Les actus du jour : volcans Tofua, Kuchinoerabujima et Kavachi

Kuchinoerabujima, Japon, 657 m

Depuis 2014 cette petite île, volcanique, est le siège de phases d'activités globalement peu intenses, à priori non éruptives (mais on va voir que la question peu se poser), indiquant que ce système volcanique reste instable. Et depuis octobre 2019 cette instabilité incite les volcanologues Japonais à maintenir le niveau d'alerte à 3.

Cependant, depuis 2014, aucun signal thermique vraiment significatif n'a, à ce qu'il semble, été détecté par les différents capteurs spatiaux (SENTINEL, MODIS, LANDSAT) suggérant qu'à part des gaz probablement chauds  mais pas à très haute température, rien de particulier n'était émis. De là l'idée que cette instabilité était peut-être liée avant tout au système hydrothermal, peut-être mis en pression en 2014, puis à nouveau en 2018, par des petites intrusions magmatiques qui viennent mettre le bazar. Et puis après, il faut du temps pour évacuer l'énergie apportée par ces intrusions et qu'une stabilité se réinstalle.

Toutefois, cette situation pourrait avoir évolué. Courant avril en effet, des émissions de cendres, faibles, ont à nouveau été observées. Elles ont parfois été continues pendant plusieurs heures d'affilée. Et jusque là rien de bien différent en comparaison d'autres phases depuis 2014. Mais à y regarder de plus près, il y a bien une différence : cette fois, le fond du cratère actif (Shindake) est la source d'un signal thermique relativement intense.

Le signal thermique présent depuis au moins fin avril. Image : SENTINEL 2 - ESA/Copernicus

Ce signal est surtout présent en bandes 12 et 11 de SENTINEL 2, deux canaux infrarouge thermique qui indiquent que les températures sont très élevées. Je n'ai pas l'impression qu'il soit assez fort par contre pour être détecté en bande 8, toujours un capteur infrarouge thermique mais qui réagit aux températures vraiment extrêmement élevées, généralement compatibles avec une activité éruptive. Alors on peut se demander si une telle activité est bien en cours au sommet du Kuchinoerabujima. Je ne sais pas, mais la webcam installée à proximité, très sensible aux faibles lumières en mode "nuit", détecte bien une incandescence (donc une lumière visible).

Une faible incandescence émane du fond du cratère Shindake, sous une belle voute étoilée (et..."planètée" aussi avec un beau rapprochement Jupiter-Saturne en ce moment, et Mars pas loin, mais pas sur cette image). Image :JMA

 

Elle est ténue malgré la très grande sensibilité du capteur de la webcam, on la voit varier d'une image à l'autre : cela peut-être compatible avec un dégazage extrêmement chaud, et déduire de ces seules données qu'une éruption est en cours est un peu léger.

Mais c'est malgré tout un changement notable par rapport à tout ce qui a été observé depuis 2014 : il mérite donc d'être souligné.

La situation est à suivre.

Sources: JMA ;  SENTINEL 2 - ESA/Copernicus

Kavachi, Iles Solomon, ~ -20 m

Voilà un bon moment (décembre 2018) que je n'ai pas fait le point sur ce système volcanique entièrement sous-marin (malgré quelques tentatives d'émersion par le passé). Depuis la mise en ligne de ce blog je ne lui ais consacré que quelques posts, pour des raisons simples:

- il est sous-marin, donc pas facile à voir

- il est dans une zone où le climat produit énormément de nuages, donc encore moins facile à voir.

- peu de personnes s'y rendent pour regarder ce qu'il se passe, donc la source principale d'informations est l'imagerie spatiale, avec ses qualités et ses "défauts" (la résolution par exemple et je met des guillemets parce que, quand même, ce sont des bijoux de technologie ces satellites, je veux pas faire la fine bouche).

Mais bon, rien ne vous empêche, si vous n'avez jamais entendu parler de cet édifice, d'aller jeter un oeil aux précédents points le concernant (janvier 2014, mai 2014, juin 2014, mars 2017, et décembre 2018 dont j'ai déjà mis le lien), car ce post n'en sera, finalement, que la suite.

Et puisqu'on y est, autant faire un point sur 2019, ce qui ne va pas être compliqué : il n'y a eu quasiment aucune trace d'activité au cours de l'année passée. Seules deux tâches colorées, de petites dimensions et très brèves peuvent être observées en mars et fin août 2019. Pour le reste, tout fut calme visiblement.

La situation change à partir de janvier 2020. Les tâches colorées se font alors plus fréquentes et semblent plus fournies, plus "denses", elle s'étirent sur des distances un peu plus importantes.

Mais c'est le 25 avril qu'on peut voir une activité vraiment importante, similaire à celles décrite pour début 2014 et fin 2016 par exemple.

Le scénario reste le même : on voit nettement une vaste tâche colorée d'une teinte vert-bleuâtre, un panache produit par l'activité. Ce panache s'étire sur une quinzaine de kilomètres seulement (faible courant à ce moment-là) mais s'étale sur une surface d'environ 30 km².

La vaste tâche colorée de plus de 30km², repérée le 25 avril .Image: SENTINEL 2 - ESA/Copernicus

Le plus intéressant est la zone source de ce panache, une petite zone d'environ 50 000m², circulaire, dont la teinte n'est pas particulièrement bleu-vert, mais plutôt marron. On peut, en la regardant de près, y voir des cercles concentriques.

Il s'agit d'une zone de remous, signe d'une arrivée importante de gaz et la teinte brune indique la présence de particules. On voit très bien sur l'image ci-dessus la classique zonation des teintes, brun au point de sortie, mélange de brun et vert-bleuâtre autour, puis seulement vert-bleuâtre. Zonation liée au  fait que les particules solides sédimentent sur le fond marin alors que les composés produits par les gaz dissouts dans l'eau ont tendance à flotter.

Après le 25 avril l'activité semble avoir fait une courte pause mais on la voit à nouveau aussi soutenue le 30 avril. Les courants ayant changé entre temps le panache est, cette fois, très allongé, sur près de 50 km en direction de l'ouest.

Le panache est à nouveau présent le 30 avril et s'étire sur environ 50 km. Image : SENTINEL2-ESA/Copernicus.

Cette nouvelle situation est interessante car elle nous fournit un détail quant à cette activité, un détail qui nous indique qu'elle se déroule...comme celles qui l'ont précédées.
Je m'explique.
Quand on voit un panache comme celui de la première image, on voit une tâche plutôt continue depuis la source jusqu'à la dispersion. Du coup on peut imaginer que l'activité est continue ou presque.
Mais en zoomant sur la seconde image on s'aperçoit que le panache, cette fois étiré par un courant fort, n'est pas continu : il ressemble à un chapelet de tâches, séparées par des zones plus fines et moins colorées.

L'activité produit des bouffées successives. Image: SENTINEL 2 - ESA/Copernicus

On peut, là encore, voir le dégradé évoqué plus haut (plus de brun à droite, plus de vert-bleuâtre à gauche). Ce chapelet indique que l'activité se déroule sous la forme d'émissions successives, des "bouffées". On pourrait même, si l'on avait la vitesse du courant, estimer le temps qui sépare deux émissions.

Donc, cette activité doit, vraisemblablement, ressembler, à celle de la vidéo ci-dessous (2016).

Nous avons donc eu, en ce début 2020, une activité, très vraisemblablement éruptive, sous-marine et passée inaperçue (comme beaucoup d'autres à n'en pas douter). Mais est-ce la seule éruption à passer inaperçue?

Réponse dans la suite du post.

Source : SENTINEL 2  - ESA/Copernicus

Tofua, Tonga, 515 m

Alors que je divaguais, par plaisir et curiosité, dans le secteur des Tonga (notamment pour voir où en était l'Hunga Tonga-Hunga Ha'apai de son érosion), j'ai eu la bonne surprise de constater que sur autre île de l'archipel, Tofua donc, le calme n'était pas de mise.

Le Global Volcanism Program indique que la dernière phase éruptive s'est étirée de 2004 à 2014 et, à l'époque, elle se déroulait dans le cratère du cône actif, nommé Lofia, qui est édifié dans la caldera dont la formation, datée au Carbone 14, remonte visiblement à moins de 1000 ans, peut-être vers l'an 1030, car il y a des similitudes avec un dépôt découvert dans les glaces antarctiques. Elle fut le résultat d'une éruption violemment explosive d'un magma relativement fluide (andésite basique) dont le VEI a été estimé entre 5 et 6. 8 km3 (mis je ne sais pas si c'est DRE* ou pas) ont été libérés à l'occasion.

Mais revenons à l'actualité. L'image sur laquelle je suis tombé a été prise par SENTINEL 2 le 02 mai et, par chance, la couverture nuageuse est faible ce jours-là sur le secteur. Et ce n'est qu’après m'être vigoureusement essuyé les yeux pour être sûr et rééssuyé mes lunettes que j'ai dû effectivement accepter le fait qu'il y avait, au fond du cratère du cône Lofia, un signal thermique fort.

Un signal thermique présent dans le cratère actif du Tofua. Image : SENTINEL 2 - ESA/Copernicus

J'ai aussi pu constater que ce signal est, en réalité, émis en permanence depuis 2014. Voici, en gif animé, toutes les images satellites LANDSAT 8 au début (qui couvre la période novembre 2014-novembre 2015) puis SENTINEL 2 ensuite (novembre 2015-mai-2020): vous constaterez ainsi sa présence permanente et le fait qu'elle ne varie que très peu globalement.

Succession de 90 images satellites LANDSAT 8 et SENTINEL 2 entre novembre 2014 et mai 2020. Images : LANDSAT 8 -NASA/USGS ; SENTINEL 2 - SA/Copernicus

La première question qui se pose est de savoir à quoi correspond ce signal, quelle est la nature de sa source, bref : sa cause.

Car des signaux thermiques relativement forts (mais pas autant que celui-là), liés à des situations non éruptives, ce n'est pas tout à fait rare. Plusieurs systèmes volcaniques manifestent actuellement un dégazage à très haute température, dont le rayonnement infrarouge est détecté (Satsuma-Iwo-Jima (Japon) par exemple). La seule présence d'un tel signal n'est donc pas obligatoirement synonyme d'activité éruptive mais comme l'éruption était donnée comme arrêtée depuis octobre 2014, j'ai voulu explorer plus avant la situation.

J'ai donc commencé à remonter le fil des images satellites en cherchant quelque chose de plus caractéristique d'une potentielle éruption, quelque chose qui ne pourrait pas s'expliquer par un simple dégazage.

Et je suis donc allé chercher les données de la bande 8 de SENTINEL 2. Il s'agit des données du capteur sensible à la longueur d'onde 842 nm (proche infrarouge), et les sources qui rayonnent dans cette longueur d'onde sont généralement à très haute température et sont donc systématiquement (pour le moment je n'ai pas souvenir d'avoir rencontré d'exception) en lien avec une activité éruptive lorsqu'ils sont produits par un système volcanique.

Il ne m'a pas fallu longtemps pour trouver une image  : celle du 02 février en l'occurence.

Signal thermique fort le 02 février, visible en bande 8. Image : SENTINEL 2 - ESA/Copernicus

Alors par contre n'avoir que le signal thermique pour caractériser une éruption est un peu frustrant. Pour être donc vraiment sûr de la corrélation entre "signal thermique" et "activité éruptive", je me suis mis en quête d'un autre type d'information,plus directe, plus concrète, plus terre-à-terre : les modifications topographiques. Car bien sûr, si une éruption à lieu, c'est que la roche (en fusion) est émise et doit donc s’accumuler : la topographie doit changer.

Ça m'a pris un peu de temps, car il a fallu compiler toutes les images disponibles entre 2015 (lancement de SENTINEL 2) et 2020 pour en trouver 2 qui aient des caractéristiques assez proches (ombres portées similaires et couverture nuageuse similaire notamment) pour permettre d'isoler des différences uniquement dues à une potentielle éruption.

Je suis arrivé à mes fins en utilisant une image prise en novembre 2018 et un autre en novembre 2019 (avec seulement quelques jours d'écart entre les dates, donc des ombres portées quasiment identiques), et je n'ai pas été déçu, voyez plutôt.



On voit parfaitement qu'un cône de scories se forme dans le cratère, dans l'intervalle de temps entre les deux images, ce qui signifie que le signal thermique est bien produit par une activité éruptive.

Ce signal n'ayant pas changé de manière significative jusqu'à aujourd'hui, on peut supposer que l'éruption est toujours en cours. Bien que sa nature ne soit pas certaine du fait de la faible résolution des images, on peut sans trop avoir peur partir sur l'idée d'une petite activité strombolienne, d'autant plus qu'historiquement c'est ce qui a été observé.

Petite activité strombolienne observée en mars 2009. Image : X.Rossett, via Global Voclanism Program

La seconde question que se pose est, bien sûr : "depuis quand ce signal est-il présent"?

Et bien on sait déjà qu'elle était présente en 2018. Mais je ne me suis pas privé de remonter plus loin évidemment. Et en fait, j'ai eu la surprise de constater qu'elle est permanente depuis janvier 2014! Il n'y a pas une seule image libre de nuages qui ne la montre pas!

Comme au Global Volcanism Program, l'activité éruptive était censée avoir cessé (Ouch! Que cette tournure de phrase est laide!) en octobre 2014, on peut donc déduire que l'éruption débutée en 2004 n'a, en réalité, pas encore pris fin!! C'est évidemment une information qui leur a été transmise pour une éventuelle mise à jour de la base de données.

Alors bien sûr cette activité éruptive n'a pas été parfaitement constante et, comme toute les autres, a visiblement connu des hauts et des bas.

Il semble que le mois de février 2018 ait été marqué par un pic d'activité, mais second semestre 2018 ait été marqué par une activité moins intense (signal en bande 8 extrêmement faible). Et fin juin 2019 se démarque par un pic d'activité avec un signal qui est même visible (très faiblement à cause d'un peu de nuages) en bande 4 (couleur rouge = incandescence visible sur l'image satellite = très très haute température).

Bien que discrète, l'incandescence de la roche en fusion est visible sur cette image satellite, ce qui confirme l'éruption. Image : SENTINEL 2 - ESA/Copernicus

Ce pic a, par ailleurs, été bien détecté par ce bon vieil algorithme MODVOLC.

Sur toute une année (mai 2019-mai2020) seuls les signaux thermiques produits entre les 21 et 23 juin ont été détecté par le MIROVA, sine que l'activité éruptive a bien connu un pic à ce moment-là. Image : MODVOLC

Mais malgré ces variations, l'activité éruptive n'a, vraisemblablement, jamais cessé.

La troisième question : "comment ça se fait qu'il n'ait pas été détecté plus tôt"?

Ah ben les raisons sont multiples et c'est leur combinaison qui rendait cette détection très difficile:

- le MIROVA n' a pas Tofua dans sa base de données : cet algorithme de traitement et d'affichage en temps quasi réel de signaux thermiques, qui peut être un élément de détection précoce d'activité éruptive sur des secteurs isolés, ne pouvait donc être d'aucune utilité dans ce cas.

- l'édifice est isolé, peu visité (il y a quelques personnes qui ont été voir la zone en 2017 au moins) et absolument pas appareillé : pas de détection géophysique, même à distance, pas d'observations directes. Aucune information sur la sismicité, la déformation, pas de webcams.

- L'activité éruptive est faible, se manifeste sur un évent de petite taille, au fond d'un cratère : tout est réunit pour que les signaux thermiques soient trop faibles pour pouvoir être facilement détectés. Même si la température au niveau de l'évent éruptif est de plus de 1000°C, la surface qui rayonne est trop faible et la puissance du rayonnement produit est donc très faible aussi. Sans compter qu'il y en a toujours une fraction absorbée par les molécules d'eau présentes dans atmosphère, qui diminue encore plus la puissance du rayonnement qui atteint le capteur installé dans l’espace.

- l'activité éruptive est tranquille, faiblement explosive et ne produit pas une quantité de cendres assez importante pour être détectée depuis l'espace. Par ailleurs les gaz se diluent rapidement dans la basse atmosphère : l'édifice n'est pas identifié comme une source significative de SO2, qui peut aussi être un moyen d'éveiller les soupçons. Rien sur les VAAC, rien sur les données des capteurs dédiés au SO2.

Donc, sans signaux permettant d'éveiller les soupçons, pourquoi/comment soupçonner une activité éruptive sur place?

Le Global Volcanism Program avait bien rapporté, en 2015, la présence de signaux thermiques, mais ne les avaient visiblement pas attribué à une activité éruptive (puisque la fin de l'éruption est donnée pour octobre 2014). À l'époque, la dispersion des signaux thermiques autour du cratère Lofia avait fait pencher la balance du côté de l'hypothèse d'une possible origine anthropique ou une autre origine non-anthropique (feux dus à des impacts de foudre par exemple) et ça paraissaient logique: les signaux étaient particulièrement faibles et particulièrement rares alors qu'avec une activité éruptive on s'attend plutôt à des signaux forts et persistants.

Il semble aussi que ce signal ait été déjà remarqué sur des images SENTINEL en début d'année, en 2019 et en 2018 mais cela n'a jamais donné lieu à une information particulière, la situation n'a visiblement jamais été décrite, synthétisée.

Du coup, on se retrouve donc là avec une activité éruptive permanente depuis au moins 12 ans, mais victime de son isolation et de sa discrétion.

* DRE = Dense Rock Equivalent, est le volume estimé d'un dépôts de cendres une fois que l'on a retiré les espaces entre les grains du dépôt, comme si on "dégonflait", compactait virtuellement le dépôt pour n'avoir que le volume de roche, qui correspond au volume de magma réèllement émis. Car au moment de l'expulsion du magma dans l'atmosphère, le magma s'expanse fortement (comme la mousse à raser si vous voulez...).

Sources: SENTINEL 2 - ESA/Copernicus; MODVOLC; LANDSAT 8 -NASA/USGS; Global Volcanism Program