Étiquette : earthquakes

L’intelligence artificielle au service de la prévision sismique // Artificial intelligence might help earthquake prediction

Une étude récente, conduite par des géophysiciens de l’Université d’Alaska à Fairbanks et de l’Université Ludwig-Maximilians de Munich, propose une nouvelle technique d’apprentissage automatique permettant de prévoir les puissants séismes plusieurs mois à l’avance. L’étude a été publiée dans Nature Communications en août 2024.
La nouvelle méthode utilisée par les chercheurs consiste à analyser des volumes importants de données sismiques pour identifier des schémas d’activité sismique de faible magnitude susceptibles d’annoncer de puissants événements. L’algorithme d’apprentissage automatique utilisé, qui se base sur des données sismiques historiques, peut détecter ces précurseurs, avec la capacité à prévoir une catastrophe majeure.des mois à l’avance.
Les chercheurs se sont concentrés sur deux puissants séismes récents: celui de magnitude M 7,1 d’Anchorage en 2018 et l’essaim sismique enregistré à Ridgecrest, en Californie, en 2019. Dans les deux cas, ils ont découvert des signes d’activité sismique anormale dans les mois précédant les principaux événements. La probabilité d’un puissant séisme était de plus de 80 % trois mois avant le séisme d’Anchorage et de 85 % quelques jours seulement avant qu’il se produise.
Les scientifiques ont testé leurs hypothèses dans des zones sismiques actives telles que le centre-sud de l’Alaska et le sud de la Californie. Ces régions ont fourni des données importantes pour tester la capacité de la méthode à prévoir les séismes de grande ampleur. Les résultats de l’étude pourraient être utilisés dans d’autres zones sujettes aux séismes, notamment la faille de San Andreas en Californie et la fosse de Nankai au Japon.
La nouvelle étude représente plusieurs années de collecte et d’analyse de données. Les résultats les plus récents indiquent une amélioration significative de la prévision sismique. L’objectif principal est d’améliorer la sécurité publique et la préparation aux catastrophes. La plupart des technologies traditionnelles de prévision sismique ne sont pas parvenues à fournir un avertissement préalable adéquat. Les auteurs de l’étude espèrent développer une méthode plus fiable. Cela permettrait de sauver des vies et de réduire les dommages économiques grâce à des évacuations rapides des populations menacées.
La méthode de prévision utilisée par les chercheurs a recours à des algorithmes d’apprentissage automatique basés sur des catalogues de séismes afin de repérer les schémas d’activité sismique aberrante de faible magnitude qui précèdent souvent les puissants séismes. Selon eux, ces précurseurs de faible magnitude sont peut-être causés par une augmentation de la pression des fluides interstitiels dans les failles, ce qui modifie les propriétés mécaniques de ces dernières. La méthodologie utilisée par les scientifiques a permis de découvrir cette activité antérieure dans 15 à 25 % des zones touchées, environ trois mois avant les séismes d’Anchorage et de Ridgecrest. La capacité du modèle à prévoir la probabilité qu’un puissant séisme se produise dans un laps de temps donné constitue un grand pas en avant dans la prévision sismique.
Les chercheurs font remarquer que l’approche basée sur l’apprentissage automatique présentée dans l’étude ne nécessite que des informations mises à jour et archivées de manière routinière dans les catalogues de séismes. Une telle approche pourrait permettre de mieux comprendre la dynamique des réseaux de failles et à identifier les variations dans le champ de contrainte régional. Elle pourrait être facilement mise en œuvre par les agences de surveillance pour contrôler la sismicité de faible magnitude en temps quasi réel. À terme, cette nouvelle approche pourrait aider à concevoir des stratégies de niveaux d’alerte sismique basées sur la détection de l’activité tectonique régionale, et à améliorer la prévision des séismes de forte magnitude plusieurs semaines à plusieurs mois à l’avance dans le sud de la Californie, le centre-sud de l’Alaska, mais aussi dans d’autres régions du monde.
L’étude est en libre accès à cette adresse :
https://doi.org/10.1038/s41467-024-51596-z

Voir aussi l’article sur le site The Watchers.

La faille de San Andreas et ses homologues en Californie sont susceptibles de provoquer de puissants séismes (Photos: C. Grandpey)

————————————————–

A recent study by geophycists of the University of Alaska Fairbanks and Ludwig-Maximilians-Universität in Munich proposes a new machine learning technique for predicting big earthquakes months in advance. The study was published in Nature Communications in August 2024.

The new method entails analyzing massive volumes of seismic data to identify minor patterns of low-magnitude earthquake activity that may foreshadow big quakes. The machine learning algorithm, trained on historical earthquake data, may detect these precursors, potentially providing months of notice before a large-magnitude disaster.

The researchers concentrated on two recent significant earthquakes: the 2018 M 7.1 Anchorage earthquake and the 2019 Ridgecrest, California, earthquake series. In both cases, they discovered signs of aberrant seismic activity in the months preceding up to the main events, with the probability of a significant earthquake climbing up to over 80% three months before the Anchorage quake and 85% just days before it occurred.

The scientists test their conclusions in seismically active areas such as Southcentral Alaska and Southern California. These regions, recognized for their high seismic activity, supplied important data to test the method’s ability to forecast big earthquakes. The study’s findings have far-reaching ramifications for other earthquake-prone areas, including California’s San Andreas Fault and Japan’s Nankai Trough.

The new study represents several years of data collecting and analysis, with the most recent findings indicating a significant improvement in earthquake prediction. The major goal of this research was to enhance public safety and catastrophe preparedness. Traditional earthquake prediction technologies have frequently failed to provide adequate advance warning. The authors of the study hope to develop a more reliable method of anticipating seismic events. This would allow to save lives and decrease economic damages through timely evacuations and preparedness.

The researchers forecast method used machine learning algorithms trained on earthquake catalogs to spot patterns of aberrant, low-magnitude seismic activity, which frequently precede big earthquakes. In their opinion, these precursory low-magnitude earthquakes could be caused by increased pore fluid pressure within faults, which changes the faults’ mechanical properties. Their methodology discovered this antecedent activity in 15% to 25% of the afflicted zones about three months before the Anchorage and Ridgecrest earthquakes. The model’s capacity to forecast the likelihood of a big earthquake occurring within a given timeframe is a huge step forward in earthquake prediction.

The researchers say that it is worth noting that the machine learning-based approach presented in the study only requires information that is currently being archived routinely in earthquake catalogs; could help to better understand the dynamics of fault networks and identify variations in the regional stress field; and can be easily implemented by surveillance agencies to monitor low-magnitude seismicity in near-real time. Eventually, this new approach could help to design earthquake alert level strategies based on the detection of regional tectonic unrest, and to improve the forecast of large-magnitude earthquakes from weeks to months in advance in Southern California, Southcentral Alaska, and potentially elsewhere.

The study is in Open access at this address :

https://doi.org/10.1038/s41467-024-51596-z

See the article on the website The Watchers.

Islande : l’éruption est probablement imminente // Iceland : an eruption likely in the very short term

Au cours des derniers jours, le nombre de séismes a augmenté de jour en jour le long de la chaîne de cratères Sundhnúkagígar. Environ 110 événements ont été enregistrés le 18 août 2024, alors qu’il y en avait environ 60 à 90 par jour la semaine dernière.
Selon le National Weather Service, « la chaîne de cratères Sundhnúkagígar sera probablement affectée par une intrusion magmatique, voire une éruption ». L’activité sismique actuelle est très semblable à celle des jours qui ont précédé l’éruption qui a commencé le 29 mai.
La plupart des séismes sont inférieurs à M1,0, mais pendant le week-end, deux d’entre eux avaient des magnitudes supérieures à M2,0. L’un s’est produit un peu à l’est du mont Sýlingarfell et l’autre entre le mont Hagafell et le mont Sýlingarfell. Ce dernier avait une magnitude de M2,5. Il s’agit du plus fort séisme enregistré dans la région depuis la dernière éruption.
Source : Iceland Monitor.

Image webcam de l’éruption du 29 mai 2024

———————————————-

Over the past few days, the number of earthquakes has increased day by day around the Sundhnúkagígar crater row. About 110 earthquakes were recorded on August 18th, 2024, while there were about 60 to 90 per day last week.

According to the National Weather Service, « the Sundhnúkagígar crater row will likely be affected by a magma run and even an eruption. » The current seismic activity is very similar to the seismic activity in the days before the eruption that began on May 29th.

Most of the earthquakes are below M1.0, but during the weekend two earthquakes were measured above M2.0. One of them was a short distance east of Mt Sýlingarfell and the other between Mt Hagafell and Mt Sýlingarfell. The other had a magnitude M2.5.This is the largest earthquake recorded in the region since the last eruption.

Dsource : Iceland Monitor.

Los Angeles (Californie) : un séisme olympique ? // Los Angeles (California) : an olympic earthquake ?

La Californie est l’une des régions les plus actives au monde sur le plan sismique. Cela est dû à la tectonique locale, avec la plaque Pacifique qui glisse lentement vers le nord-ouest le long de la plaque continentale nord-américaine.

Ce frottement déclenche des séismes, en particulier le long de la faille de San Andreas. Des milliers d’événements sont enregistrés chaque année. Les Américains craignent le Big One et gardent en mémoire le tremblement de terre de 1906 à San Francisco.

La faille de San Andreas dans la plaine de Carrizo (Photo : C. Grandpey)

Outre la faille de San Andreas, les scientifiques ont cartographié d’autres lignes de faille sous Los Angeles qui ont le potentiel d’infliger autant, voire plus de dégâts que la faille de San Andreas. Un séisme de magnitude 7,8 dont l’épicentre se trouverait sur la faille de San Andreas près de la mer de Salton (Salton Sea)serait ressenti dans toute la région de Los Angeles et les dégâts seraient étendus. Une secousse de magnitude 7,5 dont l’épicentre se trouverait sur la faille de Puente Hills près du centre-ville de LA pourrait tuer entre 3 000 et 18 000 personnes, soit bien plus que les 1 800 personnes estimées par le scénario envisagé avec la faille de San Andreas.
Ces dernières années, le California Geological Survey a cartographié avec précision des dizaines de failles dans toute la ville de Los Angeles, et l’État est intervenu pour exiger que de nouvelles cartes de failles soient établies dans les zones où le nombre de constructions a fortement augmenté.
Malgré tout, il existe encore des failles sous Los Angeles que les scientifiques n’ont pas encore répertoriées. Lorsqu’un séisme de magnitude 6,7 s’est produit à Northridge il y a 25 ans, il s’agissait d’une faille dont les scientifiques ignoraient l’existence.

Cinq failles sont connues et contrôlées à Los Angeles : la faille de Santa Monica, la faille de Palos Verdes, la faille de Newport-Inglewood et la faille d’Hollywood. La faille de Puente Hills est peut-être la plus redoutée à Los Angeles. D’une part, elle traverse le centre-ville densément peuplé et le quartier d’Hollywood. D’autre part, elle est différente de la faille de décrochement habituelle car elle se déplace en biais, en diagonale, et non pas de manière horizontale.

 Carte montrant le réseau de failles dans la région de Los Angeles (Source : California Geological Survry)

Le lundi 12 août 2024, quelques heures après que Los Angeles ait reçu le drapeau olympique à Paris, en vue des Jeux de 2028, un séisme de magnitude M4,4 s’est produit à proximité de la ville. Son épicentre a été localisé à seulement 6 kilomètres au nord-est du centre-ville de Los Angeles. Aucun dégât majeur n’a été signalé mais il a été largement ressenti par la population.
En espérant qu’aucun séisme majeur ne se produise pendant les Jeux olympiques de 2028 – ce qui serait une catastrophe majeure – il est intéressant de comprendre pourquoi cette région de la Californie est sismiquement active.
L’USGS explique que le séisme du 12 août s’est produit au cœur d’un système de failles actif, donc dangereux. L’une d’elles s’est rompue sur une petite portion, de quelques dizaines de mètres de largeur, sur le système de failles de chevauchement (Thrust Fault System) de Puente Hills, qui est considéré depuis longtemps comme un risque sismique majeur pour la Californie du Sud car il traverse des zones très peuplées et est susceptible de produire un puissant séisme.
Ce système de failles a été découvert en 1999. Il s’étend des banlieues du nord de l’Orange County à la Vallée de San Gabriel, en passant sous les gratte-ciel du centre-ville de Los Angeles, avant de se terminer à Hollywood. Cela signifie que la faille traverse des zones très peuplées, y compris des quartiers plus anciens de Los Angeles avec des bâtiments à ossature de béton qui pourraient s’effondrer en cas de puissant séisme.

Système de failles de chevauchement de Puente Hills, avec le séisme de M5,1 du 31 mars 2014 (Source ; Centre de surveillance sismique de LA)

Un autre problème avec un séisme le long du système de failles de chevauchement de Puente Hills est que les couches de sédiments sous le bassin de Los Angeles amplifieraient encore davantage l’énergie d’un séisme. Les sismologues de l’USGS préviennent qu’un séisme majeur – de magnitude 7,5, par exemple – sur cette faille serait catastrophique. Comme indiqué plus haut, il pourrait tuer 3 000 à 18 000 personnes, avec d’énormes pertes économiques. Ce serait la catastrophe la plus coûteuse de l’histoire des États-Unis. Imaginez un instant un séisme d’une telle intensité au moment où des centaines d’athlètes et des dizaines de milliers de visiteurs séjournent à Los Angeles ! Cela donne les frissons.
Les scientifiques pensent que la faille de Puente Hills connaît un séisme majeur environ tous les quelques milliers d’années, contrairement à la faille de San Andreas, qui connaît des séismes plus fréquents. Le problème est que personne ne sait quand le dernier a eu lieu sur la faille de Puente Hills.
Sur un ton qui se veut rassurant, l’USGS a déclaré que « des séismes comme celui du 12 août sont de petits événements qui ne sont pas forcément annonciateurs d’un futur tséisme de grande magnitude sur la faille de Puente Hills ». Croisons les doigts….
Source : USGS, Los Angeles Times, Yahoo News.

—————————————————–

California is known to be one of the most seismically active regions of the world. This is caused by local tectonics, with the Pacific plate slowly sliding north-west along the continental North American plate. This friction triggers earthquakes, especially along the San Andreas Fault.Thousands of events are recorded each year and Americans fear the Big One, remembering the 1906 earthquake in San Francisco.

Beside the San Andreas Fault, scientists have mapped other fault lines beneath Los Angeles that have the potential to inflict as much if not more devastation than the San Andreas Fault. An M7.8 quake epicentered on the San Andreas Fault near the Salton Sea would be felt throughout LA, and damage would be widespread. In comparison, an M7.5 earthquake epicentered on the Puente Hills Thrust near Downtown could kill 3,000 to 18,000 people, many more than the estimated 1,800 that would be killed by the San Andreas scenario.

In recent years, the California Geological Survey has more precisely mapped dozens of faults throughout the city, and the state has stepped in to mandate that new fault maps be created in areas where construction has increased. There are still faults under LA that scientists haven’t found yet. When an M6.7 earthquake occurred in Northridge 25 years ago, it was on a fault scientists didn’t know existed.

Five faults are under control on Los Angeles : Santa Monica Fault, Palos Verdes Fault, Newport-Inglewood Fault and Hollywood Fault.The Puente Hills Thrust might be the most feared fault in the city of LA. On the one hand, it travels through densely populated Downtown and Hollywood. On the other hand, it is different from the more common strike-slip fault as it moves at an angle, diagonally instead of horizontally.

On Monday, August 12th, 2024, a few hours after Los Angeles (LA) received the Olymic flag in Paris, in view of the 2028 Games, an M 4.4 earthquake struck this part of California, very close to the city. Indeed, it was centered only 6 kilometers northeast of downtown Los Angeles. No major damage was reported but it was largely felt by the population. .

Hoping that no major earthquake will occur during the 2028 Olympic Games – which would be a major disaster – it is intereting to understand why this region of California is seismically active.

USGS explains that the 12 August earthquake was in the general area of a dangerous fault system. It ruptured on a small fault strand, a few tens of meters across, associated with the Puente Hills thrust fault system, which has long been cited as a major seismic hazard for Southern California because it runs through heavily populated areas and is capable of a huge quake.

This fault system was discovered in 1999. It runs from the suburbs of northern Orange County through the San Gabriel Valley and under the skyscrapers of downtown Los Angeles before ending in Hollywood. This means the fault runs through highly populated areas, including older parts of L.A. that have concrete frame buildings that could crumble in the event of a massive quake.

Another problem with a quake along the Puente Hills thrust fault system is that the soft sediment beneath the L.A. Basin amplifies the quake’s energy. USGS experts warn that a major quake – M7.5, for instance – on that fault would be catastrophic. It could kill 3,000 to 18,000 people, with a huge economic loss which would be the costliest disaster in U.S. History. Just imagine this kind of powerful earthquake occurring when hundreds of athletes and tens of thousands of visitors are staying in LA ! This gives uou chills !

Scientists believe the Puente Hills fault has a major quake roughly every few thousand years, contrary to the San Andreas Fault which has quakes more frequetly. The problem is that they don’t know when the last one was.

With a reassuring tone, USGS concludes saying that “earthquakes like the 12 August event are very small earthquakes that don’t necessarily mean anything in terms of potentially being the harbinger of a future large magnitude earthquake on the Puente Hills thrust.” Let’s cross our fingers…

Source : USGS, Los Angeles Times, Yahoo News.

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

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

 

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

————————————————

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

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

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

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

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

Source : US news media.