Catégorie : seismes

Les microplaques autour du Rift Est-Africain // The microplates around the East-African Rift

La tectonique joue un rôle important en Afrique de l’Est où la Vallée du Grand Rift s’étire sur des milliers de kilomètres. Pendant de nombreuses années, il a été largement admis que la fracturation du système du Rift est-africain – East African Rift System(EARS) – il y a 22-25 millions d’années, a entraîné la division de la plaque africaine en deux plaques plus petites,  la plaque somalienne et la plaque nubienne. Cependant, plus récemment, grâce à de nouvelles technologies et l’intégration des données GPS sur les séismes, les scientifiques ont découvert que cette fracturation avait donné naissance à trois autres « microplaques » – la plaque Lwandle, la plaque Victoria et la plaque Rovuma. La microplaque Victoria, située entre les branches est et ouest du système du Rift est-africain, est l’une des plus grandes microplaques continentales sur Terre. A l’inverse des microplaques Rovuma et Lwandle, Victoria tourne dans le sens antihoraire par rapport à la plaque nubienne. La cause de ce comportement étrange n’avait pas été expliquée à ce jour.

Des scientifiques du centre de recherche en géosciences de Potsdam ont récemment découvert pourquoi la plaque Victoria tourne dans le sens antihoraire. Jusqu’à présent, les chercheurs expliquaient que la rotation des microplaques était provoquée par l’interaction d’un panache mantellique avec le craton épais de la microplaque et le système de rift. Aujourd’hui, les scientifiques de Potsdam ont découvert que c’est essentiellement la configuration des régions lithosphériques plus faibles ou plus fortes qui entraîne principalement la rotation des microplaques, en particulier la microplaque Victoria.
Dans leur étude, les scientifiques expliquent qu’ « une certaine configuration de ceintures mobiles mécaniquement plus faibles et de régions lithosphériques plus fortes dans l’EARS entraîne des branches de rift incurvées et se chevauchant, ce qui provoque une rotation. »
Les chercheurs ont utilisé des modèles numériques 3D à l’échelle de l’ensemble de l‘EARS pour mesurer la dynamique de la lithosphère et du manteau supérieur au cours des 10 derniers millions d’années. Ils ont testé la valeur prédictive de leurs modèles en comparant d’une part leurs prévisions de vitesse avec des données dérivées du système GPS, et d’autre part leurs prévisions de contraintes au niveau des plaques avec la World Stress Map, une compilation globale d’informations sur le champ de contraintes dans la croûte terrestre, mis à jour depuis 2009.

Il y a beaucoup d’autres microplaques continentales sur Terre qui sont en rotation actuellement, ou qui l’ont été dans le passé. Au vu de la dernière étude, le mécanisme de rotation des microplaques induit par la lithosphère permet de mieux comprendre les rotations observées et de reconstituer les mouvements des plaques tectoniques tout au long de l’histoire de la Terre.
Reference

« Victoria continental microplate dynamics controlled by the lithospheric strength distribution of the East African Rift » – Glerum, A. et al. – Nature Communications

Source: The Watchers.

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Tectonics is playing an important part in East Africa where the Rift Valley extends over thousands of kilometres. For many years, it has been widely accepted that rifting in the East African Rift system (EARS), 22-25 million years ago, resulted in the splitting of the African plate into 2 smaller plates – the Somali plate and the Nubia plate. However, more recently, through the application of technology and the integration of GPS earthquake data, scientists have discovered that the fault has created three other « microplates » – the Lwandle plate, Victoria plate, and the Rovuma plate. The Victoria microplate between the Eastern and Western branches of the East African Rift System is one of the largest continental microplates on Earth. In striking contrast to the other microplates – Rovuma and Lwandle – Victoria rotates counterclockwise with respect to Nubia. The underlying cause of this distinctive rotation has remained elusive so far.

Scientists have recently discovered evidence explaining why the Victoria Plate is rotating in a counterclockwise direction. Previous theories suggested that the rotation of the microplates is driven by the interaction of a mantle plume with the microplate’s thick craton and the rift system. Now, researchers from the German Research for Geosciences in Potsdam have discovered that the configuration of weaker and stronger lithospheric regions mainly drives the rotation of microplates, particularly Victoria.

In the study, the scientists argue that “a certain configuration of mechanically weaker mobile belts and stronger lithospheric regions in the EARS results in curved and overlapping rift branches that prompt rotation.”

The researchers used 3D numerical models on the scale of the entire EARS to measure the lithosphere and upper mantle dynamics in the past 10 million years. They tested the predictive strength of their models by comparing their predictions of velocity with GPS-derived data, and their stress predictions with the World Stress Map, a global compilation of information on the present-day crustal stress field maintained since 2009.

There are many more continental microplates on Earth that are believed to be rotating or have rotated. The lithosphere-driven mechanism of microplate rotation indicated in the study helps decipher these observed rotations and reconstruct plate tectonic motions throughout the Earth’s history.

Reference

« Victoria continental microplate dynamics controlled by the lithospheric strength distribution of the East African Rift » – Glerum, A. et al. – Nature Communications

Source: The Watchers.

Plaques tectoniques en Afrique de l’Est (Source: Wikipedia)

Islande : la sismicité persiste sur la Zone de fracture de Tjörnes // Iceland : seismicity still high on the Tjörnes Fracture Zone

Je n’ai jamais vu une sismicité aussi intense en Islande. L’essaim qui secoue la zone de fracture de Tjörnes continue, avec de nouveaux événements au-dessus de M 5,0. Un séisme fort et superficiel enregistré par l’USGS avec une magnitude  de M 6.0 et de M 5.7 par l’IMO a secoué la zone à 19h07 UTC le 21 juin 2020. L’épicentre était situé à 50 km au NNE de Siglufjörður (1190 habitants) et 101 km N d’Akureyri (17693 habitants). L’hypocentre a été localisé à une profondeur de 10 km, comme la plupart des événements précédents. Plus de 2000 secousses ont été enregistrées depuis le 19 juin 2020.

Selon des témoins, les personnes qui ont ressenti les plus fortes secousses ont décrit comment les choses tremblaient dans leurs maisons et les objets tombaient des étagères. Le patron d’un bateau d’observation des baleines a déclaré que lorsque l’une des secousses s’est produite, il a ressenti comme un coup sur le bateau. Il a pensé que le moteur avait un problème ou que quelque chose s’était coincé dans l’hélice. Une autre personne qui vit au troisième étage d’une maison en bois a dit qu’elle avait l’impression que quelqu’un avait percuté la maison avec son véhicule ; la maison a tremblé pendant une trentaine se secondes. Aucun blessé et aucun dégât matériel majeur n’a été signalé, à l’exception de chutes de pierres dans les montagnes près de Siglufjörður et Ólafsfjörður.
Cette activité sismique devrait se poursuivre au cours des prochains jours, et il a été demandé aux gens d’éviter de randonner dans les montagnes autour de Siglufjörður et Ólafsfjörður jusqu’à ce que la crise soit terminée. L’Icelandic Met Office indique qu’il existe toujours un risque de séismes plus importants dans la région.

Source : Icelandic Met Office (IMO), Iceland Review.

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 I have never seen such an intense seismicity in Iceland. The swarm that is shaking the Tjörnes fracture zone continues with more events above M 5.0. A strong and shallow earthquake registered by the USGS as M6.0 and by IMO as 5.7 hit the area at 19:07 UTC on June 21st, 2020. The epicentre was located 50 km NNE of Siglufjörður (pop. 1 190) and 101 km N of Akureyri (pop.17693). The hypocentre was located at a depth of 10 km, like most of the previous events. More than 2 000 earthquakes have been recorded since June 19th.

According to witnesses, people who felt the largest earthquakes described how things trembled in their houses and items fell from shelves. The skipper of a whale watching boat said that when a quake occurred, there was a blow to the boat. He thought the engine had malfunctioned, or something had got stuck in the propeller. Another person who lives on the third floor of a wooden house said it felt like someone had driven into the house, which shook for about half a minute. No injuries or major property damage have been reported, except a substantial amount of falling rocks in mountains near Siglufjörður and Ólafsfjörður.

This seismic activity is likely to continue for the coming days, and people have been asked to avoid hiking in the mountains around Siglufjörður and Ólafsfjörður until it is over. The Icelandic Met Office indicates there is a chance of more large earthquakes in the area.

Source: IMO, Iceland Review.

Source : IMO

Carte montrant la répartition de la sismicité à travers l’Islande, avec une orientation typique SO / NE. Les zones sismiques les plus actives (Péninsule de Reykjanes et Zone de fracture de Tjörnes) sont parfaitement visibles (Source : CSEM / EMSC)

Très fort essaim sismique sur la Zone de Fracture de Tjörnes (Islande) // Very strong seismic swarm on the Tjörnes Fracture Zone (Iceland)

Alors que la situation est relativement calme sur la Péninsule de Reykjanes, c’est la région de la Péninsule de Tjörnes qui attire l’attention aujourd’hui. Plus précisément, la sismicité est particulièrement élevée depuis quelques heures sur la Zone de fracture de Tjörnes qui mesure environ 150 km de longueur et 80 km de largeur.. Un essaim sismique est en cours ; un événement a atteint la magnitude de M 5,2 à 15h06 et un autre la magnitude de M 5,6 à 19h26 ce samedi 20 juin 2020. Leurs hypocentres ont été localisés respectivement à 9,2 km et 10 km de profondeur.

Située au large de la péninsule du même nom, la zone de fracture de Tjörnes est une section de failles transformantes. Elle sépare la zone volcanique septentrionale de l’Islande de la dorsale de Kolbeinsey qui fait elle-même partie de la dorsale médio-atlantique. La Smithsonian Institution nous apprend qu’une éruption sous-marine a pu avoir lieu en 1867-1868 dans la partie SE du système de fractures, au large de la côte septentrionale de l’Islande, juste au nord de Manareyjar Island. La sismicité a déjà été forte dans cette région au début de l’année 2018. On a alors pensé qu’il pouvait s’agir d’une possible éruption sous-marine.

Les essaims sismiques sont fréquents dans cette partie de l’Islande et ont en général une origine purement tectonique, sans manifestation volcanique associée. Ils peuvent atteindre des magnitudes de M 7 – 7,5, comme cela s’est produit en 1963.

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While the situation is relatively calm on the Reykjanes Peninsula, it is the Tjörnes Peninsula region that is drawing attention today. More specifically, the seismicity has been particularly high for a few hours over the Tjörnes Fracture Zone which measures approximately 150 km in length and 80 km in width. A seismic swarm is underway and one of the events has reached the magnitude of M 5, 2 at 3:06 pm this Saturday June 20, 2020. The hypocentre was located 9.2 km deep.

Located off the peninsula with the same name, the Tjörnes fracture zone is a section of transform faults. It separates the northern volcanic area of Iceland from the Kolbeinsey Ridge which is itself part of the Mid-Atlantic Ridge. The Smithsonian Institution informs us that a submarine eruption may have occurred in 1867-1868 in the SE part of the fracture system, off the north coast of Iceland, just north of Manareyjar Island. Seismicity was already strong in this region at the beginning of 2018. It was then thought the cause could be a possible submarine eruption.

Seismic swarms are common in this part of Iceland and are generally of purely tectonic origin, with no associated volcanism. They can reach magnitudes of M 7 – 7.5, as happened in 1963.

Source : IMO

Agitation sismique et volcanique en Islande // Seismic and volcanic unrest in Iceland

Il semble que l’on assiste ces jours-ci à une hausse de l’activité dans la Péninsule de Reykjanes et au niveau du Grimsvötn, mais personne ne peut dire ce qui va se passer dans les prochains jours, les prochaines semaines ou les prochains mois.

L’Icelandic Met Office (IMO) indique que l’inflation a repris dans la Péninsule de Reykjanes, près de Grindavík. Il se peut que ce soulèvement du sol soit lié à une intrusion magmatique. L’IMO explique que ce serait le troisième événement de ce type depuis le début de l’année, à l’ouest du Mont Thorbjörn. L’intrusion a commencé vers la mi-mai mais l’activité sismique a commencé à augmenter seulement vers la fin de ce même mois. Quelque 2000 événements ont été détectés depuis cette époque et plusieurs d’entre eux ont été localisés à l’est du Mt Thorbjörn, à quelques kilomètres au nord de Grindavík. La secousse la plus significative s’est produite le samedi 13 juin 2020, avec une magnitude de M 3,5.
Depuis le début de l’activité en janvier 2020, le soulèvement du sol dans la région a atteint environ 12 cm. Entre les périodes d’inflation, une légère déflation a également été observée. Les volcanologues locaux pensent qu’elle est peut-être due au refroidissement du magma de l’intrusion ou à une interaction avec le système hydrothermal. Une modélisation numérique montre que cette troisième intrusion s’est produite pratiquement dans la même zone que les précédentes, à environ 1 km à l’ouest du M Thorbjörn, à une profondeur de 3-4 km, avec une largeur de quelques centaines de mètres et avec une orientation NE-SW sur une longueur d’environ 6 km. On estime que le volume de magma accumulé au cours de cette troisième intrusion est d’environ 1,2 million de mètres cubes. L’activité sismique se produit sur une zone plus grande que l’intrusion proprement dite. Cela serait dû à des variations de contrainte au niveau de la croûte terrestre sur la péninsule.
L’Iceland Geosurvey a effectué des mesures gravimétriques sur la zone de l’intrusion. Les résultats confirment la présence d’une intrusion magmatique en profondeur. De nouvelles mesures seront effectuées au milieu de l’été.
Des mesures hebdomadaires de gaz ont été effectuées sur deux sites proches de la zone d’intrusion mais «leur interprétation n’est pas encore claire. » Aucune modification chimique n’a été détectée dans la centrale géothermique de Svartsengi. Toutefois, les mesures révèlent une perméabilité et une augmentation des écoulements de fluides dans la roche environnante. Ce phénomène est peut-être lié à l’activité sismique, à l’inflation et au soulèvement du sol dans la région, avec l’ouverture de nouvelles fissures et la réactivation d’anciennes.
Comme je l’ai dit précédemment, la zone où la sismicité et le soulèvement du sol sont enregistrés est très complexe car elle comprend à la fois une activité tectonique et volcanique. Ce qui me surprend, c’est l’absence d’émission significative de gaz que l’on observe généralement lors d’une intrusion magmatique. Ce que je ne comprends pas non plus, c’est pourquoi l’intrusion – si intrusion il y a – n’a pas provoqué d’augmentation de température dans les champs fumerolliens de la Péninsule de Reykjanes.

Attendons pour voir ce qui se passera dans les jours et les semaines à venir, en espérant qu’une éruption n’aura pas lieu au cœur de l’été, avec fermeture de l’aéroport de Keflakik, maintenant que les touristes sont à nouveau autorisés à entrer en Islande.

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L’IMO nous informe également que certains signes montent que le Grímsvötn pourrait bientôt entrer en éruption. La dernière s’est produite en 2011. Entre les éruptions, les données de déformation révèlent l’accumulation de nouveau magma en profondeur et l’augmentation de la pression dans le système.
En mai et juin 2020, les scientifiques de l’IMO ont mesuré le SO2 dans la partie sud-ouest de la caldeira du Grimsvötn, près du site des dernières éruptions de 2004 et 2011. C’est la première fois qu’ils mesuraient de tels niveaux de SO2 sur un volcan en Islande en dehors d’une phase éruptive ; la présence de ce gaz indique du magma à faible profondeur. En plus du niveau élevé de SO2, la zone où l’activité géothermale peut être détectée a considérablement augmenté.
Une étude antérieure du Grimsvötn a laissé supposer une corrélation entre les jökulhlaup (inondations glaciaires) et les éruptions de ce volcan. Lorsque la pression augmente dans le système volcanique en raison de l’accumulation de magma, et lorsqu’un grand volume d’eau est stocké dans le lac glaciaire, la chute de pression suite à la vidange du lac lors d’un jökulhlaup  peut faciliter la remontée du magma à la surface et déclencher une éruption. Ce type de scénario a été observé en 2004, mais aussi en 1934 et 1922. [Cette hypothèse de rebond isostatique a été envisagée au niveau de l’Islande dans son ensemble. Certains scientifiques pensent que la fonte des glaciers pourrait alléger leur masse à la surface du sol et ainsi favoriser l’ascension du magma, avec un plus grand nombre d’éruptions sur l’île.]
De nos jours, le niveau de l’eau dans le lac est assez élevé et la pression dans la chambre magmatique en dessous de la caldeira a atteint des valeurs comparables à celles d’avant la dernière éruption. Par conséquent, les volcanologues locaux pensent que la possibilité d’une éruption déclenchée par une inondation glaciaire dans les semaines ou les mois à venir doit être envisagée. Il se peut aussi que ce ne soit pas le cas, et la prochaine inondation glaciaire pourrait ne pas se solder par une éruption. En bref, cela signifie que personne ne peut prédire si et quand une nouvelle éruption se produira!
Source: IMO

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It looks as if activity has been increasing in the Reykjanes peninsula and at Grimsvötn volcano, but nobody can tell what will happen next.

The Icelandic Met Office (IMO) indicates that inflation has started again on the Reykjanes peninsula, close to Grindavík. This ground uplift might suggest a magma intrusion. IMO says it would be the third event of this kind since the beginning of this year west of Mt Thorbjörn. The intrusion began around mid May but seismic activity started to increase toward the end of the month. A swarm of about 2000 earthquakes has been detected since then and several events are located east of Thorbjörn, few kilometres North of the town of Grindavík. The largest earthquake of this swarm occurred on Saturday June 13th, 2020 with a magnitude M 3.5.

Since the beginning of the volcanic unrest in January 2020, the total uplift measured in the area has reached about 12 cm. Between the inflation periods, slight deflation has been observed. Local volcanologists think it probably reflects the cooling of the intruded magma or the interaction with the geothermal system. Numerical modelling results show that this third intrusion is occurring roughly in the same area as the previous ones, about 1 km west of M Thorbjörn, at a depth of 3-4 km, with a width of few hundred metres and oriented NE-SW for about 6 km. The estimated volume of magma accumulated during this third intrusion episode is estimated to be 1.2 million cubic metres. The seismic activity is occurring over an area larger than the extension of the intrusion itself and this is probably due to the stress change induced to the crust which affects a wider sector of the peninsula.

Iceland Geosurvey performed micro-gravity measurements along some profiles in late January when the intrusion started near Thorbjörn and they repeated the measurements in late April. The results confirm the presence of intruded magma at depth. Therefore there is a reason to repeat the measurements again and it will be done in mid-summer.

Weekly gas measurements at two sites near the area of the intrusion but their interpretation is still unclear. No chemical changes have been detected at the geothermal power plant in Svartsengi. However, measurements of the geothermal system reveal an increased permeability and increased fluid flow in the surrounding rock, which can be linked to the earthquake activity, inflation and uplift in the area, which triggered the creation of new cracks and opening of older ones.

As I put it before, the area where seismicity and ground uplift are recorded is very complex as it includes both potential tectonic and volcanic activity. What surprises me is the absence of significant amount of gases that are usually produced during magma intrusion. What I also fail to understand is why the intrusion – if there was an intrusion – did not cause any increase in temperature in the fumarolic fields in the Reykjanes Peninsula. We’ll see what happens in the coming days and weeks and hope that an eruption does not take place at the heart of the summer and close Keflakik airport, now that tourists are again allowed to enter Iceland.

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IMO also informs us that  there is evidence that Grímsvötn volcano is getting ready for the next eruption  It has been noticed that Grímsvötn erupts on average each 5-10 years, although the notion of eruptive cycle has never been clearly proved and that “accidents” may happen. The last eruption occurred in 2011. Between eruptions, the deformation data indicate the gradual accumulation of new magma at depth and the increased pressure in the system.

In May and June 2020, IMO scientists measured SO2 in the southwest corner of the Grimsvötn caldera, close to where the last eruptions in 2004 and 2011 took place. They said it was the first time that they measured so much SO2 at a volcano in Iceland that is not in an eruptive phase and its presence is indicative of magma at shallow level. In addition to the high level of SO2, the area where geothermal activity can be detected at the surface of the volcano has notably increased.

A previous study of Grimsvötn has suggested a correlation between jökulhlaup (glacial floods) and eruptions at Grimsvötn. When the pressure in the volcanic system is increased due to magma accumulation and if a large volume of water is stored in the lake, the pressure release following the removal of water during a flood could facilitate the magma rising to the surface and trigger an eruption. This kind of scenario was observed in 2004, but also in 1934 and 1922.

These days, the water level is rather high and the pressure in the magma chamber below the caldera has reached values comparable to those prior to the last eruption. Therefore, local volcanologists think that the possibility of an eruption triggered by a glacial flood, which could occur in the coming weeks or months, has to be considered. However, this may not be the case, and the next glacial flood may not lead to an eruption. In short, this means nobody is able to predict if and when a new eruption will occur!

Source : IMO.

Grindavik et le Mt Thorbjörn (C’édit photo : IMO)

Site fumerollien sur la Péninsule de Reykjanes (Photo : C. Grandpey)

Caldeira du Grímsvötn avec le Grímsfjall et le lac subglaciaire à l’air libre suite à l’éruption de 2011 (Source : NASA)