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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

Volcanisme et tectonique sur l’Etna // Volcanism and tectonics on Mt Etna

Une étude intitulée “Time and space scattered volcanism of Mt. Etna driven by strike-slip tectonics” publiée le 20 août 2019 dans les Scientific Reports nous explique l’ascension du magma à l’intérieur de l’Etna.

Le travail, effectué par des scientifiques de l’INGV et de l’Institut National d’Océanographie et de Géophysique Expérimentale (OGS) a permis de déterminer les conditions qui permettent au magma de remonter vers la surface.
L’Etna se trouve dans une zone de failles transformantes. Grâce aux données sismiques, gravimétriques et magnétiques les chercheurs ont pu obtenir des images permettant de »voir » les secteurs où se situent les failles et comment elles sont organisées. Il y a au moins 500 000 ans, l’activité tectonique dans une vaste zone de failles de la partie sud du volcan (entre Acireale et les environs d’Adrano) a entraîné la formation de zones « d’ouverture »de la croûte terrestre qui ont été les voies préférentielles choisies par le magma pour sortir par des fissures éruptives disséminées le long de la ligne de faille. Ces fissures, identifiées entre Aci Trezza et Adrano, ont caractérisé les premières phases d’activité de l’Etna.
La déformation continue le long de la même zone de faille et même plus au nord, ainsi que leur interaction mutuelle, « ont entraîné la migration des zones d’éruption du magma et la fermeture soudaine de conduits éruptifs précédemment actifs ». C’est ce qui explique le processus de migration du volcanisme du versant sud (actif d’au moins 500 000 à environ 200 000 ans) vers la région de la Valle del Bove (entre 100 000 et 70 000 ans) et vers les centres éruptifs actuels (d’il y a 60 000 ans à aujourd’hui). La déformation induite par les failles sur le substrat sur lequel repose le volcan a également influencé le glissement du flanc E de l’Etna, qui se caractérise par une forte sismicité, comme en témoigne le séisme de décembre 2018.

Vous trouverez l’intégralité de l’étude (en anglais ) à cette adresse :

 https://www.nature.com/articles/s41598-019-48550-1

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 A study entitled « Time and space scattered volcanism of Mt. Etna driven by strike-slip tectonics » published August 20th, 2019 in the Scientific Reports explains the ascent of magma inside Mt Etna.
The work, carried out by scientists from INGV and the National Institute of Oceanography and Experimental Geophysics (OGS) has determined the conditions that allow magma to reach the surface.
Mt Etna is in a zone of strike-slip faults. Thanks to the seismic, gravimetric and magnetic data, the researchers were able to obtain images allowing to « see » the areas where the faults are located and how they are organized. At least 500,000 years ago, tectonic activity in a large fault zone in the southern part of the volcano (between Acireale and the Adrano area) resulted in the formation of « open » areas in the Earth’s crust which were the preferred pathways chosen by magma to exit through eruptive fissures scattered along the fault line. These fissures, identified between Aci Trezza and Adrano, characterized the first phases of activity of Mt Etna.
The continuous deformation along the same fault zone and even further north, as well as their mutual interaction, « have resulted in the migration of magma eruptive zones and the sudden closure of previously active eruptive ducts ». This accounts for the migration process of the southern slope volcanism (active from at least 500 000 to about 200 000 years ago) to the Valle del Bove region (between 100 000 and 70 000 years) and to the current eruptive centres (from 60,000 years ago to today). The deformation induced by the faults on the substrate on which the volcano rests has also influenced the sliding of the eastern flank of Mt Etna, which is characterized by a high seismicity, as evidenced by the earthquake of December 2018.
You will find the entire study at:
https://www.nature.com/articles/s41598-019-48550-1

Schémas illustrant l’évolution du volcanisme de l’Etna dans l’espace et dans le temps, en relation avec les systèmes de failles (Source : Scientific Reports)

Etna (Sicile) : Vers un retour à la normale ? // Back to normal ?

Au cours des dernières heures, on a observé une baisse de la sismicité ainsi que du tremor éruptif. Cela signifie que la pression du magma est moins forte dans les conduits d’alimentation du volcan et que l’activité strombolienne est en train de décliner dans les cratères sommitaux. La lave a cessé de couler depuis plusieurs jours dans la Valle del Bove. S’agit-il d’une simple pause ou d’un début de calme susceptible de durer plusieurs semaines, voire plusieurs mois ? Nul ne le sait. L’INGV reste vigilant car les scientifiques n’excluaient pas ces dernières heures une reprise d’activité à plus basse altitude.

Qu’il y ait reprise d’activité ou non, le dernier épisode éruptif laissera des marques. Le séisme de M 4,8 dont l’épicentre a été localisé dans la région de Viagrande n’était certes pas directement lié à l’activité volcanique mais, comme je l’ai indiqué précédemment, la secousse a probablement été provoquée par des contraintes et des déformations exercées sur les flancs du volcan par le magma au cours de son ascension. Il ne faudrait pas oublier que le versant oriental de l’Etna est parcouru de failles dont le mouvement a déjà provoqué des séismes dévastateurs (voir ma note précédente).

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In recent hours, there has been a decline in both seismicity and the eruptive tremor. This means that magma pressure is lower in the volcano feeding system and strombolian activity is declining in the summit craters. The lava has stopped flowing for several days in the Valle del Bove. Is this a simple pause or the beginning of a period of quiescence likely to last several weeks, or even months? Nobody knows. INGV remains vigilant as scientists did not exclude a resumption of activity at lower altitude.
Whether there is resumption of activity or not, the last eruptive episode will leave marks. The M 4.8 earthquake whose epicentre was located in the Viagrande area was certainly not directly related to volcanic activity but, as I indicated earlier, the quake was probably caused by constraints and deformations exerted on the flanks of the volcano by the magma during its ascent. It should not be forgotten that the eastern slopes of Mount Etna are crossed by faults whose movement has already caused devastating earthquakes (see my previous note).

Profil du tremor éruptif au cours des dernières heures (Source: INGV)

Tenorio (Costa Rica) [suite / continued]

J’aimerais revenir sur l’activité sismique observée ces derniers jours en Amérique Centrale. Tout a commencé avec un puissant séisme de M 7,6 enregistré à 02h51 (GMT) le mercredi 10 janvier 2018 au large du Honduras (voir carte ci-dessous), à 44 kilomètres à l’est des Iles Swan et à une profondeur de 10 kilomètres (Source : USGS). .

Le Réseau sismologique national (RSN) du Costa Rica indique que depuis le 9 janvier 2018, il a localisé 42 secousses sur le versant oriental du volcan Tenorio, considéré comme étant au repos. Ces séismes ont eu des magnitudes comprises entre M 2,2 et M 5,3. La sismicité a commencé le 9 janvier avec un séisme de magnitude M 4,7 à 20h56. 11 répliques ont par la suite été enregistrées avec des magnitudes comprises entre M 2,7 et M 4,3. Le 10 janvier, la sismicité a diminué et sept secousses ont été détectées, entre M 2,2 et M 3,5. Le 11 janvier, on a observé une reprise de la sismicité, avec 23 séismes dont trois avaient une magnitude supérieure à M 5,0.

Comme je l’ai indiqué précédemment, ces différents séismes avaient des hypocentres situés entre 2 et 15 km de profondeur, et des épicentres à proximité des failles Caño Negro et Chiquero, pas très loin du volcan Tenorio dont le Parc National a été fermé par crainte des glissements de terrain..

Il sera intéressant de voir l’évolution de la situation dans les prochains jours et les prochaines semaines. Selon le RSN, la sismicité observée ces derniers temps est probablement due aux mouvements des failles qui viennent d’être mentionnées, ainsi que d’autres dans la région.

Cette sismicité réveillera-t-elle le Tenorio ? Personne ne le sait. Le lien entre activité sismique d’origine tectonique et activité volcanique n’a jamais été formellement démontré. Par exemple, en mars 2011, les volcanologues japonais ont craint que le séisme de M 9,0 observé le 11 de ce même mois réveille le Mont Fuji. Il n’en fut rien et, à ce jour, le volcan – dont la dernière éruption remonte à 1707 – ne s’est toujours pas manifesté.

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I would like to write again about the seismic activity observed in recent days in Central America. It all started with a powerful M 7.6 earthquake registered at 02:51 (GMT) on Wednesday, January 10th, 2018 off Honduras (see map below), 44 kilometers east of the Swan Islands and at a depth of 10 kilometres (Source: USGS). .
Costa Rica’s National Seismological Network (RSN) reports that since January 9th, 2018, it has located 42 tremors on the eastern slope of the Tenorio volcano, considered to be at rest. These earthquakes had magnitudes between M 2.2 and M 5.3. Seismicity began on January 9th with an earthquake of magnitude M 4.7 at 20:56. 11 aftershocks were subsequently recorded with magnitudes between M 2.7 and M 4.3. On January 10th, seismicity decreased and seven events were detected, between M 2.2 and M 3.5. On January 11th, there was a resumption of seismicity, with 23 earthquakes, three of which had a magnitude greater than M 5.0.
As I put it before, these different earthquakes had hypocentres located between 2 and 15 km deep, and epicentres near the Caño Negro and Chiquero faults, not far from the Tenorio volcano whose National Park was closed for fear of landslides ..
It will be interesting to see the evolution of the situation in the coming days and weeks. According to RSN, the seismicity observed recently was probably due to the movements of the faults I have just mentioned, as well as others in the region.
Will this seismicity wake up Tenorio? Nobody knows. The link between seismic activity of tectonic origin and volcanic activity has never been formally demonstrated. For example, in March 2011, Japanese volcanologists feared that the M 9.0 earthquake observed on the 11th of that month, might wake Mount Fuji. It was not so, and to date, the volcano – whose last eruption dates back to 1707 – has not shown any significant sign of activity.

Source: RSN / The Watchers