Séismes volcaniques longue période et dégazage du magma // Long period volcanic earthquakes and magma degassing

En vue d’améliorer la compréhension des processus physiques conduisant à l’apparition de séismes longue période (LP) profonds parfois considérés comme des signes précurseurs d’éruptions, une équipe internationale impliquant des chercheurs de l’Institut des Sciences de la Terre (ISTerre/OSUG – CNRS / IRD / UGA / USMB / UGE) s’est penchée sur les séismes LP profonds sous le Klyuchevskoy (Kamtchatka).

Le nouveau modèle mis au point au cours de cette étude, publiée le 6 août 2020 dans la revue Nature Communications, devrait permettre d’améliorer la surveillance volcanique mais également de surveiller les effets de ce type de phénomène sur le changement climatique.

Sous certains volcans, des séismes LP sont observés à des profondeurs de plusieurs dizaines de kilomètres, ce qui correspond plus ou moins à la limite entre la croûte terrestre et le manteau. Cette sismicité profonde est particulièrement intéressante car elle peut avoir un lien avec l’activation des racines profondes des systèmes volcaniques. En conséquence, elle peut aussi servir à identifier d’éventuels signes précurseurs à moyen et long terme. Cependant, une compréhension des processus physiques conduisant à l’apparition de tels séismes profonds est nécessaire pour pouvoir les intégrer aux schémas de surveillance.

C’est pourquoi un groupe de chercheurs a décidé de mener une étude sur les séismes longue période profonds sous le Klyuchevskoy (Kamchatka). Pour cela, ils ont utilisé une modélisation mathématique contrainte par des données sur la composition géochimique des laves, et ont comparé leurs résultats avec des observations sismologiques. Cela leur a permis de proposer un nouveau modèle physique de l’origine des séismes profonds, générés par un dégazage rapide d’eau et de CO2. La modélisation a montré que dans les magmas ayant une concentration relativement élevée de ces composants volatiles, un dégazage suffisamment intense peut commencer à une profondeur d’environ 30 km et que la croissance de bulles de gaz peut être suffisamment rapide pour que les variations de pression associées puissent générer des ondes sismiques avec des amplitudes et fréquences comparables à celles observées.

Ce nouveau modèle devrait permettre d’améliorer la surveillance volcanique, mais il devrait également permettre de surveiller les effets de ce type de phénomène sur le changement climatique. En effet, l’activité sismique profonde intense sous des volcans comme le Klyuchevskoy  peut indiquer que les magmas qui les alimentent contiennent une concentration accrue de CO2 et, par conséquent, qu’un dégazage peut contribuer de façon importante aux émissions de gaz à effet de serre.

Source : Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble (OSUG).

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In order to improve the understanding of the physical processes leading to the appearance of deep long-period (LP) earthquakes sometimes considered as precursor signs of eruptions, an international team involving researchers from the Institute of Earth Sciences (ISTerre / OSUG – CNRS / IRD / UGA / USMB / UGE) studied the deep LP earthquakes under Klyuchevskoy Volcano (Kamtchatka).
The new model developed during this study, published on August 6th, 2020 in the journal Nature Communications, should make it possible to improve volcanic monitoring but also to monitor the effects of this type of phenomenon on climate change.

Under some volcanoes, LP earthquakes are observed at depths of several tens of kilometres, which corresponds more or less to the limit between the Earth’s crust and the mantle. This deep seismicity is particularly interesting because it may have a link with the activation of the deep roots of volcanic systems. Consequently, it can also be used to identify possible warning signs in the medium and long term. However, an understanding of the physical processes leading to the emergence of these deep earthquakes is necessary in order to be able to integrate them into surveillance schemes.

This is why a group of researchers decided to conduct a study on long-period deep earthquakes under Klyuchevskoy (Kamchatka). For this, they used a mathematical modelling constrained by data on the geochemical composition of the lava, and compared their results with seismological observations. This enabled them to come up with a new physical model of the origin of deep earthquakes, generated by rapid degassing of water and CO2. Modelling has shown that in magmas with a relatively high concentration of these volatile components, sufficiently intense degassing can begin at a depth of about 30 km, and that the growth of gas bubbles can be rapid enough for the associated pressure changes to generate seismic waves with amplitudes and frequencies comparable to those observed.

This new model should make it possible to improve volcanic monitoring, but it should also make it possible to monitor the effects of this type of phenomenon on climate change. Indeed, the intense deep seismic activity beneath volcanoes like Klyuchevskoy may indicate that the magmas that feed them contain an increased concentration of CO2 and, therefore, that degassing may contribute significantly to greenhouse gas emissions.
Source: Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble (OSUG).

Vue du Klyuchevskoy (Source : KVERT)

Volcans du monde // Volcanoes of the world

En attendant le rapport hebdomadaire du GVN, voici quelques nouvelles de l’activité volcanique dans le monde.

Le volcan de boue de Kesongo se trouve dans la partie cenntrale de l’île indonésienne de Java. Il est mal connu car son accès est difficile. Selon les derniers visiteurs, il n’y a pas de route carrossable conduisant à Kesongo que l’on ne peut atteindre qu’à pied ou à moto. Selon la population locale, le volcan de boue est visité par très peu de personnes qui viennent uniquement pour rencontrer les esprits qui hantent le lieu et sont censés porter chance. Il y a un autre volcan de boue de boue importante en plus du site principal du Kesongo : l’Anak-Kesongo ou Fils du Kesongo.
Le volcan de boue de Kesongo est entré en éruption le 27 août 2020. L’événement a intoxiqué 4 personnes et 19 buffles sont portés disparus. La dernière éruption avait eu lieu il y a 3 ans.
Comme on peut le voir sur la vidéo ci-dessous, la boue a jailli à des dizaines de mètres de hauteur en émettant une forte odeur de soufre.
Au moment de l’éruption, quatre hommes gardaient des buffles tout près du volcan de boue. Ils se sont apparemment sentis faibles après avoir inhalé des vapeurs et ont été transportés à l’hôpital. Leur vie n’est plus en danger, mais 19 de leurs buffles sont toujours portés disparus. Selon les témoignages avec confirmation de la vidéo, certains animaux se sont retrouvés englués dans la boue mais ont réussi à s’en sortir avec l’aide de villageois.
Source: The Watchers.

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Un nouvel essaim sismique est en cours sur la Péninsule de Reykjanes (Islande), avec des événements allant jusqu’à M 4,2.et M 3,7 qui ont été ressentis par la population dans la partie sud-ouest du pays, jusque dans le la capitale, et même les îles Vestmann, mais aucun dégât matériel n’a été signalé.
L’Icelandic Met Office (IMO) explique que les secousses ressenties font partie d’un essaim sismique qui a commencé dans la région le 19 juillet 2020. Plus de 5 000 événements ont été détectés depuis cette date. L’IMO ajoute que « l’activité sismique est probablement causée par des variations de contraintes dans la croûte, en raison de multiples intrusions magmatiques dans la Péninsule de Reykjanes depuis janvier. » Il est à noter que ces intrusions magmatiques n’ont jamais été définitivement prouvées et qu’aucune éruption ne s’est produite dans la région ces derniers mois. La situation géologique est très complexe dans cette partie de l’Islande où cohabitent des phénomènes volcaniques et tectoniques.

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Selon les autorités indonésiennes, le Sinabung est toujours très actif. Le 23 août 2020, le volcan a émis une coulée pyroclastique qui a parcouru environ 1 km sur le flanc SE. Il s’agit d’une évolution normale de l’éruption après les volumineux nuages de cendres observés au cours des dernières semaines.
Le dernier épisode éruptif n’a fait aucune victime. Les villages situés en dehors de la zone rouge ne sont pas en danger pour le moment. Il est conseillé à la population de ne pas s’approcher à moins de 5 kilomètres du cratère.
Source: CVGHM.

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

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Les images de la webcam L.A.V.E. montrent que l’activité strombolienne continue sur le Cratère SE de l’Etna (Sicile). Le dernier bulletin de l’INGV indique toutefois qu’elle marque le pas. Le volcan continue d’émettre des panaches de cendre qui se dirigent en général vers le sud-est. La source de l’activité se trouve au niveau du cône sur la « selle » entre le Cratère SE et le Nouveau Cratère Sud-Est.

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 Waiting for the GVN weekly report, here is some news of volcanic activity around the world.

Kesongo mud volcano is a mud volcano in the centre of the Indonesian island of Java. It is not well known because its access is difficult. According to the latest visitors, there is no suitable road leading to Kesongo so that you have to walk or get there by motorcycle. According to the local population, the mud volcano is visited by very few people who only come to meet the spirits which are supposed to bring good fortune. There is another mud volcano outside the main site of Kesongo, Anak-Kesongo, the Child of Kesongo.

Kesongo mud volcano erupted on August 27th, 2020, leaving 4 people poisoned and 19 buffaloes missing. The last eruption had taken place 3 years ago.

As can be seen on the video below, the mud rose dozens of metres into the air and the local residents reported strong sulphur smell.

At the time of the eruption, four men were herding buffaloes quite close to the mud volcano. They reportedly felt weak after inhaling the fumes and were taken to hospital. While they are now safe, 19 of their buffaloes are still missing. Some of them reportedly got stuck in the mud but managed to get out with the help of villagers.

Source : The Watchers.

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A new seismic swarm is being recorded in the Reykjanes Peninsula (Iceland), with events up to M 4.2.and M 3.7 that were felt by the population in the southwestern part of the country, including the capital area, and even Vestmannaeyjar islands, but no property damage was reported.

IMO explains that the quakes are part of an intense seismic swarm that started in the area on July 19th, 2020. More than 5,000 tremors have been detected since then. IMO adds that “the seismic activity is likely caused by stress change in the crust, due to multiple intrusions of magma on the Reykjanes peninsula since January.” It should be noted that these magma intrusions have never been definitely proved and that no eruption ever occurred in the area in recent months. The geological situation is very complex in that part of Iceland with a cohabitation of volcanic and tectonic phenomena.

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According to the Indonesian authorities, Mt Sinabung is still very active. On August 23rd, 2020, the volcano unleashed a pyroclastic flow that travelled about 1 km down the SE flank. This is a normal evolution of the eruption after the voluminous ash clouds emitted during the past weeks.

There were no casualties from the last eruptive episode. Villages outside the red zone are not in immediate danger for the moment. Villagers are advised to stay 5 kilometres from the crater.

Source: CVGHM.

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

Source: KVERT.

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The images provided by the L.A.V.E. webcam (see below) show that strombolian activity is continuing at Mt Etna’s SE Crater (Sicily). However, INGV’s latest update indicares it is declining. The source of this activity is the cone on the “saddle” between the SE Crater and the New SE Crater. The crater is also emitting ash plumes that are generally drifting SE.

Le village perdu du Mont Fuji (Japon) // Mount Fuji’s lost village (Japan)

Source de puissance spirituelle et destination touristique majeure, le Mont Fuji est aussi le plus grand volcan actif du Japon. La dernière éruption remonte à 1707, il y a donc plus de trois siècles, mais d’année en année, la probabilité d’un nouvel événement majeur se fait de plus en plus pressante.

Voici la légende du village perdu du Mont Fuji, qui a disparu sous de grandes quantités de cendres lors de l’éruption Hoei qui a commencé le 16 décembre 1707, pendant la période Edo au Japon. Le volcan s’est réveillé  sur son versant sud-est et l’éruption a duré jusqu’en janvier 1708. Des archives indiquent que le village de Subashiri, situé à une dizaine de kilomètres du cratère, a subi les plus gros dégâts. Il abritait le sanctuaire Fujisengen, qui servait de porte d’entrée à un sentier de montagne. Après ces semaines fatidiques de l’hiver 1707, personne n’a osé repasser par le sanctuaire.
Il semble que personne n’ait été tué, mais cela ne veut pas dire que la catastrophe n’a pas bouleversé la vie des habitants. Trente-sept maisons ont été détruites dans un incendie déclenché par les matériaux incandescents projetés par le volcan. Les 39 structures restantes, ensevelies sous une couche de débris atteignant parfois trois mètres de hauteur, se sont effondrées.  .
Les autorités ont décidé de reconstruire le village au-dessus des maisons enfouies sous la cendre, au lieu de les faire disparaître et reconstruire à leur place. Subashiri est ainsi entré dans la légende ; c’est désormais le village détruit par la plus célèbre merveille naturelle du Japon.
En juin 2019, un projet a été lancé pour apporter un éclairage nouveau à la catastrophe de 1707. Les archéologues ont commencé leur travail en essayant de localiser les structures enfouies dans la cendre. À l’aide d’un radar capable de pénétrer dans le sol, ils ont identifié des restes de structures susceptibles d’être des maisons. À une vingtaine de centimètres de profondeur, ils ont découvert une couche de scories de deux mètres d’épaisseur. En creusant un peu plus profondément ils ont atteint une couche de pierre ponce de 15 centimètres d’épaisseur, et ensuite ce qui ressemblait à deux piliers calcinés d’une maison mesurant une dizaine de centimètres de diamètre. Des fragments de possibles murs calcinés et de toits de chaume se trouvaient également à proximité.

Les archéologues ont ensuite examiné les pierres ponces trouvées près des piliers. Leur partie interne était partiellement rougie, probablement en raison de l’oxydation. De toute évidence, ce sont ces pierres qui, chauffées à des centaines de degrés Celsius au moment de l’éruption, ont mis le feu aux maisons de Subashiri.

Depuis 18 ans, les archéologues japonais effectuent chaque année un voyage à Pompéi qui a également été détruite par un volcan. Le Vésuve est entré en éruption en 79 après JC, enterrant la ville de Pompéi et tuant environ 2000 personnes. Le volcan est toujours actif et constitue une menace pour la ville de Naples et sa population d’environ un million d’habitants.  Les Japonais veulent utiliser l’expérience acquise en Italie pour renforcer la capacité du Japon à faire face aux éruptions volcaniques. Une meilleure connaissance des catastrophes du passé peut être très important en matière de prévention.
Un panel gouvernemental pense qu’une éruption du Mont Fuji est moins une question de «si» que de «quand». On sait qu’elle se produira un jour. S’il s’agit d’un événement d’une ampleur semblable à la précédente, les dégâts subis et les perturbations occasionnées seront probablement sérieux. Les routes, les voies ferrées et les aéroports dans et autour de Tokyo seront affectés, jusqu’à 90 kilomètres de l’éruption. La pluie mélangée à la cendre volcanique endommagera certainement le réseau électrique, avec des pannes de courant à grande échelle.
Source: NHK World – Japon.

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 A source of spiritual power as well as a major tourist destination Mount Fuji is also Japan’s largest active volcano. The last eruption was in 1707, more than three centuries ago, but with every passing year, the likelihood of another major event increases.

Here is the legend of Mt Fuji’s lost village, said to have disappeared under vast amounts of ash during the last major event. The Hoei eruption began on December 16, 1707, during Japan’s Edo period. It started on the southeastern slope of Mount Fuji, and lasted until January 1708. Ancient records say the village of Subashiri, about 10 kilometres from the crater, was the worst-hit community. It was home to Fujisengen Shrine, which served as the gateway to a mountain trail. After those fateful weeks in winter, nobody dared pass through the Shrine again.

It seems nobody was killed, but iy does not mean the disaster did not take its toll on the lives of the locals. Thirty-seven houses were destroyed in a fire triggered by the incandescent material ejected by the volcano. The remaining 39 structures, covered by a layer of debris as high as three metres, collapsed ro the ground

Authorities decided to rebuild on top, instead of removing what lay beneath. Subashiri became legendary, a village destroyed by Japan’s most famous natural wonder.

In June 2019, a project was launched to shed more light on the disaster.

Archaelogists began their search with a land survey. Using ground-penetrating radar, they located what could be the remains of house-like structures. About 20 centimetres below the surface, they discovered a two-metre-thick layer of scoriae. Digging a little deeper revealed a 15-centimetre-thick layer of pumice stone and next what appeared to be two charred house pillars measuring about 10 centimetres in diameter. Fragments of what were thought to be burnt walls and thatched roofing were also nearby.

The team of archaeologists went on to examine pumice stones found near the pillars. Their inner sides were partly reddened, probably due to oxidation as they fell to the ground. I twas probably these stones, which would have been hundreds of degrees Celsius at the time of the eruption, that charred the houses of Subashiri.

For the past 18 years, the Japanese archaeologists have been taking annual trips to Pompeii, a city also destroyed by another volcano, Mount Vesuvius. It famously erupted in 79 A.D., burying the city of Pompeii and killing about 2,000 people. The volcano is still active, posing a threat to the city of Naples and its population of about one million.

The Japanese want to use the experience they have gained in Italy to boost Japan’s ability to deal with volcanic eruptions. They say that learning more about disasters of the past can be very significant in terms of devising new measures..

A government panel believes an eruption on Mount Fuji is less about « if, » and a lot more about « when. » If it were on a similar scale to the last one, the damage and disruption could be severe. Roads, railways and airports in and around Tokyo would be affected, even as far as 90 kilometres away from the eruption. The panel warns that rain mixed with volcanic ash could damage the power grid, resulting in massive blackouts.

Source : NHK World – Japan.

Source : Wikipedia

Tentative de détournement de lave sur le Mauna Loa (Hawaii) [2ème partie] // Attempt to divert lava on Mauna Loa (Hawaii) [Part 2]

Quelques heures après le largage des bombes le 27 décembre 1935, Jaggar déclara à la radio  que l’opération était un succès. Il a précisé: «Notre but n’était pas d’arrêter la coulée de lave, mais de la bloquer à la source pour qu’elle prenne une nouvelle trajectoire.»
La coulée de Humu’ula a ralenti, mais elle a continué de progresser et, à 10 heures du matin, le samedi 28 décembre 1935, la lave s’est dirigée vers le nord-est et a pénétré dans la Hilo Forest Reserve, à 30 kilomètres de Hilo Bay. Les incendies allumés par la lave étaient visibles depuis Hilo et constituaient une menace pour l’approvisionnement en eau de la ville. Le samedi en fin d’après-midi, Jaggar a fait état du ralentissement de la coulée, mais sans ajouter que c’était grâce au bombardement de la veille. La coulée de lave s’est arrêtée pendant la nuit mais a repris sa marche en avant le dimanche soir et a continué de progresser.
Le 2 janvier 1936, la coulée de Humu’ula n’avançait plus, mais les gaz continuaient de s’échapper de bouches dans la zone de rift nord-est.
Jaggar était convaincu que le largage des bombes bombe « avait contribué à précipiter la fin de la coulée ». Il a déclaré que « dans un processus naturel, la lave ne cesserait pas d’avancer aussi soudainement. »
À la fin de l’été 1939, Jaggar s’est rendu sur le site du bombardement de 1935. « Ce qui frappe dans la zone bombardée, c’est l’existence en amont de certains orifices percés par les bombes, d’ouvertures dans les tunnels par lesquelles une lave d’aspect pâteux, a émergé pour former un tas, un peu comme un pudding. La destruction du tunnel a refroidi la lave liquide venant de l’amont de telle sorte qu’un barrage s’est formé. Cela confirme la théorie selon laquelle le bombardement a solidifié la lave du tunnel.  […] Avec 12 largages de bombes réussis sur 16 tentatives, il ne fait aucun doute que le bombardement a arrêté la coulée de lave. »

Une reconnaissance sur le terrain à la fin des années 1970 est arrivée à une conclusion différente: « L’examen du site de bombardement n’a montré aucune preuve que ce dernier avait augmenté la viscosité de la lave ; l’arrêt de la coulée de 1935 peu après le bombardement doit être considéré comme une coïncidence.»
Aujourd’hui, en 2020, s’agissant du succès ou de l’échec de l’utilisation d’explosifs pour détourner le cours de la coulée de lave de 1935, le HVO pense que le bombardement a été effectué alors que l’éruption était déjà en train de décliner. Le bombardement n’a pas fait apparaître une nouvelle coulée à la source, comme l’espérait Jaggar au début. La coulée de de Humu’ula n’a pas cessé d’avancer soudainement après le bombardement ; elle s’est arrêtée d’elle-même progressivement au cours de la semaine suivante. [Une conclusion similaire a été avancée sur l’Etna en 1994 après l’introduction d’explosifs dans un tunnel de lave.] La reconnaissance sur le terrain dans les années 1970 n’a pas confirmé l’épaississement de la lave à la sortie du tunnel sous l’effet des bombes, comme l’avait affirmé Jaggar.

S’agissant de la « pointer bomb » de 1935 présente sur le Mauna Loa, le HVO pense qu’il est souhaitable de la laisser intacte à sa place pour rappeler qu’un détournement de lave ne sera probablement pas techniquement, économiquement ou socialement réalisable pour la plupart des futures éruptions à Hawaii. Cette technique reste toutefois une option qui peut être envisagée dans certains situations très particulières

Source: USGS / HVO.

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Hours after bombs were dropped on December 27th, 1935, Jaggar declared the bombing a success on a radio broadcast. He said: “Our purpose was not to stop the lava flow, but to start it all over again at the source so that it will take a new course.”

The Humu‘ula flow slowed but continued to advance, and at 10 a.m. on Saturday, December 28th, 1935, it turned northeast into the Hilo Forest Reserve 30 kilometres from Hilo Bay. Fires ignited by the lava were visible from Hilo and posed a threat to Hilo’s water supply. By late Saturday afternoon, Jaggar reported on the flow’s slowing, but was not yet prepared to say that it was the result of the previous day’s bombing. The flow stopped overnight but resumed its forward movement on Sunday evening and continued to advance.

By January 2nd, 1936, the Humu‘ula flow was declared dead, but gas emissions from the Northeast Rift Zone vents continued.

Jaggar was convinced that the bombing “helped hasten end of the flow.” He said that “in a natural end, the lava would not cease so abruptly.”

In late summer 1939, Jaggar visited the 1935 bombing targets. “A striking feature of the bombed area was the existence upstream from some bomb-holes, of tunnel-openings where pasty lava welled up as a heap or pudding. The smashing of the tunnel had cooled the oncoming liquid so that it dammed itself. This confirmed the theory that the bombing solidified the tunnel lava back into the heart of the mountain. “With 12 hits out of 16, there can be no question whatever that the bombing stopped the flow.”

A field investigation in the late 1970s reached a different conclusion: “Ground examination of the bombing site showed no evidence that the bombing had increased viscosity; the cessation of the 1935 flow soon after the bombing must be considered a coincidence.”

Today, in 2020, regarding the success or failure of using explosives to influence the 1935 lava flow, HVO’s view is that the bombing was carried out as the eruption was already waning. Bombing did not start a new flow at the source as Jaggar originally hoped. The Humu’ula flow did not cease abruptly after the bombing but died slowly over the following week. [A similar conlusion was reached on Mt Etna in 1994 after explosives were dropped in a lava tunnel.] The 1970s investigation confirmed no thickening of vent lava by the bombs as Jaggar claimed.

Back to the 1935 pointer bomb on Mauna Loa, HVO thinks that it might be left intact as a reminder that lava diversion may not be technically, economically, nor socially feasible for most future Hawaiian eruptions, but is an option that could be considered for some situations.

Source: USGS / HVO.

Etna : Préparatifs pour l’introduction de blocs de béton dans un tunnel de lave pendant l’éruption de 1991-1994 (Photo: C. Grandpey)