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L’intelligence artificielle (IA) pour mieux comprendre le Popocatepetl (Mexique) // Artificial intelligence (AI) to better understand Popocatepetl (Mexico)

Des scientifiques de l’Université nationale autonome du Mexique (UNAM) ont créé le premier modèle tridimensionnel du Popocatépetl qui dresse ses 5426 m à 70 kilomètres au sud-est de Mexico, dans les États de Puebla et de Mexico.

Les chercheurs espèrent que leurs travaux permettront de mieux comprendre la structure interne du volcan avec l’existence possible de chambres magmatiques, et d’optimiser la surveillance du volcan et la prévention des catastrophes.

L’étude intitulée « Estructura de velocidades sísmicas del volcán Popocatépetl, México, a partir de campos difusivos », publiée dans la revue ScienceDirect, indique que ces travaux permettront de mieux anticiper les futures éruptions. Grâce à l’intelligence artificielle (IA), les chercheurs seront en mesure, à l’avenir, de construire des tomographies en quatre dimensions.
Depuis 1994, année de la première éruption du Popocatépetl en plus de 70 ans, diverses études géophysiques ont été menées afin de comprendre l’histoire éruptive, l’activité et les risques volcaniques de ce volcan. Cependant, les modèles précédents, basés sur la sismicité volcano-tectonique, se sont avérés insuffisants pour décrire les phénomènes dans certaines zones ou sur une grande profondeur, en raison de la distribution spatiale de l’activité sismique et des stations utilisées. La nouvelle étude propose le premier modèle 3D du Popocatépetl, et prend en compte l’ensemble du volcan.

Les responsables du projet ont utilisé 18 stations sismiques réparties sur le volcan. Huit d’entre elles ont été installées par leurs soins, les autres appartenaient déjà au CENAPRED. Les appareils effectuent au moins 100 mesures par seconde et ces données, qui représentent une immense quantité d’informations, sont traitées automatiquement grâce à l’intelligence artificielle. Auparavant, tout était analysé manuellement. Aujourd’hui, grâce à l’IA, les scientifiques peuvent traiter une année de données, provenant de toutes les stations, en trois heures seulement. L’étude menée sur 18 stations permet de détecter des structures internes interconnectées, susceptibles d’être des zones d’accumulation de magma, des conduits d’alimentation et des anomalies. Toutes ces structures sont identifiées grâce à la propagation des ondes sismiques dans le sous-sol ; ces ondes se propagent plus rapidement dans les roches dures et plus lentement dans les zones contenant du magma ou des matériaux tendres.

Modèle de la structure interne du Popocateptl après traitement des données par l’intelligence artificielle (Source : UNMA)

L’étude montre la présence d’un système magmatique en forme de champignon dans deux régions présentant une vitesse des ondes S (Vs) élevée. Ces régions sont situées respectivement entre 0 et 5 kilomètres d’altitude, et entre 4 et 7 kilomètres de profondeur, et sont reliées par un conduit étroit en forme de tube.
Selon l’étude, la région à Vs élevée la plus superficielle est directement liée à des structures volcaniques anciennes et récentes. Ce phénomène résulte du mélange de matériaux magmatiques et d’un processus intense de dégazage, qui accroît la viscosité et la cristallisation du magma.
La région à Vs élevée la plus profonde est interprétée comme un piégeage de matériaux magmatiques par la pression lithostatique exercée par le poids des roches et sédiments sus-jacents sur une formation rocheuse profonde. De plus, le modèle met en évidence des paléostructures volcaniques enfouies et des vestiges d’anciens effondrements volcaniques.
Source : EL PAÍS USA.

Il ne fait aucun doute que l’IA, par la rapidité avec laquelle elle est capable de traiter des volumes importants de données, va énormément aider les volcanologues dans leur étude des structures volcaniques. Malgré tout, il restera encore un long chemin avant de pouvoir prévoir avec plus de précision qu’aujourd’hui le déclenchement des éruptions volcaniques.

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Scientists from the National Autonomous University of Mexico (UNAM) have created the first tridimensional model of the Popocatépetl volcano in the pursuit of understanding its internal structure, resolving doubts as to the existence of magma chambers, and optimizing monitoring efforts as well as disaster prevention. The study Estructura de velocidades sísmicas del volcán Popocatépetl, México, a partir de campos difusivos (Structure of seismic velocities of the Popocatépetl volcano, Mexico, via diffusion fields), which was published in the journal ScienceDirect, states that the model will better allow for the anticipation of future eruptive episodes. Thamks to the use of use of artificial intelligence, the researchers will be able to construct tomographies in four dimensions in the future.

Since 1994, the year that Popocatépetl erupted for the first time in more than 70 years, various geophysics studies have been carried out in the hopes of understanding the eruptive history, activity and volcanic perils of the volcano. But previous models based on volcanic-tectonic seismicity have not been sufficient in describing patterns in certain areas or across a large range of depth, due to spatial distribution of seismic activity and stations that have been used. The new study proposes the first 3D velocity model of Popocatépetl volcano describing the whole edifice.

Project leaders utilized 18 seismic stations located across the volcano. They installed eight of them, and the rest belong to the National Center for Disaster Prevention. Teams register at least 100 measurements per second and that data, an immense quantity of information, is automatically processed using AI. Previously, everything was analyzed manually. Today, with AI, scientists can process a year’s worth of data, from all stations, in three hours.

The 18-station study allows for the detection of interconnected internal structures as possible regions of magma accumulation and ascending conduits and abnormalities. All are identified by seismic waves traveling through the subsoil, which are faster in hard rocks and slower in areas with magma or soft material.

The study suggests the presence of a mushroom-shaped magmatic system in two regions with high Vs (S-wave velocity) between zero and five kilometers above sea level, and four and seven kilometers below sea level, connected by a narrow tube-shaped conduit.

According to the study, the most shallow high Vs region is directly related to old and new volcanic structures, as a result of magmatic materials mixing with and being affected by an intense process of degasification, which increases magma’s viscosity and crystal content.

The deepest region of high Vs is interpreted as magmatic material trapped by lithostatic pressure exerted by the weight of overlying rocks and sediments on a deep rock formation. In addition, the model presents evidence of buried volcanic paleostructures and remnants of ancient volcanic collapses.

Source : EL PAÍS USA.

La vie au fond de l’océan Pacifique // Life at the bottom of the Pacific Ocean

Dans une étude publiée le 8 août 2025 dans la revue Science Advances, des chercheurs chinois expliquent avoir découvert un système hydrothermal géant, jusqu’alors inconnu, au fond de l’océan Pacifique, et qui pourrait permettre de mieux comprendre les origines de la vie. Le système de Kunlun, au nord-est de la Papouasie-Nouvelle-Guinée, est composé de 20 grands cratères, dont le plus grand mesure environ 1 800 mètres de diamètre et 130 mètres de profondeur. Ce groupe de cratères libère d’importantes quantités d’hydrogène qui alimentent la vie qui prospère dans tout le système.

Site hydrothermal de Kunlun, à proximité de la fosse de Mussau (Source: Xiao et al. 2025, Science Advance

Kunlun a beaucoup de points communs avec un champ hydrothermal dans l’océan Atlantique connu sous le nom de « Cité perdue », situé dans le massif sous-marin Atlantis, à l’intersection entre la dorsale médio-atlantique et la faille transformante d’Atlantis. Cependant, le site de Kunlun présente plusieurs caractéristiques qui le rendent unique, notamment sa taille extraordinaire. Il couvre une superficie d’environ 11 kilomètres carrés. Il est donc des centaines de fois plus grand que la Cité perdue.
Le système hydrothermal de Kunlun offre aux scientifiques une nouvelle perspective sur la serpentinisation des grands fonds marins, processus par lequel l’eau de mer réagit chimiquement avec les roches du manteau sous-marin pour créer des serpentines – groupe de minéraux connus pour leur couleur verdâtre – et libérer de l’hydrogène.
Les chercheurs pensent pouvoir étudier les liens potentiels entre ces émissions d’hydrogène et l’émergence de la vie à Kunlun. On pense que le système contient des fluides riches en hydrogène, semblables à l’environnement chimique de la Terre primitive.
Les auteurs de l’étude ont été surpris par le potentiel écologique du site. Ils ont observé une vie marine diversifiée avec crevettes, galatées, anémones et vers tubicoles, des espèces qui pourraient dépendre de la chimiosynthèse alimentée par l’hydrogène.

Crevettes sur des rochers dans le système hydrothermal de Kunlun.

La lumière du soleil n’atteignant pas les profondeurs océaniques, la vie au fond de l’océan ne peut donc pas utiliser la photosynthèse. Une partie de la vie dans les profondeurs océaniques dépend donc de la chimiosynthèse, qui consiste à utiliser des substances chimiques comme l’hydrogène comme source d’énergie pour produire de la nourriture. Une autre équipe de recherche dirigée par la Chine a récemment utilisé un submersible habité pour filmer des communautés basées sur la chimiosynthèse au fond du Pacifique Nord-Ouest, à environ 9 500 mètres de profondeur. Ces communautés sont rarement documentées car la grande majorité des fonds océaniques reste inexplorée.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé le même submersible pour cartographier le site de Kunlun et explorer quatre de ses plus grands cratères. En mesurant les concentrations d’hydrogène dans les fluides hydrothermaux de Kunlun, les scientifiques ont estimé que le champ hydrothermal produisait plus de 5% de l’hydrogène sous-marin non vivant dans le monde.
L’équipe chinoise pense que le groupe de cratères qu’elle a analysé s’est formé par étapes. D’abord, l’hydrogène s’est accumulé sous la surface et a été libéré lors d’explosions majeures. Des fractures se sont ensuite formées le long des bords et du fond des structures résultantes, en déclenchant de nouvelles éruptions intenses de fluides hydrothermaux riches en hydrogène. Ces fractures ont ensuite été lentement obstruées par des minéraux en formation, ce qui a permis à l’hydrogène de s’accumuler à nouveau et potentiellement d’alimenter d’autres explosions de moindre intensité.
Le site de Kunlun se distingue des systèmes hydrothermaux sous-marins d’origine volcanique plus courants, que l’on trouve en limite de plaques tectoniques. Ces systèmes présentent souvent des structures en forme de cheminée, comme les fumeurs noirs, avec des températures d’environ 400 °C. Les systèmes de serpentinisation comme celui de Kunlun et de la Cité perdue sont plus froids, avec des températures inférieures à 90 °C.

 

Kunlun est non seulement plus grand que la Cité perdue, mais il occupe également un emplacement plus inhabituel. La Cité perdue est proche d’une dorsale médio-océanique qui se forme le long des limites de plaques divergentes et expose la roche mantellique. En revanche, Kunlun se trouve à l’intérieur de la plaque tectonique, loin de toute dorsale. Le système Kunlun se distingue par son flux d’hydrogène exceptionnellement élevé, son échelle et son contexte géologique unique. Il démontre que la production d’hydrogène par serpentinisation peut se produire loin des dorsales médio-océaniques, et remet donc en question d’anciennes hypothèses.
Source : Live Science via Yahoo News.

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In a study published on 8 August 2025 in the journal Science Advances, Chinese researchers explain that they have discovered a giant, previously unknown hydrothermal system at the bottom of the Pacific Ocean that could shed light on the origins of life. The Kunlun system, northeast of Papua New Guinea, is made up of 20 large craters, the largest of which is about 1,800 meters wide and 130 meters deep. These craters are clustered together and they release copious amounts of hydrogen, which may feed the life that thrives throughout the system.

Kunlun is similar to an Atlantic hydrothermal field known as the Lost City, which is located on the Atlantis Massif underwater mountain range. However, Kunlun has several features that make it unique, including its extraordinary size. It covers an area of about11 square kilometers, making it hundreds of times larger than the Lost City.

The Kunlun system offers scientists a new window into deep-sea serpentinization, which is the process by which seawater chemically reacts with mantle rocks beneath the seafloor to create serpentine minerals (a group of minerals known for their greenish color) and release hydrogen.

Researchers think they can study the potential links between these hydrogen emissions and the emergence of life at Kunlun. The system is thought to have hydrogen-rich fluids that are similar to early Earth’s chemical environment.

The authors of the study were surprised at the ecological potential of the site. They observed diverse deep-sea life – shrimp, squat lobsters, anemones, and tubeworms – species that may depend on hydrogen-fueled chemosynthesis. »

Sunlight doesn’t reach the deep ocean, so life at the seafloor can’t use photosynthesis. Some life in the deep ocean therefore relies on chemosynthesis, which involves using chemicals like hydrogen as an energy source to make food. A separate Chinese-led research team recently used a crewed submersible to film chemosynthesis-based communities at the bottom of the northwest Pacific, at depths of around 9,500 meters. Such communities are rarely documented asthe vast majority of the ocean floor is unexplored.

In the new study, researchers used the same submersible to map Kunlun and explore four of its largest craters. By measuring the hydrogen concentrations in Kunlun’s hydrothermal fluids, the scientists estimated that the field produced more than 5% of the world’s non-living submarine hydrogen output.

The Chinese team proposed that the cluster of craters they documented formed in stages. First, hydrogen accumulated beneath the surface and burst out in major explosions. Fractures then formed along the edges and bottom of the resulting structures, triggering further intense eruptions of hydrogen-rich hydrothermal fluids. These fractures then slowly became blocked by forming minerals, enabling hydrogen to accumulate again and potentially fuel additional smaller-scale explosions.

Kunlun is different from the more common volcano-powered hydrothermal seafloor systems found at plate boundaries. These systems often feature chimney-like structures, such as black smokers, with temperatures about 400 degrees Celsius. The serpentinization systems like Kunlun and the Lost City are cooler, with temperatures below 90° C.

Kunlun is not only bigger than the Lost City, it’s also in a more unusual location. The Lost City is close to a mid-ocean ridge, which form along diverging plate boundaries and expose mantle rock, while Kunlun is in the interior of its plate, far from any ridge.The Kunlun system stands out for its exceptionally high hydrogen flux, scale, and unique geological setting, It shows that serpentinization-driven hydrogen generation can occur far from mid-ocean ridges, challenging long-held assumptions.

Source : Live Science via Yahoo News.

Belle activité éruptive sur l’Etna (Sicile) // Nice eruptive activity on Mount Etna (Sicily)

Dans son dernier bulletin diffusé vers 20h45 (heure locale) le 27 décembre 2025, l’INGV indique que ce même jour à 18h48, une série de fortes explosions a débuté au cratère Nord-Est de l’Etna, avec projection de matériaux pyroclastiques sur l’ensemble du cône et bien au-delà de sa base. Des explosions stromboliennes sporadiques se produisaient au moment de la publication du bulletin.
Parallèlement, l’activité s’est intensifiée au niveau de la bouche située sur le flanc supérieur de la Voragine. Elle est le siège d’une fontaine de lave continue de plusieurs dizaines de mètres de hauteur. La coulée de lave émise par une bouche à la base est de la Voragine continue d’être alimentée. Elle a parcouru environ 1,8 km vers l’est, en direction de la Valle del Bove.

L’amplitude moyenne du tremor éruptif s’est stabilisée, bien qu’à des valeurs élevées.

L’analyse des données de déformation du sol ne révèle aucun changement significatif.

Source : INGV.

Image webcam de l’Etna ce matin

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Après l’émission de volumineux panaches de cendres dans la matinée du 28 décembre, l’activité se situe ce soir au niveau de la bouche située sur le flanc supérieur de la Voragine. Elle est le siège d’une activité strombolienne continue avec des projections de plusieurs dizaines de mètres de hauteur. La coulée de lave mentionnée précédemment ne semble plus active et a cessé sa progression.

Panaches de cendres émis par le Cratère Nord-Est

Images webcam de l’activité sur le flanc de la Voragine le 28 décembre 2025

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In its latest bulletin, issued around 8:45 PM (local time) on December 27, 2025, the INGV reported that earlier that day, at 6:48 PM, a series of powerful explosions began at Mount Etna’s Northeast Crater, ejecting pyroclastic material over the entire cone and well beyond its base. Sporadic Strombolian explosions were occurring at the time the bulletin was published.
Concurrently, activity intensified at the vent on the upper flank of the Voragine. A continuous lava fountain, several tens of meters high, is erupting there. The lava flow from a vent at the eastern base of the Voragine continues to be well fed. It has traveled approximately 1.8 km eastward, toward the Valle del Bove.

The average amplitude of the eruptive tremor has stabilized, although at high levels. Analysis of ground deformation data reveals no significant changes.
Source: INGV.

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Following the emission of voluminous ash plumes on the morning of December 28, activity this evening is concentrated at the vent on the upper flank of the Voragine, with continous Strombolian activity and ejections reaching several tens of meters in height. The lava flow that had been mentioned previously is no longer active.

Nouvelle méthode d’alerte précoce des éruptions volcaniques // New early warning method for volcanic eruptions

En volcanologie, l’expérience m’a appris à me méfier des annonces tonitruantes qui, au final, font Pschitt ! et ne font pas avancer la science. C’est pourquoi je reçois avec la même prudence l’annonce par l’Institut Physique du Globe de Paris (IPGP) d’une nouvelle méthode – baptisée « Jerk » – qui permettrait d’accélérer l’alerte précoce des éruptions volcaniques.

Force est d’admettre qu’aujourd’hui nous ne savons pas prévoir les éruptions volcaniques les plus dangereuses, celles produites par les volcans explosifs de la Ceinture de Feu du Pacifique. La plupart du temps, les populations sont évacuées après le déclenchement des éruptions. S’agissant des volcans effusifs comme le Kilauea, l’urgence est beaucoup moins grande car il suffit de se déplacer pour éviter les coulées de lave lorsqu’elles apparaissent. J’ai tendance à appeler le Kilauea ou le Piton de la Fournaise des volcans d’opérette avec des éruptions pour touristes.

La prévision éruptive ne prend son sens que si les scientifiques sont en mesure d’alerter les autorités et les populations. Dans une étude publiée dans le journal Nature Communications, des chercheurs et ingénieurs de l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) et du GFZ Helmholtz Centre for Geosciences proposent une nouvelle méthode de détection, baptisée « Jerk » (en français «secousse » ou « saccade », même si ce terme peut avoir un sens plus péjoratif), capable d’identifier en temps réel des signaux précurseurs très précoces des éruptions volcaniques à partir d’un seul instrument sismologique.

L’IPGP nous explique que la méthode « Jerk » permet de détecter en temps réel des mouvements extrêmement subtils du sol liés aux injections de magma en profondeur. Ces signaux, appelés signaux Jerk, se manifestent sous la forme de transitoires à très basse fréquence observés dans les mouvements horizontaux du sol, à la fois en accélération et en inclinaison. Les auteurs montrent qu’ils sont probablement générés par les processus de fracturation dynamique de la roche précédant une éruption. D’une amplitude de l’ordre de quelques nanomètres par seconde cube (nm/s³), ces signaux peuvent être détectés à l’aide d’un seul sismomètre à très large bande, moyennant un traitement spécifique intégrant notamment la correction des marées terrestres.

En avril 2014, l’outil a été implémenté à l’Observatoire volcanologique du Piton de la Fournaise (OVPF) comme un module entièrement automatisé du système WebObs, en exploitant les données d’une station sismologique du réseau mondial Geoscope située à 8 km du sommet du volcan (Rivière de l’Est).

Dès le 20 juin 2014, une première alerte a été envoyée 1 heure et 2 minutes avant le début de l’éruption. Durant plus de 10 années, ce système de détection et d’analyse des signaux Jerk a fonctionné en continu 24h/24, permettant d’émettre des alertes automatiques pour 92 % des 24 éruptions qui se sont produites entre 2014 et 2023. Les délais d’alerte varient de quelques minutes à 8,5 heures avant que le magma n’atteigne la surface. La méthode a également été testée sur les données de 24 anciennes éruptions entre 1998 et 2010, montrant que l’alerte Jerk fonctionne de façon systématique. Le système a cependant fait quelques erreurs en émettant des alertes claires mais non suivies d’éruptions.

Toujours avec les populations à l’esprit, c’est le délai d’alerte qui me semble le plus important. Si l’alerte ne se déclenche que quelques minutes avant la sortie de la lave, il est évident qu’elle ne sert à rien.

Lors de la dernière crise sismique au Piton de la Fournaise le 5 décembre 2025, associée à de faibles déformations et anomalies de gaz, un petit signal Jerk a été émis (seulement 0,1 nm/s3), confirmant qu’une intrusion de magma avait bien eu lieu. Bien, mais fin décembre, le magma n’a toujours pas percé la surface ! Heureusement, aucune population n’a été évacuée et mise à l’abri dans des centres d’hébergement provisoires. Car c’est là que se trouve l’intérêt d’une prévision éruptive digne de ce nom : savoir prévoir une éruption et évacuer des populations dans des délais raisonnables.

Comme le rappelle l’IPGP, le Piton de la Fournaise est un volcan laboratoire très instrumenté et surveillé,mais c’est un volcan inoffensif d’un point de vue humain. Il est urgent de tester la méthode Jerk sur d’autres volcans plus dangereux et peu instrumentés, avec des populations à risque. L’Etna pourrait servir de tremplin vers les volcans philippins ou indonésiens.

Source : IPGP.

Le Piton de la Fournaise est un excellent volcan laboratoire (Photo: C. Grandpey)

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In volcanology, experience has taught me to be wary of sensational announcements that ultimately fizzle out and don’t help science to progress. That’s why I receive with the same caution the announcement by the Paris Institute of Earth Physics (IPGP) of a new method—dubbed « Jerk »—that is supposed to accelerate the early warning of volcanic eruptions.
Xwe are forced to admit today that we are not able to predict the most dangerous volcanic eruptions, those produced by the explosive volcanoes of the Pacific Ring of Fire. Most of the time, populations are evacuated after eruptions begin. With effusive volcanoes like Kilauea, the urgency is much less significant because one just neeeds to move a few steps away to avoid the lava flows when they appear. I tend to call Kilauea or Piton de la Fournaise « opera-style volcanoes » with eruptions for tourists.
Eruptive prediction is only meaningful if scientists are able to alert authorities and the public. In a study published in the journal Nature Communications, researchers and engineers from the IPGP and the GFZ Helmholtz Centre for Geosciences propose a new detection method, called « Jerk », capable of identifying very early precursor signals of volcanic eruptions in real time using a single seismological instrument.
The IPGP explains that the « Jerk » method makes it possible to detect extremely subtle ground movements in real time, linked to deep magma injections. These signals, called Jerk signals, appear as very low-frequency transients observed in horizontal ground movements, both in acceleration and inclination. The authors show that these signals are likely generated by the dynamic fracturing processes of the rock preceding an eruption. With an amplitude on the order of a few nanometers per cubic second (nm/s³), these signals can be detected using a single very broadband seismometer, provided that specific processing is implemented, notably incorporating correction for Earth tides.
In April 2014, the tool was implemented at the Piton de la Fournaise Volcanological Observatory (OVPF) as a fully automated module of the WebObs system, using data from a seismological station of the Geoscope global network located 8 km from the summit of the volcano (Rivière de l’Est).
On June 20, 2014, an initial alert was sent 1 hour and 2 minutes before the start of the eruption. For over 10 years, this Jerk signal detection and analysis system operated continuously, 24/7, enabling automatic alerts for 92% of the 24 eruptions that occurred between 2014 and 2023. Alert times ranged from a few minutes to 8.5 hours before magma reached the surface. The method was also tested on data from 24 past eruptions between 1998 and 2010, demonstrating that the Jerk alert system works consistently. However, the system did make some errors, issuing clear alerts that were not followed by eruptions. Always keeping the population in mind, the alert time seems to me to be the most important factor. If the alert is triggered only a few minutes before the start of an eruption, it is clearly useless.
During the last seismic crisis at Piton de la Fournaise on December 5, 2025, associated with minor deformations and gas anomalies, a small jerk signal was emitted (only 0.1 nm/s³), confirming that a magma intrusion had indeed occurred. However, by the end of December, magma has still not pierced the surface! Fortunately, no population needs to be evacuated or sheltered in temporary accommodation centers. This is precisely where the value of a truly reliable eruption prediction lies: being able to predict an eruption and evacuate populations within a reasonable timeframe.
As the IPGP points out, Piton de la Fournaise is a highly instrumented and monitored laboratory volcano, but it is harmless from a human perspective. It is urgent to test the jerk method on other, more dangerous and less instrumented volcanoes with at-risk populations. Mount Etna could serve as a springboard to volcanoes in the Philippines or Indonesia.
Source: IPGP