Étiquette : undersea volcanoes

Cartographie des volcans sous-marins dans le sud-est asiatique // Mapping undersea volcanoes in Southeast Asia

J’ai souvent écrit sur ce blog que nous connaissons mieux la surface de la planète Mars que les profondeurs de nos propres océans. Cela est confirmé en volcanologie puisque la plupart des volcans sous-marins n’ont jamais été explorés, et encore moins étudiés.
De nombreux volcans sous-marins sont situés à proximité de zones de formation de plaques tectoniques. On estime que les volcans qui sont nés sur ces dorsales médio-océaniques représentent à eux seuls 75 % de la production de magma sur Terre. Bien que la plupart des volcans sous-marins soient situés à grande profondeur dans les mers et les océans, certains existent également dans des eaux peu profondes. Ils peuvent rejeter des matériaux très haut dans l’atmosphère lors d’une puissante éruption comme on a pu le voir lors de celle du Hunga Tonga Hunga Ha’apai en 2022.
On peut lire sur Wikipédia que le nombre de volcans sous-marins sur Terre est estimé à plus d’un million, dont environ 75 000 s’élèvent à plus de 1 000 mètres au-dessus du plancher océanique. Seuls 119 de ces volcans sous-marins sont connus pour être entrés en éruption au cours des 11 700 dernières années.

Les scientifiques de l’Observatoire de la Terre de Singapour (EOS) ont collecté un ensemble de données pour la région SEATANI – Asie du Sud-Est, Taïwan et îles Andaman et Nicobar. Ils ont compilé les données de 466 volcans sous-marins, en évaluant le potentiel de danger au niveau régional. Cela servira de point de départ pour de futures études.

L’étude a été motivée par l’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai en 2022, qui a illustré les dégâts majeurs que peuvent causer les volcans sous-marins. Les chercheurs voulaient déterminer les menaces potentielles que ces volcans pourraient faire peser sur Singapour et ses environs. Il ressort de l’étude que Taïwan présente le potentiel de danger et d’exposition le plus élevé parmi les régions étudiées, avec une menace considérable pour des secteurs comme les câbles de communication et le trafic maritime.
Les auteurs de l’étude ont utilisé une approche régionale globale plutôt qu’individuelle des volcans sous-marins pour évaluer le risque pour les pays d’Asie du Sud-Est et ils ont compilé une liste de plus de 450 volcans sous-marins dans les eaux de l’Asie du Sud-Est, de Taïwan et des îles Andaman et Nicobar (SEATANI). Les chercheurs ont utilisé des ensembles de données publiés sur les volcans sous-marins dans le monde ainsi que des données bathymétriques qui révèlent la topographie des fonds marins et les caractéristiques des volcans. Ils ont ensuite classé ces volcans pour comprendre à quel point ils peuvent être dangereux.
Les résultats montrent qu’il existe plusieurs volcans sous-marins potentiellement dangereux dans cette région du globe. Taïwan présente le risque et le potentiel d’exposition les plus élevés, tandis que les Philippines, l’Indonésie et le Vietnam ont un potentiel d’exposition relativement élevé pour les câbles de communication sous-marins et la densité du trafic maritime. Singapour peut également être menacé car ces câbles font des milliers de kilomètres de long, et Singapour possède certains des principaux câbles sous-marins et sites d’atterrissage d’Asie du Sud-Est.
Dans le nord de la mer de Chine méridionale, un volcan particulièrement inquiétant a pour nom KW-23612. Ce volcan endormi possède une caldeira de 7 km de large, signe évident qu’il a connu une éruption cataclysmale et qu’il possède un potentiel d’activité explosive future. Sa caldeira est deux fois plus grande que celle du Hunga Tonga et du Pinatubo et elle est particulièrement menaçante en raison de sa proximité avec la surface de la mer, à seulement 200 m de profondeur. Selon les simulations, une éruption de ce volcan provoquerait des vagues de tsunami qui recouvriraient les plages de Singapour. Bien que les vagues ne mesureraient que quelques centimètres de haut, elles pourraient affecter considérablement la circulation des bateaux, les plages et même provoquer des inondations côtières.
Les résultats de l’étude ont également mis en évidence la nécessité d’une surveillance et d’une préparation proactives. Bien qu’aucune éruption spécifique ne soit prévue dans un avenir proche ou lointain, l’étude montre la nécessité d’une exploration et d’une évaluation plus poussées de ces volcans submergés.
Source : The Watchers.

 

Carte montrant la zone étudiée par les scientifiques de l’EOS. On peut y voir l’emplacement des volcans sous-marins et des principales failles (Source : les auteurs de l’étude pour la European Geosciences Union – EGU).

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I have often written on this blog that we know the surface of Mars better than the depths of our own oceans. This is confirmed in volcanology as most undersea volcanoes have never been explored, let alone studied.

Many submarine volcanoes are located near areas of tectonic plate formation. The volcanoes at these mid-ocean ridges alone are estimated to account for 75% of the magma output on Earth. Although most submarine volcanoes are located in the depths of seas and oceans, some also exist in shallow water, and these can discharge material into the atmosphere during an eruption as could be seen during the Hunga Tonga Hunga Ha’apai eruption in 2022.

One can read on Wikipedia that the total number of submarine volcanoes is estimated to be over one million, with about 75,000 rising more than 1,000 meters above the seabed. Only 119 submarine volcanoes in Earth’s oceans and seas are known to have erupted during the last 11,700 years.

A new SEATANI – Southeast Asia, Taiwan, and Andaman and Nicobar Islands – dataset made by Earth Observatory of Singapore (EOS) has compiled 466 seamounts, assessing hazard and exposure potential on a regional level for future studies. The study was spurred by the 2022 Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruption, which illustrated the devastation that underwater volcanoes may cause. Researchers wanted to determine the potential threats that these undersea volcanoes could cause to Singapore and the surrounding area. Taiwan was identified as having the highest hazard and exposure potential among the studied regions, significantly affecting assets like communication cables and ship traffic.

The authors used a regional approach rather than only looking at specific seamounts to assess the combined hazard of all seamounts on Southeast Asian countries and compiled a list of over 450 submarine volcanoes in the waters of Southeast Asia, Taiwan, and Andaman and Nicobar Islands (SEATANI). The researchers used published datasets of global undersea volcanoes and bathymetry data, which reveal the topography of seafloors and characteristics of the volcanoes, and they classified these volcanoes to understand how hazardous they could be.

The results show that there are several potentially hazardous seamounts in this region. Taiwan has the highest hazard and exposure potential, while the Philippines, Indonesia, and Vietnam have relatively high exposure potential for submarine communication cables and ship traffic density. Singapore can be affected too because these cables are thousands of kilometers long, and Singapore has some of the main subsea cables and landing sites in Southeast Asia.

In the northern South China Sea, a particularly worrying volcano called KW-23612 was identified. This dormant volcano has a 7 km wide caldera, a clear sign of a previous catastrophic eruption and the potential for future explosive activity. This caldera is twice as big as the Tonga Volcano and Mount Pinatubo and is particularly important because of its vicinity to the sea surface, being only 200 m deep. According to simulations, an eruption from this volcano would cause tsunami waves to flood the beaches of Singapore. Although the waves will only be a few centimeters high, they can significantly affect boat traffic, beach areas, and even cause coastal flooding

The research findings also raised awareness of the need for proactive monitoring and preparedness.

While no specific eruptions are foreseen in the near or distant future, the study shows the need for further exploration and assessment of these submerged volcanoes.

Source : The Watchers.

Des volcans sous-marins potentiellement actifs découverts au large de la Sicile // Potentially active underwater volcanoes discovered off Sicily

Au cours d’une expédition de plusieurs semaines en haute mer, une équipe internationale de chercheurs de plusieurs universités ont découvert trois volcans sous-marins au large de la côte sud-ouest de la Sicile. Pour le moment, on ne peut pas dire s’ils sont actifs.
Selon les scientifiques, les volcans nouvellement découverts mesurent au moins 6 km de large et s’élèvent à plus de 150 mètres au-dessus des fonds marins. Ils viennent s’ajouter à une série d’autres cônes volcaniques découverts en 2019 par l’Institut national d’océanographie et de géophysique expérimentale dans la zone située entre Mazara del Vallo et Sciacca. (voir ma note du 5 août 2019 décrivant cette expédition).
Cette dernière découverte de volcans sous-marins est importante car elle met en lumière des fonds marins jusque là inexplorés. La Méditerranée est sillonnée par des bateaux depuis des millénaires, mais nous savons très peu de choses sur ses profondeurs. Comme je l’ai écrit à maintes reprises, nous connaissons mieux la surface de la planète Mars que les profondeurs de nos propres océans.
L’expédition scientifique a été menée à bord du navire allemand Meteor et s’est terminée par l’exploration de fonds marins jamais visités jusque-là le long du Canal de Sicile. Elle a permis aux chercheurs de collecter des échantillons de roche, notamment à partir de dépôts de lave, qu’ils analyseront dans les prochains mois.
Les membres de l’expédition ont remarqué la présence d’une activité hydrothermale dans la région mais il est encore trop tôt pour savoir si ces volcans sont actifs. Les chercheurs doivent analyser les roches et interpréter les profils sismiques à haute résolution acquis autour de ces volcans.
Au cours de l’expédition, les chercheurs ont également découvert l’épave d’un navire à une profondeur de 110 mètres sur la Banco Senza Nome, une plateforme à mi-chemin entre l’île volcanique de Linosa et la Sicile. Il est encore impossible de dire de quelle époque elle date.
Bien que les éruptions sous-marines passent souvent inaperçues, la majorité des volcans se trouvent sous l’eau et ils sont à l’origine de 80% de l’activité volcanique dans le monde. Dans le passé, les volcans sous-marins de cette région spécifique de l’Italie sont e très à un certain moment en éruption, avec l’apparition éphémère d’ilôts qui ont disparu dans la mer peu de temps après.
C’est ce qui s’est passé le 18 juillet 1831, à quelques kilomètres de la dernière découverte. Une île volcanique a percé la surface de la Méditerranée, à environ 50 km de la ville de Sciacca. Peu de temps après, le Capitaine Sir Humphrey Le Fleming Senhouse a conduit un groupe de marins britanniques au sommet de la nouvelle île et lui a donné le nom du premier lord de l’amirauté, Sir James Robert George Graham. Le roi des Deux-Siciles, Ferdinand II, furieux de voir lui échapper une base potentiellement stratégique, a envoyé un navire de guerre pour remplacer le drapeau britannique. Un groupe français a également débarqué et a nommé l’île Giulia. Cependant, la dispute pour s’accaparer l’île a pris fin en quelques mois. En décembre 1831, l’île que les Siciliens avaient baptisée Isola Ferdinandea, en l’honneur de Ferdinand II, disparut de la surface de la mer. En novembre 2000, des plongeurs siciliens ont planté un drapeau sur ce volcan sous-marin bouillonnant pour contrecarrer toute revendication de souveraineté britannique s’il refait surface. Une plaque a été descendue et apposé sur l’édifice sous-marin ; on peut y lire: « L’île sera toujours sicilienne ».
Source : The Guardian.

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During a several week-deepsea expedition, researchers from several universities around the world have discovered three underwater volcanoes off Sicily’s south-west coast. For the moment, they cannot say whether they are active.

According to scientists, the newly discovered volcanoes are at least 6 km wide and rise more than 150 metres above the surrounding seabed. They join a series of other volcanic cones discovered in 2019 by the National Institute of Oceanography and Experimental Geophysics in the area between Mazara del Vallo and Sciacca. (see my post of August 5th, 2019 describing this expedition)

This discovery on new undersea volcanoes is important because it sheds light on unexplored seabed. The Mediterranean has been navigated for millennia, yet, surprisingly, we know very little about its seabed. As I have put it many times, we know the surface of Mars better than the depths of our own oceans.

The campaign was conducted onboard the German vessel Meteor and ended with the scanning of previously unexplored seabed along the Sicily Channel. It allowed researchers to collect rock samples, including lava deposits, to be analysed in the coming months.

The members of the expedition have noticed hydrothermal activity in the area but it is still early to understand if these volcanoes are active. They must first analyse their rocks and interpret the high-resolution seismic profiles acquired around them.

During the expedition, researchers also discovered the wreck of a ship at a depth of 110 metres on the so-called Nameless Bank (Banco Senza Nome) about halfway between the volcanic island of Linosa and Sicily. It is still impossible to establish when it dates back.

Though undersea eruptions often go unnoticed, the largest number of volcanoes are believed to be underwater, and they are the source of 80% of volcanic activity around the world. In the past, submarine volcanoes in that specific area of Italy erupted once with the appearance of small islands which disappeared into the sea shortly afterwards.

This is what happened on July 18th, 1831, a few kilometers from the recent discovery. A volcanic island broke the surface of the Mediterranean, about 50 km off the town of Sciacca. Soon after, Captain Sir Humphrey Le Fleming Senhouse led a British naval party to the summit of the new island and named it after the first lord of the admiralty, Sir James Robert George Graham. The king of the Two Sicilies, Ferdinand II, was furious at losing a potentially strategic base and sent a warship to replace the union flag. A French party also landed and named it Giulia. However, the controversy ended in a few months. By December 1831, the island called by Sicilians Isola Ferdinandea, in honour of Ferdinand II, had disappeared. In November 2000, Sicilian divers planted a flag on this bubbling underwater volcano to thwart any claims of British sovereignty should it resurface. A plaque was lowered into the waves. It reads: “It will always be Sicilian.” My posts of August 5th, 2019 gives more details about the story of Isola Ferdinandea.

Source : The Guardian.

Illustration de Ferdinandea en éruption en 1831.

Surveillance des volcans sous-marins // Monitoring of underwater volcanoes

Comme je l’ai écrit précédemment, l’éruption du 15 janvier 2022 du volcan sous-marin Hunga Tonga-Ha’apai a été exceptionnelle par sa puissance et son intensité. Aujourd’hui, les scientifiques réalisent qu’elle aura des répercussions pour les centaines de volcans sous-marins qui parsèment les océans de la Terre. Un volcanologue néo-zélandais a déclaré fort justement : « L’éruption du Hunga met en évidence un nouveau type de volcan et de nouvelles menaces sous la surface des océans. »
Très peu de volcans sous-marins font l’objet d’une surveillance digne de ce nom. Parmi eux figure l’Axial, à quelques centaines de kilomètres au large de la côte de l’Oregon et qui est étudié depuis les années 1970. Il ne faudrait pas oublier, non plus, le Kick ’em Jenny près de la Grenade. Ces deux volcans reçoivent régulièrement des missions scientifiques et sont dotés de capteurs qui surveillent leur activité
Le problème est que beaucoup d’autres volcans sous-marins sont situés loin de tout dans des arcs du Pacifique, loin des grandes villes ou des ports où les navires de recherche font escale. Leurs voisins les plus proches sont de petites nations insulaires, comme les Tonga, qui n’ont pas de programmes dédiés à la surveillance volcanique ou sismique. Cela est dû en partie à des problèmes géographiques. Les Tonga, par exemple, sont un alignement d’îles, ce qui n’est pas l’idéal pour trianguler les sources d’ondes sismiques. De plus, le personnel et l’argent font défaut dans ces pays où la population a la taille de celle d’une grande ville américaine. Il existe des solutions à l’échelle internationale, comme le réseau de surveillance sismique de l’USGS, qui offrent une couverture globale et permettent de détecter une activité géologique inhabituelle, mais ces stations sont trop peu nombreuses pour capter l’activité discrète qui précède une éruption sous-marine.
La plupart de ces éruptions n’atteindront jamais la puissance de celle du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, mais l’événement a attiré l’attention sur l’activité de ces volcans. Même si les éruptions du volcan tongien ne se produisent pas souvent, elles ne doivent pas être laissées de côté.
L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a mis en jeu un processus exceptionnellement explosif qui a peu de chance de se reproduire ailleurs. Pendant environ un mois, l’éruption a progressé comme on pouvait s’y attendre. Elle a été d’intensité moyenne, avec des gaz et des cendres. Puis tout a basculé. Les volcanologues pensent que ce changement soudain est le résultat d’au moins deux facteurs. D’une part, il y a eu, en profondeur sous le volcan,le mélange de sources magmatiques de composition chimique légèrement différente. Au fur et à mesure de leur interaction, elles ont produit des gaz qui ont fait augmenter le volume du magma dans son encaissant. Sous cette pression énorme, les roches au-dessus ont commencé à se fracturer, ce qui a permis à l’eau de mer de s’infiltrer. Il s’en est suivi une double explosion très violente qui a expédié d’énormes quantités de matériaux à travers le plancher de la caldeira.
Les deux explosions ont généré de puissants tsunamis. La plus grosse vague est venue plus tard, probablement déclenchée par l’arrivée brutale d’eau dans la cavité d’un kilomètre de profondeur qui s’était soudainement creusée dans le plancher océanique. Ce phénomène a surpris les volcanologues. C’est un nouveau type de menace qui devra être pris en compte sur les autres volcans sous-marins. Auparavant, les scientifiques pensaient que ce type de volcan ne pouvait produire un puissant tsunami que si un côté d’une caldeira s’effondrait.
L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a mis en évidence l’importance et la difficulté de l’étude des volcans sous-marins. Une expédition de cartographie classique implique un grand navire de recherche avec équipage complet, ainsi qu’un sonar multifaisceaux qui cartographie les changements intervenus sur les fonds marins, sans oublier une batterie d’instruments d’échantillonnage d’eau susceptibles de détecter les signes chimiques d’une activité en cours. De plus, placer un bateau au-dessus d’une caldeira potentiellement active présente des risques, pas tellement parce que le volcan peut entrer en éruption, mais parce que les bulles de gaz émises pourraient faire couler un navire.
Les Tonga, qui ont reçu quatre visites scientifiques au cours de l’année écoulée, ne devraient pas recevoir une autre grande mission au cours des prochaines années. Le coût est trop élevé. Il faudra probablement des décennies avant que chaque volcan sous-marin soit surveillé étroitement, même ceux de l’arc des Tonga. C’est dommage car ces expéditions sont l’un des rares moyens dont disposent les scientifiques pour comprendre réellement comment se comportent ces volcans.
Sans de telles expéditions, les scientifiques sont contraints de surveiller les volcans sous-marins à distance. Heureusement, les satellites peuvent repérer les bancs de pierre ponce ainsi que les proliférations d’algues qui sont nourries par les minéraux émis par les volcans. En outre, l’USGS, ainsi que ses homologues australiens, sont en train d’installer autour des Tonga un réseau de capteurs qui peuvent mieux détecter l’activité volcanique. On a une combinaison de stations sismiques avec des capteurs sonores et des webcams qui surveillent les explosions. S’assurer que ce système de surveillance reste opérationnel est un autre défi.
Source : Yahoo Actualités.

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As I put it before, the January 15, 2022 eruption of Hunga Tonga-Ha’apai submarine volcano was exceptional for its power and intensity. Today, scientists realize it has implications for the hundreds of underwater volcanoes dotting the Earth’s oceans. A New Zealand volcanologist aptly said : “The Hunga eruption highlights a new type of volcano, and new types of underwater threats.”

Only a handful of underwater volcanoes have been the site of extensive research. Those include the Axial seamount, which lies a few hundred kilometers off the coast of Oregon and has been studied since the 1970s. One should not forget either Kick ’em Jenny near the Caribbean nation of Grenada. Both receive regular visits from research cruises and are covered with sensors that monitor their activity

The problem is that many more submarine volcanoes are located in remote arcs of the Pacific, far from big cities or ports where research vessels make harbour. Their closest neighbours are small island nations, like Tonga, that do not have dedicated volcano-monitoring programs or much capacity to install seismic monitors. This is in part due to geographical problems. Tonga, for example, is a line of islands, which is not ideal for triangulating the sources of seismic waves. Moreover, staffing and funds can be scarce in countries where the population is similar in size to a large US town. There are international options, like the USGS’ Seismic Monitoring Network, that offer global coverage for unusual geologic activity, but the stations are generally too few and far between to pick up the discreet activity foretelling a coming undersea eruption.

Most of those eruptions are unlikely to match the explosiveness of Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, but the event awakened the world to the possibile activity of these volcanoes. Even though eruptiond loke the o,e at the Tongan volcano do not occur often, they should not be neglected.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai involved an unusually explosive process that may not be easily replicated. For about a month, the eruption progressed as expected. It was moderately violent, with gas and ash, but was still manageable. Then everything went sideways. Volcanologists think it was the result of at least two factors, One was the mixing of sources of magma with slightly different chemical compositions deep beneath the volcano. As these interacted, they produced gasses, expanding the volume of the magma within the confines of the rock. Under tremendous pressure, the rocks above began to crack, allowing the cold seawater to seep in. A double massive explosion ensued which blew huge quantities of material out through the top of the caldera.

Both explosions produced big tsunamis. But the biggest wave came later, potentially caused by water flooding into the kilometer-deep hole suddenly dug out of the seafloor. This phenomenon came as a surprise to volcanologists. It isa new type of threat that should be taken into account elsewhere. Previously, scientists thought that this kind of volcano could only really produce a big tsunami if a side of a caldera collapsed.

But the process of understanding the eruption of the Tongan volcano has also highlighted the challenges of studying submarine volcanoes. A typical mapping expedition will involve a large, fully crewed research vessel, equipped with multibeam sonar that maps the seafloor for changes and a battery of water sampling instruments that search for chemical signs of ongoing activity. However, taking a boat over a potentially active caldera is risky, not so much because the volcano might erupt, but because the gas bubbles burbling up might cause a ship to sink.

Even Tonga, which has been visited four times in the past year is not likely to get another big crewed mission in the next few years. The cost is just so high. It would likely take decades to survey every volcano in detail, even just those in the Tongan arc. This is a pity because those expeditions are one of the few ways scientists have to actually see how volcanoes are behaving.

Without such expeditions, scientists have to monitor submarine volcanoes from a distance. Fortunately, satellites can spot pumice rafts as well as algal blooms, which are nurtured by the minerals released by volcanoes. Besides, the USGS, as well as counterparts in Australia, are in the process of installing a network of sensors around Tonga that can better detect volcanic activity, combining seismic stations with sound sensors and webcams that watch for active explosions. Ensuring it stays up and running is another challenge.

Source : Yahoo News.

Source: University of Auckland