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Eruptions volcaniques et réchauffement climatique // Volcanic eruptions and global warming

Il y a quelques jours, mon attention a été attirée par le titre d’un article paru sur le site du magazine GEO : «Pourquoi les fortes éruptions volcaniques sont-elles accentuées par le réchauffement climatique ?»

Même en me creusant les méninges, je n’arrivais pas à comprendre comment des éruptions pouvaient être amplifiées par la réchauffement climatique actuel.

En fait, en lisant l’article, on se rend compte que le contenu ne correspond pas au titre. On nous explique que « le réchauffement climatique va accentuer les conséquences des éruptions volcaniques de grande ampleur, amplifiant le refroidissement temporaire suivant ce type d’événements. » Il ne s’agit donc pas d’un scoop car le phénomène est étudié depuis plusieurs années.

Des chercheurs de l’université de Cambridge expliquent que « les éruptions de grande magnitude auront des effets plus importants à mesure que le climat continuera à se réchauffer. » Les panaches de cendres et de gaz émis par les éruptions volcaniques importantes s’élèveront de plus en plus haut dans l’atmosphère et ils se répandront répandront plus rapidement à la surface du globe. Cela empêchera la lumière du soleil d’atteindre la surface de la Terre, ce qui amplifiera l’effet de refroidissement temporaire survenant après une éruption, comme cela a été observé après celle du Pinatubo (Philippines) en 1991. Le panache éruptif avait alors provoqué une baisse globale de température de 0,5°C en 1992.

En revanche, selon les chercheurs anglais, pour les éruptions moins importantes qui sont les plus fréquentes,, un fort réchauffement climatique réduira de 75% les effets de refroidissement temporaire.

Selon les chercheurs, la fonte des calottes glaciaires devrait par ailleurs augmenter la fréquence et la taille des éruptions volcaniques dans des endroits comme l’Islande. Les scientifiques font référence au « rebond isostatique », mais à ce jour, aucun effet significatif n’a été observé en Islande.

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A few days ago, my attention was drawn to the title of an article that appeared on the website of the GEO magazine: « Why are strong volcanic eruptions accentuated by global warming? »  »
Even racking my brains, I couldn’t understand how eruptions could be magnified by the current global warming.
In fact, reading the article, you realize that the content does not match the title. We are told that “global warming will accentuate the consequences of large-scale volcanic eruptions, amplifying the temporary cooling following this type of event. This is not a scoop because the phenomenon has been studied for several years.
Researchers at Cambridge University explain that « large-scale eruptions will have greater effects as the climate continues to warm. » Plumes of ash and gas emitted by major volcanic eruptions will rise higher and higher in the atmosphere and will spread more rapidly over the surface of the globe. This will prevent sunlight from reaching the surface of the Earth, which will amplify the temporary cooling effect occurring after an eruption, as was observed after that of Pinatubo (Philippines) in 1991. The eruptive plume had then caused an overall temperature drop of 0.5°C in 1992.
On the other hand, according to the English researchers, for the smaller eruptions which are more frequent, a strong global warming will reduce by 75% the effects of temporary cooling.
Melting ice caps are also expected to increase the frequency and size of volcanic eruptions in places like Iceland, the researchers say. Scientists refer to “isostatic rebound”, but to date no significant effect has been observed in Iceland.

Eruption du Pinatubo en 1991 et couche d’aérosols générée par cet événement (Source: Wikipedia et NASA)

Utilisation des satellites en volcanologie // Use of satellites in volcanology

L’Observatoire des Volcans d’Hawaii, le HVO, a publié un article très intéressant sur les différents types de satellites utilisés en volcanologie.
On apprend que de nombreux satellites d’imagerie sont en orbite polaire, ce qui les maintient près de la surface de la Terre sur une orbite basse. Ils réalisent des images de la Terre en bandes étroites et séquentielles en même temps que le satellite voyage d’un pôle à l’autre.
A côté des satellites en orbite polaire, il y a les satellites géostationnaires comme GOES (un acronyme pour Geostationary Operational Environmental Satellite) qui ont des orbites différentes car ils se situent au-dessus d’un seul point de la Terre. C’est pour cela qu’ils se trouvent à une plus grande distance de la Terre que les satellites à orbite polaire, mais avec l’avantage que le GOES peut « voir » tout un côté de la planète.
Les États-Unis utilisent deux satellites GOES pour couvrir l’ensemble du pays. GOES-16 (également appelé GOES-Est) survole la longitude 75° Ouest (près de la côte Est); il observe le continent et une grande partie de l’Océan Atlantique. GOES-17 (GOES-West) se situe au-dessus de 137° de longitude ouest (à mi-chemin entre Hawaï et le continent) et offre une vue de l’ouest des États-Unis et une grande partie de l’Océan Pacifique.
La mission première des satellites GOES n’est pas de détecter l’activité volcanique ou les feux de forêt, mais de surveiller en permanence la météo. La vue large qu’ils proposent permet aux scientifiques de suivre les systèmes météorologiques à mesure qu’ils évoluent et migrent, ce qui fournit des données essentielles pour les prévisions.
La surveillance météorologique utilise les longueurs d’onde de la lumière visible et infrarouge pour analyser l’atmosphère. Heureusement, les canaux infrarouges du satellite peuvent également capter des anomalies thermiques au sol, tels que ceux des incendies et des éruptions.
La nature géostationnaire de GOES-17 lui permet de réaliser rapidement des images des zones (toutes les 5 à 15 minutes) en fournissant au bon moment une vue de ce qui se passe de ce côté de la planète. Le satellite dispose également d’un mode pour réaliser des images de zones plus petites de la surface de la Terre à des intervalles encore plus brefs (toutes les 30 secondes), sur demande dans des cas particuliers, comme lors d’une éruption volcanique ou de grands incendies. Les satellites en orbite polaire, en revanche, ne peuvent couvrir un point donné de la Terre que deux fois par jour.
L’inconvénient de l’orbite géostationnaire lointaine de GOES est la résolution des images qui est généralement inférieure à celle des satellites en orbite polaire. Les canaux infrarouges de GOES-17 ont une résolution de 2 km, ce qui représente une amélioration par rapport à son prédécesseur, GOES-15, qui avait une résolution de 4 km.
La résolution inférieure signifie que les images GOES ne sont pas idéales pour déterminer le contour précis d’une coulée de lave ou localiser l’emplacement exact d’une bouche éruptive. Cependant, la fréquence élevée d’images proposée par GOES est parfaite pour détecter le début d’une nouvelle activité volcanique en surface, tout en donnant une idée de l’endroit où se situe cette activité.
D’une certaine manière, le satellite GOES joue un rôle de sonnette d’alarme et vient en complément d’autres outils de surveillance utilisés par les observatoires volcaniques pour détecter les éruptions. Alors que les réseaux sismiques et de déformation du sol sont sensibles aux changements sous la surface de la Terre, le satellite GOES est un outil très utile pour repérer de nouvelles laves au moment où elles atteignent la surface.
Le satellite GOES joue un rôle de sentinelle de haute technologie qui maintient une surveillance permanente de l’activité éruptive, non seulement à Hawaï, mais à travers tous les États-Unis.
Les images et les données brutes fournies par GOES sont accessibles en ligne, quelques minutes seulement après leur acquisition. Une interface en ligne est fournie par la NOAA :

https://www.star.nesdis.noaa.gov/GOES/index.php.

Source : USGS/HVO.

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The Hawaiian Volcano Observatory (HVO) has published a very interesting article about the different types of satellites used in volcanology.

The reader is informed that many imaging satellites are polar orbiting, staying closer to Earth’s surface in a low orbit. They image the Earth in narrow, sequential strips as the satellite traverses from pole to pole.

Geostationary satellites like GOES (an acronym which goes for Geostationary Operational Environmental Satellite), however, have orbits that hover over a single spot on the Earth. This requires being much farther from Earth than polar orbits, but it has the benefit that the satellite can “see” the entire side of the planet in one view.

The United States uses two GOES satellites to cover the whole country. GOES-16 (also called GOES-East) hovers over longitude 75° West (near the east coast), viewing the mainland and much of the Atlantic Ocean. GOES-17 (GOES-West) is over longitude 137° West (close to halfway between Hawaii and the mainland) and views the western U.S. and much of the Pacific Ocean.

The primary mission of GOES satellites is not to detect volcanic activity or forest fires, but to keep a constant watch over the weather. The broad view allows scientists to track weather systems as they evolve and migrate, providing critical data for forecasts.

Weather monitoring uses wavelengths of visible and infrared light to characterize the atmosphere. Fortunately, the satellite infrared channels can also pick up hot thermal signals on the ground, such as those from fires and eruptions.

The geostationary nature of GOES-17 allows it to image areas rapidly—every 5–15 minutes —providing a timely view of what is happening on this side of the planet. The satellite also has a mode to image smaller areas of Earth’s surface at even higher rates (every 30 seconds), by request in special cases, such as during a volcanic eruption or large fires. Polar-orbiting satellites, on the other hand, might only cover a given spot on the Earth twice a day.

The drawback of the distant geostationary orbit of GOES, however, is that the resolution of the images is generally lower than that of polar-orbiting satellites. The infrared channels on GOES-17 have a resolution of 2 km, an improvement over its predecessor, GOES-15, which had a resolution of 4 km.

The lower resolution means that GOES images are not adequate to map out the precise outline of a lava flow, or locate the exact location of a vent. However, the high image frequency provided by GOES is ideal for detecting the onset of new volcanic activity on the surface, while giving a general idea of where that activity is located.

In some way, the GOES satellite is used as a warning bell which comes as a complement to other monitoring tools used by volcano observatories to detect eruptions. While seismic and ground-deformation networks are sensitive to changes below the surface, the GOES satellite is a tool for spotting new lava reaching the surface.

The GOES satellite acts as a high-tech sentinel, maintaining an unwavering watch for eruptive activity, not only in Hawaii, but across the U.S.

GOES images and raw data are all publicly available online, just minutes after acquisition. One online interface is provided by NOAA:

https://www.star.nesdis.noaa.gov/GOES/index.php.

Source : USGS / HVO.

Image infrarouge GOES de l’île d’Hawaï du 31 juillet 2021. La zone avec les couleurs plus chaudes dans la partie nord de l’île correspond à un incendie de végétation.

Eruption sous-marine au Japon // Submarine eruption in Japan

Le Fukutoku-Oka-no-ba n’est pas le volcan japonais le plus connu. C’est un édifice sous-marin situé à 5 km au NE de l’île de Minami-Ioto. On observe une décoloration de l’eau de mer dans la région et plusieurs îles éphémères se sont formées au 20ème siècle. Le dernier épisode éruptif a eu lieu entre le 3 février et le 8 avril 2021.

Une éruption majeure a commencé sur ce volcan le 12 août 2021 et se poursuivait encore le 13 août. Selon le VAAC de Tokyo, le panache de cendre montait jusqu’à 16,4 km au-dessus du niveau de la mer et se dirigeait vers le SSO en direction des Philippines.

Source : The Watchers.

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Fukutoku-Oka-no-ba is not the best known Japanese volcano. It is a submarine volcano located 5 km NE of the island of Minami-Ioto. Water discoloration is frequently observed in the area, and several ephemeral islands have formed in the 20th century. The last eruptive episode occurred between February 3rd and April 8th, 2021.
A major eruption started at the volcanoon August 12th, 2021and continued into August 13th. According to the Tokyo VAAC, ash was rising up to 16.4 km above sea level and was heading SSW toward the Philippines.

Source : The Watchers.

Image satellitaire du panache éruptif (Source: NASA/NOAA)

Volcans du monde // Volcanoes of the world

Voici quelques nouvelles de l’activité volcanique dans le monde:

Une hausse de la sismicité ainsi que des émissions de gaz et de cendres a été observée sur le Savo (Îles Salomon) fin juillet 2021, ce qui a incité les autorités à accroître la surveillance et à émettre des messages de sécurité à l’attention de la population.

Alors que l’activité volcanique sur le Savo s’est depuis calmée, les autorités expliquent qu’une puissante éruption du Savo affecterait à coup sûr l’ensemble des îles Salomon. Il a été demandé à des experts du Vanuatu et de Papouasie-Nouvelle-Guinée de venir aider à surveiller l’activité volcanique.

Le Savo a connu des éruptions historiques majeures, avec des coulées pyroclastiques qui ont dévasté une grande partie de l’île. La dernière éruption de ce volcan a eu lieu en 1847, avec un VEI 3.

Source : SBM en ligne.

Vue de l’île Savo (Source : Copernicus / Sentinel 2)

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Selon l’Observatoire Volcanologique du Merapi Indonésie), au moins 7 coulées pyroclastiques d’une durée d’environ 4 minutes ont dévalé les pentes du volcan le 7 août 2021, avec des panaches de cendres qui sont montés jusqu’à 3,6 km au-dessus du niveau de la mer. Le grondement de l’éruption a été perçu à plusieurs kilomètres. L’événement n’a pas vraiment été une surprise car le Merapi avait connu une augmentation de l’activité volcanique ces dernières semaines ; le dôme de lave a grossi rapidement avant de s’effondrer partiellement lors de cette éruption. La cendre a recouvert plusieurs villages et villes voisines, mais aucune victime n’a été signalée. La couleur de l’alerte aérienne reste à l’Orange.

Histogramme montrant l’activité du Merapi ces dernières semaines

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L’éruption de Fagradalsfjall sur la péninsule de Reykjanes (Islande) continue. L’activité reste irrégulière et fait alterner les périodes d’activité intense et des journées de pause. Depuis le 7 août 2021, on observe toutefois une intensification de l’activité à l’intérieur du cratère.

Selon les géologues islandais, la lave commencera à sortir de la vallée de Meradalir dans deux à trois semaines si l’éruption en cours se poursuit au rythme actuel. Une nouvelle bouche s’est ouverte au bord du cratère actif le 9 août 2021, et les deux bouches émettent maintenant de la lave à partir de la même source.

Il convient par ailleurs de noter que les garde-côtes islandais ont pris la mer le 7 août pour avoir confirmation d’une information selon laquelle une colonne de fumée noire était sortie de l’océan au large de la côte de la péninsule de Reykjanes, non loin de l’éruption en cours. La fumée était susceptible d’indiquer une éruption sous-marine. Toutefois, elle avait disparu quand le navire des garde-côtes est arrivé sur le site,. Les volcanologues islandais expliquent que les éruptions sous-marines ne sont pas rares, mais elles passent souvent inaperçues.

Source : Iceland Review.

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L’Etna (Sicile) a connu une nouvelle crise éruptive le 9 août 2021, avec un processus semblable aux paroxysmes précédents : hausse de l’activité  strombolienne dans le Cratère SE vers 3 heures du matin (heure locale), avec une coulée de lave qui s’est dirigée vers la Valle del Bove. Comme précédemment, l’activité strombolienne s’est transformée en fontaine de lave, avec apparition d’une nouvelle coulée sur le flanc SO.  L’événement a pris fin vers 7 heures  A noter vers 8 heures un effondrement de la partie orientale du Cratère SE.

La crise éruptive s’est accompagnée de fortes explosions qui ont fait vibrer les maisons et réveillé leurs habitants. Comme souvent ces derniers mois, les retombées de cendres et de lapilli ont endommagé les cultures, au grand désespoir des agriculteurs qui aimeraient recevoir davantage d’aide de l’Etat,

Pour terminer, il est intéressant de noter que tous les matériaux accumulés au cours des crises éruptives à répétition ont fait gagner de l’altitude au Cratère SE qui culmine actuellement à 3357 mètres, ce qui en fait le point le plus haut du volcan ! Jusqu’à présent, c’est le Cratère NE qui avait cet honneur.

Source : INGV.

Le tremor et la crise du 9 août 2021 (Source: INGV)

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Des températures élevées et des émissions gazeuses modérées sont toujours observées à White Island (Nouvelle-Zélande). Les dernières mesures et observations montrent que la température au niveau de la bouche active atteint environ 520°C. Une incandescence est visible la nuit sur les images de la webcam. Les données satellitaires montrent de faibles niveaux de déformation du sol autour de la bouche active et de la zone du lac.

Ces informations confirment la présence très probable d’une nouvelle intrusion magmatique à faible profondeur depuis juin 2021.

Le niveau d’alerte volcanique reste à 2 et la couleur de l’alerte aérienne est maintenue à Jaune.

Source : GeoNet.

Photo: C. Grandpey

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La  situation est stable sur le Sabancaya (Pérou) où l’on enregistre une cinquantaine d’explosions par jour. Elles génèrent des panaches de cendres qui montent à 2-2,5 km au-dessus du sommet du volcan.

Source : IGP.

Source: IGP

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Au Kamtchatka, la couleur de l’alerte aérienne est Orange pour le Sheveluch, le Karymsky et l’Ebeko. Elle est Jaune pour le Bezymianny..

Source : KVERT.

Activité éruptive sur le Bezymianny ‘Crédit photo: KVERT)

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Dernière minute : L’Alaska Volcano Observatory vient de m’envoyer un message indiquant qu’il relève la couleur de l’alerte aérienne et le niveau d’alerte volcanique respectivement à Jaune et Advisory (surveillance conseillée) sur le complexe volcanique d’Atka (Iles Aléoutiennes) suite à une hausse de la sismicité. Les événements ont été localisés entre 3 et 6 km de profondeur et à environ 7 km au sud-ouest du volcan Korovin.L;AVO précise que cette sismicité ne débouchera pas forcément sur une éruption.

Le volcan Korovin (Source: AVO)

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Ces informations ne sont pas exhaustives. Vous en trouverez d’autres (en anglais) en lisant le bulletin hebdomadaire de la Smithsonian Institution :
https://volcano.si.edu/reports_weekly.cfm

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Here is some news of volcanic activity around the world :

An increase in seismicity as well as in gas and ash emissions was observed at Savo (Solomon Islands) at the end of July, prompting authorities to increase monitoring and issue Volcano Safety Messages to residents.

While volcanic activity on Savo has since subsided, authorities explain that a powerful eruption at Savo would definitely affect the whole of Solomon Islands. Officials have asked experts from Vanuatu and Papua New Guinea for assistance in monitoring volcanic activity.

Savo has been the source of major historical eruptions, which included pyroclastic flows that devastated much of the island. The last eruption at this volcano took place in 1847 (VEI 3).

Source: SBM Online.

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According to the Merapi Volcano Observatory (Indonesia), at least 7 pyroclastic flows with durations of about 4 minutes travelled down the slopes of the volcano on August 7th, 2021, with ash rising up to 3.6 km above sea level.

The rumbling of the eruption could be heard several kilometers away.

The event did not really come as a surprise as Merapi had seen increased volcanic activity in recent weeks, with the lava dome growing rapidly before partially collapsing during this eruption.

Ash blanketed several villages and nearby towns but no casualties were reported. The Aviation Colour Code remains at Orange.

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The Fagradalsfjall eruption on the Reykjanes Peninsula (Iceland) continues. Activity remains irregular and alternates between periods of intense activity and long pauses. Since August 7th, 2021, however, there has been an increase in activity inside the crater.

According to Icelandic geologists, lava will begin flowing out of Meradalir valley in two to three weeks if the ongoing eruption continues at the same pace. A new vent opened at the edge of the eruption’s active crater on August 9th, 2021, and both are now spouting lava from the same source.

It should also be noted that the Icelandic Coast Guard sailed out on August 7th to investigate reports of a dark column of smoke emerging from the ocean off the coast of the Reykjanes peninsula, not far from Iceland’s ongoing eruption, possibly indicating an underwater eruption. While the smoke had disappeared by the time coast guard ship arrived at the site, Icelandic experts explain underwater eruptions are not uncommon though they often go unnoticed.

Source: Iceland Review..

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Mt Etna (Sicily) went through a new eruptive crisis on August 9th, 2021, with a process similar to previous paroxysms: increase in Strombolian activity at the SE Crater around 3 a.m. (local time), with a lava flow that headed towards Valle del Bove. As before, Strombolian activity turned into a lava fountain, with a new lava flow on the SW flank. The event ended around 7 am  Around 8 am, one could observe a collapse of the eastern part of the SE Crater.

The eruptive crisis was accompanied by strong explosions that vibrated the houses and woke their inhabitants. As often in recent months, the fallout of ash and lapilli damaged crops, to the dismay of farmers who would like to receive more aid from the State,

Finally, it should be noted that all the material accumulated during the repetitive eruptive crises of the SE Crater have raised the summit of the cone which has grown to a record height of 3,357m, makng it the highest point of the volcano! Up to now, the NE Crater had this privilege.

Source: INGV.

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High heat flow and moderate gas flux continue at White Island (New Zealand). The latest measurements and observations show that vent temperatures remain high at around 520°C. A glow can be observed at night in webcam images. Satellite radar data shows low levels of ground deformation around the active vent and lake area.

The combined interpretation of this information consolidates evidence for a fresh magma intrusion to shallow levels since June 2021.  .

The Volcano Alert Level remains at 2 and the Aviation Colour Code remains at Yellow.

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The situation is fairly stable on Sabancaya (Peru) where about 50 explosions are recorded every day. They generate ash plumes that rise 2-2.5 km above the summit.

Source: IGP.

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In Kamchatka, the Aviation Colour Code is Orange for Sheveluch, Karymsky and Ebeko. It is Yellow for the Bezymianny.

Source: KVERT.

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Last minute : The Alaska Volcano Observatory has just sent me a message indicating it is raising the Aviation Color Code and Alert Level at the Atka volcanic complex to YELLOW/ADVISORY after detecting an increased number of small, shallow earthquakes. They have been located 3 to 6 km deep and around 7 km southhwest of Korovin Volcano. The earthquakes represent an increase from background seismic activity, but may not necessarily lead to an eruption.

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This information is not exhaustive. You can find more by reading the Smithsonian Institution’s weekly report:

https://volcano.si.edu/reports_weekly.cfm