Japon: Exploration des zones de subduction // Japan: Exploring subduction zones

Comme je l’ai écrit à plusieurs reprises, nous sommes capables d’explorer la surface de la planète Mars, mais nous ne savons que très peu de choses sur les profondeurs de nos propres océans, en particulier sur les zones de subduction où se déclenchent les séismes les plus puissants et les plus dévastateurs.

Il y a quelques jours, je regardais sur la chaîne de télévision française France 5 l’émission très intéressante «Science Grand format» qui était consacrée à deux «terres extrêmes»: le Japon et la Californie.

Le Japon doit régulièrement faire face à des événements extrêmes tels que des éruptions volcaniques, des séismes, des lahars, des tsunamis et des typhons. D’un point de vue géologique, le pays se trouve à l’intersection de 4 grandes plaques tectoniques: la plaque d’Okhotsk au nord, la plaque du Pacifique à l’est, la plaque Philippine au sud et la plaque Eurasienne à l’ouest. Les séismes sont le plus souvent provoqués par la subduction des plaques Pacifique et Philippine qui plongent sous les plaques d’Okhotsk et Eurasienne.

Un épisode du documentaire sur le Japon nous explique que le Chikyu, un navire de recherche spécialisé en forage océanique, a foré le plancher océanique dans l’espoir d’atteindre la zone de subduction. Cependant, la mission n’a pas réussi à atteindre son objectif ultime : forer jusqu’à 5 200 mètres sous le fond marin, là où la plaque Philippine plonge sous la plaque Eurasienne, en provoquant de puissants tremblements de terre. En mai 2019, les ingénieurs ont arrêté le processus de forage à cause d’effondrements dans le puits de forage, à une profondeur d’un peu plus de 3250 mètres sous le plancher océanique.

Cet échec marquait la fin de près de dix ans d’efforts pour s’enfoncer à l’intérieur de la Fosse de Nankai, au large de la côte sud-est du Japon. Dans cette région, le processus de subduction déclenche des séismes dévastateurs tous les 100 à 150 ans environ. Par exemple, deux événements d’une magnitude supérieure à M 8 ont été enregistrés en 1944 et 1946.

Atteindre les profondeurs de la zone de subduction n’est pas une tâche facile. La limite entre les plaques tectoniques est si profonde que le Chikyu est le seul navire de forage océanique capable de l’atteindre. Pour stabiliser son équipement de forage et pénétrer le plancher océanique, le navire dispose d’une technologie semblable à celle utilisée sur une plate-forme pétrolière.

En octobre 2018, le Chikyu a effectué sa quatrième mission sur un site de la Fosse de Nankai connu sous le nom de C0002, où il avait déjà effectué le forage le plus profond jamais réalisé. Les ingénieurs savaient que cette mission serait délicate, car le forage devait s’effectuer dans des roches fracturées et litées. L’équipe de forage a pu s’enfoncer jusqu’à 3262 mètres, battant ainsi son propre record de forage océanique à but scientifique. Mais les chercheurs n’ont pas pu descendre davantage à cause des effondrements dans le puits de forage. Grosse déception à bord du navire de recherche !

Après l’échec du forage C0002, le Chikyu a effectué des missions moins profondes. En particulier, les scientifiques ont exploré la géologie de la faille qui a déclenché le séisme dévastateur de Tohoku en 2011 qui s’est accompagné de la destruction de la centrale nucléaire de Fukushima. A côté de ces événements meurtriers, les scientifiques à bord du navire ont également étudié les séismes ‘lents’ que l’on enregistre le long de la Fosse de Nankai.

Source: Nature.

Espérons que le Japon – et d’autres pays – pourront mettre en place dans les prochaines années d’autres initiatives comme la mission dans la Fosse de Nankai. Elles nous permettront de mieux comprendre le comportement de notre planète.

————————————————-

As I put it several times, we are able to explore the surface of Mars, but we know very little about the depths of our own oceans, especially the subduction zones that trigger the most powerful and devastating earthquakes.

A few days ago, I was watching on the French TV channel France 5 the very interesting programme “Science Grand format” that was dedicated to two “extreme lands”: Japan and California.

Japan regularly has to face extreme events such as volcanic eruptions, earthquakes, lahars, tsunamis and typhoons. From a geological point of view, the country is located at the intersection of 4 major tectonic plates: the Okhotsk Plate to the north, the Pacific Plate to the east, the Philippine Plate to the south and the Eurasian Plate to the west. Earthquakes are usually caused by the subduction of the Pacific and Philippine plates, which dive beneath the Okhotsk and Eurasian plates.

An episode of the documentary about Japan informs us that the nation’s ocean-drilling research vessel, Chikyu, has drilled the ocean floor deeper than ever before in the hope to reach the subduction zone. However, the mission failed to achieve its ultimate goal of penetrating 5,200 metres beneath the sea floor, into the area where the Philippine Sea plate  plunges beneath the Eurasian plate, causing powerful earthquakes. In May 2019, engineers stopped the drilling process after the drill hole kept collapsing, just over 3,250 metres beneath the sea floor.

It was the end to an almost decade-long effort to drill deep into the Nankai Trough off Japan’s southeast coast. In this region, the plate subduction triggers devastating earthquakes roughly every 100 to 150 years. For instance, a pair of earthquakes with magnitudes above M 8 struck in 1944 and 1946.

Reaching the depths of the subduction zone is not an easy job. The plate boundary is so deep that Chikyu is the only scientific ocean-drilling vessel capable of reaching it. The ship uses a structure similar to the technology used on an oil rig, to stabilize its drilling equipment and penetrate the sea floor.

In October 2018, Chikyu made its fourth trip to a site on the Nankai Trough known as C0002, where it had already drilled the deepest-ever hole beneath the sea floor. Engineers knew that the next phase of drilling would be difficult, because the hole penetrates rocks that are fractured and folded. The drilling team was able to deepen the hole from just over 2,900 metres beneath the sea floor to 3,262 metres, breaking its own record for the deepest scientific ocean drilling. But the researchers could not go any farther because the hole kept collapsing at the bottom. There was a general disappointment aboard the research vessel.

After the C0002 hole failed, Chikyu moved on to drill in shallower holes nearby. In particular, scientists explored the geology of the shallow fault that triggered the devastating 2011 Tohoku earthquake that destroyed the Fukushima nuclear plant.. The ship also investigated the many small, slow-motion earthquakes that are recorded along the Nankai Trough, in addition to the large, devastating ones.

Source : Nature.

Let’s hope more initiatives like the Japanese mission in the Nankai Trough will be set up in the next years. They will help us understand better the behaviour of our planet.

Le Chikyu est un navire japonais de forage en haute mer. Il mesure 210 mètres de longueur, 38 mètres de large, 16,2 mètres de haut pour un tonnage de 57000 tonnes. La partie la plus originale du navire est son derrick de 121 mètres au dessus du niveau de la mer. Il a un équipage de 150 hommes, divisé en 50 scientifiques et 100 opérateurs. (Source : Wikipedia)

Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) : Eruption terminée ! // The eruption is over !

Il fallait se dépêcher pour voir l’éruption qui a débuté le 7 décembre 2020 au matin. En effet, elle n’aura pas duré longtemps car elle s’est terminée en ce matin du 8 décembre aux alentours de 7h15 (heure locale). Peu de temps après la sortie de la lave, le tremor a commencé a décliner et on se doutait que l’événement serait bref. Plus aucune activité de surface n’est observée ce matin. Comme d’habitude, l’OVPF n’écarte aucune hypothèse quant à l’évolution de la situation à venir car une sismicité est toujours enregistrée sous le sommet du volcan.

Cette éruption du Piton de la Fournaise confirme ce que j’écrivais précédemment (voir ma note du 5 décembre 2020). Les deux échecs de sortie de la lave (je n’aime pas l’expression « éruption avortée » au vu de la situation actuelle) observés ces derniers temps ont révélé que l’on se trouvait dans une phase de re-remplissage du réservoir superficiel suite à sa purge au cours de l’éruption du mois d’avril 2020 au Piton Voulvoul.

Ce re-remplissage a semblé assez laborieux, mais la lave a fini par percer la surface le 7 décembre au matin. Toutefois, la pression des gaz –moteurs de l’éruption – est faible, comme le montre la faible hauteur des fontaines de lave (une quinzaine de mètres seulement).

Il n’est donc guère surprenant de voir l’éruption se terminer assez vite. Il semble que la chambre superficielle ait fini de se remplir et on pourrait donc avoir de nouveaux événements éruptifs dans les prochaines semaines.

A propos de la chambre magmatique superficielle, elle n’a pas la forme sphérique que l’on voit souvent dans certains livres. Il s’agit une accumulation de magma issue de la chambre profonde et qui se propage sous la zone sommitale du volcan par l’intermédiaire d’un réseau de fractures. Cela explique la diversité des points d’émission.

————————————————–

People needed to hurry to see the eruption that began on December 7th, 2020 in the morning. Indeed, it did not last long and ended on the morning of December 8th at 7.15 am (local time) or so. Shortly after lava pierced the surface yesterday, the tremor began to decline and it was clear that the event would be brief. No more surface activity is observed this morning. As usual, OVPF does not rule out any hypothesis about the evolution of the situation as seismicity is still recorded under the summit of the volcano.

This eruption of Piton de la Fournaise confirms what I wrote previously (see my note of December 5th, 2020). The two missed eruptions (I don’t like the expression “aborted eruption” given the current situation) observed recently revealed that the volcano in a phase of refilling the shallow reservoir. following its drainage during the eruption of April 2020 at Piton Voulvoul.

This re-filling seemed rather slow, but lava finally pierced the surface on the morning of December 7th. However, the pressure of the gases – the engines of the eruption – is low, as shown by the low height of the lava fountains (only fifteen metres). It is therefore hardly surprising that the eruption should end rapidly. It seems that the shallow chamber is now full and there might be new eruptive events in the coming weeks.

As far as the shallow magma chamber is concerned, it does not have the spherical shape that we often see in some books. It is an accumulation of magma from the deep chamber that propagates under the summit area of ​​the volcano through a network of fissures. This explains the diversity of emission points.

Le tremor et la fin de l’éruption (Source: OVPF)

Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) : Le volcan la pété ! // New eruption !

8 heures (heure métropole) : Après de nombreuses hésitations, la lave a enfin décidé de percer la surface du Piton de la Fournaise ! A partir de 2h28 ce matin (heure locale), l’OVPF a enregistré une nouvelle crise sismique accompagnée de déformation rapide, signe que le magma était en train de quitter le réservoir magmatique et se propageait vers la surface. Une éruption était donc probable à brève échéance dans les prochaines minutes ou heures. C’est ce qui s’était passé le 5 décembre, mais sans sortie de lave.

Trois fissures se sont finalement ouvertes sur le flanc ouest-sud-ouest du volcan, à une altitude comprise entre 2300 et 2190 m  et sur une distance total d’environ 700 m. Elles émettent des fontaines de lave d’une quinzaine de mètre hauteur. Le front de coulée se propage très lentement et se situait à environ 2120 mètres d’altitude à 7h30 (heure locale). L’éruption est visible du Piton de Bert. Il est bien évident que l’accès à l’Enclos reste interdit au public.

L’éruption va-t-elle durer longtemps ? Seul le Piton a la réponse. Toutefois, au vu des hésitations de la lave à percer la surface et la faible hauteur des fontaines de lave, la pression des gaz ne semble pas très forte…

°°°°°°°°°°°°°°°°

9h30 (heure métropole) : L’éruption qui a débuté ce matin sur le flanc ouest du volcan a déjà nettement baissé d’intensité. Les trois fissures ne sont quasiment plus alimentées et ne progressent plus. Les fontaines de lave, déjà pas très hautes, ont baissé d’intensité. Comme je l’indiquais précédemment, la pression des gaz – moteurs de l’éruption, il ne faudrait pas l’oublier- est faible. L’OVPF pense qu’à ce rythme, la troisième éruption de l’année pourrait s’achever en fin de journée.

°°°°°°°°°°°°°°°°

13 heures (heure métropole) : L’éruption se poursuit. L‘OVPF indique que l’intensité du tremor, après une hausse en début d’éruption, est en baisse depuis 6 heures. Ce déclin a toutefois tendance à se stabiliser depuis 9h15 (heure locale).

A 15h (heure locale), la fissure la plus haute en altitude était la plus active avec 5 petites bouches éruptives. Les deux fissures les plus basses montraient une nette baisse d’activité notable.

Le débit éruptif pour la journée du 7 décembre 2020varie entre 5 et 30 mètres cubes par seconde.

Source : OVPF.

——————————————

08:00 a.m. (Paris time) :After much hesitation, lava has finally decided to pierce the surface of Piton de la Fournaise! As of 2:28 am this morning (local time), OVPF recorded a new seismic crisis accompanied by rapid deformation, a sign that magma was leaving the reservoir and spreading towards the surface. An eruption was therefore likely in the next few minutes or hours. This is what happened on December 5th, but no lava came out.

Three fissures finally opened on the west-southwest flank of the volcano, between 2300 and 2190 m above sea leval, and over a distance of about 700 m. They emit lava fountains about fifteen metres high. The flow front is spreading very slowly and was at an elevation of about 2,120 metres at 7:30 a.m. local time. The eruption is visible from Piton de Bert. Access to the Enclos remains closed to the public. Will the eruption last long? Only the Piton has the answer. However, given the reluctance of lava to pierce the surface and the low height of the lava fountains, the gas pressure does not seem very strong …

°°°°°°°°°°°°°°°°

9:30 a.m. (Paris time): The eruption that began this morning on the western flank of the volcano has already significantly decreased in intensity. The three fissures are hardly fed any more and no longer progress. The lava fountains, already not very high, have declined in intensity. As I mentioned earlier, gas pressure – the engine of the eruption – is low. OVPF believes that at this rate, the third eruption of the year could end by the end of the day.

°°°°°°°°°°°°°°°°

01 p.m. (Paris time): The eruption continues. OVPF indicates that the intensity of the tremor, after an increas at the start of the eruption, has been declining since 6:00 a.m. However, this decline has stabilized since 9:15 a.m (local time).

At 3:00 p.m. (local time), the highest fissure was the most active with 5 small eruptive vents.

The two lower fissures showed a noticeable drop in activity.

The eruptive output for the day of December 7th, 2020 varies between 5 and 30 cubic metres per second.

Source: OVPF.

Source : OVPF

Crédit photo : OVPF

White Island (Nouvelle Zélande): Qui est responsable ? [suite] // White Island (New Zealand): Who should be held responsible ? [continued]

Dans une note publiée le 3 décembre 2020, j’ai expliqué que WorkSafe – le principal organisme de réglementation de la santé et de la sécurité au travail en Nouvelle-Zélande – a engagé des poursuites contre 13 parties suite à l’éruption de White Island en 2019. Pour engager ces poursuites, WorkSafe s’appuyait sur le Health and Safety at Work Act de 2015.

Aujourd’hui, une pétition demande à WorkSafe d’abandonner les poursuites contre deux pilotes d’hélicoptère. Elle a rassemblé des milliers de signatures. Le 3 décembre dans l’après-midi, elle avait recueilli plus de 40 000 signatures et leur nombre augmentait régulièrement.

Volcanic Air fait partie des accusés et devra se présenter devant le tribunal d’Auckland le 15 décembre prochain. La société était un voyagiste organisant des visites sur l’île lorsque l’éruption s’est produite.

Après l’explosion, les pilotes Mark Law et Tim Barrow ont contribué aux opérations de secours. La pétition vise à arrêter les poursuites les concernant parce qu’ils sont allés sauver des gens.

Source: New Zealand Herald.

————————————————

In a post released on December 3rd, 2020, I explained that WorkSafe – New Zealand’s primary work health and safety regulator – has filed charges against 13 parties following the eruption on White Island in 2019. Worksafe acted under the Health and Safety at Work Act 2015.

Now, a petition is calling for WorkSafe to drop charges against two helicopter pilots. It has racked up thousands of signatures. On December 3rd in the afternoon it had collected more than 40,000 signatures and the tally was climbing steadily.

Volcanic Air is among those who will face the charges in the Auckland District Court on December 15th. The company was a tour operator on the island when the eruption happened. Later, pilots Mark Law and Tim Barrow helped with rescue efforts.

The petition aims to stop the prosecution relating to the pilots because they went to save people.

Source: New Zealand Herald.

Photo : C. Grandpey