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Et si une éruption secouait Yellowstone ? // What if an eruption shook Yellowstone ?

Suite à l’explosion hydrothermale qui a secoué le Biscuit Basin à Yellowstone le 23 juillet 2024, beaucoup d’Américains se demandent aujourd’hui quel serait l’impact d’une éruption volcanique sur leur territoire.  Il y a quelques semaines, je montrais une vidéo du Parc national de Yellowstone à la fin de ma conférence sur les risques volcaniques. Une personne dans le public m’a demandé ce qui se passerait si une éruption se produisait à Yellowstone. J’ai répondu que personne ne le sait vraiment. À l’heure où l’on n’est pas capable de prévoir les éruptions, il est difficile de savoir ce qui se passerait si l’une d’elles se produisait à Yellowstone. La plupart des modèles tendent à montrer qu’il s’agirait d’une éruption majeure car le volcan n’est pas entré en éruption depuis très longtemps. Cependant, nous savons aussi que toutes les éruptions du Yellowstone n’ont pas causé de dégâts majeurs. La théorie la plus répandue dit qu’il s’agirait d’un événement 100 fois plus puissant que l’éruption du Pinatubo aux Philippines en 1991.

Vue partielle de la caldeira de Yellowstone : le Norris Geyser Basin (Photo : C. Grandpey)

La région du Parc national de Yellowstone a connu trois éruptions de grande ampleur au cours de l’histoire de la Terre. La plus importante s’est produite il y a 2,1 millions d’années et a propulsé 2 450 kilomètres cubes de matériaux. C’est la raison pour laquelle Yellowstone est considéré comme un « supervolcan ». La dernière éruption majeure de Yellowstone remonte à environ 640 000 ans. La dernière de la série a eu lieu il y a 70 000 ans. Certains scientifiques affirment que le volcan est « en retard » dans son cycle éruptif. Avant d’affirmer cela, il faudrait s’assurer que les cycles éruptifs existent !

On peut observer dans le Parc National de Yellowstone les vestiges des éruptions du passé (Photo : C. Grandpey)

Sous le supervolcan de Yellowstone, les scientifiques ont détecté deux chambres magmatiques à plusieurs kilomètres sous la surface (voir mes notes du 19 avril 2023, du 26 avril 2015 et du 25 avril 2028).

Cette coupe sud-ouest / nord-est sous Yellowstone a été obtenue grâce à l’imagerie sismique. (Source : Université de l’Utah)

Si une éruption devait se produire, la chaleur en provenance des profondeurs de la Terre commencerait à faire fondre la roche sous la surface. Cela créerait un mélange de magma, de roches, de vapeur, de dioxyde de carbone et d’autres gaz sous pression.
Cette pression finirait par pousser le sol pour former un dôme, avec des fissures en bordure. Lorsque cette pression s’évacuerait à travers les fissures, les gaz dissous exploseraient, entraînant la vidange de la chambre magmatique.
Une telle éruption tuerait immédiatement jusqu’à 90 000 personnes et répandrait une couche de matériaux de 3 mètres d’épaisseur jusqu’à 1 600 kilomètres du Parc. Les sauveteurs auraient probablement du mal à atteindre le site de l’éruption car les cendres bloqueraient tous les points d’entrée. La propagation des cendres et des gaz dans l’atmosphère bloquerait la plus grande partie du trafic aérien.
Une conséquence tout aussi effrayante serait « l’hiver nucléaire » qui, selon certains experts, pourrait affecter les États-Unis et d’autres régions du monde. Les gaz riches en soufre libérés par le volcan envahiraient l’atmosphère où ils se mélangeraient à la vapeur d’eau. La brume de gaz qui envelopperait les États Unis ne se contenterait pas de faire obstacle à la lumière du soleil ; elle ferait aussi chuter les températures. La baisse des températures affecterait l’approvisionnement alimentaire des États-Unis en décimant les récoltes dans les Grandes Plaines, le grenier du pays.
La bonne nouvelle est qu’une éruption de cette ampleur est peu susceptible de se produire de notre vivant. Comme je l’ai écrit plus haut, la dernière grande éruption de Yellowstone a eu lieu il y a environ 640 000 ans, et l’United States Geological Survey (USGS) affirme que la probabilité que l’événement se renouvelle est très, très faible. Selon l’USGS, la chambre magmatique située sous la caldeira de Yellowstone n’est en fusion qu’à 5 à 15 %, ce qui signifie qu’il n’y a probablement pas suffisamment de lave pour alimenter une nouvelle éruption.
Source  : médias d’information scientifique américains.

Le Parc National de Yellowstone est très facile d’accès et permet de découvrir des merveilles géologiques comme le Grand Prismatic (Photo : C. Grandpey)

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Following the hydrothermal explosion that rocked Yellowstone’s Biscuit Basin on July 23rd, 2024, many Americans are now wondering what the impact of a volcanic eruption would be on their territory. A few weeks ago, I was showing a video about Yellowstone National Park at the end of my conference about volcanic risks. A person in the audience asked me what would happen if an eruption occured at Yellowstone. I answered that nobody really knows. At a time when we are not able to predict eruptions, it is difficult to know what would happen if one of them occurred at Yellowstone. Most models tend to show that it would be a major eruption because the volcano has not erupted for such a long period of time. However, we also know that all eruptions at Yellowstone did not cause major damage. The most popular theory says that it would be a major disaster, 100 times more powerfuk than the 1991 Pinatubo eruption in the Philippines.

The Yellowstone National Park region has experienced three massive eruptions in Earth’s history. The biggest of them occurred 2.1 million years ago and resulted in 2,450 cubic kilometers of material ejected. This is the reason why Yellostone is considered as a « supervolcano. » Yellowstone’s last major eruption was about 640,000 years ago. The last one took place 70,000 years ago. Some scientists say that the volcano is « overdue » in its eruptive cycle. Before asserting this, one needs to be sure that eruptive cycles do exist !

Beneath the Yellowstone supervolcano, scientists have detected two magma chambers several kilometers beneath the surface (see my posts of 19 April 2023, 26 April 2015 and 25 April 2028).

If an eruption were to occur, heat rising from deep within Earth’s depths would begin to melt the rock just below the ground’s surface. That would create a mixture of magma, rocks, vapor, carbon dioxide and other gases under pressure.

The pressure eventually would push the ground up into a dome shape and create cracks along the edges. As that pressure was released through the cracks, the dissolved gases would explode, emptying the magma chamber.

The eruption could be expected to kill as many as 90,000 people immediately and spread a 3-meter layer of material as far as 1,600 kilometers from the park.

Rescuers probably would have a tough timereaching the site of the eruption. The ash would block off all points of entry. The spread of ash and gases into the atmosphere would stop most air travel.

Equally as frightening is the « nuclear winter » that some experts say could blanket the U.S. and other parts of the world. Sulfuric gases released from the volcano would spring into the atmosphere and mix with the planet’s water vapor. The haze of gas that could drape the country wouldn’t just dim the sunlight ; it also would cool temperatures. Falling temperatures would affect the US food supply by decimating crops in the central plains, the granary of the country.

The good news is that an eruption of this scale isn’t likely to happen in our lifetime. As I put it above, Yellowstone last erupted about 640,000 years ago, and the United States Geological Survey (USGS) says the probability that it will blow its top again is very, very low. According to the USGS, the magma chamber beneath the Yellowstone caldera is only 5 to 15 percent molten, meaning there may not be enough lava flow for more explosive eruptions to occur.

Source : US scientific news media.

Du soufre dans le ciel et dans l’air en France !

L’éruption qui a commencé en Islande le 22 août 2024 continue le long de la fracture qui s’est ouverte sur la péninsule de Reykjanes. Contrairement à ce que racontent les médias, il ne s’agit pas d’une éruption comme celle de volcans comme l’Etna ou le Stromboli, avec la lave qui s’échappe d’un cratère sommital. En Islande, la lave est souvent émise par des fractures, une situation liée à la position de l’île sur la dorsale médio-atlantique.

Au début de l’éruption, la fracture présentait une longueur d’environ 4 kilomètres, mais aujourd’hui, l’activité se limite à 3 ou 4 bouches dans sa partie septentrionale. En avançant sur le terrain, la lave déclenche des incendies de végétation, essentiellement de mousse, ce qui fait naître d’épais nuages de fumée.

S’ajoutant aux gaz (essentiellement du dioxyde de soufre – SO2) qui s’échappent de l’éruption, ces nuages sont emportés par le vent et ils sont en train de traverser la France où certaines personnes ont cru percevoir une odeur de soufre. On remarquera par ailleurs que le ciel présente un aspect bleu laiteux.

C’est l’orientation du flux au nord-ouest qui a permis aux nuages de gaz générés par l’éruption islandaise d’atteindre les îles britanniques et le nord-ouest de la France. Le phénomène devrait durer jusqu’au jeudu i29 août et ne présente pas de risque réel pour la santé. En concentrations plus importantes, il pourrait occasionner de légères gênes au niveau des voies respiratoires et des irritations des yeux. Personnellement, j’adore l’odeur du soufre ; allez savoir pourquoi….

A noter que le trafic aérien n’est absolument pas perturbé par l’éruption.

Modélisation du nuage de gaz au-dessus de la France (Source : Copernicus)

Mesure des gaz sur le Kilauea (Hawaï) // Gas measurement on Kilauea Volcano (Hawaii)

L‘Observatoire des Volcans d’Hawaï (HVO) publie régulièrement des articles dans le cadre d’une série baptisée « Volcano Watch » dont le but est d’informer sur les observations et les mesures effectuées par les scientifiques en poste à l’Observatoire. C’est aussi un travail de vulgarisation qui informe le public sur les risques volcaniques.

L’un des derniers articles « Volcano Watch » est consacré à la mesure des gaz volcaniques, un paramètre essentiel, que ce soit pour la sécurité du public ou pour la compréhension de l’activité volcanique. Le HVO explique dès le début de l’article que la technologie repose avant tout sur le vent.

 

Panache de gaz émis par le cratère de l’Halema’uma’u (Photo : C. Grandpey)

Le HVO exploite actuellement 19 stations permanentes de mesure des gaz et 7 instruments portables pour analyser les éruptions du Kilauea. L’ensemble de ces instruments peut être divisé en deux catégories : (1) ceux qui analysent les concentrations de gaz ; et (2) ceux qui étudient les taux d’émission.

Les instruments qui analysent les concentrations de gaz comprennent des stations multi-gaz qui mesurent un ensemble de gaz (CO2, H2O, SO2 et H2S) et des stations haute résolution capables de mesurer un seul gaz (le SO2, par exemple) jusqu’à de très faibles concentrations. Ces instruments prélèvent des échantillons de panaches volcaniques pour indiquer quels gaz sont présents et les rapports de ces gaz les uns par rapport aux autres, ce qui est important pour comprendre le système volcanique.

Les instruments qui analysent les taux d’émission mesurent l’absorption de la lumière ultraviolette du soleil par le panache via la télédétection. Cela permet aux scientifiques du HVO de déterminer la quantité de SO2 émise par le volcan, mais uniquement pendant la journée.

Un géochimiste du HVO mesure les gaz émis par le Kilauea à l’aide d’un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), un instrument qui détecte la composition des gaz sur la base de la lumière infrarouge absorbée. (Crédit photo : HVO)

Tous ces instruments nécessitent une bonne coopération des gaz. Cela signifie que le panache doit passer à proximité ou au-dessus de l’instrument pour qu’une mesure soit effectuée.

Le panache volcanique ne bouge pas tout seul. Il dépend du vent pour le transporter dans une direction donnée. Le travail des scientifiques spécialisés dans la mesure des gaz volcaniques consiste à rechercher et à mesurer cette formation de gaz changeante et transitoire, ce qui n’est pas une tâche facile. En effet, les instruments ne fonctionnent pas dans certaines conditions météorologiques. Ils ont besoin que le vent souffle dans la bonne direction et à la bonne vitesse pour effectuer une mesure utile.

Sur le Kilauea, les alizés sont les vents dominants, ce qui signifie que les vents proches de la surface soufflent du nord-est la majeure partie de l’année. Pour cette raison, les stations permanentes de mesure des gaz du HVO sont positionnées au sud-ouest (sous le vent) de l’Halema’uma’u, le cratère sommital.

Si la direction du vent s’inverse par rapport aux alizés (une situation appelée « vents de Kona »), les scientifiques se trouvent en difficulté car le vent éloigne les gaz des capteurs permanents. De même, si le vent est trop lent (en dessous d’environ 4 mètres par seconde), le panache peut alors s’élever verticalement et se trouver hors de portée des capteurs. Dans le cas contraire, si le vent est trop fort, il dilue le panache, l’étale et rend difficile la mesure par les capteurs.

Une autre difficulté est que les volcans n’entrent pas en éruption toujours au même endroit. Lors de l’éruption la plus récente du Kilauea, des fissures se sont ouvertes dans la partie supérieure de la zone de rift sud-ouest, sous le vent de la quasi-totalité du réseau de mesure des gaz. Un seul instrument, une station à haute résolution – la HRPKE – était située à proximité des bouches éruptives, à quelques centaines de mètres à l’ouest-nord-ouest des fissures. Le problème, c’est que le vent soufflait du nord ce jour-là et emportait l’épais panache éruptif vers le sud, loin de la station HRPKE qui a dû se contenter d’un filet de gaz plusieurs heures après le début de l’éruption. Par la suite, le vent a tourné plus à l’est et dirigé le panache vers la station.

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Station HRPKE installée au sud-ouest du sommet du Kīlauea, dans l’Upper Southwest Rift Zone. L’instrument mesure les concentrations de SO2 dans l’air, ainsi que des données météorologiques telles que la vitesse et la direction du vent, et les précipitations. (Crédit photo : USGS)

Pour parvenir à des mesures de gaz efficaces, il faut la combinaison de quatre éléments : la direction et la vitesse du vent, parfois la lumière du jour, et toujours beaucoup de chance. Les chercheurs en charge de la mesure des gaz volcaniques à l’USGS ne cessent de mettre au point de nouvelles technologies pour être plus efficaces et pouvoir informer le public sur ce risque volcanique.

Source : HVO / USGS.

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The Hawaiian Volcano Observatory (HVO) regularly publishes articles as part of a series called “Volcano Watch” whose aim is to inform about the observations and measurements performed by scientists stationed at the Observatory . It is also popularization work which informs the public about volcanic hazards.

One of the latest « Volcano Watch » articles is dedicated to the measurement of volcanic gases which is critical for both public safety and understanding volcanic activity. HVO explains from the beginning that the technology relies on the wind.

HVO currently operates 19 permanent gas monitoring stations and 7 portable instruments for eruption response on Kilauea. These can be divided into two categories : (1) gas concentrations; and (2) emission rates.

Gas concentration instruments include multi-GAS stations that measure a combination of gases (CO2, H2O, SO2, and H2S) and high-resolution stations that can measure a single gas (SO2) down to very low concentrations. These instruments draw in samples of volcanic plumes to indicate which gases are present and the ratios of these gases to each other, which is important for understanding the volcanic system.

Emission rate instruments measure the plume’s absorption of ultraviolet light from the sun via remote sensing. This allows HVO scientists to determine how much SO2 is coming out of the volcano, though only during daylight hours.

All these instruments require cooperation from the gases themselves: the plume must pass by or over the instrument for a measurement to be made.

The volcanic plume, however, doesn’t move on its own. It relies on the wind to carry it in any given direction. The job of volcano gas scientists is to chase around and measure this shifting, transient gas claoud, which is not an easy task. Indeed, gas instruments do not work in certain weather conditions. They need the wind to be in the right direction and the right speed to make a useful measurement.

At Kilauea volcano, the dominant trade winds mean that near-surface winds blow from the northeast most of the year. For this reason, HVO’s permanent gas monitoring stations are positioned to the southwest (downwind) of Halemaʻumaʻu, the summit crater.

If the wind direction is reversed relative to normal trade winds (a condition called “Kona winds”), scientists have no easy way of measuring it because the wind is blowing the gas away from the permanent sensors. Similarly, if the wind is too slow (below about 4 m/s), then the plume can loft straight up and once again miss the sensors. Alternatively, if the wind is too strong then it effectively dilutes the plume, spreading it thin and making it difficult for the sensors to measure.

Another complication is that volcanoes do not always erupt from the same location. In the most recent eruption at Kilauea, fissures opened in the Upper Southwest Rift Zone, downwind of nearly the entire gas monitoring network. Only one instrument, a high-resolution station called HRPKE, was located near the eruptive vents, a few hundred meters to the west-northwest of the fissures. However, the winds were northerly that day and were blowing the thick eruptive plume to the south, away from HRPKE which di not record a wisp of gas until several hours into the eruption when the wind turned more easterly, finally blowing the plume to the station.

Effective gas measurements require an alignment of four things: wind direction, wind speed, sometimes daylight, and always luck. Volcano gas researchers at the USGS continue to develop new technologies to be more efficient and be able to inform the public about this volcanic hazard.

Source : HVO / USGS.

Islande : nouvelles de l’éruption // Iceland : news of the eruption

Dans une mise à jour publiée le 9 avril 2024, le Met Office indiquait que la déformation du sol dans le secteur de Svartsengi continuait d’augmenter, en même temps que l’on observait une diminution de l’intensité de l’éruption, confirmée par le tremor volcanique.

Image webcam de l’éruption le 13 avril 2024

 Tremor éruptif le 14 avril 2024 (Source: Icelandic Met Office)

Le soulèvement du sol à Svartsengi semble assez stable et n’a augmenté que très légèrement ces derniers jours.

Source: Met Office

Selon le Met Office, cette situation montre que la plus grande partie du magma s’accumule dans le réservoir situé sous Svartsengi, avec une pression qui provoque le soulèvement du sol. L’éruption se poursuit avec une connexion ouverte entre la zone d’accumulation du magma sous Svartsengi et la chaîne de cratères de Sundhnúkur. Une partie du magma continue de s’écouler vers la surface tandis que le reste s’accumule sous Svartsengi.

L’activité sismique dans le dyke près de Grindavíkreste très faible et se concentre entre Sýlingarfell et Stóra-Skógafell, avec une légère sismicité à l’ouest de Grindavík. L’activité sismique près du Fagradalsfjall, qui persiste depuis un mois, se poursuit et reste localisée à des profondeurs d’environ 6 à 7 km.
A noter qu’un essaim sismique avec un événement de M 3,3 a été enregistré le 13 avril dans la région de Krisuvik, avec son épicentre au niveau du lac Kleifarvatn, à une profondeur de 6 km. Le séisme a été bien ressenti jusque dans la région de Reykjavik et a été suivi de plusieurs répliques.

Des niveaux élevés de SO2 continuent d’être mesurés périodiquement autour du site éruptif et dans les zones habitées de la péninsule de Reykjanes. Les émissions de gaz provenant de l’éruption continueront probablement de générer une pollution sur la péninsule de Reykjanes. Il est conseillé à la population de surveiller la qualité de l’air et de s’informer sur les symptômes liés à la pollution atmosphérique provoquée par l’éruption.

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In an update released on April 9th, 2024, the Met Office indicated that ground deformation in the Svartsengi area continued to increase, coinciding with a decrease in the intensity of the volcanic eruption, also shown by the volcanic tremor.

Inflation at Svartsengi looks quite stable and has been increasing only very slightly in the past days.

According to the Met Office, this indicates that the majority of the magma flowing into the reservoir beneath Svartsengi is accumulating there, causing an increase in pressure and ground uplift. While the eruption continues, there remains an open connection between the magma accumulation area in Svartsengi and the Sundhnúkur crater row.A portion of the magma continues to flow to the surface whereas the rest accumulates beneath Svartsengi.

Seismic activity in the dike near Grindavík has remained very low and is focused between Sýlingarfell and Stóra-Skógafell, with slight seismicity in western Grindavík. Seismic activity near Fagradalsfjall, which has been persistent for the past month, is ongoing and remains localized at depths of about 6-7 km.

It should be noted that a seismic swarm with an event reaching M 3.3 was recorded on April 13th in the Krisuvik area, with the epicenter at Kleifarvatn lake, at a depth of 6 km. The earthquake was felt well in the capital area andwas followed by several aftershocks.

Periodically high levels of SO2 continue to be measured around the volcano and in settlements on the Reykjanes Peninsula. Gas emissions from the eruption will likely cause pollution on the Reykjanes Peninsula, and residents are advised to monitor air quality and familiarize themselves with symptoms related to air pollution from the eruption.