La lave s'écoule d'une faille volcanique sur la grande île d'Hawaï le 16 juillet comme photographié à partir d'un hélicoptère par le professeur de l'Université Rice Julia Morgan. Les chercheurs de Rice ont travaillé avec une équipe pour installer des instruments sismiques sur le fond marin qui aideront à analyser les tremblements de terre et les répliques associées à l'éruption en cours du Kilauea. Crédit :Julia Morgan
Des chercheurs de l'Université Rice ont rejoint une équipe de scientifiques plaçant des sismomètres sous l'océan au large des côtes d'Hawaï, où l'éruption en cours du Kilauea a déjà détruit plus de 700 maisons et ajouté à la masse continentale de l'île. Les chercheurs espèrent de nouvelles connaissances sur le paysage sous le fond océanique.
Julia Morgan, un professeur de Terre, sciences de l'environnement et de la planète, et l'étudiant David Blank ont reçu une subvention RAPID de la National Science Foundation pour rejoindre une équipe de chercheurs et ensemencer le fond marin avec une douzaine de détecteurs sismiques au large de la côte sud-est de l'île à la suite du séisme de magnitude 6,9 qui s'est produit au début de l'éruption du Kilauea 4 mai.
Les instruments recueilleront des données jusqu'en septembre, quand ils seront récupérés, et devraient fournir un enregistrement complet des tremblements de terre et des répliques associées à l'éruption du volcan le plus actif au monde sur deux mois.
"Ils continuent, " dit Morgane, qui est retourné à Houston la semaine dernière après sept jours à bord d'un navire déployé pour placer des instruments et cartographier la région. "En outre, un tas de tremblements de terre se sont produits dans d'autres parties du flanc (de l'île). C'est ce qui a vraiment attiré mon attention."
Son intérêt pour les structures géologiques, en particulier concernant la déformation et les failles des volcans, l'a amenée à étudier les fonds marins au large des côtes de la Grande Île pendant des années. Dans un article de 2003, Morgan et ses collègues ont utilisé des données de sismique réflexion marine pour rechercher à l'intérieur de la pente sous-marine du Kilauea les limites d'un glissement de terrain actif, l'affaissement d'Hilina, ainsi que des signes d'avalanches précédentes.
Les chercheurs ont déterminé que le Hilina Slump est limité aux pentes supérieures du volcan, et les pentes inférieures sont constituées d'un gros tas d'anciens débris d'avalanche qui ont été poussés par le glissement du Kilauea, flanc entraîné par la gravité dans un massif, banc de mile de haut à environ 15 miles au large. Ce banc extérieur contreforts actuellement le Hilina Slump, l'empêchant de se détacher des pentes du volcan.
"Nous avons cartographié la géométrie et l'étendue de l'affaissement et avons essayé de développer une histoire de la façon dont il s'est produit, " dit-elle à propos du journal.
"Essentiellement, Le Kilauea est un bulldozer glissant sur la croûte océanique et raclant des paquets de strates qui se sont accumulés, " a déclaré Morgan. Le Hilina Slump monte sur le flanc coulissant, elle a dit.
"Remarquablement, après ce tremblement de terre, toutes les limites du marasme se sont également éclairées de petits tremblements de terre. Celles-ci se sont clairement produites sur une faille différente de celle du séisme principal, suggérant que l'affaissement s'est glissé vers le bas pendant ou après cet événement, " elle a dit.
Une vue en coupe à travers le flanc sud du Kīlauea vers le nord montrant les structures souterraines, dont le Hilina Slump (rose), accumulation de sédiments (vert) et le banc extérieur (bleu) sur le fond de l'océan qui maintient l'affaissement en place. Cliquez sur l'image pour une version plus grande. Crédit :"Instability of Hawaiian Volcanoes" par Roger Denlinger et Julia Morgan/U.S. Commission géologique
Morgan a dit que le banc semble être stable, soutenant vraisemblablement l'affaissement, bien que s'il s'effondre, le marasme s'ensuivrait et les résultats pourraient être catastrophiques. « Si la crise devait échouer de manière catastrophique, cela créerait un incroyable tsunami qui frapperait la côte ouest. Nous n'avons pas vu cela dans les temps historiques, " elle a dit.
« La fréquence de ces pannes est très faible et l'intervalle entre elles est très élevé, " a déclaré Morgan. "Nous pensons que cela s'est produit à Kilauea entre 25, 000 et 50, il y a 000 ans, et nous savons que cela s'est produit sur (volcan adjacent) Mauna Loa environ 100, il y a 000 ans, et probablement plus d'une fois avant ça."
Alors que le risque d'une avalanche imminente est mince, elle a dit, l'éruption, le tremblement de terre et les répliques ont offert une opportunité irrésistible de mieux voir le terrain caché de l'île. Chaque nouveau tremblement de terre qui se produit le long des zones de faille du Kilauea et autour du périmètre du Hilina Slump et du banc aide les chercheurs à comprendre le terrain.
Morgan a déclaré que le United States Geological Survey, qui exploite l'observatoire du volcan hawaïen, possède une multitude de sismomètres au sol, mais aucun dans l'océan. Elle a déclaré que les moniteurs en mer révéleront des tremblements de terre sous le banc qui sont trop petits pour que les sismomètres terrestres les détectent.
Blank pose avec le dernier des 12 sismomètres de fond océanique qui sera placé au large de la côte sud-est de la grande île d'Hawaï en juillet. Les instruments sismiques devraient capturer des informations pour les deux prochains mois sur les tremblements de terre en cours et les répliques associées à l'éruption du Kilauea. Crédit :David Blank
"Le (initial) tremblement de terre semble avoir causé des tremblements de terre sous le banc extérieur, " dit Morgan. " Si ce banc extérieur est le contrefort de la crise, et ce banc commence à montrer de la sismicité, ça bouge. À quel moment s'effondre-t-il ?"
Les sismomètres sont déployés autour du Hilina Slump, près du rivage où la lave pénètre dans l'océan et sur le banc extérieur en ligne avec le séisme initial. "De cette façon, les répliques du séisme pourraient être captées et enregistreraient les caractéristiques de la zone de faille qui a glissé, " elle a dit.
"Si ce banc extérieur subit des tremblements de terre, nous voulons savoir quelles surfaces les subissent. Le long de la base ? Dans le banc ? Un nouveau défaut que nous ne connaissions pas ? Ces données nous permettront de déterminer quelles structures, ou des défauts, sont en fait en train de glisser."
Alors que Blank travaillait des jours sur le navire pour aider à déployer les instruments, Morgan a choisi l'équipe de nuit pour la cartographie - et une meilleure vue de la lave frappant l'eau. Après leur service en mer, tous deux ont profité de l'occasion unique de réserver un vol en hélicoptère au-dessus du volcan, suivant la rivière de lave jusqu'à la mer.
La lave entre dans l'océan sur une photo de l'étudiant diplômé de Rice, David Blank, qui a aidé à placer des instruments sismiques sur le fond marin pour analyser les tremblements de terre et les répliques associées à l'éruption en cours du Kilauea. Crédit :David Blank
"Si vous suivez les flux, vous pouvez regarder en bas et regarder la lave se déchirer à travers la campagne, " dit-elle. " Ensuite, vous allez à l'entrée de l'océan de lave. Vous voyez ces explosions littorales alors que la lave se déverse dans l'océan. Vous pourriez avoir une grosse impulsion de lave et tout à coup, elle se refroidit et s'éteint si rapidement qu'elle explose dans les airs."
Ils ont également passé du temps à discuter avec les habitants de Hilo, la plus grande ville de l'île principale, à propos de l'éruption qui a déjà fait plus de 700 habitations. "Les gens là-bas savent qu'ils vivent avec Pelé, " a déclaré Morgan. " J'ai trouvé qu'ils étaient généralement optimistes à ce sujet. Triste, mais ils savaient que quelque chose comme ça pouvait arriver.
"C'est une tragédie, avec certitude, mais c'est aussi la nature qui fait ce que la nature fait."