L aléa volcanique - Université de Rouen
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D. Mouralis - Université de Rouen, nov. 2009 L aléa volcanique : L’aléa catastrophes et prévention 1 – Risques et catastrophes volcaniques 2 – La Soufrière (1976) 3 – Mont Saint-Helen (mai 1980) 4 – Nevado Nevado-del-Ruiz del Ruiz (nov. 1985) 1 - La place du risque volcanique Type de risque Wild Fires Nbr de morts 1900-2004 % 2 672 0,01 Industrial Accident 44 704 0 12 0,12 Slides 54 264 0,15 Misc Accident 55 450 0,15 , Extreme Temperature 73 134 0,20 Volcano 95 907 0,26 Transport Accident 182 832 0,49 Wave / Surge 240 490 0,64 Wind Storm 1 200 887 3 21 3,21 Earthquake 1 866 205 4,99 Flood 6 891 276 18,42 Famine 7 158 299 19,14 Epidemic 9 527 670 25,47 Drought 10 008 594 26,76 TOTAL 37 402 384 100 Source : CRED/EM-DAT – Univ. de Louvain Principales catastrophes liées aux aléas volcaniques depuis 1900 Source : CRED/EM-DAT – Univ. de Louvain year event_name country_name location killed Tot.affected region 1949 Purace Colombia 1000 0 South America 1949 Paricutin Mexico 1000 0 Central America 1966 Mount Kelud Indonesia 1000 5060 South-east Asia 1902 Santa Maria Guatemala 1000 0 Central America 1931 Merapi Indonesia 1300 0 South-east Asia 1951 Mount Merapi Indonesia 1300 0 South-east Asia 1911 Mount Taal Philippines 1335 199 South-east Asia 1930 Merapi Indonesia 1369 0 South-east Asia 1902 M Mount t Soufriere St Vincent and The Grenadines 1565 0 Caribbean 1963 Mount Agung Indonesia Bali 1584 78000 South-east Asia 1986 Nyos Cameroon Lake Nyos (Wum region) 1746 10437 Central Africa 1951 Mount Lamington Papua New Guinea 3000 0 Oceania 1919 Mount Kelud Indonesia 5000 0 South-east Asia 1929 Santiaguito Guatemala 5000 0 Central America 1909 Kelud Indonesia 5500 0 South-east Asia 1902 Santa Maria Guatemala 6000 0 Central America 21800 12700 30000 0 1985 Nevado Del Ruiz Colombia 1902 Mount Pelee Martinique Margomlujo (East Java) Manilla region Small Island between Java and Sumatra Java Armero Chinchina Armero, Chinchina, Casablanca, Herveo, Libano, Murillo, Villahermosa South America Caribbean Les aléas volcaniques • • • • Emission de gaz Coulées de lave Les projections et retombées de bombes (type strombolien), de cendres (type vulcanien), de ponces (type plinien) . Ecoulements pyroclastites / Nuées ardentes • • Coulées boueuses (Lahars) Instabilités de versants (avalanches de débris) • R d Raz de marée é (t (tsunami) i) 0,23 % 4,20 % 46,0 % 40,0 % Les risques 1 à 4, immédiats, sont des conséquences directes de l'éruption. Les risques 5 et 6 apparaissent différés dans le temps car ils peuvent suivre l'éruption de plusieurs jours jours, mois ou années années. Le risque 7 est différé dans l'espace : le volcan a un effet destructeur dans une zone éloignée. 2 - La Soufrière 1976 Eruption volcanique et controverse volcanologique (Haroun Tazieff, Claude Allègre, etc…) L Soufrière La S f iè Tectonique des plaques en Amérique du sud [IPGP] [IPGP] 21 mars 1982 3 - Mont Saint-Helens Localisation du Mont Saint-Helens Mont Saint Saint-Helens Helens Sept. 1994 Février 2005 'Whaleback' feature in Mount Saint Helens new lava dome on February 22, 2005.Photographer: Steve Schilling, USGS. Chronologie (1) Avant l’éruption : - 20 mars 1980 : séisme superficiel de magnitude 4. - A partir du 27 mars : explosion de vapeur ; fonte couche neigeuse ; projection de poussière sans apport de matériel juvénile. Puis, le 28 mars, des émanations de dioxyde de soufre se produisent produisent. - 1er avril : séisme trahissant une remontée de magma. Le flanc nord commence à se déformer. Et se poursuit jusqu'au matin du 18 mai. N b Nombreuses explosions l i phréatiques. h é ti L La convergence d des d données é sismiques et structurales indique la mise en place d'une poche de magma sur le flanc nord de l'édifice : c'est le crypto-dôme dacitique. - Le volcan est étroitement surveillé pendant ces deux mois. Accès interdit, jusqu'à une distance de 5 à 16 km. Chronologie (2) L'é L'éruption ti paroxysmique i : 18 maii 1980 • • l'avalanche de débris sur le flanc nord du cône. – Volume : 2,3 km3 ; – mélange de roches, glace, neige ; – vitesse : 200 km.h-1 le long de la vallée de North-Folk sur une distance de 20 km (avec des épaisseurs déposés supérieures à 200 m dans certains secteurs). le blast : décompression du crypto-dôme mis à nu par l’avalanche de débris. Une explosion dirigée se produit au niveau de la cicatrice d'arrachement laissée p par l'avalanche de débris q qui s'écoule au même moment. L'explosion donne naissance à une coulée pyroclastique très rapide qui se dilate suivant un cône de 180° ouvert au nord. – Il dévaste une surface de 500 km2 jjusqu'à q une distance de p près de 30 km à une vitesse supérieure à 100 m.s-1, franchissant les barrières topographiques de plusieurs centaines de mètres de haut. La forêt est totalement dévastée. • Violentes explosions pyroclastiques alimentant une colonne éruptive plinienne (30 km d'altitude). • Vers 16h00 se mettent en place lahars. • Plus tard un nouveau dôme dacitique ss'extrude extrude dans le cratère de l'avalanche de débris, accompagné par de nombreuses explosions sporadiques et coulées pyroclastiques. Mont Saint-Helens : les effets de la phase éruptive paroxysmale du 18 mai 1980 [Kieffer, 1981] Phénomènes précurseurs Évolution des phénomènes précurseurs (énergie sismique libérée, expansion du dôme, déformation du substratum, et é i i d émission de di dioxyde d d de soufre) f ) et propositions de fenêtres prédictives successives avant la pulsation du 19 mars 1982 au Mont Saint Helens (Swason et al., 1985) 21 mars 1982 USGS photo of Mt. Saint Helens. Caption: Mount St. Helens erupted often between 1980 and 1986. An explosive eruption on March 19, 1982, sent pumice and ash 9 miles (14 kilometers) into the air, and resulted in a lahar (the dark deposit on the snow) flowing from the crater into the North Fork Toutle River valley. Part of the lahar entered Spirit Lake (lower left corner) but most of the flow went west down the Toutle River, eventually reaching the Cowlitz River, 50 miles (80 kilometers) downstream. USGS Photograph taken on March 21, 1982, by Tom Casadevall. 4 - Le Nevado del Ruiz 13 novembre 1985 Les risques en Amérique A éi Latine [Thouret, 2003] Nevado del Ruiz Tectonique des plaques en Amérique du sud Massif volcanique Ruiz-Tolima Landsat 2 – 1er fev. 1976) Glaciers (au 1er fev. 1976) Eruption de vapeur, peu avant la catastrophe du 13 nov. nov 1985 Nevado del Ruiz, Andes, Colombia: Steam eruption in September 1985 prior to the major eruption on November 13, 1985 erasing Armero from the map. Lahars Lahars Chronologie La première explosion secoue les flancs du Nevado del Ruiz. 15 h Une heure plus tard, le directeur de la protection civile du département est alerté. 16h Il décide de réunir les responsables régionaux mais certaines personnes très à 19h importantes comme le gouverneur ou le commandant de la police sont absentes. Un message d'évacuation est transmis par les radios mais peu de gens l'entendent : Il 20h y a un match de football au même moment à la télévision ! Alors que les cendres tombent déjà sur Armero, un prêtre et un professeur (se basant sur des informations fausses en provenance de la capitale), rassurent la population à travers les haut-parleurs de l'église. Ils conseillent aux habitants de rester calmement 21h chez eux et de s'appliquer un mouchoir sur le nez.. Le maire d'Armero essaye d'entrer en contact avec le comité de sécurité mais c'est impossible à cause des mauvaises communications téléphoniques. Le maire reçoit un appel d'un village proche du cratère lui confirmant l'éruption. Il ordonne aux pompiers d'évacuer les habitants vivant au bord de la rivière. 21h 45 à 23h00 Le torrent de boue déferle sur la ville. 23h30 Trajets des lahars http://glg110.asu.edu/2002/Lectures/lecture5.html Fonte des glaciers g [Thouret, 1993] [Rapp et al., 1991] Carte du risque q d’octrobre 1985 Pyroclastites y et lahars en nov. 1985 www.tulane.edu/~sanelson/geol204/volhaz&pred.htm. Trois modèles des relations entre les procédures, la gestion et les conséquences d’un désastre fondés sur l’anal se de la l’analyse castrophe d’Armero (1985) Les événements du Nevado del Ruiz sont passées du modèle le plus simple (A) au début en 1984, au modèle (B) lorsque l’éruption du 11 septembre a servi de signal précurseur qui a mis un terme à l’incrédulité, et finalement au modèle (C) le 13 novembre 1985 [Thouret, 2003] Gestion du risque & circulation de l’informaiton Les temps du risque Deadliest Volcanic Eruptions Since 1500 A.D. Eruption Nevado del Ruiz, Colombia Year Casualties Major Cause 1985 25 000 1,3 Mudflows3 1902 30 000 1 (29,02 5) 2 Pyroclastic flows2 Krakatau, Indonesia 1883 360001 (36,41 7)2 Tsunami2 Tambora, Indonesia 1815 92,0001,2 Starvation2 1792 15,0001 (14,03 0)2 Volcano collapse, Lakagigar (Laki), Iceland 1783 9,0001 (9,350) 2 Starvation2 Kelut, Indonesia 1586 10,0001 Mont Pelée, Martinique Unzen, Japan Tsunami2 Other Notable E ti This graph demonstrates the number and type of volcanic events known to have produced lahars. It is based on a USGS study of 108 historic eruptions from around the world. Modified from USGS. Diap. 17 : Localisation du volcan Nevado del Ruiz is the highest and most extensive stratovolcano in this massif (figs. 9, 10, 11). It rises more than 5,300 m above mean sea level and supports an ice cap that had an area of 21.3 km2 measured on a 1976 Landsat image. The snowline is at an altitude of 4,900 m on its west flank and 4,800 m on the east flank. A comparison between 19th century paintings (Mark, 1976) (figs. 10A, B) and a recent photograph (fig. 11) shows an impressive retreat of the margins of the ice cap, which Herd (1982) estimated at 150 m, equivalent to a shrinkage of 64 percent from the area of the ice cap in 1845. Glaciers and snowfields of the Ruiz-Tolima volcanic massif. A, Area of glaciers and snowfields, shown in green, calculated from a Landsat 2 MSS image acquired on 1 February 1976. B, Enlargement of northeastern part of Landsat 2 MSS false-color composite image (2375-14350; 1 February 1976; Path 9, Row 57) from the EROS Data Center,, Sioux Falls,, S. Dak. Diapo. 18 : Original Caption Released with Image: This spaceborne radar image shows the Ruiz-Tolima volcanic region in central Colombia, about 150 kilometers (93 miles) west of Bogata. The town of Manizales, Colombia, is the pinkish area in the upper right of the image. Ruiz Volcano, also known as Nevado del Ruiz, is the dark red peak below and right of the image center. A small circular summit crater is visible at the top of Ruiz. Tolima Volcano is the sharp peak near the lower left corner of the image. The red color of the image is due to the snow cover and the lack of vegetation at high elevations in these volcanic mountains. Ruiz Volcano, at 5,389 meters (17,681 feet) elevation, is capped by glaciers. In 1985, an explosive eruption p melted p parts of these g glaciers,, triggering gg g mudflows along g narrow canyons y on the sides of the volcano. The town of Armero, located just off the right side of the image, was buried by mud and 21,000 residents were killed. Scientists are using radar images of these remote yet dangerous volcanoes to understand the threats they pose to local populations. The image was acquired by the Spaceborne Imaging Radar-C/X-band Synthetic Aperture Radar (SIR-C/X-SAR) onboard the space shuttle Endeavour on April 14, 14 1994. 1994 The image is centered at 4.8 4 8 degrees north latitude and 75.3 degrees west longitude. North is toward the upper right. The image shows an area 40 kilometers by 48 kilometers (24.8 miles by 29.8 miles). The colors are assigned to different frequencies and polarizations of the radar as follows: red is L-band, horizontally transmitted, horizontally received; green is L-band, horizontally transmitted, vertically received; blue is C-band, horizontally transmitted, vertically received. SIR-C/X-SAR, a joint mission of the G German, Italian It li and d United U it d St States t space agencies, i is i partt off NASA's NASA' Mission Mi i to t Planet Pl t Earth E th program. http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA01827 Diap. 24 : Fonte des glaciers However, in November 1985, Nevado del Ruiz erupted (Sigurdsson and Carey, 1986), and according to Thouret (1990), about 16 percent (4.2 km2) of the surface area of the ice and snow of this nevado was lost, and 25 percent of the remaining ice was fractured and destabilized by earthquakes and explosive volcanic activity. activity The associated volume decrease was estimated to be approximately 6x107 m3 or 9 percent of the total volume of ice and snow (Thouret, 1990; Williams, 1990a, b); figure 12 illustrates the extent of the ice and snow lost during the 1985 eruption. Glaciological changes have also been analyzed by Jordan and others (1987). A digital, color orthophoto map by Finsterwalder (1991) provides a precise topographic and image baseline for comparison with past and future maps of the glaciological status and extent (area and volume) of the ice cap on Nevado del Ruiz. Figure 12.--Effect of the November 1985 volcanic eruption on the Nevado del Ruiz ice cap (modified from Thouret, 1990). http://pubs.usgs.gov/pp/p1386i/colombia/ruiz.html Diapo 25, 26 et 28 : http://glg110.asu.edu/2002/Lectures/lecture5.html
