KILAUEA  (Hawaii)

Longitude : 155° 292 Ouest
Latitude : 19° 425' Nord
Altitude :  1 222 m

Description  --   En activité depuis 1983  --  La Déesse Pélé -- Les Arbres de Lave  --  Point Chaud

Le volcan Kilauea, constitue la pointe Est de la grande île d’Hawaii. Il est apparu il y a 200 000 ans sur le flanc Sud du Mauna Loa. Le Kilauea est un volcan de type bouclier de 20 000 km3, pour une superficie de 1 500 km2. Le Kilauea est le volcan le plus actif au monde par la durée de ses éruptions et par le volume de magma basique émis. Son sommet plat est caractéristique des volcans boucliers avec une caldeira de 3,2 x 4,4 km de diamètre pour une profondeur d’environ 150 m.

Les pit-craters du Kilauea

Cette caldeira est le résultat du fusionnement de plusieurs pit-craters. Ceux-ci sont des cratères d’effondrement apparaissant soient à la fin d’une activité éruptive, soient à la suite de la migration d’un magma basique, par l’intermédiaire d’un dyke, de la région sommitale vers les flancs externes du volcan.

A l’extérieur et proche de cette caldeira, deux pit-craters : le Kilauea Iki (1,6 km x 0,8 km de diamètre) et Keanakakoi (400 m de diamètre). A l’intérieur de la caldeira du Kilauea mais excentré vers le Sud-Ouest, se trouve le cratère principal d’Halema'uma'u Crater. Ce pit-crater imposant, d’un km de diamètre, a une profondeur de 30 m par rapport au plancher de la caldeira du Kilauea.


Carte de la caldeira du Kilauea. Dominique Decobecq
La caldeira du Kilauea et le pit-crater Halema'um'au
La caldeira du Kilauea. (Photo Dominique Decobecq)

L’activité historique d’Halema’uma’u

La première expédition menée au sommet du Kilauea par des occidentaux remonte à 1823. A l’époque, le plancher de la caldeira était à 300 m de profondeur (au niveau de son rebord Ouest). La description et la carte réalisées en 1824, par James Balden et Lord George Byron (un cousin du poète Byron) témoignent de la présence déjà à cette époque d’Halema’uma’u crater.

Halema’uma’u est la zone la plus active du Kilauea car il présente depuis plus de 180 ans une activité quasi continue avec un lac de lave. Ses éruptions successives combleront en 150 ans, sur environ 130 m de hauteur, cette caldeira du Kilauea, dont le plancher, depuis une quarantaine d’années, affleure au niveau de son rebord sud

Carte du Kilauea en 1865 d'après William T. Brigham. En haut à droite, carte du Kilauea en 1841. En haut et à gauche, carte du Kilauea en 1825. Tiré de Hawaiian Volcanoes, par Clarence Edward Dutton (1884). Doc D. Decobecq

Les débordements ont parfois été très importants, inondant de lave toute la caldeira du Kilauea avec des coulés de lave très fluide de type pahoehoe. Ces coulées étaient accompagnées de tunnels de lave comme celui qui débouche dans le rempart Nord d’Halema’uma’u. Il s’est formé lors de l’éruption de 1919, qui dura 294 jours. Cette cavité Halema’uma’u cave (voir figure) présente de nombreux effondrements du toit du tunnel qui témoignent des multiples crises sismiques se manifestant dans la zone sommitale avant et lors de chaque éruption. La topographie de ce tunnel de lave est inhabituelle par rapport aux classiques et nombreux tunnels de lave d’Hawaii : topographie assez rectiligne, suivant en cela la pente prise par la coulée de lave. Ici, dans ce tunnel de Halema’uma’u, les changements de direction indiquent que la coulée a buté contre le rempart Nord de la caldeira du Kilauea, et les nombreux petits conduits secondaires traduisent l’inexistence de pente dans la caldeira.


Intérieur de Kazumura Cave, le plus grand tunnel de lave du monde. Photo Dominique Decobecq

Les éruptions particulières du Kilauea

Le Kilauea est connu pour ses fontaines de laves et ses coulées de lave fluides qui arrivent dans l’océan par l’intermédiaire de tunnels de lave. Mais ce volcan si rouge dans son activité peut présenter un dynamisme éruptif bien plus violent et dangereux lors d’éruptions phréatiques ou phréatomagmatiques. Ce dynamisme phréatomagmatique se manifeste tout simplement quand un volume conséquent de lave arrive dans l’océan. Le panache de vapeur d’eau qui s’échappe du littoral laisse alors place à de noires explosions. Mais ce n’est rien à ce qui se produit parfois (5 fois semnble t’il en 1000 ans) au sommet du Kilauea : ce volcan sans dôme de lave peut émettre des sortes de « nuées ardentes » de gaz chauds suite à une très violente éruption phréatomagmatique.

Traces de pas dans le désert de Kau. Photo Dominique Decobecq Le dernier événement très rare d’émission de « nuées ardentes » remonte à 1790 avec le pit-crater du Kilauea Iki. Ce dernier émet des cendres chaudes en abondance et une pluie très violente transforme les retombées de cendres en boue. Au même moment, Keoua le chef d’un clan située à Puna au sud d’Hawaii, revient d’une bataille contre son rival, Kamehameha (qui deviendra le roi d’Hawaii grâce au Kilauea). La troupe de guerriers de Keoua, accompagné de leurs enfants et de leurs épouses, passe près du Kilauea sous cette pluie de cendres. Leurs pieds nus s’enfoncent dans cette boue. Avec le soleil et le vent, l’empreinte des pas sera durcie comme avec un ciment naturel. Une explosion plus importante riche de gaz et de cendres chaudes dévalent sur la troupe. Environ de 80 à 100 personnes décèderont suite à cette explosion. L’aire de retombées de ces cendres de 190 km2 recouvre le Sud-Ouest du Kilauea. Dans le désert de Kau, on peut ainsi découvrir avec émotion, des centaines d’empreintes de pieds de la tribu de Keoua.

Pendant plus de 130Halemaumau (éruption du 7 mai 1924). Document Dominique Decobecq années, le Kilauea ne manifeste plus de violentes explosion, mis à part ses légendaires fontaines de lave. Mais en février 1924, le lac de lave actif d’Halema'uma'u se vidange laissant place à un cratère profond de 115 m. Plus aucune éruption, mais au début du mois d’avril 1924, l’activité sismique augmente dans la zone du rift Est. Le 23 avril, des fissures s’ouvrent et la crise sismique se termine avec une éruption sous-marine au large d’Hawaii.

Le 29 avril, 1924 le fond du cratère d’Halema'uma'u s’effondre à nouveau et d’imposants nuages de poussières s’élèvent au-dessus du cratère. Le 1er mai, le cratère fait plus de 150 m de profondeur et le 7 mai, il a une profondeur d’environ 210 m, avec des nuages de poussières qui s’échappent du cratère.

Dans la nuit du 10-11 mai se produit une explosion : des blocs sont repérés autour du cratère d’Halema'uma'u et s’échappe un nuage de cendres d’environ 2,3 km.

Le 13 mai se produit plusieurs explosions de type phréato-magmatique. Pendant une douzaine de jours se produira successivement, et plus d’une centaine de fois, des effondrements, une mise en pression et des explosions. Cet évènement causera la mort d’un photographe suite à des chutes de blocs alors qu’il qui s’était approché du cratère.

L’explication de ce phénomène serait qu’il y a un retrait de la colonne magmatique à l’aplomb de Halema’uma’u. Le résultat c’est que le pit-crater devient une sorte de puits naturel. La nappe phréatique située à 500 m de profondeur se déverse dans le puits et forme un lac d’eau dans le cratère effondré d’Halema'uma'u. La rencontre eau et magma sous-jacent provoque une surpression surtout quand le cratère est bouché par les produits de l’effondrement de la paroi du cratère et aussi par une dépressurisation du magma qui n’a plus 500 m de roches au-dessus de lui.


Le lac de lave du Halemaumau dans les années 1920. Document Dominique Decobecq
Ce type de cratère (pit crater) est dû à la vidange d’une poche superficielle de magma qui en créant un vide provoque, en surface, un effondrement. Halemaumau a souvent été en éruption, d’ailleurs Mark Twain dans son livre A la Dure, décrit magnifiquement le lac de lave en fusion.

Les coulées de lave sont principalement des tholéiites à olivines.

Tunnels de lave sur le Kilauea

En éruption depuis 1983
Depuis plus de 25 ans le Kilauea s’épanche, et aujourd’hui le problème des volcanologues de l’observatoire n’est plus de prévoir la prochaine éruption mais de savoir quand elle finira ! Ainsi, depuis 1983, 110 km2 ont été recouverts par la lave pour un volume estimé à 2 km3.
Tout commença le 3 janvier 1983 dans la zone Est du Kilauea quand des fissures éruptives s’ouvrent, d’où s’échappent des véritables rivières de lave, fluide comme de l’eau, et nappant tout le paysage de coulées lisses dites pahoehoe. Quelques mois plus tard un édifice de 400 m de haut, le Puu Oo, émergea des champs de lave ; il abrita un lac de lave où s’est produit pendant plusieurs années, à intervalles réguliers (tous les 20 à 30 jours), des fontaines de lave montant à plusieurs centaines de mètres de hauteur, véritable muraille de feu tellurique, dont le spectacle durait quelques heures à plusieurs jours.
Les coulées de lave progressaient car des tunnels de lave se constituaient, qu’empruntaient les laves lors de chaque emballement du Puu Oo. Le 25 novembre 1986 il n’est plus possible de faire le tour de l’île car la route est traversée par les coulées. Trois jours plus tard, les coulées rejoignaient l’océan. L’endroit où les laves arrivent en mer est repérable par l’important panache de vapeur qui monte à la suite de cette rencontre. Les quatre éléments fondamentaux d’Empédocle d’Agrigente sont réunis : le feu, l’eau, l’air et la terre. Cependant, les Rangers du Parc National d’Hawaii interdisent parfois l’accès, car la rencontre magma-eau provoque des explosions parfois violentes et la côte est abrupte.
Les laves qui se mettent en place sous l’eau sont de forme très particulière : les pillows lavas (les laves en coussins, car ils sont ronds). Ce type de morphologie de lave peut s'observer vers Briançon (France) dans le massif du Chenaillet.

Un observatoire volcanologique surveille et étudie depuis 1912 l’activité d’Hawaii, et une partie du Kilauea est depuis 1916 un parc national américain (Hawaii Volcanoes National Park).
 

Reprise d’activité à Halema'uma'u ?

L’activité éruptive du Kilauea (Hawaii) qui dure depuis plus de 25 ans au Pu’u O’o est-elle enfin en train de se modifier ? En effet, entre 10 et le 12 mars 2008 événement à l’observatoire volcanologique du Kilauea : une petite bouche est apparue dans le rempart Est du cratère de Halema'uma'u.

L’activité de Halema'uma'u depuis 1924

Depuis cet événement de 1924, les éruptions sommitales de type lac de lave ont été plus rares, alors que les éruptions au niveau de la zone de rift sont devenues plus fréquentes et très longues en durée. La dernière éruption à Halema’uma’u remonte à 1982. Auparavant en 1974 et 1971 des éruptions fissurales s’étaient manifestées sur le bord Sud-Ouest. Par ailleurs, entre 1968 et 1969, pendant plus de 8 mois, un lac de lave remplira entièrement Halema’uma’u.

Le 19 mars 2008 à 2h56 du matin (heure locale), une petite explosion se produit au niveau de cette nouvelle bouche ouverte entre le 10 et le 12 mars. Elle a projeté des blocs anciens de lave constituant les remparts internes d’Halema’uma’u sur une surface d’environ 30 ha. Il n’y a pas de lave fraîche. Des blocs, dont certains atteignent plus d’un mètre cube, sont retombés sur le promontoire permettant aux touristes d'admirer le cratère.

Le 23 mars au soir, la nouvelle bouche éjecte de petits fragments de lave fraîche. Des lambeaux de lave retombent même sur la lèvre du cratère avec des éjectas mesurant jusqu'à 10 cm. Les volcanologues découvrent des cheveux et des larmes de Pélé sur la plate-forme d'observation qui domine le cratère. Le lendemain, le panache qui s'échappe de la bouche n’est plus simplement de la vapeur blanche. Sa couleur est devenue marron, révélant la présence de cendre. Il atteint presque 2,8 km de hauteur.

Depuis, un panache de vapeur et de gaz s’échappe en continu de cette bouche avec comme pour le 9 et le 16 avril de petites explosions qui éjectent des blocs massifs, des lambeaux de lave fraîche et des cheveux et des larmes de Pelé sur l’aire d’observation pour touristes.

Emission de SO2

L’émission de SO2 émis depuis la zone sommitale s’est accrue de 2 à 4 fois depuis le début janvier de 2008. Mais le 12 mars, cette émission de SO2 a drastiquement augmenté. Durant la période du 12 -16 mars entre 1 600 à 2 500 tonnes/jour sont ainsi émis (à comparer au 160-200 t/j des jours précédents). En corrélation, entre le 14 et le 18 mars la bouche d’une trentaine de mètres qui vient de s’ouvrir présente une incandescence. L’émission de SO2 depuis fluctue du simple au double.

Taux de SO2 T/ jour

Date
2008

3 mars
12-16 mars
23 mars
25 mars
13 avril
15 avril
19 avril
20 avril
21 avril
27 avril
7 mai
8 mai
9 mai
10 mai
11 mai
12 mai
Halema'uma'u
970
1600 à 2500
2200
700 à 1200
970
1910
850
1150
2240
1100
590
730
620
840
810
Pu’u O’o 1760 2240 2860

Source : HVO Kilauea Volcano

Un plan d'évacuation de Volcano Village a été élaboré pour prévenir les risques quand les alizés poussent les gaz toxiques vers l’est. Ce qui est bien visibles sur les images satellites. C’est ainsi que le Parc des Volcans a été fermé au public déjà deux fois (9 avril, 23 avril) suite à des émissions de SO2 trop élevées et surtout poussées par les vents vers la zone où les visiteurs sont les plus nombreux. Un nouveau risque apparaît donc au Kilauea avec les gaz toxiques.

La déesse Pélé
A Hawaii, la déesse, Pélé est la personnification des nombreux phénomènes volcaniques. Cette créature fut chassée de Tahiti par sa sœur Na-maka-o-Kaha’i, la déesse des eaux. Pélé trouva refuge dans un cratère au Nord de l’archipel d’Hawaii. Mais sa sœur, toujours à sa poursuite, noya le cratère dans lequel elle s’était réfugiée ; elle alla un peu plus loin pour trouver un autre refuge, mais, de nouveau, sa sœur arriva et anéantit les efforts de Pélé. Cet épisode, qui se répéta de nombreuses fois, est à l’origine de l’archipel Hawaiien. Coïncidence, les géologues ont démontré que les îles de cet archipel sont de plus en plus jeunes si l’on se déplace vers le sud-est (la théorie des points chauds). Après une dernière lutte Pélé mourut à Mauï et son esprit s’éleva pour devenir une déesse et elle s’installa au Mauna Loa à Hawaii. Elle serait actuellement dans le cratère du Kilauea. Très irritable elle provoquerait une éruption à chacune de ses colères. Ce mythe fut entretenu par les nombreux fils, très fins, ressemblant à des cheveux, que l’on trouve près des fontaines de lave. Attribués à Pélé, ces cheveux sont en fait des gouttes de lave qui sont étirées par le vent. Des cérémonies se déroulent parfois aux bords des lèvres du cratère pour calmer les humeurs de Pelé, mais les offrandes ne sont peut être pas suffisantes, et le Kilauea est toujours en éruption.

Pélé semble être intervenue dans une histoire qui s’est déroulée à la fin du XVIIIe s. À quelques kilomètres du Kilauea, dans le désert de Kau, il est possible de trouver des empreintes de pieds laissées par une tribu hawaiienne. Un jour de 1790, les guerriers du chef Keoua, qui voulaient en découdre avec une tribu située sur la côte, passe près d’un volcan, le Kilauea Iki. La colonne est surprise par des retombées de cendre, car une éruption débute. Une pluie très violente transforme ces cendres en boue ; le Soleil puis le vent figent les empreintes de cette expédition punitive.
Les hawaiiens virent dans cette éruption la manifestation courroucée de la déesse Pélé, car un territoire interdit, un tabou, avait été transgressé...

LES ARBRES DE LAVE
En randonnant dans les coulées de lave du Kilauea on trouve parfois des monolithes bien particuliers : de petits cônes de lave de 2 à 3 m de haut d’où émerge un tronc d’arbre carbonisé.
Lors de certaines éruptions, la coulée est si fluide et a un tel débit que, lorsqu’elle traverse une forêt, elle enrobe de lave chaque arbre jusqu’à 3 m de haut. Puis le niveau de la lave diminue laissant ces sculptures énigmatiques.

La théorie du point chaud
Hawaii, au cœur de l’océan Pacifique, est l’île volcanique la plus récente et la plus volumineuse (150 x 130 km) de l’archipel hawaiien (long de 3 600 km et constitué par plus de 100 volcans). Les datations de ces différentes îles volcaniques montrent une variation régulière de l’âge, depuis la fosse Aléoutiennes (75 millions d‘années) jusqu’à l’île d’Hawaii, la plus récente, qui présente des volcans en activité. L’alignement des îles, en relation avec les datations, témoigneraient du déplacement de la plaque Pacifique vers l’Ouest, au-dessus d’un « point chaud » situé sous la lithosphère et correspondant à la montée d’un panache mantellique.
Ce point chaud, comme un chalumeau, perce la croûte océanique et crée des volcans. La lithosphère (croûte plus une partie du manteau supérieur ) se déplaçant par rapport au point chaud, qui lui est fixe, est à l’origine de cette succession d’îles.
Hawaii a donc émergé il y a environ un million d’années et se trouve, aujourd’hui, avec le volcan éteint du Mauna Kea à plus de 4 200 m d’altitude. Un autre mastodonte, le Mauna Loa, est près de le dépasser avec une altitude de 4 171 m.

Les tunnels de lave d'Hawaii
  

Entrée d'un trunnel de lave, Dallas Cave, Hawaii. Photo Dominique Decobecq
 

Pour aller plus loin :

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