Catégorie : Science

Le film « San Andreas »: De la science à la fiction // From science to fiction

drapeau francaisLorsque je l’ai vu la bande-annonce de San Andreas, un film sur les écrans en ce moment, j’ai compris d’emblée qu’il ne me plairait pas! D’accord, ce n’est pas un documentaire, mais les effets spéciaux sont tout de même trop poussés pour que le film devienne crédible. Il faut oublier la géologie de la faille de San Andreas si on ne veut pas quitter la salle de cinéma avant la fin.
https://www.youtube.com/watch?v=Bz9e0PGSDeU&feature=player_detailpage

Les cinéastes d’Hollywood ont pour habitude d’exagérer les effets pour attirer le public et San Andreas n’échappe pas à la règle. La puissance du séisme et les dégâts qu’il cause vont au-delà de la réalité. Comme l’a fait remarquer un sismologue américain, la première chose à garder à l’esprit est que les séismes de magnitude M 9 ne se produisent que le long des zones de subduction, là où les plaques tectoniques entrent en collision et où une plaque glisse sous une autre. Il y a des millions d’années, il y a eu une zone de subduction active sous Los Angeles ou San Francisco, mais ce n’est plus le cas. La faille de San Andreas se trouve à la limite entre la plaque Pacifique et la plaque nord-américaine. C’est une faille géologique dite en décrochement qui marque la rencontre et le coulissement de deux plaques tectoniques. Un séisme le long de cette faille pourrait en théorie atteindre M 8,3 mais, comme il se produirait principalement à l’intérieur des terres, il ne générerait pas un puissant tsunami comme celui que l’on peut voir dans le film.
Le niveau de destruction dépeint dans San Andreas est exagéré. Le gouffre béant qui s’est ouvert dans la région de San Andreas en Californie centrale est une chose totalement impossible. Si la faille pouvait s’ouvrir de cette manière, cela voudrait dire qu’il n’y aurait pas de frottement, et sans frottement n’y aurait pas de séisme.
San Andreas montre un sismologue capable de prédire la catastrophe à venir. C’est le rêve de tout sismologue! Malheureusement, les scientifiques n’ont pas encore trouvé le moyen de prévoir le moment où va se déclencher un séisme. Des signaux magnétiques et électriques sont utilisés ; on étudie même le comportement des animaux, mais sans grand succès. La seule chose que l’on sait, c’est que certaines régions du globe – comme la Californie – sont plus exposées aux séismes que d’autres. De plus, on sait qu’il y a une forte probabilité de déclenchement d’un nouveau séisme juste après une forte secousse. C’est un aspect de la sismologie qui apparaît bien dans San Andreas. Dans le film, un événement de M 7.1 dans le Nevada déclenche un autre de M 9.1 à Los Angeles, qui lui-même déclenche une secousse de M 9.6 à San Francisco. Si l’on reporte ces magnitudes en les mettant en relation avec la véritable possibilité d’un séisme sur la faille de San Andreas, le scénario devient plausible. Dans la journée qui a suivi le tremblement de terre de San Francisco en 1906, des séismes de M 5 à M 6 ont été enregistrés dans l’Imperial Valley, à Santa Monica Bay, dans l’Oregon et le Nevada. A ces distances, on les qualifie de « triggered earthquakes » (en français « séismes déclenchés ») plutôt que de « répliques », mais ils se produisent fréquemment. Les répliques qui continuent à secouer les personnages du film correspondent bien à celles qui font suite à un véritable séisme.
La partie la plus plausible de San Andreas est sa description des émotions ressenties par les personnes qui se trouvent au coeur d’une catastrophe majeure : L’absence de communications provoque un mouvement de panique au sein des familles ; savoir se protéger et protéger ceux qui vous entourent réduit la peur et augmente les chances de survie. Le film montre aussi fidèlement qu’il est très utile de connaître les principes de base des premiers secours, que les tsunamis peuvent être précédés par une phase de retrait de l’océan, que les lignes fixes continuent de fonctionner quand les téléphones cellulaires sont hors service et que le fait d’avoir un « plan B » peut rendre la vie plus facile et plus sûre après un puissant séisme. Pour le reste, vous aurez tout intérêt à faire abstraction de vos connaissances en géologie!

Ce film me rappelle un peu Le Pic de Dante dans lequel beaucoup de scènes étaient de la pure fiction. Le réalisateur avait  rassemblé dans un seul film tous les aspects des éruptions volcaniques. Chaque aspect pris séparément était plausible, mais mettre tous les aspects dans le même panier devenait carrément comique!

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drapeau anglaisWhen I saw the trailer of San Andreas, a film that is on the screens at the moment, I knew I would not like it! Ok, it is not a documentary but it’s going a bit too far in the special effects to become credible. You need to forget the science around the San Andreas Fault if you do not want to leave the film before the end.

https://www.youtube.com/watch?v=Bz9e0PGSDeU&feature=player_detailpage

Hollywood filmmakers usually exaggerate for effect, and this film is no exception. Both the magnitude of the earthquake and the damage it causes are beyond reality. The first thing to know is that M 9 earthquakes only occur along subduction zones, places where tectonic plates collide and where one plate slips under another. Millions of years ago, there used to be an active subduction zone under Los Angeles or San Francisco, but this is no longer the case. The San Andreas Fault forms the tectonic boundary between the Pacific Plate and the North American Plate, and its motion is right-lateral strike-slip. Besides, an earthquake along the fault would reach a maximum of M 8.3. Being mostly on land, it would never produce a big tsunami like the one in the movie.

The level of destruction portrayed in the film is exaggerated. The gaping chasm we see rupturing the San Andreas area in central California is completely impossible. If the fault could open up like that, there would be no friction, and without friction there would be no earthquake.

San Andreas shows a seismologist predicting the coming disaster. This is a seismologist’s dream! Unfortunately, we have yet to find any way to foresee the time of a particular earthquake. Magnetic and electric signals, even animal behaviour have been studied without much success. The only thing we know is that some areas of the globe – like California – are more prone to earthquakes than others. The only time we know an earthquake becomes more likely is right after another one because of earthquake triggering. This is an important piece of seismology the film gets right. In San Andreas, a M 7.1 event in Nevada triggers a M 9.1 in Los Angeles that triggers a M 9.6 in San Francisco. If you adjust the magnitudes to what’s possible on the real San Andreas Fault, the triggering pattern is actually plausible. In the day after the 1906 earthquake that devastated San Francisco, M 5 to 6 earthquakes ruptured through Imperial Valley, Santa Monica Bay, Oregon and Nevada. At those distances, we call them “triggered earthquakes” instead of “aftershocks,” but they are common. The aftershocks that continue to rattle the characters in the movie are representative of what indeed could follow a real event.

The most plausible part of San Andreas is its depiction of the emotions people experience during a major disaster. The loss of communication brings fear to families, while the knowledge of how to protect yourself and those around you reduces that fear and boosts the chances of survival. The film also aptly shows that knowing the fundamentals of first aid, that tsunamis can be preceded by a draw-down of the ocean, that landlines work when cell phones are out and that having a “plan B” all can make life easier and safer after a big earthquake. For the rest, just forget geology!

This film reminds me of Dante’s Peak in which many scenes were pure fiction. The director had brought together in a single film all the aspects of volcanic eruptions. Each aspect was plausible, but putting all aspects in one basket was downright comical!

Voici quelques vues de la plaine de Carrizo et de la faille de San Andreas:

Here are some views of the Carrizo Plain and the San Andreas Fault:

SA 01

Vue de la Tremblor Range qui borde la plaine de Carrizo au nord-est

SA 02

De profondes fractures déchirent la plaine de Carrizo

SA 03

Soda Lake, au centre de la plaine de Carrizo

SA 04

Faille de San Andreas à Wallace Creek

SA 05

Dans la faille de San Andreas…

(Photos:  C.  Grandpey)

Prévision volcanique : Il reste beaucoup à faire ! // Volcanic prediction : There’s still a long way to go !

drapeau francaisLes derniers événements volcaniques confirment, si besoin était, que nous sommes encore très loin de la vérité en matière de prévision volcanique.

En septembre 2014, le Mayon montrait des signes de réveil aux Philippines. Mettant en œuvre le principe de précautions, les autorités ont ordonné l’évacuation de quelque 55 000 personnes. Quelques semaines plus tard, le volcan n’étant toujours pas entré en éruption, ces personnes ont été autorisées à revenir chez elles.

En octobre 2014, le Mont Ontake s’est réveillé brutalement avec une éruption phréato-magmatique qui a tué une cinquantaine de randonneurs. Les scientifiques japonais n’ont pas vu venir l’événement.

De la même façon, la dernière éruption du Mont Shindake a pris tout le monde par surprise. Les autorités japonaises ont évacué la centaine de personnes qui vivent sur l’île Kuchinoerabujima, mais APRES l’événement !

Il faut dire, à la décharge des volcanologues japonais, que leur pays se trouve dans une zone de subduction avec des volcans gris explosifs dont le comportement est quasiment imprévisible, du moins à l’heure actuelle.

Si le comportement des volcans gris est difficile à prévoir, les volcans rouges piègent eux aussi souvent les volcanologues. La dernière éruption du volcan Wolf aux Galapagos a été découverte par hasard par les occupants d’un bateau qui passait au large de l’Ile Isabela et qui ont alerté les autorités !

A Hawaii, les volcanologues américains n’ont jamais pu dire vraiment quelle serait la suite des événements lorsque le lac de lave a débordé dans le cratère de l’Halema’uma’u. Ils ont proposé plusieurs scénarios avec une priorité vers une sortie de lave dans la zone de rift. Au final, il ne s’est rien passé en dehors d’une probable intrusion magmatique dans le rift sud-ouest.

C’est la même chose à la Réunion où les scientifiques en poste à l’Observatoire du Piton de la Fournaise jouent au yo-yo avec le niveau d’alerte volcanique. Ce n’est qu’au dernier moment qu’ils peuvent dire que l’éruption va avoir lieu, en sachant que le volcan devance parfois l’annonce de l’éruption !

Nous sommes donc encore très loin de la prévision volcanique idéale, celle qui permettrait vraiment de mettre les populations à l’abri des coulées pyroclastiques, phénomène le plus dangereux sur les volcans. Il faudrait pour cela que davantage d’argent soit alloué aux laboratoires et aux observatoires qui, faute de moyens, s’appuient le plus souvent sur des simulations informatiques, une science exacte qui ne correspond guère aux humeurs aléatoires des monstres de feu. A l’heure où la fédération internationale de football se vautre dans les milliards de dollars, les labos scientifiques doivent se serrer la ceinture. Cherchez l’erreur !

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drapeau anglaisThe latest volcanic events confirm, if need be, that we are still very far from the truth in terms of volcanic prediction.
In September 2014, Mayon showed signs of reawakening in the Philippines. As a precaution, the authorities ordered the evacuation of about 55,000 people. A few weeks later, as the volcano had not erupted, they were allowed to return home.
In October 2014, Mount Ontake erupted suddenly with a phreatomagmatic eruption that killed fifty hikers. Japanese scientists had not predicted the event.
Similarly, the last eruption of Mount Shindake took everyone by surprise. The Japanese authorities evacuated hundreds of people living on Kuchinoerabujima Island, but AFTER the event!
However, in defense of Japanese volcanologists, we should say their country lies in a subduction zone with grey explosive volcanoes whose behaviour is almost unpredictable, at least for the moment.
If the behaviour of grey volcanoes is difficult to predict, red volcanoes also often trap volcanologists. The last eruption of Wolf volcano in the Galapagos was discovered by chance by the occupants of a passing boat off the coast of Isabela Island who alerted the authorities!
In Hawaii, American volcanologists could never really tell what would happen next when the lava lake overflowed over the floor of Halema’uma’u Crater. They proposed several scenarios with a priority to a lava output in the rift zone. In the end, nothing happened, except a probable magma intrusion in the southwest rift.
It’s the same thing at Reunion Island where scientists at the Observatory of the Piton de la Fournaise play yo-yo with the level of volcanic alert. Only at the last moment they can say that an eruption will occur. The volcano is sometimes ahead of the announcement of the eruption!
So we are still very far from the ideal volcanic prediction, one that really would put people safe from pyroclastic flows, the most dangerous volcanic phenomenon. This would require that more money be allocated to laboratories and observatories. The lack of resources often forces them to rely on computer simulations, an exact science which hardly corresponds to the unpredictable moods of the volcanoes. At a time when the international football association wallows in billions of dollars, scientific labs must tighten their belts. There’s something wrong somewhere!

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L’éruption du Mont Ontake a surpris tout le monde en octobre 2014  (Crédit photo:  JMA)

Drones et nuages de cendre volcanique

drapeau francaisAprès le système AVOID censé détecter les nuages de cendre volcanique et aider les pilotes à les éviter, voici un autre dispositif mis au point en 2014 et dont le but est de cartographier la cendre dans l’espace aérien. Le NavSonde est un drone qui recueille et géolocalise les échantillons de cendre qu’il a récupérés.
Le NavSonde est installé sur un avion qui l’achemine à l’altitude désirée. Il est ensuite livré à lui-même, déploie ses ailes rétractables et son gouvernail gérés par des servo-moteurs. Pendant qu’il plane à travers des particules volcaniques en suivant une trajectoire déterminée par GPS, le collecteur de cendre s’ouvre et se ferme à des points précis de sorte que les chercheurs savent où chaque échantillon a été prélevé. Une fois que le drone a touché le sol, les scientifiques peuvent analyser son contenu pour connaître la densité et le type de cendre recueilli. Ils peuvent donc facilement en déduire la zone où le vol peut s’effectuer en toute sécurité.

Au final, le NavSonde pourra être utilisé dans différents contextes comme les tempêtes de poussière, les panaches de pollution, et même les incendies de forêts.
Voici une vidéo (en anglais) montrant le fonctionnement du NavSonde:
http://www.engineeringtv.com/video/NavSonde-Designed-to-Glide-Throu;AUVSI-Unmanned-Systems-2014

Source : NASA & Engineering TV.

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drapeau anglaisAfter the AVOID system supposed to detect volcanic ash clouds and help pilots avoid them, here is another device developed in 2014 whose aim is to map airspace ash. The NavSonde is a drone that collect and geotag ash samples.

After a ride on a plane, the NavSonde is let free, releasing its retractable, servo-driven wings and rudder. As it floats through volcanic particles, the ash collector opens and closes at precise points so researchers know where each sample originated. And once the glider goes back to the ground, scientists can analyze its contents for density and ash type, learning exactly where it’s safe to fly. Eventually, the NavSonde will collect all kinds of airborne troublemakers from dust storms, plumes of pollution, and even burning forests.

Here is a video showing how the NavSonde works:

http://www.engineeringtv.com/video/NavSonde-Designed-to-Glide-Throu;AUVSI-Unmanned-Systems-2014

Source : NASA & Engineering TV.

NavSonde

Source:  NASA.

L’Ile de la Déception (Iles Shetland du Sud) : Baleines, manchots, science…et pétrole // Deception Island (South Shetlands): Whales, penguins, science…and oil

drapeau francaisL’île de la Déception appartient à l’archipel des Shetland du Sud dans l’Océan austral. Elle est située à environ 120 km au nord de la Péninsule Antarctique. Les seuls lieux habités sont des bases de recherche scientifique dépendantes des forces armées argentines et espagnoles.

L’île est connue pour sa baie, Port Foster, l’une des mieux protégées des vents et de la houle, et pour son volcan dont les dernières éruptions, en 1967 et 1969, infligèrent de gros dégâts aux bases scientifiques. L’île de la Déception abrite plusieurs importantes colonies de manchots à jugulaire. Elle est une destination prisée des croisières en Antarctique.

La Déception présente une caldeira en forme de fer à cheval qui s’est formée il y a plus de 10 000 ans pendant une éruption explosive qui a émis plus de 30 km³ de matériaux. Elle a été découverte par le Capitaine britannique William Smith en 1820 et a ensuite été utilisée dans le cadre de la chasse au phoque et à la baleine avant de trouver sa vocation moderne comme site scientifique et touristique.
Convoitée autrefois par le Royaume-Uni, le Chili et l’Argentine, la Déception offre un environnement clos exceptionnel pour étudier et surveiller un « volcan sous la glace ». Cependant, deux éruptions successives en 1967 et 1969 ont surpris tout le monde et causé de sérieux dégâts aux infrastructures scientifiques existantes. Les observatoires argentin et espagnol sont les seuls à exister encore de nos jours.
Les éruptions qui ont secoué l’Ile de la Déception sont de type sous-glaciaire. L’île possède un glacier d’une centaine de mètres d’épaisseur qui repose sur le plancher océanique. Normalement, on pourrait s’attendre à ce que le contact de la lave avec la glace entraîne une vaporisation de cette dernière et génère de simples panaches de vapeur. Mais il en va autrement sur l’Ile de la Déception. Au cours de son ascension, la lave se déplace lentement et elle a une forte teneur en eau. En conséquence, elle provoque la fonte du glacier qui, en plus de la vapeur, déverse des flots de boue qui ont causé la destruction des stations scientifiques britannique et chilienne.

D’un point de vue volcanique, l’Ile de la Déception est un mystère. De nombreux volcans comme ceux de la Chaîne des Cascades aux Etats-Unis naissent  par phénomène de subduction et les éruptions se produisent en général sur terre. La plupart des volcans en mer, comme Hawaï et les Açores, sont généralement décrits comme des points chauds. .
Pendant un temps, les scientifiques ont pensé que la Déception pourrait être un exemple exceptionnel de subduction océanique. Toutefois, une étude récente a révélé que les Shetland du Sud sont probablement une zone de rift. Au lieu d’entrer en collision, les plaques s’éloigneraient l’une de l’autre, entraînant la création d’une nouvelle croûte océanique.
Des relevés géophysiques détaillés sont effectués dans la zone de l’Ile de la Déception depuis 2000 ; ils sont principalement financés par les Espagnols. Les recherches géologiques entreprises par le Royaume Uni ont, elles aussi, pris de l’ampleur. On peut se demander pourquoi les gouvernements investissent autant d’argent dans la recherche autour de l’île de la Déception. Ce n’est malheureusement pas dans un but purement scientifique. On sait que les zones de rift se remplissent de matériaux laissés par les éruptions volcaniques et d’autres sédiments provenant de l’érosion des bordures du rift. Ce processus est essentiel dans l’apparition du pétrole. Par sa situation, la Déception est l’endroit idéal pour observer les processus de rift car Port Foster, le port naturel, met les scientifiques à l’abri des fureurs du climat antarctique.
Ce processus de rift est la raison pour laquelle on trouve du pétrole en Mer du Nord. Le pétrole ne se trouve pas exactement sur le rift, mais à une certaine distance de celui-ci. De la même manière, on ne découvrira probablement pas de pétrole sur l’Ile de la Déception, mais la compréhension du processus de rift donnera une forte indication de la présence ou non du pétrole au nord des îles Shetland du Sud. La Déception sans pétrole est donc aussi précieuse que la Déception avec pétrole !
Source: Université d’Aberdeen (Royaume-Uni).

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drapeau anglaisDeception Island belongs to the South Shetland Archipelago, about 120 km north of the Antarctic Peninsula.  It is a scientific outpost, with Argentine and Spanish research bases. It is known for its bay, Port Foster, one of the best shelters against the winds and the swell, and for its volcano whose last eruptions in 1967 and 1969 caused severe damage to the scientific bases. Deception has become a popular tourist stop in Antarctica because of its several colonies of chinstrap penguins.

Deception Island evinces a horseshoe-shaped caldeira that was produced more than 10,000 years ago by an explosive eruption that scattered more than 30km³ of material. It was discovered by the British Captain William Smith in 1820 and was subsequently used for purposes such as seal hunting and whaling before finding its modern calling as a site for science and tourism.

Claimed in the past by the UK, Chile and Argentina, it provides a unique enclosed environment in which to monitor a “volcano under the ice”.  However, the two consecutive eruptions of 1967 and 1969 went unpredicted and caused heavy damage. Only the Argentinian and the Spanish observatories still exist.

The volcanic events at Deception were subglacial eruptions. The island is situated in a place where there is a glacier on the ocean floor about 100 metres thick. Scientists would normally expect that if this were hit by lava from below, it would evaporate benignly into steam.

But the lava moving upwards at Deception has several qualities that made things happen differently: it moves slowly and it has high water content. This meant that it turned the glacier into meltwater as well as steam, creating a large overflow of mud to the surface. This was the main cause of the destruction of the UK and Chilean scientific stations.

From a volcanic point of view, Deception is a great puzzle. Many volcanoes are caused by subduction, like the Cascade Range in the U.S. The eruptions that scientists have observed happened on land. Most volcanoes at sea are like Hawaii and the Azores, and usually described as hot spots.  .

For a time, scientists thought that Deception might be an unusual example of subduction happening in the ocean. But a more recent hypothesis is that the South Shetlands may be a rift zone. Instead of colliding, the plates might be moving away from each other, creating new oceanic crust in the process.

Detailed geophysical surveys have been carried out across Deception since 2000, mainly financed by Spanish projects. UK geological research on the island has also been extensive. One may be wondering why governments have spent so much money on research in the Deception Island area. Unfortunately, it was not only with a purely scientific purpose. Rifts fill up with the remains of volcanic explosions and other sediment eroded from the margins of the valley. This process is critical for the production of oil. Located at the western edge of the arc, Deception is the ideal place to observe rift processes because Port Foster, the natural harbour, shelters scientists from the harsh Antarctic weather.

Rifting is the reason for all the oil in the North Sea. The oil is not deposited where the rift is located, but some distance away. In the same way, there is almost no likelihood of an oil discovery on Deception Island. But understanding the process of rifting there will be a strong indication that there is oil to the north of the South Shetland Islands. So Deception without oil is as valuable as Deception with oil.

Source : University of Aberdeen (UK).

Deception-blog

Source:  Wikipedia