Glaciers et grottes de glace sur les volcans // Glaciers and ice caves on volcanoes

Alors que la plupart des glaciers dans le monde reculent en raison du réchauffement de la planète, quelques autres parviennent à se développer grâce à des conditions locales très particulières. L’un d’eux est apparu dans le cratère du Mont St Helens. Ce glacier – tout simplement baptisé Crater Glacier – est probablement l’un des plus jeunes au monde.
Les glaciers du Mont St Helens n’ont rien d’extraordinaire. Avant 1980, le volcan était un cône orné d’une douzaine de petits glaciers. La plupart d’entre eux ont été détruits ou ont fondu au cours de l’éruption de mai 1980.
L’ouverture en forme de fer à cheval laissée par l’éruption a fourni un refuge parfait pour héberger un petit glacier. Son orientation vers le nord a permis de protéger la neige du soleil. Une épaisse couche de débris volcaniques s’est accumulée sur le fond du cratère, fournissant un bon isolant contre la chaleur volcanique en dessous.

La glace a, par endroits, une épaisseur d’environ 190 mètres. Mesuré en ligne droite de la source jusqu’à son front, le glacier a environ 2 kilomètres de longueur. Il convient de noter que sa progression a ralenti considérablement en 2014 et il avait commencé à régresser quand je l’ai observé en 2015. L’accès est interdit à l’intégralité du cratère sauf aux personnes disposant de permis de recherche. Il convient en effet de protéger cet environnement fragile et dangereux où les pièges sont nombreux.

Les grottes de glace du Mt St Helens ont fait l’objet d’un intéressant reportage bien illustré dans le National Geographic.

https://www.nationalgeographic.fr/sciences/2020/05/plongee-dans-les-grottes-de-glace-du-mont-saint-helens?fbclid=IwAR1DGCYiff_Q0CcfBZZ-gaLt86aNdQTg0STtuBsFOyWq5vFCh76VvrhrOWM

On trouve des grottes de glace sur d’autres volcans comme le Mont Hood ou le Mont Rainier. Voir ma note du 6 février 2016 sur les grottes de cette montagne.

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2016/02/06/les-grottes-de-glace-du-mont-rainier-mount-rainier-ice-caves/

Il existe d’autres grottes sur la Mauna Loa (Hawaii) et sur l’Etna (Sicile). Je leur ai consacré une note le 9 janvier 2016 :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2016/01/09/les-grottes-de-glace-du-mauna-loa-hawaii-et-de-letna-sicile-ice-caves-on-mauna-loa-hawaii-and-mt-etna-sicily/

A côté de ces glaciers et de leurs grottes, il est bon de rappeler que l’on trouve des trous de glace très surprenants sur certains volcans éteints comme ceux de l’Auvergne, en particulier dans la cheire du Puy de Côme. Les adhérents de l’association L.A.V.E. pourront relire un article que j’ai écrit à leur sujet dans le n°48 de la revue LAVE. Il est intitulé « Les trous de glace de la cheire du Puy de Côme. » La formation de ces caractéristiques géologiques est très bien expliquée et illustrée sur ce site web :

https://planet-terre.ens-lyon.fr/image-de-la-semaine/Img357-2011-06-27.xml

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While most of the world’s glaciers are retreating due to global warming, a few others are able to develop due to very specific local conditions. One of them appeared in the crater of Mount St Helens. This glacier – simply called Crater Glacier – is probably one of the youngest in the world.
The glaciers of Mount St Helens are nothing extraordinary. Before 1980, the volcano was a cone covered with a dozen small glaciers. Most of them were destroyed or melted down during the May 1980 eruption.
The horseshoe-shaped opening left by the eruption provided a perfect refuge for a small glacier. Its northward orientation made it possible to protect the snow from the sun. A thick layer of volcanic debris accumulated on the bottom of the crater, providing good insulation against the volcanic heat below.
The ice is, in places, about 190 metres thick. Measured in a straight line from the source to its front, the glacier is about 2 kilometres in length. It should be noted that its progress slowed down considerably in 2014 and it had started to retreat when I observed it in 2015. Access is prohibited to the entire crater except for people with research permits. It is indeed necessary to protect this fragile and dangerous environment where traps are numerous.
The ice caves of Mt St Helens have been the subject of an interesting report well illustrated in National Geographic.
https://www.nationalgeographic.fr/sciences/2020/05/plongee-dans-les-grottes-de-glace-du-mont-saint-helens?fbclid=IwAR1DGCYiff_Q0CcfBZZ-gaLt86aNdQTg0STtuBsFOyWq5vFCh76VvrhrOW

Ice caves are found on other volcanoes such as Mt Hood or Mount Rainier in the United States. See my post of 6 February 2016 about the caves on this mountain:

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2016/02/06/les-grottes-de-glace-du-mont-rainier-mount-rainier-ice-caves/

More caves can be visited on Mauna Loa (Hawaii) and Mount Etna (Sicily). I wrote a post about them on 9 January 2016:

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2016/01/09/les-grottes-de-glace-du-mauna-loa-hawaii-et-de-letna-sicile-ice-caves-on-mauna-loa-hawaii-and-mt-etna-sicily/

Beside these glaciers and their caves, it is worth remembering that there are very surprising ice holes on some extinct volcanoes like those of Auvergne, in particular in the cheire of Puy de Côme. Members of the L.A.V.E. association can reread an article I wrote (in French) about them in issue # 48 of the LAVE review. It is entitled « Les trous de glace de la cheire du Puy de Côme. »
The formation of these ice holes is very well explained and illustrated on this website:
https://planet-terre.ens-lyon.fr/image-de-la-semaine/Img357-2011-06-27.xml

Le « Crater Glacier » du St Helens en 2008 et 2015 (Photos : C. Grandpey)

Plusieurs glaciers ornent le sommet du Mt Rainier (Photo : C. Grandpey)

Stalactites de glace sur l’Etna (Photo : C. Grandpey)

18 mai 1980, le jour où le Mont St Helens a explosé (1ère partie) // May 18th, 1980, the day when Mount St Helens exploded (part 1)

Avril 1980, les jours d’avant.

Le 18 mai 2020 marquera le 40ème anniversaire de l’éruption cataclysmale du Mont St Helens en mai 1980. Dans un article récent, l’US Geological Survey (USGS) explique le travail effectué par les volcanologues américains pendant les jours qui ont précédé l’événement.
Il y a quarante ans, aucun scientifique de l’USGS n’était formé à la surveillance de tous les types de volcans actifs. Le travail se limitait à l’observation des éruptions du Kilauea et du Mauna Loa à Hawaï; et les volcanologues n’avaient jamais étudié sur le terrain les volcans composites qui s’alignent le long de la Chaîne des Cascades. De plus, les instruments n’étaient pas aussi performants que ceux utilisés aujourd’hui. Les ordinateurs n’étaient pas répandus et les observations par satellite se comptaient sur les doigts de la main.
Début avril, un renflement avait été observé sur le flanc nord du Mont St Helens ; les glaciers se fracturaient sous sa poussée et un cratère s’était formé à l’arrière de cette bosse qui gonflait en direction du nord. Le phénomène était inquiétant, mais les scientifiques ne savaient pas s’il s’agissait d’un événement superficiel ou le signe d’une déformation plus profonde et plus grande ampleur qui pourrait se développer au-delà du volcan.

Crédit photo: USGS

Pour répondre à cette question, le personnel de l’USGS sur le terrain au mois d’avril 1980 a utilisé le Spirit Lake, alors encore recouvert de glace au nord du volcan, comme inclinomètre à liquide. Les scientifiques ont cloué des repères en bois sur des souches d’arbres ou des embarcadères autour du lac. Grâce à des rotations d’hélicoptères, ils ont relevé les niveaux d’eau sur six sites pendant environ 20 minutes et calculé les différences. La répétition des mesures jusqu’à la fonte de la glace à la mi-avril n’a montré aucune variation significative de niveau.

Vue du Spirit Lake avec le Mont St Helens à l’arrière-plan (Photo: C. Grandpey)

Les scientifiques ont alors commencé à se concentrer les mesures de déformation sur le renflement apparu sur le versant nord du Mont St Helens. La surface plane du parking du terrain de camping Timberline, situé juste au nord-est du renflement, était parfaite pour mesurer l’inflation, en utilisant une méthode mise au point par le HVO à Hawaii. Des clous ont été enfoncés dans la chaussée aux extrémités d’un triangle d’environ 10 m de côté. Ils ont servi de points de repères pour déterminer les variations d’élévation relatives. Des mesures répétées, souvent pendant des tempêtes de neige, ont révélé les variations d’élévation du sol. Sept relevés entre le 30 mars et le 30 avril ont montré une inclinaison globale environ 2 microradians par jour à bonne distance du renflement. Cette petite variation d’inclinaison était une preuve supplémentaire que la déformation était concentrée sur le renflement proprement dit.

Mesure du tilt (inclinaison) au parking du camping de Timberline (Crédit photo: USGS)

D’importantes inclinaisons de plusieurs dizaines de microradians pendant seulement quelques minutes se superposaient à l’inclinaison globale. Le parking oscillait d’avant en arrière, probablement sous l’effet du mouvement saccadé du renflement sur le flanc du volcan. Pour fournir des données d’inclinaison en continu, des inclinomètres électroniques ont été installés fin avril. Cependant, des problèmes techniques et l’instabilité du sol à cause du dégel ont limité leur utilisation.
Il devenait évident qu’un télémètre électronique – Electronic Distance Meter (EDM) – était indispensable pour mesurer le renflement sur le flanc du volcan. Les EDM performants étaient coûteux et difficilement disponibles à cette époque. Un tel instrument était disponible à la Smithsonian Institution et un prêt a été conclu. Les mesures ont commencé le 20 avril 1980.
Les mesures EDM ne sont pas simples. Un EDM suppose l’installation d’une cible qui réfléchit un rayon laser vers l’instrument.

Normalement, des prismes en verre coûteux sont utilisés, mais tout ce qui devait être installé sur le renflement devait être bon marché. L’USGS a opté pour des réflecteurs routiers en plastique qui ont été vissés sur une planche qui a été ensuite boulonnée sur un panneau en acier enfoncé dans le sol à des emplacements situés sur et  près du renflement, et accessibles par hélicoptère. A l’aide de ces cibles de fortune, de l’EDM et d’un théodolite optique à l’ancienne, les scientifiques de l’USGS ont pu mesurer la progression du renflement qui atteignait jusqu’à 1,5 m par jour. Ils ont pu aussi définir les limites du renflement et obtenir des données fiables.
Source: USGS.

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April 1980, the days before the event.

May 18th, 2020 will mark the 40th anniversary of the powerful Mt St Helens eruption in May 1980. In a recent article, the U.S. Geological Survey (USGS) explains the work they had to do during the days that preceded the event.

Forty years ago, no scientists in the USGS and academia were adept at monitoring all types of active volcanoes. Their expertise came from the observations of eruptions on Kilauea and Mauna Loa in Hawaii; they had never worked on the steep composite volcanoes that dominate the Cascade Range. Equipment was remedial by today’s standards, computers were not in general use, and satellite observations were limited.

By early April, a growing bulge had appeared high on the north flank of the volcano (see image above), cracking glaciers and leaving a crater behind as it moved northward. This phenomenon was alarming, but scientists did not know whether it was a shallow feature or only the tip of deeper, larger deformation that might reach beyond the volcano.

To answer this question, USGS staff in April used ice-covered Spirit Lake (see image above) north of the volcano as a large liquid tiltmeter. They nailed wooden yardsticks to tree stumps or dock piers around the lakeshore where open water was present. Using helicopter hops, they read water levels at six sites in about 20 minutes and calculated their differences. Repeat measurements until the ice melted in mid-April showed no change.

The scientists could thus focus deformation measurements on the bulge itself. The flat parking lot at Timberline campground just northeast of the bulge was perfect for measuring tilt, using a method developed at HVO (see photo above). They drove nails into the pavement at the tips of a triangle about 10 m on a side and leveling determined their relative elevations. Repeated leveling, often during snowstorms, found changes in elevation caused by tilting ground. Seven levelings (March 30th – April 30th) showed an overall tilt away from the bulge at about 2 microradians per day. This small tilt was further evidence that deformation was concentrated in the bulge itself.

Huge tilts of tens of microradians lasting only a few minutes were superimposed on the overall tilt. The parking lot was swaying back and forth, probably because of jerky movement of the bulge itself. To provide continuous tilt data, electronic platform tiltmeters were installed in nearby areas in late April. However, instrument problems and sites made unstable by thawing ground limited their use.

It became clear that there was the need for an electronic distance meter (EDM) to make measurements of the bulge itself. Powerful EDMs were expensive and not readily available. An instrument was located at the Smithsonian Institution and a loan was arranged. Measurements began on April 20th, 1980. EDM measurements were not straightforward. An EDM requires a target that reflects a laser back to the instrument (see principle above). Normally, costly glass prisms were used, but anything on the bulge had to be cheap. HVO opted for plastic highway reflectors that were screwed to a board which was bolted onto a steel signpost driven into the ground at helicopter-accessible sites on and near the bulge. These makeshift targets, the loaned EDM, and an old-fashioned optical theodolite allowed USGS scientists to measure bulge movement of up to 1.5 m per day, define the limits of the bulge, and otherwise obtain reliable data.

Source : USGS.

Le Mont St Helens à Portland (Oregon)

Si vous avez la chance de vous trouver à Portland (Oregon) entre le 8 février et le 17 mai 2020, je vous conseille de vous rendre à l’Art Museum, le musée d’art de la ville. Vous pourrez y admirer une exposition consacrée au Mont St Helens, à l’occasion des 40 ans de l’éruption de 1980.

Des œuvres artistiques (peintures, photographies) illustrent chacune à leur façon la beauté de cet événement. L’exposition permet aussi de voir des objets plus fonctionnels fabriqués en basalte et obsidienne par les Indiens d’Amérique avant l’éruption.

Le texte qui accompagne la présentation de l’exposition est fort intéressant:
https://portlandartmuseum.org/exhibitions/volcano/

I f you happen to stay in Portland, Oregon between February 8th and May 17th, 2020, I advise you to visit the city’s Art Museum. You will admire an exhibition dedicated to Mount St Helens, on the occasion of the 40th anniversary of the 1980 eruption.
Artistic works (paintings, photographs) each illustrate in their own way the beauty of this event. The exhibit also shows more functional objects made of basalt and obsidian by American Indians before the eruption.
The text accompanying the presentation of the exhibition is very interesting:
https://portlandartmuseum.org/exhibitions/volcano/

L’éruption de 1980 (Source: Wikipedia)

Le Mt St Helens aujourd’hui (Photo: C. Grandpey)

Les volcans des Cascades (Etats-Unis) sont sous-équipés // Cascade Range volcanoes (United States) are under-monitored

Ce n’est pas une nouveauté : on sait depuis longtemps que Donald Trump se moque éperdument de tout ce qui a trait à la Nature et il a toujours exprimé des doutes sur le changement climatique.

En ce qui concerne les volcans, les scientifiques américains attirent depuis longtemps l’attention du public et du gouvernement sur le sous-équipement de certains volcans de la Chaîne des Cascades dont les éruptions pourraient avoir des conséquences désastreuses pour les localités situées à proximité. Les sismologues de la région viennent de nouveau lancer un appel pour que la situation change ; ils affirment une fois de plus que la plupart des volcans du nord-ouest du Pacifique sont très mal surveillés. Cela fait suite à un récent rapport paru dans le New York Times où l’on peut lire que les États-Unis négligent beaucoup trop les volcans les plus dangereux du pays.
Les scientifiques expliquent qu’une éruption comme celle du Mont St Helens en 1980 est susceptible de se produire de notre vivant. Cinq volcans sont prioritaires dans la Chaîne des Cascades, à l’intérieur de l’Etat de Washington: le Mont Baker, Glacier Peak, le Mont. Rainier, le Mont Adams et le Mont St. Helens. Le Mont Hood, dans l’Oregon, constitue lui aussi une menace imminente pour les localité des environs.
On ne sait pas prévoir les séismes, mais les scientifiques peuvent fournir des indications et prévenir lorsqu’un volcan est sur le point d’entrer en éruption, même si la prévision volcanique parfaite n’est pas pour demain.
Il existe un nombre suffisant de stations de surveillance sur le Mont St. Helens, mais beaucoup moins sur les autres volcans de l’Etat de Washington. Ainsi, il n’y a qu’une station sur Glacier Peak. Le directeur du Pacific Northwest Seismic Network (réseau sismique du Pacifique nord-ouest)  a déclaré avoir besoin de 12 à 20 systèmes de surveillance sur plusieurs volcans dangereux, tels que le Mont. Rainier.
En mars 2019, le Congrès a adopté une loi débloquant 55 millions de dollars pour garantir un meilleur suivi des volcans à l’échelle nationale. Le problème, c’est que le gouvernement n’a pas encore distribué tout cet argent.
Des plans sont en train d’être établis pour déterminer comment on pourra mettre en place l’ensemble de ces nouveaux dispositifs de surveillance si l’argent est alloué en 2020. Néanmoins, même si le Congrès octroie de l’argent pour installer de nouvelles stations sur les volcans, il faudra des années pour se débarrasser de toutes les formalités administratives nécessaires pour obtenir l’autorisation d’installer ces stations sur des terres protégées par les lois sur l’environnement.
Source: The Seattle Times.

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En complément de cette note, j’ai lu que l’Observatoire Volcanologique de la Chaîne des Cascades, géré par l’USGS, venait d’installer trois nouvelles stations de surveillance sur les flancs du Mont Hood.
Ces stations amélioreront la capacité des scientifiques à détecter tout changement dans l’activité sismique, la déformation du sol ou les émissions de gaz susceptibles de signaler une augmentation de l’activité volcanique et donc un danger pour les personnes et les biens.
Les nouveaux sites de surveillance du Mont Hood comprennent trois ensembles de stations sismiques et GPS situées à moins de 4 kilomètres du sommet. Une station de mesure en continu des gaz volcaniques au sol sera installée ultérieurement. Ces stations auront un impact minimal sur l’environnement. Elles sont situées à l’écart des sentiers et peintes pour se fondre dans l’environnement.
Des informations sur l’historique des éruptions du Mont Hood et les dangers qui s’y rapportent sont disponibles à l’adresse : https://volcanoes.usgs.gov/volcanoes/mount_hood/mount_hood_geo_hist_93.html.

Les données de surveillance des stations de surveillance du Mont Hood sont disponibles à l’adresse :

https://volcanoes.usgs.gov/volcanoes/mount_hood/monitoring_map.html.

Source: USGS.

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It has been known for a long time. Donald Trump does not care a straw about Nature and has long expressed his doubts about climate change. As far as volcanoes are concerned, US scientists have alerted for a long time to the under equipment of some of the Cascade Range volcanoes whose eruptions might have disastrous consequences for nearby communities. Local seismologists have again been calling for change, saying most volcanoes in the Pacific Northwest are severely under-monitored. This comes after a recent report from the New York Times that said that the U.S. is doing a poor job of tracking the country’s most dangerous volcanoes.

Scientists say another eruption, like Mt. Saint Helen’s blast in 1980 might happen in our lifetime. There are five major volcanoes in the Washington Cascade Range: Mt. Baker, Glacier Peak, Mt. Rainier, Mt. Adams and Mount St. Helens. Mt. Hood in Oregon is also a looming threat to the surrounding communities.

Earthquakes which are currently totally impossible to predict, but scientists can give some advance notice when a volcano is about to erupt, although perfect volcanic prevision is still far ahead.

There is an adequate number of monitoring stations on Mount St. Helens, but far fewer for the other Washington volcanoes. In fact, there is just one station on Glacier Peak. The Director of the Pacific Northwest Seismic Network says they need 12-20 tracking devices on many of the dangerous volcanoes like Mt. Rainier.

Congress passed an act in March 2019 that authorized 55 million dollars with the aim of ensuring volcanoes are better tracked nationwide. However, the government has not invested all of that money yet.

Plans are being made right now to determine how to implement all of these new monitoring devices if the money happened to be allotted in 2020. Even still, if Congress grants the money to build more monitoring stations on volcanoes, it will take years to get through all the red tape to get approval to put these stations on protected wilderness land.

Source: The Seattle Times.

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As a complement to this post, I have read that the USGS Cascades Volcano Observatory has just installed three new volcano monitoring stations on the flanks of Mount Hood.

These stations will improve the ability scientists to detect any changes in earthquake activity, ground deformation or volcanic gas emissions that may signal an increase in volcanic activity and a subsequent danger to people and property.

The new Mount Hood monitoring sites will consist of three sets of co-located seismic and GPS stations situated within 4 kilometres of the summit. One ground-based continuous volcanic gas monitoring station will be installed at a later date. The stations will be constructed with minimal impact on the environment: they will be located away from trails and painted to blend in with the surroundings.

Information about Mount Hood’s eruption history and hazards is available at https://volcanoes.usgs.gov/volcanoes/mount_hood/mount_hood_geo_hist_93.html.

Monitoring data from Mount Hood stations is available either at   https://volcanoes.usgs.gov/volcanoes/mount_hood/monitoring_map.html

Source : USGS.

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Voici des images des volcans prioritaires dans la Chaîne des Cascades:

Mont Baker

Glacier Peak

Mont Rainier

Mont Adams

Mont St Helens

Mont Hood

(Photos: C. Grandpey)