21/11/2007

Nouvel outil de prédiction du trajet des coulées de lave. Essais sur les volcans effusifs d'Hawai...

NOUVEL OUTIL DE PREDICTION DU TRAJET DES COULEES DE LAVE

Une nouvelle technique permet de prédire avec plus de précisions le trajet des coulées de lave du Kilauea. Cette méthode est mise en œuvre pour tenter d‘anticiper la trajectoire d’écoulements laviques extraordinaires qui ont débuté le 21 juillet dernier.La coulée, issue d’une fissure située à proximité du cratère Kupaianaha, a édifié un énorme chenal surmontant le terrain environnant, une sorte de système drainant long de 1,5 km et surélevé de 35 mètres par rapport au niveau du sol avant l’éruption.Les scientifiques déclarent que ce type de chenal lavique perché n’avait jamais été observé auparavant, et les experts ne peuvent encore prédire la suite des évènements.

Kilauea_01

Map_Kilauea

L’extrémité orientale de la fissure éruptive se trouve à 18 km du village de Pahoa et a délivré jusqu’ici 500.000 m3/jour depuis l’ouverture de la fissure éruptive sur les flancs du cône Pu’u ‘Oo le 21 juillet dernier. Le chenal a canalisé cette lave vers le N.E., grosso modo en direction de Pahoa et vers les subdivisions rurales qui l’entourent.Le front des coulées actuelles, issues du système de fissures et de chenaux, a atteint une distance de 5,5 km vers le N.E. à partir de leur source. Le village de Pahoa  se situe à 215 m. au-dessus du niveau de la mer et l’activité effusive a eu lieu jusqu’à présent entre 550 et 670 m. d’altitude et est restée cantonnée à une distance variant entre 13 et 14,5 km du village.La semaine passée, les coulées sont descendues jusqu’à l’altitude de 520 m. dans la forêt humide de Wao Kele O Puna. Cependant, il semble que les écoulements laviques vont à nouveau s’étaler latéralement étant donné que le système d’alimentation des tunnels/tubes de lave semble obstrué.L’éruption du Kilauea dure depuis plus de 24 ans et la plupart des coulées de lave se sont dirigées vers le SE. En descendant sur le flanc méridional du rift oriental du Kilauea, les coulées ont recouvert 117 km2, brûlé 189 habitations et englouti le village de Kalapana sur leur passage. Cependant, la majorité des coulées ont circulé dans des zones non peuplées. Aucun édifice n’a plus été brûlé depuis 2002.

NOUVEL OUTIL A DISPOSITION

 

L’éruption actuelle est différente parce que les coulées ont été, pour la plupart, canalisées vers le nord et le nord-est. Les résidents et les autorités de la Protection Civile ont été mis au courant de l’endroit où la lave pourrait atteindre Pahoa et traverser la route nationale N130. L’objectif est de prédire le trajet de la lave au cas où la coulée deviendrait plus concentrée et commencerait à se déplacer dans une seule et même direction; en gros NNE.Les scientifiques disposent à présent d’un nouvel outil de prédiction alors que ce n’était pas le cas lorsque le village de Kalapana a été complètement détruit en 1990. Cet outil est un logiciel d’informations géographiques qui permet aux techniciens de développer des modèles digitaux de terrain afin de calculer les trajectoires les plus probables de la lave.Les cartes élaborées à partir des données montrent comment des fluides, telle que l’eau, devrait être physiquement drainés le long de la surface topographique. Deux essais suggèrent que le modèle théorique est un bon outil pour prédire le trajet des coulées sur le terrain. Jim Kauahikaua, scientifique en charge au H.V.O., a déclaré que le premier essai de modélisation avait traité des données afin de prédire la trajectoire de coulées issues d’une éruption du Mauna Loa. Les résultats ont ensuite été comparés avec les données réelles de terrain, à savoir comment les coulées « aa » ont réellement circulé en direction de la ville de Hilo à l’occasion de l’éruption fissurale qui s’est produite le long du rift NE du Mauna Loa en 1984.Le résultat était encourageant. Les coulées ont suivi les trajectoires prévues dans plus de 60% du temps.Le second essai a été effectué sur le volcan Kilauea pendant l’épisode effusif dit du "Mother's Day"/"Jour de la Fête des Mères" en 2002 où les coulées sont descendues le long de la partie occidentale du champ lavique.A cette occasion, le Parc National des Volcans d’Hawai avait le souci de créer des barrières de feu pour protéger certaines zones critiques de forêt originelle. Pour ce faire, ils avaient besoin de la meilleure information possible à propos du trajet probable de la lave afin de placer ces barrières de feu aux endroits adéquats.A cette occasion, le Service Géologique Américain (USGS) utilisa des données pour estimer les trajectoires des coulées dans cette zone et, à nouveau, le résultat se révéla assez probant. En général, ces coulées, particulièrement lorsqu’elles traversaient les zones de « pali »/escarpements, étaient bien prévues aux endroits attendus par le modèle théorique.

LA LAVE NE SE COMPORTE PAS COMME DE L’EAU

 

Prédire les trajectoires probables des coulées de lave dans la zone de Puna entre Kupaianaha et Pahoa est beaucoup plus difficile parce que les pentes douces tendent à être graduelles, ce qui rend la prédiction plus aléatoire. L’USGS espère à présent utiliser des données provenant d’une méthode plus sophistiquée appelée LIDAR ("light detection and ranging"). Ces données ont été recueillies sur la zone de forêt pluvieuse de Wao Kele O Puna afin de prévoir avec plus d’exactitude le trajet des coulées dans ce secteur.Un autre problème réside dans le fait que la lave ne se comporte pas comme de l’eau. Une coulée de lave peut circuler vers le bas, s’arrêter soudainement et se consolider parce que l’alimentation à la source est interrompue.Le fait le plus marquant de l’éruption fissurale en cours est peut-être l’impressionnant chenal créé par la coulée et qui est devenu à présent analogue à un système de canalisation facilitant le transport de la lave à partir de la fissure effusive, située près du Kupaianaha, vers le village de Pahoa.Le canal a été édifié lorsque de la lave scoriacée (“aa”) s’est refroidie et s’est ralentie à l’extrémité du courant de la lave en créant un bouchon bloquant qui a obligé le courant à faire marche arrière. A la suite de ce processus, le courant de lave a débordé en vagues vers ses berges et celles-ci se sont refroidies rapidement. Le refroidissement de la lave sur les rives a édifié les deux remparts du chenal lavique. Le processus a été répété à de nombreuses reprises. A chaque débordement par-dessus le chenal long de 1,5 km, il y avait obstruction. C’est ainsi que le courant de lave était obligé de faire demi-tour et ainsi de suite jusqu’à solidification d’une digue d’enceinte haute de quelques dizaines mètres.

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12:24 Écrit par Alain M./Alino dans Volcans | Lien permanent | Commentaires (2) | Tags : hawai, prediction, coulees de lave, kilauea, mauna loa |  Facebook |

15/06/2007

La prédiction des éruptions volcaniques est-elle possible ?

La prédiction des éruptions volcaniques est-elle possible ?

 

Des scientifiques japonais déclarent qu’ils pourraient avoir découvert une méthode afin de prédire les éruptions volcaniques. Pour la première fois, ils ont pu réaliser avec succès des photographies aux rayons X de l’intérieur d’un cratère actif.

Les chercheurs des universités de Nagoya et de Tokyo ont été capables de sonder l’intérieur du cratère du Mont Asama Yama, situé dans la préfecture de Nagano au Japon, en utilisant un type de particules élémentaires appelé « muons », qui pleuvent littéralement sur l’atmosphère terrestre.

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Ils déclarent que les images, qui indiquent comment le magma circule (monte et descend) sous la surface terrestre, pourraient permettre aux scientifiques d’établir la probabilité d’une autre éruption.

Le groupe de scientifiques a capturé sur des plaques photographiques des muons issus du rayonnement cosmique passant par la montagne afin de créer, de cette manière, des images de l’intérieur du volcan. La radiographie du rayonnement cosmique peut être conduite au moyen d’un équipement portable bon marché, ce qui permet aux scientifiques de le tester partout.

Hiroyuki Tanaka, jeune chercheur à l’Institut de Recherche Sismologique de l’université de Tokyo, et Toshiyuki Nakano, professeur assistant à l’university de Nagoya, ont disposé des plaques photographiques sur le bord oriental du cratère du Mont Asama Yama pendant trois mois, à compter d’août 2006.

Les chercheurs ont étudié les quantités de muons ou µ muons capturés par les plaques. Les muons des rayons cosmiques frappent la terre en permanence. Les muons de haute énergie peuvent pénétrer la roche solide jusqu’à plus de 1 km de profondeur. Toutefois, plus la couche de roche est épaisse, moins les muons y pénètrent.

En mesurant la direction et le nombre de muons passant par le volcan, les scientifiques peuvent sonder la forme et la densité de l’intérieur d’un volcan.

Le groupe a découvert que le plancher du cratère était remonté et qu’il y avait une poche de magma consolidé de haute densité posée sur le fond. Les membres ont aussi découvert une cavité sous le magma solidifié.

La montagne haute de 2568 mètres surplombe la ville de Karuizawa dans la préfecture de Nagano et le village de Tsumagoi dans la préfecture de Gunma. Le Mont Asama Yama est un exemple de volcan de type vulcanien, dans lequel les gaz chargés en cendre explosent en réouvrant le cratère précédemment fermé par un bouchon de magma refroidi et solidifié. Les éruptions sont caractérisées par des violentes explosions qui éjectent des nuages denses de cendres et de débris.

Les chercheurs, étudiant les tremblements de terre, ont supposé qu’une partie du magma chaud, qui montre et redescend rapidement dans les chenaux volcaniques, comme si il était aspiré vers les profondeurs, s’effondre après l’explosion, laissant une cavité lacunaire.

NB : par analogie, le même processus prend place au cours de la  formation de calderas/cratères-puits après que la chambre magmatique du volcan ait été complètement ou en partie vidée. L’émission du magma à la surface laisse une cavité dans la chambre magmatique qui finit par provoquer l’effondrement des couches rocheuses sus-jacentes aboutissant à la formation d’une grande dépression d’effondrement appelée caldera ou puits d'effondrement. C'est par exemple le cas sur les volcans boucliers tels que ceux d'Hawai (Kilauea & Mauna Loa) ou, actuellement, au cratère Dolomieu du Piton de la Fournaise (trônant au sud de l'île de la Réunion) Dans ce cas, il n’y a pas de succion/aspiration du magma vers le bas mais uniquement un processus de vidange du magma vers la surface.

Jusqu’à présent, toutefois, il n’y avait pas de possibilité de visualiser le mécanisme afin de confirmer la théorie.

Tanaka a commenté : « la technologie pourrait être adaptée pour prédire la vraisemblance d’une éruption en vérifiant le mouvement vertical du magma. On pourrait ainsi évaluer le danger d’une autre future éruption. »

Les chercheurs ont aussi mené un essai similaire au Showa Shinzan, un dôme de lave qui a surgi de terre après l’éruption du Mont Usu en 1943.

Les chercheurs sont à présent en train d’étudier les résultats sur ce volcan.(IHT/Asahi: June 14,2007)

NB: le muon est, selon le modèle standard de physique des particules, le nom donné à deux particules élémentaires de charge positive et négative. Les muons ont une masse 207 fois plus grande que celle de l'électron (105,6 MeV) et possèdent un spin 1/2. Les muons, tout comme les électrons, appartiennent à la même famille de fermions, les leptons. Les muons sont notés μ- ou μ+ suivant leur charge électrique.

Sur Terre, les muons sont produits par la désintégration de pions chargés. Les pions sont créés dans la haute atmosphère par des rayons cosmiques et ont un temps de vie faible (quelques nanosecondes). Cependant, les muons ont une grande énergie, ainsi l'effet de dilatation temporelle décrite par la relativité restreinte les rend observables à la surface de la Terre

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09:53 Écrit par Alain M./Alino dans Volcans | Lien permanent | Commentaires (0) | Tags : eruption, prediction, japon, asama, muon |  Facebook |