Published May 22, 2023 | Version v1
Publication Open

Monitoring volcano deformation at La Soufrière, St Vincent during the 2020–21 eruption with insights into its magma plumbing system architecture

Creators

  • 1. University of Oxford
  • 2. University of the West Indies
  • 3. Montserrat Volcano Observatory
  • 4. National University of Cuyo
  • 5. Institut de physique du globe de Paris
  • 6. Université Paris Cité
  • 7. Centre National de la Recherche Scientifique
  • 8. GNS Science
  • 9. Crown Research Institutes
  • 10. Goddard Space Flight Center

Description

Abstract Measurements of surface deformation provide valuable insight into sub-volcanic processes operating before, during and after eruptions. Here, we investigate the drivers behind the 2020–21 effusive–explosive episode at La Soufrière volcano in St Vincent using Global Positioning System (GPS) and Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) data between 2018 and 2021, and geodetic modelling. We observe inflation up to six months before the start to the effusive phase, which continued as the dome extruded. Once the eruption transitioned to the explosive phase, the volcano rapidly deflated, the bulk happening within the first three days of explosions. Our analytical modelling distinguishes three pressure source depth ranges contributing to this eruptive episode: 16–20, c. 6 and <1 km. Deformation data are therefore in line with a vertically extensive magmatic system being tapped pre- and syn-eruption with interaction between deep and shallow reservoirs by ascending magma batches. The combined use of GPS and InSAR proved to be instrumental for constraining the deformation field active during this eruptive episode. The direction of future geodetic monitoring at La Soufrière should therefore utilize both techniques with a view towards maximizing coverage while making up for shortfalls in station upkeep and variations in satellite overpass regularity.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

توفر القياسات المجردة لتشوه السطح رؤية قيمة للعمليات تحت البركانية التي تعمل قبل وأثناء وبعد الانفجارات. هنا، نتحقق من الدوافع وراء حلقة الانفجار المتفجر لعام 2020-2021 في بركان لا سوفريير في سانت فنسنت باستخدام بيانات النظام العالمي لتحديد المواقع (GPS) ورادار الفتحة الاصطناعية لقياس التداخل (InSAR) بين عامي 2018 و 2021، والنمذجة الجيوديسية. نلاحظ التضخم حتى ستة أشهر قبل بدء المرحلة الاندفاعية، والتي استمرت مع انبثاق القبة. وبمجرد انتقال الثوران إلى مرحلة الانفجار، ينكمش البركان بسرعة، ويحدث الجزء الأكبر خلال الأيام الثلاثة الأولى من الانفجارات. تميز نمذجتنا التحليلية ثلاثة نطاقات عمق لمصدر الضغط تساهم في هذه الحلقة البركانية: 16–20، ج. 6 و <1 كم. لذلك تتماشى بيانات التشوه مع نظام الصهارة الواسع رأسيًا الذي يتم استغلاله قبل الثوران والمزامنة مع التفاعل بين الخزانات العميقة والضحلة عن طريق دفعات الصهارة الصاعدة. أثبت الاستخدام المشترك لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) و InSAR أنه مفيد لتقييد مجال التشوه النشط خلال هذه الحلقة البركانية. لذلك يجب أن يستخدم اتجاه المراقبة الجيوديسية المستقبلية في لا سوفريير كلتا التقنيتين بهدف تحقيق أقصى قدر من التغطية مع تعويض النقص في صيانة المحطة والاختلافات في انتظام عبور الأقمار الصناعية.

Translated Description (French)

Résumé Les mesures de la déformation de surface fournissent des informations précieuses sur les processus sub-volcaniques fonctionnant avant, pendant et après les éruptions. Ici, nous étudions les facteurs à l'origine de l'épisode explosif-explosif effusif de 2020-2021 au volcan La Soufrière à Saint-Vincent en utilisant les données du système de positionnement global (GPS) et du radar interférométrique à ouverture synthétique (InSAR) entre 2018 et 2021, ainsi que la modélisation géodésique. Nous observons une inflation jusqu'à six mois avant le début de la phase effusive, qui s'est poursuivie au fur et à mesure de l'extrusion du dôme. Une fois que l'éruption est passée à la phase explosive, le volcan s'est rapidement dégonflé, la majeure partie se produisant dans les trois premiers jours d'explosions. Notre modélisation analytique distingue trois plages de profondeur de source de pression contribuant à cet épisode éruptif : 16–20, c. 6 et <1 km. Les données de déformation sont donc conformes à un système magmatique verticalement extensif en cours de pré- et syn-éruption avec interaction entre les réservoirs profonds et peu profonds par lots de magma ascendants. L'utilisation combinée du GPS et de l'InSAR s'est avérée instrumentale pour contraindre le champ de déformation actif pendant cet épisode éruptif. La direction de la surveillance géodésique future à La Soufrière devrait donc utiliser les deux techniques en vue de maximiser la couverture tout en compensant les déficits d'entretien de la station et les variations de régularité des passages supérieurs des satellites.

Translated Description (Spanish)

Resumen Las mediciones de la deformación de la superficie proporcionan información valiosa sobre los procesos subvolcánicos que operan antes, durante y después de las erupciones. Aquí, investigamos los impulsores detrás del episodio efusivo-explosivo 2020–21 en el volcán La Soufrière en San Vicente utilizando datos del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y el Radar de Apertura Sintética Interferométrica (InSAR) entre 2018 y 2021, y el modelado geodésico. Observamos la inflación hasta seis meses antes del inicio de la fase efusiva, que continuó a medida que la cúpula se extruyó. Una vez que la erupción pasó a la fase explosiva, el volcán se desinfló rápidamente, y la mayor parte ocurrió dentro de los primeros tres días de las explosiones. Nuestro modelado analítico distingue tres rangos de profundidad de la fuente de presión que contribuyen a este episodio eruptivo: 16–20, c. 6 y <1 km. Por lo tanto, los datos de deformación están en línea con un sistema magmático verticalmente extenso que se aprovecha antes y después de la erupción con la interacción entre reservorios profundos y poco profundos mediante lotes de magma ascendentes. El uso combinado de GPS e InSAR demostró ser fundamental para restringir el campo de deformación activo durante este episodio eruptivo. Por lo tanto, la dirección del futuro monitoreo geodésico en La Soufrière debe utilizar ambas técnicas con miras a maximizar la cobertura mientras se compensan las deficiencias en el mantenimiento de la estación y las variaciones en la regularidad del paso elevado del satélite.

Files

rc534fp74t.pdf

Files (6.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b45bbeac984c66532451807430fa8e55
6.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مراقبة تشوه البركان في لا سوفريير، سانت فنسنت خلال ثوران 2020–21 مع رؤى حول بنية نظام سباكة الصهارة
Translated title (French)
Surveillance de la déformation des volcans à La Soufrière, Saint-Vincent pendant l'éruption de 2020–21 avec un aperçu de l'architecture de son système de plomberie magmatique
Translated title (Spanish)
Monitoreo de la deformación del volcán en La Soufrière, San Vicente durante la erupción de 2020–21 con información sobre la arquitectura de su sistema de plomería de magma

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4360611864
DOI
10.1144/sp539-2022-270

Is supplement to
https://openalex.org/W3022972918 (Other)
https://openalex.org/W2912526141 (Other)
https://openalex.org/W2606804836 (Other)
https://openalex.org/W2605558483 (Other)
https://openalex.org/W2376050074 (Other)
https://openalex.org/W2375926277 (Other)
https://openalex.org/W2362150149 (Other)
https://openalex.org/W2037384459 (Other)
https://openalex.org/W2035841412 (Other)
https://openalex.org/W1993515991 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1557412403
  • https://openalex.org/W1664171571
  • https://openalex.org/W1962075097
  • https://openalex.org/W1983029767
  • https://openalex.org/W1994897322
  • https://openalex.org/W2012657154
  • https://openalex.org/W2013211795
  • https://openalex.org/W2042131939
  • https://openalex.org/W2043154991
  • https://openalex.org/W2048638207
  • https://openalex.org/W2059032100
  • https://openalex.org/W2062175031
  • https://openalex.org/W2064057621
  • https://openalex.org/W2081246750
  • https://openalex.org/W2081805564
  • https://openalex.org/W2085236052
  • https://openalex.org/W2110009781
  • https://openalex.org/W2124799255
  • https://openalex.org/W2129453414
  • https://openalex.org/W2130204909
  • https://openalex.org/W2141341915
  • https://openalex.org/W2152048040
  • https://openalex.org/W2162402371
  • https://openalex.org/W2165512909
  • https://openalex.org/W2248412022
  • https://openalex.org/W2290834688
  • https://openalex.org/W2410654390
  • https://openalex.org/W2552695255
  • https://openalex.org/W2564680869
  • https://openalex.org/W2567528338
  • https://openalex.org/W2597956106
  • https://openalex.org/W2603981417
  • https://openalex.org/W2744032831
  • https://openalex.org/W27504347
  • https://openalex.org/W2783374681
  • https://openalex.org/W2807854703
  • https://openalex.org/W2810146108
  • https://openalex.org/W2895546322
  • https://openalex.org/W2899341438
  • https://openalex.org/W2912367212
  • https://openalex.org/W2964395316
  • https://openalex.org/W3003423556
  • https://openalex.org/W3011307624
  • https://openalex.org/W3035440890
  • https://openalex.org/W3088015805
  • https://openalex.org/W3140930700
  • https://openalex.org/W3193411519
  • https://openalex.org/W3194468910
  • https://openalex.org/W4224257476
  • https://openalex.org/W4230894540
  • https://openalex.org/W4283066956
  • https://openalex.org/W4285490885