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Séismes et répliques // Earthquakes and aftershocks

Nous ne savons pas prévoir les séismes, mais nous savons qu’ils sont généralement suivis de répliques, souvent moins puissantes que le séisme principal. Ainsi, dans les 10 jours qui ont suivi le séisme de magnitude M 5,0 près de Pāhala (Hawaii) le 14 octobre 2022, il y a eu six répliques de magnitude M 3,0 et plus, et une centaine de répliques de magnitude M 2,0 et plus à moins de 10 km de l’épicentre. Bien que la plupart des répliques soient moins violentes que la secousse principale, elles peuvent toujours causer des dégâts et des victimes. De plus, leur ressenti par la population peut être source d’angoisse. Les statistiques montrent que 5 % des séismes sont suivis d’un nouvel événement plus important. Dans ce cas, les premiers séismes sont dits ‘précurseurs’ et l’événement le plus puissant devient le séisme principal.
Pour aider la population à faire face aux répliques, l’USGS publie des prévisions incluant le jour, la semaine, le mois et l’année suivants. Sont indiqués :
– le nombre prévu de répliques pouvant être ressenties (M 3.0 et M 4.0 ou plus)
– la probabilité de répliques suffisamment puissantes pour potentiellement causer des dégâts (M 5.0 et plus)
– la probabilité de futurs séismes modérés (M 6.0) à importants (M 7.0).
Ces prévisions sont automatiquement diffusées aux Etats Unis après la plupart des séismes de M 5,0 et plus. Les premières prévisions sont émises 20 minutes après le séisme principal et elles sont mises à jour 74 fois au cours de la première année. Les prévisions sont mises à jour régulièrement car la fréquence des répliques varie avec le temps. Cette fréquence diminue généralement, même si elle augmente parfois temporairement après une réplique plus importante. En conséquence, les prévisions sont mises à jour pour rester en phase avec l’évolution de la fréquence des répliques. Les mises à jour intègrent également des informations sur le comportement de chaque séquence de répliques.
En plus de fournir les informations essentielles sur un séisme et ses répliques, l’USGS rappelle aux personnes concernées la conduite à tenir en cas de séisme : « s’accroupir, se protéger et se tenir à quelque chose » (« Drop, Cover and Hold on »). De plus, si les gens ressentent un puissant séisme alors qu’ils sont à la plage ou dans une zone basse, ils doivent immédiatement se déplacer vers un point haut en raison du risque de tsunami.
Les prévisions prennent en compte trois propriétés statistiques bien connues des séquences de répliques : 1) les répliques les plus importantes produisent d’autres répliques, 2) les répliques plus petites sont plus fréquentes que les plus importantes et 3) le nombre de répliques diminue à peu près proportionnellement au temps écoulé depuis la secousse principale. Les prévisions initiales utilisent des paramètres pour la région concernée ou des régions géologiques similaires dans le monde. Par exemple, à Hawaii, les prévisions initiales utilisent des observations de volcans océaniques semblables dans le monde. Le HVO met ensuite ces paramètres à jour en observant le comportement spécifique de chaque séquence de répliques.
A Hawaii, les séismes sont difficiles à analyser car les séquences sismique d’origine volcanique générées par les mouvements du magma ou les éruptions sont beaucoup plus compliquées et ne répondent pas forcément aux trois propriétés de réplique simples décrites ci-dessus.
Pour en savoir plus sur les prévisions de répliques de l’USGS, il suffit de cliquer sur ce lien : https://earthquake.usgs.gov/data/oaf/
Source : USGS/HVO.

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We don’t know how to predict earthquakes, but we do know that they are always followed by additional – usually less powerful – earthquakes, called aftershocks. For instance, in the 10 days after the M 5.0 earthquake near Pāhala (Hawaii) on October 14th, 2022, there were 6 aftershocks with magnitude M 3.0 and greater, and over 100 M 2.0 and greater aftershocks within 10 km of the epicenter. While most aftershocks are smaller than the mainshock, they can still be damaging or deadly and feeling many smaller earthquakes can cause emotional distress. However, 5% of earthquakes are followed by a larger earthquake, in which case the earlier earthquakes are referred to as foreshocks and the new largest one becomes the mainshock.

To help people deal with aftershocks, the USGS issues aftershock forecasts for the next day, week, month, and year that provide:

-The expected number of aftershocks that may be felt (M 3.0 and M 4.0 or greater)

-The probability of aftershocks large enough to potentially do damage (M 5.0 and greater)

-The probability of future moderate (M 6.0) to large (M 7.0) earthquakes.

These forecasts are automatically issued after most M 5.0 and larger earthquakes in the United States. The first forecast is issued 20 minutes after the mainshock and they are updated 74 more times during the first year. Forecasts are updated regularly because the rate of aftershocks changes with time, generally decreasing, although sometimes temporarily increasing after a larger aftershock. Therefore, the forecasts are updated to keep current with the changing aftershock rate. The updates also incorporate information about the behavior of each aftershock sequence.

In addition to providing basic information about an earthquake and its aftershocks, the USGS reminds everyone to “Drop, Cover, and Hold On” during an earthquake. Moreover, if people feel a strong earthquake while at the beach or in a low-lying area, they should immediately move to higher ground because of the risk of a tsunami.

The aftershock forecasts combine three well-studied statistical properties of aftershock sequences: larger mainshocks produce more aftershocks, smaller aftershocks are more common than larger ones, and the rate of aftershocks declines about in proportion to the time that has passed since the mainshock. The initial forecasts use parameters for that region or similar geologic regions around the world. For instance, in Hawaii the initial forecasts use observations from similar oceanic volcanoes around the world. Those parameters are then updated as HVO geologists observe the specific behavior of each aftershock sequence.

Earthquakes in Hawaii are difficult to analyse because volcanic earthquake sequences driven by changes in magma movement or eruptions are far more complicated than can be described by the three simple aftershock properties described above.

To learn more about the USGS aftershock forecasts, people can click on this link : https://earthquake.usgs.gov/data/oaf/

Source: USGS / HVO.

Graphique montrant la séquence sismique enregistrée à Pāhala en octobre 2022. La secousse principale de magnitude M 5,0 est représentée en bleu, tandis que les répliques apparaissent en jaune et rouge (couleur en fonction de leur heure d’occurrence). [Source: USGS.]

Un volcanisme actif sur la planète Mars? // Active volcanism on Mars?

Jusqu’à présent, les scientifiques étaient persuadés que Mars était une planète morte, au sens géologique du terme. Cependant, les séismes détectés par la sonde Insight de la NASA tendent à montrer que la Planète Rouge pourrait cacher de la lave en fusion.
Les photos de Mars montrent que la planète est parsemée de volcans et qu’il y a aussi d’anciennes coulées de lave à certains endroits. Il semblait que ce volcanisme appartenait au passé et ne se réactiverait jamais. Mais aujourd’hui, en utilisant le sismomètre sur la sonde InSight, les scientifiques ont découvert la première preuve de lave en fusion en profondeur sous la surface martienne.
La présence de lave active pourrait changer notre compréhension de l’histoire de Mars, depuis sa formation jusqu’à la roche froide qu’elle est aujourd’hui, en passant par la période où elle a pu héberger la vie microbienne ou encore la perte de son atmosphère.
Une série de séismes sur Mars a permis aux scientifiques d’identifier le point chaud potentiel où se trouverait la lave. InSight a détecté plus de 1 300 secousses sur Mars depuis son arrivée sur la planète en 2018. À la surprise des scientifiques, les événements les plus significatifs provenaient tous d’une région pleine de failles, appelée Cerberus Fossae.
Dans un article publié dans Nature Astronomy le 27 octobre 2022, des chercheurs ont analysé 20 de ces séismes. Ils ont découvert que certaines ondes sismiques se déplaçaient beaucoup plus lentement que prévu. Cela indiquait la présence de magma en profondeur sous la surface de Cerberus Fossae. En se déplaçant ou se refroidissant, ce magma est probablement la cause de ces séismes qui prennent naissance entre 14 et 50 kilomètres sous la surface martienne. C’est là que les scientifiques pensent que se trouve la chambre magmatique. Selon le responsable de l’étude, « il est possible que nous observions les derniers vestiges d’une région volcanique autrefois active, ou bien que le magma soit en train de se déplacer vers l’est, vers le prochain lieu d’éruption ». Ce mouvement provoque probablement des séismes mineurs au niveau de la surface, en se déplaçant sous la croûte de la planète dans cette région.
La sonde InSight possède à son bord le seul sismomètre jamais envoyé sur Mars. Il ne s’agit que d’une seule station à un endroit et elle ne peut donc pas détecter les petits séismes qui se produisent au loin ou de l’autre côté de la planète. Les scientifiques disposent donc d’informations limitées sur l’activité sismique de Mars et sur tout autre point chaud potentiel. Pour obtenir une image globale de l’activité sismique et volcanique sur Mars, il faudrait que la NASA envoie d’autres sismomètres sur la Planète Rouge.
Les engins spatiaux en orbite autour de Mars ont transmis les images de nombreuses lignes de faille le long de sa surface, de sorte que les scientifiques s’attendaient à ce qu’InSight détecte des séismes en différents endroits. La quasi intégralité de la sismicité à ce jour provient de Cerberus Fossae, de sorte que les chercheurs aimeraient savoir ce qui se passe dans cette région de la planète.
InSight est maintenant à court d’énergie, car la poussière martienne recouvre ses panneaux solaires. Sa mission sur Mars se terminera probablement avant janvier 2023. Ensuite, il n’y aura plus de sismomètre sur Mars pour recueillir de nouvelles informations sur les structures profondes de la planète.

Source: Business Insider via Yahoo News.

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Up to now, scientists believed Mars was dead, in the geological sense. However, quakes detected by NASA’s Insight lander tends to show that the Red Planet may have molten lava.

Photos of Mars show that the planet is peppered with volcanoes and there are also ancient lava flows in some places. But it seemed that this volcanism was a thing of the past, unable to become alive again. But now, using a seismometer on NASA’s InSight lander, scientists have discovered the first evidence of molten lava deep below the Martian surface.

The presence of active lava could change scientists’ understanding of Mars’s history, from its formation, to the period when it may have hosted microbial life, to the loss of its atmosphere and finally to the cold rock it is today.

A series of Mars quakes clued the scientists in to the potential lava hotspot. InSight has detected more than 1,300 Mars quakes since landing on the Red Planet in 2018. To scientists’ surprise, the most powerful events all came from one region full of rifts, called Cerberus Fossae.

In a paper published in Nature Astronomy on October 27th, 2022, researchers analyzed 20 of those big quakes. They discovered that certain seismic waves were moving much more slowly than they expected. This indicated the presence of magma deep below the Cerberus Fossae surface. That magma moving or cooling is probably what creates those quakes which originate 14 to 50 kilometers below the Martian surface. This where where the scientists suspect the chamber of magma is. According to the study’s leader, « it is possible that what we are seeing are the last remnants of this once active volcanic region or that the magma is right now moving eastward to the next location of eruption. » The movement is also probably causing smaller, surface-level quakes, by breaking up and moving around the planet’s crust in that region.

InSight carries the only seismometer ever placed on Mars. It is just one station in one location, and it cannot detect smaller quakes that happen far away or on the other side of the planet. So scientists have limited information about Mars’s seismic activity and any other potential hotspots. To get the global picture of Mars quakes and volcanic activity, NASA would need to send more seismometers to the Red Planet.

Spacecraft orbiting Mars have imaged plenty of fault lines along its surface, so scientists expected InSight to detect quakes from many different places. Almost all the quakes so far have come from Cerberus Fossae, so that researchers would like to know what is so special about Cerberus Fossae.

InSight is running out of power, as dust builds up on its solar panels. Its mission on Mars will likely end before January 2023. Then there will be no seismometer on Mars to gather new information about the planet’s deep structures.

Source: Business Insider via Yahoo News.

La planète Mars vue par le télescope Hubble le 12 mai 2016 (Source: NASA)

Du magma sous le Mont Edgecumbe (Alaska) // Magma beneath Mt Edgecumbe (Alaska)

Le 6 avril 2021, j’ai écrit une note intitulée « La fausse éruption du Mont Edgecumbe (Alaska) ». L’histoire qui s’est déroulée à Sitka (Alaska) le 1er avril 1974 s’inscrit dans la longue tradition des tours que les gens ont l’habitude de jouer le 1er avril.

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2021/04/06/la-fausse-eruption-du-mont-edgecumbe-alaska-mt-edgecumbes-fake-eruption-alaska/

La note que j’écris aujourd’hui est très sérieuse. En lisant une étude publiée le 10 octobre 2022 dans la revue Geophysical Research Letters. nous apprenons qu’en utilisant une nouvelle méthode, les scientifiques de l’Observatoire Volcanologique de l’Alaska (AVO) ont observé une ascension du magma sous le Mont Edgecumbe, un volcan endormi depuis longtemps. Une modélisation informatique basée sur l’imagerie satellite montre que le magma est remonté jusqu’à environ 10 km sous la surface depuis sa source à une profondeur d’une vingtaine de kilomètres. Cette ascension a provoqué des séismes et d’importantes déformations en surface. Les scientifiques disent que c’est « la déformation volcanique la plus rapide qu'[ils] ont actuellement observé en Alaska. Et bien qu’il ne soit pas rare que les volcans se déforment, l’activité de l’Edgecumbe est intéressante car la réactivation des systèmes volcaniques en sommeil est rarement observée ».
L’AVO a collaboré avec l’Alaska Satellite Facility, une autre unité de l’Institut de Géophysique, pour traiter les données dans le cloud. Le cloud computing utilise des serveurs à distance pour stocker des données et fournir des services informatiques afin qu’un chercheur n’ait pas à télécharger et à trier des données pour les traiter, ce qui peut prendre des semaines ou des mois.
L’équipe scientifique a commencé ses travaux dès qu’un essaim sismique a été détecté sur le Mont Edgecumbe le 11 avril 2022. Les chercheurs ont analysé la déformation du sol pendant les 7,5 années précédentes à l’aide des données radar des satellites. Le 15 avril, ils avaient déjà un résultat préliminaire : c’était une intrusion de nouveau magma qui provoquait les séismes. Un petit nombre de secousses ont commencé sous l’Edgecumbe en 2020, mais la cause est restée floue jusqu’à ce que les résultats des déformation soient connus. L’AVO a informé le public le 22 avril, moins de deux semaines après la détection du dernier essaim sismique sur l’Edgecumbe.
Le Mont Edgecumbe culmine à 976 m sur l’île Kruzof, dans la partie ouest du Détroit de Sitka. Il fait partie du Champ volcanique du Mont Edgecumbe. Ce qui a le plus étonné les chercheurs, c’est une zone de soulèvement du sol au sud de l’île Kruzof; elle avait 17 km de diamètre et était centrée à 2,5 km à l’est du volcan. Le soulèvement a commencé brusquement en août 2018 et s’est poursuivi à un rythme de 8,5 cm par an, pour atteindre 27 cm au début de l’année 2022. Une modélisation informatique ultérieure a indiqué que la cause du soulèvement était l’intrusion d’un nouveau magma.
La dernière analyse basée sur la déformation du sol permettra une détection plus précoce de l’activité volcanique. En effet, la déformation du sol est l’un de ses premiers indicateurs de cette activité. Elle peut se produire sans s’accompagner d’activité sismique. L’AVO applique désormais la nouvelle approche à d’autres volcans de l’Alaska, comme le volcan Trident, à environ 50 km au nord de Katmai Bay. Le volcan a récemment montré des signes d’activité (voir ma note du 30 septembre 2022).
Le Mont Edgecumbe ne montre actuellement aucun signe d’éruption imminente. L’intrusion magmatique dure depuis plus de trois ans maintenant. Avant une éruption, on observera une plus forte sismicité, plus de déformations, ainsi que des fluctuations dans les schémas de sismicité et de déformation.
Les chercheurs pensent que le magma a atteint probablement une chambre supérieure en empruntant un conduit presque vertical. Ils pensent également que le magma est empêché de se déplacer plus haut par un magma épais déjà présent dans la chambre supérieure.

Source: Alaska Volcano Observatory information Statement, USGS – 22 Avril 2022.

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On April 6th, 2021, I wrote a post entitled « Mt Edgecumbe’s fake eruption (Alaska). » The story that happened in Sitka (Alaska) on April 1st, 1974 belongs to the long tradition of playing tricks on April 1st, also called April Fools’ Day by the Anglo-Saxons.

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2021/04/06/la-fausse-eruption-du-mont-edgecumbe-alaska-mt-edgecumbes-fake-eruption-alaska/

Today, my post is quite serious. According to research published on October 10th, 2022 in the journal Geophysical Research Letters. we learn that, using a new method, Alaska Volcano Observatory (AVO) scientists revealed that magma beneath long-dormant Mount Edgecumbe volcano has been moving upward through Earth’s crust. Computer modeling based on satellite imagery shows magma is rising up to about 10 km from a depth of about 20 km. This ascent caused earthquakes and significant surface deformation. Scientists say it is « the fastest rate of volcanic deformation that [they] currently have in Alaska. And while it is not uncommon for volcanoes to deform, the activity at Edgecumbe is unusual because reactivation of dormant volcanic systems is rarely observed. »

The Alaska Volcano Observatory collaborated with the Alaska Satellite Facility, another Geophysical Institute unit, to process data in the cloud. Cloud computing uses remote servers to store data and provide computing services so a researcher does not have to download and sort data to process it, something that can take weeks or months.

The research team began its work as soon as a swarm of earthquakes was noticed at Mount Edgecumbe on April 11th, 2022. Researchers analyzed the previous 7.5 years of ground deformation detected in satellite radar data. On April 15th, they had a preliminary result : An intrusion of new magma was causing the earthquakes. A small number of earthquakes began under Edgecumbe in 2020, but the cause was ambiguous until the deformation results were produced. The Alaska Volcano Observatory informed the public on April 22nd, less than two weeks after the latest series of Edgecumbe earthquakes was reported.

Mount Edgecumbe, at 976 m, is on Kruzof Island on the west side of Sitka Sound. It is part of the Mount Edgecumbe Volcanic Field. Most striking for the researchers was an area of ground uplift on southern Kruzof Island 17 km in diameter and centered 2.5 km east of the volcano. The upward deformation began abruptly in August 2018 and continued at a rate of 8.5 cm annually, for a total of 27 cm through early 2022. Subsequent computer modeling indicated the cause was the intrusion of new magma.

The new deformation-based analysis will allow for earlier detection of volcanic unrest, because ground deformation is one of its earliest indicators. Deformation can occur without accompanying seismic activity, making ground uplift a key symptom to watch. AVO is applying the new approach to other volcanoes in Alaska, including Trident Volcano, about 50 km north of Katmai Bay. The volcano is showing signs of elevated unrest (see my post of September 30th, 2022).

Mount Edgecumbe is not showing signs of an imminent eruption. The current magma intrusion has been going on for more than three years now. Prior to an eruption, more seismicity, more deformation, together with changes in the patterns of seismicity and deformation are observed.

The researchers think magma is likely reaching an upper chamber through a near-vertical conduit. But they also believe the magma is precluded from moving further upward by thick magma already in the upper chamber.

Source: Alaska Volcano Observatory information Statement, USGS – 22 Avril 2022.

Vue du Mt Edgecumbe (Crédit photo: Wikipedia)

Séismes sur le Mauna Loa (Hawaii)

Un séisme de M 5,1 a été enregistré sur le Mauna Loa (Hawaï) le 14 octobre 2022. C’est le plus puissant d’une série d’événements qui ont été enregistrés sur le volcan qui se trouve actuellement dans une situation d' »activité élevée ». De plus petites répliques ont suivi le séisme principal.
La série a commencé avec une secousse de magnitude M 4,6 quelques secondes avant celle de M 5,1. La première a été localisée légèrement au large et au sud de la ville de Pahala. L’épicentre de l’événement de M 5,1 se trouvait juste au sud de Pahala sous une route.
Il n’a pas été fait état de dégâts importants ou de blessures. Il y a eu quelques dégâts mineurs à Pahala, notamment des tuiles tombées d’un bâtiment.
L’USGS indique que les répliques peuvent se poursuivre pendant plusieurs jours, voire plusieurs semaines, et peuvent être suffisamment importantes pour être ressenties par la population.
Le Mauna Loa n’est pas en éruption et il n’y a aucun signe annonçant une éruption imminente pour le moment. Le HVO explique que « cette séquence sismique semble être liée à des réajustements le long du flanc sud-est du Mauna Loa. À plusieurs reprises, de puissants séismes ont précédé les éruptions passées du Mauna Loa, bien qu’ils aient été généralement plus puissants que les derniers événements. On ne sait pas à l’heure actuelle si la dernière séquence sismique est directement liée à l’activité volcanique observée en ce moment sur le Mauna Loa. »
Les derniers séismes n’ont pas été suivis d’une alerte tsunami à Hawaï.
La surveillance de l’activité sismique et volcanique sur le Mauna Loa est importante car les éruptions peuvent démarrer soudainement, avec l’émission de coulées de lave très fluides qui peuvent se déplacer à grande vitesse sur les flancs du volcan. La lave peut atteindre rapidement les zones habitées et couper la Highway 11 qui fait le tour de la grande île d’Hawaï. Des sirènes ont été installées pour alerter la population.

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An M 5.1 earthquake was recorded on Mauna Loa (Hawaii) on October 14th, 2022. It was the strongest of a series of events that struck the volcano which is in a “state of heightened unrest. »

Smaller aftershocks followed the main quake.

The series started with an M 4.6 magnitude earthquake seconds before the larger one. The first one was slightly offshore and south of the town of Pahala, followed by the larger event just south of Pahala beneath a highway.

There were no immediate reports of major damage or injuries. There was some minor damage in Pahala, including tiles that fell in a building.

USGS says that the aftershocks could continue for several days to possibly weeks and may be large enough to be felt by the population.

Mauna Loa is not erupting and there are no signs of an imminent eruption at this time. HVO explains that “this sequence of earthquakes appears to be related to readjustments along the southeast flank of Mauna Loa volcano. On several occasions large earthquakes have preceded past eruptions of Mauna Loa, though these have typically been larger than today’s earthquakes. It is not known at this time if this sequence of earthquakes is directly related to the ongoing unrest on Mauna Loa.”

Following the earthquakes, there was no tsunami threat to Hawaii.

Monitoring seismic and volcanic activity on Mauna Loa is important as eruptions can start suddenly, with the emission of very fluid lava flows that can travel at high speed on the flanks of the volcano. They can rapidly reach populated areas and cross Highway 11 that circles Hawaii Big Island. Sirens have been set up to warn residents of the danger.

Photo: C. Grandpey