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Les volcans de boue // Mud volcanoes

L’événement a défrayé la chronique en 2006 mais aujourd’hui il est tombé dans l’oubli et personne ne parle plus d’une catastrophe environnementale qui a eu lieu le 29 mai 2006 dans la régence de Sidoarjo en Indonésie. Au cours de la nuit, le sol s’est rompu et le matin les habitants ont vu des nuages de vapeur qui montaient dans le ciel. Pendant les semaines suivantes, de l’eau, de la boue brûlante et du gaz naturel ont pris le relais de la vapeur. L’éruption s’est intensifiée et la boue a commencé à se répandre sur les champs, entraînant l’évacuation de nombreux habitants. Les semaines ont passé et la boue a englouti des villages entiers. Le gouvernement indonésien a commencé à construire des digues pour contenir cette boue et arrêter sa propagation. Lorsque la boue a recouvert les premières digues, il a fallu en construire de nouvelles. Le gouvernement a finalement réussi à arrêter l’avancée de la boue, mais les coulées avaient anéanti une douzaine de villages et obligé 60 000 personnes à partir.
Aujourd’hui, plus de 16 ans plus tard, l’éruption de Lusi continue, mais à un rythme beaucoup plus lent. La boue couvre une superficie d’environ 7 kilomètres carrés et est contenue derrière une série de digues d’une hauteur pouvant atteindre 30 mètres.
La catastrophe environnementale s’est accompagnée de batailles judiciaires visant à retrouver les coupables. Le début de l’éruption a eu lieu à proximité d’un puits de forage de gaz et tous les regards se sont tournés vers la compagnie pétrolière responsable du forage – Lapindo Brantas. Selon cette société, l’éruption était naturelle; elle avait été déclenchée par un séisme qui s’était produit plusieurs jours auparavant. En 2009, la Cour suprême indonésienne a rejeté les accusations de négligence dirigées contre l’entreprise. La même année, la police a abandonné les poursuites contre Lapindo Brantas et plusieurs de ses employés, invoquant un manque de preuves. Bien que les procès fassent partie du passé, le débat se poursuit, avec des groupes de recherche internationaux qui essayent de faire la lumière sur la – ou les – cause(s) de cet événement.

Lusi – une contraction de Lumpur Sidoarjo, qui signifie « boue de Sidoarjo » – est un exemple parfait de volcan de boue. Ces volcans se forment lorsqu’un ensemble de boue, de fluides et de gaz éclate à la surface de la Terre. Dans de nombreux cas, la boue remonte assez doucement à la surface, La surpression s’intensifie à l’intérieur de la Terre lorsque les fluides souterrains sont incapables de s’échapper sous le poids des sédiments sus-jacents. Les surpressions sont souvent observées lors de forages pétroliers et gaziers et sont généralement prévues. Le principal moyen utilisé pour gérer les surpressions consiste à remplir le puits de forage avec une boue de forage dense dont le poids suffit pour contenir les surpressions. En revanche, si le puits est foré avec un poids de boue insuffisant, le fluide en surpression peut se précipiter dans le puits de forage et exploser à la surface, entraînant une éruption spectaculaire. De telles éruptions se sont produites en 1901 au Texas et en 2010 dans le golfe du Mexique. Lors de ces événements, c’était du pétrole, et non de la boue, qui jaillissait des puits. Les éruptions peuvent être violentes et même tuer des personnes se trouvant à proximité, comme cela s’est produit dans les Macalube di Aragona (Sicile) en septembre 2014. De plus, la majeure partie du gaz émis par un volcan de boue est du méthane, qui est très inflammable et génère des éruptions de feu spectaculaires comme celle d’Otman Bozdagh en Azerbaïdjan :
https://youtu.be/FjzYUdlSs5w
Les volcans de boue sont utiles aux scientifiques car ce sont des fenêtres permettant de savoir ce qui se passe dans les profondeurs de la Terre. Ils peuvent faire remonter des matériaux situés jusqu’à 10 kilomètres sous la surface. Leur chimie et leur température peuvent fournir des informations utiles sur les processus profonds à l’intérieur de la Terre. Par exemple, l’analyse de la boue de Lusi a révélé que l’eau était chauffée par une chambre magmatique souterraine associée au complexe volcanique voisin d’Arjuno-Welirang.
Source : The Conversation, Yahoo Actualités.

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The event made the headlines in 2006 but today it is forgotten and nobody tells about this environmental disaster. On May 29th, 2006 in Sidoarjo Regency (Indonesia), the ground ruptured overnight and spewed out steam. In the following weeks, water, boiling-hot mud and natural gas were added to the mixture. When the eruption intensified, mud started to spread over the fields, forcing the evacuation of many residents. Weeks passed, and the spreading mud engulfed entire villages. The Indonesian government began to build levees to contain the mud and stop the spread. When the mud overtopped these levees, they built new ones behind the first set. The government eventually succeeded in stopping the mud’s advance, but not before the flows had wiped out a dozen villages and forced 60,000 people to relocate.

Today, more than 16 years after the eruption began, the Lusi structure in Indonesia continues to erupt, but at a much slower rate. Its mud covers a total area of roughly 7 square kilometers and is contained behind a series of levees that have been built up to a height of 30 meters.

The evironmental disaster was accompanied by legal battles aimed at finding the culprits. The initial rupture occurred close to a drilling gas exploration well, which led to accusations that the oil company responsible for the well – Lapindo Brantas – was at fault. The operator of the well countered that the eruption was natural, triggered by an earthquake that had occurred several days earlier. In 2009, the Indonesian supreme court dismissed a lawsuit charging the company with negligence. The same year, police dropped criminal investigations against Lapindo Brantas and several of its employees, citing a lack of evidence. Although the lawsuits have been settled, the debate continues, with international research groups lining up on both sides of the dispute.

The Indonesian Lusi structure – a contraction of Lumpur Sidoarjo, meaning “Sidoarjo mud” – is an example of a geological feature known as a mud volcanoes. They form when a combination of mud, fluids and gases erupt at the Earth’s surface. Overpressure within the Earth builds up when underground fluids are unable to escape from beneath the weight of overlying sediments. Overpressures are commonly encountered during drilling for oil and gas and are typically planned for. A primary way of dealing with overpressures is to fill the wellbore with dense drilling mud, which has sufficient weight to contain the overpressures. If the well is drilled with insufficient mud weight, any overpressured fluids can rush up the wellbore to explode out at the surface, leading to a spectacular blowout. Famous examples of blowouts occurred in1901 in Texas and in 2010 in the Gulf of Mexico. In those cases it was oil, not mud, that burst out of the wells .In most cases the mud bubbles up to the surface rather quietly. But sometimes the eruptions are quite violent and may even kill people standing close by as this happened at the Macalube di Aragona (Sicily) in September 2014. Furthermore, most of the gas coming out of a mud volcano is methane, which is highly flammable. This gas can ignite, creating spectacular fiery eruptions like the one at Otman Bozdagh in Azerbaijan :

https://youtu.be/FjzYUdlSs5w

Mud volcanoes are useful to scientists as windows into conditions deep inside the Earth. They can involve materials from as deep as 10 kilometers below the Earth’s surface, so their chemistry and temperature can provide useful insights into deep-Earth processes. For example, analysis of the mud erupting from Lusi has revealed that the water was heated by an underground magma chamber associated with the nearby Arjuno-Welirang volcanic complex.

Source : The Conversation, Yahoo News.

 

Lusi: une catastrophe humaine, écologique et économique  (Crédit photo:  Wikipedia)

Volcan de boue dans les Macalube di Aragona (Photo: C. Grandpey)

On ne fait pas as pipi sur les volcans hawaiiens ! Do not pee on Hawaiian volcanoes !

En lisant la presse hawaïenne, on apprend que « la majesté de la dernière éruption du Kīlauea sur la Grande Ile a été gâchée ce week-end par un homme qui a uriné au sommet du volcan sacré. » Selon la tradition, le cratère de l’Halema’uma’u au sommet du Kilauea est la résidence permanente de la déesse Pele.
Une photo d’un homme en train de se soulager a déclenché une vague d’indignation sur les réseaux sociaux. Selon le Parc national des volcans d’Hawaii, il s’agit d’un « acte irrespectueux » qui « représente l’élimination inappropriée des déchets humains dans une zone protégée ; c’est une violation de l’article 36 du Code of Federal Regulations, mais démontre également un manque de compréhension et un mépris de l’importance culturelle du Kīlauea. »
En novembre 2022, un habitant de Big Island s’est excusé pour être apparu sur une vidéo le montrant en train d’uriner sur le Mauna Kea, autre montagne sacrée de la Grande Île.
Les responsables du Parc rappellent aux visiteurs que les toilettes du Kilauea sont ouvertes 24h/24.
La délation est un sport national aux États-Unis. Les visiteurs du Parc national qui voient quelque chose de suspect ou qui ont des informations sont invités à appeler un numéro de téléphone spécifique.

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Reading the Hawaiian press, we learn that « the majesty of Kīlauea’s latest eruption on the Big island was marred over the weekend by a man who urinated into the summit of the sacred volcano. » Per tradition, Halema’uma’u Crater, at the summit of Kilauea is the permanent home of the volcano deity Pele.

A photo of a man performing the act sparked outrage on social media. According to the Hawaiʻi Volcanoes National Park, this was «  a disrespectful act » which « depicts the improper disposal of human waste in a developed area, is in violation of Title 36 of the Code of Federal Regulations, but also demonstrates a lack of understanding and disregard for the cultural significance of Kīlauea. »

In November 2022, a Big Island resident apologized for a video of himself urinating on Mauna Kea, another sacred mountain on the Big Island.

Park officials remind visitors that restrooms on Kilauea are open 24 hours.

Denunciation is a national sport in the U.S. Visitors to the national park who see something suspicious, or have information are advised to call a specific phone number.

Pele à la Volcano House du Kilauea (Photo: C. Grandpey)

Surveillance des éruptions avec les webcams // Webcam surveillance of the eruptions

Aujourd’hui, grâce aux caméras installées sur les volcans, il est possible de surveiller leur activité depuis son fauteuil. Ces caméras sont appréciées du grand public, mais elles sont aussi une aide précieuse pour les scientifiques qui doivent contrôler les éruptions et communiquer avec les autorités pour assurer la sécurité des populations.

À Hawaii, le Hawaiian Volcano Observatory (HVO) dispose d’un réseau de webcams fonctionnant en continu sur le Mauna Loa et le Kilauea. Elles ont permis de contrôler les récentes éruptions de ces volcans.
Lorsque l’éruption du Kilauea a commencé le 5 janvier 2023, les webcams ont montré la lave en train de percer la surface. Aujourd’hui, le grand public peut suivre cette nouvelle activité grâce à l’une des nombreuses webcams installées au sommet du volcan et disponibles à cette adresse :
https://www.usgs.gov/volcanoes/kilauea/summit-webcams
La récente éruption du Mauna Loa a fait jaillir des fontaines de lave spectaculaires et généré une longue coulée de lave qui a menacé la Saddle Road. Compte tenu du danger potentiel pour les infrastructures, il fallait que les scientifiques du HVO surveillent l’éruption, 24 heures sur 24.
Ils ne pouvaient pas être en permanence sur le terrain, mais les webcams, elles, étaient constamment présentes.

La dernière éruption du Mauna Loa a permis aux scientifiques du HVO de tester et d’améliorer certaines fonctions des caméras à distance. Ces webcams ont permis de repérer sur quelle zone de rift se concentrait l’activité. Les scientifiques ont aussi utilisé des caméras sur la zone de rift sud-ouest pour s’assurer que des bouches éruptives ne s’ouvraient pas dans cette partie du volcan qui est plus proche des zones habitées.
Une fois qu’une éruption commence, le HVO s’appuie sur de petites webcams portables qui fournissent des vues rapprochées de l’activité éruptive 24h/24 et 7j/7. Ces caméras transmettent des images sur le réseau cellulaire et peuvent facilement tenir dans un sac à dos. Le personnel du HVO les a donc déployées autour de la nouvelle éruption du Mauna Loa quelques heures après son début.
Un autre outil utilisé par le HVO a été une caméra vidéo envoyant en streaming et en continu des vues des fontaines de lave au niveau de la bouche éruptive. Cet outil est utile pour savoir si l’activité éruptive s’intensifie ou ralentit.
Plusieurs caméras timelapse pour prises de vues en accéléré ont également été déployées pour fournir des informations détaillées sur les hauteurs des fontaines de lave et l’activité dans les chenaux de lave. Ces caméras ne transmettent pas leurs images en temps réel, mais elles les stockent sur une carte pour une analyse ultérieure.
Bon nombre de ces caméras ont été installées et améliorées lors de l’éruption du Kilauea en 2018, et les leçons apprises lors de cette éruption ont été directement appliquées à celle du Mauna Loa.
Le personnel du HVO a également testé une nouvelle caméra videolapse qui génère des images vidéo en accéléré. A la différence des caméras timelapse qui prennent un seul cliché à intervalles réguliers, la caméra videolapse capture périodiquement de courts clips vidéo. La caméra a ainsi réalisé un clip vidéo de 20 secondes de la lave dans la partie supérieure du chenal de lave toutes les 15 minutes.
Ces clips vidéo à intervalle régulier sont utiles pour mesurer les variations du débit éruptif dans le temps. Tout comme le débit est l’une des variables les plus importantes pour comprendre le comportement d’une rivière, le débit éruptif en mètres cubes par seconde est un paramètre fondamental pour comprendre et prévoir le comportement des coulées de lave. La façon la plus simple de mesurer le débit d’une coulée de lave est d’estimer la vitesse de la lave dans le chenal et de la multiplier par la profondeur et la largeur du chenal. À partir des clips vidéo, les scientifiques du HVO ont pu effectuer des mesures directes de la vitesse de la lave dans le chenal. Cela se fait en utilisant un ordinateur pour suivre les éléments en mouvement dans une vidéo. Dans un chenal, il peut s’agir de fragments de croûte véhiculés à la surface de la rivière de lave.
La technologie des caméras s’améliore chaque année. Les caméras de terrain permettant de contrôler une éruption à distance sont une aide précieuse pour les géologues de terrain lors des crises éruptives.
Source : USGS/HVO.

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Today, thanks to the cameras installed on volcanoes, it is possible to monitor their activity from your armchair. These cameras are appreciated by the general public, but they are also a valuable aid for scientists who must control eruptions and communicate with the authorities to ensure the safety of populations.

In Hawaii, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) maintains a network of continuously operating webcams across Mauna Loa and Kīlauea, which have provided views of recent eruptions at these volcanoes.

When the Kilauea eruption started on January 5th, 2023, webcams provided views of lava reaching the surface. Today, the general public can monitor this new activity through one of the many summit webcams available at this address:

https://www.usgs.gov/volcanoes/kilauea/summit-webcams

The recent eruption of Mauna Loa produced spectacular lava fountains and a long lava flow that threatened the Saddle Road. Given the potential hazard to infrastructure, HVO scientists needed to keep a close eye on the eruption, around the clock.

HVO geologists could not be at the mountain-top eruption site all hours of the day but webcams could. The recent eruption of Mauna Loa allowed HVO scientists to test and improve some of the Observatory’s remote camera capabilities.

These webcams allowed to pinpoint which rift zone the activity was focusing on. HVO scientists used cameras on the Southwest Rift Zone to confirm that vents were not opening on that section of the volcano, which has greater proximity to residential areas.

Once an eruption starts, HVO relies on small, portable webcams to provide close-up, 24/7 views of the eruptive activity. These cameras transmit images over the cellular network, and can easily fit in a backpack, so HVO staff deployed them around the new Mauna Loa eruption within hours of its start.

Another tool HVO deployed was a live-streaming video camera, to provide continuous views of the fountaining at the vent. This is valuable to track whether eruptive activity is picking up or slowing down.

Several time-lapse cameras were also deployed to provide detailed documentation of the lava fountain heights and lava channel activity. These time-lapse cameras did not transmit their images in real time, but simply stored the images onto a data card for later analysis.

Many of these camera techniques were developed and improved during the 2018 eruption of Kilauea, and lessons learned there were directly applied to the Mauna Loa response.

HVO staff also tested a new “video-lapse” camera. Unlike time-lapse cameras that take a single snapshot at intervals, the video-lapse camera periodically captures short video clips. The camera captured a 20 second video clip of the lava flowing through the upper channel every 15 minutes.

These periodic video clips are useful for measuring the eruption rate through time. Just as the flow rate is one of the most important variables to understand a river’s behaviour, the volumetric eruption rate (cubic meters per second) is a fundamental parameter for understanding, and forecasting, lava flows. The simplest way to measure the eruption rate of a lava flow is to estimate the velocity of lava in the channel and multiply that by the depth and width of the channel. From the video-lapse clips HVO scientists can make direct measurements of the velocity of lava in the channel. This is done by using a computer to track moving features in a video. In a lava channel, these might be distinct pieces of crust carried on the surface.

Camera technology improves every year. Remote field cameras are a valuable complement to field geologists during eruption crises.

Source : USGS / HVO.

Les webcams du HVO fournissent des images de bonne qualité du Kilauea…

….et du Mauna Loa :

Nouvelles informations scientifiques sur l’éruption du Mauna Loa en 2022 // New scientific information about the 2022 Mauna Loa eruption

La division « Earth Observatory » de la NASA vient de publier un document très intéressant qui donne plus d’informations sur la dernière éruption du Mauna Loa.
Le 27 novembre 2022, des fontaines de lave ont commencé à jaillir de la zone de rift nord-est du volcan et des coulées se sont dirigées vers le nord. Dix jours après le début de l’éruption, un avion de la NASA a effectué son premier vol au-dessus du volcan. Il transportait un système de radar à synthèse d’ouverture pour véhicule aérien inhabité (UAVSAR)* qui a été utilisé pour cartographier la topographie du volcan dans les moindres détails avec un instrument à bande Ka baptisé GLISTIN-A. Au départ, le GLISTIN-A est une nouvelle technique radar pour cartographier les surfaces de glace. Les applications scientifiques ont commencé en 2013 au-dessus des glaciers alpins et de la glace de mer en Alaska, et d’une plaine inondable en Californie. Ces applications se sont depuis étendues à d’autres domaines, tels que l’accumulation de neige et la dynamique des volcans. L’instrument a été déployé pour la première fois sur un volcan en 2018 lors de l’éruption du Kīlauea. Le succès de cette opération a encouragé son utilisation sur le Mauna Loa.
Des équipes du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA et du United States Geological Survey (USGS) ont utilisé les données de ce capteur pour cartographier l’épaisseur des coulées de lave sur le Mauna Loa lors d’une série de vols les 7, 8 et 10 décembre 2022. La carte ci-dessous montre l’épaisseur des coulées de lave pendant le vol du 7 décembre. Le 8 décembre , les scientifiques de l’USGS ont remarqué une baisse significative de l’éruption et quelques jours plus tard, ils ont déclaré que l’éruption s’était arrêtée.

 

Epaisseur de la coulée de lave le 7 décembre 2022 (Source: USGS)

La carte montre l’épaisseur des coulées de lave dans la caldeira sommitale, là où l’éruption a commencé, et des coulées de lave sur le flanc nord-est du Mauna Loa. La variation de couleur du bleu à l’orange indique une augmentation de l’épaisseur de la coulée de lave. Une épaisseur maximale d’environ 25 mètres est indiquée, bien que des valeurs supérieures à 40 mètres aient été observées dans certaines zones.
L’épaississement de la lave à l’extrémité nord de la coulée est dû au refroidissement de la lave loin de la source de l’éruption, ainsi qu’à un aplanissement du terrain au niveau du col (the Saddle) entre le Mauna Loa et le Mauna Kea. Ces deux facteurs ont contribué au ralentissement et à l’accumulation de la lave dans ce secteur. Les données GLISTIN ont été superposées à une image Landsat 8 aux couleurs naturelles du volcan réalisée en 2017, et un modèle d’élévation numérique offrant une vue plus réaliste de la topographie du Mauna Loa. La photographie aérienne proposée par l’USGS ci-dessous montre une partie de la coulée de lave principale le 7 décembre 2022.

 

Vue de la coulée de lave le 7 décembre 2022 (Crédit photo: USGS)

En effectuant une comparaison avec les cartes de la topographie de cette zone avant l’éruption, y compris les données GLISTIN-A collectées en 2017, les chercheurs de l’USGS ont pu calculer la taille et le volume de la coulée de lave. Au cours de l’éruption d’environ 14 jours, le Mauna Loa a émis plus de 230 millions de mètres cubes de lave avec une coulée qui a parcouru jusqu’à 19,5 kilomètres depuis la source de l’éruption. [NDLR : On se rend compte que le volume de lave émis en 2022 est assez proche de celui émis lors de la précédente éruption de 1984 : 220 millions de mètres cubes].

* Le système UAVSAR mentionné plus haut fonctionne à partir d’une nacelle montée sous un jet Gulfstream III avec équipage du Armstrong Flight Research Center de la NASA en Californie. Des cartes topographiques générées lors de chaque vol montrent la progression et l’épaississement de la lave avec le temps. Il s’agit d’informations précieuses pour la compréhension scientifique des processus volcaniques et pour les interventions de secours d’urgence.

Un grand merci au HVO de m’avoir communiqué ces informations à propos de l’éruption.

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NASA’s Earth Observatory has just relaesed a very interesting document that gives more information about Mauna Loa’s latest eruption.

On November 27th, 2022, lava fountains began spurting from the volcano’s Northeast Rift Zone and streams of molten rock flowed to the north. Ten days into the eruption, a NASA aircraft conducted its first flight over the erupting volcano. It carried NASA’s Uninhabited Aerial Vehicle Synthetic Aperture Radar (UAVSAR)* system, which was used to map the volcano’s topography in fine detail with a Ka-band instrument called GLISTIN-A. GLISTIN-A was originally demonstrated as a new radar technique for mapping ice surfaces. Science demonstration flights began in 2013 over alpine glaciers and sea ice in Alaska, and a floodplain in California. Its applications have since expanded to other areas, such as snow accumulation and volcano dynamics. The first time the instrument was deployed for volcano response was in 2018 during the three-month eruption of Kīlauea. The success of that operation paved the way for deployment to Mauna Loa.

Teams from NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) and the United States Geological Survey (USGS) used data from that sensor to map the thickness of those flows during a series of flights on December 7th, 8th, and 10th. The map above shows the thickness of the lava flows during the flight on December 7th, the day before USGS scientists noticed a significant decline in the pace of the eruption. A few days later, they declared the eruption had stopped. The map shows the thickness of the lava flows in the summit caldera, where the eruption began, and of lava flows on Mauna Loa’s northeastern flank. The color variation from blue to orange indicates increasing lava flow thickness. A maximum thickness of roughly 25 meters is shown, though values exceeding 40 meters were observed in some areas.

The thickening at the northern end of the flow is due to lava cooling and hardening with distance away from the vent, along with a flattening of the terrain at the saddle between Mauna Loa and Mauna Kea. Both of these factors contributed to the flow slowing down and piling up in that area. The GLISTIN data were laid over a 2017 natural-color Landsat 8 image of the mountain and a digital elevation model offering a more realistic view of Mauna Loa’s topography. The USGS aerial photograph above shows part of the main lava flow on December 7th, 2022.

By comparing to pre-eruption maps of this area’s topography, including GLISTIN-A data collected in 2017, the USGS researchers were able to calculate the size and volume of the lava flow. Over the roughly 14-day eruption, Mauna Loa erupted more than 230 million cubic meters of lava along a flow that extended up to 19.5 kilometers from the vent. [Personal note: One realizes that the volume of lava emitted in 2022 was quite close to that emitted during the previous eruption in 1984 which was 220 million cubic meters].

* The above-mentioned UAVSAR system operates from a pod mounted beneath a crewed Gulfstream III jet from NASA’s Armstrong Flight Research Center in California. Repeated topographic maps generated with each flight reveal the progression and thickening of lava with time. This is information for scientific understanding of volcano processes and for emergency response.

I do thank HVO for sending me this information about the eruption.