Un échantillon de la distribution (Fe + Al)/Si comme indice d'activité volcanique du 16 mai au 25 juin autour de l'île de Nishinoshima :(a) 16-23 mai, 2020, (b) 24-31 mai, 2020, (c) du 1er au 8 juin, 2020, (d) du 9 au 16 juin, 2020, (e) 17-24 juin, 2020, (f) 25 juin-2 juillet, 2020. Il est cartographié en appliquant l'équation ((Fe+Al)/Si)=45,4(x)?13,3 aux données SGLI. De là, on constate que pendant cette période, la distribution sur la partie nord-est de l'île augmente, puis la décoloration progresse progressivement vers la zone maritime autour de l'île, avant qu'il ne disparaisse. L'île de Nishinoshima est située à environ 1, 000 km au sud de Tokyo, Japon. Les données originales utilisées pour ce produit ont été fournies par JAXA's JASMES (JAXA Satellite Monitoring for Environmental Studies). Crédit :JAXA/Yuji Sakuno
Une nouvelle étude suggère que les données de décoloration de la mer obtenues à partir d'images satellites constituent un nouveau critère pour prédire si une éruption se profile pour un volcan sous-marin.
Il y a eu de fréquentes éruptions de volcans sous-marins ces dernières années. Rien que les deux dernières années ont enregistré les explosions d'Anak Krakatau en Indonésie, Île Blanche en Nouvelle-Zélande, et l'île de Nishinoshima au Japon. L'observation des signes de troubles volcaniques est cruciale pour fournir des informations vitales et garantir la sécurité des voyages aériens et maritimes dans la région.
Bien que prédire quand un volcan entrera en éruption peut être difficile car chacun se comporte différemment, les scientifiques sont à l'affût de ces signes révélateurs :activité sismique accrue, expansion des gisements de magma, augmentation des dégagements de gaz volcaniques, et la température monte.
Pour les volcans sous-marins, Yuji Sakuno, spécialiste de la télédétection et professeur agrégé à la Graduate School of Advanced Science and Engineering de l'Université d'Hiroshima, a proposé un nouvel indicateur :la couleur de la mer.
La relation entre la composition chimique de l'eau de mer décolorée et l'activité volcanique est connue depuis longtemps. Toujours, il y a eu très peu d'études quantitatives qui ont utilisé la télédétection pour l'explorer. Et parmi ces quelques études, seul le modèle de réflectance de l'eau de mer décolorée a été analysé.
"Il s'agit d'un résultat de recherche extrêmement difficile pour prédire les catastrophes volcaniques qui se sont fréquemment produites dans diverses parties du monde ces dernières années à l'aide d'un nouvel indice appelé couleur de la mer, " dit Sakuno.
Cette image illustre les données colorimétriques de l'eau de mer décolorée dans quatre directions (nord, est, Sud, et à l'ouest) autour de l'île de Nishinoshima en 2020. L'étude a examiné les caractéristiques de couleur de l'eau pour valider si les données obtenues par SGLI capturent avec précision les conditions réelles de l'eau de mer décolorée. Il a détecté des fluctuations importantes dans la distribution des produits chimiques sur l'île de Nishinoshima, estimé à partir des données SGLI, environ un mois avant même que le volcan ne devienne actif. Crédit :Yuji Sakuno
"J'ai été le premier au monde à proposer la relation entre les informations sur la couleur de la mer obtenues à partir des satellites et la composition chimique autour des volcans sous-marins."
Les résultats de l'étude sont publiés dans le numéro d'avril 2021 de la revue L'eau .
Sakuno a expliqué que les volcans libèrent des produits chimiques en fonction de leur activité, et ceux-ci peuvent changer la couleur de l'eau environnante. Une proportion plus élevée de fer peut provoquer une décoloration jaune ou brune, tandis qu'une augmentation de l'aluminium ou du silicium peut tacher l'eau de taches blanches.
Un problème, cependant, est que la lumière du soleil peut aussi jouer des tours sur la couleur de la mer. L'étude a examiné comment des recherches antérieures qui ont analysé chromatiquement l'eau de source chaude ont surmonté cet obstacle et résolu les problèmes de luminosité. Un modèle relationnel entre la couleur de l'eau de mer et la composition chimique a été développé en utilisant le système colorimétrique XYZ.
Sakuno a examiné des images de l'île de Nishinoshima capturées l'année dernière par les satellites japonais GCOM-C SGLI et Himawari-8. Himawari-8 a été utilisé pour observer l'activité volcanique et GCOM-C SGLI pour obtenir des données sur la couleur de la mer. Le cycle d'observation court du GCOM-C SGLI (il prend des photos de l'océan tous les 2-3 jours) et sa haute résolution spatiale de 250 m en font un choix idéal pour la surveillance.
En utilisant le nouvel indicateur, Sakuno a vérifié les données satellitaires de janvier à décembre 2020 et a pu détecter des signes de troubles volcaniques imminents sur l'île de Nishinoshima environ un mois avant même qu'ils ne commencent.
"À l'avenir, Je voudrais établir un système capable de prédire les éruptions volcaniques avec une plus grande précision en coopération avec l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA), l'Agence de sécurité maritime, qui surveille les volcans sous-marins, et recherches connexes, " il a dit.
