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Nouvelles mesures des émissions de SO2 // New measurements of SO2 emissions

Même s’ils ne sont pas en éruption, la plupart des volcans actifs continuent à émettre des gaz. Ces émissions se présentent en général sous forme de vapeur d’eau à laquelle se mêlent du dioxyde de carbone (CO2), de l’hydrogène sulfuré (H2S), du dioxyde de soufre (SO2) et de nombreux autres gaz. Parmi ces gaz, le SO2 est le plus facile à détecter à partir de l’espace.
Dans une nouvelle étude publiée dans Scientific Reports, une équipe de chercheurs de l’Université Technologique du Michigan a mis au point le premier inventaire mondial d’émissions de SO2 d’origine volcanique en utilisant les données fournies par le mesureur d’ozone embarqué sur le satellite Aura de la NASA. Les chercheurs ont compilé des données entre 2005 et 2015 afin d’obtenir des estimations annuelles d’émissions gazeuses pour chacun des 91 volcans actifs dans le monde. L’ensemble de ces données permettra d’affiner les modèles climatiques et de chimie atmosphérique et permettra de mieux comprendre les risques pour la santé humaine et l’environnement.

Dans la mesure où les émissions quotidiennes sont beaucoup plus faibles que pendant une éruption majeure, les effets des panaches de gaz sont moins évidents, mais l’effet cumulatif est loin d’être négligeable. En fait, la plupart des volcans émettent la majorité de leurs gaz lorsqu’ils ne sont pas en éruption.
L’équipe scientifique a constaté que chaque année, l’ensemble des volcans émet de 20 à 25 millions de tonnes de SO2 dans l’atmosphère. Ce chiffre est plus élevé que l’estimation précédente qui remonte à la fin des années 1990 et qui s’appuyait sur des mesures au sol, mais il inclut davantage de volcans parmi lesquels certains n’ont jamais été visités par les scientifiques. Ce chiffre est encore inférieur aux émissions de SO2 produites par les activités humaines. Selon l’Environment and Climate Change Canada à Toronto, ces dernières envoient environ deux fois plus de dioxyde de soufre dans l’atmosphère. Les émissions anthropiques sont toutefois en baisse dans de nombreux pays en raison de contrôles de pollution plus stricts sur les centrales électriques, l’utilisation de combustibles à faible teneur en soufre, et les progrès technologiques pour le réduire pendant et après la combustion.
Les processus atmosphériques convertissent le dioxyde de soufre en aérosols sulfatés qui renvoient la lumière du soleil dans l’espace en provoquant un effet de refroidissement sur le climat. Les aérosols sulfatés situés à la surface de la Terre présentent un risque pour la santé. De plus, le SO2 est la principale source de pluie acide et constitue un irritant pour la peau et les poumons. Les problèmes de santé provoqués par les panaches SO2 sont présents dans les zones habitées sur les pentes de volcans à dégazage persistant comme le Kilauea à Hawaï et le Popocatepetl au Mexique.
Avec des observations quotidiennes, le suivi des émissions de SO2 par satellite peut également aider à prévoir les éruptions. Outre la mesure de l’activité sismique et la déformation du sol, les scientifiques qui contrôlent les données satellitaires peuvent détecter l’accroissement des émissions de gaz qui précédent les éruptions.
Les données au sol sont plus détaillées et, dans des régions comme l’Amérique Centrale où les volcans qui émettent du SO2 sont proches les uns des autres, elles permettent de mieux analyser les panaches de gaz volcaniques spécifiques. Cependant, lorsque les émissions de SO2 augmentent, les mesures effectuées sur le terrain demeurent trop éparses pour obtenir une image globale cohérente. Le nouvel inventaire mis au point par les chercheurs du Michigan fournit des données sur les volcans isolés comme ceux des îles Aléoutiennes et il fournit des mesures cohérentes à long terme sur les volcans qui émettent le plus de gaz comme Ambrym au Vanuatu et le Kilauea à Hawaï.
Le travail effectué par les chercheurs de l’Université Technologique du Michigan souligne la nécessité de ces données cohérentes sur le long terme. Si l’on veut obtenir des tendances ou effectuer un autre travail scientifique, les séries chronologiques plus longues sont vraiment indispensables. La valeur des données augmente avec sa durée.

Les nouvelles informations sur les émissions volcaniques permettront d’améliorer la surveillance des risques naturels, des risques pour la santé humaine et des processus climatiques.
Source: www.nature.com/scientificreports

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Although they are not erupting, most active volcanoes keep emitting gases. These emissions may include water vapour laced with carbon dioxide (CO2), hydrogen sulphide (H2S), sulphur dioxide (SO2), and many other gases. Of these, SO2 is the easiest to detect from space.

In a new study published in Scientific Reports, a team led by researchers from Michigan Technological University created the first global inventory for volcanic SO2 emissions, using data from the Ozone Monitoring Instrument on NASA’s Earth Observing System Aura satellite launched in 2004. They compiled emissions data from 2005 to 2015 to produce annual estimates for each of 91 currently emitting volcanoes around the world. The data set will help refine climate and atmospheric chemistry models and provide more insight into human and environmental health risks.

Because the daily emissions are smaller than a big eruption, the effect of a single plume may not seem noticeable, but the cumulative effect of all volcanoes can be significant. In fact, on average, volcanoes release most of their gas when they are not erupting.

The scientific team found that each year volcanoes collectively emit 20 to 25 million tons of SO2 into the atmosphere. This number is higher than the previous estimate made in the late 1990s based on ground measurements, but it includes data on more volcanoes, including some that scientists have never visited, and it is still lower than human emissions of SO2 pollution levels. Indeed, human activities emit about twice as much sulphur dioxide into the atmosphere, according to the Environment and Climate Change Canada in Toronto. Human emissions however are on the decline in many countries due to more strict pollution controls on power plants like burning low-sulphur fuel and technological advances to remove it during and after combustion.

Atmospheric processes convert sulphur dioxide into sulfate aerosols that reflect sunlight back into space, causing a cooling effect on climate. Sulfate aerosols near the land surface are a health risk. In addition, SO2 is the primary source of acid rain and is a skin and lung irritant. Health concerns with SO2 plumes are present in communities on the slopes of persistently degassing volcanoes like Kilauea in Hawaii and Popocatepetl in Mexico.

With daily observations, tracking SO2 emissions via satellite can also help with eruption forecasting. Along with measuring seismic activity and ground deformation, scientists monitoring satellite data can potentially pick up noticeable increases in gas emissions that may precede eruptions.

Ground-based data are more detailed, and in areas like Central America where large SO2-emitting volcanoes are close together, they better distinguish which specific volcano gas plumes come from. However, while field measurements of SO2 emissions are increasing, they still remain too sparse to piece together a cohesive global picture. The new inventory also reaches as far as the remote volcanoes of the Aleutian Islands and provides consistent measurements over time from the world’s biggest emitters, including Ambrym in Vanuatu and Kilauea in Hawaii.

The work performed by the researchers from Michigan Technological University highlights the necessity of consistent long-term data. If they want to look at trends or do other science, the longer time-series is really critical. The value of the data increases with its duration. The new volcanic emissions information pulls together opportunities to improve monitoring of natural hazards, human health risks and climate processes.

Source: www.nature.com/scientificreports.

Aperçu des émissions de SO2 au niveau des Iles Aléoutiennes et de l’Indonésie

Accès à l’Etna // Access to Mt Etna

Bientôt, il sera tout juste possible de prendre un verre à la Casa Cantoniera! La limite d’accès à l’Etna sur le versant sud vient d’être abaissée par une ordonnance du maire de Nicolosi. L’accès au volcan est libre jusqu’à l’altitude 2700 mères, nécessite l’accompagnement d’un guide entre 2700 et 2920 mètres et est interdit au-dessus de cette dernière altitude. Il est loin le temps où je bivouaquais au pied du Cratère Sud-Est et où je donnais un coup de main aux guides quand l’afflux de touristes était trop important.

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Very soon, we will just be able to have a drink at the bar of the Casa Cantoniera! The access limit to Mt Etna on its south flank has just been lowered by the mayor of Nicolosi. The access to the volcano is authorised up to 2700 metres a.S.L. You need to have a guide between 2700nm and 292à m. All access is strictly forbidden beyond that point..I can remember the time when I could pitch my tent at the foot of the SE Crater and help the guides when too many people came to see the lava flows. there are incredible memories…

Des nouveaux drones pour explorer les volcans // New drones to explore volcanoes

La NASA vient de signer avec Black Swift Technologies (BST), une entreprise d’ingénierie basée à Boulder (Colorado), un contrat pour la construction de drones capables d’explorer les volcans. Le projet permettra d’améliorer les systèmes de gestion du trafic aérien et la mesure des concentrations de cendre dans l’air.
BST construira des petits drones avec une structure et des capteurs adaptés à la mesure de la température, de la pression, de l’humidité, de la taille des particules de cendre et des gaz traces. Ils auront l’aspect d’avions à voilure fixe, avec une envergure d’environ 3 mètres.  Ils seront opérationnels dans les environnements difficiles, même par vents forts. Il faudra environ deux ans pour les concevoir ; le travail se fera dans le Colorado.
Les drones seront spécifiquement conçus pour transporter un équipement scientifique dans leur partie avant. Leur construction s’inspirera d’un autre projet déjà subventionné par la NASA et qui mesurait l’humidité du sol depuis le ciel. Les nouveaux drones devraient avoir une autonomie d’environ trois heures, avec une seule batterie.
À l’avenir, Black Swift prévoit d’adapter ses drones à d’autres fins de recherche, en partenariat avec l’Université du Colorado et la NOAA. Le but est d’utiliser le drone pour des processus commerciaux, tels que le suivi des cultures pendant leur développement.
Source: BizWest.

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NASA has awarded Black Swift Technologies, a specialized engineering firm in Boulder (Colorado), a contract to develop a drone platform to explore volcanoes. The research will be used to improve air-traffic-management systems and the accuracy of ashfall measurements.

BST will deliver small drones that include an airframe and sensors specific to measuring temperature, pressure, humidity, particle sizing and trace gases. They will be fixed-wing aircraft with a wingspan of about 3 metres. They will be able to work in harsh environments, even with strong winds. It will take about two years to design, build and test the aircraft, which will be done in Colorado.

The unmanned aerial system will be specifically designed to carry scientific equipment as its payload, loading it near the nose of the plane. The aircraft BST is using is actually a modification from another project they did under a NASA grant that measured soil moisture from the air. It should have a flight time of about three hours on a single battery.

Looking ahead, Black Swift has started adapting its aircraft for other research purposes, partnering with the University of Colorado and National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). The plan eventually is to use the aircraft for commercial processes, such as monitoring crops during the grow season.

Source : BizWest.

Source: BST.

 

La naissance du mot « vog » à Hawaii // How the word « vog » appeared in Hawaii

Au cours de certaines périodes, principalement lorsque les alizés arrêtent de souffler, une brume produite par les nuages ​​de gaz du Kilauea se répand sur la Grande Ile d’Hawaii et atteint même parfois les autres îles de l’archipel. Ce brouillard volcanique a été baptisé « vog » en 1950. Voici comment ce mot est apparu pour la première fois.
Le 13 juin 1950, la ville d’Honolulu a soudain été envahie par la brume la plus épaisse jamais observée depuis le début du 20ème siècle. Elle couvrait une superficie estimée à plus de 3 millions de kilomètres carrés.
Selon le Bureau Météorologique d’Honolulu, le phénomène avait la forme d’une «brume sèche … due à une concentration de particules de sel … et d’autres impuretés telles que la fumée». Le Bureau a estimé que la brume était piégée sous une couche d’air stable connue aujourd’hui sous le nom de couche d’inversion, ce qui l’empêchait de s’élever. Toutefois, bien que le Bureau Météorologique ait pu définir à peu près la nature de la brume par l’endroit où elle se trouvait, sa cause restait un mystère.
Il s’agissait de l’époque où les Américains effectuaient des essais nucléaires atmosphériques dans les îles Marshall. On a donc pensé que la cause pouvait être une explosion atomique, mais cette hypothèse a été rapidement écartée car les compteurs Geiger n’ont détecté aucune radiation.
Le Bureau Météorologique a avancé trois autres hypothèses pour expliquer l’épaisse brume:
La première était une éruption cataclysmique (comme celle du Krakatau en 1883 ou du Katmai en 1912) quelque part sur Terre à une certaine distance, probablement au sud-ouest. Cependant, aucune éruption n’avait été signalée récemment.
Une deuxième hypothèse était qu’une méga tempête de poussière ou de sable quelque part dans le monde avait éjecté des particules fines dans l’atmosphère et qu’elles avaient été transportées jusqu’à Hawaii par des vents en altitude. Bien que la poussière des tempêtes de sable du désert de Gobi ait déjà été détectée à Hawaï, aucune tempête n’avait eu lieu à cette époque.
La troisième hypothèse était que la brume était indirectement provoquée par l’éruption en cours du Mauna Loa. Toutefois, selon les géologues sur le continent, le Mauna Loa ne pouvait pas avoir causé directement la brume car il s’agissait d’un volcan «silencieux», et pas explosif comme le Krakatau en 1883. Les géologues ont admis que l’éruption du Mauna Loa, en particulier par les entrées océaniques, avait probablement contribué à répandre la brume, mais l’éruption n’était sûrement pas la cause principale car cette brume se déplaçait en direction du Mauna Loa et pas le contraire.
De nouvelles analyses ont été effectuées sur les particules recueillies dans la brume. L’analyse des services sanitaires d’Hawaii a révélé « 500 à 600 fois la quantité normale de particules en suspension dans l’air à Honolulu ». 22% des particules étaient du sel et le reste était constitué de particules solides, légèrement acides, de couleur sombre, mais non identifiés. Les chercheurs du Pineapple Research Institute ont découvert plus de sulfate que de sel dans les particules solubles (ce qui a donné naissance au terme «smalt» pour qualifier la brume – un mélange des mots «smog» et «salt» – brouillard et sel), ce qui ouvrait l’hypothèse d’une source volcanique.
Etant donné que le Mauna Loa était la source la plus probable de la brume, le capitaine Charles K. Stidd, responsable de la 199ème station météorologique de l’Hawaii Air National Guard, a donné l’explication suivante : Comme la couche d’inversion se situait plus haut que les bouches éruptives du Mauna Loa au moment où la brume recouvrait l’archipel hawaiien, le phénomène a permis aux émissions gazeuses du Mauna Loa de stagner dans la basse atmosphère autour des îles. Le capitaine Stidd a baptisé la brume « vog« , contraction de « volcanic fog », autrement dit brouillard volcanique. Une fois que la couche d’inversion est redescendue en dessous du niveau des bouches éruptives du Mauna Loa, la brume s’est de nouveau retrouvée confinée au-dessus de la couche d’inversion et les alizés ont pu évacuer la brume des îles hawaïennes… et des esprits.
Source: USGS Hawaiian Volcano Observatory.

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On some occasions, mainly when the trade winds stop blowing, a haze produced by the gas clouds from Kilauea Volcano spreads over Hawaii Big Island and sometimes reaches the other islands of the Hawaiian archipelago. This volcanic fog has been dubbed vog since 1950. Here is how the word appeared for the first time.

On June 13th, 1950, Honolulu was suddenly blanketed by the thickest haze seen since the beginning of the 20th century. Globally, it covered an estimated area of more than 3 million square kilometres.

The Weather Bureau in Honolulu described the phenomenon as a “dry haze…due to a concentration of salt particles…and other impurities such as smoke.” The Bureau surmised that the haze was trapped beneath a stable layer of air we know today as the inversion layer, which prevented vertical movement of the haze. So, although the Weather Bureau was able to roughly characterize the nature of the haze by where it was found, its cause was still a mystery.

This was the era of atmospheric nuclear testing in the Marshall Islands, so an atomic blast was the first suspected cause. But that was quickly ruled out after Geiger counters detected no radiation.

The Weather Bureau had three remaining hypotheses for what caused the thick haze:

The first was that there had been a cataclysmic eruption (like Krakatoa in 1883 or Katmai in 1912) someplace on Earth at some distance, probably to the southwest. However, none was known in recent times.

A second hypothesis was that a giant dust storm somewhere in the world had ejected fine dust particles high into the atmosphere and they were carried to Hawaii by winds aloft. Although dust from storms in the Gobi Desert has been detected in Hawaii, no such storm was happening then.

The third hypothesis was that the haze was indirectly caused by the Mauna Loa eruption going on at the time. According to mainland geologists, Mauna Loa could not have directly caused the haze because it was a “quiet” type of volcano, not explosive, like Krakatoa in 1883. They acknowledged that the Mauna Loa eruption, specifically its ocean entries, probably contributed to the haze but was not a main component because the haze appeared to move toward, rather than from, Mauna Loa.

More testing was done on the particles collected from the haze. Hawaii Board of Health analysis showed “500 to 600 times the normal amount of suspended particles in Honolulu’s air.” 22% of the particles were salt and the rest were unidentified dark, slightly acidic solids. Pineapple Research Institute scientists found more sulfate than salt in the soluble particles (prompting the term ‘smalt’ for the haze—combining the words ‘smog’ and ‘salt’), suggesting a volcanic source.

With Mauna Loa looking more likely as the source, Captain Charles K. Stidd, commanding officer of the 199th weather station, Hawaii Air National Guard, suggested that because the inversion layer rose above the elevation of Mauna Loa’s vents during the time that haze covered the Hawaiian Islands, it may have allowed Mauna Loa emissions to remain within the lower atmosphere around the islands. Capt. Stidd called the haze “vog.” Once the inversion layer dropped below Mauna Loa’s erupting vents, the haze was again confined above the inversion layer. Trade winds then cleared it out of the Hawaiian Islands and minds.

Source: USGS Hawaiian Volcano Observatory.

Les coulées de lave émises pendant l’éruption du Mauna Loa en 1950.

(Source: USGS / HVO)

Aujourd’hui, le « vog » provient essentiellement de l’éruption sommitale du Kilauea (Photo: C. Grandpey)