Catégorie : seismes

Le risque d’un méga-séisme au Japon // The risk of a megaquake in Japan

Après le séisme de magnitude 7,1 qui a frappé le sud du Japon le 8 août 2024, les autorités ont émis pour la première fois un bulletin d’alerte concernant le risque – plus élevé que précédemment – d’un méga-séisme. Elles préviennent qu’un méga-séisme accompagné d’un tsunami déclenché par la Fosse de Nankai pourrait tuer des centaines de milliers de personnes et profondément affecter l’économie japonaise. (Un méga-séisme est un événement d’une magnitude supérieure à M8,0.)
La Fosse de Nankai se trouve au large de la côte pacifique sud-ouest du Japon et s’étire sur environ 900 km, là où – dans un phénomène de subduction – la plaque océanique des Philippines s’enfonce sous la plaque eurasienne et où les contraintes tectoniques s’accumulent et sont susceptibles de provoquer un méga-séisme environ une fois tous les 100 à 150 ans.
Le gouvernement japonais avait précédemment parlé d’un risque de 70 à 80 % qu’un séisme de magnitude M8.0 à M9.0 se produise le long de la fosse au cours des 30 prochaines années.
L’USGS explique que la magnitude d’un séisme est liée à la longueur de la faille sur laquelle il se produit. Le plus puissant séisme jamais enregistré a eu lieu le 22 mai 1960 au Chili, sur une faille de près de 1 600 kilomètres de long, avec une magnitude de M9,5.
De son côté, le comité consultatif sur les séismes de la Fosse de Nankai explique que la probabilité qu’un séisme plus puisssant se produise après une secousse de magnitude M7,0 est d’une fois sur plusieurs centaines de cas, mais un tel événement pourrait atteindre une magnitude de M9,1.
En conséquence, le comité consultatif sur les séismes a déclaré que les habitants des zones potentiellement affectées par une telle catastrophe doivent garder à l’esprit les procédures d’évacuation et rester vigilants pendant encore une semaine. Ils ne doivent pas oublier qu’en 2011, plus de 15 000 personnes ont été tuées lors d’un séisme de magnitude M9,0 dans le nord-est du Japon, avec un tsunami et la fusion des coeurs de trois réacteurs dans une centrale nucléaire.
Si un méga-séisme se produisait, il pourrait être ressenti dans des zones allant du centre de la province de Shizuoka – à environ 150 km au sud de Tokyo – jusqu’au sud-ouest de Miyazaki. Des vagues de tsunami atteignant 30 mètres de hauteur pourraient atteindre la côte pacifique du Japon quelques minutes après le séisme, en fonction de l’épicentre et de l’amplitude des marées.
Si l’on ajoute les glissements de terrain et les incendies, la catastrophe pourrait coûter la vie à 323 000 personnes et détruire 2,38 millions de bâtiments, tout en obligeant près de 10 millions de survivants à évacuer. Les dommages économiques pourraient atteindre plus d’un tiers du produit intérieur brut annuel du Japon, avec des impacts durables sur les infrastructures et les chaînes d’approvisionnement dans des secteurs comme la fabrication de voitures et d’autres produits japonais clés.
Les séismes générés par la Fosse de Nankai apparaissent dans les archives historiques du Japon à plusieurs reprises depuis l’année 684, souvent avec des récits de tsunamis frappant des villages côtiers. Le séisme le plus récent avec pour origine la Fosse de Nankai s’est produit en 1946 avec une secousse de magnitude M8,0 et un tsunami de 6,90 mètres. Il a tué 1 330 personnes.
Source : agence de presse Reuters et médias d’information japonais.

Source: Wikipedia

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After the M7.1 earthquake that struck south Japan on August 8th, 2024, the first-ever advisory on higher-than-usual risks of a megaquake was issued by Japanese authorities. They warn that a possible Nankai Trough megaquake and tsunami disaster could kill hundreds of thousands of people and cause huge damage to Japan. (Earthquakes with a magnitude larger than M8.0 are considered megaquakes.)

The Nankai Trough is off Japan’s southwest Pacific coast and runs for approximately 900 km, where the Philippine Sea Plate is subducting under the Eurasian Plate and the accumulating tectonic strains could result in a megaquake roughly once in 100 to 150 years.

The Japanese government had previously predicted a 70-80% chance of an M 8 to 9 earthquake happening along the Trough in the next 30 years.

USGS explains that the magnitude of an earthquake is related to the length of the fault on which it occurs. The largest earthquake ever recorded was a magnitude M9.5 on May 22nd, 1960 in Chile on a fault that is almost 1,600 kilometers long.

The Nankai Trough quake advisory panel said the chance of a bigger earthquake striking after an M7.0 tremor was once in a few hundred cases, but such an event could have a magnitude up to M9.1.

As a consequence, the quake advisory panel said that residents in areas that would be hit by such a disaster should review evacuation procedures and stay vigilant for a week. They should keep in mind that in 2011, more than 15,000 people were killed in an M9.0 quake in northeast Japan that triggered a tsunami and triple reactor meltdowns at a nuclear power plant.

Should a megaquake occur, it could result in maximum measurable tremors to areas from central Shizuoka – about 150 km south of Tokyo – to southwestern Miyazaki. Tsunami waves up to 30 metres may reach Japan’s Pacific coasts within minutes after the quake, depending on the epicentre and tidal situation.

Coupled with landslides and fire, the disaster would be expected to claim the lives of as many as 323,000 people and destroy 2.38 million buildings, forcing nearly 10 million survivors to evacuate. Economic damage could reach more than a third of Japan’s annual gross domestic product, with long-lasting impacts on infrastructure and supply chains for coastal industrial powerhouses producing cars and other key Japanese products.

Nankai Trough earthquakes have been marked on Japan’s historic records multiple times since 684, often with accounts of tsunamis striking coastal villages.The most recent Nankai Trough quake happened in 1946 with an M8.0 tremor and a 6.9-metre tsunami, killing 1,330 people.

Source : Reuters press agency and Japanese news media.

Nouvelle alerte sismique au Japon // New earthquake alert in Japan

Un puissant séisme a frappé le sud du Japon le 8 août 2024, sans causer de graves blessures, mais il a fait craindre que se produise un séisme majeur avec pour origine la fosse sous-marine de Nankai (Nankai Trough), à l’est de la partie sud du Japon. Aucun dégât grave n’a été signalé et les alertes tsunami ont été levées par la suite.
Cependant, suite à ce séisme les sismologues japonais ont tenu une réunion d’urgence au cours de laquelle ils ont relevé le niveau de risque de séismes majeurs associés à la Fosse de Nankai.
L’Agence météorologique japonaise (JMA) a déclaré que le séisme avait atteint une magnitude de M 7,1 avec son épicentre au large de la côte est de Kyushu et son hypocentre à une profondeur d’une trentaine de kilomètres sous la surface de la mer.

Source: Wikipedia

Des vagues de tsunami pouvant atteindre 50 centimètres de hauteur ont été observées le long de certaines parties de la côte sud de Kyushu et de l’île voisine de Shikoku environ une demi-heure après le séisme. Des alertes tsunami ont été émises, mais ont été levées trois heures plus tard.
Les sismologues de la JMA ont tenu une réunion d’urgence pour déterminer si le séisme avait affecté la Fosse de Nankai, source de séismes dévastateurs dans le passé. Ils ont ensuite émis une évaluation selon laquelle le risque d’un futur séisme dans la région allant de Kyushu au centre du Japon est plus élevé que prévu. Cependant, ils ont déclaré que cela ne signifie pas qu’il existe un danger imminent d’un puissant séisme dans un avenir proche, mais ils ont exhorté les habitants des côtes qui longent la Fosse de Nankai – qui s’étend sur environ 500 kilomètres – à se tenir prêts en cas de séisme.
Selon les sismologues japonais, il y a une probabilité de 70 à 80 % qu’un séisme de magnitude M8,0 ou M9,0 soit déclenché par la Fosse de Nankai dans les 30 prochaines années. Le séisme du 8 août augmente cette probabilité, même s’il est impossible de prévoir quand et où un tel événement se produira.
Le Premier ministre japonais a déclaré que l’équipe gouvernementale en charge de la gestion des crises allait renforcer la préparation aux catastrophes, et il a appelé les habitants à prêter une attention particulière aux informations diffusées par les autorités en cas de nouvelle catastrophe majeure et à ne pas répandre de fausses informations.
L’Autorité de régulation nucléaire japonaise a déclaré que les 12 réacteurs, dont trois sont actuellement en service sur Kyushu et Shikoku, sont restés en sécurité lors du dernier séisme. Les séismes dans les zones où se trouvent des centrales nucléaires sont une préoccupation majeure au Japon depuis qu’un puissant séisme accompagné d’un tsunami en mars 2011 a provoqué la catastrophe nucléaire de Fukushima.
La JMA a par ailleurs averti que de fortes répliques pourraient se produire pendant environ une semaine.
Source : The Japan Times.

Source: JMA

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A powerful earthquake struck off southern Japan on August 8th, 2024, causing mostly minor injuries but raising the level of concern over possible major quakes stemming from the Nankai Trough, an undersea trough east of southern Japan. There were no reports of serious damage and tsunami advisories for the quake were later lifted.

However, the quake prompted Japanese seismologists to hold an emergency meeting in which they raised the level of risk of major quakes associated with the Nankai Trough.

The Japan Meteorological Agency (JMA) said that the quake registered magnitude M 7.1 with its epicenter off the eastern coast of Kyushu and its hypocenter at a depth of about 30 kilometers below sea surface.

Tsunami waves of up to 50 centimeters were detected along parts of Kyushu’s southern coast and the nearby island of Shikoku about a half hour after the quake struck. Tsunami advisories were issued, but lifted for most areas three hours later.

Seismologists at JMA held an emergency meeting to analyze whether the quake had affected the nearby Nankai Trough, the source of past devastating earthquakes. They later issued an assessment that the potential for a future quake in the area from Kyushu to central Japan is higher than previously predicted. However, they said that does not mean there’s an imminent danger of a big quake in the near future, but they urged residents on the coasts along the trough – which spans about 500 kilometers – to review their quake preparedness.

According to Japanese seismologists, there is a 70-80% chance of a magnitude M8.0 or M9.0 quake stemming from the Nankai Trough within the next 30 years.The latest quake raises that probability even though the timing or exact location cannot be predicted.

The Japanese Prime Minister has declared that the government crisis management team is going to to step up disaster preparedness, and he called on residents to pay close attention to information from the authorities in case of another big one and never to spread disinformation.

The Nuclear Regulation Authority said all 12 nuclear reactors, including three that are currently operating, on Kyushu and Shikoku remained safe during the latest quake. Earthquakes in areas with nuclear power plants have been a major concern since a powerful earthquake and tsunami in March 2011 triggered the Fukushima nuclear disaster.

JMA haswarned that strong aftershocks could occur for about a week.

Source : The Japan Times.

Séismes et industrie pétrolière au Texas // Earthquakes and oil indusrtry in Texas

Par sa taille, le Texas est le deuxième plus grand État des États-Unis après l’Alaska. Contrairement à l’Alaska, il n’est pas connu pour son activité sismique. Cependant, un essaim comprenant plus de 100 séismes a été enregistré dans l’ouest du Texas entre le 22 et le 29 juillet 2024, avec déclaration de l’état de catastrophe. L’événement le plus significatif de l’essaim jusqu’à présent avait une magnitude de M5,1 le 26 juillet. Par son intensité, c’est le 6ème événement de l’histoire du Texas.
L’ouest du Texas connaît une hausse significative de l’activité sismique depuis 2019, et les scientifiques de l’USGS pensent qu’elle est probablement étroitement liée à l’exploitation du pétrole dans la région. L’un d’eux a déclaré : « Nous pouvons dire avec certitude que ces phénomènes sont liés à l’extraction du pétrole et du gaz. »
En effet, l’activité sismique est très probablement à mettre en relation avec de nouvelles techniques de forage du pétrole et du gaz naturel qui permettent aux entreprises de forer non seulement en profondeur, mais aussi horizontalement le long d’un gisement de pétrole. De cette façon, les compagnies pétrolières atteignent des gisements de pétrole et de gaz naturel qui sont les restes décomposés de plantes et d’animaux qui existaient dans d’anciens océans. Lorsque le pétrole remonte vers la surface, l’eau salée, qui peut avoir des millions d’années, remonte également. C’est ce qu’on appelle « l’eau produite » (produced water) et elle remonte en grande quantité. Le rapport pétrole/eau salée est faible. Il équivaut à 5, 10 ou même 20 barils d’eau salée pour un baril de pétrole. Cette eau préhistorique est beaucoup plus salée que l’eau de l’océan et ne peut pas être rejetée dans les rivières ou même dans l’océan car elle peut contenir des contaminants tels que des hydrocarbures. Au lieu de cela, elle doit être renvoyée profondément sous pression sous terre, à une profondeur où elle ne risque pas de s’infiltrer dans les eaux souterraines. Ce processus s’appelle « élimination de l’eau salée » (‘saltwater disposal’). Il a été prouvé que les grandes quantités d’eau renvoyées sous pression sous terre peuvent à leur tour provoquer des séismes.
Le Texas enquête sur les séismes enregistrés dans le dernier essaim. La Railroad Commission of Texas, qui régule l’industrie pétrolière et gazière de l’État, a indiqué qu’elle étudiait d’éventuels liens entre les séismes et l’injection de fluides dans le sol pour l’extraction de produits pétroliers.
Aujourd’hui, les entreprises tentent de réduire la sismicité causée par l’injection souterraine d’eau produite. Plusieurs d’entre elles dans la région ont déjà transformé des puits d’évacuation d’eau salée profonds en puits d’évacuation d’eau salée superficiels. Une inspection des puits d’évacuation d’eau salée dans un rayon de 4 kilomètres autour de l’épicentre de l’essaim sismique est actuellement en cours. Deux puits d’évacuation profonds ont déjà été fermés à la suite de ces inspections.
Source : Médias d’information américains.

 

Le Texas, 695 662 km² est seulement dépassé en superficie par l’Alaska. Le deux états sont de gros producteurs de pétrole. L’Alaska est une terre volcanique et sismique alors que le Texas est en théorie beaucoup plus calme d’un point de vue géologique. Pour rappel, Austin est la capitale du Texas qui rassemble quelque 30 millions d’habitants.

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Texas is the second largest State in the United States after Alaska. Contrary to Alaska it is not known to be seismically active. However, a swarm including more than 100 earthquakes struck West Texas between July 22nd to 29th, 2024, prompting the declaration of a state of disaster. The strongest event in the series thus far was M5.1 on July 26th, making it the 6th strongest earthquake in Texas history.

West Texas has seen a significant increase in seismic activity since 2019, and USGS scientists believe it is probably closely linked to local oil fields. One of them said : “We can say with confidence that these are related to oil and gas extractions. »

Indeed, the earthquakes are very likely linked to new forms of oil and natural gas drilling technology that allow companies to drill not just down into the earth but horizontally along an oil formation. In this way, oil companies are reaching deeply buried oil and natural gas deposits that are the decomposed remnants of plants and animals in ancient oceans. When the oil comes up, the salt water, which can be millions of years old, also comes up. This is called « produced water » and it comes up in large quantities. The ratio of oil to saltwater is low. It can be five or 10 or even 20 barrels of salt water for every barrel of oil. This prehistoric water is much saltier than ocean water and can’t be disposed of in rivers or even the ocean, in part because it can contain contaminants such as hydrocarbons. Instead, it must be pumped back deep underground where it cannot leech into groundwater, a process called ‘saltwater disposal.’ It has been proved that the large amounts of water being pumped underground in turn can cause earthquakes.

After the last swarm, Texas is investigating the earthquakes. The Railroad Commission of Texas, which regulates the state’s oil and natural gas industry, has indicated that it was looking into any connections between the quakes and the injection of fluids into the ground for the extraction of petroleum products.

Companies are trying to reduce seismicity caused by underground injection of produced water. Several of them in the area have already converted deep saltwater disposal wells to shallow saltwater disposal wells. Therre is currently an inspection of saltwater disposal wells within 4 kilometers of the cluster of earthquakes. Two deep disposal wells in the area has already benn shut following inspections.

Source : US news media.

L’intelligence artificielle arrive en volcanologie // Artificial intelligence arrives in volcanology

Des scientifiques de l’Université de Grenade ont développé un algorithme d’apprentissage automatique très précis censé prévoir les éruptions volcaniques. [L’apprentissage automatique (machine learning en anglais) est un champ d’étude de l’intelligence artificielle qui vise à donner aux machines la capacité d’« apprendre » à partir de données, via des modèles mathématiques].

Les travaux de ces scientifiques, publiés récemment dans Frontiers in Earth Science, montrent que cette technologie peut permettre de mieux comprendre et prévoir l’activité volcanique. Au final, elle permettra une meilleure préparation aux catastrophes et réduira les risques volcaniques.
Les chercheurs ont analysé un vaste ensemble de données sismiques de l’Etna (Sicile) couvrant plusieurs décennies. En appliquant le modèle d’apprentissage automatique à des données historiques, ils ont pu identifier les signaux sismiques qui précédaient systématiquement les éruptions. La capacité prédictive de l’algorithme a ensuite été testée en utilisant des données sismiques plus récentes. On aboutit à un taux de précision impressionnant, de plus de 90 %.​  Les chercheurs insistent sur le fait que cette approche peut être appliquée à différents systèmes volcaniques à travers le monde.
En appliquant des techniques de traitement du signal aux enregistrements sismiques, les scientifiques ont fait apparaître quatre caractéristiques sismiques différentes, qui évoluent lorsque le système volcanique s’approche d’un épisode éruptif. Ils ont ensuite élaboré une matrice temporelle avec ces paramètres et attribué une étiquette à chaque instant temporel en fonction de l’état réel de l’activité volcanique (simple activité, situation pré-éruptive, situation éruptive). Restait à résoudre le problème du développement de systèmes d’alerte précoce transférables entre volcans. Pour cela, les auteurs de l’étude ont appliqué leur méthodologie à des bases de données associées à différents systèmes volcaniques, y compris des données concernant des épisodes explosifs et effusifs, enregistrées dans plusieurs scénarios volcaniques à conduits ouverts et fermés. Les volcans pris en compte sont l’Etna (Sicile), le Bezymianny (Kamchatka), Volcán de Colima (Mexique), le Mont St. Helens et l’Augustine. (États Unis).
On peut être optimiste quant à la capacité de l’algorithme d’apprentissage automatique à prévoir correctement les éruptions d’autres volcans actifs à travers le monde. Cette technologie peut faciliter l’approche des catastrophes en fournissant des alertes précoces et en permettant aux autorités de mettre en œuvre des plans d’évacuation et de prévoir d’autres mesures de sécurité.
L’étude montre le potentiel de l’apprentissage automatique et d’autres avancées technologiques dans la recherche géophysique. La capacité des algorithmes d’apprentissage automatique à analyser des informations complexes et à identifier des modèles cachés peut être utilisée dans un large éventail d’applications des sciences de la Terre, notamment la prévision des séismes et la modélisation climatique. Les chercheurs vont maintenant s’efforcer d’améliorer leur modèle et de tester sa pertinence dans divers environnements volcaniques.

Référence:

Universal machine learning approach to volcanic eruption forecasting using seismic features – Pablo Rey Devesa et al. — Frontier in Earth Science, June 26, 2024 – https://doi.org/10.3389/feart.2024.1342468

Source : The Watchers.

Episode éruptif sur l’Etna (Photo: C. Grandpey)

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L’utilisation de l’intelligence artificielle dans la prévision volcanique et celle d’autres phénomènes naturels semble prometteuse. Cependant, il faut garder à l’esprit que l’intelligence artificielle fait partie de la science exacte alors que les éruptions dépendent des caprices de la Nature qui sont souvent imprévisibles !

Des progrès ont été réalisées au cours des dernières décennies en matière de prévision éruptive, mais il reste encore beaucoup à faire pour déjouer les traquenards mis sur le chemin des scientifiques par Dame Nature. L’intelligence artificielle permettra peut-être aussi un jour d’empêcher que des populations se fassent tuer par de puissants séismes.

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Scientists at the University of Granada developed a very accurate machine-learning algorithm for predicting volcanic eruptions. Their work, published recently in Frontiers in Earth Science, demonstrates how this technique can assist us in better understanding and forecasting volcanic activity, which is a crucial step toward increasing disaster preparedness and decreasing volcanic dangers.

The researchers analyzed a large dataset of seismic recordings from Mount Etna gathered over several decades. By training the machine learning model on historical data, they were able to identify seismic signals that consistently preceded eruptions. The algorithm’s prediction capacity was then tested against more recent seismic data, and it achieved an impressive accuracy rate of more than 90%.​  The researchers insist that it is transferable to different volcanic systems around the world.

By applying signal processing techniques on seismic records, the scientists extracted four different seismic features, which usually change their trend when the system is approaching an eruptive episode. Then, they built a temporal matrix with these parameters and defined a label for each temporal moment according to the real state of the volcanic activity (Unrest, Pre-Eruptive, Eruptive). To solve the remaining problem of developing early warning systems that are transferable between volcanoes, the authors of the study applied their methodology to databases associated with different volcanic systems, including data from both explosive and effusive episodes, recorded at several volcanic scenarios with open and closed conduits: Mt. Etna, Bezymianny, Volcán de Colima, Mount St. Helens and Augustine.

The machine learning algorithm’s performance in properly predicting eruptions bodes well for its application to other active volcanoes across the world. This technology can help with disaster planning by providing early warnings and allowing authorities to enact evacuation plans and other safety measures on time.

The study demonstrates the greater potential of machine learning and other such technological advancements in geophysical research. Machine learning algorithms’ capacity to analyze complicated information and identify hidden patterns can be applied to a wide range of earth science applications, including earthquake prediction and climate modeling. The researchers intend to enhance their model further and test its relevance to various volcanic environments.

Reference:

Universal machine learning approach to volcanic eruption forecasting using seismic features – Pablo Rey Devesa et al. — Frontier in Earth Science, June 26, 2024 – https://doi.org/10.3389/feart.2024.1342468

Source : The Watchers.

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The use of artificial intelligence in volcanic prediction and the prediction of other natural phenomena looks promising. However, onse should keep in mind that artificial intelligence is part of exact science whereas eruptions depend on Nature’s whims which can be unpredictable !

Progress has been made in recent decades in eruptive prediction, but much remains to be done to thwart the traps put in the path of scientists by Mother Nature. Artificial intelligence may one day make it possible to prevent populations from being killed by powerful earthquakes.