Catégorie : seismes

Les séismes lents du Kilauea (Hawaii) // Kilauea Volcano’s slow earthquakes (Hawaii)

Périodiquement, des séismes sont enregistrés sur le flanc sud du Kilauea et le HVO les attribue au glissement lent de l’édifice volcanique dans l’Océan Pacifique. Le dernier événement de ce type a eu lieu en octobre 2015 et, auparavant, en mai 2012, février 2010 et juin 2007.
Ces séismes de glissement lent se produisent lorsqu’une faille commence à glisser, mais si lentement que le phénomène prend plusieurs jours au lieu de quelques secondes dans le cas d’un tremblement de terre classique. Sur le Kilauea, les séismes lents se produisent sur la faille de décollement presque horizontale qui se trouve sous le flanc sud du volcan, à une profondeur de 6 à 8 km. C’est cette même faille qui a été responsable du séisme de magnitude M 7,7 à Kalapana en 1975. Cependant, les séismes lents ne produisent pas d’ondes sismiques et donc pas de fortes secousses destructrices comme un séisme classique. Ils permettent d’évacuer une partie de la contrainte qui s’est accumulée sur la faille.
Au cours d’un séisme lent, le flanc sud du Kilauea avance en général d’environ 3 cm vers l’océan. L’événement s’étale sur 2 ou 3 jours, et présente les mêmes caractéristiques qu’un séisme de magnitude M 6.0. Le réseau GPS du HVO montre que le flanc sud avance régulièrement vers la mer d’environ 6 cm chaque année. Les événements de glissement lent du Kilauea ont tendance à se produire uniformément dans le temps; en particulier, ceux postérieurs à 2005 qui ont eu lieu tous les deux ans et demi, à trois mois près. Ils ont été provoqués chaque fois par un glissement sur la même section de la faille et présentent la même magnitude.
Les séismes lents du Kilauea sont des exemples de « séismes types», autrement dit des événements à répétition, de magnitude et de localisation identiques, qui correspondent à une rupture la même section de la faille. Au début, la notion de « séisme type » a été avancée dans l’espoir qu’elle pourrait permettre de prévoir les séismes classiques, les plus destructeurs. Cette idée a fait suite à l’observation d’une série de séismes qui semblaient se produire tous les 22 ans près de la ville de Parkfield en Californie. Après les séismes de 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 et 1966, tous de magnitude M 6.0 sur le même section de la faille de San Andreas, les scientifiques avaient prédit que le prochain séisme se produirait en 1988. En fait, le séisme de Parkfield n’a pas eu lieu avant 2004, soit 16 ans après la date prévue. Cependant, même si l’hypothèse de « séisme type » n’a pas permis de prévoir un séisme classique, elle est utile pour prévoir des « séismes lents » partout dans le monde. De tels événements, récurrents et prévisibles, affectent la zone de subduction de Cascadia au large des Etats de Washington et de l’Oregon. Cette faille génère tous les 15 mois des glissements lents équivalant à un séisme de magnitude M 6. Au Japon, sur la zone de subduction le long de la fosse de Nankai, des glissements importants se produisent environ tous les 7 ans et correspondent à des séismes de magnitude M 7,0.
Dans la mesure où l’événement de glissement lent le plus récent sur le Kilauea s’est produit en octobre 2015 et que les « séismes lents » ont une périodicité de 2,5 ans (à 3 mois près), le HVO pense que le prochain pourrait être enregistré d’ici août 2018, mais aucune secousse ne sera ressentie par la population. .
Source: USGS / HVO.

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Occasionally, earthquakes are recorded on the southern flank of Kilauea Volcano and HVO attributes them to the slow sliding of the volcanic edifice into the Pacific Ocean. The last slip event was in October 2015, and before then, in May 2012, February 2010, and June 2007.

Slow slip events are sometimes called “slow earthquakes.” They happen when a fault begins sliding, just like in a regular earthquake, but so slowly that it takes several days to finish instead of several seconds. At Kilauea, slow earthquakes occur on the nearly flat-lying décollement fault that underlies the volcano’s south flank at a depth of 6-8 km. This is the same fault that was responsible for the M 7.7 Kalapana earthquake in 1975. However, slow earthquakes produce no seismic waves and, therefore, none of the damaging shaking of a regular earthquake. They help relieve a small amount of stress on the fault.

During a slow earthquake, the south flank usually surges seaward by about 3 cm. This additional motion occurs over 2-3 days, and is about the same amount that would happen in a regular M 6.0 earthquake. HVO’s GPS monitoring network shows that the south flank moves steadily seaward about 6 cm every year. Kilauea slow slip events tend to occur evenly in time; in particular, events after 2005 have occurred every 2.5 years, give or take 3 months. They are also caused by slip on the same section of the fault every time and tend to be about the same size.

Kilauea slow slip events are examples of so-called “characteristic” earthquakes, a series of several earthquakes of similar magnitude and location, which indicates that they are breaking the exact same part of the fault again and again. The characteristic earthquake hypothesis was originally developed in hope that it could predict regular, and possibly damaging, earthquakes. This idea emerged from observations of a series of earthquakes that seemed to strike about every 22 years near the town of Parkfield, California. After earthquakes in 1857, 1881, 1901, 1922, 1934, and 1966, all of which occurred as M 6.0 events in the same part of the San Andreas Fault, scientists predicted the next earthquake would occur in 1988. As it turned out, the next Parkfield earthquake did not occur until 2004, 16 years after the predicted date. However, even though the characteristic earthquake hypothesis was not successful at predicting a regular earthquake, it has been useful for forecasting the occurrence of slow slip events around the world. Locations where recurring, predictable slow slip events happen include the Cascadia Subduction zone offshore of Washington and Oregon. This fault produces slow slip events equivalent to an M 6.7 earthquake every 15 months. In Japan, on the subduction zone along the Nankai Trough, major slow slip events occur approximately every 7 years and are equivalent to M 7.0 earthquakes!

Because the most recent slow slip event on Kilauea happened in October 2015, and the events have a recurrence time of 2.5 years (give or take 3 months), HVO can forecast that the next one might occur between now and August 2018. But there won’t be any shaking that could be easily felt by individuals.

Source: USGS / HVO.

Sur le schéma ci-dessus, les flèches noires montrent l’intensité des séismes lents (voir échelle en bas du schéma), ainsi que leur orientation telle qu’elle a été enregistrée par le réseau GPS du HVO en octobre 2015. Les couleurs font référence à la topographie, depuis le niveau de la mer (en vert) jusqu’à 1200 m d’altitude (en marron). L’océan est en bleu. (Source : HVO)

Kick’em Jenny (Mer des Caraïbes): Ça se calme // Kick’em Jenny (Caribbean Sea): Seismic activity is declining

Selon le Centre de recherche sismique de l’Université des Indes occidentales, la sismicité a considérablement diminué ces derniers jours à Kick’em Jenny mais le niveau d’alerte est maintenu à la couleur Orange. En effet, l’histoire montre qu’une telle accalmie peut ne pas signifier la fin de l’épisode sismique. Il est demandé aux navires et autres embarcations de rester à l’écart de la zone d’exclusion de 5 km autour du volcan.
Au vu de la profondeur actuelle des secousses, une éruption de Kick ’em Jenny serait peu susceptible de provoquer un tsunami.
Source: Centre de recherche sismique de l’Université des Indes occidentales

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According to the University of the West Indies Seismic Research Center, seismicity has decreased significantly in the past days at Kick’em Jenny but the alert level is kept at Orange. Indeed, history shows that such a lull may not mean the end of the seismic episode. Ships are still asked to stay away from the 5-km exclusion zone around the volcano.

With regard to the current depth of the earthquakes, an eruption of Kick ’em Jenny is unlikely to cause a tsunami.

Source: University of the West Indies Seismic Research Center

La lune et le Ruapehu (Nouvelle Zélande) // The Moon and Mt Ruapehu (New Zealand)

Des scientifiques américains du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA ont établi un lien entre les cycles des marées et l’éruption soudaine du Ruapehu en 2007. Ils pensent même que cette corrélation apparente pourrait offrir une solution pour prévoir les futures éruptions. Cependant, des scientifiques néo-zélandais ont émis des doutes et critiquent la méthodologie utilisée pour cette étude qui a été publiée dans la revue Scientific Reports.
L’étude a montré comment, juste avant l’éruption soudaine du Ruapehu le 25 septembre 2007, l’activité sismique à proximité du cratère correspondait étroitement aux changements bimensuels de la force de la marée. En examinant les données couvrant une douzaine d’années, les chercheurs ont constaté que cette corrélation entre l’amplitude du signal sismique et les cycles des marées est apparue seulement dans les trois mois précédant l’éruption de 2007.
Les marées terrestres sont gérées quotidiennement par l’attraction lunaire. Au cours des pleines et nouvelles lunes, l’attraction lunaire s’aligne avec celle du soleil, ce qui rend l’amplitude des marées un peu plus importante. Au cours du premier et du dernier quartier, l’amplitude des marées est légèrement plus faible. Alors que les marées sont généralement considérées comme une montée et une baisse des eaux, les contraintes gravitationnelles peuvent également affecter la croûte de notre planète. Beaucoup de recherches ont été effectuées afin de savoir si la force de marée peut déclencher des éruptions volcaniques, mais aucune réponse vraiment fiable n’a été fournie.
Les chercheurs du JPL qui ont travaillé sur le Ruapehu ont adopté un angle d’approche différent et ont recherché s’il existait un signal détectable associé à la force des marées et qui pourrait être une indication de l’approche d’une éruption. Ils ont choisi d’étudier le Ruapehu, d’une part parce que son activité est étroitement surveillée depuis des années par GNS Science, et d’autre part  parce qu’ils étaient particulièrement intéressés par les données provenant des capteurs sismiques situés près du cratère.
L’équipe scientifique s’est penchée sur 12 années de données sismiques et a recherché les périodes où apparaissait une corrélation entre la sismicité et les cycles lunaires. Les chercheurs ont constaté que pendant la majeure partie de cette période de 12 ans, il n’existait pas de corrélation entre l’activité sismique et les cycles lunaires, à l’exception des trois mois qui ont précédé l’éruption phréatique de 2007. Tandis que les fluctuations de l’amplitude sismique étaient subtiles, la force de la corrélation avec le cycle des marées atteignait 5 sigma, ce qui signifie que la probabilité que ce modèle soit dû au hasard était d’environ un sur 3,5 millions. [NDLR : 5 sigma est une mesure de la confiance des scientifiques à l’égard de leurs résultats.]
Pour comprendre comment la force des marées a pu avoir une influence sur le comportement du Ruapehu pendant ces trois mois, les chercheurs ont utilisé un modèle de tremor sismique qu’ils avaient développé précédemment. Il montre que lorsque la pression de la poche de gaz sous le volcan atteint un niveau critique – niveau auquel une éruption phréatique devient possible – les différentes contraintes associées au changement de force des marées étaient suffisantes pour changer l’amplitude du tremor. Ils sont persuadés que ce fut le cas en 2007. Lorsque la pression dans le système est devenue critique, elle est devenue sensible aux marées. Les scientifiques ont pu montrer que le signal était détectable. Ils voudraient maintenant recueillir plus de données concernant d’autres éruptions sur d’autres volcans pour voir si le signal de marée est apparu ailleurs.
Comme je l’ai écrit plus haut, les scientifiques néo-zélandais ont exprimé des doutes sur les résultats de l’étude et ont regretté l’absence de nombreux paramètres sismiques. Un chercheur néo-zélandais a déclaré que « l’étude considère le mécanisme comme un piégeage des gaz provoqué par des changements dans la perméabilité des roches, mais n’aborde pas directement la résistance de ces roches […] Avec seulement deux événements abordés par l’étude – et l’un d’eux pas « prévu » par le modèle – je ne suis pas sûr qu’elle puisse avoir une valeur prédictive. »
Source: New Zealand Herald.

Cette étude m’intéresse car j’ai moi-même fait des observations sur la corrélation possible entre la pression atmosphérique et l’activité éruptive en milieu strombolien. Vous trouverez un résumé de cette étude dans la colonne de gauche de ce blog.

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US scientists at NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) have linked tidal cycles to Mt Ruapehu’s surprise eruption in 2007, and even suggest the apparent correlation could offer a new way to predict future eruptions. However, New Zealand scientists have cast doubt over that idea and questioned the methodology used for the study which was recently published in the journal Scientific Reports..

The study indicated how, just before Ruapehu’s surprise eruption on September 25th, 2007, seismic tremors near its crater became tightly correlated with twice-monthly changes in the strength of tidal forces. Looking at data for this volcano spanning about 12 years, the researchers found that this correlation between the amplitude of seismic tremor and tidal cycles developed only in the three months before this eruption.

Earth’s tides rise and fall daily due to the gravitational tug of the moon as the Earth rotates.

In full and new moons, the lunar gravitational pull lines up with that of the sun, which makes the daily tidal bulges a little larger during those moon phases. During the first and third-quarter moons, the daily tidal bulge is slightly smaller. While tides are generally thought of as rising and falling waters, gravitational stresses can also affect the planet’s solid crust. A lot of research has been focused on whether or not tidal forces can trigger eruptions, but there is no definitive evidence that they do.

The Mt Ruapehu researchers wanted to take a different angle with their study and look at whether there was some detectable signal associated with tidal forces that could tell us something about a volcano’s criticality. The researchers chose to study Ruapehu partly because its activity has been closely monitored for years by GNS Science, and were particularly interested in data from seismic sensors located near the crater.

The team worked through 12 years of seismic data, looking for any period when the seismicity was correlated with lunar cycles. They found that for most of that period, there was no correlation between tremor and lunar cycles, except the three months before 2007’s phreatic eruption. While the fluctuations in seismic amplitude were subtle, the strength of the correlation to the tidal cycle was as strong as 5 sigma, meaning that the probability that pattern arose by chance was about one in 3.5 million.

To understand how tidal forces may have been affecting Ruapehu during those three months, the researchers used a model of seismic tremor that they had developed previously. It suggested that when the pressure of the gas pocket beneath the volcano reaches a critical level — a level at which a phreatic eruption was possible — the differing stresses associated with changing tidal forces were enough to change the amplitude of tremor. They are persuaded it was what happened in 2007. When the pressure in the system became critical, it became sensitive to the tides. The scientists were able to show that the signal was detectable. They would like to collect more data from other eruptions and other volcanoes to see if the tidal signal showed up elsewhere.

As I put it above, New Zealand scientists expressed doubts about the results of the study and explained that many seismic parameters were missing. One NZ researcher said that « the paper considers the mechanism to be one of gas trapping driven by changes in rock permeability, but doesn’t directly address the strength of this rock […] With only two events addressed by the paper – and one of them not « predicted » by the model – I am not confident that it would have any predictive value. »

Source: New Zealand Herald.

I was interested in this study as I have myself made observations about the possible correlation between atmospheric pressure and Strombolian activity. You will find an abstract of this study in the left-hand column of this blog.

Photos: C. Grandpey

Sismicité sicilienne // Seismicity in Sicily

L’INGV indique qu’un séisme de magnitude M 3.3 a été enregistré sur l’Etna à 7 km au nord de Ragalna (Province de Catane) à 09:50 le 8 mars 2018, à 0 km de profondeur  Il a été précédé d’un événement de M 2,8 à 09:49 avec un hypocentre à 1 km de profondeur, suivi d’un autre de M 2,5 à 09:55 à 2 km de profondeur. Des séismes mineurs sont enregistrés dans la région depuis environ 3 jours.
En outre, le 7 mars 2018 à 21h15, on a enregistré une forte secousse de M 4,4 en Mer Tyrrhénienne inférieure, avec un épicentre au niveau du volcan sous-marin Marsili et un hypocentre à 389 km de profondeur.
Dans le même temps une forte explosion a été observée sur le Stromboli (Iles Eoliennes). Les grondements et les vibrations du sol ont été ressentis jusqu’en Calabre.
Source : Meteoweb.

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INGV reports that an M 3.3 earthquake was recorded on Mount Etna 7 km north of Ragalna (Catania) at 09:50 on 8 March 2018, at 0 km depth. It was preceded by an M 2.8 event at 09:49 with a hypocentre at 1 km depth, followed by another M 2.5 event at 09:55 at 2 km depth. Minor earthquakes have been recorded in the region for about 3 days.
In addition, on March 7th, 2018 at 9:15 pm, there was a strong M 4.4 quake in the Lower Tyrrhenian Sea, with an epicentre at the Marsili seamount and a hypocentre 389 km deep.
At the same time a strong explosion was observed on Stromboli Volcano (Aeolian Islands). Rumblings and vibrations were felt as far as Calabria.
Source: Meteoweb.

Source: INGV

Explosion sur le Stromboli (Photo: C. Grandpey)