Les satellites détectent le réchauffement des volcans avant qu’ils n’explosent

Tout comme nous pouvons souvent repérer les débuts d’une maladie à partir d’un certain nombre de signes, il existe des symptômes d’activité volcanique qui peuvent indiquer une probabilité croissante d’éruption. Les surveiller peut impliquer la détection de changements de surface et de petits tremblements de terre causés par le mouvement du magma à l’intérieur d’un volcan, ou la mesure des changements dans les gaz émis par les évents. Des panneaux comme ceux-ci sont utilisés pour déclencher des alertes et déclencher des évacuations, et ils ont sauvé des vies. Mais ils ne sont pas toujours parfaits.

Le mont Ontake au Japon est entré en éruption en 2014 sans avertissement, par exemple, tuant plus de 60 personnes. Ainsi, des méthodes supplémentaires pour détecter l’activité volcanique sont toujours les bienvenues, surtout si elles impliquent des signes plus subtils qui pourraient être négligés. Une nouvelle étude d’un groupe du Jet Propulsion Laboratory dirigé par Tärsilo Gérone souligne la possibilité que les données satellitaires actuellement disponibles pourraient fournir une toute nouvelle façon d’avertir des éruptions.

La chaleur est évidemment un paramètre pertinent pour l’activité volcanique, mais elle peut être assez variable aux endroits individuels où vous pouvez installer un thermomètre. Si nous pouvions plutôt mesurer toute la chaleur sortant d’un volcan, ce serait très significatif, puisque la majorité de l’énergie volcanique est libérée sous forme de chaleur.

Pour tenter cela, l’équipe s’est tournée vers les données de rayonnement thermique des satellites Terra et Aqua de la NASA. Combinés, ces deux éléments fournissent des passes deux fois par jour avec une couverture mondiale, et chaque mesure est intégrée sur un pixel de 1 kilomètre sur 1 kilomètre. Il y a cinq volcans qui ont tous deux connu des éruptions importantes depuis 2002 (lorsque ces satellites ont été mis en ligne) et qui ne sont pas situés sur des îles trop petites pour couvrir suffisamment de pixels pour un bon signal. Il s’agit notamment d’Ontake au Japon, de Ruapehu en Nouvelle-Zélande, de Calbuco au Chili, de Redoute en Alaska et de Pico do Fogo au Cap-Vert.

Des tendances à la hausse des températures ont été observées au cours des périodes de deux à quatre ans précédant chaque éruption, y compris l’éruption surprise d’Ontake en 2014. Les températures n’ont augmenté que de 1 °C ou moins avant chaque événement, mais il s’agissait de tendances statistiquement significatives et pas seulement du bruit. Les températures maximales de chaque enregistrement étaient associées à une éruption.

Les enregistrements de température pour chaque volcan montrent des éruptions (lignes verticales noires) aux sommets.

Agrandir / Les enregistrements de température pour chaque volcan montrent des éruptions (lignes verticales noires) aux sommets.Girona et al/Nature Geoscience

Les chercheurs disent que cela pourrait représenter une combinaison de deux processus. Premièrement, le magma progressant plus près de la surface – et libérant des gaz – pourrait stimuler la circulation hydrothermale, transportant de la chaleur pour réchauffer la surface par le bas. Deuxièmement, s’il y a plus d’humidité dans la couche de sol, le sol pourrait émettre un rayonnement thermique plus efficacement et ainsi apparaître “plus brillant” pour les satellites. Quoi qu’il en soit, ces changements subtils semblent facilement détectables dans les données satellitaires.

Cela fournit une autre mesure significative aidant à remplir une image complète de l’activité volcanique. Cela pourrait également faciliter l’étude du bilan thermique total d’un volcan – l’équilibre de l’énergie venant d’en bas, et quand et où tout est libéré. Combinées à d’autres outils de surveillance, les données satellitaires pourraient facilement être utilisées pour accroître la confiance des niveaux d’alerte, plaçant les événements de courte durée dans un contexte à plus long terme. Et plus nous surveillons les symptômes, moins nous sommes susceptibles de manquer des signes avant-coureurs importants.

Nature Geoscience, 2020. DOI : 10.1038/s41561-021-00705-4 (À propos des DOI).

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