Les glissements de terrain provoqués par l'effondrement de volcans instables sont l'un des principaux dangers des éruptions volcaniques. Une méthode pour détecter les mouvements à long terme de ces montagnes à l'aide d'images satellites pourrait aider à identifier l'instabilité auparavant négligée de certains volcans, selon les scientifiques de Penn State.

"Chaque fois qu'il y a une grande éruption volcanique, il y a une chance que si un flanc du volcan est instable il pourrait y avoir un effondrement, " a déclaré Judit Gonzalez-Santana, doctorant au Département de Géosciences. « Pour mieux explorer cet aléa, nous avons appliqué une méthode de séries chronologiques de plus en plus populaire et plus sensible pour regarder ces mouvements, ou déformation de surface, sur des périodes plus longues."

En utilisant la technique des séries chronologiques, les scientifiques ont découvert qu'une déformation de surface liée au mouvement des flancs s'était produite à Pacaya, un volcan actif au Guatemala, de 2011 à 2013 lorsque le volcan était en grande partie calme, et a augmenté menant à une éruption en 2014. Les travaux antérieurs n'avaient pas identifié de mouvement des flancs pendant cette période, disaient les scientifiques.

"Les gens ont regardé ce volcan avec la télédétection par satellite mais n'ont pas détecté ce mouvement de flanc ou ce fluage à long terme, " a déclaré Christelle Wauthier, professeur agrégé de géosciences. "Parce que les changements de déformation de surface sont assez faibles par an, il peut facilement être inférieur aux limites de détection des méthodes conventionnelles, mais toujours dans les limites du travail de Judit en utilisant une approche de séries chronologiques."

Les scientifiques suivent la déformation de la surface à l'aide de satellites radar suffisamment sensibles pour détecter des changements de quelques centimètres au sol. La comparaison de deux de ces images à l'aide de la technique conventionnelle du radar interférométrique à synthèse d'ouverture (InSAR) crée un interférogramme, essentiellement une carte du mouvement de surface. Mais la qualité des résultats InSAR diminue avec le temps séparant deux images et peut être affectée même par de petits changements, comme la croissance de la végétation ou une accumulation de cendres crachées d'un volcan, disaient les scientifiques.

L'équipe a plutôt mené une analyse de séries chronologiques InSAR en utilisant des centaines d'images satellites prises au fil des ans et en identifiant la déformation de surface entre chacune.

"Vous pouvez utiliser bon nombre de ces cartes de mouvement de surface à court terme pour vous donner des informations sur le déplacement de surface sur une longue période de temps, " a déclaré Gonzalez-Santana. " Ensuite, vous pouvez regarder les cartes de déformation de la surface et voir combien chaque pixel a bougé depuis la date à laquelle la première image a été acquise, par exemple."

Les résultats, publié dans le Journal de volcanologie et de recherche géothermique , fournir des détails plus fins sur le mouvement des flancs volcaniques, et peut révéler des augmentations du taux de fluage, comme à Pacaya avant l'éruption de 2014, disaient les scientifiques. L'équipe a partagé les résultats avec des responsables guatémaltèques qui surveillent le volcan.

"Ce genre de fluage n'est pas rare et pas particulièrement dangereux en soi, mais si vous avez des forçages supplémentaires comme du magma étant pressurisé et poussant contre la paroi de la chambre ou de l'intrusion, cela peut déclencher un effondrement catastrophique, " Wauthier a déclaré. " Être capable de comprendre le comportement de l'instabilité et potentiellement détecter les changements dans les taux de mouvement est très critique pour surveiller cet effondrement potentiel. "

La méthode est prometteuse pour identifier les déformations, en particulier au niveau des volcans dépourvus de réseaux de surveillance en temps réel coûteux et de ceux situés dans des zones tropicales à végétation épaisse qui créent des problèmes pour l'InSAR traditionnel, disaient les scientifiques.

L'instabilité des flancs est souvent étudiée au niveau des volcans océaniques, où un effondrement pourrait déclencher un tsunami meurtrier, selon les scientifiques. Mais les effondrements se produisent aussi à l'intérieur des terres, y compris en bonne place au mont St. Helens en 1980.

Pacaya elle-même a connu un effondrement vers le 1er il y a 000 ans, créant une avalanche de débris qui a parcouru plus de 15 milles, et laissant une cicatrice proéminente sur le volcan. Les éruptions ultérieures ont reconstruit le volcan et il pourrait un jour s'effondrer à nouveau, disaient les scientifiques.

"Plus que 10, 000 personnes vivent à moins de trois miles du volcan, " a déclaré Gonzalez-Santana. " Si vous prenez en considération la dernière avalanche parcourue à 15 milles, toute personne vivant dans les vallées autour du volcan pourrait être en danger."