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Magma, éruptions et glissement de l’Etna // Magma, eruptions and the sliding of Mt Etna

Le lent glissement du flanc oriental de l’Etna vers la Mer Ionienne est un phénomène bien connu, confirmé par de nombreuses études. Les scientifiques pensent que ce glissement pourrait s’accélérer avec le temps et générer des tsunamis qui affecteraient toute la Méditerranée, menaçant la vie de millions de personnes.

Grâce à une approche multidisciplinaire avec utilisation de l’interférométrie radar à synthèse d’ouverture (RSO), le GPS et la tomographie sismique, une équipe de chercheurs de l’INGV et de l’Institut Supérieur de Protection et de Recherche de l’Environnement (ISPRA) a analysé les déformations du sol sur l’ Etna provoquées par l’éruption du 24 décembre 2018 et l’événement sismique enregistré deux jours plus tard. L’interférométrie RSO a permis d’obtenir des cartes de déformation du sol sur l’ensemble de l’Etna. Les mesures obtenues ont été intégrées aux données fournies par le réseau GPS qui mesure en continu les déplacements du volcan. Enfin, les méthodes de tomographie sismique, avec l’analyse des ondes sismiques, ont permis de reconstruire la structure sous l’édifice volcanique.

Cette analyse multidisciplinaire complexe met en évidence comment le glissement continu du flanc oriental de l’Etna au fil du temps favorise les intrusions magmatiques vers la zone de glissement proprement dite, en empruntant les fractures bien connues comme les Rifts Nord-Est et Sud de la zone sommitale du volcan. La géométrie et l’emplacement des volumes de magma sont cohérents avec les anciennes structures tectoniques qui disloquent la croûte sous l’édifice volcanique – ce que mettent en évidence les données de tomographie sismique – et favorisent l’ascension du magma.
L’ascension du magma, provoquée par sa pression à l’intérieur de l’édifice volcanique, provoque un étirement de quelques mètres de tout l’édifice et accélère le glissement du flanc oriental. A son tour, cette accélération a un double effet : elle provoque des événements sismiques le long des failles bordant le flanc instable (comme, par exemple, le séisme de magnitude M 4.9 survenu le 26 décembre 2018 sur la faille de Fiandaca), et l’arrêt de l’éruption suite à la dépressurisation soudaine vers le plan d’effondrement.

L’étude a été publiée dans la revue Geology sous le titre «Flank sliding: A valve and a sentinel for paroxysmal eruptions and magma ascent at Mount Etna, Italy » – Glissement latéral de l’Etna: une soupape et une sentinelle pour les éruptions paroxystiques et l’ascension du magma.

Source : INGV.

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The slow sliding of the eastern flank of Mt Etna towards the Ionian Sea is a well-known phenomenon, confirmed by numerous studies. Scientists believe this sliding could accelerate over time and generate tsunamis that would affect the entire Mediterranean, threatening the lives of millions of people.
Thanks to a multidisciplinary approach using synthetic aperture radar interferometry (SAR), GPS and seismic tomography, a team of researchers from INGV and the Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA) analyzed the ground deformation on Mt Etna caused by the eruption of December 24, 2018 and the seismic event recorded two days later. RSO interferometry has made it possible to obtain soil deformation maps over the whole of Mt Etna. The measurements obtained were integrated into the data provided by the GPS network which continuously measures the movements of the volcano. Finally, seismic tomography methods, with the analysis of seismic waves, have made it possible to reconstruct the structure under the volcanic edifice.
This complex multidisciplinary analysis highlights how the continuous sliding of the eastern flank of Mt Etna over time favours magmatic intrusions towards the sliding plane proper, along well-known fractures such as the North-East and South Rifts of the summit area of ​​the volcano. The geometry and location of the magma volumes are consistent with the ancient tectonic structures that dislocate the crust under the volcanic edifice – which is highlighted by seismic tomography data – and favour the ascent of magma.
The rise of the magma, caused by its pressure inside the volcanic edifice, causes the whole edifice to stretch a few metres and accelerates the sliding of the eastern flank. In turn, this acceleration has a double effect: it causes seismic events along the faults bordering the unstable flank (such as, for example, the magnitude M 4.9 earthquake that occurred on December 26, 2018 on the Fiandaca fault), and  the cessation of the eruption for the sudden depressurization back to the collapse plane.

The study was published in the journal Geology under the title « Flank sliding: A valve and a sentinel for paroxysmal eruptions and magma ascent at Mount Etna, Italy »
Source: INGV.

Schémas montrant le déplacement de l’Etna vers l’Est (Source : INGV)

Schéma montrant le processus d’intrusion magmatique qui induit le glissement du flanc oriental de l’Etna (Source : INGV)

Crue glaciaire du Grimsvötn (Islande) ? // A glacial flood on Grimsvötn (Iceland) ?

Un article diffusé le 14 août 2020 sur le site Iceland Review indique qu’une crue glaciaire – jökulhlaup en islandais – a peut-être commencé sur le Grímsvötn, volcan qui se cache sous la calotte glaciaire du Vatnajökull. La police du sud de l’Islande a été avertie qu’un jökulhlaup est peut-être en cours. Cependant, actuellement, les seules données susceptibles de confirmer cet événement sont celles fournies par les GPS qui enregistrent les déformations du sol autour du volcan.
Le processus de déclenchement d’un jökulhlaup est facile à comprendre. L’eau de fonte s’accumule dans un lac sous-glaciaire au cœur du Grímsvötn. Le niveau du lac monte lentement jusqu’à ce qu’il déborde et déclenche une crue glaciaire.

Attention ! Un débordement du lac sous-glaciaire n’est pas forcément le signe d’un réveil du volcan.

Les mesures montrent que le niveau de l’eau sous le volcan est monté de plusieurs centimètres le 13 août 2020, mais qu’il est resté stable depuis cette date. En juin, le niveau du lac sous-glaciaire montait de trois centimètres par jour, avec le risque d’une inondation possible dans les semaines ou les mois à venir. Les eaux de crue glaciaire du Grímsvötn ont tendance à s’écouler dans la rivière Gígjukvísl et atteignent généralement leur débit maximum en deux à cinq jours.
Le Met Office islandais a convoqué une réunion pour aborder cette possibilité de jökulhlaup et la Protection Civile reste en contact avec les autorités locales. La police de la région a été informée, mais aucune mesure préliminaire n’a encore été prise.
Le Grímsvötn est entré en éruption pour la dernière fois en 2011. Ce fut la plus grande éruption du volcan depuis 140 ans. S’il y a une éruption du Grímsvötn dans les jours ou semaines à venir, les scientifiques pensent qu’il est peu probable qu’elle soit aussi puissante que celle de 2011.
Source: Iceland Review.

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An article released on August 14th, 2020 on the website Iceland Review indicates that a glacial flood may have begun at Grímsvötun volcano under the Vatnajökull ice cap. The South Iceland police have been warned that a jökulhlaup may be underway. However, currently, the only reliable data to confirm this is that GPS devices are registering changes in land elevation surrounding the volcano.

The process  of a jökulhlaup is easy to understand. Glacial meltwater collects in a subglacial lake in Grímsvötn’s core. The water level of the lake rises slowly but surely, until finally, it overflows in a glacial flood.

However, a jökulhlaup does not always mean that the volcano is erupting!

Measurements showed the water levels under the volcano shifting by several centimetres on August 13th, 2020 but they have been stable ever since. In June, the water level of the subglacial lake was rising three centimetres a day, indicating that a flood could be imminent in coming weeks or months. Glacial floodwaters from Grímsvötn tend to run into the Gígjukvísl river and usually reach their climax within two to five days.

The Icelandic Met Office has convened a meeting regarding the possible event and Civil Protection has also been in touch with local authorities. Police stations in the district have been informed, but no preparations have been undertaken yet.

Grímsvötn last erupted in 2011, the volcano’s largest eruption in 140 years. If there is an eruption of Grímsvötn in coming days or weeks, scientists say it is unlikely to be as big as the one in 2011.

Source: Iceland Review.

Panache éruptif du Grimsvötn le 22 mai 2011 (Source: NASA)

Mini glaciation du Dryas récent causée par des éruptions volcaniques // Younger Dryas glaciation caused by volcanic eruptions

La Terre a connu une mini glaciation et des catastrophes en chaîne au cours du Dryas récent – période qui s’étend entre 16 500 et 11 700 ans avant notre ère – il y a environ 12 800 ans. Le climat s’est brusquement refroidi, avec des températures qui ont chuté de 7°C dans l’hémisphère Nord et jusqu’à 10 °C au Groenland. Cet événement de refroidissement a probablement également contribué à l’extinction de grands mammifères, comme les mammouths, les chevaux et les chameaux qui parcouraient autrefois l’Amérique du Nord.

Plusieurs théories ont été avancées pour expliquer cette mini glaciation. En 2007, une équipe de 26 chercheurs affirmait avoir trouvé les preuves que le refroidissement du Dryas récent était dû à la chute d’une météorite, ce qui aurait causé une suite de réactions en chaîne accompagnées de catastrophes de grande ampleur. Cette hypothèse a fait l’objet de multiples articles et controverses. Certains scientifiques doutaient qu’un impact local ait pu engendrer de telles conséquences sur toute la surface de la planète. Toutefois, de nombreux indices confortaient cette théorie.

Aujourd’hui, en 2020, patatras ! Une nouvelle étude intitulée « Volcanic origin for Younger Dryas geochemical anomalies ca. 12,900 B.P. » – Origine volcanique des anomalies géochimiques du Dryas récent il y a environ 12 900 avant J.C – va à l’encontre de l’hypothèse développée en 2007.

L’étude présente des preuves découvertes dans des couches de sédiments recueillis dans la Grotte de Hall au centre du Texas, et qui montrent que l’événement a probablement été causé par des éruptions volcaniques, et non par l’impact d’une météorite. L’étude a été publiée dans Science Advancements.

Des chercheurs de l’Université du Texas et leurs collègues de l’Université Baylor et de l’Université de Houston ont entamé des recherches dans la Grotte de Hall vers 2017 et ont découvert que la signature géochimique des sédiments associés à l’événement de refroidissement n’était pas unique mais s’était produite quatre fois entre 9 000 et 15 000 ans. Cela prouve que l’événement déclencheur de ce refroidissement n’est pas venu de l’espace. .
Une éruption volcanique avait été suggérée comme une possibilité mais l’hypothèse avait été écartée car il n’y avait pas d’empreinte géochimique pour la prouver.
Les chercheurs ont effectué l’analyse isotopique des sédiments recueillis dans la Grotte de Hall et ont découvert que des éléments tels que le ruthénium, le platine, l’iridium, le palladium et le rhénium n’étaient pas présents dans des proportions suffisantes, de sorte que l’ impact d’une météorite ou d’un astéroïde n’a pas pu causer l’événement de refroidissement il y a 12800 ans.

C’est donc la couche d’aérosols générée par l’éruption – ou les éruptions – qui, en réfléchissant la lumière du soleil, a provoqué cet événement de refroidissement. Reste à savoir où se trouve le coupable…

Source: Texas A&M University

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The Earth went through a mini glaciation and chain disasters during the Younger Dryas – a period stretching between 16,500 and 11,700 BCE – approximately 12,800 years ago. The climate suddenly cooled, with temperatures dropping by 7°C in the Northern Hemisphere and as much as 10°C in Greenland. This cooling event likely also contributed to the extinction of large mammals, such as mammoths, horses, and camels that once roamed North America.

Several theories have been put forward to explain this mini glaciation. In 2007, a team of 26 researchers claimed to have found evidence that the Younger Dryas’ cooling was due to a meteorite impact, which caused a chain of reactions accompanied by large-scale catastrophes. This hypothesis has been the subject of numerous articles and controversies. Some scientists doubted that a single local impact could have caused such consequences on the entire surface of the planet. However, many clues supported this theory.

 Today, in 2020, a new study entitled « Volcanic origin for Younger Dryas geochemical anomalies ca. 12,900 cal B.P. » goes against the hypothesis developed in 2007. It presents evidence left in layers of sediment retrieved from Hall’s Cave in central Texas showing that the event was most likely caused by volcanic eruptions. The study was published in Science Advancements.

Researchers at the Texas University and their colleagues of Baylor University and Houston University began researching Hall’s Cave around 2017 and discovered that the geochemical signature associated with the cooling event was not unique but occurred four times between 9 000 and 15 000 years ago. Thus, the trigger for this cooling event did not come from space.  .

A volcanic eruption had been considered one possible explanation but was generally dismissed because there was no associated geochemical fingerprint.

The researchers completed the isotopic analysis of sediments retrieved from Hall’s Cave and found that elements such as ruthenium, platinum, iridium, palladium, and rhenium were not present in the correct proportions, indicating that a meteor or asteroid impact could not have caused the event.

Then, it was the layer  of aerosols generated by the eruption(s) that reflected the incoming solar radiation away from the Earth, and led to the cooling event. The question is to know which volcano was responsible for it…

Source: Texas A&M University

Courbes de températures reconstituées à partir de carottes de glace en Antarctique et au Groenland. Elles montrent l’importance de l’évènement de refroidissement du Dryas récent dans l’hémisphère nord. (Source : Wikipedia)

Volcans du monde // Volcanoes of the world

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

Le Sinabung (Sumatra / Indonésie) est de nouveau entré en éruption à plusieurs reprises le 13 août 2020, avec une colonne de cendres de 2000 mètres au-dessus du sommet. La première éruption a été enregistrée à 6h07 et a duré environ 11 minutes, avec un panache de cendres de 1000 m de haut. Le deuxième événement a duré une vingtaine de minutes à partir de 13 h 08, avec une colonne de cendres de 2000 m de hauteur.
Le niveau d’alerte volcanique est maintenu à 3 (Siaga) sur l’échelle de quatre niveaux. Les autorités ont rappelé au public de rester à l’extérieur d’un rayon de 3 kilomètres du cratère. Il est conseillé à la population de porter un masque pour protéger les voies respiratoires et d’évacuer la cendre des toitures pour éviter qu’elles s’effondrent. Les personnes qui vivent près des cours d’eau doivent être vigilantes à cause du risque de lahars.
Source: CVGHM.

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Selon un voyageur privé, le Kerinci (Indonésie) a connu un épisode éruptif le 12 août 2020. Les panaches de cendres ont atteint une altitude de 4 800 m. L’information demande confirmation.
Le Kerinci est le plus haut volcan d’Indonésie et la source de nombreuses éruptions explosives. L’événement de 2013 a expédié un panache de gaz et de cendres jusqu’à 600 mètres de hauteur. Les gens sont sortis précipitamment de leurs maisons, craignant qu’une éruption plus importante se produise. Une demi-heure après l’éruption, plusieurs villages du district de Gunung Tujuh étaient recouverts d’une épaisse couche de cendre noire, suscitant des inquiétudes pour les cultures vivrières, mais de fortes pluies ont lavé les cultures.
Source: Médias d’information indonésiens.

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De petites explosions stromboliennes sont observées sur le Villarrica (Chili). Le 7 août 2020, on a enregistré un événement sismique longue période, avec une explosion modérée dans le cratère sommital. Le panache de cendres s’est élevé à 3,4 km au-dessus du niveau de la mer. Le niveau d’alerte est resté à Jaune, le deuxième niveau sur une échelle de quatre couleurs.
Source: SERNAGEOMIN.

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Le Sakurajima (Japon) reste bien actif. Le 9 août 2020, une explosion dans le cratère Minamidake a généré un panache de cendres qui s’est élevé jusqu’à 5 km au-dessus du cratère. Des retombées de cendres ont été signalées dans les zones N du cratère. Le niveau d’alerte reste à 3 (sur une échelle de 5 niveaux).
Source: JMA.

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L’activité éruptive se poursuit sur le Sabancaya (Pérou) avec une moyenne quotidienne de 19 explosions. Les panaches de gaz et de cendres s’élèvent jusqu’à 2,5 km au-dessus du sommet. Le niveau d’alerte reste à Orange et le public est prié de rester en dehors d’un rayon de 12 km du cratère.
Source: IGP.

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Un niveau d’activité élevé a été observé sur le Sangay (Equateur) début août. Des panaches de cendres sont montés à 870 – 2000 m au-dessus du sommet presque quotidiennement. De fortes pluies ont généré des lahars dans les ravines Volcán et d’Upano entre le 5 et le 7 août 2020.
Source: Instituto Geofisico.

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Au Kamtchatka, la couleur de l’alerte aérienne reste Orange pour les volcans Ebeko, Karymsky et Sheveluch.
Source: KVERT.

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Une activité éruptive intense continue d’être observée sur le Reventador (Equateur), avec une nouvelle coulée de lave et des panaches de cendres qui montent jusqu’à 4600 mètres d’altitude. La nouvelle coulée de lave a parcouru environ 200 m sur le flanc NE du volcan.

Source : Instituto Geofisico.

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Au cours des derniers jours, l’Etna (Sicile) a montré un dégazage des cratères sommitaux, ainsi qu’une activité strombolienne dans le secteur du cratère SE . Cette activité strombolienne, faible au début s’est intensifiée par la suite. Le tremor se maintient à des valeurs basses, sauf le 5 août où il se situait à des valeurs moyennes et où les satellites ont relevé sept anomalies thermiques sur le volcan. La webcam de L’Association Volcanologique Européenne (L.A.V.E.) a fourni de bonnes images de l’activité strombolienne (voir ci-dessous).

A noter que le dans la matinée du 14 août, on observait une augmentation de l’activité strombolienne au Nouveau Cratère Sud-Est (cône dans la Selle), avec un panache de cendre vers le sud-sud-est et de légères retombées dans la région de Pedara, Trecastagni et Viagrande. L’amplitude du tremor montre des valeurs moyennes et parfois hautes.

Source : INGV.

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Here is some news of volcanic activity around the world.

Mount Sinabung (Sumatra / Indonesia) erupted again several times on August 13th, 2020, sending a 2,000-metre-ash column above the summit. The first eruption was recorded at 6:07 a.m. and continued about 11 minutes, with a 1,000-m-high ash plume. The second eruption lasted about 20 minutes starting at 1:08 p.m. as the volcano spewed a 2,000-m-high ash column.

The volcanic alert level is kept at Siaga, level 3 on the four-level scale. The authorities have reminded the public to stay outside a 3-kilometer radius from the crater. Residents are further encouraged to wear a mask to protect their respiratory system and to clean their roofs of thick volcanic ash to prevent their houses from being damaged. Those living near the riverbank must remain cautious of potential lahars.

Source: CVGHM.

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According to a private traveller, Kerinci (Indonesia) erupted on August 12th, 2020. Ash emissions reached an altitude of 4,800 m. The piece of news needs to be confirmed.

Kerinci is the highest volcano in Indonesia and the source of numerous explosive eruptions. The 2013 event spewed gas and ash as high as 600 metres. People panicked, pouring out of their houses, worried that a bigger eruption would follow. Half hour after the eruption, several villages in Gunung Tujuh district were blanketed in thick black ash, sparking concern for food crops, but heavy rain washed the crops clean.

Source : Indonesian news media.

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Small strombolian explosions are observed at Villarrica (Chile). On August 7th, 2020, a long-period earthquake occurred along with a moderate explosion in the summit crater, generating an ash plume that rose to 3.4 km above sea level.The alert level remained at Yellow, the second level on a four-colour scale.

Source: SERNAGEOMIN.

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Sakurajima (Japan) is still quite active. On August 9th, 2020, an explosion in the Minamidake Crater produced an ash plume that rose as high as 5 km above the crater rim. Ashfall was reported in areas N of the crater. The alert level remains at 3 (on a 5-level scale).

Source: JMA.

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Eruptive activity continues at Sabancaya (Peru) with a daily average of 19 explosions. Gas-and-ash plumes rise as high as 2.5 km above the summit. The alert level remains at Orange and the public is asked to stay outside a 12-km radius from the crater.

Source : IGP.

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A high level of activity was observed at Sangay (Ecuador) in early August. Ash plumes rose 870-2,000 m above the summit almost daily. Heavy rain generated lahars in the Volcán and Upano drainages between August 5th and 7th, 2020.

Source : Instituto Geofisico

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In Kamchatka, the aviation colour code remains at Orange for Ebeko, Karymsky and Sheveluch volcanoes.

Source: KVERT.

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Intense eruptive activity continues at Reventador (Ecuador) with a new lava flow and an ash column rising up to 4 600 m above sea level. A new lava flow is travelling on the northeastern flank over about 200 m.

Source : Instituto Geofisico.

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Over the past few days, Mt Etna (Sicily) has shown degassing of summit craters, as well as Strombolian activity in the SE crater area. This strombolian activity, low at first, intensified thereafter. The tremor remains at low values, except on August 5th when it was at medium values and when the satellites detected seven thermal anomalies on the volcano. The webcam of the European Volcanological Association (L.A.V.E.) provided good images of the Strombolian activity (see below).

It should be noted that in the morning of August 14, threre was an increase in Strombolian activity at the New Southeast Crater (cone in the Saddle), with an ash plume towards the south-southeast and slight ashfall in the area of Pedara, Trecastagni and Viagrande. The amplitude of the tremor shows average and sometimes high values.

Source: INGV.