui a empoisonné pour des siècles les écosystèmes antillais.

Ces derniers jours, une visiteuse de mon blog (âgée de 58 ans et en bonne forme physique) m’a fait part d’un problème de santé qu’elle a eu suite à la fréquentation des bains de boue sur l’île de Vulcano, dans les Eoliennes. Après s’être enduite de boue, elle est allée se rincer dans la mer, comme le font la plupart des touristes. Elle a rejoint deux amies autour des jacuzzi créés par les émissions de gaz (dont le CO2) près du littoral. C’est à ce moment qu’elle a commencé à faire un malaise, avec difficultés respiratoires, yeux  exorbités et perte d’audition. Elle a a pu alerter une amie qui l’a évacuée du lieu. Selon elle, « on imagine vite ce qui me serait arrivé sans son intervention : noyade après évanouissement. »

Comme je lui ai expliqué à cette personne, elle a fait une réaction aiguë à l’hydrogène sulfuré inhalé dans les bains de boue qui possèdent aussi des vertus thérapeutiques, en particulier pour les maladies de peau. Il y a quelques années, j’ai rédigé un mémoire pour le compte de L’Association Volcanologique Européenne où j’expliquais les propriétés de ces boues. Le problème, c’est que les panneaux n’avertissent pas suffisamment des risques d’une exposition trop longue au gaz et des accidents de ce type ont été recensés à plusieurs reprises.

A Vulcano, il faut également se méfier du dioxyde de soufre (SO2) qui est contenu dans les fumerolles du cratère. Un jour, j’ai dû redescendre sur mes épaules une jeune Hollandaise victime d’une violente crise d’asthme.

L’hydrogène sulfuré et le dioxyde de soufre sont des gaz odorants mais en milieu volcanique, il faut aussi se méfier du gaz carbonique (CO2) qui, à Vulcano, s’échappe en faible quantité des jacuzzi en bordure de plage. Comme il y a toujours du vent, il se disperse vite et ne présente pas de danger réel. Ce n’est pas le CO2 qui a pu provoquer une réaction aussi aiguë chez cette personne. Son entourage aurait été incommodé lui aussi.

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Hydrogen sulfide (H2S) is a very common gas in a volcanic environment and easily recognizable with its rotten egg smell. We can read on the website of the French Ministry of Labor, that H2S is coming out of the decomposing organic matter or the use of sulfur and sulphides in the chemical industry. Being heavier than air, it accumulates in unventilated low parts …
By their profession, the people most affected by hydrogen sulphide are, among others, the sewers, diggers, drainers, or employees of sewage treatment plants.
Hydrogen sulphide is a toxic gas that enters through the respiratory tract. Given its insidious nature, exposure to this gas is often accidental and can be fatal. It can be the cause of acute intoxications accompanied by respiratory disorders, eye irritations, conjunctivitis, vertigo, headache, acute pulmonary edema, and unconsciousness. Death can be very fast in case of strong inhalations (> 1000 ppm)
Consequently, the Ministry of Labor recommends regular information and training of employees on the risks involved, in particular on the conditions of accidental exposure, and on the means of guarding them. It is recommended that fixed or portable gas detectors be used to warn employees when alert thresholds are reached.

A few weeks ago, I wrote posts about the problems caused by sargassum in the West Indies and especially Martinique that I visited in March and August 2018. I explained that this influx of seaweed was a as a result of global warming and rising ocean temperatures. The consequences of their decomposition on the coastline are multiple and affect several areas. Nuisance is a problem for people living on the coast. Hydrogen sulphide attacks homes’ paints, as well as electronic and electrical equipment. More serious, there are health consequences. Many people suffer from vertigo. Other conditions include breathing problems, eye irritations, and headaches that can lead to unconsciousness.
Apart from these health risks that affect the local population, the consequences for tourism are not to be neglected, as for all activities related to tourism (catering by the sea, sports at sea, etc. ..). In addition, the consequences on marine flora and fauna must be taken into account. If the mass of algae is too large, it stifles all marine life because it prevents the sun from entering, and causes marine deserts. It could therefore have a lasting effect on fishing in Martinique, which is already suffering from the problem of pollution with Chlordecone, an insecticide used for over twenty years in banana plantations in Martinique and Guadeloupe, which has poisoned Antillean ecosystems for centuries.

In recent days, a visitor to my blog (58 years old and in good physical shape) told me about a health problem she encountered after attending the mud baths on the island of Vulcano , in the Aeolians. After being dirty with the mud, she went to rinse in the sea, as most tourists do. She joined two friends around the jacuzzi created by the gas emissions (including CO2) near the coast. It was at this moment that she began to feel unwell, with difficulty breathing, eyes bulging and hearing loss. She was able to alert a friend who evacuated her from the place. She said: « We can quickly imagine what would have happened to me without this help: drowning after fainting.  »
As I explained to this person, she made an acute reaction to inhaled hydrogen sulphide in the mud baths which also possess therapeutic virtues, especially for skin diseases. A few years ago, I wrote a memoir on behalf of the European Volcanological Association where I explained the properties of these muds. The problem is that the panels do not warn enough of the risks of too long exposure to gas and accidents of this type have been identified several times.
In Vulcano, one must also be wary of sulfur dioxide (SO2) which is contained in the fumaroles of the crater. One day, I had to bring down on my shoulders a young Dutch girl who was suffering from a violent asthma attack.
Hydrogen sulphide and sulfur dioxide are odorous gases but in volcanic environment, one must also be wary of carbon dioxide (CO2) which, in Vulcano, comes out in a small amount of the jacuzzis at the edge of the beach. As there is always wind, it disperses quickly and presents no real danger. It was not CO2 that could cause such an acute reaction in this person. The people around her would have been bothered too.

L’invasion de sargasses à la Martinique

Bains de boue et ‘jacuzzi’ sur l’île de Vulcano

Emissions gazeuses dans le cratère de la Fossa di Vulcano

(Photos: C. Grandpey)

 

Kilauea (Hawaii) : L’éruption est-elle terminée ? // Is the eruption over ?

Il va bien falloir que les scientifiques du HVO admettent un jour ou l’autre que l’éruption qui a débuté le 3 mai 2018 est maintenant terminée. Toutes les observations révèlent qu’il n’y a plus d’activité au sommet du Kilauea, sur le Pu’uO’o ou dans la Lower east Rift Zone. Le petit lac de lave au fond de la Fracture n° 8 a été aperçu pour la dernière fois le 25 août 2018 et le dernier ruisselet de lave entrant dans l’océan a été observé le 29 août 2018. L’incandescence est de moins en moins visible au fond du cône qui s’est édifié sur la Fracture n° 8. Comme je l’ai écrit auparavant, cette incandescence est probablement provoquée par de la lave résiduelle dans le réseau de tunnels et non par un nouveau magma.
De petits effondrements continuent de se produire dans le cratère du Pu’uO’O en générant des panaches de poussière. Les déformations dans l’ensemble de l’East Rift Zone sont beaucoup plus faibles que pendant la période d’activité éruptive majeure. Il n’y a pas de changement dans la sismicité.
La sismicité et la déformation du sol restent faibles au sommet du Kilauea. Il n’y a aucune indication d’effondrement. Des répliques du séisme de magnitude 6,9 ​​survenu au début du mois de mai sont encore enregistrées au niveau des failles sur le flanc sud du Kilauea.
Les émissions de SO2 dans la zone sommitale, sur le Pu’uO’o et sur la Lower East Rift Zone sont très faibles et souvent inférieures au seuil de détection des appareils de mesure.
Le HVO indique qu’il continue de surveiller étroitement la sismicité, la déformation et les émissions de gaz du Kilauea et guette tout signe de réactivation de l’éruption. Les scientifiques font remarquer que, dans le passé, d’autres éruptions ont repris du service après quelques jours ou quelques semaines de pause, mais tous les paramètres susmentionnés ne favorisent pas une telle hypothèse. Comme disent les Anglo-saxons, il faut attendre pour voir, mais il y a de fortes chances pour que l’éruption du Kilauea soit terminée.
Source: HVO.
Je comprends l’espoir des scientifiques du HVO de voir l’éruption reprendre du poil de la bête. Ils avaient prédit une éruption qui pourrait durer des mois et même un an. Le problème est que Madame Pele en a décidé autrement et l’a fait cesser rapidement. Malgré le grand nombre d’instruments répartis sur tout le Kilauea, les volcanologues se sont trompés et ils ont du mal à l’admettre!

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HVO scientists will have to admit some day or other that the eruption that started on May 3rd, 2018 has come to an end. All observations reveal there is no more activity either at the summit or on Pu’uO’o or on the Lower East Rift Zone. The small lava pond at the bottom of Fissure 8  was last seen on August 25th, 2018 and lava was oozing for the last time into the ocean on August 29th, 2018. Incandescence is less and less visible at the bottom of the cone built on Fissure 8. As I put it before, this glow is probably caused by some residual lava in the tube network, and not by new magma.

Small collapses continue to occur within the Pu’uO’o crater, generating dust plumes. Rates of tilting throughout the East Rift Zone are much lower than those observed during the period of major eruptive activity. There is no change in seismicity.
Seismicity and ground deformation remain low at the summit of Kilauea. There is no indication of actual collapse. Aftershocks from the M 6.9 earthquake in early May are still being generated on faults located on Kilauea’s South Flank.
SO2 emission rates at the summit, Pu’uO’o, and Lower East Rift Zone are drastically reduced and are often below the detection threshold of the measurement technique.
HVO indicates it continues to closely monitor Kilauea’s seismicity, deformation, and gas emissions for any sign of reactivation of the eruption. They said that in the past other eruptions reactivated after a few days or a few weeks, but all the above-mentioned parameters do not favour such a hypothesis. Wait and see, but the odds are that Kilauea’s eruption is over.

Source: HVO.

I can understand HVO scientists would be glad to see the eruption start over again. They had predicted an eruption that could last months and even a year. The problem is that Madame Pele decided otherwise and made it stop rapidly. Despite the great number of instruments disseminated all over Kilauea, they made a wrong prediction and find it difficult to admit it!

Crédit photo: USGS / HVO