Cela fait partie de notre série estivale Road Trip 2018 "Taking It to Extremes", qui montre ce qui se passe lorsque les gens mélangent les technologies quotidiennes avec des situations insensées.
Plus de la moitié un milliard de personnes sur Terre vivent dans l'ombre d'un volcan actif. En grandissant, j'étais l'un d'entre eux.
J'ai passé mon enfance à Tacoma, dans l'État de Washington, à observer la magnifique bombe à retardement du mont Rainier. De ce point de vue situé à une soixantaine de kilomètres, la montagne est bleu pâle et blanche, avec les ombres sombres des glaciers. Sa silhouette se trouve au premier plan pendant les levers de soleil tout au long de l'année. En été, la pleine lune se lève juste derrière.
Bien que le mont Rainier n'ait montré aucun signe d'activité depuis un siècle et que sa dernière éruption majeure remonte à environ 1 000 ans, les scientifiques pensent que le magma sous la montagne pourrait se relever.
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"Au niveau le plus élémentaire, les volcans sont à l'intérieur de la Terre en essayant de se rendre à l'extérieur de la Terre", explique Dave Pieri, un volcanologue du Jet Propulsion Laboratory de la NASA.
Les volcans nous ont rappelé cette année leur pouvoir de tuer et d'endommager les communautés. En mai, le Kilauea, sur la grande île d'Hawaï, a coulé de la lave et a créé un smog volcanique dans un lente et lente destruction. Le mois suivant, le Volcan de Fuego du Guatemala a explosé, enterrant les villages avec une avalanche de cendres, de lave, de roches et de boue. Les rapports officiels indiquent que 169 personnes sont mortes et 256 sont toujours portées disparues.
Fuego, Mount Rainier et Mount St. Helens sont des stratovolcans qui émettent des nuages de débris brûlants de plusieurs kilomètres de haut et déversent des flux de cendres et de lave à grande vitesse. En revanche, Kilauea est un volcan bouclier qui produit généralement de la lave lente. Lorsque le mont St. Helens a éclaté en 1980, il a abattu une colonne de débris volcaniques et de cendres à plus de 15 milles dans l’air, faisant 57 morts, principalement par asphyxie.
Avec plus de 3 millions de personnes vivant près du mont Rainier et 2 millions de visiteurs annuels au parc national de Mount Rainier, le potentiel de destruction soudaine du volcan est une préoccupation majeure. Mais il y a de bonnes nouvelles: les instruments que les scientifiques utilisent pour repérer les signes présageant une éruption s'améliorent constamment.
De nouveaux outils numériques leur permettent de collecter rapidement des données sur les petits séismes qui font penser à un événement volcanique. Grâce au lidar, qui utilise la lumière pulsée pour mesurer les distances, les volcanologues peuvent créer des cartes 3D précises qui examinent les arbres et les autres plantes pour révéler la véritable topographie du volcan. Et les progrès réalisés dans le domaine des spectromètres de masse portables permettent aux scientifiques de "voir" ce qui se passe à l'intérieur d'un volcan et, vous le savez, d'avertir les gens avant qu'il ne souffle.
Passer au numérique
La lave, les cailloux et les cendres chaudes ne sont pas les seules choses que Mount Rainier pourrait nous lancer. Les quelque 80 000 personnes vivant dans les vallées fluviales du mont Rainier, ainsi que tout le port industriel de Tacoma, sont sur le chemin de l'un des sous-produits les plus dangereux que la montagne est capable de produire: le lahar.
Un lahar est une boue mortelle rapide. C'est ce qui se produit lorsque des débris de roches chaudes fondent instantanément un glacier. La lave et les débris, qui peuvent atteindre 1 400 degrés Fahrenheit, se mêlent aux eaux glaciaires fondues et le lahar qui en résulte déverse tout le monde sur son passage.
Les Lahars peuvent avoir la consistance du ciment humide et se déplacer à 50 miles par heure. Quand ils arrivent enfin à se reposer des dizaines de kilomètres de là, ils peuvent encore être aussi chauds qu'un poulet rôti sortant du four (environ 160 degrés Fahrenheit). Lorsque les lahars arrivent, vous devez vous rendre rapidement sur les hauteurs.
"Ils peuvent être chauds, ils peuvent être rapides, ils sont gros et dégénérés et font des ravages sur les structures", me dit Paul Bodin, directeur par intérim du Réseau sismique du Nord-Ouest du Pacifique.
En me promenant sur la colline, je me rends compte que je serais en difficulté en ce moment si je devais dépasser un lahar.
En randonnée vers la station de sismologie du mont Rainier.
Laura Hautala / Camaraderielimited
Bodin et le programmeur Jon Connolly, qui travaillent tous deux à l’Université de Washington, me conduisent de haut en bas dans des sentiers de montagne parsemés de pierres de schiste glissantes à certains endroits et bordés de petites fleurs violettes sauvages dans d’autres. Nous nous dirigeons vers la station de sismologie du mont Fremont Peak, du côté nord du parc national du mont Rainier. Après près de 3 miles, nous nous dirigeons vers un pré vert qui aurait pu donner à Heidi, l'orphelin des Alpes suisses pour la littérature pour enfants, un sérieux vertige.
Nous sommes ici pour explorer l’endroit isolé pour une énorme mise à niveau technique.
Une fois à la gare, je vois un très grand poteau tenu par des haubans, avec une antenne et un panneau solaire au sommet. En bas de la colline, un sismomètre de la taille d'une grande soupe peut être enterré dans le sol. Les sismomètres comme celui-ci émettent des courants électriques qui changent en fonction de la force avec laquelle ils tremblent, produisant des données que les scientifiques utilisent pour évaluer la magnitude d'un séisme.
"Les volcans sont à l’intérieur de la Terre en essayant d’atteindre l’extérieur de la Terre."
Dave Pieri, volcanologue, Jet Propulsion Laboratory de la NASA
L'information est diffusée à environ 55 miles via la radio FM avant que les données ne soient numérisées. Le problème, dit Bodin, est que voyager sur de longues distances permet de brouiller les données avant qu’elles ne se transforment en une et en une. Le résultat est similaire à celui d'une photo à très haute résolution d'un instantané Polaroid effacé.
L'équipe de sismologie s'attend à ce qu'une nouvelle série de technologies soit installée ce mois-ci: les enregistreurs de données informatisés, de la taille de disques durs externes très épais, numériseront les données beaucoup plus tôt pour les préserver du bruit. Un nouveau sismomètre peut fournir des données plus riches en mesurant les mouvements de haut en bas, latéralement et d'avant en arrière. C'est bien, me dit Bodin, car c'est ainsi que le sol a tendance à bouger lors d'un tremblement de terre ou d'une éruption.
Mieux encore, le nouveau sismomètre peut mesurer une plus grande amplitude de mouvement, depuis les petites ondulations sismiques qui indiquent un déplacement du magma au-dessous de la surface, jusqu'aux tremblements de terre plus importants.
Les données de haute fidélité seront un formidable coup de pouce pour les sismologues qui tentent de prédire les éruptions, et le jeu de données plus riche aidera les scientifiques à distinguer les changements de glaciers et les chutes de glace.
Eruptions à travers les âges
Les humains ont toujours vécu avec la menace que la Terre perde soudainement la tête et tue tout le monde près d'un évent géothermique.
Une murale néolithique peinte vers 6600 av. J.-C. dans le centre de la Turquie, on voit ce qui semble être le volcan Hasan Dağı à deux pics en éruption près d'un village voisin. Pour vérifier si ces deux sommets étaient en fait le volcan désormais dormant, les scientifiques de l'UCLA ont utilisé la géochronologie du zircon pour dater les échantillons de roches volcaniques prélevés sur le volcan, puis comparé les dates de ces échantillons à la date archéologique.
"Les périodes de chevauchement indiquent que les humains dans la région peuvent avoir été témoins de cette éruption", a rapporté Science News en janvier 2014.
Un peu plus récemment, entre le XVe et le XVIe siècle av. J.-C., le volcan de Théra (aujourd'hui Santorin, Grèce) est apparu dans ce que les géologues considèrent comme l’événement le plus explosif jamais connu. Les géologues pensent que l'éruption a été mesurée 7 sur l'indice d'explosivité volcanique. L'échelle va de 0 à 8 et chaque VEI est 10 fois plus fort que le précédent. Beaucoup spéculent que l'éruption de Thera, estimée à l'équivalent de 40 bombes atomiques, a inspiré la cité perdue de Platon, l'Atlantide.
Un sismomètre dans son logement complet se trouve à gauche d'un sismomètre qui se trouve seul au-dessus de la boîte bleue.
Laura Hautala / Camaraderielimited
Il n'y a pas de témoignage oculaire du coup qui a secoué l'ancienne civilisation minoenne, mais il y a beaucoup de détails sur celui de Krakatoa, en Indonésie (VEI 6), en 1883. L'événement dévastateur était si fort qu'il a été entendu à 3000 km. Il a répandu des cendres volcaniques à travers l'Asie, produit un tsunami de 100 pieds, tué au moins 36 000 personnes en quelques heures, abaissé les températures mondiales pour les cinq années suivantes et produit des couchers de soleil spectaculaires à travers le monde jusqu'en 1886.
Ce fut aussi un moment décisif pour la volcanologie moderne.
Krakatoa a été à l'origine de la première étude moderne sur les éruptions volcaniques, déclare Nick Petford, professeur de géologie et vice-chancelier de l'université de Northampton au Royaume-Uni. Les scientifiques ont mesuré la distance entre le fond de l'océan et la surface, un processus appelé sondage en profondeur, pour cartographier la nouvelle topographie de l'île détruite. Ils ont également suivi le cours du tsunami à travers les océans du monde en observant les marégraphes. Enfin, ils ont comparé les mesures barométriques du monde entier.
"Ils ont réalisé qu'il y avait simultanément d'énormes changements de pression atmosphérique dans les stations météorologiques du monde entier", a déclaré Petford. Ils ont conclu que l'explosion a déclenché une onde de pression qui a fait le tour du globe au moins six fois.
Voir la lumière
Malgré le vieillissement de la technologie sur les pentes du mont Rainier, la montagne est mieux surveillée que le pic du glacier, dont je vois à peine la ligne de démarcation éloignée au nord de la station sismologique que je visite. Selon le Seattle Times, les colons ne se sont pas rendu compte que c'était un volcan avant les années 1850, lorsque les Amérindiens ont parlé au naturaliste George Gibbs d'une montagne qui fumait autrefois.
Difficile à atteindre par des routes souvent délabrées, Glacier Peak ne possède qu'une seule station de sismologie, tandis que Rainier en a huit.
C'est là que le lidar (détection et télémétrie par la lumière) entre en jeu. Le US Geological Survey et US Forest Service ont financé un effort pour prendre des images lidar à partir de caméras montées sur un avion. Avec les contours de la montagne clairement visibles, l'USGS peut identifier les meilleures zones pour prendre des mesures sismiques. Il espère installer quatre nouvelles stations de sismologie sur les pentes de Glacier Peak.
Avec lidar, les scientifiques peuvent voir les contours complets du pic glaciaire à Washington.
Département des ressources naturelles de l'État de Washington
Les drones équipés de spectromètres de masse pourraient également s'avérer utiles pour prédire les éruptions.
Près de 1 100 milles du mont Rainier, des volcanologues du JPL de Pasadena, en Californie, développent de minuscules spectromètres de masse – capables de détecter les gaz lorsqu'ils se déplacent à travers la lumière du soleil – pouvant être montés sur des drones.
Ces dispositifs fonctionnent parce que les volcans émettent certains gaz dans un ordre spécifique avant une éruption, dans un processus qui commence plusieurs années avant que le magma n'atteigne la surface. Une augmentation du dioxyde de carbone signifie que vous avez potentiellement des mois avant une éruption, dit Pieri de JPL. Si c'est du dioxyde de soufre?
"Alors vous regardez une éruption imminente", dit-il.
Il ya trois ans, des scientifiques de l’Université du Costa Rica ont piloté un drone à voilure fixe transportant un petit spectromètre de masse au volcan Turrialba, au centre du Costa Rica, alors que Turrialba était en pleine éruption, émettant un panache de cendres. Ils ont également piloté des drones à huit rotors avec des spectromètres de masse de 6 kilogrammes (13 livres) sur Vulcano, une petite île italienne près de la Sicile, et le cratère de Solfatara, près de Naples. En partenariat avec les volcanologues du Costa Rica, les collègues de Pieri au JPL espèrent créer un spectromètre de masse ne pesant que 3 kilogrammes (6,6 livres).
Les données rapprochées recueillies par les drones complètent l'imagerie La NASA rassemble depuis 2000 un appareil sur son satellite Terra. Les images aident les scientifiques à mesurer les variations de température et de gaz dans les volcans du monde entier.
Les drones et les satellites ont un gros avantage sur les sacs à dos. Les gens n'ont pas à les transporter dans des zones dangereuses.
"L'une des raisons pour lesquelles nous sommes motivés à utiliser ces drones est que beaucoup de ces observations sont faites par des personnes sur le terrain et qu'elles sont tuées", explique Pieri. Ce n'est pas un risque théorique pour Pieri.
Il pense à David Johnston, le volcanologue de 30 ans tué lors d’une mission d’observation à 6 milles du mont St. Helens.
"C'est comme se tenir à côté d’un tonneau de dynamite et le fusible est allumé, mais vous ne savez pas combien de temps dure le fusible", a déclaré Johnston au service de presse AP en mars 1980, deux mois avant l’éruption. échelle). Johnston est reconnu pour avoir sauvé des vies en fermant la zone après avoir détecté des signes que le mont St. Helens était sur le point de souffler.
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Antonio / E + / Getty Images
Depuis lors, des équipes de scientifiques et d'ingénieurs ont travaillé avec diligence pour trouver de nouveaux moyens de prévenir certaines des zones peuplées qui ont surgi dans les ombres mortelles de ces montagnes explosives. Mais il y aura toujours des surprises désagréables.
"La plupart des volcans ne sont pas surveillés", me dit Pieri.
Je sais que nous serons chanceux d’avoir un avertissement si cette magnifique bombe à retardement que j’ai grandie à proximité souffle toujours. J'essaie donc de rester optimiste et j'espère que la science et la technologie trouveront plus de moyens de nous protéger lorsque la Terre en décidera.
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