Catégorie : Science

L’intelligence artificielle et la sismicité à Santorin // AI and seismicity at Santorini

Les chercheurs, présents au 10ème Forum économique de Delphes, le 13 avril 2025, ont révélé que l’utilisation de l’intelligence artificielle (IA) et d’une technique avancée d’apprentissage automatique leur a permis de détecter plus de 50 000 séismes à Santorin, dont certains se sont produits avant l’intense essaim de février 2025. C’est dix fois mieux qu’avec les méthodes traditionnelles. Les chercheurs affirment que cette détection précoce a amélioré les prévisions et les procédures d’alerte pendant la crise. Cependant, il faut noter que personne n’a pu déterminer si cette sismicité pouvait être le signe avant-coureur d’une éruption du volcan sous-marin Kolumbo, au nord-est de l’île de Santorin.
Une équipe du British Geological Survey (BGS) a utilisé un algorithme d’apprentissage automatique baptisé QuakeFlow pour traiter les données sismiques en temps réel grâce au cloud computing (informatique dématérialisée). Cette technologie avancée a permis une surveillance continue et précise de l’activité sismique. Grâce à QuakeFlow, l’équipe scientifique a pu détecter environ 1 500 séismes de faible intensité à partir de décembre 2024, bien avant le pic d’activité sismique de janvier 2025.
En février, l’intensification de l’activité sismique s’est transformée en une crise sérieuse, avec des dégâts aux infrastructures, des évacuations massives et la déclaration de l’état d’urgence. On a pensé que la sismicité était liée à une intrusion magmatique à une profondeur de 3 à 5 km sous Anydros, ce qui générait des contraintes tectoniques et activait des failles.
L’IA a identifié quatre phases sismiques qui confirmaient la présence d’une veine magmatique s’étendant vers le nord-est en direction d’Anydros.

 

Les données géodésiques ont indiqué une élévation de 4 cm de la caldeira en janvier 2025, suivie d’un affaissement de 12 cm près d’Anydros en deux semaines. Cela correspondait à un mouvement de magma de la chambre de Kammeni vers Anydros, avec environ 8 millions de mètres cubes en jeu. En mars 2025, la déformation s’est poursuivie à un rythme plus lent dans la caldeira orientale.
Des scientifiques grecs ont signalé un déclin progressif des essaims sismiques fin février, avec une diminution de la fréquence et de l’intensité des secousses. Cependant, des systèmes d’IA, tels que QuakeFlow, ont continué de surveiller et d’analyser les événements sismiques de moindre ampleur afin d’affiner les analyses.
Au plus fort de la crise sismique, on estimait qu’une éruption volcanique, en particulier du volcan Kolumbo, pourrait entraîner des pertes de 40 milliards d’euros pour la Grèce et jusqu’à 1 400 milliards de dollars américains sur cinq ans.
Le tourisme à Santorin, qui a contribué à hauteur de 5,9 milliards d’euros au PIB grec en 2022, a été confronté à d’importantes perturbations en raison des évacuations massives début février 2025. Malgré ces difficultés, les hôteliers ont exprimé leur optimisme en mars,; ils prévoyaient une forte reprise de leurs activités au cours de la saison estivale 2025.
Source : The Watchers.

Au vu de cette carte qui montre l’activité sismique dans la région de Santorin en février 2025, on voit parfaitement où se concentraient les événements. On remarque que la caldeira de Santorin et ses deux petites îles volcaniques, Nea Kameni et Palea Kameni, n’a jamais montré de signes significatifs de réveil. (Source : TW/SAM, Google)

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Researchers at the 10th Delphi Economic Forum on April 13th, 2025, revealed that the use of artificial intelligence (AI) with advanced machine learning technology enabled them to detect over 50 000 earthquakes in Santorini, some of which occurred before the intense earthquake swarm in February 2025. This is ten times more than with traditional methods.The researchers say that this early detection enhanced earthquake forecasting and improved warning procedures during the crisis. However, nobody was able to say whether the seismicity could be a precusror to an eruption of the underwater Kolumbo volcano, located to the north-east of Santorini.

A team at the British Geological Survey (BGS) utilized a machine learning algorithm known as QuakeFlow to process seismic data in real-time using cloud computing. This advanced technology allowed for continuous and precise monitoring of seismic activity. By applying QuakeFlow, the team was able to detect around 1 500 smaller earthquakes beginning in December 2024, well before the significant spike in seismic activity that occurred in January 2025.

By February, intensifying seismic activity had evolved into a serious crisis, leading to infrastructural damage, mass evacuations, and the declaration of an emergency.

It was lelieved that the seismicity was related to the intrusion of magma at a depth of 3–5 km below Anydros, causing tectonic stresses and activating faults.

AI identified four seismic phases suggesting the presence of a magmatic vein extending northeast toward Anydros. Geodetic data indicated a 4 cm elevation of the caldera by January 2025, followed by a 12 cm subsidence near Anydros within two weeks. This indicated magma movement from Kammeni’s chamber toward Anydros, with approximately 8 million cubic meters of magma. By March 2025, deformation continued at a reduced rate in the eastern caldera.

Greek scientists reported a gradual decline in seismic swarm activityin late February, with both the frequency and strength of tremors decreasing. However, AI systems, such QuakeFlow, continued to monitor and analyze smaller seismic events to refine assessments.

At the height of the seismic crisis, it was estimated that a volcanic eruption, especially of the Kolumbo volcano, could result in losses of 40 billion euros for Greece and up to 1.4 trillion US dollars globally over five years.

Tourism in Santorini, which contributed 5.9 billion euros to Greece’s GDP in 2022, faced significant disruptions due to mass evacuations in early February 2025. Despite the challenges, hoteliers expressed optimism by March, looking ahead to a strong recovery during the 2025 summer season.

Source : The Watchers.

https://watchers.news/

Trump démolit la NOAA // Trump dismantles NOAA

L’Administration Trump envisage de supprimer le budget pour la recherche climatique de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) qui joue un rôle crucial dans les sciences climatiques au niveau mondial. De telles coupes drastiques auraient des conséquences pour la science à l’échelle de la planète.

L’exécutif américain compte demander au Congrès de couper les fonds des laboratoires de recherche et bureaux responsables de l’étude du climat qui sont le cœur même de l’Agence. Environ 75% des financements de la branche recherche pourraient être supprimés dans le budget de l’année 2026, en sachant que des coupes drastiques pourraient être mises en œuvre dès cette année

Si Trump maintient sa décision de démolir la NOAA – avec le président américain on ne sait jamais – le plan pourrait avoir des conséquences très vastes. En effet, la NOAA joue un rôle crucial aux États-Unis, mais aussi à l’échelle mondiale dans l’établissement de prévisions météorologiques, l’analyse du climat et la conservation des océans. La fin de ces programmes de recherche constituerait un séisme dans les sciences climatiques. De nombreux chercheurs et laboratoires ont recours à travers le monde aux données et modèles mathématiques de la NOAA.

Trump ne s’en est probablement pas rendu compte, mais ces coupes budgétaires pourraient aussi paralyser l’économie américaine. En effet, le secteur de l’agriculture est dépendant des données et analyses météorologiques et climatiques fournies par la NOAA.

Cela fait longtemps que la NOAA doit subir les assauts de certains conservateurs américains qui l’accusent d’être l’un des « principaux moteurs » de l' »alarmisme climatique ». L’Administration Trump a déjà procédé à des licenciements massifs et effacé de ses sites internet certaines de ses ressources et données climatiques. La Courbe de Keeling qui montre les concentrations de CO2 dans l’atmosphère (https://keelingcurve.ucsd.edu/), est épargnée pour le moment, mais pour combien de temps.

Les événements climatiques extrêmes liés au réchauffement climatique se multiplient aux États Unis. Des inondations majeures – avec 25 morts et une cinquantaine de blessés – ont affecté le Midwest et le Sud-Est du pays début avril 2025. Les modèles climatiques de la NOAA avaient permis de les prévoir et d’éviter que le bilan soit beaucoup plus lourd.

Source : médias états-uniens.

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The Trump administration is considering eliminating the climate research budget of the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), which plays a crucial role in global climate science. Such drastic cuts would have consequences for science worldwide.
The US executive intends to ask Congress to cut funding for the research laboratories and offices responsible for climate studies, which are the very heart of the Agency. Approximately 75% of the research branch’s funding could be eliminated in the 2026 budget, with drastic cuts potentially being implemented as early as this year.
If Trump sticks to his decision to dismantle NOAA—with the American president, you never know—the plan could have far-reaching consequences. Indeed, NOAA plays a crucial role in the United States, but also globally, in weather forecasting, climate analysis, and ocean conservation. The end of these research programs would be a shock for climate science. Many researchers and laboratories around the world rely on NOAA data and mathematical models.
Trump probably didn’t realize it, but these budget cuts could also cripple the American economy. Indeed, the agricultural sector depends on the weather and climate data and analyses provided by NOAA.
NOAA has long faced attacks from some American conservatives who accuse it of being one of the « primary drivers » of « climate alarmism. » The Trump administration has already carried out mass layoffs and deleted some of its climate resources and data from its websites. The Keeling Curve, which shows atmospheric CO2 concentrations (https://keelingcurve.ucsd.edu/), is spared for now, but for how long?
Extreme weather events linked to global warming are increasing in the United States. Major flooding—with 25 deaths and around fifty injuries—affected the Midwest and Southeast of the country in early April 2025. NOAA climate models had predicted the flooding and prevented the death toll from being much higher.
Source: US media.

Climat : La fin de La Niña // Climate : The end of La Niña

El Niño est un phénomène qui touche la région équatoriale de l’océan Pacifique, où la température de surface de la mer devient plus élevée que d’habitude. Il s’agit d’une variation climatique naturelle qui entraîne un réchauffement climatique et une augmentation de certains événements extrêmes. Le dernier épisode El Niño a débuté au printemps 2023 et s’est intensifié pendant l’été et l’automne de cette même année. Il a ensuite décliné et a été remplacé par La Niña, un phénomène de refroidissement qui a duré très peu de temps cette fois-ci. Nous sommes en avril 2025 et les climatologues affirment que la phase La Niña est terminée.
L’atmosphère a commencé à subir l’influence de La Niña à l’automne 2024, mais les températures océaniques plus froides que la moyenne dans l’océan Pacifique oriental, qui marquent généralement son arrivée, ne sont apparues qu’à la fin de l’année. Une fois arrivée, La Niña ne s’est maintenue que pendant quelques mois. Selon un rapport de la NOAA, la région équatoriale de l’océan Pacifique entre actuellement dans une phase neutre qui devrait durer jusqu’à la fin du printemps, avant de continuer pendant l’été et au moins jusqu’au début de l’automne 2025.
Les météorologues surveillent de près le comportement de La Niña et El Niño, car ils influencent le climat mondial de manière assez constante et prévisible sur le long terme.
Bien que La Niña soit terminée, ses effets persisteront, même s’ils seront probablement atténués par sa faible durée et son intensité moindre.

L’évolution de la météo dans les mois à venir sans La Niña et El Niño est incertaine. L’absence de ces deux phénomènes rendra difficile la prévision de tempêtes et de cyclones dans l’océan Atlantique lors de la saison des ouragans, qui débute en juin. Les conditions neutres des océans pourraient prendre fin lors de la période la plus active de la saison, qui va de la mi-août jusqu’à la mi-octobre, ce qui aura un impact sur la formation de systèmes météorologiques.

Rappelons que le passage d’un épisode El Niño particulièrement chaud a entraîné des records de chaleur dans les deux dernières années. La température globale des océans a atteint des records pendant une grande partie de 2023 et 2024. El Niño a évolué vers des conditions neutres peu avant le début de 2024 qui fut une saison des ouragans particulièrement active. Cinq d’entre eux, dont Helene et Milton, ont frappé les États-Unis. À l’échelle mondiale, les températures continuent d’augmenter. L’effet de refroidissement La Niña n’est pas toujours perceptible. Des températures plus élevées que la moyenne restent prévues au cours des prochains mois.
Source : CNN via Yahoo News.

Image illustrant l’impact d’El Niño et La Niña sur le Pacifique oriental au niveau de l’équateur ((Source: Wikipedia)

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El Niño is a phenomenon that affects the equatorial region of the Pacific Ocean where sea surface temperature becomes warmer than usual.. It is a natural climate variation that induces global warming and an increase in certain extreme events. The latest El Niño began in the spring of 2023 and grew during the summer and autumn of that year. It then declined and was replaced by La Niña, a cooling phenomenon that was very short this time. We are in April 2025 and climatologists say La Niña has already come to an end.

The atmosphere first started to take on a La Niña look in autumn 2024, but the cooler than average ocean temperatures in the tropical Pacific Ocean that typically mark its arrival didn’t arrive until the end of the year. Once they finally did, they only maintained La Niña levels for a few months.

According to an NOAA report, the equatorial region of the Pacific Ocean is now entering a neutral phase that is forecast to last through the rest of spring, summer and into at least early autumn 2025.

Forecasters closely monitor La Niña and El Niño because they influence global weather in a way that’s largely consistent and predictable well in advance.

Although La Niña is dead, its fingerprints will linger even if they could be limited by its duration and strength.

The weather outlook for the coming months without La Niña and El Niño is uncertain. The absence of these two phenomena will make it difficult to forecast storms and cyclones in the Atlantic Ocean during the hurricane season, which begins in June. Neutral ocean conditions could end during the most active period of the season, which runs from mid-August to mid-October, which will impact the formation of weather systems. The passage of a particularly warm El Niño current led to record heat waves in the last two years. Global ocean temperatures reached record highs for much of 2023 and 2024. El Niño shifted toward neutral conditions shortly before the start of 2024, which was a particularly active hurricane season. Five of these hurricanes, including Helene and Milton, hit the United States. Globally, temperatures continue to rise. The cooling effect of La Niña is not always noticeable. Warmer-than-average temperatures are still expected in the coming months.

Source : CNN via Yahoo News.

Pour mieux analyser l’activité volcanique…

La plupart (pour ne pas dire tous) les volcanologues aimeraient avoir à leur disposition un tomographe géant capable de voir les entrailles d’un volcan, un peu comme les services des douanes peuvent examiner l’intérieur des bagages dans les grands aéroports. Malheureusement, nous sommes encore loin d’avoir à notre disposition une telle technologie qui nous permettrait de mieux prévoir les éruptions, domaine pour lequel nous sommes encore démunis. Malgré tout, les recherches vont bon train et plusieurs approches intéressantes ont été testées sur les volcans.

C’est ainsi que des scientifiques de l’Institut Langevin et de l’Institut de physique du globe de Paris (IPGP) ont mis au point en 2024 une méthode d’imagerie innovante capable de sonder les entrailles d’un volcan à une résolution et une profondeur inégalées jusqu’ici. Parus dans la revue Communications, Earth & Environment, ces travaux offrent une nouvelle approche de la volcanologie et pourraient permettre de mieux anticiper les éruptions.

La publication de l’IPGP explique que, de nos jours, la tomographie sismique exploite les séismes pour sonder leurs propriétés mécaniques mais elle demande une activité sismique importante et la résolution des images obtenues est seulement de l’ordre de quelques kilomètres. Les scientifiques de l’Institut Langevin et de l’IPGP ont mis au point une nouvelle méthode d’imagerie, dite matricielle passive, qui plonge dans les entrailles du volcan jusqu’à dix kilomètres de profondeur et résout sa plomberie interne avec une précision de l’ordre de la centaine de mètres à partir du seul bruit sismique.

Ces résultats ont été obtenus sur La Soufrière de la Guadeloupe. Ils révèlent la forme tortueuse de la cheminée du volcan dans sa partie supérieure. Ils confirment aussi l’existence d’une large zone de stockage de magma en profondeur. Il s’agit d’un réseau de lentilles de magma horizontales connectées entre elles.

Pour parvenir à ce résultat, les scientifiques, en collaboration avec l’Observatoire volcanologique et sismologique de Guadeloupe, ont déployé un réseau de géophones qui captent non seulement les secousses sismiques, mais aussi le bruit sismique induit par le vent, l’océan et l’activité humaine. Ce bruit sismique mesuré pendant deux mois a servi à construire une matrice de réflexion, inspirée de travaux précédents de la même équipe sur l’échographie ultrasonore et la microscopie optique. Cette matrice est exploitée pour compenser finement les distorsions que les ondes sismiques subissent en traversant les différentes structures géologiques et poches de magma du volcan. Ces hétérogénéités ne sont alors plus un obstacle et une image de la structure interne du volcan est obtenue comme si ce dernier était devenu transparent.

Cette technique d’imagerie matricielle passive peut être appliquée à n’importe quel volcan pourvu qu’il y soit déployé un réseau dense de géophones. Elle ouvre ainsi un vaste champ d’applications en volcanologie, pour mieux comprendre la structure interne des volcans et les mouvements du magma en profondeur. Cela pourrait permettre d’anticiper de manière plus efficace les éruptions volcaniques.

Source : IPGP.

Référence: E. Giraudat, A. Burtin, A. Le Ber, M. Fink, J-C. Komorowski & A. Aubry. Matrix imaging as a tool for high-resolution monitoring of deep volcanic plumbing systems with seismic noise. Commun Earth Environ 5, 509 (2024). DOI : 10.1038/s43247-024-01659-2.

a) Vue tri-dimensionnelle du volcan obtenue par une migration confocale de la matrice de réflexion. L’image est totalement brouillée par les distorsions des ondes sismiques induites par les hétérogénéités du volcan. b) Image matricielle du volcan obtenue par apprentissage des lois de focalisation compensant les hétérogénéités de ce dernier. Jusqu’à 5 km, l’image révèle le conduit tortueux de la Soufrière. Au-delà, une zone de stockage du magma est mise en lumière avers un arrangement complexe de lentilles de magma horizontales connectées les unes aux autres. © Elsa Giraudat

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Il y a quelques années, La Soufrière de la Guadeloupe a déjà servi de banc d’essai à une étude sur l’utilisation des muons en volcanologie. J’ai publié plusieurs notes à ce sujet sur ce blog. Cette nouvelle technologie est basée sur l’utilisation des particules en provenance des couches supérieures de l’atmosphère. J’ai décrit cette technologie plus en détail dans des notes parues le 21 novembre 2015 et le 10 février 2016 :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2015/11/21/muons-et-volcans-muons-and-volcanoes/

Les scientifiques français ont utilisé la tomographie muonique dans le cadre du projet DIAPHANE sur le volcan de la Soufrière à la Guadeloupe. Des équipes du CNRS ont installé des capteurs de muons cosmiques sur les flancs du volcan. La technologie a permis de «suspecter la présence d’importantes cavités» à l’intérieur de l’édifice volcanique.

En cliquant sur le lien ci-dessous, vous pourrez visionner un excellent document (en anglais) montrant la mise en place du projet DIAPHANE sur la Soufrière en avril-mai 2015 :

https://www.bo.infn.it/sminiato/iprd16/01_Lunedi/Mattina/04_Marteau.pdf

Selon les chercheurs en charge du projet DIAPHANE, son but est d’augmenter la couverture tomographique du dôme de La Soufrière de la Guadeloupe. Il s’agit aussi de fournir des données uniques, non seulement d’imagerie structurelle, mais surtout du suivi dynamique du système hydrothermal du volcan. Le rapport entre le niveau d’eau liquide et gazeuse est en effet un des points essentiels dans la compréhension du fonctionnement d’un volcan de ce type, constamment arrosé par les pluies tropicales (8 à 10 mètres de précipitations annuelles !), et siège de fréquentes éruptions phréatiques.

Voici des images de l’intérieur de la zone sommitale de La Soufrière et du Stromboli obtenues grâce à la muographie.

 (Sources: IPGP, JMA)

Il faut toutefois ajouter que si ces images muoniques permettent d’avoir une idée de l’intérieur du volcan, elle n’apportent rien, ou pas grand-chose, en matière de prévision éruptive. Elles fournissent une image statique, longue à obtenir, à un moment donné. La nouvelle méthode d’imagerie matricielle passive semble un peu plus dynamique mais ne prend pas en compte tous les paramètres liés à l’activité volcanique.

Source : CNRS.