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La Faille de San Andreas refait surface… // The San Andreas Fault resurfaces…

Une étude récente menée par des scientifiques de l’Université d’Hawaï à Mānoa et publiée dans le Journal of Geophysical Research: Solid Earth a révélé que les contraintes tectoniques le long des systèmes de failles de San Andreas et de San Jacinto, en Californie du Sud, ont atteint, voire dépassé par endroits, les niveaux les plus élevés observés au cours des 1 000 dernières années. Cette étude a des implications directes pour l’évaluation des risques sismiques dans l’une des régions les plus densément peuplées des États-Unis.

 Les systèmes de failles de San Andreas et San Jacinto sont représentés par les lignes en caractère gras. Les points de couleur correspondent aux localités impactées par le séisme de 1812 (Source : Science Advances)

Les chercheurs ont élaboré un modèle informatique simulant l’accumulation et la libération des contraintes le long des systèmes de failles de San Andreas et de San Jacinto, notamment au niveau du col Cajon (Cajon Pass) , un point de jonction extrêmement important entre les deux systèmes de failles.

Les auteurs de l’étude ont alimenté le modèle informatique avec un historique sismique de la région sur 1 000 ans, reconstitué à partir de données géologiques telles que la datation au Carbone14 des sédiments déplacés et l’étude des cernes des arbres.
En prolongeant cette simulation jusqu’à nos jours, les scientifiques ont estimé l’ampleur des contraintes accumulées. L’étude indique que « les conditions déterminant l’ouverture ou la fermeture du Col Cajon semblent liées à l’alignement des niveaux de contrainte sur les deux systèmes de failles au moment de la rupture. Actuellement, avec des niveaux de contrainte historiquement élevés dans toute la région et plus de 160 ans écoulés depuis la dernière rupture majeure, le système se trouve dans un état de contrainte critique. » Les résultats de cette étude montrent que la contrainte qui serait normalement libérée lors de grands séismes a continué de s’accumuler et atteint désormais des niveaux sans précédent.

Image illustrant les contraintes le long de la Faille de San Andreas (Source : Université d’Hawaï)

Plus important encore, l’étude montre que le Cajon Pass pourrait favoriser une rupture conjointe des failles de San Andreas et de San Jacinto, un scénario potentiellement beaucoup plus dévastateur qu’une rupture sur une seule faille. Il affecterait des zones densément peuplées comme Los Angeles, San Bernardino, Riverside et la vallée de Coachella.
Ce type de modélisation des contraintes, basé sur la physique, peut permettre d’affiner l’évaluation des risques sismiques et une meilleure planification des infrastructures et les normes de construction dans la région. De plus, le cadre de modélisation utilisé dans cette étude est applicable à d’autres jonctions de failles complexes à travers le monde. Les chercheurs souhaitent donc le développer en tant qu’outil réutilisable pour l’évaluation des risques liés aux failles multiples.
Les chercheurs précisent qu’ils n’ont pas cherché à prévoir la date du prochain séisme. Cependant, des études comme celle-ci constituent une contribution importante à la recherche sur les risques sismiques aux niveaux national et international, car elles utilisent une science rigoureuse et quantitative pour mieux comprendre les risques auxquels sont exposés des millions de personnes.
Dans ce type d’étude, les chercheurs peuvent affirmer qu’un système de failles est soumis à des contraintes critiques et que les modèles physiques comme celui-ci leur offrent une vision plus claire des différents scénarios auxquels se préparer. Pour le reste, c’est la Nature qui décide !
Source : Big Island Now.

L’auteur de ce blog au cœur de la Faille de San Andreas

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Suite à ma note sur les failles californiennes de San Andreas et San Jacinto, Sergio Marchi, un chercheur italien, m’indique qu’après le séisme qui a frappé l’Ombrie en 1997, il a mené une étude sur la possibilité d’interactions entre les systèmes de failles à différentes distances. Le professeur Mantovani de l’Université de Sienne a depuis cette époque élaboré un modèle pour l’ensemble du bassin méditerranéen centre-oriental. Sergio Marchi a calculé l’existence de mouvements de transfert de l’ordre de 50 à 200 kilomètres par an pour la péninsule italienne. Ses études ont été corroborées par une équipe californienne en 2003. Cela lui a permis d’être nommé directeur national du département de recherche historique par le Second Réseau Sismique, poste qu’il a occupé jusqu’en 2009. Depuis, il a donné plusieurs conférences sur ce sujet et d’autres thèmes liés aux phénomènes sismiques.

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Recent research led by University of Hawai‘i at Mānoa scientists and published in the Journal of Geophysical Research: Solid Earth, found tectonic stress along the San Andreas and San Jacinto fault systems in Southern California has reached, and in some places exceeded, the highest levels seen in the past 1,000 years. The study has direct implications for seismic hazard assessments in one of the most densely populated in the United States.

The researchers built a physics-based computer model that simulates how stress builds up and releases along the southern San Andreas and San Jacinto fault systems, including at Cajon Pass, which is a critical junction between the two fault systems. They fed the model a 1,000-year record of earthquake history of the region reconstructed from geological evidence, such as radiocarbon dating of displaced sediments and tree-ring records.

By running this simulation forward to the present day, the scientists estimated how much stress has built up. One can read in the study that “the conditions that determine whether the ‘earthquake gate’ at Cajon Pass opens or stays closed appear to be related to how closely the stress levels on the two fault systems are aligned with each other at the time of rupture. Right now, with stress at historically high levels across the region and more than 160 years elapsed since the last major rupture, the system is in a critically loaded state.” Results from this study suggest the stress that would normally be released in large earthquakes has continued to accumulate and is now at unprecedented levels.

Perhaps most importantly, the study showed that Cajon Pass could facilitate a joint rupture of the San Andreas and San Jacinto faults simultaneously, which is a scenario that could be significantly more damaging than a single-fault event. It would affect densely populated areas including Los Angeles, San Bernardino, Riverside and the Coachella Valley.

This kind of physics-based stress modeling can help refine seismic hazard assessments and inform infrastructure planning, emergency preparedness and building codes in the region. Additionally, the modeling framework used in this study is applicable to other complex fault junctions globally, so the researchers are interested in developing it as a reusable tool for multi-fault hazard assessments.

The researchers warn that this is not a prediction of when an earthquake will happen. However, studies like this are important contributions to national and global earthquake hazard research in that we are using rigorous, quantitative science to better understand the risk facing millions of people.

In this kind of study, researchers can say that the system is critically stressed, and that physics-based models such as this one give them a clearer picture of the range of scenarios for which to be prepared. For the rest, Nature will decide !

Source : Big Island Now.

La sismicité au sud de la Grande Île d’Hawaï // Seismicity south of Hawaii Big Island

Le dimanche 5 avril 2026, un séisme de magnitude M3,9 a été enregistré à 4 km à l’est-nord-est de Pahala, sur l’île d’Hawaï, à une profondeur de 2 km sous le niveau de la mer. Ce séisme n’a eu aucun impact apparent sur le Mauna Loa et le Kilauea. L’Observatoire volcanologique d’Hawaï (HVO) précise que ce séisme est probablement lié à l’essaim sismique observé sous la région de Pahala depuis 2019. Des séismes sont observés dans cette région depuis au moins les années 1960. Pour plus d’informations, l’Observatoire nous invite à consulter une étude expliquant la sismicité de la région :
https://www.usgs.gov/news/volcano-watch-why-do-so-many-deep-earthquakes-happen-around-pahala

Environ 1 300 séismes de magnitude supérieure à M1,0 et à plus de 20 km de profondeur de profondeur ont été enregistrés sur et autour de l’île d’Hawaï depuis août 2019. Sur la carte de l’USGS ci-dessous, les points bleus et violets indiquent respectivement les séismes survenus entre 20 et 40 km de profondeur et ceux survenus à plus de 40 km de profondeur.

Source: USGS

Depuis le début d’une récente série de séismes en août 2019, le HVO a enregistré plus de 1 000 séismes profonds dans cette région, soit environ 15 % de tous les séismes détectés sur l’île d’Hawaï pendant cette période. Le plus important d’entre eux, de magnitude M4,0, s’est produit le 8 octobre et a été faiblement ressenti par les habitants. En réalité, 34 séismes profonds ont été ressentis dans la région depuis 2006, dont un séisme de magnitude M4,7 en janvier de cette année-là. Cette recrudescence de la sismicité ces derniers mois s’inscrit dans une longue histoire de séismes observés dans la région.

Cette source persistante de sismicité a été identifiée pour la première fois par le HVO dès les années 1960. Il s’agissait d’épisodes de trémor harmonique attribués à la remontée de magma dans des fissures remplies de fluide et profondément enfouies sous l’île. Compte tenu de la situation géographique de la région, à environ 40 km du sommet du Kilauea et à environ 50 km de celui du Mauna Loa, il était difficile de dire si le magma présent dans cette zone profonde pouvait être lié au volcanisme de surface.

Grâce à l’amélioration du réseau de surveillance sismique du HVO, la détection de différents types de sismicité est devenue plus aisée. Par exemple, une étude de l’USGS publiée en 2006 a donné plus de détails sur les séismes dans la région, en plus du trémor. Les auteurs ont expliqué qu’une transition minéralogique dans le manteau terrestre, à 32 km de profondeur, permettait le transport du magma jusqu’au Kilauea. Ils ont également constaté que la profondeur des séismes tend à diminuer légèrement en direction du sommet du Mauna Loa, ce qui laisse supposer que du magma en provenance de la région de Pahala pourrait également alimenter le Mauna Loa.

Cinq ans plus tard, en 2011, des chercheurs ont découvert une vaste zone de faible vitesse sismique jusqu’à au moins 1 000 km sous la partie sud de l’île d’Hawaï, là où se produit la sismicité profonde. Selon eux, il s’agissait de l’emplacement où le point chaud à l’origine de l’archipel hawaïen remonte actuellement sous l’île d’Hawaï. Cette observation a conforté l’hypothèse précédente selon laquelle la zone de sismicité profonde indique probablement la source de magma alimentant les volcans actifs.

En 2015, à l’aide d’algorithmes informatiques plus performants, des chercheurs de l’USGS ont défini les trois principaux types de séismes dans cette région : séismes de courte et de longue période, ainsi que des trémors. Selon eux, la sismicité se situait au sommet d’un corps magmatique profond conduisant à une zone de faille profonde, ce qui pourrait correspondre un canal de transport du magma alimentant le Kilauea.

Depuis fin 2015, le HVO enregistre une hausse de la sismicité dans la région située en profondeur sous Pahala. La fréquence est généralement de 10 à 20 événements par jour, mais dépasse parfois 40. Seuls les essaims sismiques de 1972 et 1975 ont dépassé ce nombre. Bien que ces séismes profonds ne présentent pas de danger majeur, certains événements superficiels dans cette zone ont parfois causé des dégâts, notamment le grand séisme de Ka’u de magnitude M7,9 en 1868, avec ses nombreuses répliques.
Source : USGS.

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On Sunday, April 5, 2026, an M3.9 earthquake occurred 4 km east-northeast of Pahala on the Island of Hawaiʻi at a depth of 2 km below sea level. The earthquake had no apparent impact on either Mauna Loa or Kīlauea volcanoes. The HVO specifies that this earthquake is likley related to the seismic swarm under the Pāhala area, which has been going on since 2019. Earthquakes in this region have been observed at least as far back as the 1960s. The Observatory invites us to read a study explaining the seismicity in the area:

https://www.usgs.gov/news/volcano-watch-why-do-so-many-deep-earthquakes-happen-around-pahala for more information.

About 1300 earthquakes with magnitudes greater than M1.0 and at depths over 20 km on and around the Island of Hawai‘i since August 2019 are depicted on tha USGS map above. Blue and purple dots indicate earthquakes at 20-40 km and more than 40 km depths, respectively.

Since the beginning of a recent earthquake swarm in August 2019, HVO has recorded over 1000 deep earthquakes in this region, which accounts for about 15 percent of all earthquakes detected on the Island of Hawaii during that time. The largest of these was an M4.0 event on October 8 that was weakly felt by residents. In fact, 34 deep events have been reported felt in the region since 2006, including an M4.7 earthquake in January of that year. The uptick in seismicity in recent months is the latest chapter in a decades-long history of observed earthquakes in the area.

This persistent source of seismicity was first identified on seismic records by HVO as far back as the 1960s. They characterized episodes of harmonic tremor, ascribing it to upwelling of magma within fluid-filled cracks deep beneath the island. Given the region’s location about 40 km from Kīlauea’s summit and about 50 km from Mauna Loa’s summit, it was unclear whether magma in this deep region might relate to surface volcanism.

With the improvement of HVO’s seismic monitoring network, it became easier to detect different types of seismicity. For example, a USGS study published in 2006 characterized earthquakes in the region in addition to tremor. The authors proposed that a mineralogical transition in Earth’s mantle at 32 km depth could enable a magma transport path to Kilauea. They also noticed that the earthquake depths tend to become somewhat shallower in the direction of Mauna Loa’s summit, suggesting a magma transport path from the Pahala region may also feed Mauna Loa.

Five years later, researchers in 2011 discovered a broad zone of low seismic velocity down to at least 1000 km beneath the southern portion of the island where the deep seismicity takes place. They interpreted it as the location where the hot spot that created the Hawaiian archipelago currently rises beneath Hawaii. This observation supported the earlier hypothesis that the area of deep seismicity likely indicates the magma source that feeds the active volcanoes.

Using other modern computer algorithms, USGS researchers in 2015 characterized three main types of earthquakes in this region, including both short and long period earthquakes in addition to tremor. They interpreted the seismicity to be at the top of a deep magma body that leads to a deep fault zone, which may indicate a magma transport pathway feeding Kilauea.

Since late 2015, HVO has recorded an elevated level of seismicity in the region deep under Pahala. The currently observed rates are typically 10-20 events per day, but sometimes exceed 40 per day. Only swarms in 1972 and 1975 have exceeded this rate. While these deeper earthquakes do not really pose a strong hazard, shallow crustal earthquakes in this area have sometimes been damaging, including the 1868 M7.9 Great Ka’u earthquake and its many aftershocks.

Source : USGS.

Hawaï : des séismes sous le Mauna Kea // Hawaii : earthquakes beneath Mauna Kea

L’Observatoire Volcanologique d’Hawaï (HVO) indique que le 26 mars 2026, entre 14 h et 22 h (heure locale), un essaim sismique incluant environ 28 événements tectoniques a été détecté sous le versant nord-est du Mauna Kea, dans la région de Hāmākua. Ces séismes se sont principalement produits à des profondeurs comprises entre 5 et 10 km sous la surface. Les deux plus importants avaient une magnitude de M3,0. La fréquence sismique était plus faible durant les premières heures de la série. Après ces deux séismes de magnitude M3,0, survenus à environ une heure d’intervalle, l’activité sismique s’est interrompue pendant environ 90 minutes avant de reprendre.

Le HVO précise que ces événements tectoniques ne sont pas liés à des mouvements de magma. Au cours des 25 dernières années, des essaims similaires se sont produits dans cette région en 2002, 2004, 2006, 2008 et 2010. On également enregistré quelques séismes isolés de manière sporadique. Les magnitudes maximales ont toutes atteint M3,0, mais la plupart des événements avaient des intensités inférieures à M2,0. Ces séismes se sont produits sous l’édifice du Mauna Kea, au niveau du volcan Kohala sous-jacent, dont la zone de rift s’étend jusqu’à la dorsale sous-marine d’Hilo, à l’est du Mauna Kea.

Ces séismes semblent liés à une libération périodique de contraintes dans l’édifice du Kohala. Ces contraintes s’accumulent progressivement et sont très probablement dues au poids de l’île. Les séismes ne semblent pas être directement liés à la flexion de la lithosphère océanique sous-jacente, comme c’est souvent le cas avec la sismicité au sud de la Grande Île d’Hawaï.

Source: HVO ; photos: C. Grandpey

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The Hawaiian Volcano Observatory (HVO) indicates that on March 26 2026, between 2:00 p.m. and 10:00 p.m. (local time), a swarm of about 28 tectonic earthquakes was detected beneath the northeast side of Mauna Kea, in the Hāmākua region. These earthquakes mainly occurred at depths between 5–10 km below the ground surface. The largest of these events were two M3.0 earthquakes. During the first few hours of the swarm, the earthquake rates were lower. Following the two M3.0 earthquakes, which occurred about one hour apart, the seismic activity stopped for about 90 minutes before resuming.

The HVO specifies that these tectonic events are not related to magma movement. Over the past 25 years, similar clusters of earthquakes in this region have occurred in 2002, 2004, 2006, 2008, and 2010 along with a scattering of isolated earthquakes overtime.  Maximum magnitudes have all been in the M3.0 range with most earthquakes less than M2.0.   The depth of these earthquakes put them beneath the Mauna Kea edifice and into the underlying Kohala volcano, whose rift zone extends all the way to the submarine Hilo ridge east of Mauna Kea.

These earthquakes appear to be related to periodic release of stress in the Kohala edifice.  Stress gradually accumulates over time and is most likely due to the weight of the island.  They do not appear to be directly related to flexural bending of the underlying oceanic lithosphere, as often happens to the south of Hawaii Big Island.

Source: HVO ; photos: C. Grandpey

Antarctique : séismes océaniques profonds et prolifération du phytoplancton // Antarctica : deep ocean earthquakes and phytoplankton bloom

Des scientifiques de l’Université Stanford (Californie) ont analysé des données satellitaires sur la prolifération du phytoplancton et des données sismiques à l’échelle de la planète. Ils ont découvert que lorsque les fonds marins proches de l’Antarctique subissent des séismes plus intenses durant l’hiver, les efflorescences  – ou blooms – phytoplanctoniques estivales deviennent nettement plus denses et étendues dans l’océan Austral. Ces efflorescences couvrent une vaste zone et jouent un rôle essentiel dans l’absorption du dioxyde de carbone atmosphérique.

Efflorescence phytoplanctonique en Antarctique (Source : NASA)

L’étude, publiée en décembre 2025 dans Nature Geoscience, démontre que l’activité sismique en profondeur peut influencer la productivité de la vie en surface. Elle montre également que les processus physiques au sein de la croûte terrestre peuvent avoir un impact sur la régulation climatique. L’océan Austral, qui entoure l’Antarctique, absorbe près de la moitié du carbone océanique dans le monde. Tout facteur affectant son activité biologique est donc susceptible de modifier le stockage global du carbone et l’équilibre climatique.
L’océan Austral abrite l’un des écosystèmes les plus productifs, mais aussi les moins étudiés, de la planète. Dans certains secteurs, d’importantes efflorescences phytoplanctoniques apparaissent chaque été, mais leur ampleur varie considérablement d’une année à l’autre. En 2014, des scientifiques ont observé une importante prolifération d’algues au-dessus de la dorsale antarctique australienne et ont entrepris d’étudier les causes de ces fluctuations.

Dorsale Pacifique-Antarctique (Source : USGS)

En analysant des images satellites remontant à 1997, les chercheurs ont constaté que cette même prolifération se répétait chaque année au même endroit, mais qu’elle s’étendait parfois sur une superficie de la taille de la Californie et d’autres fois sur une surface aussi réduite que celle du Delaware. La température de surface, la couverture de glace de mer et l’ensoleillement ne permettaient pas d’expliquer cette variabilité.
L’équipe scientifique a émis l’hypothèse que des facteurs géologiques pourraient en être la cause. Les chercheurs ont pensé que l’activité sismique le long de la dorsale pouvait modifier le comportement des sources hydrothermales qui émettent une eau riche en minéraux. Ces sources libèrent du fer, un nutriment essentiel à la croissance du phytoplancton. Lors de séismes, les secousses peuvent ouvrir de nouvelles fractures ou débloquer des conduits à l’intérieur des sources, libérant ainsi de plus grandes quantités de fer dans les eaux environnantes.

Source hydrothermale en Antarctique (Crédit photo: PloS Biology – Oxford University)

Les chercheurs ont comparé les données sismiques avec les schémas de prolifération et ont constaté une forte corrélation. Lorsque des séismes de magnitude M5,0 ou plus se produisent dans les mois précédant l’été, les proliférations sont beaucoup plus intenses. Cette étude révèle que les événements tectoniques en eaux profondes peuvent moduler directement l’activité biologique en surface.
Les sources hydrothermales situées le long de la dorsale libèrent de l’eau chaude chargée de fer et d’autres métaux dissous. Dans l’océan Austral, où le fer est rare, cet apport peut déterminer la prolifération du phytoplancton. La proportion de fer est déterminante ; même une faible augmentation de sa concentration peut déclencher d’importantes efflorescences.
La nouvelle étude montre que les séismes augmentent non seulement la libération de fer, mais influencent également sa dispersion. À l’aide de modèles informatiques, les scientifiques ont suivi le trajet des panaches hydrothermaux le long des courants océaniques. Ils ont découvert que lorsque les eaux de surface transportent le fer plus en aval, celui-ci se dilue et devient moins efficace pour stimuler les efflorescences de phytoplancton. Les zones proches des sources hydrothermales restent plus riches, tandis que celles qui sont plus éloignées présentent une productivité plus faible.
Le résultat le plus surprenant de cette étude est sans doute la vitesse du transport du fer depuis le fond marin vers la surface. Les sources hydrothermales étudiées se situent à environ 1 800 mètres sous la surface de l’océan, et pourtant, leur influence sur les efflorescences de surface a été observée en quelques semaines ou quelques mois. Traditionnellement, les scientifiques pensaient que le fer hydrothermal mettait une décennie, voire plus, à atteindre la surface. La remontée rapide observée ici remet en question cette hypothèse et suggère qu’un processus physique inconnu pourrait être à l’origine de cette remontée plus rapide que prévu des eaux riches en métaux.
Pour mieux comprendre ce processus, des chercheurs ont recueilli de nouvelles données lors d’une expédition en décembre 2024. Les premiers résultats de cette mission devraient permettre de comprendre la rapidité de cette remontée des émissions hydrothermales et de déterminer si un transport aussi rapide se produit ailleurs dans les océans du globe.
Cette découverte dépasse le cadre de la biologie pour s’inscrire dans celui de la climatologie. Les efflorescences phytoplanctoniques absorbent d’immenses quantités de dioxyde de carbone atmosphérique par photosynthèse. Lorsque ces organismes microscopiques meurent, une partie de leur carbone s’enfonce dans les profondeurs océaniques et y reste stockée pendant des siècles. Cette « pompe biologique » naturelle contribue à la régulation du climat de la planète.
Comme l’océan Austral représente près de la moitié de l’absorption totale de carbone par les océans, tout facteur influençant sa productivité revêt une importance mondiale. Les séismes qui stimulent temporairement l’activité hydrothermale pourraient favoriser la séquestration du carbone en fertilisant le phytoplancton. À l’inverse, des périodes de faible sismicité pourraient l’atténuer.

Les observations de terrain ont également révélé un impact écologique direct. La prolifération récurrente de phytoplancton sur la dorsale favorise la croissance de bancs de krill et d’autres petits crustacés qui nourrissent à leur tour les manchots, les phoques et les baleines.

Source: Wikipedia

Des chercheurs ont même observé des baleines à bosse en train de fréquenter la zone de prolifération lors des pics de productivité. Bien que ces liens soient fondés sur l’observation plutôt que sur des mesures directes, ils illustrent l’interconnexion étroite entre les écosystèmes profonds de la Terre et les écosystèmes marins.
Source : The Watchers ; Deep ocean earthquakes drive Southern Ocean’s massive phytoplankton blooms, study finds – Stanford DOERR – December 17, 2025.

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Scientists from Stanford University (California) have analyzed satellite records of phytoplankton growth and global earthquake data. They discovered that when the seafloor near Antarctica experienced stronger shaking during the winter months, summer phytoplankton blooms became significantly denser and more extensive across the Southern Ocean. These blooms cover a huge area and play a key role in removing carbon dioxide from the atmosphere. The study, published in December 2025 in Nature Geoscience, provides the first direct evidence that seismic activity deep in the ocean can influence the productivity of life at the surface. It also shows that physical processes in Earth’s crust may have an unexpected impact on climate regulation. The Southern Ocean, which encircles Antarctica, absorbs nearly half of all the carbon taken up by the world’s oceans. Any factor that affects its biological activity could alter global carbon storage and climate balance.

The Southern Ocean is home to one of the planet’s most productive but least understood ecosystems. In certain regions, dense blooms of phytoplankton appear every summer, yet their size varies greatly from year to year. In 2014, scientists observed a large bloom over the Australian Antarctic Ridge and began investigating what caused these fluctuations.

By reviewing satellite images dating back to 1997, researchers noticed that the same bloom recurred annually in the same location but sometimes expanded to the size of California and other times shrank to the size of Delaware. Surface temperature, sea ice cover, and sunlight levels could not explain this variability.

The scientific team hypothesized that changes below the surface were to blame. Seismic activity along the ridge might alter the behavior of hydrothermal vents that emit mineral-rich water. These vents release iron, a nutrient critical for phytoplankton growth. When earthquakes occur, shaking can open new fractures or unblock channels within the vents, releasing larger quantities of iron into surrounding waters.

The researchers compared seismic records with bloom patterns and found a strong correlation. When magnitude M5.0 or larger earthquakes struck in the months before summer, blooms were far more intense. This revealed that tectonic events in the deep ocean can directly modulate the amount of biological activity at the surface.

Hydrothermal vents along the ridge release heated water loaded with iron and other dissolved metals. In the Southern Ocean, where iron is scarce, this supply can determine how much phytoplankton grows. Iron acts as a limiting nutrient, meaning that even small increases can trigger large blooms.

The new study found that earthquakes not only boost iron release but also influence how that iron spreads. Using computer models, scientists traced how vent plumes travel through ocean currents. They discovered that when surface waters carry the iron farther downstream, it becomes diluted and less effective in stimulating local blooms. Areas closer to the vents remain richer, while distant regions see weaker productivity.

Perhaps the most surprising result of the research was the apparent speed of iron transport from the seafloor to the surface. The hydrothermal vents studied lie about 1 800 m below the ocean surface, yet their influence on surface blooms was seen within weeks to months.

Traditionally, scientists believed that hydrothermal iron would take a decade or more to reach surface waters, traveling thousands of kilometers through deep ocean circulation. The rapid ascent observed here challenges that view and suggests an unknown physical process may be driving the metal-rich water upward more quickly than expected.

To better understand this process, researchers collected new data during an expedition in December 2024. Early results from that mission are expected to shed light on how hydrothermal emissions rise so fast and whether similar rapid transport occurs elsewhere in the world’s oceans.

The discovery extends beyond biology and into climate science. Phytoplankton blooms absorb vast amounts of atmospheric carbon dioxide through photosynthesis. When these microscopic organisms die, some of their carbon sinks into the deep ocean, effectively locking it away for centuries. This natural “biological pump” helps regulate the global climate.

Because the Southern Ocean accounts for nearly half of all oceanic carbon uptake, any factor that influences its productivity is globally significant. Earthquakes that temporarily boost hydrothermal activity could enhance carbon sequestration by fertilizing phytoplankton. Conversely, periods of lower seismicity might reduce it.

Field observations also revealed a direct ecological impact. The recurring bloom on the ridge supports swarms of krill and other small crustaceans, which in turn feed penguins, seals, and whales. Researchers even documented humpback whales visiting the bloom region during peak productivity. While these links are based on observation rather than direct measurement, they illustrate how tightly the deep Earth and marine ecosystems are connected.

Source : The Watchers ; Deep ocean earthquakes drive Southern Ocean’s massive phytoplankton blooms, study finds – Stanford DOERR – December 17, 2025.