Catégorie : Science

La vie au fond de l’Antarctique // Life at the bottom of Antarctica

Des scientifiques du British Antarctic Survey (BAS) ont découvert des êtres vivants sous 900 mètres de glace en Antarctique, ce qui va à l’encontre de l’idée généralement admise qu’il n’existe aucune vie dans un environnement aussi extrême où il n’y a pas de nourriture, où règnent des températures glaciales et une obscurité totale.

Les créatures ont été découvertes attachées à un rocher dans les eaux froides sous la banquise Filchner-Ronne. Les scientifiques du British Antarctic Survey ont foré 860 mètres de glace puis ont avancé dans 465 mètres d’eau avant de faire la découverte.

La zone située sous ces plates-formes glaciaires est probablement l’un des habitats les moins connus de la planète. [NDLR : Nous connaissons mieux la surface de la planète Mars que les profondeurs de nos propres océans !] Les scientifiques ne pensaient pas que des animaux comme les éponges pourraient être observés. La plate-forme  Filchner-Ronne est une immense zone de glace qui s’étend sur plus de 1 500 000 kilomètres carrés, mais la zone sous la glace n’a pratiquement jamais été explorée.

D’énormes icebergs se détachent parfois des plates-formes glaciaires et dérivent ensuite dans l’océan, comme l’A68a en décembre 2020 (voir mes notes précédentes).

Les chercheurs ne s’étaient pas rendus dans la région pour y chercher la vie. Leur mission était de forer la calotte glaciaire pour prélever des échantillons du plancher océanique lorsque leur caméra a heurté un rocher. C’est quand ils ont examiné les images de la caméra qu’ils ont découvert les signes de vie.

La vidéo du BAS montre deux types d’animaux non encore identifiés (voir capture d’écran ci-dessous). Ceux en rouge semblent posséder de longues tiges, alors qu’un autre type d’animal, surligné en blanc, ressemble plus à une espèce d’éponge.

Des études précédentes avaient déjà examiné la vie sous les calottes glaciaires. Quelques animaux tels que des poissons, des vers, des méduses ou du krill étaient visibles dans cet habitat, mais les scientifiques pensaient que plus l’habitat se trouve éloigné d’une source de lumière, moins il y avait de chances que la vie y soit présente.

La découverte du BAS soulève bon nombre de questions : comment les animaux sont-ils arrivés dans ces lieux ?  Comment se nourrissent-ils ? Depuis combien de temps sont-ils sont là ?

Source: Business Insider.

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British Antarctic Survey (BAS) ccientists have found life under 900 metres of ice in Antarctica, challenging their assumption that nothing could live in such conditions. The previous theory was that life could not exist in such extreme environment where there is no food, freezing temperatures, and complete darkness.

The creatures were found attached to a boulder in the cold waters under the Filchner-Ronne ice shelf. Experts from the British Antarctic Survey drilled through 860 metres of ice and then another 465 metres of water before making the discovery.

The area underneath these ice shelves is probably one of the least-known habitats on Earth. The scientists did not think that these kinds of animals, like sponges, would be found there.

The Filchner-Ronne ice shelf is a massive ice sheet that stretches over more than 1 500 000 square kilometres, but little has been explored under the ice.

Enormous icebergs occasionally break off ice shelves and drift away, like A68a in December 2020 (see my previous posts).

The researchers had t visited the region in order to look for life. They were drilling through the ice sheet to collect samples from the sea floor when their camera hit a boulder. When they reviewed the camera’s footage, it revealed this discovery.

The video reveals two types of unidentified animals, shown here in a video from the British Antarctic Survey. The animals in red seem to have long stalks, whereas another type of animal, highlighted in white, looks more like a round sponge-like animal.

Other studies had looked at life under ice sheets. A few mobile animals, such as fish, worms, jellyfish, or krill, could be found in that habitat. But it was thought that the deeper and farther away from a light source the habitat stretched, the less likely that life could be found.

The discovery raises so many more questions, such as how the animals got there, what they are eating and how long they have been there.  .

Source : Business Insider.

Capture d’écran annotée de la vidéo du British Antarctic Survey

Iceberg A68A (suite / continued)

Dans ma dernière note sur l’iceberg A68a, j’expliquais que les scientifiques britanniques s’apprêtaient à quitter les îles Malouines pour aller étudier les restes de l’iceberg, en espérant qu’il resterait encore quelque chose du géant. En effet; A68A est maintenant l’ombre de lui-même. Il s’est fragmenté en plusieurs icebergs plus petits (le dernier morceau – le 16ème – a été baptisé A68P) et les scientifiques veulent étudier leur impact sur l’environnement.

Les chercheurs à bord du James Cook se sont approchés du plus gros segment issu de l’A68A et ont largué un planeur sous-marin qui mesurera la salinité, la température et le niveau de chlorophylle de l’eau de mer auprès de la glace. Ces informations indiqueront aux scientifiques dans quelle mesure les fragments de l’A68A  peuvent affecter la vie marine dans la région.

Le navire de recherche n’a pas besoin de rester sur place car la technologie intégrée aux planeurs sous-marins permet de les piloter à distance depuis le Royaume-Uni. Une application Web a été développée pour piloter et gérer les données des robots océaniques sur de longues portées. L’application utilise des données satellitaires permettant de piloter les planeurs n’importe où dans le monde. Il existe toute une gamme de types de planeurs qui peuvent être équipés de capteurs conçus spécialement, selon les besoins de différentes campagnes scientifiques. Un deuxième planeur doit être largué dans l’eau à proximité des icebergs restants.

Les chercheurs veulent comprendre comment ces grandes masses de glace peuvent affecter les eaux au large de la Géorgie du Sud. D’une part, les icebergs peuvent avoir un impact positif car ils dispersent les débris de roches grattés dans l’Antarctique et qui fertilisent ensuite l’océan. D’autre part, leur grande masse peut avoir un impact négatif en bloquant l’accès de la faune aux zones de nourrissage, ou en déversant tellement d’eau douce en fondant que cette eau perturbe certains processus habituels dans le réseau trophique marin.

Le James Cook doit être prudent. Ce n’est pas un brise-glace et les eaux autour des restes de l’A68A sont infestées de petits morceaux de glace, les fameux growlers tant redoutés par les navigateurs  en mer et qui pourraient endommager la coque du navire.

Source: La BBC.

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In my last post about the iceberg A68a, I explained that UK scientists were ready to leave the Falkland Islands to go and examine the remnants of the iceberg, hoping there would still be anything left of the original giant. Indeed; A68A is now a shadow of its former self. It has broken up in several smaller bergs (the last piece has been identified as A68P) and scientists want to investigate their impacts on the environment.

Researchers onboard the research ship James Cook approached the biggest remaining segment of A68A and deployed a robotic glider that will measure seawater salinity, temperature and chlorophyll close to the ice. This information will tell the scientists how the still significant blocks could be affecting local marine life.

The research ship does not need to stay in the vicinity because the technology built into the underwater robots means they can be piloted remotely back in the UK. A world leading web application has been developed to pilot and manage the data from long-range ocean robots. It uses satellite data to assist in piloting the gliders which can be deployed from anywhere in the world. There exists a variety of different glider types that can be fitted with a bespoke combination of sensors as required by different science campaigns. A second glider is due to be dropped in the water close to the remaining bergs.

Researchers want to understand how large ice masses could affect the productivity of the waters off South Georgia. One the one hand, icebergs can be a positive because they disperse rocky debris picked up in the Antarctic which then fertilises the ocean. On the other hand, their great bulk can also be a negative by blocking predators’ access to prey, or by dumping so much fresh meltwater they disrupt some of the normal processes in the marine food web.

The James Cook has to be cautious. It is not an ice-breaker and the waters around the berg remnants are infested with smaller ice chunks that could do damage to its hull.

Source: The BBC.

Exemple de planeur ou glider sous-marin (Source : Wikipedia)

Volcans du monde // Volcanoes of the world

Voici quelques nouvelles de l’activité volcanique dans le monde:

Une nouvelle équipe du Centre de recherche sismique de l’Université des Antilles est arrivée la semaine dernière à Saint-Vincent-et-les Grenadines pour prendre en charge la surveillance du volcan de La Soufrière qui est en éruption depuis fin décembre 2020.

Avant son départ, l’équipe précédente a tenu une séance d’information pour expliquer à la nouvelle équipe les travaux réalisés sur le réseau de surveillance. Ce fut également l’occasion pour les scientifiques de faire le point sur la situation actuelle sur le volcan.

Les dernières mesures du dôme effectuées depuis le sommet de La Soufrière indiquent que le volume du nouveau dôme de lave est de 6,83 millions de mètres cubes.

Depuis le 28 décembre 2020, le nouveau dôme se développe à côté du dôme de 1979, année de la dernière éruption explosive du volcan.

L’Organisation nationale en charge de la gestion des risques (NEMO) a rappelé à la population que le niveau d’alerte reste à Orange, ce qui signifie que le volcan peut entrer en éruption dans les 24 heures.

L’extrusion de magma continue et des émissions de vapeur peuvent encore être observée depuis l’Observatoire de Belmont. Les personnes vivant dans des zones proches du volcan doivent s’attendre à ressentir de fortes odeurs de soufre pendant plusieurs jours à plusieurs semaines, en fonction des changements de direction du vent.

La NEMO a en outre rappelé au public qu’aucun ordre d’évacuation n’a été émis. Il est demandé à la population de s’abstenir de visiter le volcan de La Soufrière, en particulier de pénétrer dans le cratère.

Source: presse locale de St Vincent.

Source : University of the West Indies (UWI)

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Une hausse d’activité est observée sur le Kanlaon (Philippines). Le PHIVOLCS indique que 28 séismes d’origine volcanique avec des magnitudes de M 0,7 à M 2,2 ont été enregistrés du 11 au 13 février 2021 à une profondeur de 10 km.

7 séismes semblables ont également été enregistrés le 14 février et le volcan émettait des panaches de vapeur jusqu’à 500 m de hauteur.

Les émissions de SO2 atteignaient en moyenne à 1 130 tonnes / jour le 13 février.

Le réseau GPS enregistre une légère inflation des pentes inférieures et moyennes du Kanlaon depuis juin 2020.

Le PHIVOLCS explique que tous ces paramètres peuvent indiquer la présence de processus hydrothermaux ou magmatiques en profondeur sous l’édifice volcanique.

Le Kanlaon reste en niveau d’alerte 1 mais l’Institut a diffusé un bulletin de mise en garde car le volcan est plus actif que la semaine précédente. Le public doit être vigilant et ne pas pénétrer dans la zone de danger permanent (PDZ) d’un rayon de 4 km. Il est conseillé aux pilotes d’éviter de voler à proximité du sommet du volcan.

Source: PHIVOLCS.

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Le PHIVOLCS indique qu’une augmentation de la sismicité a été enregistrée ces derniers jours sur le Taal (Philippines). L’Institut explique qu’il existe une réelle possibilité d’explosions phréatiques soudaines, d’accumulations ou d’expulsions de gaz pouvant être mortels, ainsi que de petites retombées de cendres en provenance du Main Crater, avec une menace pour certaines zones de la Taal Volcano Island (TVI), l’île qui se trouve dans le lac Taal. .

Les épisodes sismiques durent généralement de 2 à 5 minutes et se produisent à des profondeurs de moins de 1 km, ce qui signifie qu’ils correspondent à une hausse de l’activité hydrothermale sous la TVI.

Depuis le 13 février 2021, 68 séismes peu profonds se sont produits sur la TVI. Les données géochimiques concernant le lac dans le Main Crate (cratère principal) indiquent une acidification  de l’eau dont le pH est passé de 2,79 à 1,59 entre janvier 2020 et février 2021. L’eau a atteint une température anormale de 77°C. Les émissions de CO2 et de H2S sont à mettre en relation avec un dégazage magmatique  peu profond.

Les données de déformation du sol sur Volcano Island révèlent une légère déflation autour du Main Crater, bien qu’une très légère inflation ait été révélée par l’analyse des données GPS et InSAR, avec des changements de microgravité positifs dans la région du Taal. Ces données correspondent probablement à une activité de dégazage continu et une activité hydrothermale.

Le volcan reste au niveau d’alerte 1. L’entrée dans la TVI, la zone de danger permanent du Taal, en particulier aux alentours du Main Crater et de la fissure de Daang Kastila, reste strictement interdite.

Source: PHIVOLCS.

Le 16 février 2021, les autorités philippines ont ordonné l’évacuation des personnes vivant près du Taal suite à l’augmentation de l’activité mentionnée ci-dessus. L’ordre d’évacuation est valable pour les personnes vivant sur Volcano Island, en particulier celles de deux communautés rurales de la municipalité de Talisay.

Source : NDRRMC

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On a observé dans la journée du 15 février 2021 une hausse du tremor sur l’Etna (Sicile). Elle correspondait à une intensification de l’activité strombolienne au niveau du Cratère SE. Le tremor et l’activité strombolienne ont ensuite décliné dans la soirée.

Dans l’après-midi du 16 février, une augmentation soudaine du tremor éruptif s’est accompagnée de fontaines de lave, d’émissions de cendres et d’une coulée de lave provenant du cratère SE. La lave a parcouru environ 2000 mètres le long du flanc ouest du volcan vers la Valle del Bove. Une autre coulée de lave a descendu la Valle del Leone. Le tremor a chuté soudainement environ une heure plus tard et l’émission de lave a progressivement pris fin.

Une activité strombolienne reste présente dans la Bocca Nuova, la Voragine et le Cratère NE.

Source : INGV.

Coulée de lave dans la Valle del Bove (webcam L.A.V.E.)

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L’éruption du Kilauea continue. La lave sort d’une bouche qui perce la paroi intérieure nord-ouest de l’Halema’uma’u. Le 15 février 2021, la lave avait comblé une profondeur d’environ 217 m du cratère. Le HVO explique que seule la partie ouest du «lac de lave» est active tandis que la partie E est solidifiée..

Les dernières mesures de SO2 font état d’environ 1 100 tonnes par jour.

Source: HVO.

Source : webcam HVO

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L’éruption du Pacaya (Guatemala) continue avec une activité strombolienne dans le cratère Mac Kenney. Les projections montent parfois jusqu’à 250 mètres au-dessus du cratère. Une coulée de lave continue à avancer sur environ 650 mètres sur le flanc SO du volcan.

Source : INSIVUMEH.

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La situation a un peu évolué au Kamchatka. La couleur de l’alerte aérienne reste Orange pour l’Ebeko et le Sheveluch. Elle est Jaune pour le Bezymianny le Karymsky, le Klyuchevskoy et le Sarychev. Des explosions peuvent se produire à tout moment et faire passer cette couleur au Rouge. En effet, la région est survolée par les lignes aériennes entre l’Amérique et l’Asie.

Source : KVERT.

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Les Émirats Arabes Unis (EAU) ont publié la première image de la planète Mars prise par leur sonde Hope alors qu’elle faisait le tour de la planète rouge. La photo montre la lumière du soleil qui effleure la surface de Mars. On peut voir le pôle nord de Mars, ainsi que le plus grand volcan de la planète, Olympus Mons. Le pôle nord de Mars se trouve dans le coin supérieur gauche de l’image. Au centre se trouve Olympus Mons qui émerge de la lumière du soleil tôt le matin, à la limite du jour et de la nuit.

Source: Agence spatiale des EAU.

La planète Mars vue par la sonde Hope

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Here is some news of volcanic activity around the world :

A new team from the University of the West Indies Seismic Research Centre arrived in St. Vincent and the Grenadines last week to take over the monitoring of La Soufriere, which has been erupting since late December 2020.

Before their departure, the previous team held a briefing session to update the new team on the work completed on the monitoring network. This was also an opportunity for the scientists to summarize the current situation on the volcano.

The last dome survey from the summit of La Soufriere concluded that the total volume of the new lava dome was 6.83 million cubic meters.

Since December 28th, 2020, the new dome has been growing next to the 1979 dome, the year when the volcano last erupted explosively.

The National Emergency Management Organisation (NEMO) has reminded the population that the alert level remains at Orange, meaning that the volcano can erupt within 24 hours.

The volcano continues to exude magma on the surface and steam can still be observed from the Belmont Observatory.

Persons living in areas close to the volcano should expect strong sulphur smells for several days to weeks, depending on changes in wind direction.

NEMO further reminded the public that no evacuation order or notice has been issued. The organization continues to ask the public to desist from visiting the La Soufriere Volcano, especially going into the crater.

Source: St Vincent’s local press.

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Increased activity has been observed at Kanlaon volcano (Philippines). PHIVOLCS indicates that 28 volcanic earthquakes ranging from M 0.7 to M 2.2 were recorded from February 11th to 13th, 2021 at a depth of 10 km.

On February 14th, 7 volcanic earthquakes were also recorded and the volcano was emitting steam plumes up to 500 m high.

SO2 emissions were measured at an average of 1 130 tonnes/day on February 13th, the highest rate this year.

The GPS network has recorded slight inflation of Kanlaon’s lower and middle slopes since June 2020.

PHIVOLCS explains that all these parameters may indicate hydrothermal or magmatic processes occurring deep beneath the edifice.

Mt. Kanlaon is at alert level 1 but the Institute issued an advisory as the volcano is more restive now than in the past week. The public is asked to be vigilant and people should not enter the 4-km radius Permanent Danger Zone (PDZ). Pilots are advised to avoid flying close to the volcano’s summit.

Source : PHIVOLCS.

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PHIVOLCS indicates that an increase in seismicity has been recorded in recent days at Taal volcano (Philippines). The Institute warns there is an increased possibility of sudden phreatic explosions, lethal accumulations or expulsions of volcanic gas, and minor ashfall from the Main Crater that can occur and threaten areas within Taal Volcano Island (TVI).

The seismic episodes usually last from 2 to 5 minutes and occur at shallow depths of less than 1 km, which means they signal increased hydrothermal activity beneath Taal Volcano Island.

Since February 13th, 2021, a total of 68 shallow quakes have occurred in TVI. Furthermore, geochemical data on the Main Crater Lake indicate continuous acidification of the water from a pH 2.79 to pH 1.59 between January 2020 and February 2021. Water temperaturehas reached an abnormal temperature of 77°C. CO2/H2S gas flux ratios are consistent with shallow magma degassing.

Ground deformation data on Volcano Island reveal a slight deflation localized around the Main Crater, although very slight inflation from GPS data and InSAR analysis and positive microgravity changes have been steadily recorded across the Taal region consistent with continuous degassing and hydrothermal unrest.

The volcano remains at Alert Level 1..

Entry into TVI, Taal’s Permanent Danger Zone, especially the vicinities of the Main Crater and the Daang Kastila fissure, remain strictly prohibited.

Source : PHIVOLCS.

Philippine authorities have ordered the evacuation of residents living near Taal volcano on February 16th, 2021 after the above mentioned increased activity at the volcano. Evacuation orders are in effect for people living within the volcano island, particularly those in two rural communities in the Talisay municipality.

Source: NDRRMC.

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An increase in the tremor was observed on February 15th, 2020 on Mt Etna (Sicily). It was related with an increase in strombolian activity at the SE Crater. Both the tremor and activity later declined.

On the aftenoon of February 16th, a sudden increase in the eruptive tremor was accompanied by lava fountains, ash emissions and a lava flow originating from the SE Crater. Lava travelled about 2000 metres down the western flank of the volcano into the Valle del Bove. Another lava flow travelled down the Valle del Leone. The tremor dropped suddemly about one hour later and the lava effusion progressively came to an end.

Strombolian activity still persists within Bocca Nuova, Voragine and the NE Crater.

Source: INGV.

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 Kilauea is erupting, with lava erupting from a vent on the northwest side of Halema’uma’u Crater. On February 15th, lava had filled a depth of about 217 m of the crater. HVO explains thatonly the western portion of the “lava lake” is active.

Actually, what is happening at Kilauea is not really a lava lake which usually moves thanks to convection currents. Here, it is rather a huge accumulation of lava. It might become a lava lake if the level of the surface rises higher than the supply vent.
The most recent SO2measurements reached about 1,100 tons per day.

Source: HVO.

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The eruption of Pacaya (Guatemala) continues with strombolian activity at the Mac Kenney Crater. Projections may rise as high as 250 metres above the crater. A lava flow is still travelling over about 650 metres on the SW flank of the volcano.

Source: INSIVUMEH.

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In Kamchatka, the aviation colour code remains Orange for Ebeko and Sheveluch. It is Yellow for Bezymianny, Karymsky, Klyuchevskoy and Sarychev. Explosions can occur at any time and cause this colour to change to Red. Indeed, the region is on the routes of airlines between America and Asia.

Source: KVERT.

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The United Arab Emirates have published the first image for its Mars Hope probe now circling the red planet. The picture shows sunlight just coming across the surface of Mars. One can see Mars’ north pole, as well as Mars’ largest volcano, Olympus Mons.

Mars’ north pole is in the upper left corner of the image. In the centre is Olympus Mons, emerging into the early morning sunlight, at the boundary of day and night.

Source : UAE Space Agency.

L’étude de la faille au pied de l’Etna // The study of the fault at the foot of Mt Etna

Dans une note publiée le 13 novembre 2020, j’expliquais que plusieurs instituts de recherche avaient lancé le projet «Focus» qui suppose l’installation d’un nouveau système de surveillance des failles sous-marines à 2000 mètres de profondeur au large de Catane. Le but de l’opération était.d’étudier l’évolution de la croûte terrestre dans la zone du complexe volcanique de l’Etna.

Le Journal du CNRS donne des détails sur cette mission sous-marine. La compréhension des processus à l’œuvre près de la faille sismique a été possible grâce à la technique de l’interférométrie laser qui n’avait pas encore été employée à ces fins.

La campagne océanographique « FocusX1 » a été menée à bord du navire de recherche Pourquoi Pas ? de la flotte océanographique française. Une technologie à base d’interférométrie laser a été installée au fond  de la mer Méditerranée, à 2 100 mètres de profondeur et à une trentaine de kilomètres de Catane.

La finalité de la mission était de surveiller et surtout mieux comprendre une faille sismique sous-marine, en l’occurrence la faille Alfeo Nord; à une dizaine de kilomètres du flanc est de l’Etna. Cette faille sous-marine mesure 80 km de long au fond de la mer Ionienne.

Par le passé, cette région du sud de l’Italie a déjà été secouée par plusieurs séismes meurtriers comme celui de 1693, d’une magnitude de M 7,5 au sud de Catane qui a déclenché un tsunami et tué 40 000 personnes, ou celui de Messine en 1908 et ses 72 000 victimes.

Le nouveau dispositif va permettre d’en savoir plus sur la faille Alfeo Nord qui constitue la partie nord d’un système de failles actives sur le flanc sud-est de l’Etna. D’une longueur de 150 km, ce système a été cartographié pour la première fois lors de deux campagnes océanographiques en 2013 et 2014 par les scientifiques français et allemands. La faille Alfeo Nord est dite « décrochante » car le bloc à l’est se déplace vers le sud-est, le long de la faille, en coulissant. C’est le même type de faille que la faille nord-anatolienne en Turquie ou que la faille de San Andreas en Californie. Dans la mesure ou la faille Alfeo Nord se situe à moins de 20 km de Catane et son million d’habitants, elle pose potentiellement un risque sismique majeur.

Les failles sismiques de ce type présentent plusieurs comportements possibles. Elles peuvent glisser lentement comme certaines sections de la faille de San Andreas. Elles peuvent aussi avoir de petits mouvements irréguliers, provoquant de faibles séismes. Dans le pire scénario, il peut se produire un blocage pendant une longue, voire très longue, période. Le jouroù les contraintes se relâchent brutalement, il se produit un séisme de grande ampleur. Cela ne semble pas être le cas en Sicile. En 2018, une équipe de scientifiques allemands a constaté un lent effondrement du flanc Est de l’Etna dans la mer Méditerranée, à raison de quatre centimètres d’avril 2016 à juillet 2017.

Le CNRS explique que jusqu’ici l’interférométrie laser servait à assurer le suivi précis de grands ouvrages tels que les ponts, les barrages ou les tunnels. Dans le cas présent, l’utilisation de la technique de réflectométrie laser par effet Brillouin (BOTDR) consiste à «  interroger » la fibre optique en y injectant des impulsions laser. En s’y diffusant, celles-ci donnent une « carte d’identité optique » de la fibre, sensible à la moindre perturbation mécanique ou thermique extérieure.

Ainsi, depuis le port de Catane, un opérateur peut localiser tout mouvement de l’ordre de 50 micromètres à une distance de plusieurs dizaines de kilomètres, avec une marge d’erreur d’un mètre. Cette technologie n’a jamais été appliquée à l’étude des failles sous-marines. D’ici les cinq prochaines années, le dispositif déployé va permettre d’observer la déformation du fond de la mer dans le cadre du projet ERC Focus financé par l’Europe à hauteur de 3,5 millions d’euros.

Deux années ont été nécessaires pour concevoir et rassembler l’ensemble du matériel et des instruments optiques et acoustiques. Le cable a nécessité la mise au point d’une connectique spéciale, adaptée à la pression des grands fonds et aussi à l’observatoire câblé sous-marin déjà existant, le Test Site South (TSS) de l’Institut de physique de Catane (INFN-LNS). Pour calibrer ce dispositif technologique et être capable d’interpréter les signaux laser en termes de déformation du sous-sol sous-marin, huit balises acoustiques Canopus ont aussi été déployées de part et d’autre de la faille. Pour être certains de la fiabilité des signaux reçus, les scientifiques ont aussi prévu des boucles de mesures.

Le déploiement de tout ce matériel au fond de la mer a été réalisé du 6 au 21 octobre 2020. Partie de Toulon (Var), l’équipe a piloté le robot sous-marin Victor 6000 de l’Ifremer, chargé d’enfouir le câble de près d’un centimètre de diamètre, dans 20 cm de profondeur de sédiments, et à l’aide d’une charrue spécialement mise au point (voir image ci-dessous).

La campagne est un succès. Drâce au matériel déposé au fond de la mer Méditerranée, l’observatoire du port de Catane reçoit désormais en temps réel les échos des signaux lumineux circulant dans la fibre. Les techniciens scrutent maintenant le moindre signal susceptible d’indiquer un mouvement de la faille (entre 1 et 2 cm) et son activité.

On espère maintenant pouvoir mener deux nouvelles campagnes océanographiques. 1) « Focus G1 », à l’horizon de l’été 2021, effectuera des levés géodésiques du fond. 2) « Focus X2 », au début de l’année 2022, déploiera un réseau de 25 sismomètres au fond de la Méditerranée. Sont également prévus le carottage de sédiments, de la sismique légère et de la paléosismologie, c’est-à-dire la caractérisation de la sismicité à long terme, ou bien encore l’image de la déformation enregistrée dans les sédiments des fonds marins peu profonds.

Si cette percée technologique au large de la Sicile se confirme dans les prochaines années, on pourrait imaginer mettre à profit les réseaux de câbles de télécommunication mondiaux en un réseau sismologique à l’échelle de la planète.

Source : Journal du CNRS.

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In a post published on November 13th, 2020, I explained that several research institutes had launched the “Focus” project which involves the installation of a new system for monitoring underwater faults at 2000 metres deep off Catania. . The purpose of the operation was to study the evolution of the Earth’s crust in the area of ​​the Mt Etna volcanic complex.

The CNRS Journal gives details of this submarine mission. Understanding the processes at work near the seismic fault was made possible by the technique of laser interferometry which had not yet been used for these purposes. The “FocusX1” oceanographic campaign was carried out aboard the research vessel Pourquoi Pas? of the French oceanographic fleet. A technology based on laser interferometry has been installed at the bottom of the Mediterranean Sea, at a depth of 2,100 metres and about 30 kilometres from Catania.

The purpose of the mission was to monitor and above all better understand an underwater seismic fault, in this case the Alfeo Nord fault; about ten kilometeres from Mt Etna’s eastern flank. This submarine fault is 80 km long at the bottom of the Ionian Sea. In the past, this region of southern Italy was shaken by several deadly earthquakes like the one of 1693, with a magnitude of M 7.5 in the south of Catania, which triggered a tsunami and killed 40,000 people, or that of Messina in 1908 and its 72,000 victims. The new device will shed light on the Alfeo Nord fault, which forms the northern part of an active fault system on the southeast flank of MEtna. With a length of 150 km, this system was mapped for the first time during two oceanographic campaigns in 2013 and 2014 by French and German scientists. The Alfeo Nord fault is said to be « strike-slip » because the block to the east is sliding southeast along the fault. It is the same type of fault as the North Anatolian fault in Turkey or the San Andreas fault in California. As the Alfeo Nord fault is located less than 20 km from Catania and its million inhabitants, it potentially poses a major seismic risk.

Seismic faults of this type present several possible behaviours. They can slide slowly like some sections of the San Andreas Fault. They can also have small irregular movements, causing low intensity earthquakes. In the worst case scenario, a blockage can occur for a long or even a very long time. The day when the constraints are suddenly relaxed, there is a large-scale earthquake. This does not appear to be the case in Sicily. In 2018, a team of German scientists observed a slow collapse of Mt Etna’s eastern flank in the Mediterranean Sea, at a rate of four centimetres from April 2016 to July 2017.

CNRS explains that until now laser interferometry has been used for the precise monitoring of large structures such as bridges, dams or tunnels. In the case of the fault, the use of the Brillouin effect laser reflectometry (BOTDR) technique consists in « interrogating » the optical fiber by injecting laser pulses into it. By diffusing there, they give an « optical identity card » of the fiber, sensitive to the slightest external mechanical or thermal disturbance.

Thus, from the port of Catania, an operator can locate any movement of the order of 50 micrometres at a distance of several tens of kilometres, with a margin of error of one metre. This technology has never been applied to the study of underwater faults. Over the next five years, the device that has been deployed will make it possible to observe the deformation of the seabed as part of the3.5-million euro ERC Focus project funded by Europe.

It took two years to design and assemble all the optical and acoustic equipment and instruments. The cable required the development of a special connection, adapted to the pressure of the deep sea and also to the already existing underwater cable observatory, the Test Site South (TSS) of the Institute of Physics of Catania ( INFN-LNS). To calibrate this technological device and be able to interpret the laser signals in terms of deformation of the seabed, eight Canopus acoustic beacons were also deployed on either side of the fault. To be sure of the reliability of the received signals, the scientists have also planned measurement loops.

The deployment of all this equipment at the bottom of the sea was carried out from October 6th to 21st, 2020. Departing from Toulon (Var), the team piloted Ifremer’s Victor 6000 submarine robot, in charge of burying the cable – nearly one centimetre in diameter – in 20 cm depth of sediment, using a specially developed plow (see image below).

The campaign is a success. Thanks to the material installed at the bottom of the Mediterranean Sea, the observatory at the port of Catania now receives in real time the echoes of the light signals circulating in the fiber. Technicians are now scrutinizing the slightest signal likely to indicate movement of the fault (between 1 and 2 cm) and its activity. Scientists now hope to be able to conduct two new oceanographic cruises. 1) « Focus G1 », by summer 2021, will carry out geodetic surveys of the bottom. 2) « Focus X2 », at the start of 2022, will deploy a network of 25 seismometers at the bottom of the Mediterranean. Also planned are sediment coring, light seismic and paleoseismology, that is to say the characterization of long-term seismicity, or even the image of the deformation recorded in the sediments of the shallow seabed. If this technological breakthrough off the coast of Sicily is confirmed in the coming years, one could imagine harnessing the world’s telecommunication cable networks into a seismological network on a planet scale.

Source: CNRS Journal.

Le câble de six kilomètres de long a été déployé et ensouillé en utilisant une charrue conçue par l’Ifremer et déplacée par le ROV Victor 6000. (Source : IFREMER),