Étiquette : volcans

Sismicité et prévision éruptive // Seismicity and volcanic prediction

Dans les années 1980, le regretté Maurice Krafft, un volcanologue français, comparait un volcan actif sur le point d’entrer en éruption à une personne malade ou blessée. Elle a de la fièvre ; elle a souvent des frissons et une mauvaise haleine. La plaie gonfle à cause de l’infection. Un volcan qui va entrer en éruption se comporte de la même manière. La température des gaz augmente et leur composition change ; le sol vibre et gonfle sous la poussée du magma.
Dans son dernier article Volcano Watch, le Hawaiian Volcano Observatory (HVO) insiste sur l’importance de la sismicité dans la prévision éruptive. En effet, les premiers signes d’activité volcanique, avant l’apparition de la lave, sont fournis par l’activité sismique dans les profondeurs de la Terre.
Les sismologues examinent les données de diverses manières pour interpréter les processus volcaniques qui se déroulent sous terre. Dans un premier temps, ils notent le nombre d’événements, leur localisation et leur magnitude. Ils étudient également le profil des séismes enregistrés pour en déduire comment la Terre s’est déplacée et a vibré. Les bruits parasites générés par l’activité humaine (grondements des hélicoptères et explosions dans les carrières) et les signaux atmosphériques (comme le tonnerre et le vent) peuvent compliquer l’identification des signaux volcaniques. La sismicité permet de décrire l’histoire d’un volcan apparemment silencieux, en particulier lorsque l’histoire de ce volcan et de sa sismicité a été décrite dans le passé.
Le Kilauea a fourni au HVO de nombreuses occasions d’observer les relations entre la sismicité et l’activité volcanique. Les scientifiques ont identifié des régions connues pour être sources de sismicité et qui montrent une augmentation de l’activité sismique au fur et à mesure qu’une éruption se précise. Ils reconnaissent également les types de séismes qui révèlent des mouvements du magma. Parfois, il a même été possible de prévoir où et quand une éruption commencerait en observant les modèles d’activité sismique.
Le Mauna Loa est un autre volcan actif sur la Grande Ile. Au cours des deux derniers siècles, les scientifiques du HVO ont constaté des changements dans les intervalles entre les éruptions. Entre 1832 et 1950, le Mauna Loa est entré en éruption, en moyenne, tous les 3 à 7 ans. Depuis 1950, les intervalles sont beaucoup plus longs. Après 1950, il a fallu attendre 25 ans avant que se produise l’éruption de 1975, puis encore 9 ans jusqu’à l’éruption de 1984. Ensuite, 38 ans se sont écoulés jusqu’à la dernière éruption de 2022 sur la zone de rift nord-est du Mauna Loa.
De nos jours, les observations sismiques effectuées par le HVO sur le Mauna Loa sont relativement rares comparées à celles du Kilauea. Pourtant, les observations de 1975 et 1984 ont fourni des indications utiles pour comprendre le fonctionnement du volcan.
Au printemps 1974, les sismologues du HVO ont noté une augmentation de l’activité sismique sous les hautes pentes du Mauna Loa. Ils ont installé des sismomètres supplémentaires et, sans l’aide d’ordinateurs, ils ont compté et localisé les séismes manuellement. Les observations ainsi compilées ont permis une bonne prévision éruptive.
Les capacités actuelles du HVO permettent la détection et la localisation des séismes de manière beaucoup plus fiable qu’en 1975 et 1984. Pour mieux comparer les modèles sismiques actuels à ceux des éruptions précédentes, les sismologues ont compté manuellement de minuscules événements en septembre 2022 ; ils étaient trop faibles pour être enregistrés par informatique. Cette comparaison a montré une augmentation similaire de l’activité sismique et a conduit à l’organisation de réunions publiques au cours des mois suivants pour sensibiliser la population.
De nouvelles hausses de la sismicité en octobre 2022 ont reflété des changements rapides de contraintes au sein du volcan. Cependant, le seul précurseur signalant l’arrivée de la lave dans la caldeira sommitale a été un essaim sismique superficiel d’une heure juste avant le début de l’éruption. Heureusement, la zone de rift NE du Mauna Loa n’est pas habitée et il n’était donc pas nécessaire d’évacuer des personnes. Sinon, une heure aurait été un laps de temps trop court pour mettre en sécurité la population menacée.
Source : USGS/HVO.

Tout comme le Piton de la Fournaise sur l’île de la Réunion, le Kilauea et la Mauna Loa à Hawaii sont des volcans de point chaud. Ils ont, la plupart du temps, des éruptions effusives et la lave ne représente pas une menace pour les hommes. Seules les structures se trouvant sur la trajectoire des coulées peuvent être détruites.

Il en va tout autrement pour les volcans explosifs de la Ceinture de Feu du Pacifique. Leur comportement est beaucoup plus brutal et beaucoup plus dangereux pour les zones habitées. Certes, les signaux sismiques donnent des indications précieuses sur le risque éruptif mais on sait, comme ce fut le cas pour le Mauna Loa en 2022, que le laps de temps entre la crise sismique et le phénomène éruptif est en général très bref. C’est pour cela que les autorités mettent en place le principe de précaution et conseillent l’évacuation des populations, même si la suite des événements leur donne tort. De nos jours, les instruments ne permettent pas au scientifiques d’en savoir plus sur les comportement d’un volcan.

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In the 1980s, the late Maurice Krafft, a French volcanologist, compared an active volcano about to erupt with an ill or wounded person. This person has a fever ; she often has the shivers and a bad breath. The wound inflates because of the infection. A volcano that is going to erupt behaves in the same way. Gas temperature increases and their composition changes ; the ground vibrates and inflates under the push of magma from beneath.

In its last Volcano Watch article, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) insists on the importance of seismicity in eruptive prediction. Indeed, the earliest signs of volcanic unrest, before lava is seen, are provided by earthquake activity occurring deep within the Earth.

Seismologists look at the data in a variety of ways to interpret the story of volcanic processes occurring underground. As a first step, they note earthquake rates, locations and magnitudes. They also study details of the recorded earthquakes to infer how the Earth moved and shook the ground. Human-generated noise (like helicopters and quarry blasts) and atmospheric signals (like thunder and wind) can make volcanic signals difficult to identify. Seismicity helps tell the story of a seemingly quiet volcano, especially when the stories of these volcanoes and their seismicity have been told in the past.

Kilauea has provided HVO with many opportunities to observe relationships between earthquakes and volcanic activity. Scientists have identified established earthquake source regions that show increases in seismic activity as the volcano gets closer to erupting. They also recognize the earthquake types that suggest magma movement. At times, it has been possible to forecast where and when eruptions would start, based on patterns of earthquake activity.

Mauna Loa is also an active volcano. Through the past two centuries, HVO scientists have seen intervals between successive eruptions change. Between 1832 and 1950, Mauna Loa erupted, on average, every 3 to 7 years. Since 1950, the intervals have been much longer. After 1950, it was 25 years until the 1975 Mauna Loa summit eruption, and then another 9 years until the 1984 eruption. Then, 38 years passed until the most recent eruption in 2022 from Mauna Loa’s Northeast Rift Zone.

HVO’s modern seismic observations of Mauna Loa are relatively sparse compared to those of Kilauea. Still, the observations of 1975 and 1984 provide some helpful clues toward learning how Mauna Loa works.

In the Spring of 1974, HVO seismologists noted an increase in earthquake activity beneath the upper elevations of Mauna Loa. They installed additional seismometers and, without computers, counted and located earthquakes by hand. The compiled observations could be viewed as a successful eruption forecast.

HVO’s current capabilities allow earthquake detection and location to levels far surpassing those of 1975 and 1984. To better compare current earthquakes patterns to these previous eruptions, seismologists hand counted tiny earthquakes in September 2022 that were too small to be recorded by modern computer processing. This comparison showed a similar uptick in seismic activity and led to community meetings in ensuing months to emphasize awareness, preparedness and safety.

Further increases in seismicity in October 2022 reflected rapid stress changes within the volcano. However, the only imminent precursor to lava appearing in the summit caldera was an hour-long tremor-like burst of numerous small, shallow earthquakes just before the eruption started. Fortunately, Mauna Loa’s NE Rift Zone is not populated and there was no need to evacuate people. Otherwise, one hour would have been very short to transfer residents to safe places.

Source : USGS / HVO.

Like Piton de la Fournaise on Reunion Island, Kilauea and Mauna Loa in Hawaii are hotspot volcanoes. They mostly have effusive eruptions and their lava poses no threat to humans. Only structures in the flow path can be destroyed.
The situation is quite different for the explosive volcanoes of the Pacific Ring of Fire. Their behaviour is much more brutal and much more dangerous for populated areas. Admittedly, seismic signals give valuable indications of the eruptive risk, but we know, as was the case for Mauna Loa in 2022, that the time between the seismic crisis and the eruptive phenomenon is generally very short. This is why the authorities use the principle of precaution and advise the evacuation of the populations, even if the sequence of events proves them wrong. Nowadays, the instruments do not allow scientists to know more about the behaviour of a volcano.

Image webcam de l’éruption du Mauna Loa en 2022

Le séisme de M 6,9 sur le Kilauea le 4 mai 2018 et ses répliques plusieurs mois plus tard (Source: USGS)

Volcans du monde // Volcanoes of the world

Voici quelques informations sur l’activité volcanique dans le monde.

L’éruption du Kilauea (Hawaï) se poursuit dans la partie orientale du cratère de l’Halema’uma’u. L’activité est concentrée dans un grand lac de lave qui occupe la moitié est du cratère, ainsi que dans un lac plus petit dans la partie ouest. Une petite fontaine de lave s’agite dans le lac de la partie Est qui présentait une superficie d’environ 10 hectares le 17 janvier 2023 lors de sa dernière mesure.
Vous pouvez observer l’activité en temps réel du lac de lave en cliquant sur ce lien: https://www.youtube.com/usgs/live.
Aucune activité particulière n’a été observée le long des zones de rift Est et Sud-ouest.
Source : HVO.

Vue du cratère de l’Halema’uma’u le 17 janvier 2023. On voit parfaitement les deux lacs de lave (Crédit photo : HVO)

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Le Popocatepetl (Mexique) reste bien actif avec ses habituelles émissions de vapeur auxquelles se mélange parfois un peu de cendre. Une éruption plus forte que d’habitude a eu lieu le 21 janvier 2023. L’événement a généré un panache de cendres qui a atteint 8,5 kilomètres d’altitude.
Le niveau d’alerte reste à la couleur Jaune, phase 2.
Il est demandé à la population et aux touristes d’éviter de s’approcher du volcan, en particulier du cratère, car il existe un fort risque de retombées de matériaux. Il est également important, pendant les périodes de fortes pluies, de rester à l’écart des ravines car elles peuvent être affectées par des coulées de boue et de débris.
Source : CENAPRED.

Activité éruptive du 21 janvier 2023 (Capture image webcam)

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L’éruption extrusive du Sheveluch (Kamtchatka) se poursuit, avec la croissance du dôme de lave et une forte activité fumerollienne. Le KVERT fait état d’incandescence du dôme de lave, d’explosions et de coulées pyroclastiques.
Le KVERT indique aussi que le panache de cendres peut se déplacer jusqu’à 25 km de sa source. Le satellite Copernicus Sentinel-2 a survolé le volcan le 22 janvier 2023 et a envoyé une bonne image de l’activité actuelle.
Comme je l’ai indiqué précédemment, la couleur de l’alerte aérienne est Orange car les panaches de cendres peuvent perturber le trafic aérien dans la région.
Source : KVERT

 

Image satellite du Sheveluch le 22 janvier 2023

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La couleur de l’alerte aérienne pour l’Anak Krakatau (Indonésie) reste à l’Orange et le niveau d’alerte volcanique est maintenu à 3 (sur une échelle de 1 à 4) mais une série d’épisode éruptifs a été enregistrée sur le volcan le 23 janvier 2023. Les explosions ont généré des panaches de cendres qui se sont élevés à environ 450 – 660 m d’altitude.
Comme je l’ai indiqué précédemment, le gouvernement indonésien demande aux visiteurs d’éviter de s’approcher du volcan dans un rayon de 5 km du cratère actif.
Source : PVMBG.

Photo : C. Grandpey

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Un nouveau débordement de lave a été observé sur le Stromboli (Sicile) le 24 janvier 2023 au niveau de la zone du cratère nord, L’événement s’est accompagné d’un glissement de matériaux instables qui ont atteint la mer à la base de la Sciara del Fuoco. Du point de vue sismique, l’amplitude moyenne du tremor volcanique reste dans la gamme des valeurs moyennes.

Source : INGV.

 

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Les bouches qui se sont ouvertes à la base NE du cratère SE de l’Etna (Italie) continuent d’alimenter des coulées de lave dont le débit est fluctuant. Il a progressivement diminué les 16 et 17 janvier 2023 et avait probablement cessé en fin d’après-midi le 17 janvier. La lave a recommencé à couler aux premières heures du 18 janvier, avec deux coulées. L’une d’elles s’est dirigée vers le NE le long de la bordure ouest du champ de lave, et l’autre s’est déplacée vers l’Est sur la paroi occidentale de la Valle del Bove ; elle a atteint la base de cette paroi le 20 janvier. Le débit éruptif a de nouveau diminué le 21 janvier, puis a de nouveau augmenté au cours de la soirée. En fin de journée le 22 janvier, une nouvelle coulée de lave a descendu la Valle del Bove, atteignant presque la base de la paroi ouest à environ 2 200 m d’altitude.
Source : INGV.

Image webcam début janvier 2023

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Des panaches de gaz de densité variable s’élèvent encore jusqu’à 80 m au-dessus du sommet du complexe volcanique de Dieng (Indonésie). Les émissions de CO2 sont passées d’une moyenne de 3 300 parties par million les 18 et 19 janvier 2023 à une moyenne de 1 900 ppm les 22 et 23 janvier. Le niveau d’alerte reste à 2 (sur une échelle de 1 à 4) et le public est invité à rester à 1 km du cratère Sileri et à 500 m des secteurs SE, S et SO du cratère Timbang.
Source : PVMBG.

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L’éruption du Marapi (Indonésie) se poursuit. Les émissions de vapeur et de cendres montent jusqu’à 500 m au-dessus du sommet. Le niveau d’alerte reste à 2 (sur une échelle de 1 à 4) et le public est invité à rester à 3 km du cratère.
Source : PVMBG.

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L’activité éruptive continue sur le Mont Young du Semisopochnoi (Aléoutiennes / Alaska). La sismicité reste élevée. De petites émissions de vapeur sont visibles sur les images de la webcam. La couleur de l’alerte aérienne reste à Orange et le niveau d’alerte volcanique est maintenu à Watch (Vigilance).
Source : AVO.

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L’éruption du Cotopaxi (Equateur) se poursuit, avec des émissions quotidiennes de vapeur, de gaz et de cendres. Les panaches s’élèvent jusqu’à 2 km de hauteur et provoquent des retombées de cendres dans les localités sous le vent. Le niveau d’alerte est maintenu au Jaune (niveau 2 sur une échelle de quatre couleurs).
Source : Instituto Geofisico.

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L’activité reste globalement stable sur les autres volcans.

J’ai dressé un bilan de l’année volcanique 2022. Vous le trouverez en cliquant sur ce lien :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2023/01/02/bilan-dactivite-volcanique-2022/

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

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Here is some news about volcanic activity around the world.

The eruption of Kilauea (Hawaii) continues in the eastern portion of Halemaʻumaʻu Crater. Activity is concentrated in a large lava lake in the eastern half of the crater, as well as a smaller lake to the west. The eastern lava lake has one dominant fountain and had an area of approximately 10 hectares on January 17th, 2023 when it was last measured.

You can observe the real-time activity of the lava lake at: https://www.youtube.com/usgs/live.

No unusual activity has been noted along the East Rift Zone or Southwest Rift Zone.

Source : HVO.

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Popocatepetl (Mexico) is still quite active with its usual « exhalations ». A stronger-than-usual eruption took place on January 21st, 2023. The event generated an ash plume that reached 8.5 kilometers above sea level.

The alert level remains at Yellow Phase Two.

Individuals and tourists are asked to avoid approaching the volcano, particularly the crater, as the risk of being struck by falling material is high. It is also important, during periods of heavy rainfall, to stay away from ravines as they may be affected by dangerous mud and debris flows.

Source : CENAPRED.

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The extrusive eruption of Sheveluch (Kamchatka) continues, with the growth of the lava dome and strong fumarole activity. Incandescence of the lava dome, explosions, and hot avalanches have also been reported.

KVERT indicates that the ash plume from the volcano may move as far as 25 km away. The Copernicus Sentinel-2 satellite flew over the volcano on January 22nd, 2023 and sent a good image of the current activity.

As I put it before, the aviation color code is Orange for the volcano as ash plumes may disturb air trafic in the region.

Source : KVERT.

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The Aviation Color Code for Anak Krakatau (Indonesia) remains at Orange and the Alert Level at 3 (on a scale of 1-4) but a series of eruptions were registered at the volcano on January 23rd, 2023. They produced ash column that rose about 450 – 660 m above sea level.

As I indicated previously, the Indonesian government asks visitors to avoid approaching the volcano within a 5 km radius from the active crater.

Source : PVMBG.

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A new lava overflow was observed at Stromboli (Sicily) on January 24th, 2023 at the northern crater area. The event was accompanied by a slide of unstable materials which reached the sea at the base of the Sciara del Fuoco. From a seismic point of view, the average amplitude of the volcanic tremor remains in the range of medium values.
Source: INGV.

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The vents at the NE base of Mt Etna’s SE Crater (Italy) continue to feed lava flows whose rate is fluctuating. Lava effusion progressively decreased on January 16th and 17th, 2023 and had possibly ceased by the late afternoon of January 17th. Effusion restarted in the early hours of January 18th, generating two lava flows. One of the flows travelled NE along the W edge of the lava field, and the other travelled E onto the steep W wall of Valle del Bove, reaching the base of the wall on January 20th. The effusion rate decreased on January 21st and then again increased during the evening. Late on January 22nd, a new lava flow descended the Valle del Bove, almost reaching the base of the W wall at around 2,200 m elevation.

Source : INGV.

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Gas plumes of varying densities are still rising as high as 80 m above the summit of the Dieng Volcanic Complex (Indonesia). CO2 emission averages decreased from an average of 3,300 parts per million on January 18th – 19th, 2023 to an average of 1,900 ppm on January 22nd – 23rd. The Alert Level remains at 2 (on a scale of 1-4) and the public is asked to stay 1 km away from Sileri Crater and 500 m away from the SE, S, and SW sectors of Timbang Crater.

Source : PVMBG.

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The eruption of Marapi (Indonesia) continues. Steam and ash emissions are rising up to 500 m above the summit. The Alert Level remains at 2 (on a scale of 1-4) and the public is asked to stay 3 km away from the crater.

Source : PVMBG.

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Eruptive activity at Semisopochnoi’s Mount Young (Aleutians / Alaska) continues. Seismicity is still elevated. Minor steam emissions are visible in webcam images. The Aviation Color Code remains at Orange and the Volcano Alert Level remains at Watch.

Source : AVO.

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The eruption of Cotopaxi (Ecuador) continues, characterized by daily emissions of steam, gas, and ash. The plumes rise as high as 2 km and cause ashfall in downwind municipalities. The Alert Level is kept at Yellow (level 2 on a four-color scale).

Source : Instituto Geofisico.

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Activity remains globally stable on other volcanoes.

You will find a report of volcanic activity in 2022 by clicking on this link :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2023/01/02/volcanic-activity-report-2022/

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

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

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai : l’éruption de tous les records (2ème partie)  // The eruption of all records (part 2)

L’éruption du 15 janviers 2022.

Une puissante éruption a de nouveau eu lieu sur le volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai le 15 janvier 2022. Le panache de cendre et de gaz s’est élevé à environ 16,7 km au-dessus du niveau de la mer, selon le VAAC de Wellington. Il s’est étendu de manière concentrique sur une distance d’environ 130 km par rapport au volcan, créant un panache de 260 km de diamètre. Selon le service géologique des Tonga, l’éruption a duré plus de 12 heures. C’est la plus importante observée depuis décembre 2021.

Source: Tonga Services

Tsunami.

Des vagues de tsunami de 83 cm ont été observées par des jauges à Nuku’alofa et des vagues de 60 cm ont été enregistrées à Pago Pago, la capitale des Samoa américaines. Une alerte tsunami a été émise pour toutes les îles des Tonga; il a été conseillé aux habitants de s’éloigner de la côte. Le tsunami a détruit des villages et coupé les communications dans l’archipel des Tonga et ses 105 000 habitants. Trois personnes ont été tuées. Ce bilan est faible car la population est bien préparée pour faire face à un tsunami. Les habitants sont même probablement parmi les mieux préparés pour affronter les catastrophes naturelles, avec des années d’exercices tsunami: C’est pourquoi de nombreuses personnes ont su se réfugier sur des endroits plus élevés.

La vague de tsunami a provoqué une marée noire au Pérou lorsqu’un pétrolier battant pavillon italien a déversé 6 000 barils de pétrole dans l’océan Pacifique, près de la raffinerie de La Pampilla dans la banlieue de Lima. Le pétrolier déchargeait sa cargaison à La Pampilla lorsque la connexion entre le navire et le terminal s’est rompue.

Une particularité de la vague de tsunami est sa hauteur. D’après une étude récente publiée dans la revue Ocean Engineering, elle aurait atteint une hauteur de 90 mètres à son point de départ, soit environ neuf fois la hauteur du tsunami qui a frappé les côtes du Japon le 11 mars 2011, avec à la clé la catastrophe à la centrale nucléaire de Fukushima. Un autre puissant tsunami a également frappé le Chili en 1960. Que ce soit au Japon ou au Chili, la hauteur initiale de la vague a été estimée à une dizaine de mètres, autrement dit rien en comparaison de celle générée lors de l’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai.

Les tsunamis de 2011 et 1960 ont pourtant été bien plus dévastateurs et meurtriers. Plus de 18.000 personnes ont péri en 2011, alors que le tsunami du Hunga Tonga n’a causé la disparition que de quelques personnes. Les scientifiques prennent en compte plusieurs paramètres pour expliquer cette différence de bilan. Il y a la distance entre la source du tsunami et les terres, la morphologie du plancher océanique et du littoral, mais également d’autres facteurs, comme la fusion de plusieurs vagues, comme cela semble s’être produit en 2011. À l’approche des côtes, une vague de tsunami peut ainsi être soit être atténuée, ou bien amplifiée. Le volcan Hunga Tonga est situé à environ 70 kilomètres des îles Tonga. C’est probablement cette distance qui a permis d’éviter le pire.

Source : USGS

Onde de choc.

L’onde de choc générée par l’éruption a parcouru plusieurs milliers de kilomètres, a été observée depuis l’espace et enregistrée en Nouvelle-Zélande à environ 2000 km. Elle s’est déplacée à plus de 300 mètres par seconde et était si puissante qu’elle a fait résonner l’atmosphère comme le fait une cloche. C’est l’onde de choc la plus puissante depuis l’éruption du Krakatau (Indonésie) en 1883. Grâce au transfert de cette énergie de l’atmosphère vers l’océan, l’onde de choc a amplifié les vagues océaniques dans le monde entier, les a repoussées plus loin et a accéléré leur vitesse de déplacement, un phénomène pour lequel les centres d’alerte aux tsunamis se sont pas équipés. Les modèles de prévision et les systèmes d’alerte, conçus principalement pour évaluer les vagues déclenchées par les séismes conventionnels, ont été déconcertés par l’événement des Tonga et ont donc commis des erreurs.

Effets de l’éruption Source : NASA

Perturbations atmosphériques.

Plusieurs études ont indiqué que l’éruption du volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a provoqué des perturbations à grande échelle dans l’atmosphère terrestre. En utilisant les données enregistrées par plus de 5 000 récepteurs GNSS – Global Navigation Satellite System – situés à travers le monde, les scientifiques de l’Observatoire Haystack du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et leurs collègues de l’Université arctique de Norvège ont observé des preuves d’ondes atmosphériques générées par les éruptions et de leurs empreintes ionosphériques à 300 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, et cela pendant une longue période. Ces ondes atmosphériques ont été actives pendant au moins quatre jours après l’éruption et ont fait trois fois le tour du globe. Les perturbations ionosphériques sont passées au-dessus des États-Unis six fois, d’abord d’ouest en est, puis en sens inverse. Cette éruption a été extraordinairement puissante et a libéré une énergie équivalente à 1 000 bombes atomiques de Hiroshima.
Une autre étude, menée par des chercheurs du MIT Haystack Observatory et de l’Arctic University of Norway, a été publiée le 23 mars 2022 dans la revue Frontiers in Astronomy and Space Sciences. Les auteurs pensent que les perturbations atmosphériques sont un effet des ondes de Lamb ; ces ondes, ainsi appelées d’après le mathématicien Horace Lamb, se déplacent à la vitesse du son sans grande réduction de leur amplitude. Bien qu’elles soient principalement situées près de la surface de la Terre, ces ondes peuvent échanger de l’énergie avec l’ionosphère de manière complexe. La nouvelle étude précise que « la présence dominante des ondes de Lamb a déjà été signalée lors de l’éruption du Krakatau en 1883 et à d’autres occasions. L’étude fournit pour la première fois une preuve substantielle de leurs empreintes de longue durée dans l’ionosphère à l’échelle de la planète. »

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The eruption of January 15, 2022.
A powerful eruption took place again on the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai volcano on January 15th, 2022. The plume of ash and gas rose about 16.7 km above sea level, according to the Wellington VAAC. It extended concentrically over a distance of about 130 km from the volcano, creating a plume 260 km in diameter. According to the Tonga Geological Survey, the eruption lasted more than 12 hours. This was the largest eruption since December 2021.

A tsunami.
Tsunami waves of 83 cm were observed by gauges in Nuku’alofa and waves of 60 cm were recorded in Pago Pago, the capital of American Samoa. A tsunami warning was issued for all islands in Tonga; locals were advised to move away from the coast. The tsunami destroyed villages and cut communications in the Tonga archipelago and its 105,000 inhabitants. Three people were killed. This death toll is low because the population is well prepared to face a tsunami. The inhabitants are even probably among the best prepared to face natural disasters, with years of tsunami exercises: This is why many people knew how to take refuge on higher places.
The tsunami wave caused an oil spill in Peru when an Italian-flagged tanker spilled 6,000 barrels of oil into the Pacific Ocean near the La Pampilla refinery on the outskirts of Lima. The tanker was unloading its cargo at La Pampilla when the connection between the ship and the terminal broke.
A peculiarity of the tsunami wave was its height. According to a recent study published in the journal Ocean Engineering, it probably reached a height of 90 meters at its starting point, approximately nine times the height of the tsunami which hit the coasts of Japan on March 11th, 2011, with the disaster at the Fukushima nuclear plant. Another powerful tsunami also hit Chile in 1960. Whether in Japan or Chile, the initial height of the wave was estimated at ten meters, in other words nothing compared to that generated during the eruption of the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai.
The 2011 and 1960 tsunamis, however, were far more devastating and deadly. More than 18,000 people died in 2011, while the Hunga Tonga tsunami caused the deaths of only a few people. Scientists take into account several parameters to explain this difference. There is the distance between the source of the tsunami and the land, the morphology of the ocean floor and the coastline, but also other factors, such as the merger of several waves, as seems to have happened in 2011. Approaching the coast, a tsunami wave can thus either be attenuated or amplified. The Hunga Tonga volcano is located about 70 kilometers from the Tonga Islands. It is probably this distance that made it possible to avoid the worst.

A shock wave.
The shock wave generated by the eruption traveled several thousand kilometres, was observed from space and recorded in New Zealand around 2000 km away. It moved at over 300 meters per second and was so powerful that it rang the atmosphere like a bell. It was the most powerful shock wave since the eruption of Krakatau (Indonesia) in 1883. Thanks to the transfer of this energy from the atmosphere to the ocean, the shock wave amplified the ocean waves in the world, pushed them further and accelerated their speed, a phenomenon for which the tsunami warning centers are not equipped. Prediction models and warning systems, designed primarily to assess waves triggered by conventional earthquakes, were confused by the Tonga event and therefore made mistakes.

Atmospheric disturbances.
Several studies have indicated that the eruption of the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai volcano caused large-scale disturbances in the Earth’s atmosphere. Using data recorded by more than 5,000 GNSS – Global Navigation Satellite System – receivers located around the world, scientists from the Haystack Observatory at the Massachusetts Institute of Technology (MIT) and their colleagues from the Arctic University of Norway have observed evidence of atmospheric waves generated by eruptions and their ionospheric footprints 300 kilometers above the Earth’s surface, and this for a long time. These atmospheric waves were active for at least four days after the eruption and circled the globe three times. Ionospheric disturbances passed over the United States six times, first from west to east, then in the opposite direction. This eruption was extraordinarily powerful and released energy equivalent to 1,000 Hiroshima atomic bombs.
Another study, conducted by researchers at MIT Haystack Observatory and the Arctic University of Norway, was published on March 23rd, 2022 in the journal Frontiers in Astronomy and Space Sciences. The authors believe that atmospheric disturbances are an effect of Lamb waves; these waves, so called after the mathematician Horace Lamb, travel at the speed of sound without much reduction in their amplitude. Although mostly located near the Earth’s surface, these waves can exchange energy with the ionosphere in complex ways. The new study states that « the dominant presence of Lamb waves was already reported during the eruption of Krakatau in 1883 and on other occasions. The study provides for the first time substantial evidence of their long-lasting footprints in the ionosphere on a planetary scale. »

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai : l’éruption de tous les records (1ère partie)  // The eruption of all records (part 1)

Pour comprendre ce qui s’est passé le 15 janvier 2022, il est intéressant d’observer la situation au cours des semaines précédentes.

Fin décembre 2014, un volcan sous-marin est entré en éruption dans le Pacifique sud, dans le Royaume des Tonga, avec des panaches de vapeur et de cendre, ainsi que des projections de matériaux. Les panaches de cendre sont montés jusqu’à 9 kilomètres dans le ciel, occasionnant des perturbations au trafic aérien. Quand la cendre a finalement cessé de retomber en janvier 2015, la nouvelle île – qui culminait à 120 mètres de hauteur – était bien installée entre deux îles plus anciennes, et les trois édifices purent être observés par les satellites.

Crédit photo : Woods Hole Oceanographic Institution

On pensait généralement que la nouvelle île, baptisée Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, ne subsisterait que quelques mois, tandis qu’une étude de la NASA lui prévoyait une durée de vie de 6 à 30 ans.
Hunga Tonga-Hunga Ha’apai était la première île de ce type à sortir de l’océan et à persister depuis le début des observations satellitaires. C’était la troisième île volcanique « surtseyenne » à avoir émergé et persisté pendant plus de quelques mois au cours des 150 dernières années. (Surtsey a commencé à se former au cours d’une éruption explosive similaire au large des côtes islandaises en 1963.)


Vue de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai en juin 2017 (Crédit photo: NASA)

Au cours des six premiers mois qui ont suivi l’éruption de décembre 2014, la nouvelle île était de forme relativement ovale et rattachée à l’île voisine à l’ouest. Cependant, en avril 2015, l’analyse des images satellitaires a révélé que sa forme avait radicalement changé. En mai, le rebord sud-est de la paroi interne du cratère a été emporté par les vagues du Pacifique, exposant le lac de cratère aux assauts de l’océan. À ce stade, les scientifiques de la NASA ont pensé que ce pourrait être la mort de l’île. Ce ne fut pas le cas car en juin l’imagerie satellitaire a montré qu’une barre de sable s’était formée et fermait le cratère. L’île continua à évoluer et devint plus stable à la fin de l’année 2016. Lorsque les scientifiques ont cartographié le plancher océanique en 2016, ils ont découvert une caldeira qui se cachait à 150 mètres de profondeur sous la surface de la mer. La caldeira mesurait environ 5 km de diamètre.

Source : The Conversation

Une nouvelle éruption a débuté le 19 décembre 2021 à Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, avec un panache de vapeur s’élevant jusqu’à 6 km d’altitude. L’éruption a baissé d’intensité au cours des premiers jours de janvier 2022. Plusieurs épisodes surtseyens pouvant durer jusqu’à 30 minutes se sont produits au cours des derniers jours de décembre 2021 avec des panaches de gaz, de vapeur et de cendres s’élevant parfois à 12 km d’altitude. Une décoloration de l’eau ainsi que des bancs de pierre ponce étaient visibles autour de l’île le 30 décembre et avaient déjà été observés depuis le début de l’éruption.

La naissance de l’île avait été très spectaculaire, avec de superbes cypressoïdes typiques des éruptions phréato-magmatiques. (Crédit photo : USGS)

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To understand what happened on January 15th, 2022, it is interesting to observe the situation during the prededing weeks.

At the end of December 2014, an underwater volcano erupted in the South Pacific, in the Kingdom of Tonga, with steam and ash plumes, as well as projections of material. Ash plumes rose up to 9 kilometers into the sky, causing disruption to air traffic. When the ash finally stopped falling in January 2015, the new island – which peaked at 120 meters in height – was well established between two older islands, and the three edifices could be observed by satellites.

The new island, dubbed Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, was widely thought to last only a few months, while a NASA study predicted a lifespan of 6 to 30 years.
Hunga Tonga-Hunga Ha’apai was the first such island to emerge from the ocean and persist since satellite observations began. It was the third « Surtseyan » volcanic island to have emerged and persisted for more than a few months in the past 150 years. (Surtsey began to form during a similar explosive eruption off the coast of Iceland in 1963.)

During the first six months after the December 2014 eruption, the new island was relatively oval in shape and attached to the neighboring island to the west. However, in April 2015, analysis of satellite images revealed that its shape had changed dramatically. In May, the southeast rim of the inner crater wall was washed away by Pacific waves, exposing the crater lake to the assault of the ocean. At this point, NASA scientists thought it might be the death of the island. This was not the case because in June satellite imagery showed that a sandbar had formed and was closing the crater. The island continued to evolve and became more stable at the end of 2016. When scientists mapped the ocean floor in 2016, they discovered a caldera that lurked 150 meters deep below the sea surface. The caldera was about 5 km in diameter.

An eruption began on December 19th, 2021 at Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, with a steam plume rising up to 6 km a.s.l. The eruption decreased in intensity during the first days of January 2022. Several Surtseyan episodes lasting up to 30 minutes occurred during the last days of December 2021 with plumes of gas, steam and ash sometimes rising to 12 km altitude. Discoloration of the water as well as pumice rafts were visible around the island on December 30th and had already been observed since the start of the eruption.