Catégorie : seismes

Mesure sismique : les échelles de Mercalli et Richter // Seismic measurement : the Mercalli and Richter scales

L’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) a publié un article très intéressant sur l’histoire de la mesure des séismes à Hawaï, des origines à nos jours.

Avant que les sismologues disposent d’équipements de pointe pour calculer l’ampleur des séismes, les gens se référaient aux dégâts physiques et aux observations humaines. De telles observations pouvaient être compilées et analysées afin de déterminer l’endroit où l’événement semblait le plus intense et donc identifier son épicentre.
En 1930, des cartes de rapport sismique ont été distribués à la population par le personnel du HVO afin que les gens puissent écrire de manière détaillée ce qu’ils avaient observé pendant les séismes.
Ces bulletins étaient très importants pour comprendre les séismes à une époque où les méthodes de mesure étaient limitées ou inexistantes. Ces rapports d’observation ont permis d’estimer l’intensité des séismes historiques en comparant les modes d’observation dans le passé et comment ils sont observés aujourd’hui. Les observations sismiques rédigées sur ces cartes ont fourni des données essentielles qui ont permis de déterminer les intensités de différents événements ressentis dans différentes régions.
Aujourd’hui, le HVO ne fournit plus de cartes de rapport sismiques, mais les gens peuvent se connecter sur Internet, aller sur le site du HVO et remplir la rubrique «Did You Feel It» (DYFI), autrement dit « Avez-vous ressenti le séisme ? »

Exemple de carte de rapport sismique en 1967 (Source : HVO)

Au début des années 1900, le volcanologue italien Giuseppe Mercalli a mis au point une échelle pour catégoriser l’intensité des secousses sismiques en fonction des effets rapportés par la population affectée. L’Echelle d’Intensité de Mercalli (ou plus précisément l’Echelle d’Intensité de Mercalli Modifiée – MM ou MMI) est une échelle permettant de mesurer l’intensité des séismes. Contrairement à l’échelle de Richter (voir ci-dessous), l’échelle de Mercalli ne prend pas en compte directement l’énergie d’un séisme. Elle classe les événements en fonction de leurs effets et de la destruction qu’ils provoquent. Lorsqu’il y a peu de dégâts, l’échelle décrit comment les gens ont ressenti le séisme ou combien de personnes l’ont ressenti. Très souvent, les non spécialistes utilisent cette échelle, car il est plus facile pour les gens de décrire les dégâts causés par un tremblement de terre que d’effectuer des calculs pour obtenir une valeur sur l’échelle de Richter.
Les valeurs vont de I – Instrumental à XII – Catastrophic.
Giuseppe Mercalli a initialement créé l’échelle, avec dix niveaux. En 1902, Adolfo Cancani lui a adjoint deux niveaux supplémentaires. August Heinrich Sieberg a transformé l’échelle. C’est pour cette raison qu’elle est parfois appelée échelle Mercalli-Cancani-Sieberg, ou échelle MCS.
Harry O. Wood et Frank Neumann ont traduit l’échelle en anglais et l’ont publiée sous le nom d’Echelle Mercalli – Wood – Neumann (MWN).

Charles Francis Richter l’a également améliorée avant de mettre au point son Echelle de Richter.
Les valeurs de l’échelle de Mercalli vont de I – Instrumental à XII – Catastrophique. Les degrés inférieurs traitent de la manière dont le séisme est ressenti par la population. Les nombres les plus élevés de l’échelle sont basés sur les dégâts subis par les structures.

Source : USGS

Bien que l’intensité soit un excellent moyen d’évaluer les effets dans les zones autour du tremblement de terre, les sismologues avaient besoin d’une méthode objective et rapide pour déterminer la taille d’un tremblement de terre qui ne repose pas sur une zone peuplée autour des tremblements de terre.
Dans les années 1930, le sismologue Charles Richter a mis au point la première méthode connue pour décrire la taille des tremblements de terre basée sur l’amplitude maximale mesurée à partir de sismographes spécifiques déployés dans le sud de la Californie.
L’échelle de magnitude de Richter a été développée en 1935. Elle fonctionnait initialement comme un sismogramme, mesuré par un type particulier de sismomètre à une distance de 100 kilomètres du séisme. Richter a défini un séisme de magnitude 3 comme produisant une oscillation maximale de 1 mm (3/64 de pouce) sur un sismographe à torsion situé à 100 km (62 miles) de l’épicentre du séisme.
Les séismes de magnitude 4,5 ou plus sur l’échelle de Richter peuvent être mesurés partout dans le monde. Un séisme de magnitude M 3,0 est environ 10 fois plus puissant qu’un événement de M 2,0. L’énergie libérée augmente d’un facteur d’environ 32. Chaque augmentation de 1 sur l’échelle de Richter correspond à une augmentation d’amplitude d’un facteur 10 car on a affaire à une échelle logarithmique.
Le séisme avec la plus grande magnitude a été enregistré au Chili en 1960. Il avait une magnitude de M 9,5 sur l’échelle de Richter. Environ 6 000 personnes ont péri. Aucun séisme n’a atteint plus de 10 sur l’échelle de Richter.

Source : USGS

 Source: USGS / HVO.

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The Hawaiian Volcanoes Observatory (HVO) has released a very interesting article about the history of earthquake measurement in Hawaii, from the origins to today.

Before seismologists had today’s state-of-the -art equipment to calculate the magnitudes of earthquakes, people relied on physical damage and human observations. Such observations could be compiled and analyzed to determine where the event seemed very intense and identify the epicentre.

By 1930, earthquake report cards (see image above) were distributed to the population by HVO staff so that people might write detailed information about what they observed during earthquakes.

These report cards became crucial for understanding seismicity while methods for measuring earthquakes were limited or non-existent. The reports helped estimate the sizes of historic earthquakes by comparing how earthquakes were observed in the past to how they are observed today. Earthquake observations recorded in these report cards provided vital data points that helped determine the intensities of the earthquakes felt in different regions.

Today, HVO no longer provides earthquake report cards but instead, people can go online and fill out a “Did You Feel It” (DYFI) report.

In the early 1900s, Italian volcanologist Giuseppe Mercalli developed a scale to categorize the intensity of shaking from an earthquake based on the effects reported by the impacted community. The Mercalli intensity scale (or more precisely the Modified Mercalli Intensity scale – MM or MMI) is a scale to measure the intensity of earthquakes (see image above). Unlike with the Richter scale (see below), the Mercalli scale does not take into account energy of an earthquake directly. Rather, it classifies earthquakes by the effects they have (and the destruction they cause). When there is little damage, the scale describes how people felt the earthquake, or how many people felt it. Very often, non-geologists use this scale, because it is easier for people to describe what damage an earthquake caused, than to do calculations to get a value on the Richter scale. The values range from I – Instrumental to XII – Catastrophic.

Giuseppe Mercalli originally developed the scale, with ten levels. In 1902, Adolfo Cancani extended the scale to include twelve levels. August Heinrich Sieberg copletely rewrote the scale. For this reason, the scale is sometimes named Mercalli-Cancani-Sieberg scale, or MCS scale.

Harry O. Wood and Frank Neumann translated it into English, and published it as Mercalli–Wood–Neumann (MWN) scale. Charles Francis Richter also improved it. He also developed the Richter scale, later on.

The values of the Modified Mercalli Intensity scale range from I – Instrumental to XII – Catastrophic.The lower degrees of the MMI scale generally deal with the manner in which the earthquake is felt by people. The higher numbers of the scale are based on observed damage to structures.

While intensity is a great way to assess the effects in areas around the earthquake, seismologists needed an objective and quick method to determine an earthquake’s size that does not rely on having a populated area around the earthquakes.

In the 1930s, seismologist Charles Richter came up with the first known method to describe earthquake size based on the maximum amplitude measured from specific seismographs deployed in southern California.

The Richter magnitude scale is a scale of numbers used to tell the magnitude of earthquakes ‘see image above). Charles Richter developed the Richter Scale in 1935. His scale worked like a seismogram, measured by a particular type of seismometer at a distance of 100 kilometres from the earthquake. He defined a magnitude-3 earthquake as producing a 1 mm (3/64 inch) peak swing on a torsion seismograph located 100 km (62 miles) away from the earthquake epicentre.

Earthquakes 4.5 or higher on the Richter scale can be measured all over the world. An earthquake a size that scores 3.0 is about 10 times the amplitude of one that scores 2.0. The energy that is released increases by a factor of about 32. Every increase of 1 on the Richter scale corresponds to an increase in amplitude by a factor of 10 so therefore, it is a logarithmic scale.

The earthquake with the biggest recorded magnitude was the Great Chilean Earthquake. It had a magnitude of 9.5 on the Richter scale and occurred in 1960. Around 6,000 people died because of the earthquake. No earthquake has ever hit 10+ on the Richter Scale.

Source : USGS / HVO.

Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) : Eruption en vue ? // An eruption in the short term ?

18 heures (heure métropole) : La sismicité  a fait son retour sur le Piton de la Fournaise avec une crise enregistrée depuis 12h04 par l’OVPF le 28 septembre 2020. Cette crise s’accompagne d’une déformation rapide de l’édifice, ce qui signifie que le magma est en train de quitter le réservoir magmatique et se propage vers la surface. Une éruption est donc probable à brève échéance, dans les prochaines minutes ou heures… à moins que le volcan change d’avis, comme il l’a fait précédemment !

En conséquence, le préfet de La Réunion a décidé, à 12h30, de placer le Piton de la Fournaise en phase d’alerte 1  » éruption probable  »  . L’accès à la partie haute l’Enclos est donc interdit au public, que ce soit depuis le sentier du Pas-de-Bellecombe, ou depuis tout autre sentier.

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22 heures (heure métropole) : La crise sismique débutée à 12h04 (heure locale) se poursuit. Entre 12h04 et 21h30, plus de 1300 séismes ont été enregistrés par l’OVPF. Cette sismicité est localisée sous la zone sommitale et sous le flanc E, entre 1,6 et 5,2 km de profondeur. La sismicité et les déformations montrent une migration du magma vers le flanc E du volcan. L’OVPF explique qu’au Piton de la Fournaise plus les crises sismiques sont longues, plus les fissures éruptives s’ouvrent à basse altitude. De ce fait l’ouverture de fissures éruptives à basse altitude n’est pas exclue.

Source : OVPF.

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6 p.m. (Paris time) : Seismicity is back on the Piton de la Fournaise with a crisis recorded since 12:04 pm by OVPF on September 28th, 2020. This crisis is accompanied by a rapid deformation of the edifice, which means that magma is in leaving the reservoir and ascending towards the surface. An eruption is therefore likely in the short term, in the next few minutes or hours … unless the volcano changes its mind, as it did previously!
As a result, the prefect of Reunion Island decided, at 12:30 pm, to raise the alert level to Phase 1 « probable eruption ». Access to the upper part of the Enclos is therefore prohibited, whether from the Pas-de-Bellecombe trail, or from any other trail.

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10 p.m. (Paris time) : The seismic crisis that began at 12:04 p.m. (local time) continues. Between 12:04 p.m. and 9:30 p.m., more than 1,300 earthquakes were recorded by OVPF. This seismicity is localized beneath the summit area and under the E flank, 1.6 – 5.2 km deep. The seismicity and the deformations show a migration of magma towards the E flank of the volcano. OVPF explains that at Piton de la Fournaise the longer the seismic crises, the more the eruptive fissures open at low altitude. Therefore the opening of eruptive fissures at low altitude is not excluded.
Source: OVPF.

Déformation de l’édifice volcanique (Source: OVPF)

Enclos fermé jusqu’à nouvel ordre (Photo : C. Grandpey)

Sismicité en Islande // Seismicity in Iceland

Un séisme de magnitude M 3,7 a secoué la zone située au nord-est de l’île de Grímsey, au large de la côte nord de l’Islande, peu avant midi le 25 septembre 2020.. Sa source a été localisée à 12,5 km au nord-est de l’île. Plusieurs répliques ont suivi, la plus importante d’une magnitude M 2,4. (NDLR : Ces événements sont probablement liés à l’activité de ta Tjörnes Fault Zone.)

Un autre séisme d’une magnitude de 4,8 M a été enregistré à 6h10 (UTC) aujourd’hui 28 septembre 2020 à 8,3 kilomètres à l’ESE du Bardarbunga, à une profondeur de 4,5 km. (NDLR : Il semble être trop superficiel pour avoir une origine magmatique.
Source: Icelandic Met Office. .

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An earthquake with a magnitude M 3.7 hit the area northeast of Grímsey island, off the north coast of Iceland, shortly before noon on September 25th, 2020. . Its source was 12.5 km northeast of the island. Several aftershocks have followed, the largest one with a magnitude M 2.4. ‘Personal niote: These events are probably linked to the Tjörnes Fault Zone).

Another quake with a magnitude of M 4.8 was recorded at 6:10 (UTC) today, September 28th, 2020 8.3 kilometres ESE of Bardarbunga, at a depth of 4.5 km. (Personal noteJIt seems to be too shallow to have a magmatic origin.

Source: Icelandic Met Office.

Volcans du monde // Volcanoes of the world

Petite pause dans l’agonie des glaciers alpins. Voici quelques nouvelles de l’activité volcanique dans le monde.

Au Chili, la lave continue de descendre sur le flanc NNE du Nevados de Chillán. On observe toujours des émissions de gaz et des explosions se font entendre de temps en temps. Le niveau d’alerte reste au Jaune, le deuxième sur une échelle de quatre couleurs, et il est rappelé à la population de ne pas s’approcher du cratère à moins de 3 km.
Source: SERNAGEOMIN.

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L’activité effusive a diminué sur le Fuego (Guatemala) au cours des derniers jours. La coulée de lave qui descendait dans la ravine Ceniza (SSO) n’est plus active. Entre 6 et 16 explosions sont enregistrées chaque heure, avec des panaches de cendres jusqu’à 1,1 km au-dessus du cratère. Les ondes de choc secouent encore les bâtiments dans un rayon de 20 km. Des retombées de cendres sont signalées quotidiennement dans plusieurs zones sous le vent. Des coulées de lave parcourent encore les ravines Seca et Ceniza sur 200-350 m.
Source: INSIVUMEH.

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En Éthiopie, les données satellitaires ont montré des anomalies thermiques dans les cratères S et N de l’Erta Ale à la mi-août 2020. Toutefois, le 5 septembre, seul le pit crater N présentait une anomalie thermique. Il est donc difficile de savoir si un lac de lave est toujours présent sur le volcan.
Source: Sentinel Hub.

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Comme je l’ai écrit dans une note publiée le 20 septembre 2020, un épisode éruptif majeur s’est produit sur le  Sangay (Équateur) le même jour. Le panache de cendres s’est élevé à 12,2 km d’altitude. D’importantes retombées de cendres ont été signalées dans les provinces à l’ouest du volcan. L’activité éruptive la plus intense a duré environ six heures et les nuages de cendres se sont ensuite dissipés. C’est l’épisode éruptif le plus significatif des derniers mois. Les autorités ont inspecté le confluent de la rivière Volcán (flanc SE) et de la rivière Upano, et ont observé d’importants dépôts de téphra, dont certains avaient formé un barrage. Normalement, le lit de l’Upano mesure environ 25 m de large dans cette zone, mais à cause des dépôts, il atteignait plus de 250 m et ne contenait presque pas d’eau.
Après l’explosion, l’activité est revenue à son niveau des mois précédents, avec des panaches de cendres s’élevant à 1 à 2 km au-dessus du volcan.
Source: Instituto Geofisico.

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 L’Alaska Volcano Observatory (AVO) indique que l’activité sismique a marqué une hausse sur le Pavlof (Aléoutiennes / Alaska) ces derniers jours, avec la présente d’un tremor continu. Aucune activité éruptive ou émission sommitale n’a été observée sur les images satellitaires et celles de la webcam. La couleur de l’alerte aérienne et le niveau d’alerte volcanique sont passés respectivement au Jaune et à Advisory (surveillance recommandée). Cela ne signifie pas pour autant qu’une éruption est probable ou imminente. Cependant, les dernières éruptions du Pavlof se sont produites sans prévenir ou presque.

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Au Kamchatka, la couleur de l’alerte aérienne est maintenue à l’Orange pour le Sheveluch et l’Ebeko, et au Jaune pour le Bezymianny car ces volcans peuvent se manifester sans prévenir. Les autres volcans de la région sont à la couleur Verte.

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Le lundi 21 septembre 2020 à 21h00 (heure locale) un séisme a été enregistré à la Réunion. IL a été localisé à 27 km sous le niveau de la mer, à 22 km au nord-ouest de Saint Denis. Sa magnitude a été mesurée à 4.4 sur l’échelle de Richter. L’OVPF indiquait que cet événement était isolé et d’origine tectonique.

Dans un nouveau bulletin publié le 23 septembre, l’OVPF indique que depuis le 20 septembre une reprise de la sismicité est observée sous le Piton de la Fournaise. Entre le 20 et le 22 septembre, 21 séismes de magnitude inférieure ou égale à M 1.0 ont été enregistrés et localisés sous le cratère Dolomieu entre 1,7 et 2,2 km de profondeur.

Cette sismicité s’accompagne d’une reprise de l’inflation – très faible pour le moment – de la base et du sommet de l’édifice volcanique.

Les émissions de CO2 dans le sol montrent également une inversion de tendance et une augmentation depuis la mi-août. En revanche, les émissions de SO2 restent en dessous du seuil de détection.

On assiste donc très probablement à un processus de recharge du réservoir superficiel qui, selon l’OVPF, peut durer plusieurs jours à plusieurs semaines avant que se déclenche une éruption. Le processus peut également s’arrêter sans donner lieu à brève échéance à une éruption, comme on a pu s’en rendre compte au début du mois de juillet 2020. .

Source : OVPF.

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Boris Behncke (INGV Catane) indique sur sa page Facebook qu’une activité strombolienne permanente et régulière est observée sur l’Etna (Sicile) depuis le 10 juillet 2020 au niveau d’une bouche qui s’est ouverte dans la dépression (la « selle ») entre le Nouveau Cratère SE et l’ancien. Cette activité d’intensité moyenne ne montre actuellement aucune tendance de hausse ou de diminution.

Dans le même temps, on observe une petite activité strombolienne dans le Cratère NE et des émissions de cendre dans la Voragine.

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Short break in the slow death of Alpine glaciers. Here is some news of volcanic activity around the world.

 In Chile, lava continues to advance down Nevados de Chillán’s NNE flank. Gas emissions and occasional explosions are also recorded. The alert level remains at Yellow, the second level on a four-color scale, and residents are reminded not to approach the crater within 3 km.

Source: SERNAGEOMIN.

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Effusive activity decreased at Fuego (Guatemala) during the past days. The lava flow that descended the Ceniza drainage (SSW) is no longer active. Between 6 and 16 explosions are recorded each hour, generating ash plumes as high as 1.1 km above the crater. Shock waves are still rattling buildings within a 20-km radius. Ashfall is reported daily in several areas downwind. Lava flows are still travelling 200-350 m down the Seca and Ceniza drainages.

Source: INSIVUMEH.

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In Ethiopia, satellite data showed thermal anomalies in both of Erta Ale’s S and N pit craters in mid-August 2020, though by 5 September only the N pit had anomalous temperatures. Thus, it is difficult to know whether a lava lake is still present on the volcano.

Source: Sentinel Hub.

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As I put it in a post released on September 20th, 2020, a major eruptive episode occurred at Ecuador’s Sangay volcano on that same day. The ash plume rose to 12.2 km. Heavy ashfall was reported in provinces west of the volcano The major ash emissions ended lasted about six hours and the clouds later dissipated. It was the most powerful eruptive episode of the past months. Authorities inspected the confluence of the Volcán River (SE flank) and Upano River, and observed significant deposits of tephra, some of which had damned the river. Normally the Upano was about 25 m wide in that area but because of the deposits it was more than 250 m across and had almost no water in it. After the explosion, activity returned to levels similar to previous months with ash plumes rising 1-2 km above the volcano.

Source: Instituto Geofisico.

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The Alaska Volcano Observatory (AVO) indicates that seismic activity has increased at Pavlof (Aleutians Alaska) over the past days, with an ongoing tremor. No eruptive activity or emissions from the summit have been observed in satellite and web camera views. The aviation colour code and the alert level have been raised to Yellow and Advisory, respectively. This does not mean that an eruption is likely or imminent. However, past eruptions of Pavlof occurred with little or no warning.

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In Kamchatka, the aviation colour code is Orange for Sheveluch and Ebeko, and Yellow for Bezymianny as these volcanoes may erupt without warning. The code is Green for the other volcanoes of the region.

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An earthquake was recorded at Reunion Island on Monday September 21st, 2020 at 9:00 p.m. (local time)  It was located 27 km below sea level, 22 km northwest of Saint Denis. Its magnitude was measured at 4.4 on the Richter scale. OVPF indicated that this event was isolated and of tectonic origin.

In a new bulletin released on September 23rd, OVPF indicates that since September 20th a resumption of seismicity has been observed under Piton de la Fournaise. Between September 20th and 22nd, 21 earthquakes with magnitudes less than or equal to M 1.0 were recorded and located under the Dolomieu Crater at depths between 1.7 and 2.2 km.
This seismicity is accompanied by a resumption of inflation – very low for the moment – of the base and the summit of the volcanic edifice.
CO2 emissions in the soil also show a trend reversal and have increased since mid-August. On the other hand, SO2 emissions remain below the detection threshold.
We are therefore very likely witnessing a process of recharging the shallow reservoir which, according to OVPF, can take several days to several weeks before an eruption occurs. The process can also stop without an eruption, as happened in early July 2020..
Source: OVPF.

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Boris Behncke (INGV Catania) indicates on his Facebook page that a permanent and regular strombolian activity has been observed since July 10th, 2020 on Mt Etna (Sicily) at a vent which opened in the « saddle » between the New SE Crater and the ancient crater. This medium-sized activity does not currently show any increasing or decreasing trend.

At the same time, there is also a minor strombolian activity within the Northeast Crater, and there are sporadic ash emissions from the Voragine

L’Etna vu par la webcam L.A.V.E. le 22 septembre 2020