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Péninsule de Reykjanes (Islande) : Ça recommence ! // Reykjanes Peninsula (Iceland) : Strong seismicity again !

Un fort essaim sismique a secoué la péninsule de Reykjanes dans la soirée du 19 juillet 2020, avec un événement de M 5.1 sur l’échelle de Richter. La secousse a été ressentie à Reykjavik où les habitants ont entendu la terre gronder et senti leurs maisons vibrer. Des répliques ont été enregistrées jusqu’au matin avec des événements de M 4,6 et M 4,3.
La sismicité a son origine à l’extrémité sud-ouest de la péninsule de Reykjanes, au sud de l’aéroport de Keflavik, près de la ville de Grindavik et du Blue Lagoon.
Au cours des derniers mois, la zone autour de Grindavik a été secouée par de fréquents séismes. Les capteurs GPS ont également détecté une inflation du sol, peut-être due à une intrusion magmatique. Début 2020, on a craint que l’activité sismique annonce une possible éruption volcanique, mais à l’époque, les autorités ont estimé que le risque était très faible. La dernière éruption sur la péninsule de Reykjanes a eu lieu il y a environ 800 ans.
Il convient de noter que la sismicité est également intense sur la Zone de Fracture de Tjörnes dans le nord de l’Islande, avec des événements parfois supérieurs à M 4. Des chutes de pierres ont été observées dans la zone. Il est conseillé aux visiteurs d’éviter de marcher le long des falaises.
Source: IMO.

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 A strong earthquake swarm shook the Reykjanes Peninsula on July 19th, 2020 in the evening, with an M 5.1 event on the Richter scale. The event was felt in Reykjavik where residents heard the earth rumbling and shaking their homes. Aftershocks continued until morning with the strongest aftershocks measuring M 4.6 and M 4.3.

The earthquakes originated in the southwest tip of the Reykjanes peninsula, south of Keflavik Airport, near the town of Grindavik and the Blue Lagoon.

For the past few months the area around Grindavik has been hit with frequent earthquakes with GPS-linked sensors showing ground inflation, possibly due to magma intrusion underground. Earlier this year there were fears of the seismic activity being the precursor of a possible volcanic eruption but at the time authorities deemed the risk of an eruption to be very low. The last time a volcano erupted on the Reykjanes peninsula was around 800 years ago.

It sould be noted that seismicity is also intense on the Tjörnes Fracture Zone in northern Iceland, with events sometimes above M 4. Rockfalls have been observed in the area. Visitors are advised to avoid walking along the cliffs.

Source: IMO.

La sismicité en Islande (Source : IMO)

Corrélation entre activité solaire et activité sismique ? // A correlation between solar activity and seismic activity ?

Des études ont été faites sur l’influence possible de la Lune sur les éruptions volcaniques. J’ai personnellement travaillé sur la possible corrélation entre la pression atmosphérique et l’activité strombolienne (voir le résumé de cette étude sous l’entête de ce blog). Cependant, ces études n’ont pas apporté de réponses convaincantes sur le rôle joué par ces éléments naturels.

Une nouvelle étude réalisée par des chercheurs italiens et récemment publiée dans Nature Scientific Reports indique que de puissantes éruptions solaires peuvent déclencher de puissants séismes sur Terre. Les auteurs de l’étude ont analysé 20 années de données sur la densité et la vitesse des protons solaires, fournies par le satellite SOHO, et les données sur la sismicité dans le monde au cours de la période correspondante. Ils ont observé une corrélation évidente entre la densité de protons et la survenue de grands séismes de magnitude supérieure à M 5,6, avec un décalage d’une journée.
Le Soleil bombarde en permanence le système solaire avec de l’énergie et des particules sous forme de vent solaire. Parfois, les éruptions à la surface du Soleil provoquent des éjections de masse coronale qui traversent le système solaire à des vitesses extrêmement rapides. La nouvelle étude montre que les particules émises par ces éruptions peuvent être responsables du déclenchement de groupes de puissants séismes.
Les scientifiques ont remarqué que certains puissants séismes sur notre planète ont tendance à se produire en groupes,  et pas de manière aléatoire. Cela laisse supposer qu’il existe probablement un phénomène global de déclenchement de ces événements.
Pour leur étude, les chercheurs ont parcouru vingt années de données sismiques et celles concernant l’activité solaire, en particulier grâce au satellite Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) de la NASA-ESA, et ils ont cherché des corrélations probables.
Le satellite SOHO, situé à environ 1,45 million de kilomètres de la Terre, surveille l’activité solaire, ce qui permet aux scientifiques de contrôler la quantité de matière solaire qui vient frapper la Terre.
En comparant les séismes répertoriés dans l’ISC-GEM Global Instrumental Earthquake Catalogue – où sont inscrits tous les événements historiques dans le monde – avec les données fournies par le satellite SOHO, les chercheurs ont remarqué que de puissants séismes se produisaient lorsque augmentaient le nombre et la vitesse des protons solaires arrivant sur Terre. Lorsque les protons en provenance du Soleil atteignent un pic, on observe également un pic dans le nombre de séismes d’une magnitude supérieure à M 5,6 pendant les 24 heures suivantes.
Après avoir remarqué une corrélation entre les émissions de protons solaires et les puissants séismes, les chercheurs ont ensuite proposé une explication avec un mécanisme baptisé « effet piézoélectrique inverse ».
La compression du quartz, roche courante dans la croûte terrestre, peut produire une impulsion électrique grâce à un processus appelé effet piézoélectrique. Les chercheurs pensent que de telles petites impulsions sont susceptibles de déstabiliser les failles proches de la rupture et déclencher des séismes.
Cette explication suppose que les anomalies électromagnétiques ne sont pas le résultat des séismes, mais en sont la cause. Lorsque les protons chargés positivement en provenance du Soleil frappent la bulle magnétique terrestre, ils génèrent des courants électromagnétiques qui se propagent à travers le monde. Les impulsions créées par ces courants continuent à déformer le quartz dans la croûte, ce qui finit par déclencher des tremblements de terre.
L’étude complète se trouve à cette adresse:
https://www.nature.com/articles/s41598-020-67860-3

Source: Nature Scientific Reports, The Watchers.

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Studies have been made about the possible influence of the Moon on volcanic eruptions. I have personally made a study about the possible correlation between atmospheric pressure and strombolian activity (see the abstract under the title of this blog). However, these studies have not brought any clear answers on the role played by these natural elements.

A new study by Italian researchers recently published in Nature Scientific Reports suggests that powerful eruptions on the Sun can trigger large earthquakes on Earth. In the paper, the authors analyzed 20 years of proton density and velocity data, as recorded by the SOHO satellite, and the worldwide seismicity in the corresponding period. They found a clear correlation between proton density and the occurrence of large earthquakes with magnitudes above M 5.6, with a time shift of one day.

The Sun is constantly bombarding the solar system with energy and particles in the form of the solar wind. Sometimes, eruptions on the Sun’s surface cause coronal mass ejections that hurtle through the solar system at extremely fast rates. The new study suggests that particles from such eruptions may be responsible for triggering groups of powerful earthquakes.

Scientists noted that some powerful earthquakes around the planet tend to occur in groups, not randomly. This indicates that there may be some global phenomenon triggering these worldwide events.

For their study, the researchers searched through 20 years of data on both earthquakes and solar activity, specifically from NASA-ESA’s Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) satellite, and sought probable correlations.

SOHO, located about 1.45 million km from the Earth, monitors the Sun, which helps scientists track how much solar material strikes the Earth.

By comparing the ISC-GEM Global Instrumental Earthquake Catalogue – a historical record of powerful tremors – to SOHO data, the researchers noticed more strong earthquakes happened when the number and velocities of incoming solar protons increased. When protons from the Sun peaked, there was also a spike in earthquakes above M 5.6 for the next 24 hours.

After noticing there was a correlation between solar proton flux and strong earthquakes, the researchers went on to propose an explanation with a mechanism called “the reverse piezoelectric effect”.

Compressing quartz rock, something common in the Earth’s crust, can produce electrical pulse through a process called the piezoelectric effect. The researchers think that such small pulses could destabilize faults that are nearing rupture, triggering earthquakes

This new explanation suggests that electromagnetic anomalies are not the result of earthquakes, but cause them instead. As positively charged protons from the Sun hit the Earth’s magnetic bubble, they generate electromagnetic currents that propagate across the world. Pulses created by these currents go on to deform quartz in the crust, ultimately triggering earthquakes.

The complete study can be found at this address :

https://www.nature.com/articles/s41598-020-67860-3

Source : Nature Scientific Reports, The Watchers.

Vue d’une éruption solaire (Source: NASA)

Nouvelle carte sismique des Etats Unis // New seismic map of the United States

Des scientifiques de l’Université de Stanford ont compilé la carte la plus détaillée à ce jour des contraintes sismiques en Amérique du Nord. La carte et l’étude qui l’accompagne fournissent des informations précises sur les régions les plus exposées aux séismes ainsi que les types de séismes susceptibles de se produire.
La nouvelle carte est apparue dans une étude publiée le 22 avril 2020 dans la revue Nature Communications. Grâce à l’incorporation de près de 2 000 «orientations de contraintes» (mesures indiquant la direction dans laquelle la pression s’exerce sous terre) ainsi que 300 mesures non incluses dans les études précédentes, la carte fournit une image de bien meilleure résolution de l’activité sismique régionale.
Pour élaborer la carte, les chercheurs ont compilé des mesures nouvelles et anciennes obtenues à partir de forages, puis ils ont utilisé des informations relatives aux séismes passés pour en déduire quels types de failles étaient susceptibles de se trouver en différents endroits.
Connaître l’orientation d’une faille et le niveau de contrainte à proximité permet de savoir dans quelle mesure elle est susceptible de s’activer et si les gens doivent s’inquiéter, que ce soit dans le cadre de scénarios de séismes naturels ou de ceux déclenchés par l’industrie. L’expression « séismes déclenchés par l’industrie» fait référence à l’activité sismique causée par l’homme, en particulier dans certaines parties de l’Oklahoma et du Texas où la fracturation hydraulique est monnaie courante. Il est utile de rappeler que cette méthode d’extraction du pétrole et du gaz consiste à injecter de l’eau en profondeur dans des couches de roches pour forcer l’ouverture de crevasses et extraire le pétrole ou le gaz qui se trouve à l’intérieur. Le risque, c’est que cette technique déstabilise le sol. En 2018, l’USGS a constaté que le niveau de risque sismique dans l’Oklahoma était à peu près le même qu’en Californie.
Tout en confirmant les connaissances existantes, certaines caractéristiques de la nouvelle carte donnent des indications supplémentaires sur les types de séismes les plus susceptibles de se produire à travers le continent. Ces informations peuvent jouer un rôle majeur dans la façon dont les régions se préparent aux catastrophes. Dans l’ouest des États-Unis, par exemple, les chercheurs ont observé que la direction des contraintes sous la surface de la Terre avait changé jusqu’à 90 degrés sur des distances de seulement 10 kilomètres. Cela signifie que les fluides injectés dans le sol dans le processus de fracturation hydraulique peuvent être chahutés, même à une courte distance de l’endroit où ils sont injectés.

Sur la carte ci-dessous, des lignes noires indiquent la direction de la pression dans les zones de contrainte maximale. Les zones bleues représentent des failles d’extension où la croûte s’étire horizontalement. Les zones vertes représentent des failles transformantes, comme la faille de San Andreas. Les zones rouges représentent les failles de chevauchement, où la Terre se déplace sur elle-même.
Source: Business Insider.

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Scientists at Stanford University have compiled the most detailed map to date of seismic stress across North America. The map and accompanying study offer precise information about the regions most at risk of earthquakes, and which types of quakes are likely to occur.

The new map was described in a study published on April 22nd, 2020 in the journal Nature Communications. By incorporating nearly 2,000 « stress orientations » (measurements indicating the direction that pressure gets exerted underground in high-stress areas) as well as 300 measurements not included in previous studies, the map provides a higher-resolution picture of regional seismic activity than ever before.

To make the map, the researchers compiled new and previously published measurements from boreholes, then used information about past earthquakes to infer which types of faults were likely to be found in different locations.

Knowing the orientation of a fault and the state of stress nearby allows to know how likely it is to fail and whether people should be concerned about it in both naturally triggered and industry-triggered earthquake scenarios. The term « industry-triggered » earthquakes refers to seismic activity caused by humans, which is most common in parts of Oklahoma and Texas where hydraulic fracturing, or « fracking, » commonly occurs. This method of oil and gas extraction involves injecting water deep into the Earth’s layers of rocks to force open crevices and extract the oil or gas buried inside. But it destabilizes the ground. In 2018, USGS found that Oklahoma’s earthquake threat level was roughly the same as California’s.

While some of the researchers’ findings in the new map reaffirm existing knowledge, they also reveal new discoveries about the types of earthquakes that are most likely to occur across the continent. That information could have profound implications for how regions prepare for disasters. In the Western US, for example, the researchers observed that the direction of pressure under the Earth’s surface changed by up to 90 degrees over distances as short as 10 kilometres. That means the fluids injected into the ground in the fracking process could get pushed around in completely different ways even just a short distance from where they get injected.

In the map below, black lines indicate the direction of pressure in maximum stress areas. Blue areas represent extensional, or normal faulting, where the crust extends horizontally. Green areas represent strike-slip faulting, where the Earth slides past itself, like the San Andreas fault. Red areas represent reverse, or thrust faulting, where the Earth moves over itself.

Source: Business Insider.

Source : Stanford University

L’intrusion magmatique sous la Péninsule de Reykjanes (Islande) // The magma intrusion beneath the Reykjanes Peninsula (Iceland)

Les personnes qui s’intéressent un tant soit peu à la géologie savent que l’Islande se trouve dans une zone d’accrétion, autrement dit sur un point de l’écorce terrestre où les plaques tectoniques Eurasiatique et Américaine s’écartent l’une de l’autre à raison de quelques centimètres chaque année. Cette situation géologique particulière induit une sismicité relativement élevée, mais les derniers événements observés sur la Péninsule de Reykjanes, dans le sud-ouest du pays, interpellent les scientifiques. Ils se demandent quelle peut être la cause de l’activité sismique intense et ils se posent une foule de question. Est-elle d’origine purement tectonique ? Pourquoi observe-t-on un soulèvement du sol ? S’agit-il d’une intrusion, magmatique ? Pourquoi n’y a-t-il pas d’éruption ? Comme il n’y a ni morts, ni dégâts matériels majeurs, les médias ne s’intéressent pas à l’Islande en ce moment. L’épidémie de COVID-19 a accaparé tous les regards. Pourtant, la situation sur la Péninsule de Reykjanes est fort intéressante.

Comme je l’ai écrit à plusieurs reprises ces dernières semaines, la sismicité est toujours intense dans la Péninsule de Reykjanes. Plus de 6 000 événements ont été enregistrés depuis le début de l’année 2020. J’ai indiqué que, selon l’Icelandic Met Office (IMO), il s’agit de l’activité la plus intense jamais enregistrée dans la région depuis le début de la surveillance numérique en 1991. Cette sismicité affecte tous les systèmes volcaniques de la Péninsule et de la Dorsale de Reykjanes.
Outre l’activité sismique intense, les mesures GPS confirment qu’une intrusion magmatique a eu lieu dans la partie ouest de la Péninsule de Reykjanes sous Rauðhólar et Sýrfell, entre la mi-février et la première semaine de mars. Une modélisation situe l’intrusion à une profondeur de 8 à 13 km, probablement dans la partie inférieure de la croûte terrestre, à une plus grande profondeur que les deux intrusions magmatiques observées au niveau du Mt Thorbjörn.
Lors du premier épisode d’inflation en janvier-février, la déformation atteignait environ 3 à 4 mm par jour avec un soulèvement total de 6 cm pendant toute la période.
Dans l’épisode d’inflation actuel, la déformation semble beaucoup plus lente. Elle a atteint environ 7 à 8 cm depuis la fin janvier.
Le Conseil consultatif scientifique – Scientific Advisory Board (SAB) – islandais estime que l’explication la plus probable de l’inflation est une intrusion magmatique au cours de laquelle le magma force le passage horizontalement. Cette intrusion provoque une forte sismicité dans la zone au nord de Grindavík. Une modélisation montre que des fractures peuvent s’ouvrir dans la couche supérieure de la croûte, à 1 ou 2 km de profondeur, en raison des contraintes générées par l’intrusion proprement dite. Cette situation est susceptible de générer de nouveaux épisodes de sismicité dans la région.
Le 28 mars 2020, un essaim sismique a été enregistré à Eldey, ce qui prouve que l’activité affecte tous les systèmes volcaniques de la Péninsule et de la Dorsale de Reykjanes qui se trouvent en limite dee plaques tectoniques mentionnées précédemment. Il convient de noter que les systèmes volcaniques d’Eldey, Reykjanes, Svartsengi et Krýsuvík se trouvent à cheval sur ces limites de plaques. Le SAB estime qu’il est essentiel de surveiller l’activité en cours dans la Péninsule de Reykjanes dans son ensemble et non par secteur, et de comparer cette activité avec des événements plus anciens dans la région. On pourra ainsi essayer de comprendre la cause des phénomènes actuels et tenter de prévoir l’évolution possible de la situation.
Sources: OMI, SAB, The Watchers.

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Those who are interested in geology know that Iceland is in an accretion zone, a spot of the Earth’s crust where the Eurasian and American tectonic plates move away from one another at the rate of a few centimeters each year. This particular geological situation induces a relatively high seismicity, but the latest events observed on the Reykjanes Peninsula, in the southwest of the country, call out to scientists. They wonder what may be the cause of the intense seismic activity and they ask themselves a lot of questions. Is it of purely tectonic origin? Why do we observe an uplift from the ground? Is this a magma intrusion? Why is there no eruption? As there are no deaths or major material damage, the media is not interested in Iceland at this time. The COVID-19 epidemic has taken everyone’s attention. However, the situation on the Reykjanes Peninsula is very interesting.

As I put it several times before, seismicity is still intense at the Reykjanes Peninsula. More than 6 000 events have been recorded since the beginning of 2020. I have explained that, according to the Icelandic Met Office (IMO), it is the most intense activity ever recorded in the region since the beginning of digital monitoring in 1991. It is affecting all volcanic systems in the Reykjanes Peninsula and Reykjanes Ridge

Beside the intense seismic activity, GPS measurements give evidence of a new magma intrusion west of the Reykjanes Peninsula under Rauðhólar and Sýrfell, from mid-February until the first week of March.  A model places the intrusion at a depth of about 8 – 13 km, which is probably at the bottom of the Earth’s crust, at considerably more depth than the two magma intrusions at Thorbjörn.

During the first inflation episode in January-February, the deformation rate was about 3 – 4 mm per day with a total of 6 cm uplift during the whole period.

In the inflation episode that is ongoing now, the deformation rate looks much slower. In total, it has been about 7 – 8 cm since the end of January.

The Icelandic Scientific Advisory Board (SAB) believes that the most likely explanation of the inflation is a magma intrusion, with magma forcing its way horizontally. The magma intrusion causes a considerable amount of earthquakes in the area north of Grindavík. A model of the ongoing magma intrusion shows that fissures can open in the uppermost layer of the crust, at 1 – 2 km, because of the stress induced by the uplift itself. This might lead to more earthquakes in the area.

On March 28th, 2020, an earthquake swarm occurred in Eldey, indicating that the activity is affecting all volcanic systems in the peninsula and the ridge.The Reykjanes Peninsula and the Reykjanes Ridge are composed of plate boundaries. It should be noted that the Eldey, Reykjanes, Svartsengi and Krýsuvík volcanic systems lie right across the boundaries. The SAB believes that it is extremely important to monitor and investigate the ongoing activity in the Reykjanes Peninsula as a whole, and compare this activity with older events in the area to try to decipher the reasons and identify possible developments.

Sources: IMO, SAB, The Watchers.

L’activité sismique en 2020 sur le Péninsule de Reykjanes (Source: The Watchers)

On observe également plusieurs sites hydrothermaux sur la péninsule (Photo: C. Grandpey)