Catégorie : Science

La sismicité sous le Mauna Kea (Hawaii) // Seismicity beneath Mauna Kea (Hawaii)

Le Mauna Kea n’a pas connu d’éruptions depuis plus de 4 500 ans, mais cela ne signifie pas que c’est un volcan éteint. En fait, depuis des décennies, il cache l’un des signaux sismiques les plus étranges jamais observés sur un volcan.
Il y a plusieurs années, les sismologues de l’USGS testaient une nouvelle méthode d’analyse de la sismicité sur le Kilauea. Elle consiste à analyser des fractions de 24 heures de données sismiques afin de détecter des signaux similaires sur plusieurs appareils. Par curiosité, ils ont décidé d’étendre leurs observations au reste de l’île d’Hawaii. Ce qu’ils ont découvert est surprenant. Une étude publiée dans la revue Science en mai 2020 explique qu’ils ont détecté des séismes profonds sous le Mauna Kea, avec une répétition toutes les 7 à 12 minutes. La pollution sonore générée par le vent et les voitures à proximité, ainsi que la faible magnitude (M 1.5) des séismes avaient empêché leur détection par le réseau sismique traditionnel. .
Ces petits séismes se produisent à des profondeurs d’environ 15 – 25 km directement sous le sommet du Mauna Kea, toutes les 7 à 12 minutes avec une régularité surprenante. En outre, ces événements répétitifs apparaissent depuis au moins l’année 1999, mais il est très probable qu’ils se produisaient bien avant cette date.
Les scientifiques se sont tout d’abord montrés prudents avant d’attribuer ces séismes à des processus volcaniques car leur régularité semblait artificielle. Ils ont pris le temps d’éliminer toutes les causes possibles, comme les activités dans la zone d’entraînement de Pohakuloa ou les travaux routiers.
Un facteur permettant d’interpréter l’origine des séismes répétés et profonds du Mauna Kea est que leurs ondes sismiques sont différentes de celles des séismes classiques. Alors que les séismes classiques donnent naissance essentiellement à des événements haute fréquence, ceux du Mauna Kea sont plus prolongés, avec des fréquences plus basses. Cela signifie qu’un décrochement sur une faille n’est pas la cause de ces événements.
Les séismes basse fréquence peuvent se produire sur les volcans, mais il n’y a aucun autre exemple de ce type de répétition ou de longévité dans le monde. Au total, on a enregistré plus d’un million de secousses sismiques sur le Mauna Kea entre 1999 et 2018. Cumulée, l’énergie ainsi libérée correspond à un séisme de M 3.0 sous le volcan chaque jour. En mettant ensemble les signaux produits par ces milliers de ces séismes, on peut examiner leur forme d’onde plus en détail. Les résultats montrent que ces événements sont probablement causés par le mouvement de fluides au-dessus d’une chambre magmatique profonde. À mesure que les fluides s’élèvent, ils pénètrent dans une fissure hermétique dans sa partie supérieure. L’arrivée continue de fluide met la fissure sous pression, ce qui finit par briser l’obturation à son sommet et déclencher un séisme. La fissure se referme ensuite, et tout recommence.
La question est de savoir d’où proviennent ces fluides. La source d’alimentation réside probablement au niveau des gaz magmatiques qui se comportent comme des fluides lorsqu’ils se trouvent dans les profondeurs de la croûte terrestre. Ces gaz se séparent du magma en se refroidissant. Les grandes poches magmatiques mettent des centaines à des milliers d’années pour se refroidir, donc ce processus génère des fluides sur le long terme, ce qui pourrait expliquer la présence des séismes profonds sous le Mauna Kea.
Selon cette interprétation, les fluides sont produits par le refroidissement du magma en place. Rien n’indique toutefois qu’il y ait une ascension du magma sous le Mauna Kea. Bien que cette étude donne un aperçu intéressant des processus en cours sous le volcan, elle ne change en rien le niveau de risque volcanique du Mauna Kea. Si une éruption devait être imminente, les scientifiques de l’USGS pensent que l’ouverture d’un nouveau conduit d’alimentation s’accompagnerait d’essaims sismiques à faible profondeur pour avertir à l’avance d’une activité éruptive imminente.
Les séismes profonds qui ont été détectés par les scientifiques de l’USGS confirment que le Mauna Kea reste un volcan potentiellement actif.
Source: USGS, HVO, AVO.

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Mauna Kea volcano hasn’t erupted in over 4,500 years, but that doesn’t mean it is quiet. In fact, for decades it has been hiding one of the most unique seismic signals seen at any volcano.

Several years ago, USGS seismologists were trying out a new method to track seismicity at Kilauea Volcano. The method scans 24-hour sections of seismometer data looking for signal similarity on many instruments. Out of curiosity, they decided to look at the rest of the Island of Hawaii to see what else they might find. What they found came as a surprise. A study published in the journal Science in May 2020 describes how they detected deep earthquakes beneath Mauna Kea that repeat every 7 to 12 minutes. Noise in the seismic records from wind and nearby cars, together with the small size of the individual earthquakes (magnitude M 1.5), had prevented these earthquakes from being detected with the regular earthquake detection system.

The small, repeating earthquakes occur at depths of about 15-25 km directly beneath Mauna Kea’s summit and happen every 7 to 12 minutes with surprising regularity. Furthermore, the repeating events can be detected going back to at least 1999, but it is very likely that the repeating earthquakes were occurring even further back in time.

Scientists were initially cautious about interpreting the earthquakes due to volcanic processes because the regularity seemed man-made. It took a long period of investigation to rule out all of the possibilities, such as activity at the Pohakuloa Training Area or road construction.

One clue to the origin of the repeating, deep Mauna Kea earthquakes is that their seismic waves look different from those of ordinary earthquakes. Where regular earthquakes produce more high frequency shaking, the Mauna Kea events are more drawn out, containing lower frequencies. This means that regular slip on a fault is not responsible for the deep Mauna Kea events.

Low-frequency earthquakes are not unusual at volcanoes, but there is no other example of this kind of repetition or longevity anywhere in the world. Ultimately, over 1 million earthquakes were found from 1999 to 2018. Summing the energy release of the earthquakes gives a total that is equivalent to an M 3.0 earthquake under Mauna Kea every day. Adding together the signals of thousands of these earthquakes allows the waveform to be examined in greater detail, and the results suggest the events are caused by the movement of fluids above a deep magma chamber. As the fluids ascend, they enter a crack that is sealed at the top. The continuous flow of fluid pressurizes the crack, eventually breaking the top seal and creating the earthquake. The crack then reseals, and everything starts over again.

The question is to know where these fluids come from. The source of the fluid dupply is likely magmatic gases that behave like fluids when they are deep within the Earth’s crust. These gases separate from the magma as it cools. Large magma bodies cool over hundreds to thousands of years, so this process provides a long-term, nearly continuous supply of fluids to repeatedly drive deep earthquakes beneath Mauna Kea.

Under this interpretation, the fluids are produced from magma cooling in place. There is no evidence that magma is rising under Mauna Kea. So while this study provides important insight into processes beneath the volcano, it does not change estimates of volcanic hazard at Mauna Kea. USGS scientists expect any opening of a new conduit will be accompanied by swarms of shallow earthquakes to provide advanced warning of impending eruptive activity.

The earthquakes nonetheless underscore that Mauna Kea is classified as an active volcano.

Source : USGS, HVO, AVO.

Photos: C. Grandpey

La fonte inquiétante des glaciers (suite) // The alarming melting of glaciers (continued)

Un documentaire récemment diffusé sur la chaîne du National Geographic nous apprend que les glaciers himalayens autour de l’Everest fondent rapidement eux aussi. C’est le résultat d’observations et analyses faites par une équipe scientifique qui a gravi la plus haute montagne du monde. Contrairement à ce que d’autres expéditions ont conclu ces dernières années, les glaciers himalayens fondent, même à très haute altitude, au-dessus des zones d’accumulation. Les membres de la dernière expédition comprenaient des glaciologues et des biologistes. Ils ont effectué des mesures sur les glaciers et  dans les lacs et tous sont d’accord pour dire que le réchauffement climatique affecte les montagnes, même à très haute altitude.
L’Himalaya n’est pas seulement la plus jeune chaîne de montagnes, mais aussi le Troisième Pôle. Une région très importante de la chaîne de montagnes est l’Hindu Kush Himalaya (HKH) qui s’étend sur 3 500 kilomètres carrés dans huit pays, dont l’Inde, le Népal et la Chine. On le considère comme le château d’eau de l’Asie en raison de sa réserve d’eau sous forme de glace.
On estime que le HKH a la plus grande réserve de neige après les pôles ; ses glaciers sont essentiels à la vie d’un tiers de la population à travers le monde. Cela signifie que sans cette eau potable et d’irrigation, la vie serait impossible dans la péninsule indienne.
La situation actuelle des glaciers de l’Hindu Kush Himalaya est particulièrement alarmante. Selon une étude internationale sur les glaciers du monde publiée dans la revue Nature Geoscience, ceux du HKH contiennent probablement 27% moins de glace que le prétendaient les études antérieures. De plus, la région devrait perdre la moitié de sa superficie glaciaire d’ici 2060, donc dix ans plus tôt que l’échéance précédemment prévue de 2070.
Certains scientifiques font remarquer que le nombre de glaciers dans la région himalayenne a augmenté, mais c’est une illusion. Cette augmentation du nombre de glaciers est principalement due à la fragmentation des glaciers, les plus grands se divisant en plus petits. Cela se produit en raison du réchauffement climatique et de la perte constante de zones occupées par les glaciers.

À une échelle beaucoup plus petite, les glaciers du Mont Blanc dans les Alpes françaises fondent eux aussi de plus en plus vite. Tout en perdant leur glace, ils livrent leurs secrets Une brassée de journaux a récemment émergé du glacier des Bossons près de Chamonix. On peut encore y lire les gros titres : ils informaient les lecteurs qu’Indira Gandhi était devenue la première, et jusqu’alors la seule, femme Premier ministre de l’Inde en 1966.
Les exemplaires des journaux indiens se trouvaient probablement à bord d’un Boeing 707 d’Air India qui s’est écrasé sur la montagne le 24 janvier 1966, faisant 177 morts.
Une fois que les journaux auront séché, ils rejoindront une collection de plus en plus importante d’articles trouvés suite à la catastrophe. La découverte la plus étonnante a eu lieu en 2013, avec un coffret de pierres précieuses – émeraudes, saphirs et rubis – d’une valeur comprise entre 130 000 et 246 000 euros, probablement en provenance du crash de 1966.
Des restes humains ont également été retrouvés dans la même zone du glacier en 2017. On pense qu’ils provenaient du crash d’un autre avion indien, le Malabar Princess, qui est entré en collision avec la montagne en 1950.
Voir la note que j’ai écrite le 15 septembre 2018 sur ces événements tragiques:
https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2018/09/15/les-secrets-du-glacier-des-bossons-alpes-francaises/

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 A recent National Geographic documentary informs us that Himalayan glaciers around Mount Everest are melting rapidly. This is the result of the observations and analyses made by a scientific team that climbed the world’s highest mountain. Contrary to what other expeditions concluded in the past years, Himalayan glaciers are melting, even at very high altitudes, above the accumulation zones. The members of the last expedition included glaciologists and biologists. They took measurements on glaciers and lakes and all agreed to say that global warming was affecting the very high altitude universe.

The Himalayas are not only the youngest mountain range, but also the Third Pole. A very important area of the mountain range is the Hindu Kush Himalaya (HKH) region which spreads over 3,500 square kilometres across eight countries including India, Nepal and China. It is also known as the Water Tower of Asia due to its reserve of frozen water.
According to an estimate, HKH has the highest snow storage after the poles and its glaciers are the lifeline for one-third of the population across the globe. This means that without this water for drinking and irrigation, life would be impossible in the Indian peninsula.
The current situation of the glaciers in the Hindu Kush Himalaya is particularly alarming. According to an international study on the world’s glaciers published in journal Nature Geoscience, they probably contain 27 per cent less ice than previously suggested. What is more, the region is expected to lose half of its current glacier area by 2060, a decade earlier than the previously expected deadline of 2070.

Some scientists have noticed that the number of glaciers in the Himalayan area has increased but this is an illusion. This increase in the number of glaciers is primarily due to glacier fragmentation, big ones splitting into smaller ones. This is happening due to global warming and consistent loss in areas the glaciers occupy.

At a much smaller scale, the Mont Blanc glaciers in the French Alps are melting faster and faster too. While losing their ice, they are yielding more and more secrets A clutch of newspapers recently emerged from the Glacier des Bossons near Chamonix. One could still read the headlines from when Indira Gandhi became India’s first and so far only woman prime minister in 1966.

The copies of the Indian newspapers were probably aboard an Air India Boeing 707 that crashed on the mountain on January 24th, 1966, claiming 177 lives.

Once the papers have dried out, they will join a growing collection of found items from the crash. The most stunning find occurred in 2013, a box of precious stones – emeralds, sapphires and rubies – worth between 130,000 and 246,000 euros that is thought to have come from the 1966 crash.

Human remains were also found in the same area in 2017. They could have come from the crash of another Indian plane, the Malabar Princess, that collided with the mountain in 1950.

See the post I wrote on 15 September 2018 about these events:

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2018/09/15/les-secrets-du-glacier-des-bossons-alpes-francaises/

Chaîne de l’Hindu Kush Himalaya(Source : Wikipedia)

Glacier des Bossons (Photo : C. Grandpey)

La Vallée du Grand Rift // The Great Rift Valley

Après une période de fortes pluies en mars 2018, une énorme fracture de plusieurs kilomètres de long est apparue dans le sol dans une région à l’ouest de Nairobi au Kenya. Elle mesure une quinzaine de mètres de profondeur et une vingtaine de mètres de largeur à certains endroits. La fracture est probablement là depuis longtemps, mais il y a de fortes chances pour que les récentes précipitations aient lessivé la cendre volcanique qui la dissimulait. Cette cendre provenait du Mont Longonot, un volcan situé à proximité.
La fracture fait partie de la Vallée du Grand Rift, appellation qui désigne une région de fracture terrestre s’étendant du Moyen-Orient au Mozambique. Contrairement à ce que ce nom laisse supposer, la Vallée englobe un grand nombre de rifts qui appartiennent tous au même système.
C’est chose acquise : la lithosphère terrestre – qui est formée par la croûte et la partie supérieure du manteau – est morcelée en un certain nombre de plaques tectoniques. Ces plaques ne sont pas statiques ; elles se déplacent les unes par rapport aux autres à des vitesses variables. Ces déplacements sont probablement causés par des courants de convection dans l’asthénosphère et les forces générées aux limites entre les plaques.
Ces forces n’entraînent pas seulement le déplacement des plaques, elles peuvent également provoquer leur rupture, avec la formation d’un rift, et conduire à la création de nouvelles limites de plaques. Ce processus s’accompagne de manifestations de surface le long de la vallée du rift sous forme de volcanisme et d’activité sismique.

Géologiquement parlant, une vallée de rift est une région de plaine où deux plaques tectoniques s’écartent l’une de l’autre. La grande fracture qui est apparue récemment au Kenya fait partie du Rift est-africain. Ce dernier, qui a une longueur de 6000 kilomètres, comporte deux systèmes secondaires, le Gregory Rift et le Western Rift (vallée du rift occidental), qui sont parsemés de volcans.
Ces rifts s’élargissent eu fur et à mesure que les deux plaques tectoniques – la plaque somalienne à l’est et la plaque nubienne à l’ouest – s’éloignent l’une de l’autre. La région a livré des trésors archéologiques parmi les plus importants de l’histoire et a été surnommée le «berceau de l’humanité». Elle a révélé des squelettes extrêmement vieux comme le «Garçon de Turkana», un hominidé de 1,5 million d’années.
Les deux plaques tectoniques s’éloignant l’une de l’autre, la plaque somalienne finira probablement par se détacher de la plaque nubienne et former une terre distincte comparable à Madagascar ou à la Nouvelle-Zélande. Cependant, cette séparation ne se produira pas avant 50 millions d’années. Même s’il faut attendre aussi longtemps, les effets physiques de cette probable séparation continueront d’être vus et ressentis dans la région.
Par exemple, les mouvements du rift doivent être pris en compte lors de la construction d’infrastructures ou d’une nouvelle voie ferrée dans la région. Selon des articles presse, la nouvelle fracture observée au Kenya a été comblée à l’aide d’un mélange de béton et de roches et permet à nouveau le passage d’une route après l’effondrement d’une portion entre Nairobi et Narok.
Le Rift est-africain est fascinant car il nous permet d’observer différentes étapes de formation d’un rift sur toute sa longueur. Au sud, là où le rift est le plus jeune, la vitesse d’accrétion est faible et des fractures s’ouvrent sur une vaste zone. Le volcanisme et la sismicité sont limités.
En revanche, du côté de la région Afar, le fond de la vallée du Rift est tapissé de roches volcaniques. Cela laisse supposer que, dans cette zone, la lithosphère s’est amincie, presque au point de se déchirer complètement. Lorsque la rupture se produira, un nouvel océan commencera à se former grâce à la solidification du magma dans l’espace laissé par la séparation des plaques. Finalement, sur une période de dizaines de millions d’années, l’extension du plancher océanique  progressera sur toute la longueur du rift. L’océan finira par s’engouffrer dans cette fracture et la superficie du continent africain se réduira. Une nouvelle grande île apparaîtra dans l’Océan Indien composée de parties de l’Éthiopie et de la Somalie, y compris la Corne de l’Afrique.
Source: National Geographic, The Conversation.

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After a period of heavy rainfall in March 2018, a huge crack several kilometres long appeared in the ground in a region just west of Nairobi, Kenya. it measures about 15 metres deep and 20 metres wide in some places. The crack has probably been here for a long time, but the recent eain probably wash away the volcanic ash that had erupted from nearby Mt. Longonot.

This crack is part of the Great Rift Valley, a name often used to refer to a region extending from the Middle East to Mozambique. Contrary to what the name may suggest, it is made of multiple rifts all running through the same system.

The Earth’s lithosphere (formed by the crust and the upper part of the mantle) is broken up into a number of tectonic plates. These plates are not static, but move relative to each other at varying speeds. These movements are likely caused by convection currents within the asthenosphere and the forces generated at the boundaries between plates.

These forces do not simply move the plates around, they can also cause plates to rupture, forming a rift and potentially leading to the creation of new plate boundaries. This process is accompanied by surface manifestations along the rift valley in the form of volcanism and seismic activity. The East African Rift system is an example of where this is currently happening.

Geologically speaking, a rift valley refers to a lowland region where tectonic plates rift, or move apart. The large crack that recently exposed itself in Kenya is from the East African Rift. In the 6,000-kilometre-long East African Rift, there are two smaller systems called the Gregory Rift and the Western Rift, and each is speckled with volcanoes.
The rifts are growing larger as two tectonic plates, the Somali plate in the east and the Nubian plate in the west, move away from each other. The region has yielded some of history’s most important archaeological treasures and has been nicknamed the “cradle of humanity.” It revealed extremely old skeletons like the “Turkana boy,” a 1.5-million-year-old hominin.

As the two tectonic plates are moving away from each other, the Somali plate may completely separate from the Nubian plate and form a separate land mass comparable to Madagascar or New Zealand. However, that separation is not expected to happen for another 50 million years. Even so, the physical effects of that separation will continue to be seen and felt.

For instance, the rift movements must be taken into account when building infrastructures or a new railway in the region. There are newspaper reports saying that the new Kenyan crack has been filled in with a mix of concrete and rocks and is being used as a road once again, after it caused part of the Nairobi-Narok highway to collapse.

The East African Rift is unique in that it allows us to observe different stages of rifting along its length. To the south, where the rift is young, extension rates are low and faulting occurs over a wide area. Volcanism and seismicity are limited.

Towards the Afar region, however, the entire rift valley floor is covered with volcanic rocks. This suggests that, in this area, the lithosphere has thinned almost to the point of complete break up. When this happens, a new ocean will begin forming by the solidification of magma in the space created by the broken-up plates. Eventually, over a period of tens of millions of years, seafloor spreading will progress along the entire length of the rift. The ocean will flood in and, as a result, the African continent will become smaller and there will be a large island in the Indian Ocean composed of parts of Ethiopia and Somalia, including the Horn of Africa.

Source : National Geographic, The Conversation.

Source : Wikipedia

Le Grand Rift vu depuis le sommet de l’Ol Doinyo Lengai

Au coeur du Grand Rift

(Photos : C. Grandpey)

 

Beautés cachées des profondeurs océaniques

Pendant que Christian Holveck  expose les beautés cachées des tunnels de lave de l’île de la Réunion, le biologiste marin Laurent Ballesta nous invite à admirer celles des profondeurs de nos océans, en particulier de l’Océan Austral avec sa banquise et ses icebergs.

Le numéro 64 de Reporters sans Frontières qui vient de paraître en ce mois de juillet 2020 nous offre un superbe échantillon des photos prises par Laurent. Comme je l’ai écrit à plusieurs reprises, nous connaissons mieux la surface de la planète Mars que le plancher de l’Océan Pacifique avec ses fosses démesurées où se déclenchent les séismes les plus puissants. Laurent s’efforce de combler cette lacune en s’enfonçant dans les profondeurs des océans, jusqu’aux limites du supportable pour un être humain. Sa moisson de clichés est époustouflante. Elle s’accompagne de réflexions de Nicolas Hulot, Vincent Munier, Luc Jacquet, Eric Orsenna et d’autres amoureux de la Nature.

Le magazine de 145 pages est disponible en kiosque au prix de 9,90 euros.

Laurent Ballesta est un homme charmant. J’ai souvenir d’une longue discussion avec lui et Jean-Louis Etienne un jour dans l’Aubrac, avec des points de vue concordants et malheureusement pessimistes sur le réchauffement du climat de notre belle planète.