Baptême !

L’OVPF, la Cité du Volcan et le Parc National de La Réunion, sont heureux d’annoncer le nom de baptême du nouveau cône volcanique, résultant de l’éruption du 25 au 27 octobre 2019 au Piton de la Fournaise. Il sera connu sous l’appellation de Piton Fréri, en hommage à l’homme du même nom, chirurgien de la Marine sous Louis XV qui avait entrepris l’ascension du volcan par les Grandes Pentes.

Source : Journal de l’Ile.

Vue de la dernière éruption (Crédit photo: Thierry Sluys)

Le lent refroidissement de la lave du Kilauea (Hawaii) // The slow cooling of the Kilauea lava (Hawaii)

Le HVO a publié un article très intéressant qui explique pourquoi et comment la lave émise lors de l’éruption du Kilauea en 2018 se refroidit très lentement. La réponse est facile : c’est parce que la lave bénéficie de son propre pouvoir isolant. .
Depuis la fin de l’éruption de 2018, des mesures précises ont été effectuées sur l’épaisseur des coulées, leur temps de refroidissement et la relation entre le cœur encore très chaud et visqueux des coulées et la croûte solide en surface.
Les travaux effectués par des scientifiques du HVO et publiés en 1994 ont révélé la vitesse de refroidissement des coulées pahoehoe à Kalapana. Les volcanologues ont alors découvert que la croûte qui surmonte une coulée de lave basaltique s’épaissit en fonction de la racine carrée du temps. En d’autres termes, la croûte se développe plus lentement avec le temps. En conséquence, les coulées de lave plus épaisses prendront plus de temps à se solidifier.
La lave émise par le  Kilauea a une température d’environ 1150°C. En 1917, Thomas Jaggar a publié les résultats des mesures de température du lac de lave actif dans le cratère de l’Halema’uma ’u. On y apprend que le basalte pouvait rester encore visqueux à des températures entre 750 et 850°C. Ces chiffres servent aujourd’hui de référence. Ainsi, pour les derniers calculs relatifs à la lave de 2018, la croûte a été considérée comme solide quand elle présentait une température inférieure à 850°C. Cette même croûte montrait encore de l’élasticité (état semi-solide ou malléable) entre 850 et 1070°C.
Des études antérieures effectuées par le HVO sur les lacs de lave actifs dans le cratère du Kilauea Iki fournissent des informations supplémentaires. En forant la croûte refroidie à l’intérieur du cratère, les scientifiques ont constaté que la solidification prenait des décennies. En particulier, le lac de lave qui occupait le Kilauea Iki en 1959 avec une épaisseur de 44 mètres a mis environ 35 ans à se solidifier complètement. La température en profondeur est encore supérieure à 540°C.
En utilisant des drones, le HVO a pu élaborer une carte de l’épaisseur des coulées de lave de l’éruption de 2018. Cette carte indique qu’au carrefour connu sous le nom de «Four Corners», la lave présente une épaisseur d’une quinzaine de mètres. En utilisant cette valeur et les équations relatives à l’éruption de Kalapana en 1994, on peut calculer comment se sont solidifiées les coulées de 2018.  Ainsi, au cours des 14 mois qui ont suivi la fin de l’éruption, la partie supérieure de la coulée de « Four Corners » s’est solidifiée sur 7,80 mètres, tout comme les 5,50 mètres de sa partie inférieure. En revanche, une épaisseur de 1,70 mètre au cœur de la coulée est restée encore visqueuse. On estime qu’il faudra encore environ 3 ans pour que la température de ce cœur de coulée descende à 850°C et que la lave se solidifie complètement. Cela correspond aux dernières observations faites par les services de l’équipement qui ont remarqué des roches encore très chaudes lorsque les bulldozers ont effectué une tranchée le long de la Highway 132. Les géologues du HVO ont confirmé ces observations en août, lorsque une température de 425° C a été mesurée sur le site. Des températures élevées persisteront à plusieurs dizaines de centimètres sous la surface et généreront probablement de la vapeur lorsqu’il pleuvra.
Bien que l’éruption de 2018 du Kilauea se soit achevée il y a 14 mois, il faudra des années avant que les coulées de lave se solidifient complètement avec une température inférieure à 850°C, et il faudra attendre plus d’un siècle avant que la zone de 250 mètres d’épaisseur, là où la lave est entrée dans l’océan,  se solidifie complètement.
Source: USGS, HVO.

Cet article m’intéresse particulièrement car j’ai moi-même effectué un travail d’observation sur le processus de refroidissement de la lave sur le Kilauea, pour le compte du HVO et du Parc National des volcans d’Hawaii. Vous trouverez un résumé de mes travaux sous l’entête de ce blog.

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HVO has released a very interesting article which explains why and how lava from the Kilauea 2018 eruption is cooling very slowly. The short and simple answer is that lava insulates itself very well.

Since the end of the 2018 eruption, accurate measurements have been made on the flow field of lava thickness, cooling times, and the relative proportions of the internal molten core to the exterior solid crust.

Previous work by HVO scientists published in 1994 measured the cooling rate of pahoehoe lava at Kalapana. They found that the upper crust of a basalt lava flow grows thicker as a function of the square root of time. In other words, the lava flow crust grows more slowly with time. Therefore, thicker lava flows will take longer to become completely solid.

Lava erupts from Kilauea at a temperature of 1150°C. In 1917, Thomas Jaggar published results from the then-active Halema‘uma‘u lava lake that indicated basalt can remain molten at temperatures as low as 750–850°C. These figures are now the reference. For the current calculations, the crust has been considered solid when it is below 850°C and this crust is viscoelastic (semi-solid or malleable) at 850–1070°C.

Additional insight comes from previous HVO studies of active lava lakes in Kilauea Iki craters. By drilling into the cooled upper crusts of lava lakes within these craters, scientists documented that solidification takes decades. More specifically, the 44-metre-thick 1959 Kilauea Iki lava lake took about 35 years to fully solidify. Today, its core is still hotter than 540°C.

Using drones, HVO was able to create a lava flow thickness map of the 2018 eruption. This map indicates that at the intersection known as “Four Corners” there is a thickness of approximately 15 metres of lava. Using this value and the equations from the 1994 study of the Kalapana lava flows, one can calculate how much of the 2018 flows have solidified. Over the 14 months since the end of the eruption last year, the upper 7.8 metres and lower 5.5 metres at “Four Corners” should already be solidified crust, and the middle 1.7 metres should still be malleable.

It will take about 3 more years for the remaining 1.7 metres of malleable lava over the “Four Corners” intersection to reach 850°C and be completely solid. This matches recent observations by road-construction crews, who noticed hot rocks being exposed at a road cut along Highway 132. HVO geologists confirmed this in August, when temperatures of 425°C were measured at the newly-cut road site. Hot temperatures will remain several tens of centimetres below the surface for now and will likely generate steam when it rains.

Although Kilauea’s 2018 eruption ended 14 months ago, it will be years before the lava flows emplaced on land are entirely solidified below 850°C, and over a century before the 250-metre-thick area offshore fully solidifies.

Source: USGS, HVO.

This article is of particular interest to me because I performed an observation work on the cooling process of lava on Kilauea, on behalf of HVO and the Hawaii Volcanoes National Park. You will find an abstract of my work beneath the heading of this blog.

Refroidie et durcie en surface, une coulée de lave conserve pendant longtemps une température élevée à l’intérieur (Photo: C. Grandpey)

Volcans du monde // Volcanoes of the world

L’Agence météorologique japonaise (JMA) a fait passer à 2 le niveau d’alerte du Shinmoedake (île de Kyushu, Japon) le 18 novembre 2019 en raison d’une hausse de l’activité sismique. L’agence indique qu’une éruption pourrait projeter des matériaux à 2 km du cratère et générer des coulées pyroclastiques.
Les habitantset les touristes sont priés de ne pas s’approcher du cratère.
La dernière éruption du Shibmoedake a eu lieu le 22 juin 2018; elle a émis des panaches de cendre jusqu’à 4,6 km d’altitude.
Source: JMA.

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Alors que la sismicité persiste mais diminue, dans la région de l’Askja (Islande), un essaim sismique incluant 30 événements d’une magnitude supérieure à M 3,0, et près de 300 autres plus discrets, a débuté sur la dorsale de Reykjanes, à 45 km de Reykjanes, vers 12h00 (GMT) le 16 novembre 2019. La secousse la plus importante avait une magnitude de M 4,5, mais l’essaim a ensuite diminué. Cette sismicité semble être uniquement tectonique et est assez fréquente dans la région. La dernière éruption dans la région a eu lieu en 1926 et a duré environ 4 jours.
Source: Met Office islandais.

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Les données sismiques satellitaires et à l’échelon local obtenues la semaine dernière ne révèlent aucune preuve d’activité éruptive sur le Cleveland (Iles Aléoutiennes / Alaska). C’est pourquoi l’AVO a abaissé la couleur de l’alerte aérienne au Jaune JAUNE. Cependant, de nouvelles explosions peuvent se produire sans prévenir sur le volcan.

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L’Observatoire volcanologique de Yellowstone indique que le Steamboat Geysera connu 5 éruptions au cours du mois d’octobre, ce qui porte à 42 le nombre total d’éruptions en 2019.

Le 19 octobre, 193 séismes ont été détectés dans la région du Parc National de Yellowstone. L’événement le plus important avait une magnitude de M 2,9 à 25 km au sud-est de Mammoth, Wyoming, le 16 octobre.
La sismicité d’octobre à Yellowstone a inclus un essaim de 39 secousses à l’est de West Yellowstone entre le 4 et le 12 octobre. L’événement le plus significatif de cet essaim avait une magnitude de M 2,1, à l’est-sud-est de West Yellowstone. Un deuxième essaim de 87 secousses s’est produit entre le 26 et le 31 octobre. L’évenement le plus significatif avait une magnitude de M 2,6, au sud-sud-ouest de Mammoth, Wyoming.
Globalement, l’activité sismique ) Yellowstone reste à un niveau normal.

La déformation du sol dans la région de Yellowstone a montré quelques fluctuations mais est restée faible au cours des derniers mois. Un affaissement de la caldeira de Yellowstone a été enregistré par les stations de Sour Creek et Mallard Lake, bien que cette subsidence ait marqué le pas en octobre. Dans la région du Norris Geyser Basin, les données GPS indiquent un affaissement d’environ 2 cm depuis le mois de septembre. Il s’agit là de la première déformation significative au niveau de Norris depuis octobre 2018, date à laquelle l’inflation amorcée en 2015 a cessé.
Source: YVO.

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L’activité a augmenté à White Island (Nouvelle-Zélande) au cours des derniers jours. En conséquence, les autorités ont élevé le niveau d’alerte volcanique à 2 et la couleur de l’alerte aérienne au Jaune. La situation est semblable à celle qui a prévalu entre 2011 et 2016. Cela laisse supposer que le volcan est susceptible d’entrer dans une période d’activité plus explosive. Des émissions de vapeur et de gaz, avec projections de boue et de matériaux peuvent survenir sans prévenir.
Au cours des dernières semaines, on a également observé une augmentation des émissions de SO2 et du tremor volcanique.
Le niveau du lac à l’intérieur du cratère augmente lentement depuis début août et une faible activité de type geyser a été observée au bord du lac, autour des bouches actives dans la partie occidentale du cratère. Les autres mesures effectuées récemment sur l’île ne montrent aucun changement significatif.
Source: GNS Science.

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The Japan Meteorological Agency (JMA) raised the alert level for Shinmoedake (Kyushu Island, Japan) to 2 on November 18th, 2019, because of increasing seismic activity in the area. The agency indicates that an eruption could eject volcanic material 2 km from the crater and produce pyroclastic flows.

Residents and tourists are asked not to approach the crater.

The last eruption of Shibmoedake took place on June 22nd, 2018; it ejected ash up to 4.6 km above sea level.

Source: JMA.

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While seismicity is persisting, but decreasing, in the Askja area (Iceland), an earthquake swarm with 30 events above M 3.0 and nearly 300 smaller ones started on Reykjanes ridge, 45 km SW of Reykjanes, at about 12:00 (UTC) on November 16th, 2019. The largest quake was M 4.5, but the swarm later decreased. This seismicity seems to be tectonic only and is quite frequent in the area. The last confirmed eruption in the region occurred in 1926 and lasted about 4 days.

Source : Icelandic Met Office.

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Satellite and regional seismic data over the past week show no evidence of eruptive activity at Cleveland (Aleutians / Alaska). Thus, AVO has lowered the aviation colour code to YELLOW. However, more explosions at Cleveland may occur without warning.

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The Yellowstone Volcano Observatory indicates that the Steamboat geyser experienced 5 water eruptions during the month of October, which brings the total number of eruptions in 2019 to 42.

193 earthquakes were detected in the Yellowstone National Park region i October 2019. The largest event was a minor earthquake of magnitude M 2.9 located 25 km southeast of Mammoth, WY, on October 16th.
October seismicity in Yellowstone included a swarm of 39 earthquakes in the area east of West Yellowstone between October 4th and 12th. The largest swarm event had a magnitude of M 2.1, east-southeast of West Yellowstone. A second swarm of 87 earthquakes occurred between October 26th and 31st. The largest event had a magnitude of M 2.6, south-southwest of Mammoth, WY.
Globally, Yellowstone seismic activity remains at background levels.

Ground deformation in the Yellowstone area has been variable but minor over the last few months. Subsidence of Yellowstone caldera is indicated at stations on both the Sour Creek and Mallard Lake stations, although that subsidence may have paused in October. In the area of Norris Geyser Basin, GPS data show subsidence of about 2 cm since September. This subsidence is the first significant deformation at Norris since October 2018, when uplift that began in 2015 ceased.

Source : YVO.

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Activity has increased at White Island (New Zealand) during the past days. As a consequence, authorities have raised the volcanic alert level to 2 and the aviation colour code to Yellow. The situation is similar to the one that prevailed between 2011 and 2016. This suggests that the volcano may be entering a period during which more eruptive activity will be likely. Eruptions of steam, gas, mud and rocks can occur with little or no warning.

During the past weeks, there has been an increase in SO2 emissions and the volcanic tremor.

The crater lake level has been rising slowly since early August and weak geysering-type activity has been observed at the edge of the lake around the active vents on the west side of the crater floor. Other recent measurements made on the island show no significant changes.

Source : GNS Science.

Vue de la sismicité sur la dorsale de Reykjanes le 17 novembre à 14h15 (GMT)

Cratère de White Island (Photo: C. Grandpey)

Halema’uma’u (Hawaii): Résultats de l’analyse de l’eau // Results of water analysis

Comme prévu, le HVO a récemment échantillonné l’eau du lac qui est apparu au fond du cratère de l’Halema’uma’u, au sommet de Kilauea. Le niveau de cette eau a augmenté d’environ 90 centimètres par semaine depuis sa première apparition le 25 juillet 2019. Jusqu’à présent, le HVO ne pouvait qu’évaluer à distance la taille du lac, observer sa couleur et estimer sa température. En voyant la lac s’agrandir, le HVO a décidé d’élaborer une stratégie pour échantillonner son eau. En effet, la chimie du lac est une bonne indication de la provenance de l’eau, de son influence possible sur le dégazage et donc des risques potentiels au sommet du Kilauea.
Il a été décidé qu’un drone serait la meilleure solution pour l’échantillonnage. Le 26 octobre, un engin a prélevé avec succès 0,73 litre d’eau du lac. L’échantillon a ensuite été envoyé à des laboratoires sur le continent pour des analyses exhaustives.
Les résultats obtenus jusqu’à maintenant indiquent que l’eau est acide, avec un pH de 4,2 (le pH neutre est de 7). Il est intéressant de noter que la plupart des lacs de cratères ont un pH inférieur à 3,5 (plus acide) ou supérieur à 5 (moins acide), ce qui place le lac de l’Halema’uma’u dans la moyenne.
Une modélisation mathématique effectuée avant l’apparition du lac indiquait que l’eau de la nappe phréatique était susceptible de pénétrer dans le cratère de l’Halema’uma’u une fois que l’environnement se serait suffisamment refroidi, après la disparition du lac de lave qui avait séjourné dans le cratère entre 2008 et 2018. Il n’est donc pas surprenant de voir de l’eau appraître dans le cratère.
Cependant, il est important de noter que l’Halema’uma’u est l’endroit où les émissions sommitales de dioxyde de soufre (SO2) sont les plus importantes, et que le SO2 se dissout facilement dans l’eau.
Lorsque l’eau souterraine s’écoule en direction du cratère en cours de refroidissement, elle dissout le SO2 provenant du magma situé en dessous. Cela conduit à des concentrations élevées d’ions sulfate dans le lac (53 000 milligrammes par litre) et à un pH plus acide.
A côté de cela, cette eau acide réagit chimiquement avec le basalte du Kilauea, ce qui diminue son acidité et augmente donc son pH. On observe aussi des concentrations élevées de magnésium dans l’eau. Les rapports magnésium / sodium et sodium / potassium dans l’eau du lac sont semblables à ceux du basalte du Kilauea, confirmation des réactions chimiques entre l’eau et la roche.
Les concentrations de calcium ne sont pas très élevées dans l’échantillon d’eau prélevé. Cela s’explique par le fait que le calcium se combine avec des ions sulfate pour former des minéraux solides qui précipitent dans l’eau. Le fer est également susceptible de former divers minéraux, ce qui explique les teintes jaunâtres du lac.
Les réactions complexes entre les gaz et les roches environnantes expliquent pourquoi l’eau du lac dans l’Halema’uma’u est chimiquement différente de la nappe phréatique au fond d’un puits de recherche situé au sud de Halema’uma’u et aussi de l’eau de pluie. Les tests effectués sur l’oxygène et l’hydrogène qui forment les molécules d’eau révèlent que l’eau du lac était à l’origine une eau de pluie qui a percolé dans le sous-sol où sa chimie a évolué.
Le niveau du lac au fond de l’Halema’uma’u continue à s’élever. Le pH actuel reflète un équilibre entre les eaux souterraines qui y pénètrent et le niveau des émissions de SO2 en provenance du sous-sol. Si le niveau du lac se stabilise ou si la quantité de SO2 change, le pH est susceptible de se modifier. Sur le Pinatubo aux Philippines, après l’éruption de 1991, un lac de cratère s’est formé avec un pH presque neutre, mais l’eau est devenue plus acide quand le dégazage de SO2 s’est intensifié, avec l’apparition d’une activité volcanique ultérieure.
Les analyses chimiques confirment que le lac au fond du cratère de l’Halema’uma’u dissout le SO2 d’origine magmatique. Cela signifie que les niveaux d’émission de SO2 mesurés par le HVO (environ 30 tonnes par jour) sous-estiment le SO2 émis globalement par le Kilauea. Sans le lac, les émissions de SO2 au sommet du volcan seraient probablement plus élevées. Cette découverte est importante car un niveau d’émission de SO2 en hausse peut indiquer la présence de magma à faible profondeur.  .
Source: HVO.

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As expected, HVO recently sampled the Halema‘uma‘u water lake at the bottom of Kilauea’s summit crater. The water has risen about 90 centimetres per week since first spotted on July 25th, 2019. Initially, HVO was limited to remote observations of lake size, colour, and surface temperature. As the lake grew, HVO began formulating a plan to sample the water. Indeed, the lake’s chemistry could reveal where the water was coming from and what it might mean for degassing and potential hazards at Kilauea’s summit.

It was decided that a UAS was the best option for sampling. On October 26th, a drone successfully collected about 0.73 litres of water from the lake. The sample was then shipped to mainland USGS laboratories for sophisticated analyses.

Results thus far indicate an acidic lake, with a pH of 4.2 (neutral is pH 7). Interestingly, most volcanic crater lakes have a pH of less than 3.5 (more acidic) or higher than 5 (less acidic), which places the Halema’uma’u lake in the midddle range.

Mathematical modelling performed prior to the lake’s appearance predicted that groundwater could flow into Halema‘uma‘u once the area had cooled enough after the 2008-18 lava lake drained away. So, it was not entirely a surprise when water began to pond in the crater.

But, it’s important to note that Halema‘uma‘u is where most summit sulfur dioxide (SO2) degassing takes place, and that SO2 dissolves readily in water.

As water flows underground toward the now-cooling crater, it dissolves SO2 rising from magma below. This leads to high concentrations of sulfate ions in the lake (53,000 milligrams per liter) and a tendency towards a more acidic pH.

However, that acidic water reacts chemically with Kilauea’s basaltic rock, which makes the lake less acidic (raises the pH) and results in high concentrations of magnesium in the water. The ratios of magnesium to sodium and of sodium to potassium in the lake water are similar to those ratios in Kilauea’s basalt, which is further evidence of chemical reactions between the water and rocks.

Calcium concentrations are not very high in the water sample; calcium is instead combining with sulfate ions to form solid minerals that precipitate from the water. Iron is also likely forming various minerals, contributing to the lake’s yellowish colours.

Complex gas/rock reactions result in Kilauea’s lake water being chemically different from groundwater in a research well south of Halema‘uma‘u and from rainwater. Testing of oxygen and hydrogen that form the water molecules indicate that the lake water was originally rain that percolated into the subsurface where it became groundwater and the chemistry changed.

The Halema’uma’u lake is still rising. The current pH reflects the balance between incoming groundwater and the degree of SO2 degassing from below. If the lake level stabilizes, or the amount of SO2 changes, the pH may also change. At Mount Pinatubo (Philippines), after the 1991 eruption, a crater lake formed with a nearly-neutral pH but became more acidic with increased SO2 degassing and later volcanic activity.

Chemical analyses confirm that the Halema’uma’u crater lake dissolves magmatic SO2. This implies that HVO’s measured SO2 emission rates (about 30 tonnes per day) underestimate the total outgassed SO2 at Kilauea. Without the lake, SO2 emissions from the summit would likely be higher. This finding is important given that an increasing SO2 emission rate can indicate shallowing magma.

Source : HVO.

Le lac acide au fond du cratère de l’Halema’uma’u (Crédit photo: HVO)

Le secret des éruptions du Merapi (Indonésie) // The secret of Mount Merapi’s eruptions (Indonesia)

Les populations qui vivent à proximité du Merapi peuvent dormir sur leurs deux oreilles. Une équipe scientifique vient de découvrir les causes du comportement explosif du volcan ! Une étude intitulée « L’altération hydrothermale des dômes de lave andésitiques peut conduire au comportement explosif d’un volcan », publiée dans la revue Nature Communications, nous apprend que des chercheurs ont percé le secret du volcanisme explosif. Après avoir analysé des échantillons de lave prélevés sur le Merapi, ils ont conclu que l’explosivité des stratovolcans augmentait lorsque des gaz riches en minéraux scellaient les pores et les microfissures dans les couches supérieures de la roche.

Jusqu’à présent, les scientifiques utilisaient principalement les mesures sismiques pour avertir le public d’une éruption imminente. Les auteurs de l’étude, avec parmi eux des scientifiques de l’Université Technique de Munich, ont découvert un autre indicateur d’une éruption imminente dans la lave prélevée sur la partie sommitale du Merapi. La couche supérieure de la roche, par l’intermédiaire de laquelle le dôme joue le rôle de bouchon, devient imperméable aux gaz avant l’explosion. Les analyses ont révélé que les propriétés physiques de ce bouchon évoluent dans le temps.

Après une éruption, la lave garde sa perméabilité, mais cette dernière diminue ensuite avec le temps. Les gaz sont piégés, la pression augmente et finalement le bouchon explose violemment. Pour arriver à cette conclusion, les chercheurs ont prélevé six échantillons de lave: l’un issu d’une éruption de 2006 et les autres en provenance de l’éruption de 1902. L’analyse des volumes des pores, de la densité, de la composition minérale et de la structure de la roche a révélé que cette perméabilité devenait quatre fois moins importante à mesure que l’altération de la roche augmentait. L’étude explique que les minéraux nouvellement formés en sont la cause, en particulier les sulfates d’aluminium de potassium et de sodium qui obturent les fines fissures et les pores de la lave. Des simulations sur ordinateur ont confirmé que la faible perméabilité du dôme était responsable de l’éruption suivante.

Selon les modèles réalisés par les scientifiques, un stratovolcan comme le Merapi connaît une évolution en trois phases: 1) lorsque la lave est encore perméable après une explosion, un dégazage peut encore se produire. 2) le dôme devient imperméable aux gaz, ce qui, dans le même temps, entraîne une augmentation de la pression à l’intérieur de l’édifice. 3) le dôme explose sous l’effet de la pression. Les images du Merapi datant de la période antérieure et postérieure à l’éruption du 11 mai 2018 confirment ce modèle en trois phases. Tout d’abord, le volcan a émis un panache de gaz. Ensuite, il est resté silencieux pendant un moment jusqu’à ce que les gaz trouvent une issue. Enfin, il a projeté un panache de cendre dans le ciel.

Les chercheurs pensent que leurs résultats pourraient être utilisés pour une prévision plus fiable des éruptions. Une réduction mesurable du dégazage est donc susceptible d’indiquer d’une éruption imminente. Le Merapi n’est pas le seul volcan pour lequel les mesures du dégazage pourraient permettre de prévoir une éruption en temps voulu. De tels stratovolcans sont souvent destructeurs dans tout le Pacifique. Les plus connus sont le  Pinatubo aux Philippines, le St. Helens dans l’ouest des États-Unis et le Mont Fuji au Japon.

Source: Nature Communications, par l’intermédiaire du site web The Watchers.

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The populations living close to Mt Merapi can sleep with no fear. A scientific team has just discovered the causes of the volcano’s explosive behaviour! A study entitled « Hydrothermal alteration of andesitic lava domes can lead to explosive volcanic behaviour », published in Nature Communications, suggests the researchers have unlocked the secret of explosive volcanism. After studying samples at Mount Merapi, the researchers concluded that the explosivity of stratovolcanoes rises when mineral-rich gases seal the pores and micro cracks in the uppermost layers of stone.

Up to now, geoscientists mostly used seismic measurements to warn the public of an upcoming eruption. The authors of the study, which included scientists from the Technical University of Munich (TUM), have discovered another indicator for an impending eruption in the lava from Merapi’s peak. The uppermost layer of the stone, the « plug dome », becomes impassable for underground gasses prior to the explosion. The scientific investigations showed that the physical properties of the plug dome change over time.

Following an eruption, the lava is still easily permeable, but this permeability then sinks over time. Gases are trapped, pressure rises and finally the plug dome bursts in a violent explosion. To get to this conclusion, the researchers collected six lava samples: one from an eruption in 2006, and the others from the 1902 explosion. Analysis of pore volumes, densities, mineral composition, and structure unveiled that permeability pummelled by four orders of magnitude as stone alteration increased. The study explains that newly formed minerals are the cause, particularly potassium and sodium aluminum sulfates which seal the fine cracks and pores in the lava. Computer simulations confirmed that the weakened permeability of the plug dome was responsible for the next eruption.

According to the models, a stratovolcano like Mount Merapi undergoes three phases: First, when the lava is still permeable after an explosion, outgassing may occur. Second, the plug dome becomes impermeable for gases, while the internal pressure continuously increases at the same time. Third, the plug dome bursts due to pressure. Images of Merapi from the period before and during the eruption of May 11th, 2018, confirm the three-phase model. First, the volcano emitted smoke. Second, it stayed quiet for a while until the gas found an escape, and lastly, it blew a fountain of ashes up into the sky.

The researchers think their results can now be used to more reliably predict eruptions, A measurable reduction in outgassing is thus an indication of an imminent eruption. Mount Merapi is not the only volcano whose outgassing measurements can help in the timely forecasting of an upcoming eruption. Stratovolcanoes are a common source of destruction throughout the Pacific. The best known are Mount Pinatubo in the Philippines, Mount St. Helens in western USA, and Mount Fuji in Japan.

Source: Nature Communications, through the website The Watchers.

 

Dôme de lave au sommet du Merapi (Photo: C. Grandpey)

Volcans du monde // Volcanoes of the world

L’activité éruptive des derniers jours a principalement concerné le Sakurajima (Japon), le Cleveland et Shishaldin (Aléoutiennes / Alaska). Voir mes notes sur ces volcans. Dans son dernier rapport hebdomadaire, la Smithsonian Institution fournit des informations sur d’autres volcans.

Lors d’un survol effectué le 5 novembre 2019, les scientifiques ont pu observer le dôme de lave numéro 85 au fond du cratère intérieur du Popocatepetl (Mexique). Le dôme a un diamètre de 210 m, une hauteur de 80 m et une forme irrégulière. Le cratère intérieur présente un diamètre de 350 m et une profondeur de 90 m. Comme d’habitude, l’activité du Popocatepetl consiste en émissions de vapeur et de gaz, avec parfois un peu de cendre. Des explosions projettent des matériaux incandescents sur les flancs supérieurs du volcan. Des événements éruptifs observés le 9 novembre ont généré des panaches de cendre qui se sont élevés à 2 km au-dessus du cratère. D’autres explosions similaires ont été enregistrées les 10 et 11 novembre. Le niveau d’alerte reste à la couleur Jaune, Phase 2.
Source: CENAPRED.

Un épisode éruptif a été détecté sur le Merapi (Indonésie) le 9 novembre 2019. Il a duré deux minutes et 40 secondes. Une coulée pyroclastique a parcouru 2 km le long de la ravine de la rivière Gendol et un panache de cendre s’est élevé à environ 1,5 km au-dessus du sommet. De petites retombées de cendre ont été signalées dans des zones situées à l’ouest, jusqu’à 15 km du sommet. L’événement n’a pas eu d’impact majeur sur la morphologie du dôme de lave. Le niveau d’alerte reste à 2 (sur une échelle de 1 à 4). Il est demandé à la population de rester en dehors de la zone d’exclusion de 3 km.
Source: CVGHM.

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Eruptive activity in the past days mainly concerned Sakurajima (Japan) and Cleveland and Shishaldin (Aleutians / Alaska). See my notes about these volcanoes. In its latest weekly report, the Smithsonian Institution gives information about other volcanoes.

During an overflight on November 5th, scientists were able to observe lava dome number 85 in the bottom of Popocatepetl’s inner crater (Mexico). The dome was 210 m in diameter, 80 m thick, and had an irregular surface. The inner crater remained 350 m in diameter and was 90 m deep. As usual, activity at Popocatepetl currently consists of steam-and-gas emissions, some of which contain ash. Explosions eject incandescent material onto the upper flanks of the volcano. Eruptive events on November 9thgenerated ash plumes that rose 2 km above the crater. Other similar explosions were recorded on November 10yth and 11th. The alert level remains at Yellow, Phase Two.

Source: CENAPRED.

An eruptive episode was detected on Merapi (Indonesia) on November 9th, 2019. It lasted two minutes and 40 seconds. A pyroclastic flow travelled 2 km down the Gendol drainage and an ash plume rose around 1.5 km above the summit. Minor ashfall was reported in areas to the west as far as 15 km away. The event did not notably impact the morphology of the lava dome. The alert level remains at 2 (on a scale of 1-4), and residents are warned to stay outside the 3-km exclusion zone.

Source: CVGHM.

Le cratère du Popocatepetl le 5 novembre 2019 (Source: CENAPRED)

La nouvelle île de l’archipel des Tonga (suite) // The new island of the Tonga archipelago (continued)

Comme je l’ai écrit dans une note précédente, une nouvelle éruption sous-marine a été détectée sur le volcan Metis Shoal (Iles Tonga), également connu sous le nom de Lateiki. Elle a donné naissance au banc de ponce observé à la surface de la mer en août 2019 L’éruption a finalement donné naissance à une nouvelle île à la fin du mois d’octobre. Elle se trouve à environ 120 mètres à l’ouest d’une ancienne île, aujourd’hui disparue. La nouvelle île mesure environ 400 mètres de long sur 100 mètres de large. Pour le moment, elle est trois fois plus grande que la précédente, mais comme elle est faite de pierre ponce, elle subira probablement les assauts de l’océan avant de disparaître elle aussi.

Le site Web The Watchers a publié de bonnes images de l’éruption et de la nouvelle île prises par le satellite Sentinel-2 de l’ESA. L’éruption a émis de volumineux panaches de vapeur, mais aucune trace de cendre n’a été identifiée par le VAAC de Wellington. .
Source: The Watchers.

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As I put it in a previous post, a new underwater eruption at Tongan Metis Shoal volcano, also known as Lateiki, the source of a massive amount of pumice detected in August 2019, resulted in the creation of a new island by the end of October. It was created about 120 metres west of a previous island which is now gone. The new island is about 400 metres long by 100 metres wide at the moment. As such, it is three times bigger than the previous one. As it is made of pumice, it will probably be washed away, just like the preceding ones.

The website The Watchers has released good images of the eruption and the new island taken by ESA’s Sentinel-2 satellite. The eruption emitted voluminous steam plumes and no ash was identified by the Wellington VAAC. .

Source : The Watchers.

L’éruption observée par le satellite SEntinel-2 le 30 octobre 2019