Catégorie : Science

Nouvelle approche des bassins hydrothermaux de Yellowstone // New approach of Yellowstone’s hydrothermal basins

drapeau-francaisUne nouvelle étude permettant d’obtenir une vue sans précédent de la croûte terrestre sous le Parc National de Yellowstone débutera demain 7 novembre 2016 par un levé électromagnétique et magnétique (HEM) à partir d’un hélicoptère. Des scientifiques de l’USGS, de l’Université du Wyoming et de l’Université d’Aarhus au Danemark espèrent répertorier séparément les zones d’eau douce froide, d’eau salée chaude, de vapeur, d’argile et de roches non altérées pour mieux comprendre les innombrables systèmes hydrothermaux de Yellowstone. Les vols héliportés se poursuivront pendant les deux à quatre semaines suivantes.
Bien que les systèmes hydrothermaux du Parc soient bien cartographiés à la surface, les systèmes d’écoulement des eaux souterraines sont pratiquement inconnus. Les relevés HEM, effectués par SkyTEM, fourniront une première image souterraine des systèmes hydrothermaux de Yellowstone, avec les signatures géophysiques des geysers, des sources chaudes, des mares de boue et des bouches de vapeur à des profondeurs supérieures à 300 mètres.
Un hélicoptère se déplaçant à environ 60 mètres au-dessus de la surface du sol, évoluera selon des grilles de vol pré-établies en se concentrant sur le couloir Mammoth-Norris, les Upper et Lower Geyser Basins et la partie nord du lac Yellowstone. Un système électromagnétique, avec des allures de hula hoop géant, sera suspendu sous l’hélicoptère (voir photo ci-dessous). Cet équipement est capable de détecter et d’enregistrer de minuscules tensions liées à la conductivité électrique du sol.
Ces observations, combinées à des données géophysiques, géochimiques et géologiques existantes, permettront de combler une lacune majeure entre les systèmes hydrothermaux de surface et le système magmatique en profondeur. Par exemple, des recherches montrent que l’eau chaude qui jaillit des geysers de Yellowstone provient d’anciennes précipitations, sous forme de neige et de pluie qui percolent dans la croûte, avant d’être chauffées et de finalement remonter à la surface. Ce processus peut prendre des centaines voire des milliers d’années, mais on sait peu de choses sur le cheminement de ces eaux.
Source: USGS.

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drapeau-anglaisA new study providing an unprecedented regional view of the Earth’s crust beneath Yellowstone National Park will begin with a helicopter electromagnetic and magnetic (HEM) survey tomorrow November 7th, 2016. Scientists from the USGS, University of Wyoming and Aarhus University in Denmark hope to distinguish zones of cold fresh water, hot saline water, steam, clay and unaltered rock from one another to understand Yellowstone’s myriad hydrothermal systems. The flights will continue for the next two to four weeks.

Although the park’s hydrothermal systems are well mapped at the surface, their subsurface groundwater flow systems are almost completely unknown. The HEM survey, operated by SkyTEM, will provide the first subsurface view of Yellowstone’s hydrothermal systems, tracking the geophysical signatures of geysers, hot springs, mud pots and steam vents to depths in excess of 300 metres.

A low flying helicopter, about 60 metres above the ground’s surface, will travel along pre-planned flight grids focusing on the Mammoth-Norris corridor, Upper and Lower Geyser Basins and the northern part of Yellowstone Lake. An electromagnetic system, resembling a giant hula hoop, will be suspended from the helicopter’s base (see photo below). The equipment senses and records tiny voltages that can be related to the ground’s electrical conductivity.

These observations, combined with existing geophysical, geochemical and geological data, will help close a major knowledge gap between the surface hydrothermal systems and the deeper magmatic system. For example, research shows that the hot water spurting from Yellowstone’s geysers originates as old precipitation, snow and rain that percolates down into the crust, is heated and ultimately returns to the surface. This process takes hundreds if not thousands of years. Little, however, is currently known about the paths taken by the waters.

Source: USGS.

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Exemple de levé électromagnétique et magnétique SkyTEM au-dessus de Spirit Lake, près du Mt St Helens, avec le Mt Adams à l’arrière-plan. (Source: USGS)

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Norris Geyser Basin, l’un des endroits les plus chauds du Parc de Yellowstone.

(Photo: C. Grandpey)

 

Le GPS et la surveillance volcanique // GPS and volcano monitoring

drapeau-francaisLe GPS (Global Positioning System) fait aujourd’hui partie de notre vie quotidienne. Beaucoup de gens en possèdent au moins un exemplaire, que ce soit dans leur smartphone (téléphone intelligent) ou dans leur voiture
Le GPS est également devenu un outil indispensable dans la surveillance volcanique. La Grande Ile d’Hawaii a été dotée d’un réseau de plus de 60 stations GPS conçues pour la recherche scientifique et exploitées par le personnel de l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO). Ces stations sont utilisées pour contrôler les mouvements du sol et détecter ce qui se passe à l’intérieur et autour des volcans hawaïens.
En effet, lorsque le magma s’accumule dans le système d’alimentation d’un volcan, il fait monter la pression dans la chambre magmatique, ce qui provoque une inflation de l’édifice volcanique. A l’inverse, lorsque le magma s’évacue de la chambre (lors d’une éruption, par exemple), on enregistre une phase de déflation de l’édifice.
En mesurant le mouvement des stations GPS par rapport au réservoir magmatique, les scientifiques du HVO peuvent estimer la quantité de magma qui se déplace à l’intérieur et à l’extérieur du système d’alimentation. Avec un réseau dense de capteurs fournissant des données en continu, ils peuvent également détecter les changements susceptibles d’indiquer une ascension du magma vers la surface.
Les données GPS sont cruciales pour mesurer d’autres phénomènes volcaniques. Par exemple, elles sont utilisées pour contrôler le flanc sud du Kilauea et son mouvement vers l’océan, un processus qui crée des contraintes pouvant provoquer des séismes. Les grands séismes entraînent également des déplacements du sol qui peuvent être mesurés avec des GPS de qualité scientifique.
L’instrumentation dans une station GPS scientifique utilise les mêmes signaux qu’un smartphone ou un GPS automobile. Cependant, il y a deux différences importantes. Tout d’abord, les GPS scientifiques sont immobiles. Les antennes GPS à Hawaii sont solidement arrimées, étant donné que leur fonction est de mesurer les mouvements du sol proprement dit.
La seconde différence est la façon dont le HVO analyse les signaux GPS. Les instruments envoient des données via des liaisons sans fil au HVO où les scientifiques calculent les positions à l’aide d’une méthode beaucoup plus précise que celle dont dispose un appareil portatif. En fin de compte, les scientifiques obtiennent des positions précises à quelques millimètres près. Cela signifie qu’ils peuvent détecter des modifications très faibles et très lentes dans la morphologie du terrain.
Les GPS scientifiques fournissent également des mesures précises pour des mouvements du sol importants et rapides, comme ceux qui se produisent avant et pendant une éruption ou une intrusion magmatique.
Les évolutions récentes dans les techniques de traitement de données GPS scientifiques ont élargi leur champ d’applications. Elles sont capables de fournir des mises à jour seconde par seconde sur les mouvements du sol et calculer ces derniers en temps réel, ou quelques secondes seulement après leur collecte.

Même si les données GPS en temps réel ont une précision inférieure aux données GPS calculées sur une journée entière, elles peuvent détecter de manière fiable les mouvements du sol d’environ 5 cm, et des améliorations sont en cours pour augmenter cette précision.

Dans les jours, les heures et les minutes qui précèdent une éruption, la rapidité du HVO pour déterminer la direction empruntée par le magma devient essentielle. Plus grande sera la vitesse de réaction des scientifiques et plus précises seront les données fournies par les instruments, plus vite ils pourront informer et fournir des conseils à la Protection Civile et à la population sur le lieu et l’impact possible de l’éruption.
Source: USGS / HVO.

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drapeau-anglaisThe Global Positioning System (GPS) has become part of everyday life. Many people have it in their cell phones or in their cars

GPS has also become an indispensable tool in volcano monitoring. Hawaii Big Island has been equipped with a network of over 60 scientific-grade GPS stations operated by scientists at the USGS Hawaiian Volcano Observatory (HVO). They are used to monitor ground motion and detect what is happening inside and around Hawaiian volcanoes.

Indeed, as magma accumulates in a volcano’s plumbing system, it increases the pressure in the magma chamber, which pushes the ground outward. On the contrary, when magma leaves the chamber (during an eruption, for instance), the ground is drawn back inward.

By measuring the motion of GPS instruments toward and away from the magma reservoir, HVO scientists can estimate how much magma is moving in and out of the system. With a dense network of sensors and continuous data, they can also detect changes that might indicate magma movement toward the surface.

GPS data are also crucial for measuring other phenomena on the volcano. For example, GPS data are used to monitor the movement of Kilauea’s south flank toward the ocean, a process that creates stresses that can lead to earthquakes. Large earthquakes also produce permanent ground displacements that can be measured with scientific-grade GPS.

The instrumentation in a scientific GPS station utilizes the same signals as a cell phone or car navigation system. However, there are two key differences. First, scientific GPS instruments are not moved around. GPS antennas are tightly fixed to the ground, because their purpose is to measure the motion of the ground itself.

The second difference is the way HVO analyzes signals from GPS satellites. The instruments send data via wireless links to HVO, where scientists calculate positions by using a method which is far more accurate than a hand-held device can provide. In the end, they obtain positions precise to several millimetres. This means they can track very small and slow changes in the shape of the ground.

Scientific GPS also provides accurate measurements of large, fast motions, like those that occur before and during an eruption or intrusion.

Recent developments in data processing techniques have extended the use of scientific GPS data to provide second-by-second updates in ground position and to calculate these in “real-time,” or within seconds of data collection.

While “real-time” GPS has lower accuracy than GPS positions calculated over an entire day, they can now reliably detect motions of about 5 cm, and improvements are in progress to increase this accuracy. In the days, hours, and minutes leading up to an eruption, the speed at which HVO can determine where magma might be headed becomes critical. The more accurately and quickly scientists can get this information, the faster they can provide guidance to emergency managers and the public about possible eruption locations and impacts.

Source : USGS / HVO.

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Ce graphique – rafraîchi quotidiennement – montre les modifications de distance entre les deux stations GPS (carrés verts sur la carte) situées de part et d’autre de la caldeira du Kilauea.

L’Italie continue de trembler // Italy is still trembling

drapeau-francaisUne nouvelle secousse sismique de M 5 a de nouveau secoué la nuit dernière le centre de l’Italie, peu avant 2 h 00 du matin. On ne signale pas de dégâts pour l’instant. L’épicentre a été localisé à 51,5 km au sud-est de Perugia, à une profondeur de 10 kilomètres.

Selon les sismologues italiens de l’INGV, les violents séismes qui ont lieu dans le centre de l’Italie pourraient encore durer plusieurs semaines. Selon eux, un séisme de M 6 ou plus (comme ceux enregistrés ces dernières semaines) engendre des tensions qui sont redistribuées dans les failles adjacentes et peuvent les conduire à la rupture.

Les Apennins sont tailladés par une série de failles dans la croûte terrestre, chacune ayant en moyenne dix à vingt kilomètres de longueur. Un puissant séisme affaiblit une faille adjacente dans la continuité d’un effet domino susceptible de s’étirer sur des centaines de kilomètres.

La dernière fois qu’une telle suite de séismes a eu lieu remonte à 1997 dans la région d’Assise, dans le centre du pays. Le premier, avec une magnitude de M 6,4, avait fait 11 morts et avait été suivi d’une autre secousse, le lendemain, et d’un autre encore, une vingtaine de jours plus tard, sans compter les nombreuses répliques. Il se pourrait que cette séquence de 1997 soit semblable à ce que nous constatons actuellement.

Les médias ont mis en ligne la photo d’une faille qui a été ouverte dimanche dernier par le séisme sur le Monte Vettore, près de Nurcia. Beaucoup d’habitants de la région redoutent des glissements de terrain qui seraient provoqués par la fragilité de la montagne.

http://www.bfmtv.com/mediaplayer/video/seisme-en-italie-regardez-l-enorme-fissure-qui-a-fendu-la-montagne-881619.html

Source : Presse italienne.

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drapeau-anglaisA new M 5 earthquake shook again last night Central Italy, shortly before 2:00 am. There are no reports of damage yet. The epicenter was located 51.5 km southeast of Perugia, at a depth of 10 kilometers.
According to Italian seismologists at the INGV, the violent earthquakes that are observed in central Italy could last several weeks. They explain that an M 6 earthquakeor more (such as those in recent weeks) creates tensions that are redistributed to adjacent faults and can lead to their rupture.
The Apennines are slashed by a series of faults in the earth’s crust, each with an average of ten to twenty kilometers in length. A powerful earthquake weakens an adjacent fault in the continuity of a domino effect that can stretch over hundreds of kilometers.
The last time such a sequence of earthquakes occurred was in 1997 in Assisi region in central Italy. The first event, with a magnitude of M 6.4, killed 11 people and was followed by another shock, the next day, and then another, twenty days later, with numerous aftershocks. It could be that this 1997 sequence was similar to what we are seeing right now.
The media have posted a photo of a fault that was opened last Sunday by the earthquake on Monte Vettore near Nurcia. Many locals fear landslides that would be caused by the fragility of the mountain.
http://www.bfmtv.com/mediaplayer/video/seisme-en-italie-regardez-l-enorme-fissure-qui-a-fendu-la-montagne-881619.html

Source: Italian newspapers.

L’Italie, un pays à fort risque sismique // Italy, a country with a high seismic risk

drapeau-francaisSelon les sismologues italiens, les deux violents séismes qui ont secoué le centre de l’Italie le 26 octobre dernier ne sont pas des répliques de l’événement dévastateur du mois d’août à Amatrice avec une magnitude de M 6.2. Il s’agit d’un nouveau séisme avec plus de 220 répliques enregistrées au cours des 48 heures qui ont suivi.
Heureusement, les dernières secousses, si elles ont provoqué des dégâts considérables, n’ont pas entraîné de décès. Quatre personnes ont été blessées et plus de 5.000 ont été affectées dans la région des Marches. Les séismes ont été suivis de glissements de terrain qui ont entraîné plusieurs fermetures de routes. 25 municipalités ont fait état de dégâts importants.
Les épicentres ont été localisés entre l’épicentre du séisme qui a secoué l’Ombrie en septembre 1997, et celui du mois d’août 2016 dans la région d’Amatrice. De tels séismes sont typiques de la région montagneuse des Apennins qui constituent l’épine dorsale de la botte italienne. Cependant, les scientifiques ne savent pas encore si les derniers séismes se sont produits sur une section jusqu’alors inactive de la faille d’Amatrice ou sur une structure parallèle, parente de cette faille.
Les secousses du 26 octobre ont été suivies d’une série de 221 répliques jusqu’au 28 octobre, avec des magnitudes supérieures à M 2.2. La plus forte réplique avait une magnitude de M 4.7 le 26 octobre. Les sismologues indiquent que de nouvelles répliques devraient se produire dans les prochains mois, mais elles devraient devenir progressivement plus faibles.
L’Italie est située entre les plaques tectoniques eurasienne et africaine, une position qui la rend vulnérable à l’aléa sismique et volcanique. Selon les scientifiques, le risque sismique le plus élevé se concentre le long des Apennins. Comme les plaques se déplacent, l’Italie est lentement poussée vers le nord, et se rattachera probablement à la Croatie dans environ 20 millions d’années.
Parmi les séismes les plus violents en Italie, on retiendra celui qui a eu lieu près de Naples en 1980 avec 3000 morts et le séisme dévastateur de Messine en 1908, où 95 000 personnes ont été tuées. Il convient de noter que cet événement n’a pas eu d’effet immédiat sur l’Etna situé à proximité.
Source: CSEM / CSEM et journaux italiens.

Dernière minute: Une nouvelle secousse de M 6,5 a de nouveau secoué le centre de l’Italie aujourd’hui 30 octobre à 7h40. L’épicentre se situe dans une zone compris entre Perugia et Macerata.

Voici quelques détails sur ce dernier séisme. L’épicentre a été localisé à 16 km au N de Maltignano, 38 km à l’O de Ascoli Piceno 59 km au NO de L’Aquila et 117 km au NE de Rome.
Le séisme s’est produit seulement 4 jours après l’événement de M6.1 qui a frappé la même région, et deux mois après le séisme dévastateur de M6.2 du 24 août. Selon les sismologues, il ne s’agit pas d’une réplique, mais d’un nouvel événement indépendant. C’est le plus violent séisme observé en Italie depuis 1980, avec une séquence sans précédent de 3 secousses en 4 jours : M 5.5, M 6.1 et M 6.5.
Il n’est pas fait état de victimes. De nombreux bâtiments près de l’épicentre se sont effondrés. Les secousses ont été ressenties à Rome où le métro est arrêté depuis le séisme.
Cette région du centre de l’Italie a été en grande partie évacuée depuis les séismes du mois d’août. Selon le maire du village de Ussita, «tout s’est effondré. Je vois des colonnes de fumée, c’est un désastre. Je dormais dans ma voiture et j’ai vu l’enfer. »

La BBC a mis en ligne une vidéo et des photos qui montrent l’ampleur des dégâts:

http://www.bbc.com/news/world-europe-37814975

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drapeau-anglaisAccording to Italian seismologists, the two strong earthquakes which rattled Central Italy on October 26th were not aftershocks of the devastating M 6.2 Amatrice August event, but rather the product of a new earthquake. More than 220 aftershocks were registered over the next 48 hours.

Fortunately, the last earthquakes caused widespread damage but did not directly kill anybody. Four people were injured and more than 5,000 were affected in Marche region. The quakes were followed by landslides which prompted several road closures. 25 municipalities reported severe damage.

The two earthquakes were located between the epicenter of the September 1997 Umbria earthquake, and the latest 2016 Amatrice earthquake. The events are a typical occurrence for the region of the central Appenini mountains. However, scientists do not know whether it happened on a dormant section of the Amatrice fault or a parallel structure, a close cousin of this fault.

The earthquakes were followed by a series of 221 aftershocks by October 28th, with magnitudes no less than M 2.2. The strongest aftershock recorded was an M 4.7 on October 26th. Seismologists indicate that more aftershocks are expected in the coming months, but they should get progressively weaker.

Italy is situated between the Eurasian and African tectonic plates, a position which makes it prone to seismic and volcanic hazard. According to experts, the highest seismic risk is concentrated along the central Appenini mountains. As the plates move, Italy is slowly being pushed northwards, and will likely become attached to present-day Croatia in about 20 million years.

Some of the most historically significant earthquakes in Italy include the 1980 tremor near Naples, which caused 3,000 deaths, and the 1908 Messina disaster, where 95,000 people were killed. It should be noted that this event did not have any eimmediate effect on close by Mount Etna.

Source: CSEM/EMSC and Italian newspapers.

Last minute: Another M 6.5 earthquake shook again Central Italy today October 30th at 7:40. The epicentre was located in an area between Perugia and Macerata.

Here are some more details about the latest earthquake. The epicentre was located 16 km N of Maltignano, 38 km W of Ascoli Piceno, 59 km NW of L’Aquila and 117 km NE of Rome.

The quake comes just 4 days after the M6.1 event that hit the same region, and two months after deadly M6.2 of August 24th. According to seismologists, it is not an aftershock but a new independent event. It is the strongest earthquake in Italy since 1980, and an unprecedented sequence of 3 large shocks in 4 days for the country – M 5.5, M 6.1 and M 6.5.

There were no immediate reports of casualties. Numerous buildings near the epicentre have reportedly collapsed. The tremors were felt in Rome where services on the metro have been suspended since the quake.

This region is mostly evacuated since earthquakes started in August. According to the mayor of the village of Ussita, « everything collapsed. I can see columns of smoke, it’s a disaster. I was sleeping in the car and I saw hell. »

The BBC has released a video and photos that show the extent of the damage:

http://www.bbc.com/news/world-europe-37814975

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Source: CSEM / EMSC.