Catégorie : seismes

Des séismes aux profondeurs négatives // Earthquakes with negative depths

L’USGS nous indique dans un nouvel article que les profondeurs des séismes sous l’archipel hawaiien sont désormais évaluées par rapport au géoïde, ou niveau de la mer. Le géoïde est défini comme « une surface équipotentielle du champ de pesanteur coïncidant au mieux avec le niveau moyen des océans et qui se prolonge sous les continents. »

En conséquence, l’affichage des séismes et de leur profondeur sur la carte présentée sur le site web de l’USGS utilise la couleur rouge foncé pour indiquer les séismes qui sont enregistrés au-dessus du niveau de la mer, mais sous la surface du sol. Les profondeurs positives indiquent que l’on se trouve en dessous du niveau de la mer et les profondeurs négatives que l’on se trouve au-dessus.
Avant le nouveau système, le HVO signalait la profondeur d’un séisme par rapport à la surface du sol au-dessus de l’hypocentre. En fait, cette surface ne représente pas l’élévation réelle du sol, mais l’élévation moyenne des cinq stations sismiques les plus proches. Comme la surface de la Terre n’est pas plane, les approximations de profondeur ne représentaient pas toujours la profondeur réelle d’un séisme. Cela signifiait aussi qu’il n’y avait pas de cadre de référence uniforme pour comparer les profondeurs des différents séismes. L’élévation par rapport au zéro était différente pour chaque événement.
Pour illustrer la différence entre l’ancien et le nouveau système, il suffit d’imaginer un séisme sous le Mauna Loa dont le sommet culmine à plus de 4000 mètres au-dessus du niveau de la mer. La profondeur d’un séisme aurait été précédemment évaluée à 3 km, mais avec le nouveau système, la profondeur du géoïde est maintenant de 3 km moins 4 km, soit une profondeur négative de 1 km. Un avantage des profondeurs par rapport au géoïde est que les erreurs systématiques causées par la topographie des montagnes sont corrigées.
En adoptant le niveau de la mer comme donnée de référence commune, les séismes signalés à l’échelle nationale sont maintenant plus cohérents et comparables. Au cours des dernières années, les réseaux sismiques régionaux à travers les Etats Unis sont passés de la profondeur par rapport à la surface à la profondeur par rapport au géoïde. L’adoption par le HVO de la référence au niveau de la mer la rend conforme à cette norme.
Il est important de noter que l’emplacement absolu des séismes calculés dans l’espace tridimensionnel n’a pas changé. La seule différence est le point auquel on attribue le niveau zéro.

Source: USGS / HVO.

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USGS informs us in a new article that the depths of earthquakes beneath Hawaii are now reported with respect to the geoid, or sea level. When displaying earthquakes by depth, the HVO website map now includes a dark red colour to indicate earthquakes that occur above sea level but below the ground surface. Positive depths indicate downward from sea level, and negative depths indicate upward from sea level.

Prior to the new system, HVO reported depths with respect to the ground surface above the earthquake hypocenter. This model surface was not the actual ground elevation but, instead, was the average elevation of the five closest seismic stations. Since the earth’s surface is not flat, model depth approximations did not always represent the true depth of an earthquake below ground. More importantly, it meant that there was no uniform frame of reference for comparing depths of different earthquakes. The zero elevation was different for every earthquake.

To illustrate the difference between model and geoid depths, it suffices to imagine an earthquake beneath Mauna Loa, with its summit about 4 km above sea level. The model depth of this earthquake would have been previously reported as 3 km, but with the new system, the geoid depth is now 3 km minus 4 km, or negative 1 km. One advantage of geoid depths is that systematic bias caused by mountain topography is corrected.

By adopting the common reference datum of sea level, earthquakes reported nationwide are now more consistent and comparable. Regional seismic networks around the country have been migrating from model depth to geoid depth over the past few years. HVO’s adoption of the sea level reference brings it in line with this standard.

It’s important to note that the absolute location of earthquakes being computed in three-dimensional space has not changed. The only difference is the point at which we assign zero depth.

Source : USGS / HVO.

Cette figure montre que deux séismes peuvent avoir des profondeurs négatives ou positives en fonction de leur situation par rapport au niveau de la mer (Source: USGS)

Séismes sur le Bárðarbunga (Islande) // Earthquakes on Bárðarbungua (Iceland)

Un séisme de magnitude M 4,9 a été enregistré dans la partie nord de la caldera Bárðarbunguaskja à 19h24 (TU) le 30 janvier 2018. Le séisme est le plus puissant depuis la fin de l’éruption dans l’Holuhraun le 28 février 2015. Le 27 octobre 2017, deux autres séismes, chacun de M 4,7, avaient déjà été enregistrés et ils étaient à l’époque les plus significatifs dans la caldeira Bárðarbunguaskja depuis la fin de l’éruption. Les volcanologues islandais pensent qu’il est peu probable qu’il y ait une nouvelle éruption. Le 30 janvier 2018, trois séismes ont été enregistrés dans la partie nord-est du Bárðarbunga, avec des magnitudes de M 3,7, M 2,9 et M 3,8. Une trentaine de répliques ont été observées dans la région depuis le début de l’essaim qui a débuté juste avant 18 heures le 30 janvier.
Source: Iceland Review.
Il convient de noter que tous ces séismes sont très superficiels, avec des profondeurs comprises entre 1 km et 2,8 km. Il se peut qu’ils aient été causés par des mouvements du substrat sous le glacier. Il ne faut pas oublier qu’à cause du réchauffement climatique, les glaciers fondent en Islande avec une tendance du sol à rebondir. Ce phénomène entraînera probablement une hausse de la sismicité dans le pays.

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An M 4.9 earthquake was recorded on the north side of the Bárðarbunguaskja caldera at 7.24 pm on January 30th 2018. The quake has been the strongest since the volcanic eruption in Holuhraun ceased on February 28th, 2015. On October 27th, 2017, two earthquakes, each of them M 4.7, were already measured and they were at the time the strongest ones that had been measured in Bárðarbunguaskja since the end of the eruption. Local volcanologists think it is unlikely there will be another eruption. Earlier on January 30th, three earthquakes were measured on the north-east side of Bárðarbunga, with magnitudes of M 3.7, M 2.9 and M 3.8. Around 20-30 aftershocks have been measured in the area since the swarm that began right before 6 pm last night.

Source: Iceland Review.

It should be noted that all these quakes were very shallow, with depths between 1 km and 2.8 km. They may have been caused by movements of the substrate beneath the glacier. One should not forget that because of global warming glaciers are melting in Iceland with a tendency of the ground to uplift. This phenomenon will probably cause more seismicity in the country.

Dernière sismicité sur le Vatnajökull (Source: IMO)

Une histoire de bouées // A story of buoys

Aujourd’hui, les scientifiques sont capables de suivre le déplacement des vagues de tsunamis à l’aide d’un réseau de bouées installées à la surface de l’océan. On a pu constater leur efficacité lors du séisme de M 7,9 enregistré le 23 janvier 2018 dans le Golfe d’Alaska. Malgré tout, il arrive que ces bouées connaissent certains problèmes, sans pour autant perturber le fonctionnement de l’ensemble du réseau.

Ainsi, un couple de l’Oregon a découvert une de ces bouées sur la côte, le matin de l’alerte tsunami déclenchée suite au séisme dans le Golfe d’Alaska. Selon le National Weather Service, il se peut qu’elle se soit  détachée de son ancrage à environ 400 km à l’ouest d’Astoria le 4 octobre 2017. Elle a dérivé pendant des mois, poussé par les vents, les courants et les vagues. La NOAA a déclaré que la bouée était l’une des 32 stations de signalement de tsunamis (DART) installées en haute mer autour de la Ceinture de Feu dans l’Océan Pacifique.
Les systèmes DART se composent d’un enregistreur de pression ancré sur le plancher océanique et d’une bouée en surface pour les communications en temps réel. Un lien acoustique transmet les données de l’enregistreur de pression sur le fond marin à bouée à la surface de l’océan. En cas de tsunami, l’enregistreur reconnaît un changement de fréquence et de pression. Il envoie un signal à la bouée qui envoie à son tour par satellite une alerte au Tsunami Warning Center à Hawaii. Les bouées sont attachées à au moins une ancre par une corde en nylon. Elles sont entretenus tous les quatre ans ou plus tôt, selon le lieu où elles se trouvent. On ne sait pas comment la bouée découverte par le couple s’est détachée de son ancrage.

Alors qu’une bouée s’échouait sur la côte de l’Oregon, une autre dans le Golfe d’Alaska ne faisait pas son travail correctement et communiquait de fausses informations. La bouée de la station 46410, un collecteur de données en haute mer, annonçait un tsunami qui n’existait pas ! Les personnes qui se sont connectées au site du National Data Buoy Center ont pu voir pendant quelques minutes que la bouée indiquait un pic de couleur rouge et annonçait un déplacement d’eau de 10 mètres !
Comme je l’ai écrit plus haut, les bouées sont censées indiquer le déplacement vertical d’une colonne d’eau, mais pas nécessairement la hauteur des vagues. Voici ce qui s’est passé, selon un scientifique :
« La station en question se trouve à environ 50 km de l’épicentre. Le pic soudain montré par le déplacement de l’eau juste après le séisme reflète probablement l’énergie sismique qui s’est libérée très brutalement, mais pas le déplacement d’une vague. Les séismes génèrent des ondes de Rayleigh (voir ci-dessous), c’est-à-dire des mouvements qui sont intenses à proximité de la source et diminuent sur la distance. » Le scientifique est à peu près certain que c’est ce phénomène que l’enregistreur a capté.

Il faut remarquer que ces bouées sont utiles pour indiquer le déplacement des vagues de tsunami quand l’épicentre du séisme se situe loin des côtes, comme ce fut le cas le 23 janvier dernier. Si, par malheur, l’épicentre se trouve à quelques dizaines de kilomètres seulement, il sera très difficile d’alerter les populations côtières et elles n’auront guère le temps de se réfugier sur les hauteurs.

Source: Presse américaine.

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Today, scientists are able to track the movement of tsunami waves using a network of buoys installed on the surface of the ocean. Their effectiveness was remarkable during the M 7.9 earthquake of January 23, 2018 in the Gulf of Alaska. Nevertheless, sometimes these buoys have some problems, without disrupting the operation of the entire network.

An Oregon couple found a tsunami buoy on the coast, ironically on the morning of the tsunami watch triggered by the M 7.9 earthquake in the Gulf of Alaska on January 23rd 2018. .

According to the National Weather Service, it could be a buoy that broke from its mooring approximately 400 km west of Astoria on October 4th. It drifted for months, pushed by wind, currents and waves. NOAA said the buoy was one of 32 Deep-ocean Assessment & Reporting of Tsunamis (DART) stations positioned around the Ring of Fire in the Pacific Ocean.

DART systems consist of an anchored seafloor bottom pressure recorder (BPR) and a companion moored surface buoy for real-time communications. An acoustic link transmits data from the pressure recorder on the seafloor to the surface buoy. In the event of a tsunami, the recorder recognizes a change in frequency and pressure. It sends a signal to the buoy, which sends an alert to the Tsunami Warning Center via satellite. The buoys are tethered to at least one anchor by a nylon rope. They receive maintenance every four years or sooner, depending on the location. It’s not clear how the buoy broke free.

While a buoy landed on the coast in Oregon, another one in the Gulf of Alaska failed to do its job properly and communicated wrong information. The buoy at station 46410, a deep-ocean data collector, predicted a tsunami that was not. Anybody logging onto the National Data Buoy Center site for a short interval could see that the buoy showed a red spike and a 10-metre water displacement.

As I put it above, the buoys measure how the entire water column moves up and down, not necessarily wave height. Here is what happened, according to a tsunami scientist:

“That station is about 50 km from the epicenter. The sudden spike in water displacement so soon after the quake probably reflected the burst of seismic energy released, not a wave. Earthquakes generate Rayleigh waves (see below), i.e.undulating motions intense near the source and diminishing over distance.” The scientist is pretty sure that was what the recorder picked up.

It should be noted that these buoys are useful to indicate the displacement of tsunami waves when the epicentre of the earthquake is located far from the coast, as was the case on January 23rd. If, unfortunately, the epicentre is only a few dozen kilometres away, it will be very difficult to warn the coastal population and they will have little time to take refuge on high points.

Source: U.S. newspapers.

Bouée de détection de tsunamis (Crédit photo: NOAA)

Propagation des ondes de Raleigh (Source: NOAA)

Pas plus d’éruptions et de séismes qu’autrefois // Not more eruptions and earthquakes than in the past

Très souvent, les gens que je rencontre me disent qu’ils ont l’impression qu’il y a plus d’éruptions volcaniques ou de catastrophes naturelles que par le passé. Je leur explique que ce n’est pas vrai. Ils ont cette impression car aujourd’hui les nouvelles se propagent à la vitesse de la lumière grâce aux nouvelles technologies comme Internet. Je leur rappelle aussi que le fonctionnement de la planète s’observe en prenant en compte l’échelle géologique et non notre petite échelle humaine !
Des dizaines de milliers de personnes se sont inquiétées récemment en entendant parler des activités sismique et volcanique le long de la Ceinture de Feu du Pacifique. Un puissant séisme dans le Golfe d’Alaska, une avalanche et une éruption volcanique dans le centre du Japon, ainsi que l’éruption du Mayon aux Philippines se sont tous produits à quelques jours d’intervalle.
Pour rassurer les gens qui commençaient à s’inquiéter de cette accumulation d’événements, le Bureau des Nations Unies pour la Réduction des Risques liés aux Catastrophes a envoyé un tweet pour rappeler que la Ceinture de Feu était « active ». Il convient de rappeler que la Ceinture de Feu du Pacifique désigne une série de volcans, de sites sismiques et de plaques tectoniques autour de l’Océan Pacifique. Elle s’étend sur 40 000 km depuis la pointe sud de l’Amérique du Sud jusqu’à la Nouvelle-Zélande. Environ 90% des séismes de notre planète se produisent le long de cette zone et la Ceinture est jalonnée de 75% des volcans actifs sur Terre, ce qui représente 452 édifices.

Voici quelques exemples des derniers événements :
– Le 23 janvier 2018, un séisme de magnitude M 7,9 a été enregistré dans le Golfe d’Alaska. Il a brièvement déclenché une alerte tsunami dans les zones côtières de l’Alaska et de la Colombie-Britannique au Canada.
– Le même jour, un soldat a été tué et au moins 11 autres ont été blessés dans le centre du Japon par une avalanche qui a probablement été déclenchée par une éruption volcanique du mont Moto-Shirane. L’explosion soudaine a également fait pleuvoir des projections sur un domaine skiable près de Kusatsu en blessant des skieurs dans une télécabine.
– Au début de l’année dernière, l’éruption du Mont Agung à Bali a entraîné la fermeture de l’aéroport de Denpasar et l’évacuation d’au moins 100 000 personnes.
– Le Sinabung, sur l’Ile de Sumatra en Indonésie, était en sommeil depuis 400 ans avant d’entrer à nouveau en éruption en 2010. En 2016, au moins sept personnes sont mortes, victimes de coulées pyroclastiques. Le Sinabung a connu un regain d’activité en 2017 et l’éruption continue toujours.
– Le Kadovar, en Papouasie-Nouvelle-Guinée, crache de la cendre depuis plusieurs semaines, provoquant l’évacuation de milliers de personnes des îles voisines. Tous ces volcans sont situés le long de la Ceinture de Feu et leur comportement actuel n’a rien d’extraordinaire. Bien que ces différents événements se produisent quasiment en même temps dans différentes parties de la région, il n’existe pas nécessairement de relation entre eux.

Sans oublier l’éruption du Mayon qui, si elle n’a pas fait de victimes, a déplacé plus de 50 000 personnes.

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Very often, the people I meet tell me they get the impression there are more volcanic eruptions or natural disasters than in the past. I usually tell them that this is not true. They get this impression because today news travels at the speed of sound thanks to new technologies like the Internet.

Tens of thousands of people have had their lives disrupted recently by seismic and volcanic activity along the Ring of Fire. An earthquake in the Gulf of Alaska, an avalanche and volcanic eruption in central Japan and the eruption of Mayon in the Philippines all occurred within days of each other.

To comfort the people who were starting to worry about this accumulation of events,  the UN Office for Disaster Risk Reduction sent a tweet on Tuesday warning that the Ring of Fire was « active ». It should be remembered that the Ring of Fire refers to a string of volcanoes, earthquake sites and tectonic plates around the Pacific. It spreads across 40,000km from the southern tip of South America all the way to New Zealand. Roughly 90% of all earthquakes occur along the area and the Ring is dotted with 75% of all active volcanoes on Earth, which means 452 individual active volcanoes.

Here are a few examples of the latest events:

  • On January 23rd 2018, an M 7.9 earthquake struck off the coast of Alaska.The quake briefly triggered a tsunami warning for coastal areas of Alaska and British Columbia in Canada.
  • On the same day, one soldier was killed and at least 11 others injured in central Japan by an avalanche that may have been triggered by a volcanic eruption. The eruption of Mount Moto-Shirane also sent rocks raining down a ski area near Kusatsu in central Japan and caused injuries among skiers in a gondola.
  • Earlier last year, the eruption of Bali’s Mount Agung led to the closure of the city’s international airport and forced up to 100,000 people to evacuate.
  • Mount Sinabung, more than 3,000 km away in Sumatra, Indonesia, had been dormant for 400 years before it began erupting again in 2010. In 2016, at least seven people died after pyroclastic flows travelled across the region. Sinabung began erupting again in 2017 and is still going.
  • Mount Kadovar, a volcano in Papua New Guinea, has been spewing ash for weeks, causing the evacuation of thousands of people from nearby islands.

Without forgetting the eruption of Mayon. It did not cause casualties but displaced more than 50,000 persons.

All these volcanoes are located along the Ring of Fire and there is nothing unusual about what we are seeing at the moment. These events are occurring at the same time in different parts of the region. There is not necessarily a relationship between them.

Moto-Shirane (Crédit photo: F. Gueffier)

Mont Agung (cvapture image webcam)

Sinabung (Crédit photo: J.P. Vauzelle)