Earthquakes and volcanoes

Comme je l’indiquais dans une note précédente, le Mont Aso semble avoir connu une petite éruption avec un panache de vapeur d’une centaine de mètres de hauteur dans le sillage du deuxième séisme qui a secoué l’île de Kyushu. La photo de Franck Gueffier destinée à illustrer mon texte a été prise en 2015, époque où le volcan émettait déjà un panache de vapeur. Il est donc très difficile de dire si le Mont Aso a réagi aux secousses sismiques. Quoi qu’il en soit, comme l’a fait remarquer le correspondant de France Info au Japon, le Mont Aso est réputé pour la dangerosité de ses éruptions et un événement majeur pourrait priver d’électricité la centrale de Sendai, située à une centaine de kilomètres du volcan et dont les deux réacteurs sont les seuls en activité au Japon depuis l’accident de Fukushima.

Lors de mes interventions en public, on me demande souvent s’il existe un lien entre les séismes et les volcans. Cette question m’a été posée à plusieurs reprises au moment du tremblement de terre (M 9) de Fukushima le 11 mars 2011. S’agissant de ce dernier événement, je n’ai pas relevé de modification dans le comportement des volcans nippons, en particulier du Mont Fuji qui était au centre des préoccupations des volcanologues japonais. Plusieurs volcans sont actifs ou potentiellement actifs au Pays du Soleil Levant, mais aucune éruption majeure n’a eu lieu après le désastre de Fukushima. Le Sakurajima a connu ses explosions habituelles, mais rien de vraiment extraordinaire.

Plusieurs régions du globe où l’on enregistre régulièrement des séismes hébergent des volcans. C’est le cas du Chili, de l’Indonésie ou encore du Vanuatu, liste à laquelle on pourrait ajouter la Sicile.

En 2008 (si ma mémoire est bonne !), des scientifiques britanniques avaient cru déceler un lien entre séismes et éruptions volcaniques au Chili. Pas impossible, mais il faudrait d’autres exemples ailleurs dans le monde pour affirmer une telle relation. Autant que je me souvienne, des éruptions majeures comme celle du Mont St Helens en 1980, du Pinatubo en 1991 ou encore du Merapi en 2010 n’ont pas été précédées de forts séismes d’origine purement tectonique.

Mon ami Claude Blot, directeur de recherches à l’ORSTOM, aujourd’hui disparu, avait réalisé une étude à ce sujet dans le sud-ouest Pacifique où il avait cru déceler une relation entre des séismes profonds et le déclenchement d’éruptions quelques semaines plus tard. Il avait appliqué les résultats de ses recherches au Stromboli, mais ça ne marchait pas toujours ! Vous trouverez un résumé de son travail à cette adresse :

http://horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/pleins_textes_5/b_fdi_31-32/32961.pdf

Pour résumer la situation, on peut dire qu’un séisme tectonique se produit très souvent sans effet majeur sur l’activité volcanique. En revanche, quand une éruption volcanique se produit, on enregistre inévitablement à un moment ou un autre une hausse de l’activité sismique. La montée du magma produit des fracturations de roches parfaitement visibles sur les sismogrammes. Cette activité sismique liée à une éruption peut provoquer des dégâts aux localités situées sur les pentes du volcan, comme ce fut le cas, par exemple, en octobre 2002 sur l’Etna où des effondrements d’édifices ont été observés à Santa Venerina. De plus le tremor (vibrations continues au niveau du volcan) s’intensifie lui aussi. Pour vous en rendre compte, je vous invite à vous connecter sur le site de l’INGV au moment d’un paroxysme de l’Etna: http://www.ct.ingv.it/index.php?option=com_wrapper&view=wrapper&Itemid=202&lang=it

S’agissant du volcan sicilien, il n’a jamais été fait état de lien entre les séismes destructeurs qui ont frappé Messine en décembre 1908 et une activité éruptive du Montgibello. De nouvelles études permettront probablement de mieux cerner ce sujet au cours des années à venir.

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As I put it in a previous note, it looks as if Mount Aso went through a small eruption with a steam plume about 100 metres high in the wake of the second earthquake on Kyushu Island. Franck Gueffier’s photo to illustrate my text was taken in 2015, when the volcano already emitted a steam plume. So it is very difficult to say whether Mount Aso responded to the earthquakes. Nevertheless, as indicated by the correspondent of France Info in Japan, Mount Aso is known for the dangerousness of its eruptions and a major event could shut down power at the nuclear facility of Sendai, located a hundred kilometers from the volcano. Thetwo reactors are the only ones operating in Japan since the Fukushima accident.
During my public speaking, I am often asked if there is a link between earthquakes and volcanoes. I was asked the question several times after the M 9 earthquake that devastated Fukushima on March 11^th, 2011. With regard to this event, I have not observed major changes in the behaviour of Japanese volcanoes, particularly Mount Fuji which was the main concern among Japanese volcanologists. Several volcanoes are active or potentially active in the Land of the Rising Sun, but no major eruption took place after the Fukushima disaster. Sakurajima had its usual explosions, but nothing really exceptional.
Several regions of the world where earthquakes are recorded also host volcanoes: Chile, Indonesia or Vanuatu, a list to which one could add Sicily.
In 2008 (if I remember correctly!), British scientists believed they had detected a link between earthquakes and volcanic eruptions in Chile. Maybe, but we need other examples around the world to affirm such a relationship. As far as I can remember, major eruptions like that of Mount St. Helens in 1980, Mount Pinatubo in 1991 or Merapi in 2010 were not preceded by strong earthquakes with a purely tectonic origin.
My friend Claude Blot, Director of Research at ORSTOM, who has now left us, conducted a study on this topic in the southwest Pacific where he thought he had detected a relationship between deep earthquakes and eruptions triggered weeks later. He applied the results of his research to Stromboli, but it did not always work! You can find a summary of his work at:
http://horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/pleins_textes_5/b_fdi_31-32/32961.pdf

To summarize the situation, we can say that a tectonic earthquake occurs very often without any major effect on volcanic activity. However, when a volcanic eruption occurs, an increase in seismic activity is inevitably recorded at one time or another. The ascent of magma produces rock fracturing that can be clearly seen on the seismograms. This seismic activity related to an eruption can cause damage to the communities located on the slopes of the volcano, as was the case, for example, in October 2002 on Mt Etna where buildings collapsed in Santa Venerina. In addition the tremor (the continuous vibration within the volcano) increases too. To realize this, I invite you to visit the INGV website during a paroxysm of Mount Etna: http://www.ct.ingv.it/index.php?option=com_wrapper&view=wrapper&Itemid=202&lang=it

Regarding the Sicilian volcano, there has never been any report of a link between the destructive earthquakes that hit Messina in December 1908 and eruptive activity.
New studies will probably help us better understand this subject over the coming years.

Dégâts provoqués par un séisme sur l’Etna, dans le secteur de Santa Venerina.

(Photos: C. Grandpey)

Des iceberg perturbent la vie des manchots d’Adélie en Antarctique // Icebergs disturb the life of Adelie penguins in Antarctica

Il y a quelques jours, je regardais à la télévision le superbe film de Luc Jacquet La Marche de l’Empereur et j’avais en tête un article lu dans la presse au mois de février qui faisait état de la mort de quelque 150 000 manchots d’Adélie à cause de l’échouage d’un iceberg géant en Antarctique. Cet obstacle imprévu a obligé les manchots à de trop longs détours pédestres pour rejoindre l’eau libre où ils trouvent leur nourriture.

L’échouage s’est produit en 2010, dans la Baie du Commonwealth. Il s’agissait d’un immense bloc de glace de 95km de long par 20km de large connu sous le nom peu poétique de B09B. Selon les chercheurs néo-zélandais et australiens, l’avenir des colonies de manchots qui vivent sur cette portion de l’Antarctique est fortement menacé.

La Baie du Commonwealth sert de berceau à plusieurs espèces de manchots car ses côtes sont habituellement libres de glace, grâce aux vents catabatiques qui permettent la formation de zones d’eau libre entre la côte et la banquise. Dans ces eaux, les micro algues nourrissent le krill qui fait à son tour les délices des manchots vivant à deux ou trois kilomètres de la côte.

Toutefois, depuis 2010, tout a changé car l’iceberg géant est resté bloqué dans la baie et la zone de mer qui le sépare du continent s’est recouverte d’une glace épaisse. Les manchots doivent désormais parcourir plus de 60 kilomètres pour atteindre l’eau libre où ils trouvent leur nourriture. Or s’ils sont d’excellents nageurs, ces oiseaux sont de piètres marcheurs.

En 1913, l‘explorateur Sir Douglas Mawson avait dénombré plus de 200 000 manchots dans cette partie de l’Antarctique. Le chiffre semble être resté plus ou moins stable au cours du siècle, mais en décembre 2013 les chercheurs ont constaté un «déclin catastrophique» du nombre de manchots, avec des centaines d’œufs abandonnés et un sol jonché de carcasses de poussins.

En janvier 2014, des chercheurs français et américains ont fait le même constat sur une autre portion du territoire antarctique baignée par la mer de Ross et bloquée, cinq années durant, par deux autres icebergs géants. S’agissant de la Baie du Commonwealth, les chercheurs craignent que la population de manchots disparaisse dans les 20 ans si B09B ne se décide pas à quitter la zone.

Il semblerait que les icebergs géants se détachent de plus en plus fréquemment de la banquise antarctique sous l’effet du réchauffement climatique. Ces dernières semaines, un iceberg de 2550 km² s’est détaché de la langue de glace du glacier Mertz en Antarctique de l’Est. Selon un communiqué du CNRS, « ce phénomène vient s’ajouter aux autres observations faites autour de l’Antarctique où de plus en plus de plates-formes glaciaires se détachent du continent et s’entrechoquent, ce qui entraîne une production accrue d’icebergs et une augmentation de l’apport d’eau douce à l’Océan Austral. ». Le glacier Mertz s’écoule dans l’océan avec un débit de 10 à 12 milliards de tonnes de glace par an. Avant la séparation, sa langue de glace s’étendait en mer sur 160 km. Elle ne fait maintenant plus que 80 km. L’iceberg qui vient de se détacher a une longueur de 78 km et une largeur allant de 33 à 39 km ; son épaisseur moyenne est d’environ 400 mètres. Selon les observations par satellite, ce vêlage est dû à la collision avec le B09B, celui-là même qui est en train de causer la mort des manchots d’Adélie.

Outre l’effet désastreux sur les oiseaux, la position future des deux icebergs risque d’affecter la circulation océanique et l’équilibre des écosystèmes de cette région. En effet, c’est dans cette zone que prennent naissance en partie les eaux de fond denses et froides de l’Antarctique qui alimentent la circulation océanique mondiale.

Source : Presse internationale.

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A few days ago, I was watching on TV Luc Jacquet’s great film March of the Penguins and I had in mind an article released in the press in February about the death of some 150 000 Adelie penguins because of the grounding of a giant iceberg in Antarctica. This unexpected obstacle forced the penguins to walk too long detours to reach the open water where they find their food.
The stranding occurred in 2010 in Commonwealth Bay. It was a huge 95-km-long and 20-km-wide ice block known as B09B. According to New Zealand and Australian researchers, the future of the penguins that live in this part of Antarctica is highly threatened.
Commonwealth Bay serves as a refuge for several species of penguins because the coast is usually ice-free, due to the katabatic winds that allow the formation of open water between the coast and the sea ice. In these waters, micro algae are feeding krill which, in turn, feed the penguins living two or three kilometres from the coast.
However, since 2010, everything has changed because the giant iceberg is stuck in the Bay and the sea area thet separates it from the continent is covered with thick ice. Penguins now have to travel more than 60 kilometres to reach the open water where they can find their food. If they are excellent swimmers, these birds make poor walkers.
In 1913, explorer Sir Douglas Mawson counted more than 200,000 penguins in this part of Antarctica. The figure seems to have remained more or less stable throughout the century, but in December 2013 the researchers found a « catastrophic decline » in the number of penguins, with hundreds of abandoned eggs and the ground strewn with chick carcasses.
In January 2014, French and US researchers made the same observation about another portion of the Antarctic territory bathed by the Ross Sea and blocked for five years by two other giant icebergs. Regarding Commonwealth Bay, researchers fear that the penguin population might disappear within 20 years if B09B remains stuck in the area.
It seems that giant icebergs are detaching more and more often from the Antarctic icefield under the effect of global warming. In recent weeks, a 2550-square-kilometre iceberg broke off from the ice tongue of the Mertz Glacier in East Antarctica. According to a statement from the CNRS, « this phenomenon comes in addition to other observations around Antarctica where more and more ice shelves break off from the continent and collide, resulting in increased production of icebergs and an increased influx of fresh water in the Southern Ocean. » The Mertz Glacier travels into the ocean at a rate of 10 to 12 billion tons of ice per year. Before the separation of the ice block, its tongue of ice was stretching over 160 km into the sea. It is now no more than 80 km long. The iceberg that has just come off is 78 km long and 33-39 km wide; its average thickness is about 400 metres. According to satellite observations, the calving is due to the collision with the B09B, the iceberg that is currently causing the death of Adelie penguins.

Besides the disastrous effect on birds, the future position of the two icebergs could affect ocean circulation and the balance of ecosystems in the region. It is in this area that partly originate the dense and cold bottom waters of Antarctica that drive the global ocean circulation.
Source: International press.

Manchots d’Adélie (Crédit photo: Wikipedia)

Cleveland (Iles Aléoutiennes / Alaska)

C’est un événement mineur à côté des séismes au Japon et en Equateur, mais le niveau d’alerte du Cleveland a été élevé à Vigilance et la couleur de l’alerte aérienne est passée du Jaune à l’Orange suite à une explosion détectée à distance par les instruments de l’Alaska Volcano Observatory. A cause de la couverture nuageuse trop épaisse, le volcan reste invisible sur les images satellites.

Source : AVO.

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It is a minor event compared to the earthquakes in Japan and Ecuador, but the alert level for Cleveland volcano has been raised to Watch and the aviation colour code to Orange after an explosion was remotely detected by AVO instruments There are no recent satellite views since the detected explosion, but earlier views were obscured by clouds.

Source: AVO.

Après le Japon, un séisme frappe l’Equateur // After Japan, an earthquake strikes Ecuador

Après le Japon, c’est au tour de l’Equateur d’être frappé par un puissant séisme. Selon l’USGS, une secousse très forte et peu profonde avec une magnitude de M 7,8 a été enregistrée à 23h58 UTC (18h58 heure locale) le 16 avril, 2016. L’USGS fait état d’une profondeur de 19,2 km alors que l’EMSC parle d’un séisme de M 7,4 à une profondeur de 10 km. Selon l’USGS, l’épicentre a été localisé à 27 km au SSE de Muisne, 52 km à l’O de Rosa Zarate, 68 km au SSO de Propicia et 170 km ONO de Quito.
L’USGS a émis un niveau d’alerte orange pour les pertes humaines qui sont susceptibles d’être importantes et sur une zone relativement vaste. Il y a environ 685 496 personnes vivant à moins de 100 km de l’épicentre. Le dernier bilan est de 77 morts, mais il devrait malheureusement s’alourdir*.
Une alerte au tsunami a été décrétée. Des vagues atteignant 0,3 à 1 mètre étaient prévues pour certaines côtes.
D’un point de vue tectonique, le séisme a eu lieu sur l’arc sud américain qui s’étire sur plus de 7000 km et marque subduction de la plaque de Nazca qui plonge sous la plaque sud américaine. La convergence associée à ce processus de subduction est responsable du soulèvement de la Cordillère des Andes, et de la chaîne de volcans actifs présents le long de cette zone de déformation.
La plupart des grands séismes en Amérique du Sud ont eu lieu à faible profondeur, entre 0 et 70 km. Toutefois, ils peuvent également être observés à des profondeurs supérieures à 600 km, suite à la déformation de la plaque de Nazca pendant le processus de subduction. Les séismes profonds sont généralement concentrés sur deux zones: l’une passe sous la frontière entre le Pérou et le Brésil tandis que l’autre s’étend du centre de la Bolivie au centre de l’Argentine. En général, de tels séismes ne présentent pas de grandes magnitudes. Une exception fut celui enregistré dans le nord-ouest de la Bolivie en 1994. Ce séisme de M 8,2 a eu lieu à une profondeur de 631 km. C’était jusqu’à récemment le plus puissant séisme profond enregistré par des instruments. Il a été ressenti sous tout le continent américain. Il a toutefois été dépassé en mai 2013 par un événement de M 8.3 à 610 km sous la mer d’Okhotsk en Russie.

Comme au Japon, le séisme qui vient de frapper l’Equateur présente une faible profondeur et les volcans locaux sont peu susceptibles d’être affectés par l’événement.

* 235 morts dimanche en début d’après-midi (heure équatorienne).

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After Japan, Ecuador has been struck by a very powerful earthquake. According to USGS, a very strong and shallow earthquake with a magnitude of M 7.8 hit Ecuador at 23:58 UTC (18:58 local time) on April 16^th, 2016. USGS is reporting a depth of 19.2 km whereas EMSCis reporting M 7.4 at a depth of 10 km. According to USGS, the epicentre was located 27 km SSE of Muisne, 52 kmW of Rosa Zarate, 68 km SSW of Propicia and 170 km WNW of Quito.

USGS issued an orange alert level for shaking-related fatalities. Significant casualties are likely and the disaster is potentially widespread. There are about 685 496 people living within 100 km from the epicentre. The latest death toll is 77 but is unfortunately expected to rise*.

A tsunami warning has been decided. Waves reaching 0.3 to 1 metres above the tide level are forecast for some coasts.

From a tectonic point of view, the earthquake occurred on the South American arc which extends over 7,000 km and marks the plate boundary between the subducting Nazca plate and the South America plate. The convergence associated with this subduction process is responsible for the uplift of the Andes Mountains, and for the active volcanic chain present along much of this deformation front.

Most of the large earthquakes in South America are constrained to shallow depths of 0 to 70 km. However, earthquakes can also be generated to depths greater than 600 km as a result of continued internal deformation of the subducting Nazca plate. Deep earthquakes are usually concentrated into two zones: one that runs beneath the Peru-Brazil border and another that extends from central Bolivia to central Argentina. These earthquakes generally do not exhibit large magnitudes. An exception to this was the 1994 Bolivian earthquake in northwestern Bolivia. This M8.2 earthquake occurred at a depth of 631 km, which was until recently the largest deep-focus earthquake instrumentally recorded (superseded in May 2013 by a M8.3 earthquake 610 km beneath the Sea of Okhotsk, Russia), and was felt widely throughout South and North America.

Like in Japan, the earthquake struck Ecuador at a shallow depth and local volcanoes are unlikely to be affected by the event.

* 235 deaths early on Sunday afternoon (Ecuadorian time).

Vue de la zone affectée par le séisme (Source: USGS)

Prévision de déplacement du tsunami généré par le séisme en Equateur.

(Source: Hawaii Tsunami Warning Center)

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