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Trois volcans actifs en Alaska // Three active volcanoes in Alaska

Trois volcans sont actuellement actifs en Alaska. Heureusement, ils sont loin des zones habitées et ne constituent pas une menace pour la population. Ils sont situés sur la péninsule de l’Alaska et dans les Aléoutiennes. Cependant, leurs nuages ​​de cendres pourraient poser des problèmes au trafic aérien entre l’Amérique du Nord et l’Asie. Les moteurs des aéronefs n’aiment pas les cendres volcaniques et aucune solution n’a été trouvée depuis l’éruption de l’Eyjafjoll en Islande en 2010 qui a gravement perturbé le trafic aérien en Europe.

Une coulée de lave a été observée sur le flanc du Great Sitkin dans les îles Aléoutiennes le 5 août 2021 au matin. Elle était visible depuis Adak, village situé à une quarantaine de kilomètres. De petites fontaines de lave ont également été aperçues au sommet. Le volcan était actif depuis environ deux semaines. Le niveau d’alerte est passé à l’Orange et pourrait passer au Rouge si l’éruption devient plus explosive ou produit un important nuage de cendres. Hormis une brève éruption en mai 2021, le Great Sitkin était calme depuis 1974.

Source: AVO

Dans le même temps temps, de petits nuages ​​de cendres étaient émis par le Pavlof sur la péninsule d’Alaska le 5 août 2021. Le volcan se trouve à une soixantaine de kilomètres au nord-est de Cold Bay et à 960 km au sud-ouest d’Anchorage. C’est est l’un des plus actifs d’Alaska et il ne serait pas surprenant que l’éruption s’intensifie La dernière éruption a eu lieu en 2016 et il y a généralement une éruption avec quelques années d’intervalle. Le Pavlof est un volcan à système ouvert, de sorte que le magma peut remonter à la surface très rapidement et il peut entrer en éruption sans prévenir. La couleur de l’alerte aérienne a été élevée à Orange et le niveau d’alerte volcanique à Watch (Vigilance).

Image webcam du Pavlof

Un autre volcan aléoutien, le Semisopochnoi, a émis des nuages ​​de vapeur et de cendres dans la soirée du 4 août 2021, mais le volcan est loin de toute localité et dans une zone sans grand trafic aérien. Il est situé sur une île isolée à l’extrémité ouest des îles Aléoutiennes et se trouve à environ 260 km à l’ouest d’Adak.

Cratère du Semisopochnoi (Crédit photo: AVO)

Source : Alaska Volcano Observatory (AVO).

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Three volcanoes are currently active in Alaska. Fortunately, they are far from populated areas and are no threat to the residents. They are located on the Alaska Peninsula and in the Aleutians. However, their ash clouds might pose problems to air traffic between North America and Asia. Aircraft engines don’t like volcanic ash and no solution has been found since the 2010 eruption of Eyjafjoll in Iceland which severely disrupted air traffic in Europe.

A stream of lava flowed down the side of Great Sitkin in the Aleutian Islands on August 5th, 2021 in the morning. It was visible from the nearby community of Adak about 40 km away. Some minor lava fountaining was also happening at the summit The volcano has experienced unrest for about the last two weeks. The alert level has been raised to Orange and could switch to Red if the eruption becomes more explosive or produces a significant cloud of ash. Apart from a brief eruption in May 2021, Great Sitkin had not erupted since 1974.

Meanwhile, minor clouds of ash spewed from the Alaska Peninsula Pavlof volcano on August 5th, 2021. The volcano is located about 60 km northeast of Cold Bay and 960 km southwest of Anchorage. The volcano is one of the most active in Alaska and it would not be surprising for conditions to continue to escalate. The last eruption happened in 2016 and there is generally an eruption every few years. Pavlof is an open system volcano so thatmagma can move to the surface really fast and it can start erupting almost with no warning. THe aviation color code has been raised to Orange and th volcano alert level to Watch.

Another Aleutian volcano, Semisopochnoi, released steam and ash clouds in the evening of August 4th, 2021, but the remote volcano is far from any communities and in an area without much air trafic. It is located on an isolated island on the western end of the Aleutian Islands and is about 260 km west of Adak.

Source : Alaska Volcano Observatory (AVO).

Kilauea (Hawaii): Radar et éruptions volcaniques // Radar and volcanic eruptions

Aucune activité de surface n’est observée sur le Kilauea depuis le 23 mai 2021. Si le HVO tient ses promesses, l’éruption ne sera plus en « pause » le 23 août ; elle sera bel et bien terminée ! Dans un nouvel article, les scientifiques de HVO expliquent comment ils utilisent le radar météorologique pour analyser les panaches émis par le Kilauea.

RADAR est l’acronyme de Radio Detection And Ranging, un outil largement utilisé depuis le début des années 1900. Aujourd’hui, le radar a de nombreuses applications : dans l’atmosphère pour suivre les systèmes météorologiques et l’activité aéronautique, dans l’espace pour imager la Terre et les corps extraterrestres à partir de satellites, et même dans le sol pour détecter des objets enfouis.
Pour fonctionner, le radar utilise une antenne qui concentre les impulsions d’énergie tout en balayant des directions et des angles spécifiques. Les impulsions se déplacent à la vitesse de la lumière et croisent des objets sur leur chemin, tels que des montagnes, des bâtiments, des avions, des oiseaux, des gouttes de pluie ou des cendres volcaniques. Lorsqu’une impulsion frappe un objet, une fraction de son énergie est réfléchie vers l’antenne. L’énergie réfléchie est ensuite mesurée et traitée pour fournir des valeurs de réflectivité. La réflectivité est plus sensible à la taille et à la forme d’un objet spécifique ; toutefois, dans la mesure où une impulsion peut interagir avec de nombreux objets simultanément, la concentration des objets est également importante.
Les antennes radar peuvent balayer à 360 degrés autour d’une station sur différents angles d’élévation et produire une couverture atmosphérique presque complète sur 150 kilomètres ou plus en quelques minutes seulement. C’est ainsi que les météorologues présentent une couverture presque continue des systèmes météorologiques dans le monde.
Le radar météorologique est également un outil extrêmement important pour étudier les éruptions volcaniques. Les systèmes radar utilisés pour mesurer la vitesse du vent peuvent également mesurer les structures de turbulence dans les panaches, ce qui permet aux scientifiques d’analyser comment ils absorbent l’air, grossissent et s’élèvent dans l’atmosphère. En utilisant des dizaines de scans par heure, ils peuvent mesurer l’évolution du panache et des éruptions dans le temps.
Le HVO explique comment les scientifiques ont utilisé les systèmes radar le 20 décembre 2020 lorsque le panache de vapeur émis par le lac d’eau dans le cratère Halema’uma’u s’est transformé en un panache volcanique. L’île d’Hawaï possède deux stations radar WSR-88D, à South Point (PHWA) et Kohala (PHKM). Le panache de l’éruption du 20 décembre 2020 était visible depuis les deux stations, de sorte que leurs données permettent de comprendre cette éruption.
Le lac d’eau au fond de l’ Halema’uma’u avait environ 50 mètres de profondeur et continuait de grandir lorsque le Kilauea est entré en éruption le 20 décembre. Une nouvelle fissure s’est ouverte au-dessus du lac sur la paroi du cratère à 21h30. (heure locale). Un grand volume de lave s’est déversé dans le lac. La lave a vaporisé l’eau et généré un volumineux panache.
Contrairement aux panaches de cendres émis par une bouche éruptive lors d’une éruption explosive, le panache du 20 décembre 2020 contenait peu de cendres. Il a commencé à s’élever immédiatement mais lentement pour atteindre jusqu’à 13 000 mètres d’altitude. À 23 heures, l’eau avait disparu, remplacée par un lac de lave.
Les mesures radar du panache ont été accessibles quelques minutes après son apparition et elles montrent clairement son développement, son élévation et son volume suite à l’ouverture de la nouvelle fissure. Le panache a ensuite décliné quand le lac s’est asséché. La visualisation 3D du panache montre comment sa hauteur et sa structure changent au fil du temps.
Les modèles radar peuvent être utilisés pour l’échantillonnage des dépôts du panache au sol et pour comparer les zones à haute réflectivité avec des phénomènes tels que la foudre afin de corréler les observations visuelles à la dynamique interne du panache. Les scientifiques peuvent aussi calculer la concentration dans le panache, son trajet, ainsi que le volume total de cendres transportées et déposées pendant l’éruption.
Un autre avantage du radar météorologique est son accessibilité. De nombreuses stations fournissent gratuitement des données en temps quasi réel. Elles sont accessibles via le logiciel Weather and Climate Toolkit de la NOAA. Toute personne intéressée par ces phénomènes peut analyser les données à partir de son ordinateur personnel. Le radar est de plus en plus utilisé en volcanologie et il sera de plus en plus utile au HVO dans les futurs scénarios d’éruption.
Source : USGS/HVO.

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No surface activity has been observed at Kīlauea since May 23rd, 2021. If the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) keeps its promise, the eruption will no longer living a pause on August 23rd, it will be over !

In a new article, HVO scientists explain how they use weather radar to investigate the plumes emitted by Kilauea volcano. RADAR is an acronym for Radio Detection And Ranging, a tool that has been broadly used since the early 1900s. Today, radar has many uses: in the atmosphere to track weather systems and aviation activity, in space to image the Earth and extraterrestrial bodies from satellites, and even in the ground to detect buried objects.

Radar operation uses an antenna that focuses pulses of energy as it scans specific directions and angles. The pulses travel at the speed of light and intersect objects in their path, such as mountains, buildings, airplanes, birds, raindrops, or volcanic ash. As a pulse hits an object, a fraction of its energy is reflected toward the antenna. The reflected energy is then measured and processed to give values of “reflectivity.” Reflectivity is most sensitive to an object’s size and shape, though since a pulse can interact with many objects simultaneously, the concentration of objects is also important.

Radar antennas can scan 360 degrees around a station at various elevation angles and produce nearly complete atmospheric coverage within 150 or more kilometres in just a few minutes. This is how meteorologists present nearly continuous coverage of weather systems worldwide.

Weather radar is also an extremely important tool for studying explosive eruptions. Radar systems used to measure wind speed can also measure turbulence structures in plumes, which allows scientists to track how they capture air, grow in size, and rise through the atmosphere. Using tens of scans per hour, they can measure plume and eruption evolution in time.

HVO explains how they used radar systems on December 20th, 2020 when the steam plume emitted by the water lake within Halema’uma’u crater turned into a volcanic plume.

The Island of Hawaii hosts two WSR-88D radar stations, at South Point (PHWA) and Kohala (PHKM). The December 20th, 2020, eruption plume was visible to both stations, so their data help understand this interesting eruption.

The water lake in Halema‘uma‘u was about 50 metres deep and growing when Kīlauea summit erupted on December 20t. A new fissure opened above the lake on the crater wall at 9:30 p.m. (local time). A large volume of lava spilled down into the lake, boiling the water, and producing a volcanic steam plume.

Unlike explosive ash plumes that erupt at high velocities directly from a vent, this plume originated from the boiling water, carried little ash, and began rising immediately but slowly, reaching 13,000 metres above sea level at its peak. By 11 p.m., the water had vanished, replaced by a growing lava lake.

Radar measurements of the plume were accessible minutes after the plume appeared and clearly show its development, increasing height and intensity with the opening of the new fissure, and detachment and decline after the water lake dried. The 3D visualization of the plume displays how plume height and structure through time.

The radar models can be used to locate areas of interest for sampling deposits from the plume on the ground, and to compare high reflectivity zones with phenomena like lightning to correlate visual observations to internal plume dynamics. Lastly, scientists can calculate concentration throughout the plume, the path of the plume, and the total ash volume transported and deposited during the eruption.

Another advantage of weather radar is accessibility. Many stations provide free publicly available near-real-time data, accessible through NOAA’s Weather and Climate Toolkit software. Anyone interested in radar and volcanoes can analyze data from their own computer. Radar is a vital and growing asset in volcanology that will be increasingly useful to HVO in future eruption scenarios.

Source : USGS / HVO.

 

Image du haut: Image radar 2D de la station PHWA (NOAA Weather and Climate Toolkit). Image du bas: Visualisation radar 3D (Google Earth). [Source: USGS]

Activité volcanique en Islande // Volcanic activity in Iceland

L’éruption de Fagradalsfjall continue sur la Péninsule de Reykjanes, même si son intensité a bien diminué – quasiment de moitié, selon les volcanologues islandais – depuis sa phase initiale. En ce moment, le cratère actif alterne les périodes de calme et celles où la lave s’agite à l’intérieur. La lave se dirige vers l’est mais semble peu visible car elle s’écoule majoritairement en tunnels. Le tremor éruptif confirme cette irrégularité de comportement du volcan (voir ci-dessous). Il y a quelques jours, les volcanologues islandais pensaient que l’éruption était entrée dans sa phase terminale. A voir… Force est de reconnaître que depuis la crise sismique qui a précédé l’éruption, ils n’ont pas brillé dans leurs prévisions !

(Source: Icelandic Met Office)

Ces derniers jours, trois séismes de magnitude M 3.1 et M 3,2 ont été enregistrés sur le Katla. On ne peut pas pour autant parler de crise éruptive car ces événements sont isolés. De plus, ils se sont produits à une centaine de mètres de profondeur. Cela signifie qu’ils sont dus probablement à des mouvements, voire des fracturations, à l’intérieur du Myrdalsjökull, ou à des phénomènes hydrothermaux,comme cela est observé régulièrement dans les volcans islandais qui se cachent sous des calottes glaciaires.

(Photo: C. Grandpey)

A noter, comme je l’indiquais précédemment, que le Myrfalsjökull fond très rapidement à cause du réchauffement climatique. On s’en rend compte en visitant le Solheimajökull, l’une des branches du glacier.

Deux séismes de M 3,9 et M 4,5 ont également été enregistrés ces derniers jours au niveau du Bardarbunga, sous le Vatanjökull, probablement avec les mêmes causes que ceux au niveau du Katla. Le géophysicien Páll Einarsson pense qu’ils sont peut-être en mettre à relation avec l’augmentation de volume du volcan, à cause de l’accumulation de magma depuis l’éruption de 2014-2015. Selon les scientifique, une éruption du Bardarbunga n’est toutefois pas à l’ordre du jour.

(Source: IMO)

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The Fagradalsfjall eruption continues on the Reykjanes Peninsula, although its intensity has decreased – almost by half, according to Icelandic volcanologists – since its initial phase. At the moment, the active crater alternates periods of calm and those when lava is bubbling inside. The lava is heading east but is generally invisible because it mainly flows in tunnels. The eruptive tremor confirms this irregularity in the behaviour of the volcano (see above). A few days ago, Icelandic volcanologists believed the eruption had entered its terminal phase. Not so sure… We have to admit that since the seismic crisis which preceded the eruption, they have not been good forecasters !

In recent days, three earthquakes with magnitudes M 3.1 and M 3.2 have been recorded on- Katla volcano. However, this was not an eruptive crisis because these events were isolated. In addition, they occurred at a depth of a hundred meters. This means that they were probably due to movements, or even fracturing, within Myrdalsjökull, or to hydrothermal phenomena which are regularly observed on Icelandic volcanoes under ice caps.
As I indicated previously, Myrfalsjökull is melting very quickly due to global warming. one can see this when visiting Solheimajökull, one of the branches of the glacier.

Two earthquakes with magnitudes M 3.9 and M 4.5 have also been recorded in recent days at Bardarbunga, under Vatanjökull, probably with the same causes as those at Katla. Geophysicist Páll Einarsson thinks they may be related to the increase in volume of the volcano, due to the accumulation of magma since the 2014-2015 eruption. According to scientists, an eruption of Bardarbunga is not on the agenda, however.

Le poids des volcans hawaiiens // The weight of Hawaiian volcanoes

L’État d’Hawaii est l’un des endroits les plus exposés aux séismes aux États-Unis. Contrairement à d’autres Etats comme la Californie où les secousses sont liées au mouvement des plaques tectoniques, la sismicité à Hawaii est à mettre directement en relation avec les volcans.

La sismicité à Hawaii est due à trois causes principales : 1) le mouvement du magma sous les volcans actifs ; 2) le glissement des flancs des volcans le long de la zone entre l’ancienne croûte océanique et les volcans sus-jacents ; 3) la flexion de la croûte terrestre et du manteau supérieur sous le poids des volcans.

Un séisme de M 5.2 lié à la troisième cause s’est produit le 5 juillet 2021 à 5 km au large de la côte nord de Big Island, à 27 kilomètres sous le niveau de la mer. Deux jours plus tard, un événement de M 4.2 a été enregistré sur le côté ouest de la Grande Ile. Les deux séismes étaient probablement liés aux contraintes exercées par le poids énorme des volcans– en particulier le Mauna Loa et le Mauna Kea – sur la croûte et le manteau.

Les contraintes générées par le poids des volcans sont faciles à comprendre. Au fur et à mesure que les volcans hawaiiens entrent en éruption et prennent du volume, ils ajoutent de plus en plus de poids à la surface de la Terre. Cela provoque un fléchissement de la plaque Pacifique, un peu comme le poids des livres fait fléchir une étagère. Un certain poids peut simplement faire fléchir l’étagère, mais un excès de poids peut provoquer sa rupture. Une telle rupture peut se produire si les plaques tectoniques plient et n’arrivent plus à supporter le poids qui les surmonte.

Les séismes causés par ce phénomène peuvent être assez importants ; certains peuvent avoir une magnitude supérieure à M 6.0. Parmi les séismes de flexion de plaque tectonique à Hawaï, on notera le séisme de M 6,8 à Lanai le 19 février 1871, un événement de M 6,8 à Maui le 22 janvier 1938 ou un séisme de M 5,2 à Oahu le 28 juin 1948. Ces séismes sont profonds, généralement entre 25 et 40 km, dans le manteau supérieur sous les volcans et la croûte océanique.

Pour analyser ces séismes, les scientifiques du HVO utilisent généralement les données GPS qui permettent de calculer comment un point spécifique à la surface de la Terre se déplace dans le temps. Le HVO exploite un réseau de plus de 65 stations GPS sur l’île d’Hawaii. Elles permettent de surveiller et suivre des mouvements extrêmement faibles à la surface de la Terre, y compris certains déplacements liés à la contrainte de flexion des plaques.

Pour améliorer la compréhension scientifique de la flexion des plaques dans l’archipel hawaiien, 7 nouveaux sites GPS sont en cours d’équipement sur les îles d’Hawaï, Molokai et Lanai. Ces nouveaux sites ont été choisis dans le but d’analyser les mouvements associés à la flexion des plaques, mais aussi pour se rendre compte si certains mouvements résultent de la flexion des plaques ou de la dynamique de systèmes magmatiques profonds sous les volcans.

Source : USGS/HVO.

On notera que cette flexion de l’écorce terrestre sous le poids des volcans est l’inverse du rebond isostatique observé dans les régions où la fonte des glaciers fait chuter leur masse et entraîne un soulèvement de l’écorce terrestre, comme en Islande, par exemple.

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The State of Hawaii is one of the most seismically active locations in the United States. Unlike some other earthquake-prone places in the US, like California, where the earthquakes are related to tectonic plates sliding past each other, seismicity in Hawaii is related to volcanoes.

There are three main causes for earthquakes in Hawaii are: 1) the movement of magma under active volcanoes; 2) the sliding of volcanoes’ flanks along the surface that separates the ancient oceanic crust and overlying volcanoes; 3) the bending or flexing of the Earth’s crust and upper mantle in response to the weight of the overlying volcanoes.

An M 5.2 earthquake related to the third cause occurred on July 5th, 2021 5 km off the north shore of Big Island at 27 kilometres below sea level. Two days later, an M 4.2 event occurred on the west side of the Island of Hawaii. Both earthquakes were likely related to stress caused by the enormous weight of the Hawaiian volcanoes – especially Mauna Loa and Mauna Kea – on the underlying crust and mantle.

The stress caused by the weight of the volcanoes is easy to understand. As Hawaiian volcanoes erupt and grow, they add more and more weight to the Earth’s surface. This causes the Pacific Plate to flex downward, much like the bending caused by heaving books on an overloaded bookshelf. Some weight may just make the shelf bow, but a lot of weight may cause the shelf to start to splinter or break. Those breaks are similar to what happens in tectonic plates if they bend too. Earthquakes caused by this flexure can be quite large ; some can be greater than M 6.0.

Some additional past Hawaiian flexure earthquakes include the M 6.8 Lanai earthquake on February 19th, 1871, an M 6.8 event in Maui on January 22nd, 1938, or an M 5.2 quake in Oahu on June 28th, 1948.

These earthquakes are deep, typically 25–40 km, within the uppermost mantle underneath volcanoes and oceanic crust. To measure these quakes, HVO scientists typically use GPS data. GPS instruments allow to calculate how a specific point on the Earth’s surface moves throughout time. HVO operates a network of over 65 GPS stations on the Island of Hawaii. They are used to monitor and track extremely small movements at the Earth’s surface, including some displacements related to plate flexure stress.

To improve the scientific understanding of plate bending in the Hawaiian Islands, 7 new GPS sites are being equipped on the islands of Hawaii, Molokai, and Lanai. These new sites are strategically placed to capture movement associated with plate bending and to test whether certain motions result from ongoing plate bending or from the dynamics of very deep magmatic systems beneath the volcanoes.

Source : USGS / HVO.

It should be noted that this bending of the Earth’s crust under the weight of volcanoes is the reverse of the isostatic rebound observed in regions where the melting of glaciers causes their mass to drop and the Earth’s crust to rise, as in Iceland, for instance.

Le Mauna Loa (à gauche) et le Mauna Kea (à droite) exercent un pression considérable sur l’écorce terrestre (Photo : C. Grandpey)