Par Sarah Baczewski • Mise à jour le 24 mars 2022
Les volcanologues sont confrontés à des défis uniques lorsqu’ils étudient ces systèmes naturels dynamiques. Ayant un accès direct limité à l’intérieur d’un volcan, ils s’appuient sur une suite d’instruments sophistiqués pour surveiller la sismicité, la température, la déformation du sol, les émissions de gaz et la morphologie de la surface. Ces outils fournissent des données en temps réel qui aident à prédire les éruptions et à guider les interventions d'urgence.
Les volcans sont souvent entourés d’une activité sismique intense. Une augmentation de la sismicité peut signaler un mouvement du magma sous la surface. Les sismomètres, également appelés simographes, enregistrent l'ampleur, la fréquence et l'épicentre de chaque tremblement. L'Observatoire des volcans hawaïens (HVO) exploite plus de 60 stations sismiques sur la Grande Île, fournissant des données haute résolution aux chercheurs du monde entier.
L’observation directe de l’intérieur d’un volcan étant impossible, les scientifiques utilisent l’imagerie thermique pour capturer la chaleur rayonnée par les évents et les fissures. Les caméras infrarouges produisent des cartes en couleurs qui révèlent quelles coulées de lave se réchauffent activement (les plus récentes) par rapport à celles qui se sont refroidies (les plus anciennes). Ces informations sont cruciales pour évaluer les stades de l'éruption et les dangers potentiels.
La surveillance des changements dans la forme de la surface d’un volcan est essentielle pour détecter les intrusions de magma. Les techniques comprennent le système de positionnement global (GPS), la mesure électronique de distance (EDM) et la mise à niveau conventionnelle. Les inclinomètres, par exemple, mesurent les changements subtils de la pente du flanc d’un volcan. La Hawaiian Volcano Society utilise des inclinomètres capables de détecter des changements aussi minimes qu'une partie par million, permettant ainsi la détection précoce des événements d'inflation ou de déflation.
Les volcans libèrent un mélange de gaz (dioxyde de carbone, dioxyde de soufre, sulfure d'hydrogène, etc.) qui portent les empreintes digitales des processus souterrains. Une augmentation soudaine du soufre ou du dioxyde de carbone peut indiquer une montée de magma frais, tandis qu'une augmentation du sulfure d'hydrogène précède souvent une éruption. Pour échantillonner ces gaz en toute sécurité, les volcanologues utilisent des spectromètres qui analysent à distance les signatures lumineuses uniques de chaque gaz.
Les systèmes radar aéroportés et satellitaires génèrent des cartes tridimensionnelles haute résolution de la topographie d’un volcan. Ces images révèlent des caractéristiques structurelles, des trajectoires d'écoulement et des zones potentielles de glissement de terrain. Les données radar détaillées soutiennent non seulement l'analyse scientifique, mais également la planification pratique de l'évacuation pour les autorités locales.
En intégrant les données de ces divers instruments, les volcanologues créent une image complète en temps réel du comportement d'un volcan, améliorant ainsi la précision des prévisions et protégeant des vies.