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Les températures de surface reflètent les températures sous le sol
Certains volcans ont des caractéristiques thermiques particulières
Certains volcans présentent des caractéristiques thermiques particulières telles que des évents fumants, des geysers, des sources chaudes, des coulées de lave ou des dômes de lave. Des changements de surface température au niveau de ces caractéristiques thermiques se produisent parfois avant une éruption volcanique. La reconnaissance de ces « anomalies thermiques » peut être utile pour prédire les changements d’activité.
Plusieurs caractéristiques thermiques sont à noter.
- Les caractéristiques dominées par la vapeur, comme les évents de gaz, les fumerolles et les marmites de boue, ont une température allant de l’ébullition à plusieurs centaines de degrés (environ 400 °C ou 750 °F).
- Les caractéristiques dominées par l’eau comprennent les geysers, les sources/piscines chaudes, les lacs de cratère, l’élévation de la température de la surface de la mer (par exemple, à cause de l’activité volcanique sous-marine ou insulaire), et même la fonte de la glace (par exemple, les volcans sous-glaciaires). Leur température varie du gel à l’ébullition.
- Les caractéristiques dominées par la lave comprennent les lacs de lave, les coulées de lave, les dômes de lave et les coulées pyroclastiques, et peuvent atteindre des températures allant jusqu’à environ 1200 °C (2200 °F).
Norris-2003. Un scientifique de l’YVO prend une mesure de température au « Fils du dragon vert » caractéristiques thermiques.
Les mesures de la température du sol sont importantes pour l’étude complète de l’évolution d’un volcan
Il peut être dangereux de mesurer directement la température des bassins de sources chaudes, des champs de fumerolles ou des coulées de lave actives. Pour des mesures très précises, les scientifiques placent des dispositifs appelés thermocouples directement sur la surface chaude d’un élément thermique. Ces mesures sont le plus souvent effectuées sur des volcans facilement accessibles, et les scientifiques ne procèdent aux mesures que si les zones sont sûres pendant plusieurs minutes. Bien que les mesures directes soient très précises, elles sont limitées car elles ne peuvent couvrir qu’une zone petite ou spécifique.
Les mesures de température peuvent également être effectuées à distance à l’aide de caméras ou d’instruments qui mesurent le rayonnement infrarouge thermique, qui est émis par la surface chauffée. Cependant, le rayonnement infrarouge thermique peut être partiellement ou totalement obscurci par d’épais nuages ou panaches de cendres, de sorte que ces types de mesures doivent être effectués dans des conditions atmosphériques favorables. Un instrument couramment utilisé par les scientifiques du programme sur les risques volcaniques est une caméra infrarouge (thermique) frontale, qui produit une image utilisant un spectre de couleurs en corrélation avec la température détectée.
Cette image montre un géologue du HVO en train de prélever un échantillon de la lave qui s’infiltrait à l’intérieur du bouclier sans racines. La lave a été placée dans un seau d’eau pour tremper l’échantillon. Le cadre supérieur est une photographie normale, tandis que le cadre inférieur est une image thermique prise à une fraction de seconde de la photographie. Comme le montre l’image thermique, l’intérieur incandescent de la coulée, qui est exposé lorsque le clinker de la lave se détache, dépasse 1000 degrés Celsius (1800 degrés Fahrenheit). Le géologue se protège le visage de la chaleur rayonnante.
Les satellites peuvent détecter les caractéristiques thermiques des volcans
Il s’agit d’un outil important pour la surveillance des volcans éloignés disposant de peu d’installations au sol. Certains capteurs satellitaires font des observations quotidiennes ou semi-quotidiennes au-dessus des volcans, mais ces capteurs enregistrent des images de grandes zones avec une faible résolution, ce qui limite les détails à petite échelle que l’on peut voir des caractéristiques thermiques. Des images TIR plus détaillées et à plus haute résolution peuvent être obtenues à partir de capteurs satellites et aéroportés, mais les observations sont généralement moins fréquentes.
Image satellite composite du volcan Veniaminof (Alaska) collectée par Landsat-8 avec des données infrarouges à ondes courtes pour montrer les émissions thermiques de la coulée de lave active superposées à une image à longueur d’onde visible. Une éruption a commencé en juin 2013 avec des effusions de lave et des émissions, suivie d’une accalmie. La coulée de lave active est représentée dans des tons de jaune et d’orange, et s’étend vers le sud à partir de l’évent. De minces dépôts de cendres volcaniques sont visibles sur la neige et la glace, sous forme de rayons radiaux qui se forment lorsque les cendres sont émises sous l’effet d’un changement de direction du vent.
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