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Etude des courants telluriques sur le Kilauea (Hawaii) // Study of telluric currents on Kilauea Volcano (Hawaii)

Un nouvel article « Volcano Watch » du Hawaiian Volcano Observatory (HVO) explique à ses lecteurs comment les scientifiques étudient la conductivité sous le Kilauea. Ce travail permettra d’en savoir plus sur le système d’alimentation magmatique du volcan. Le projet a débuté à l’été 2022 et s’achèvera après avoir couvert l’ensemble du volcan en 2023.
Une étude magnétotellurique consiste à mesurer de minuscules perturbations dans les champs magnétiques et électriques (telluriques) naturels de la Terre afin de savoir dans quelle mesure les roches souterraines conduisent l’électricité.
En 2022, les scientifiques ont collecté des données très pointues sur une quarantaine de sites du Parc national des volcans d’Hawaii. En février 2023, une équipe de géophysiciens du Bureau de l’U.S.G.S. à Denver collectera des données sur 65 autres sites dans le District de Puna, le long de l’East Rift Zone du Kilauea. La dernière phase des travaux aura lieu en mai et juin lorsque l’équipe de Denver rassemblera des données recueillies dans tous les sites restants à l’intérieur et à l’extérieur du Parc national.
L’étude magnétotellurique s’appuie sur l’énergie électromagnétique naturelle produite par une combinaison des vents solaires (flux continu de particules chargées émis par le Soleil) qui interagissent avec le champ magnétique terrestre et les impacts de foudre. L’énergie électromagnétique avec des périodes (inverses de la fréquence) comprises entre 1 milliseconde (1 000 cycles par seconde) et 4 000 secondes (21,6 cycles par jour) est enregistrée sur chaque site. Les données avec les plus longues périodes fournissent une mesure de la conductivité électrique à de plus grandes profondeurs.
Le magma sous la surface, ainsi que les systèmes hydrothermaux environnants, conduisent très bien l’électricité, contrairement aux coulées de lave refroidies et solidifiées. Le réseau dense de sites magnétotelluriques du Kilauea collectera des données qui seront utilisées pour cartographier en trois dimensions les zones de stockage du magma.
Les zones de haute conductivité sous la surface montrent où se trouve le magma sous le Kilauea, y compris le réservoir magmatique sommital, et le cheminement du magma entre le sommet et les zones de rift est et sud-ouest.
Le travail de terrain consistera à installer des capteurs pour mesurer les champs magnétiques et électriques terrestres sur chaque site. Pour obtenir des informations à plus grande profondeur, les données doivent être acquises en continu pendant 1 à 5 jours.
Une étude magnétotellurique effectuée en 2002 au sommet et sur l’Upper East Rift Zone du Kīlauea a montré des conducteurs souterrains dans trois zones distinctes à moins de 3 kilomètres de la surface. L’un se trouvait sous la caldeira du Kilauea, un second à 1,6 km au sud de la caldeira et un troisième sous et au sud du Pu’uO’o dans la Middle East Rift Zone. Les zones conductrices au sud du sommet et du Pu’uO’o se trouvaient dans des zones de failles susceptibles de contenir des fluides salins ou hydrothermaux électriquement conducteurs. Les corps conducteurs sous le sommet et Pu’uO’o représentent probablement le conduit entre le réservoir magmatique sommital et l’East Rift Zone qui a alimenté l’éruption en 2002.
Le projet magnétotellurique 2022-2023 couvrira presque toute la surface du Kilauea et permettra aux scientifiques d’obtenir plus de détails sur le système d’alimentation de la zone de rift sud-ouest et de la Lower East Rift Zone qui a alimenté l’éruption dans le District de Puna en 2018. Ces données,s’ajoutant aux données d’un relevé électromagnétique et magnétique aéroporté effectué en 2022 (voir ma note du 7 juin 2022), devraient permettre au HVO d’effectuer une tomodensitométrie très détaillée – CAT scan en anglais – du volcan. Les scientifiques espèrent pouvoir cartographier dans le détail les conduits d’alimentation de l’éruption de 2018 dans le District de Puna.
Vous trouverez plus de détails et des mises à jour sur l’avancement du projet à cette adresse :
https://www.usgs.gov/supplemental-appropriations-for-disaster-recovery-activities/science/2019-kilauea-disaster.
Source : USGS, HVO.

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A new « Volcano Watch » article by the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) explains its readers how scientists study subsurface conductivity beneath Kilauea. This work will reveal the volcano’s subsurface magmatic plumbing. The project started in the summer 2022 summer and will be completed over the entire volcano in 2023.

Magnetotelluric sounding is a geophysical technique that measures tiny perturbations in the natural Earth magnetic and electric (telluric) fields to map out how well underground rocks conduct electricity.

In 2022, scientists collected high-quality data at about 40 sites within Hawaiʻi Volcanoes National Park. In February 2023 the team of geophysicists from the U.S.G.S. Denver office will collect data at another 65 sites in the Puna District along Kīlauea’s East Rift Zone. The final phase of the work will occur in May and June when the Denver crew will collect any remaining sites both inside and outside of the national park.

The magnetotelluric sounding method relies upon natural electromagnetic energy from a combination of solar winds (continuous flow of charged particles from the Sun) interacting with the Earth’s magnetic field and global lighting strikes. Electromagnetic energy with periods (inverse of frequency) between 1 millisecond (1,000 cycles per second) to 4,000 seconds (21.6 cycles per day) are recorded at each site. The longer-period data provides a measure of electrical conductivity at greater depths beneath the ground surface.

The magma beneath the surface, as well as the surrounding hydrothermal systems, conducts electricity very well whereas cooled and solidified lava flows don’t. The dense network of magnetotelluric sites on Kilauea will collect data that are used to map the subsurface locations of magma in three dimensions.

Areas of high conductivity beneath the surface show where magma is located beneath Kilauea, including the summit magma reservoir and the pathways from there to Kilauea’s East and Southwest Rift Zones.

The field work will involve setting up sensors to measure the Earth’s magnetic and electric fields at each site. To get information from the greatest depths, data must be acquired continuously for 1 to 5 days.

A 2002 magnetotelluric study of the summit and upper East Rift Zone of Kīlauea volcano showed subsurface conductors in three distinct areas within 3 kilometers of the surface. One was beneath the Kilauea caldera, a second was 1.6 km south of the caldera, and a third was beneath and to the south of Pu’uO’o on the Middle East Rift Zone. The conductive zones south of the summit and Pu’uO’o were within fault zones that may have held electrically conductive saline or hydrothermal fluids. The conductive bodies below the summit and Pu’uO’o likely represent the magma conduit from the summit reservoir to the East Rift Zone that fed the ongoing eruption in 2002.

The 2022-2023 magnetotelluric project will cover almost the entire surface of Kilauea and allow scientists to see more detail about the subsurface plumbing of the Southwest Rift Zone and the lower East Rift Zone that fed the 2018 Puna eruption. These data, combined with the data from an airborne electromagnetic and magnetic survey flown in 2022 (see my post of June 7th, 2022) should give HVO a very detailed computed tomography scan – CAT scan – of the volcano. It is hoped that the subsurface plumbing that fed the 2018 Puna eruption will be mapped in detail.

More details and updates on the progress of the Kilauea subsurface conductivity project can be found here:

https://www.usgs.gov/supplemental-appropriations-for-disaster-recovery-activities/science/2019-kilauea-disaster.

Source : USGS, HVO.

 

Mesure de l’énergie électromagnétique à l’aide d’une boucle de fil de forme ovale de 15 m par 25 m suspendue à 30 m sous un hélicoptère (Source : USGS)

Séismes et volcans en Turquie // Earthquakes and volcanoes in Turkey

Très souvent, lorsqu’un tremblement de terre frappe un pays où il y a des volcans, on me demande s’il y a un risque que l’événement déclenche une éruption.

Il existe un lien entre les activités sismique et volcanique. En effet, lorsqu’une éruption se produit, le magma provoque une fracturation dans les roches au cours de son ascension vers la surface et cette sismicité apparaît clairement sur les instruments. C’est la sismicité d’origine volcanique.
Un autre type de sismicité est la sismicité d’origine tectonique. Elle est générée par le mouvement des plaques tectoniques. C’est ce qui s’est passé en Turquie le 6 février 2023 le long de la faille est-anatolienne. .
Le lien entre sismicité d’origine tectonique et éruptions volcaniques n’a jamais été clairement prouvé. Un bon exemple est le séisme et le tsunami de Tōhoku au Japon le 11 mars 2011. L’événement reste le plus puissant jamais enregistré dans le pays. Le tremblement de terre a déclenché un puissant tsunami qui a endommagé la centrale de Fukushima et provoqué l’accident nucléaire le plus grave depuis la catastrophe de Tchernobyl en 1986,
Les volcanologues japonais craignaient que le séisme de 2011 réveille le mont Fuji suite à une une augmentation de la pression sur le volcan. Douze ans plus tard, aucune éruption n’a encore été observée !

Il existe dix volcans potentiellement actifs susceptibles de déclencher des éruptions explosives majeures en Turquie. Plus de 4 millions de personnes vivent à moins de 30 km d’un volcan actif et plus de 15 millions vivent à moins de 100 km. Plusieurs grandes villes sont exposées à l’activité volcanique, dont Kayseri et Diyarbaki.
La dernière éruption volcanique majeure a été celle du mont Ararat en 1840. On estime que 1900 personnes ont perdu la vie.
Le mont Ararat est un stratovolcan, également connu sous le nom d’Agri Dagi, près de la frontière avec l’Iran et l’Arménie. Il couvre une superficie de 1000 km2 à l’extrémité orientale d’une ligne de volcans orientée SSO-ESE. Le mont Ararat semble avoir été actif au cours du 3ème millénaire avant notre ère. Des dépôts de coulées pyroclastiques ont recouvert des artefacts et des restes humains du début de l’âge du bronze. Il existe des preuves historiques d’une éruption phréatique et d’un écoulement pyroclastique lors d’un séisme et d’un glissement de terrain en juillet 1840.

Source : Smithsonian Institution.

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Very often, when an earthquake hits a country where there are volcanoes, people ask me whether there is the risk that an eruption might be triggered by the earthquake.

There is a link between seismicity and volcanic activity. Indeed, when an eruption occurs, magma causes fracturing in the rocks as it moves to the surface and this seismicity clearly appears on the instrumenents. This is volcanic seismicity.

Another type os seismicity is tectonic. It is caused by the movement of tectonis plates. This is what happened in Turkey on February 6th, 2023.

The link between tectonic seismicity and volcanic eruptions has never been clearly proved. A good example lies with the Tōhoku earthquake and tsunami which occurred in Japan on March 11th, 2011 and remains the most powerful earthquake ever recorded in the country. The earthquake triggered a powerful tsunami which damaged the Fukushima plant and caused the most severe nuclear accident since the Chernobyl disaster in 1986,

Japanese volcanologists feared that the 2011earthquake might wake up Mount Fuji by causing an increase in pressure on the volcano. Twelve years later, no eruption has been observed yet !

There are ten potentially active volcanoes that might trigger major explosive eruptions in Turkey. Over 4 million people live within 30 km of an active volcano and over 15 million live within 100 km. Several major cities are exposed to volcanic activity including Kayseri and Diyarbaki.

The last major volcanic eruption was that of Mount Ararat in 1840. An estimated 1900 people lost their lives.

Mount Ararat is a stratovolcano, also known as Agri Dagi, close to the border with Iran and Armenia. It covers an area of 1000 km2 at the eastern end of a SSW-ESE line of volcanoes. Mt Ararat appears to have been active during the 3rd millennium BCE; pyroclastic-flow deposits overlie early Bronze Age artifacts and human remains. There is historical evidence for a phreatic eruption and pyroclastic flow at the time of a July 1840 earthquake and landslide.

Source : Smithsonian Institution.

Le Mont Ararat se dresse dans l’extrême Est de la Turquie

Crédit photo: Wikipedia

Les nouvelles bactéries du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai // Hunga Tonga-Hunga Ha’apai’s new bacteria

L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai ne cesse de surprendre les scientifiques. Il ne se passe guère de semaine sans que de nouvelles découvertes apparaissent.

Rappelons que fin décembre 2014, un volcan sous-marin est entré en éruption dans le Royaume des Tonga, avec des panaches de vapeur et de cendres, ainsi que des projections de matériaux. Les panaches de cendres sont montés jusqu’à 9 kilomètres d’altitude. Lorsque l’éruption s’est finalement arrêtée en janvier 2015, une nouvelle île – qui culminait à 120 mètres de hauteur – s’était édifiée entre deux îles plus anciennes, et les trois édifices étaient visibles depuis l’espace. Le Hunga Tonga-Hunga Ha’apai était la troisième masse continentale à être apparue au cours des 150 dernières années et à avoir résisté pendant plus d’un an aux assauts des vagues. C’était aussi la première à être née dans les régions tropicales,
Au cours de ses sept années d’existence, l’île Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a offert aux scientifiques une fenêtre rare pour étudier le développement de la vie sur une nouvelle terre émergée… jusqu’à ce que l’éruption dévastatrice de 2022 la fasse disparaître.
Dans une étude publiée dans la revue mBio, les chercheurs déclarent avoir été surpris par ce qu’ils ont découvert sur la nouvelle île. Au lieu des familles de bactéries censées coloniser l’île dans un premier temps, ils ont trouvé un étrange groupe de microbes provenant probablement des profondeurs. Ils pensaient voir des organismes observés habituellement lors du recul des glaciers, ou des cyanobactéries, des espèces colonisatrices plus classiques. Au lieu de cela, ils ont découvert un groupe unique de bactéries qui métabolisent le soufre et les gaz atmosphériques.
Pour trouver quels microbes s’étaient installés sur la nouvelle île, les chercheurs ont collecté 32 échantillons de sol provenant de diverses zones dépourvues de végétation, depuis le niveau de la mer jusqu’au sommet du cratère de l’île et ses 120 mètres de hauteur. Ils ont ensuite extrait et analysé l’ADN trouvé à l’intérieur des échantillons.
Habituellement, les scientifiques s’attendent à ce que de nouvelles îles soient habitées par des bactéries que l’on trouve dans l’océan ou dans les excréments d’oiseaux. Ce ne fut pas le cas sur Hunga Tonga-Hunga Ha’apai. Les bactéries les plus répandues autour du cône du volcan étaient celles qui ingurgitaient du soufre et du sulfure d’hydrogène. Il se peut qu’elles aient atteint la surface de l’île à travers des réseaux volcaniques souterrains. Sur les 100 premières bactéries détectées par le séquençage, les chercheurs n’ont pas été en mesure de classer 40 % d’entre elles dans une famille bactérienne connue.
Source : Live Science, Yahoo Actualités.

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The Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruption continues to amaze scientists. Hardly a week goes by without new discoveries appearing.

At the end of December 2014, an underwater volcano erupted 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. When the eruption finally stopped 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. Hunga Tonga-Hunga Ha’apai was the third landmass in the last 150 years to appear and persist for more than a year, and the first in tropical regions,

During its seven-year existence, the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai island gave scientists a rare window to study how life develops on new land masses, until the devastating 2022 eruption blasted it away.

In a study published in the journal mBio., recherches wrote they were surprised by what they found on the new island. Instead of the bacteria families that they expected would first colonize the island, they found a weird group of microbes that likely came from deep underground. They thought they would see organisms observed when a glacier retreats, or cyanobacteria, more typical early colonizer species. Instead, they found a unique group of bacteria that metabolize sulfur and atmospheric gases.

To find which microbes were making the new island their home, the researchers collected 32 soil samples from various non-vegetated surfaces ranging from sea level to the 120-meter-tall summit of the island’s crater, before extracting and analyzing the DNA found within.

Usually, scientists expect new islands to become populated with bacteria found in the ocean or in bird droppings. However, the most prevalent bacteria around the volcano’s cone were those that chowed down on sulfur and hydrogen sulfide gas; and they may have drifted to the island’s surface through underground volcanic networks. Of the top 100 bacteria picked up by the sequencing, the researchers were unable to classify 40% into a known bacterial family.

Source : Live Science, Yahoo News.

Source: Tonga Services

Hawaii, le domaine des dieux // Hawaii, the land of gods

Dans la culture hawaiienne, les forces naturelles sont les manifestations de dieux et de déesses, ou akua. Pele est la déesse des volcans et a un tempérament de feu. Selon les moʻolelo (légendes), Pele vit dans le cratère de l’Halemaʻumaʻu, au sommet du Kīlauea dans le Parc National des Volcans d’Hawaii. Par l’activité volcanique qu’elle provoque, elle représente la renaissance de la Terre car en se refroidissant la lave donne naissance à une terre nouvelle.
Au moment où le Mauna Loa et le Kilauea étaient en éruption, de nombreux Hawaiiens autochtones sont venus chanter (oli), prier ou déposer des hoʻokupu (offrandes) en l’honneur de la déesse. Selon eux, la dernière éruption du Mauna Loa avait une signification culturelle. C’était le signe qu’une plus grande force spirituelle était en jeu, que leurs divinités (akua) étaient bien vivantes et se manifestaient dans un but précis. L’éruption a également été pour les Hawaiiens un moment de réflexion sur leur identité et l’occasion de vivre en harmonie avec la nature.
Pour les Hawaiiens autochtones, le paysage qui compose le Parc National est sacré. Ils se considèrent comme en faisant partie. Ils sont nés de cette Terre; elle est leur mère et le ciel est leur père. La Nature est quelque chose dont ils doivent prendre soin et vivre en harmonie avec elle.
L’éruption du Mauna Loa était spirituelle pour de nombreux Hawaïens dont les familles sont originaires de la Grande Ile. Ils ont vu l’éruption comme une manifestation de la déesse Pele qui est aussi un ancêtre de leur peuple. Pele est venue reprendre la terre (‘aina) qui ne leur a jamais vraiment appartenu. Un natif d’Hawaii a déclaré : « Pele est venue nettoyer la maison. Elle a dit ça suffit. »
La lave du Mauna Loa a coulé en direction du terrain militaire de Pōhakuloa, une zone d’entraînement pour les Marines depuis la Seconde Guerre mondiale. On a accusé les militaires de nuire aux biens archéologiques, aux animaux, y compris ceux en danger d’extinction. Beaucoup de gens se sont réjouis quand ils ont vu que Pele se dirigeait directement vers le terrain militaire de Pōhakuloa, mais la lave n’a causé aucun dégât.
La capacité de création de Pele est contrebalancée par sa capacité de destruction. Les Hawaiiens espèrent que personne ne sera victime de la lave ou que leurs maisons ne seront pas détruites par des coulées, mais en même temps, la lave est source de célébrations. Contrairement à l’éruption du Kīlauea en 2018, qui a détruit des centaines de maisons, l’éruption du Mauna Loa n’a jamais constitué une menace pour les habitations.
Lorsque le Mauna Loa est entré en éruption, la neige recouvrait le sommet du Mauna Kea, une manifestation de Poliʻahu, la déesse de la neige. Selon certains, cela signifiait que les deux déesses se montraient l’une à l’autre.
L’éruption du Mauna Loa a coïncidé avec d’autres événements. Comme je l’ai déjà écrt, l’éruption a débuté à quelques minutes du jour de l’indépendance hawaïenne (Lā Kūʻokoʻa). Célébrée le 28 novembre, Lā Kūʻokoʻa est la date à laquelle Hawaii a été officiellement reconnue comme une nation indépendante par le reste du monde, y compris les États-Unis, en 1843.
L’éruption du Mauna Loa s’est également produite quelques minutes après la mort d’Edith Leina’ala Kanaka’ole Floyd, la fille aînée d’Edith Kanaka’ole, célèbre professeur de hula et défenseur de la culture hawaïenne sur l’île d’Hawaii. La famille et l’association qu’elle avait fondée ont contribué à perpétuer la culture et la tradition hawaiiennes sur la Grande Ile pendant plus de deux décennies, notamment en protégeant les volcans sacrés. Pour les Hawaiiens autochtones, la simultanéité de ces événements n’était pas une coïncidence.
Les Hawaiiens indigènes reprochent aux touristes venus voir l’éruption leur manque de respect et l’engorgement de la Saddle Road. « Quand les gens vont [voir l’éruption], ils doivent y aller avec respect… avec respect pour ce qui se passe, l’éruption, pour Pelé, et aussi pour les gens qui y vivent et qui essaient d’aller travailler. »
Source: USA Today.

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In Hawaiian culture, natural forces are manifestations of gods and goddesses, or akua. Pele is the goddess of volcanoes and has a passionate temperament. According to moʻolelo (stories), Pele lives in the Halemaʻumaʻu crater located at the summit of Kīlauea in Hawaii Volcanoes National Park. In the form of volcanic activity, she and her work represent rebirth and resetting, the way lava cools into new, refreshed land.

While Mauna Loa and Kilauea were erupting, many Native Hawaiians visited the lava to chant (oli), pray or leave hoʻokupu (offerings) in honor of the goddess. Many Native Hawaiians found the latest Mauna Loa eruption to be culturally significant. It was a sign of a greater spiritual force at play, that their akua are alive and showing up for a reason. The eruption also provided a moment of reflection on their identity and living in harmony with nature.

To Native Hawaiians, the landscape that makes up the National Park is sacred. They see themselves as part of this Earth. They were born from this land, their land is their mother and the sky is their father, The natural world is something they need to take care of and live in harmony with.

The Mauna Loa eruption was spiritual to many Hawaiians whose families are from Hawaii Island. They saw the eruption as a manifestation of the goddess Pele who is also an ancestor to their people and as her taking back the ‘aina that never really belonged to them,. Said one Native Hawaiian: « It’s about cleaning house. It’s about Pele saying enough is enough. »

The Mauna Loa lava flowed in the direction of the Pōhakuloa Training Area, a training area for the Marines corps since World War II. The area has been accused of harming archaeological assets, animals, including those critically endangered. A lot of people celebrated when they saw that Pele was heading straight toward the center of Pōhakuloa Training Area. However, the lava did not cause any damage.

Pele’s ability to create is balanced by destruction. Native Hawaiians hope that no one is disrupted or their homes succumb to the lava flow, but at the same time, it is something that is celebrated. Unlike Kīlauea’s 2018 eruption, which demolished hundreds of homes, the Mauna Loa eruption never posed a threat to communities.

While Mauna Loa erupted, snow topped the summit of Mauna Kea, a manifestation of Poliʻahu, the snow goddess, which some said meant the two goddesses were showing off to each other.

Mauna Loa’s eruption coincided with other events. As I put it before, the eruption was minutes shy of Hawaiian Independence Day (Lā Kūʻokoʻa). Celebrated on November 28th, Lā Kūʻokoʻa is when Hawaii was formally recognized as an independent nation by the rest of the world, including the U.S., in 1843.

The Mauna Loa eruption was also within minutes of the death of Edith Leinaʻala Kanakaʻole Floyd, the eldest daughter of the late Edith Kanakaʻole, a celebrated hula teacher and advocate of Hawaiian culture on Hawaii Island. The family and their organization have helped to perpetuate Hawaiian culture and tradition on Hawaii Island for over two decades, including protecting the sacred volcanoes. To Native Hawaiians, the timing of these events was not simply coincidence.

Native Hawaiians reproach the tourists who came to see the eruption fortheir lack of respect and for congesting the Saddle Road. « When people go there, they need to go there with respect…with a reverence for what’s happening, the eruption, for Pele, and also respect for the people that live there who are just trying to go to work. »

Source : USA Today.

La déesse Pele dans la Volcano House du Kilauea (Photo: C. Grandpey)