Étiquette : tephra

Les téphras du Kilauea (Hawaï) // Kilauea’s tephra (Hawaii)

Suite aux importantes retombées de téphras sur le sommet et les alentours du Kilauea lors de l’Épisode 41, et à l’évacuation des touristes hors de la zone affectée, l’Observatoire volcanologique d’Hawaï (HVO) a mis en ligne un nouvel outil permettant aux gens de partager leurs observations de manière plus systématique.
Baptisé « Des téphras tombent-ils ? » – Is tephra falling ?– cet outil a été emprunté à l’Observatoire volcanologique d’Alaska (AVO) en y apportant quelques modifications mineures pour tenir compte des conditions éruptives qui sont différentes à Hawaï.
À l’instar de l’outil de signalement des séismes « L’avez-vous ressenti ?» – Did you feel it ? – qui permet de cartographier les zones touchées par les secousses, « Des téphras tombent-ils ?» permet aux scientifiques de cartographier les zones affectées par les retombées des différents matériaux.
Le terme « téphra » désigne tout matériau projeté dans l’air par un volcan avant de se déposer au sol. La taille et la densité des téphras varient en fonction de leur vésicularité, c’est-à-dire de la quantité de bulles qu’ils contiennent. Il existe différents termes pour désigner les téphras. Cette classification permet aux scientifiques de cartographier les dépôts, comme ceux qui se forment lors des fontaines de lave du Kilauea. Les plus petites particules de téphra sont des cendres volcaniques ; elles mesurent moins de 2 millimètres. Les téphras de 2 à 64 millimètres sont appelés lapilli. Tout téphra de plus de 64 millimètres est appelé bombe ou bloc, selon qu’il s’agisse de lave récente ou de matériaux plus anciens. Les fontaines de lave donnent également naissance à un type particulier de téphra : de longs et fins filaments de verre volcanique appelés cheveux de Pélé, difficiles à classer par taille.

Source : USGS

L’outil en ligne utilisé en Alaska s’appelle « Is Ash Falling?» – Des cendres tombent-elles ? – car on observe essentiellement dans cet État des retombées de particules de la taille des cendres. En revanche, des téphras de la taille de bombes ont été observés dans les zones proches du sommet du Kilauea lors de l’Épisode 41, tandis que des particules de la taille des cendres sont retombées dans les secteurs plus éloignés. C’est pourquoi, à Hawaï, l’outil s’appelle « Is Tephra Falling? » (Des téphras tombent-ils ?). Les fragments de la taille des bombes qui sont tombés sur la zone sommitale étaient très légers et d’aspect mousseux car bien vacuolés.

Source: réseaux sociaux

Les différents types de téphras présentent un grand nombre de bulles car le dégazage de la lave contribue largement au processus de fontaines de lave. C’est ce qui, combiné à l’étroitesse des conduits des bouches éruptives nord et sud, permet la formation des hautes fontaines de lave. Comme aimait à le répéter le volcanologue français Haroun Tazieff, les gaz sont le moteur des éruptions.
La zone de retombée des téphras dépend de la dynamique des fontaines et des conditions de vent. Parmi les facteurs qui conditionnent la dynamique des fontaines, on peut citer la morphologie des deux bouches éruptives, la hauteur des fontaines et l’inclinaison des jets de lave. Les conditions de vent comprennent la vitesse et la direction du vent à différentes altitudes. À Hawaï, les alizés sont les vents dominants ; ils entraînent les panaches de gaz et de cendres vers l’ouest ou le sud-ouest. Ils étaient inexistants pendant l’Épisode 41, ce qui explique l’envahissement de la zone sommitale par les retombées de téphras.

Source : HVO.

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Following the intense fall of tephra on the summit and surroundings of Kilauea during Episode 41, with the evacuation of the affected area, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) has created a new online tool allows people to share their observations in a more systematic way.

Called “Is Tephra Falling?” the tool was borrowed from the Alaska Volcano Observatory, though the HVO made some small updates to reflect different volcanic conditions in Hawaii.

Like the “Did You Feel It?” earthquake reporting tool helps make maps of areas affected by shaking, “Is Tephra Falling?” helps scientists map areas affected by tephra fallout.

Tephra is a word that describes anything that erupted out of a volcano and traveled through the air before landing on the ground. Tephra can range in size and density related to the vesicularity, or bubble abundance.There are different names for certain size ranges, and special names for certain vesicularities. This characterization system helps scientist map deposits such as those being created during Kīlauea lava fountaining episodes. The smallest particles of tephra are volcanic ash; they are smaller than 2 millimeters. Tephra between 2 and 64 millimeters is called lapilli. Any tephra larger than 64 millimeters is called a bomb or block, depending on whether it is fresh lava or older material. Lava fountains also create a special type of tephra : long, thin strands of volcanic glass called Pele’s hair, which is difficult to classify by size. (see image above)

The online tool in Alaska is called “Is Ash Falling?” because communities there have mostly seen fallout of ash-sized particles. Up to bomb-size tephra fell in populated areas closer to Kīlauea’s summit during Episode 41, while ash-sized particles fell in communities farther away. That’s why in Hawaii the tool is called “Is Tephra Falling?” The bomb-sized pieces that fell on communities were very lightweight and frothy, and made up mostly of vesicles.

These types of tephra are full of bubbles because gas exsolving out of the lava is a large part of what is driving the lava fountaining process. This is what, in combination with the narrow conduits of the north and south vents, allows the tall lava fountains to form. Like late French volcanologist Haroun Tazieff liked to repeat, the gases are the motor of the eruptions.

Where the tephra lands depends on fountaining dynamics and wind conditions. Aspects of fountaining dynamics include whether both vents are fountaining, height of the fountains and whether the lava geysers are inclined. Wind condition aspects include wind speeds and directions at different levels in the atmosphere.In Hawaii, the trade winds are the prevailing winds; they carry plumes of gas and ash westward or southwestward. They were absent during Episode 41, which explains the tephra fallout that blanketed the summit area.

Source : HVO.

La cendre du Kilauea (suite) // Kilauea’s ash (continued)

Suite à l’épisode éruptif n° 41 du Kīlauea et aux importantes retombées de cendres qu’il a provoquées, toutes les routes situées à l’est du sommet du volcan (Crater Rim Drive East et Chain of Craters Road) sont fermées à la circulation des véhicules et des vélos en raison de l’épaisse couche de téphras qui les recouvre. Les sentiers du secteur est restent accessibles aux randonneurs. Les site d’observation du Kīlauea Overlook et d’Uēkahuna ont rouvert.
Le personnel du parc s’efforce de dégager les téphras et de rouvrir le plus de sites possible.
L’éruption a produit d’énormes quantités de téphras et de cendres qui ont recouvert le sommet du Kīlauea. Routes, sentiers, bâtiments et véhicules du parc ont été recouverts de lapilli, de cendres et de débris volcaniques. Les fontaines de lave de l’éruption ont atteint 480 mètres de hauteur et les vents faibles n’ont pu empêcher les matériaux de retomber sur la zone sommitale du volcan, au lieu de les repousser vers le sud-ouest, comme le font habituellement les alizés.

Image webcam de l’éruption

Source : Service des parcs nationaux.

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Following Kilauea’s eruptive episode 41 and the significant ashfall it caused, all roads on the east side of the volcano’s summit (Crater Rim Drive East and Chain of Craters Road) are closed to vehicles and bicycles due to heavy amounts of tephra on their surface. The east side trails are accessible on foot and open to hikers. Kīlauea Overlook and Uēkahuna have reopened.

Park staff are working to clear tephra and reopen as much as possible.

The eruption produced huge amounts of tephra and ash that blanketed the summit of Kīlauea. Park roads, trails, buildings, vehicles were coated in chunks of rock, ash and Pele’s hair. Fountain heights reached 480 meters and light winds caused the material to fall around the summit instead of being pushed to the southwest by the usual trade winds.

Source : National Park Service.

Le HVO et les épisodes éruptifs du Kilauea (Hawaï) // HVO and Kilauea’s eruptive episodes (Hawaii)

Les épisodes éruptifs avec leurs puissantes fontaines de lave dans le cratère de l’Halemaʻumaʻu, au coeur de la caldeira sommitale du Kilauea, ont débuté le 23 décembre 2024. Ces événements posent de nouveaux défis au personnel du HVO qui s’efforce de maintenir opérationnel le réseau de surveillance à proximité des deux bouches éruptives nord et sud.
L’Épisode 28 a fait jaillir de hautes fontaines de lave pouvant atteindre une hauteur d’environ 365 mètres. Une fois l’épisode terminé, les scientifiques du HVO ont chaussé des raquettes pour pouvoir se déplacer sur le site de l’éruption. À chaque pas, le sol crissait sous leurs pieds qui s’enfonçaient légèrement dans la couche de téphra, mais les raquettes les maintenaient à la surface.

Crédit photo: HVO

Les scientifiques portent des masques pour se protéger des poussières s’élevant des téphras déposés par les fontaines de lave. Sur la lèvre du cratère la plus proche des bouches éruptives, la couche de téphras atteint une épaisseur de 24 mètres. Les coulées de lave générées par les 28 épisodes éruptifs ont recouvert près de 3,5 km² du plancher du cratère de l’Halemaʻumaʻu, avec une épaisseur de 70 mètres par endroits.
Les instruments du HVO ont souffert des éruptions. Par exemple, la caméra B2 au fond du cratère a carrément fondu, mais son alimentation solaire a survécu et a été transportée par hélicoptère jusqu’à la lèvre sud pour alimenter la nouvelle caméra V3 qui fournit des images en direct. Plusieurs autres stations de surveillance, situées à bonne distance des bouches éruptives, mais ont tout de même été impactées par l’éruption.

Téphras sur les panneaux solaires (Crédit photo: HVO)

Les instruments de mesure des émission de SO2, qui permettent à l’Observatoire de suivre l’évolution de l’activité éruptive, sont menacés et pourraient vite ne plus être opérationnels. C’est pourquoi les scientifiques du HVO explorent d’autres méthodes pour garantir les mesures de ces émissions qui atteignent environ 1 200 à 1 500 tonnes par jour entre les épisodes éruptifs et jusqu’à 75 000 tonnes par jour pendant ces épisodes.
La zone au sud-ouest des bouches éruptives peut être difficile d’accès. Selon la direction du vent pendant les épisodes de fontaines de lave, d’importantes quantités de téphras peuvent recouvrir le paysage ainsi que la route d’accès au sud-ouest. Le personnel du HVO évalue la possibilité de visiter les sites où sont installés les instruments de de surveillance, en sachant que la sécurité du personnel est la priorité absolue. Une petite partie du réseau de surveillance du Kīlauea est affectée par l’éruption sommitale, mais l’Observatoire est toujours en mesure de contrôler correctement le volcan.

Je pense que nous pouvons remercier l’Observatoire pour la qualité des images fournies par les webcams. Elles permettent à des dizaines de milliers de personnes à travers le monde d’admirer le spectacle offert par les épisodes éruptifs et leurs spectaculaires fontaines de lave.
Source : USGS / HVO.

Image webcam de l’Épisode 28

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The high lava fountain episodes of the ongoing episodic eruption in Halemaʻumaʻu Crater, within the volcano’s summit caldera, that started on December 23rd, 2024, present the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) new challenges to maintaining parts of the Kīlauea summit monitoring network near the two eruptive vents.

Episode 28 triggered high lava fountains, reaching a maximum height of about 365 meters. When the episode was over, HVO scientists strapped on snowshoes as they prepared to work on the eruption site. With each step, the ground crunched and their feet sunk a little.

The scientists wore full-face respirators for protection from the tephra left by the lava fountains of the eruption. On the crater rim closest to the vents, the tephra is as thick as 24 meters. Lava flows fed by the 28 fountaining episodes have covered nearly 3.5 km2 of the Halemaʻumaʻu Crater floor, up to 70 meters thick in some areas.

HVO instruments suffered from the eruptions. For instance, the B2cam on the crater floor underwent a full melt down, but its solar power supply survived and was airlifted to the south rim to power the new V3 livestream camera. Several other monitoring stations are located farther away from the vents but still impacted by the eruption.

SO2 emission rates, which the observatory measures to help track eruptive activity, may no longer be operational because of the current eruption. HVO scientists are exploring other methods for obtaining SO2 emission rates.  They were measured at about 1,200 to 1,500 tonnes per day between the different eruptive episodes and up to 75,000 tonnes per day during the episodes.

The area southwest of the eruptive vents can be difficult to access. Depending on wind direction during fountaining episodes, more tephra can blanket the landscape and the access road to the southwest. HVO staff assess the feasibility of visiting monitoring sites after each eruptive episode, with staff safety being the primary priority. A small portion of the Kīlauea monitoring network is being impacted by the ongoing summit eruption, but the observatory is still able to adequately monitor the volcano.

I think we can thank the Observatory for the quality of the webcam images that allow tens of thousands of people around the world to enjoy the show offered by the eruptive episodes and their dramatic lava fountains.

Source : USGS / HVO.

Origine des dépôts de tephra sur la Grande Ile d’Hawaii // Origin of tephra deposits on Hawaii Big Island

Le Mauna Loa et le Kilauea sont les deux volcans les plus actifs de la Grande Ile d’Hawaï et leurs histoires éruptives se chevauchent. Ils sont situés à faible distance d’un de l’autre; leurs cratères sommitaux ne sont éloignés que d’environ 34 kilomètres.De plus, une partie du Kilauea s’est édifiée sur le flanc sud-est du Mauna Loa, le plus ancien des deux volcans.
Le Mauna Loa et le Kilauea produisent des coulées de lave qui peuvent parcourir plusieurs kilomètres depuis la source. De plus, ils émettent des panaches de tephra qui peut monter haut dans l’atmosphère et parcourir de longues distances en étant poussés par le vent. C’est pourquoi il peut parfois être difficile de déterminer quel volcan est responsable d’une coulée de lave ou d’un dépôt de tephra.
Connaître la source des matériaux émis, qu’il s’agisse du Mauna Loa ou du Kilauea, est important pour évaluer les risques volcaniques sur la Grande Ile d’Hawaï. Les géologues se tournent vers les événements du passé, qu’ils soient effusifs ou explosifs, pour comprendre la fréquence des éruptions volcaniques. Le calcul des intervalles de récurrence permet de déterminer la fréquence à laquelle des événements effusifs ou explosifs se produisent, et cela peut aider à prévoir quand ils sont susceptibles de se produire à l’avenir.
Par exemple, si les géologues observent un affleurement dans lequel six couches de tephra sont prises en sandwich entre une coulée de lave supérieure datée d’il y a 800 ans et une coulée de lave inférieure datée d’il y a 2 000 ans – donc avec une période de temps de 1 200 ans entre les deux coulées – ils peuvent conclure que l’intervalle de récurrence minimum serait de 200 ans (1 200 ans divisés par six éruptions explosives). Cela signifie qu’un événement éruptif explosif s’est produit, en moyenne, tous les 200 ans au cours de cette période de 1 200 ans. Si on sait qu’il y a six couches de tephra, mais si on ne sait pas si elles proviennent du Mauna Loa ou du Kilauea, il est difficile de comprendre à quelle fréquence les éruptions se sont produites à partir de chacun de ces volcans.
Par exemple, si une seule des couches de tephra provient du Mauna Loa, l’intervalle de récurrence minimum est de 240 ans pour le Kilauea et de plus de 1 200 ans pour le Mauna Loa. Mais si trois des couches de tephra proviennent du Mauna Loa, l’intervalle de récurrence minimum est de 400 ans pour le Kilauea et de 400 ans pour le Mauna Loa.
Afin de déterminer quel volcan a produit telle coulée ou tel couche de tephra, les géologues ont recours à plusieurs méthodes. Ils utilisent souvent une cartographie détaillée. En effet, une éruption explosive laisse généralement des dépôts plus épais près de la source et ils s’amincissent en s’éloignant de cette même source.
Les géologues peuvent également avoir recours à la géochimie pour déterminer si un produit éruptif particulier provient du Mauna Loa ou du Kilauea. Des études ont montré que les deux volcans ont des signatures géochimiques différentes. Par exemple, les laves du Mauna Loa contiennent généralement plus de silice (Si) et moins de calcium (Ca), de titane (Ti) et de potassium (K) à une teneur donnée en magnésium (Mg) que les laves du Kilauea.
Par ailleurs, les deux volcans et leurs prédécesseurs plus anciens ont généralement des concentrations d’éléments traces et des signatures isotopiques différentes. Les géochimies définissent deux familles différentes le long de l’archipel hawaiien. Sur la Grande Ile d’Hawaï, le Mauna Loa et le Hualalai forment une famille, tandis que le Kilauea, le Mauna Kea et le Kohala en forment une autre. On pense que les différences chimiques proviennent du panache du point chaud et démontrent que les systèmes magmatiques des deux volcans ne sont pas interconnectés.
Une nouvelle étude a appliqué ces différences chimiques entre le Mauna Loa et le Kilauea pour comprendre la source volcanique des couches dans un dépôt de tephra de deux mètres d’épaisseur sur le flanc sud-est du Mauna Loa. Le dépôt de tephra se trouve à environ 19 kilomètres au sud de Moku’āweoweo, la caldeira sommitale du Mauna Loa, et à 35 kilomètres au sud-ouest de l’Halema’uma’u, le cratère sommital du Kilauea. En raison de la variation des directions du vent, l’un ou l’autre des volcans pourrait potentiellement être la source du dépôt de tephra. Les premières analyses chimiques d’éclats de verre volcanique prélevés dans les couches de tephra laissent supposer que des tephra du Kilauea et du Mauna Loa sont présents sur le site. Les tephra de l’ancienne éruption du Keanakākoʻi et de celle du Kulanaokuaiki, émis par le Kilauea, semblent être présents, ainsi qu’au moins une couche de tephra en provenance du Mauna Loa.
Les nouvelles données ainsi obtenues seront importantes pour déterminer les calculs d’intervalle de récurrence pour les événements explosifs sur le Mauna Loa et le Kilauea et permettront aux scientifiques du HVO de fournir des évaluations des risques plus fiables pour la Grande Ile d’Hawaï.
Source : USGS, HVO.

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Mauna Loa and Kilauea are the two most active volcanoes on the Island of Hawaii, and they have overlapping eruption histories. They are located in close proximity, with their summit craters only about about 34 kilometers apart. In fact, part of Kilauea is built on the southeast flank of Mauna Loa, which is the older of the two volcanoes.

Both volcanoes produce lava flows that can travel many kilometers from the volcanic vent. Additionally, they produce tephra that can rise high into the atmosphere and travel long distances by wind. With this in mind, it can sometimes be difficult to determine which volcano is responsible for a specific lava flow or tephra layer.

Knowing the source of the erupted material, whether from Mauna Loa or Kilauea, is important for assessing volcanic hazards on Hawaii Big Island. Geologists look to past eruptions, both effusive and explosive, to understand the frequency of volcanic eruptions. Recurrence intervals can be calculated to determine how often effusive or explosive events occur, which can help forecast when they may occur in the future.

For example, if geologists observe an outcrop with six tephra layers sandwiched between an upper lava flow dated at 800 years ago and a lower lava flow dated at 2,000 years ago – a time period of 1,200 years preserved between the two flows – the minimum recurrence interval would be 200 years (1,200 years divided by six explosive eruptions). This means that an explosive eruptive event occurred, on average, every 200 years within that 1,200 year time period. If we know that there are six tephra layers, but we don’t know if they erupted from Mauna Loa or Kilauea, it is difficult to understand how often eruptions occurred from the individual volcanoes.

For example, if only one of the tephra layers were from Mauna Loa, the minimum recurrence interval would be 240 years for Kilauea and over 1,200 years for Mauna Loa. But if three of the tephra layers were from Mauna Loa, the minimum recurrence interval would be 400 years for Kilauea and 400 years for Mauna Loa.

In order to determine which volcano produced a certain flow or tephra, geologists resort to several methods. They often use detailed mapping. An explosive eruption, for example, will generally have thicker deposits near the source and thin out away from the source.

Geologists can also use geochemistry to determine if a particular eruptive product is from Mauna Loa or Kilauea. Studies have shown that the two volcanoes have different geochemical signatures. For example, Mauna Loa lavas generally have higher silica (Si) and lower calcium (Ca), titanium (Ti), and potassium (K) at a given magnesium (Mg) content than Kilauea lavas.

The two volcanoes and their older predecessors generally have different trace element concentrations and isotope signatures as well, with the geochemistries defining two different families along the island chain. On the Island of Hawaii, Mauna Loa and Hualalai form one family, while Kilauea, Mauna Kea, and Kohala form another. The chemical differences are thought to originate in the hotspot plume and demonstrate that the magma systems for the two volcanoes are not interconnected.

A new study is applying these geochemical differences between Mauna Loa and Kilauea to understand the volcanic source of individual layers within a two-meter-thick tephra exposure on the southeast flank of Mauna Loa. The exposure is located approximately 19 kilometers south of Moku‘āweoweo, the summit caldera of Mauna Loa, and 35 kilometers southwest of Halema’uma’u, the summit crater of Kilauea. Due to varying wind directions, either volcano could potentially be the source of the tephra.

Initial geochemistry obtained from fresh glass shards found in the tephra layers suggests that tephra from both Kilauea and Mauna Loa are present at the field site. Tephras from both the Keanakākoʻi Ash (circa 1500–1820 CE) and the Kulanaokuaiki Tephra (circa 400–1000 CE), which erupted from Kilauea, appear to be present, as well as at least one tephra layer from Mauna Loa.

The new data will be important for constraining recurrence interval calculations for explosive events on Mauna Loa and Kilauea and will help the USGS Hawaiian Volcano Observatory provide more robust hazard assessments for the Island of Hawaii.

Source : USGS, HVO.

Sommet du Mauna Loa (Crédit photo : USGS)

Caldeira sommitale du Mauna Loa (Photo : C. Grandpey)

Caldeira sommitale du Kilauea en 2006 (Photo: C. Grandpey)

Caldeita sommitale du Kilauea après l’éruption de 2018 (Crédit photo: HVO)