Depuis la fin de l’éruption de la zone du Rift inférieur Est de 2018 sur le volcan Kilauea, des questions ont fait surface concernant le temps qu’il faudra aux nouvelles coulées de lave pour se solidifier. C’est une question difficile à répondre car les températures éruptives initiales — ainsi que de nombreux facteurs différents — peuvent influencer le taux de refroidissement.
La température de la lave éruptive de l’éruption de LERZ en 2018 a atteint un maximum d’environ 1 140 degrés Celsius (2 080 degrés Fahrenheit). Lorsque tout le flux se refroidit en dessous d’environ 1 000 degrés Celsius (1 800 degrés Fahrenheit), il s’est solidifié, mais l’intérieur est encore très chaud.
Le facteur le plus influent déterminant la vitesse de refroidissement de la lave est sans doute l’épaisseur de l’écoulement. D’autres facteurs incluent la perte de chaleur du haut (vers l’atmosphère) et du bas d’un flux (dans le sol). La température de l’air, les précipitations et le vent contribuent à la perte de chaleur à la surface du flux.
Le contact initial entre une coulée de lave, l’air au-dessus et la surface du sol en dessous durcit rapidement sa croûte externe (haut et bas). Ceci est évident dans la croûte argentée qui se forme sur les flux pahoehoe actifs et le clinker rubbly qui entoure les flux ‘a’a actifs. À mesure que la croûte se refroidit et s’épaissit, elle retient la chaleur à l’intérieur du flux. En effet, la croûte est un bon isolant, ce qui signifie qu’elle conduit mal la chaleur — de la même manière qu’un thermos isolé maintient le liquide à l’intérieur chaud.
Après la formation initiale de la croûte, le flux continue de perdre de la chaleur par rayonnement et conduction, facilitée par le vent et la pluie. Lorsque l’eau de pluie percole dans les fissures de la surface de l’écoulement et rencontre l’intérieur chaud, elle produit de la vapeur, formant les panaches blancs tourbillonnants souvent observés au-dessus des écoulements actifs (ou récemment actifs). Cette vapeur peut persister pendant des décennies, longtemps après la solidification de la lave, en fonction de l’épaisseur de l’écoulement et de la température de son intérieur.
Sur la base d’une étude du refroidissement crustal des coulées de lave de pahoehoe à Kalapana qui ont éclaté de la zone du Rift Est Kupaianaha vent en 1990, nous pouvons estimer le temps de solidification des coulées de LERZ de 2018. Parce que l’équation ne regarde que le refroidissement de la croûte supérieure de la coulée de lave, l’épaisseur de la croûte basale est supposée égale à 70% de la croûte supérieure, selon cette étude.
Les mesures de Kalapana ont été effectuées sur de minces coulées de pahoehoe, mais la majeure partie de la lave de LERZ de 2018 est ‘a’a. Mais comme le cœur de chaque type de flux devrait refroidir à des taux similaires, nous basons les taux de refroidissement de 2018 sur l’étude de 1990. Il convient également de noter que les débits étudiés en 1990 étaient beaucoup plus minces avec des vitesses de refroidissement plus courtes et pourraient ne pas expliquer les changements à long terme des régimes de vent et de pluie.
Les analyses préliminaires des épaisseurs d’écoulement de l’éruption de LERZ en 2018 suggèrent que l’épaisseur moyenne de l’écoulement est d’environ 10-15 m (33-50 ft). Sur la base du calcul de la vitesse de refroidissement, il pourrait prendre environ huit mois à 1 1/2 ans pour que des écoulements de ces épaisseurs se solidifient.
La solidification de débits allant de 20 à 30 m (65 à 100 pi) d’épaisseur pourrait prendre environ 2 1/2 à 6 ans. Les écoulements de LERZ les plus épais sur terre, d’environ 55 m (180 pi) d’épaisseur, peuvent prendre environ 20 ans pour atteindre un état complètement solide.
Étant donné que l’épaisseur de l’écoulement, la vitesse du vent, les quantités de précipitations, les températures de l’air et du sol et d’autres facteurs affectent tous les taux de refroidissement de la lave, il existe une gamme d’incertitudes sur la durée pendant laquelle l’intérieur d’un écoulement reste liquide. Par exemple, après l’éruption du Kilauea Iki en 1959, le lac de lave profond d’environ 135 m (440 pieds) a mis environ 35 ans à se solidifier complètement, et l’intérieur du lac pourrait encore être assez chaud aujourd’hui pour que la roche soit incandescente. C’est pourquoi, les jours de pluie, vous pouvez voir de la vapeur s’élever du plancher du cratère Kilauea Iki, ainsi que du plancher de la caldeira Kilauea.
La croûte d’écoulement étant un isolant si efficace, il peut prendre des années à des décennies pour que la lave se solidifie dans des coulées épaisses. Il faut beaucoup plus de temps pour que le flux refroidisse à des températures ambiantes.
La Veille volcanique de la semaine prochaine abordera plus en détail les épaisseurs des coulées de lave de l’éruption de LERZ en 2018.
Mises à jour de l’activité du volcan
Le Kilauea n’est pas en éruption. Les taux de sismicité, de déformation et de dégagement de gaz n’ont pas changé de manière significative au cours de la semaine écoulée.
Deux tremblements de terre avec trois rapports ressentis ou plus se sont produits à Hawaï au cours de la semaine écoulée: un séisme de magnitude 3 à 7 km (4 mi) au sud de Leilani Estates à 8 km (5 mi) de profondeur à 2 h 31 Févr. 22 et un séisme de magnitude 3,2 à 17 km (11 mi) au sud-est du volcan à 7 km (4 mi) de profondeur à 11h32. Feb. 21.
Les signaux de déformation sont compatibles avec le remplissage du réservoir de magma de la zone du Rift Est profond du volcan Kilauea. Les taux d’émission de dioxyde de soufre sur la ZRE et au sommet du Kilauea restent faibles.
Des conditions dangereuses existent toujours au bas de l’ERZ et au sommet du Kilauea. Les résidents et les visiteurs du district de lower Puna et des zones du sommet du Kilauea doivent rester informés et tenir compte des fermetures, des avertissements et des messages de la protection civile du comté d’Hawaï (http://www.hawaiicounty.gov/active-alerts). Le HVO continue de surveiller de près le Kilauea pour détecter tout signe d’activité accrue.
Le niveau d’alerte du volcan USGS pour le Mauna Loa reste à la normale.
Visitez le site Web du HVO (https://volcanoes.usgs.gov/hvo) pour des articles sur la veille du volcan, des mises à jour du Kilauea et du Mauna Loa, des photos du volcan, des cartes, des informations sur les tremblements de terre récents, etc. Appelez le 808-967-8862 pour les mises à jour hebdomadaires de Kilauea. Envoyez des questions par courriel à [email protected] .
Montre de volcan (https://volcanoes.usgs.gov/hvo/hvo_volcano_watch.html) est un article hebdomadaire et une mise à jour d’activité écrite par les scientifiques et les affiliés de l’Observatoire des volcans hawaïens de l’US Geological Survey.