Catégorie : Nouvelle Zélande

Le risque tsunami en Nouvelle Zélande // The tsunami hazard in New Zealand

Outre les éruptions volcaniques comme celle de White Island (9 Decembre 2019; 22 morts ), la Nouvelle-Zélande est un pays exposé aux séismes comme l’événement de M 6.2 qui a secoué Christchurch le 21 février 2011, faisant 185 morts.

 

Photo: C. Grandpey

Destruction à Christchurch (Crédit photo : NZ Defence Force)

L’histoire montre que la Nouvelle-Zélande est également exposée aux tsunamis. Ils sont en général causés par des séismes sur la plaque Pacifique. Ils peuvent se produire localement, mais affecter aussi l’Amérique du Sud, le Japon et l’Alaska. Certains ont été attribués à des glissements de terrain sous-marins et à une activité volcanique. On a constaté que la Nouvelle-Zélande est touchée en moyenne par au moins un tsunami avec une hauteur de vague supérieure à un mètre tous les dix ans. Cependant, le recensement des tsunamis est limité par l’histoire de ce jeune pays. Il remonte seulement au début des années 1800 et se base souvent sur des traditions orales maories et des recherches effectuées sur les paléo-tsunamis, autrement dit des raz-de-marée qui ont eu lieu à des époques reculées et dont il n’existe plus que des traces géologiques.

Une nouvelle étude publiée en novembre 2023 dans le Journal of Geophysical Research : Solid Earth a toutefois montré que des vagues de tsunami de 28 mètres de haut pourraient frapper certaines parties de la Nouvelle-Zélande dans les pires scénarios de séismes.
Pour arriver à cette conclusion, les chercheurs ont utilisé une nouvelle méthode de simulation des séismes pour comprendre les risques de tsunami dans les îles du Nord et du Sud de la Nouvelle-Zélande. Ils ont constaté que les plus grosses vagues frapperaient probablement la côte nord-est de l’Île du Nord. En effet, la zone de subduction de Hikurangi, où la plaque tectonique Pacifique plonge sous la plaque tectonique australienne, se trouve juste au large de cette côte. Les auteurs de l’étude ont conclu qu’il y a un laps de temps très court entre le moment où le séisme se produit et celui où les vagues du tsunami frappent la côte.

Contexte tectonique en Nouvelle Zélande (Source: GNS Science)

Source: GeoNet

En raison de la proximité de la Nouvelle-Zélande avec des zones de subduction susceptibles de déclencher de puissants séismes générant des tsunamis, il est important de comprendre le risque lié à ces vagues dévastatrices.
Jusqu’à présent, les chercheurs se sont référés à des séismes historiques pour tenter de comprendre les risques futurs. Le problème, c’est que les documents historiques ne remontent qu’à environ 150 ans. Les études géologiques peuvent, certes, révéler des preuves de séismes plus anciens, mais ces travaux sont incomplets.
Au lieu de cela, les auteurs de la dernière étude se sont tournés vers une méthode différente : les séismes synthétiques, autrement dit une approche artificielle des séismes. Cette méthode utilise des modèles informatiques dans lesquels les chercheurs ajoutent tout ce qu’ils connaissent sur la géométrie et la physique des systèmes de failles. Ils ont ensuite simulé des dizaines de milliers d’années de séismes pour tenter de déterminer la fréquence à laquelle les séismes majeurs se produisent. La méthode n’est pas parfaite car tous les systèmes de failles ne sont pas intégralement connus, mais elle vient compléter les archives historiques et géologiques. Il faut toutefois noter que si cette méthode tend à montrer comment de tels séismes peuvent se déclencher, elle n’apporte aucune indication concernant la prévision de leur déclenchement.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont créé un catalogue de simulations couvrant 30 000 années, axé sur les systèmes de failles autour de la Nouvelle-Zélande. Les résultats ont révélé 2 585 séismes d’une magnitude comprise entre M 7,0 et M 9,25. La modélisation montre que la zone de subduction de Hikurangi est la principale source de séismes majeurs déclencheurs de tsunamis près de la Nouvelle-Zélande, bien que la zone de subduction Tonga-Kermadec, un peu plus au large au nord de l’île du Nord puisse également générer de puissants séismes accompagnés de tsunamis. Les chercheurs ont été surpris de constater que le risque de tsunami était davantage causé par des failles plus petites et moins profondes au niveau de la croûte terrestre, plutôt que par les failles de subduction proprement dites.
L’équipe scientifique a découvert que la hauteur maximale d’une vague de tsunami serait de 28 mètres. Elle serait provoquée par un puissant séisme à environ 630 kilomètres au nord-est d’Auckland dans le Pacifique Sud. A titre de comparaison, le tsunami de Tohoku au Japon en 2011 a déclenché une vague de 40 mètres.
Source : Live Science.

Photo: C. Grandpey

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Beside volcanic eruptions like the tragic one on White islans (9 December 2019 ; 22 casualties ), New Zealand is a country exposed to earthquakes like the M 6.2 event that shook Christchurch on February 21st, 2011, killing 185 people.

History shows that New Zealand is also exposed to tsunamis. They tend to be caused by earthquakes on the Pacific Plate both locally and as far away as South America, Japan, and Alaska. Some have been attributed to undersea landslides and volcanoes. New Zealand is affected by at least one tsunami with the a wave height greater than one metre every ten years on average. However, the history of tsunamis is limited by the country’s written history only dating from the early to mid-1800s with Māori oral traditions and paleotsunami research prior to that time. A new resaerch has shown that tsunami waves 28 meters high could hit parts of New Zealand in a worst-case earthquake scenario.

In the study, published in November 2023 in the Journal of Geophysical Research: Solid Earth, researchers used a new method of examining simulated earthquakes to understand possible tsunami risks to New Zealand’s North and South Islands. They found that the largest waves are likely to strike along the northeast coast of North Island. It is because the Hikurangi subduction zone, where the Pacific tectonic plate dives under the Australian tectonic plate, sits just offshore. The authors of the study concluded there was a really short timespan between the moment when these earthquakes happen and when the tsunami waves hit. VOIR CARTE TECTONIQUE

Because of New Zealand’s proximity to subduction zones, which can create large, tsunami-generating earthquakes, it is important to understand the risk of these devastating waves.

Previous efforts have used historical quakes to try to understand future risk. But historical records only go back about 150 years. Geological studies can turn up evidence of older quakes, but those records are incomplete.

Instead, the researchers turned to a different method: synthetic earthquakes. This method used computer models, into which researchers added everything they know about the geometry and physics of fault systems. They then simulated tens of thousands of years of quakes to try to determine how often major ones occur. The method is not perfect because the fault systems are not fully known, but it complements the historical and geological record. Moreover, if this method tends to show how such earthquakes can be triggered, it does not bring any indication concerning the prediction.

In the new study, the researchers created a catalog of 30,000 years of simulated time focused on the fault systems around New Zealand. The results revealed 2,585 earthquakes with magnitudes between M 7.0 and M 9.25. The model suggests that the Hikurangi subduction zone is the most dangerous source of tsunami quakes near New Zealand, though the Tonga-Kermadec subduction zone north of North Island can also generate large, tsunami-causing quakes, just a bit further from shore. The researchers were surprised to find that the tsunami hazard was caused by smaller, shallower crustal faults, rather than the subduction faults themselves.

The scientific team found the maximum height of a tsunami was 28 meters, which would result from a paowerful earthquake about 630 kilometers northeast of Auckland in the South Pacific. The 2011 Tohoku tsunami in Japan triggered a 40-meter wave, for comparison.

Source : Live Science.

À propos des supervolcans // About supervolcanoes

Au cours de ma conférence sur la Campanie (Italie), j’explique que, contrairement à ce que pensent beaucoup de gens, les Campi Flegrei, ou Champs Phlégréens, ne sont pas un supervolcan et peu de volcans sur Terre peuvent se vanter d’avoir ce titre.
D’un point de vue purement scientifique, un supervolcan est un volcan qui a produit au moins 1000 kilomètres cubes de matériaux lors d’une éruption. À ce titre, il se voit attribuer un Indice d’explosivité volcanique (Volcanic Explosivity Index, VEI) de 8, le maximum sur cette échelle qui mesure le volume de matériaux. éjectés, ainsi que la hauteur et l’intensité du panache éruptif. Les Champs Phlégréens n’ont vomi que 500 kilomètres cubes de matériaux lors d’une puissante éruption il y a 32 000 ou 37 000 ans et ont reçu un VEI 7, ce qui confirme qu’ils n’appartiennent pas au club restreint des supervolcans.
Une super éruption est plus de 1 000 fois plus puissante que celle du mont St. Helens (1980), un événement qui a expédié pendant neuf heures des panaches de cendres à plus de 24 kilomètres de hauteur et a carrément arraché le sommet du volcan. L’éruption a reçu un VEI 5, comme le Vésuve (Italie) pour l’éruption survenue en octobre 79.
Les super éruptions éjectent tellement de magma que la croûte terrestre au-dessus de la chambre magmatique s’effondre et donne naissance à une caldeira. Les caldeiras, comme celle de Yellowstone, peuvent mesurer des dizaines de kilomètres de diamètre et héberger des volcans ou cônes de cendres qui peuvent produire des éruptions de moindre intensité.
Yellowstone est l’un des supervolcans les plus célèbres. Il a connu deux super éruptions. La plus importante, celle de Huckleberry Ridge Tuff, s’est produite il y a 2,1 millions d’années et a produit environ 2 450 km3 de matériaux volcaniques, ce qui justifie pleinement le VEI 8. L’autre, connue sous le nom d’éruption de Lava Creek, a produit un peu plus de 1 000 km3 de matériaux il y a 631 000 ans et pourrait, elle aussi, recevoir un VEI 8.
Yellowstone a connu des dizaines d’éruptions mineures depuis l’événement de VEI 8, ce qui a semé la confusion autour de la définition d’un supervolcan. Pour la plupart des gens, le mot signifie que le volcan en question n’a connu que des explosions majeures, alors que les éruptions habituelles sont des événements de moindre intensité, se limitant, par exemple, à des coulées de lave.

Grand Prismatic dans le parc national de Yellowstone

Comme je l’ai écrit plus haut, le label supervolcan est souvent utilisé par les médias et par certains scientifiques pour désigner des volcans qui n’ont jamais connu de super éruption. C’est le cas des Champs Phlégréens – Campi Flegrei – en Italie. Cependant, cela ne veut pas dire que les Champs Phlégréens ne sont pas dangereux ou destructeurs. Comme ils se trouvent au cœur d’une zone très peuplée, leur réveil – même s’il ne s’agit pas d’un supervolcan – serait probablement une catastrophe à grande échelle.

La Solfatara dans les Champs Phlégréens

Dans le monde, neuf volcans actifs remplissent les critères d’un supervolcan, selon une étude réalisée en 2022. Aux États-Unis, Yellowstone est rejoint par Long Valley en Californie et Valles au Nouveau-Mexique. Les autres supervolcans sont le Toba en Indonésie, le Taupō en Nouvelle-Zélande, l’Atitlán au Guatemala et l’Aira, le Kikai et l’Aso au Japon.

Lac Taupo (Nouvelle Zélande)

Lac Atitlan (Guatemala)

Il ne faudrait pas oublier que des supervolcans se trouvent probablement au fond des océans, mais nous connaissons mieux l’Olympus Mons sur Mars que les profondeurs de nos propres océans. Une étude indique toutefois que les supervolcans sont « moins susceptibles de se développer dans un contexte océanique, » ce qui reste à prouver.
Certains volcanologues américains préféraient utiliser l’expression « systèmes de caldeiras » plutôt que supervolcans. On aurait ainsi dans cette catégorie « tout volcan ayant subi une explosion suffisamment puissante pour que sa surface s’effondre au-dessus d’une chambre magmatique partiellement vidée ».
Il est vrai que les super éruptions, avec formation de caldeiras, donnent aux volcans qu’elles affectent un aspect qui n’est pas conforme à l’image conique que l’on se fait habituellement d’un volcan. Alors pourquoi ne pas qualifier ces volcans de systèmes de caldeiras, de grandes caldeiras ou de complexes de caldeiras… ?
Source : Inspiré d’un article paru sur le site Live Science.

Photos: C. Grandpey.

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During my conference about Italy’s Campania, I explain that, contrary to what many people think, the Campi Flegrei, or Phlegrean Fields, are not a supervolcano. Few volcanoes on Earth can boast this title.

From a purely scientific point of view, a supervolcano is one that has produced 1000 cubic kilometers of material during an eruption and as such, was awarded a Volcanic Explosivity Index (VEI) of 8, the maximum on this scale that measures the volume of material ejected, as well as the height and intensity of the eruption plume. The Phlegrean Fields only produced 500 cubic kilometers of material during a powerful eruption 32,000 years ago and were given a VEI 7, which shows they do not belong to the small club of supervolcanoes.

A supereruption is over 1,000 times bigger than the Mount St. Helens eruption (1980) which produced a nine-hour-long explosion that sent ash plumes more than 24 kilometers into the air and blasted the top off the volcano. The event received a VEI 5, like Vesuvius (Italy) for the eruption that occurred in October 79. .

Supereruptions eject so much magma that Earth’s crust above the magma chamber collapses and gives birth to a caldera. Calderas, such as the one at Yellowstone, can measure dozens of kilometers across and host volcanoes, or cinder cones, that can produce smaller eruptions.

Yellowstone is one of the most famous supervolcanoes. It has had two supereruptions. The largest one, the Huckleberry Ridge Tuff eruption, occurred 2.1 million years ago and spewed an estimated 2,450 km3 of volcanic debris. The other one, known as the Lava Creek eruption, produced a little more than 1,000km3 of material 631,000 years ago and could be given a VEI 8.

Yellowstone has experienced dozens of smaller eruptions since the VEI 8 event, leading to confusion around the definition of a supervolcano. To most people, the word implies that those volcanoes only have massive explosions, whereas the common eruptions at such volcanoes are much smaller events such as lava flows.

As I put it above,the supervolcano label is often applied by the media and by some scientists to volcanoes that have never produced a supereruption, such as Campi Flegrei in Italy. However, this does not mean the Phlegrean Fields are not dangerous or destructive. As they lie at the heart of a highly populated area, an awakening of the volcano – without being a supervolcano – would probably be a large-scale disaster.

Worldwide, nine active volcanoes fulfill the criteria for a supervolcano, according to a 2022 study. In the U.S., Yellowstone is joined by Long Valley in California and Valles in New Mexico. The other supervolcanoes are Toba in Indonesia, Taupō in New Zealand, Atitlán in Guatemala and Aira, Kikai and Aso in Japan.

One should not forget the supervolcanoes that probably lie at the bottom of the oceans, but we know Olympus Mons on Mars better than the depths of our own oceans. A study indicates thet that supervolcanoes are « less likely to develop in these settings, » which remains to be proved.

Some U.S. Volcanologists had rather use the expression « caldera systems » instead of supervolcanoes. The category would include « any volcano that has experienced an explosion massive enough that the surface has collapsed into a partially emptied magma chamber. »

It is true that super eruptions, with the formation of calderas, give the volcanoes they affect an appearance that does not conform to the common image of a conical volcano. So why not refer to such volcanoes as caldera systems, large calderas or caldera complexes…?

Source : After an article on the website Live Science.

Photos: C. Grandpey

Catastrophe de White Island (Nouvelle Zélande) : vers la fin des procès // White Island disaster (New Zealand) : towards the end of the trials

L’agence de voyage néo-zélandaise qui avait organisé l’excursion tragique à White Island en décembre 2019 a été reconnue coupable d’ avoir « minimisé les risques. » 22 personnes avaient perdu la vie lors de la catastrophe. Les gestionnaires de Whakaari Management Limited (WML), la société qui organisait les visites touristiques de l’île, ont été accusés de « fautes surprenantes ». Le juge a déclaré que la société « gérait et contrôlait » le volcan actif et avait manqué à son devoir en minimisant les risques encourus par les touristes. Ses propriétaires risquent une amende jusqu’à 1,5 million de dollars néo-zélandais (875 000 €).
L’éruption de décembre 2019 a tué 22 personnes, soit près de la moitié des personnes présentes sur l’île à ce moment-là. La plupart étaient des touristes ; 17 venaient d’Australie et trois des États-Unis. Vingt-cinq autres personnes ont été blessées, souvent gravement brûlées.
Treize parties ont été tenues pour responsables de la catastrophe. WML a été la dernière à être condamnée. Six autres ont plaidé coupable, tandis que six autres ont vu les accusations rejetées. Les peines seront prononcées définitivement en février 2024.
White Island reste interdite d’accès aux touristes depuis la catastrophe qui est rapidement devenue une affaire de gros sous. Certains touristes qui avaient acheté leur billet de visite de White island auprès de Royal Caribbean Cruises ont déjà obtenu des compensations financières après avoir poursuivi la société basée en Floride.
Source : presse néo-zélandaise.

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A New Zealand tour company has been found guilty of « minimising risk » to 22 people who died in the December 2019 White Island volcano disaster. The owners of Whakaari Management Limited (WML), the company which licenses tours to the island, were accused of « astonishing failures ». The judge said the company « managed and controlled » the active volcano and failed in its duty to minimise the risk there. The company faces up to NZ$1.5m (875,000 €) in fines.

The December 2019 eruption killed 22 – almost half of the people who were on the island at the time. Most were tourists, including 17 from Australia and three from the US. Another 25 people were injured, with many suffering extensive burns.

Thirteen parties were charged over the disaster. WML was the last to receive a verdict after six had pleaded guilty, while six more had their charges dismissed. Sentences will be passed in February 2024.

Tourism activities on White Island have not resumed since the disaster which also turned in a matter of money. Some of the tourists who bought their tour ticket to Whakaari through Royal Caribbean Cruises have already reached settlements after suing the Florida-based company in the US.

Source : New Zealand news media.

L’île avant l’éruption (Photo: C. Grandpey)

L’île après la catastrophe (Source: médias néo-zélandais)

Datation précise de l’éruption du Taupo (Nouvelle Zélande) // Accurate dating of the Taupo eruption (New Zealand)

En consultant les informations de la Smithsonian Institution sur le Taupo (Nouvelle Zélande), on peut lire que « le Taupo est une grande caldeira d’environ 35 km de diamètre dont les bordures sont mal définies. Aujourd’hui, la caldeira, occupée par le lac Taupo, s’est formée en grande partie à la suite de la puissante éruption Oruanui Tephra environ 22 600 ans avant notre ère. Il s’agit de la plus grande éruption connue du Taupo, avec l’émission de quelque 1 170 km3 de tephra.

Cette éruption a été précédée à la fin du Pléistocène par l’éruption explosive d’un grand nombre de dômes de lave rhyolitique au nord du lac Taupo.

De grandes éruptions explosives se sont produites fréquemment au cours de l’Holocène à partir de nombreuses bouches du lac Taupo et à proximité de ses bordures. L’éruption majeure la plus récente a eu lieu il y a environ 1 800 ans avant J.C. à partir d’au moins trois bouches le long d’une fissure orientée NE-SO et centrée sur les récifs Horomotangi. Cette éruption extrêmement violente fut la plus importante de Nouvelle-Zélande durant l’Holocène et produisit la Taupo Ignimbrite phreatoplinienne qui recouvrit l’Île du Nord sur 20 000 km2. »

Lorsque le Taupo est entré en éruption il y a 1 800 ans, l’explosion a envoyé des éclats de verre volcanique jusqu’en Antarctique. Les scientifiques ont réussi à mettre au jour certains de ces anciens débris, ce qui pourrait permettre de confirmer l’année exacte de cette énorme éruption.
Il a été extrêmement difficile de mettre la main sur les retombées de l’éruption du Taupo, ce qui a entraîné un débat de plusieurs décennies sur sa date exacte.
La datation au Carbone 14 des arbres détruits par l’explosion indique qu’elle aurait eu lieu en 232 après J.-C., mais certains scientifiques ont contesté cette date car, selon eux, les preuves pourraient avoir été contaminées et l’éruption se serait produite jusqu’à deux siècles plus tard.
Des chercheurs de l’Université de Wellington (Nouvelle-Zélande) à la recherche de débris projetés par le Taupo dans l’Antarctique occidental ont prélevé des carottes de glace à 279 mètres de profondeur et pensent avoir découvert la vérité sur l’éruption. La découverte de sept éclats de verre volcanique à la composition géochimique unique, enfouis profondément dans une carotte de glace, confirme que l’éruption s’est probablement produite à la fin de l’été et au début de l’automne de l’année 232.
Les chercheurs ont analysé la composition chimique des débris émis par le volcan, ce qui leur a permis de s’attarder sur six éclats de verre volcanique provenant de l’éruption du Taupo et sur un septième provenant d’une éruption beaucoup plus ancienne du même volcan, l’éruption d’Oruanui survenue il y a environ 25 500 ans (ou 22 600 ans selon la Smithsonian Institution).
Les sept éclats proviennent de profondeurs similaires, ce qui laisse supposer que le verre volcanique de l’éruption d’Oruanui a été enfoui près du volcan puis déterré et projeté dans l’atmosphère des milliers d’années plus tard lors de l’éruption du Taupō. Les forts vents du sud-ouest ont ensuite remobilisé les débris et les ont dispersés sur l’île du Nord de la Nouvelle-Zélande, ainsi que dans tout le sud-ouest de l’océan Pacifique et jusqu’à l’ouest de l’Antarctique, à environ 5 000 kilomètres de distance. Pour déterminer à quel moment les éclats de verre ont atterri en Antarctique, les chercheurs ont examiné les couches de glace environnantes. En effet, les débris volcaniques piégés dans la glace ont permis de dater l’époque de l’éruption, car on peut la relier à l’âge modélisé de la glace.
Source  : Live Science via Yahoo Actualités.

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When looking at the Smithsonian Institution’s information, one can read that « Taupo is a large, roughly 35-km-wide caldera with poorly defined margins.The caldera, now filled by Lake Taupo, largely formed as a result of the voluminous eruption of the Oruanui Tephra about 22,600 years before present (BP). This was the largest known eruption at Taupo, producing about 1,170 km3 of tephra.

This eruption was preceded during the late Pleistocene by the eruption of a large number of rhyolitic lava domes north of Lake Taupo.

Large explosive eruptions have occurred frequently during the Holocene from many vents within Lake Taupo and near its margins. The most recent major eruption took place about 1,800 years BP from at least three vents along a NE-SW-trending fissure centered on the Horomotangi Reefs. This extremely violent eruption was New Zealand’s largest during the Holocene and produced the phreatoplinian Taupo Ignimbrite, which covered 20,000 km2 of North Island. »

When Taupo erupted 1,800 years ago, the blast sent shards of glass all the way to Antarctica. Scientists have unearthed some of this ancient volcanic debris, which could help pinpoint the exact year this huge eruption took place.

Fallout from the Taupo eruption has proved extremely difficult to find, dragging out a decades-long debate over its exact timing.

Radiocarbon dating of trees that were killed by the blast indicated a date of A.D. 232, but some experts argued the evidence may have been contaminated and the eruption occurred up to two centuries later.

Researchers from the University of Wellington (New Zealand) looking for Taupo debris in West Antarctica drilled up ice cores from 279 meters below the ground and think they have found the truth about the eruption. The discovery of seven geochemically unique volcanic glass shards buried deep within an ice core confirms the likely timing of the eruption in late summer/early autumn in the year 232.

The researchers analyzed the debris’ chemical composition, which enabled them to trace six shards to the Taupo eruption and the seventh to a much earlier eruption of the same volcano, the Oruanui eruption, which occurred roughly 25,500 years ago.

The seven shards were found at similar depths, suggesting volcanic glass from the Oruanui eruption was buried near the volcano then unearthed and launched into the atmosphere thousands of years later during the Taupō eruption. Strong south-westerly winds then picked up the flying debris and dispersed it over New Zealand’s North Island, throughout the southwest Pacific Ocean and all the way to West Antarctica roughly 5,000 kilometers away. To determine when the glass shards landed in Antarctica, researchers looked at the surrounding ice layers. Indeed, volcanic debris trapped in the ice allowed them to date when the eruption occurred, because one can link it to the modeled age of the ice.

Source : Live Science via Yahoo News.

Image satellite (Source: NASA) et vue au sol (Photo: C. Grandpey) du lac Taupo.