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Failles et activité sismique à Hawaii // Faults and seismic activity in Hawaii

drapeau-francaisLes séismes sont monnaie courante sur la Grande Ile d’Hawaii et, la plupart du temps, ils sont dus à des mouvements de failles, suite à l’activité volcanique du Kilauea. Le 12 février 2016 à 09h23 (heure locale), un nouveau séisme de M 4,1 a été enregistré sous le flanc sud du volcan, l’une des zones sismiques les plus actives des États-Unis. Toutefois, l’événement est survenu sur une faille qui a généré des événements destructeurs au cours des dernières années.
Les failles responsables de la majorité des séismes sur le flanc sud du Kilauea appartiennent au système Hilina. Ce système comprend les failles qui donnent naissance à des falaises (pali en hawaiien) le long de la côte sud-est d’Hawaï. Hilina Pali et Hōlei Pali en sont des exemples typiques. Sous ces failles, on en observe un autre type, plus rare, appelé faille de « décollement ». L’analyse du dernier séisme du 12 février indique qu’il a probablement eu lieu sur cette structure particulière.
Une faille de « décollement » – également appelée «faille de détachement» – fait référence à une faille quasiment horizontale qui est souvent complètement enterrée. S’agissant du Kilauea, une faille de « décollement » existe à l’interface entre le fond marin et le volcan sus-jacent. Le glissement qui se produit le long de cette faille est en partie provoqué par l’intrusion magmatique le long de l’East Rift Zone du Kilauea qui exerce une pression sur le flanc sud du volcan et le pousse vers la mer.
Les données fournies par le réseau GPS du HVO montrent que, la plupart du temps, les mouvements du flanc sud du Kilauea se produisent à un rythme régulier, à raison d’environ 6 cm par an. On a alors affaire à un glissement stable le long de la faille, ce qui ne provoque pas de séismes majeurs. .
Cependant, le « décollement » du flanc sud du Kilauea n’est pas toujours aussi régulier. Il peut également se produire par à-coups d’une durée de quelques secondes qui génèrent des séismes ressentis par la population.
Alors que les failles qui ont donné naissance à Hilina Pali, Hōlei Pali, et autres falaises le long de la côte sud de Big Island produisent la majorité des séismes (en général de faible intensité) dans cette région, la faille de « décollement » est responsable des séismes les plus puissants.
Ainsi, en 1989, un événement de ce type a déclenché un séisme de M 6,1 qui a blessé cinq personnes, détruit cinq maisons, et a été ressenti dans toute la Grande Ile. La secousse la plus forte a été localisée dans le Lower Puna District, secteur qui connaît depuis cette époque une croissance rapide de la population.
En 1975, un séisme de M 7,7 à Kalapana a été encore plus destructeur. À l’époque, il y avait peu d’habitations à proximité de l’épicentre, mais de fortes secousses ont eu lieu dans tout le district de Puna et à Hilo, qui a subi des dégâts importants. Le séisme a également entraîné un affaissement de la côte atteignant parfois 3,5 mètres, avec un tsunami qui a causé la mort de deux personnes.
Source: USGS / HVO.

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drapeau anglaisEarthquakes are quite frequent on Hawaii Big Island and are mostly caused by fault movements generated by volcanic activity on Kilauea. On February 12th at 9:23 a.m.(local time), an M 4.1 earthquake occurred beneath Kilauea Volcano’s south flank which is one of the most seismically active areas in the United States. However, the event occurred on a fault that has also produced large and damaging events in past years.
The faults responsible for the majority of Kilauea south flank earthquakes belong to the Hilina Fault System. This system includes steep faults that form the cliffs lining Hawaii’s southeast coast, of which the Hilina Pali and Hōlei Pali are spectacular examples. Underneath these faults is another, and more uncommon, type of fault called “a décollement”. Analysis of the last earthquake indicates that it likely occurred on this unique structure.
“Décollement” or “detachment fault” refers to a nearly flat-lying fault that is often completely buried underground. At Kilauea, a décollement exists at the interface between the original seafloor and the overlying volcano. Sliding along this fault is driven partly by magma intruding into Kilauea’s East Rift Zone, which puts pressure on the south flank of the volcano and pushes it seaward.
Data from HVO’s GPS monitoring network shows that most of the time Kilauea south flank motion occurs at a steady rate of 6 cm per year. This indicates stable sliding on the fault, without the shaking that accompanies earthquakes.
However, Kilauea’s south flank décollement doesn’t only creep. It can also suddenly lurch forward in a matter of seconds, producing felt earthquakes.
While the faults responsible for Hilina, Hōlei, and other pali produce the majority of (usually low intensity) earthquakes on Kilauea’s south flank, the « décollement » is responsible for the strongest quakes.
In 1989, such an event produced an M 6.1 earthquake, which injured five people, destroyed five houses, and was felt throughout the Big Island. The strongest shaking was centered in the island’s Lower Puna District, an area that has since seen rapid population growth.
The 1975 M 7.7 Kalapana earthquake was even more destructive. At the time, there were few structures near the epicenter, but severe shaking occurred throughout the Puna District and in Hilo, which experienced heavy damage. The earthquake also caused the coastline to suddenly drop by up to 3.5 metres, generating a tsunami that resulted in the two fatalities associated with this event.
Source: USGS / HVO.

Séisme

Séisme du 12 février 2016 (Source: USGS / HVO)

Hilina Pali

Vue de l’Hilina Pali (Photo: C. Grandpey)

Les émissions de CO2 dans les zones de rift // CO2 emissions in rift areas

drapeau-francaisDes scientifiques de l’Université du Nouveau-Mexique ont effectué des recherches visant à étudier le dioxyde de carbone (CO2) qui s’échappe des systèmes de failles dans le Rift Est-Africain (REA) afin de mieux comprendre dans quelle mesure ce gaz en provenance de l’intérieur de la Terre affecte l’atmosphère. La recherche a été financée par le programme Tectonique de la National Science Foundation.
On pense en général que le CO2 qui se trouve à l’intérieur de la Terre est envoyé dans l’atmosphère par les volcans actifs. Cependant, ce gaz peut également s’échapper le long de failles situées loin de centres volcaniques actifs.
Les scientifiques ont mesuré les émissions diffuses de CO2 du bassin Magadi-Natron dans le Rift Est-Africain entre le Kenya et la Tanzanie. Plusieurs volcans actifs émettent de grandes quantités de CO2 dans la région, notamment le Nyiragongo au Congo et l’Ol Doinyo Lengai en Tanzanie. En outre, des quantités importantes de CO2 sont stockées dans les grands lacs anoxiques de ce secteur.
Pour mesurer le flux de CO2 émis par les failles, les chercheurs ont utilisé un analyseur EGM-4 avec une chambre d’accumulation cylindrique. Les échantillons de gaz ont ensuite été recueillis dans des ampoules sous vide afin de procéder à leur analyse chimique et isotopique dans les laboratoires de l’Université du Nouveau-Mexique.
Les données fournies par l’ensemble des échantillons prélevés le long des failles ont été comparées aux analyses de gaz de l’Ol Doinyo Lengai. On a découvert qu’elles avaient des compositions isotopiques du carbone qui indiquaient une forte contribution magmatique au CO2 observé.
L’étude a généré des données intéressantes qui ont permis aux scientifiques de quantifier les émissions massives et prolongées de CO2 par des failles profondes. Ils ont constaté que le bassin Magadi-Natron, à la frontière entre le Kenya et la Tanzanie, émettait environ 4 mégatonnes de CO2 mantellique par an. La sismicité à des profondeurs de 15 à 30 km enregistrée au cours de l’étude suppose que les failles dans cette région pénètrent probablement la croûte terrestre inférieure. Ainsi, la source du CO2 serait la croûte inférieure ou le manteau, ce qui est compatible avec les isotopes de carbone mesurés dans le gaz.
Les résultats indiquent que le CO2 provient probablement du manteau supérieur ou de corps magmatiques situés dans la croûte inférieure le long de ces failles profondes. L’extrapolation des mesures à l’ensemble de la branche Est du système de rift révèle une émission de CO2 de 71 mégatonnes par an, comparable à l’ensemble des émissions des dorsales médio-océaniques qui se situe entre 53 et 97 mégatonnes par an.
En comparaison avec les grandes éruptions volcaniques qui transfèrent instantanément des quantités importantes de CO2 et d’autres gaz dans l’atmosphère où ils peuvent affecter le climat de la planète pendant plusieurs années, les zones de rift continental diffusent ces gaz extrêmement lentement mais, à l’échelle de temps géologique, les émanations de gaz le long des zones de rift ont pu jouer un rôle jusqu’alors insoupçonné dans le réchauffement de l’atmosphère et peut-être même mis un terme aux ères de glaciation.
Toutefois, même si l’on inclut les émissions de CO2 nouvellement quantifiées dans le Rift Est-Africain dans l’ensemble du CO2 émis sur la planète, ces émissions naturelles sont éclipsées par celles provenant de l’utilisation de combustibles fossiles qui s’élevaient à 36 giga tonnes de CO2 en 2013. Cette comparaison montre que l’humanité émet actuellement en CO2 l’équivalent de 500 Rifts Est-Africains dans l’atmosphère chaque année !
Source: Science Blog: http://scienceblog.com/

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drapeau anglaisScientists at the University of New Mexico have conducted research to study carbon dioxide (CO2) emissions through fault systems in the East African Rift (EAR) in an effort to understand CO2 emissions from the Earth’s interior and how this gas affects the atmosphere. The research was funded by the National Science Foundation Tectonics Program.
CO2 from Earth’s interior is thought to be released into the atmosphere mostly via degassing from active volcanoes. However, the gas can also escape along faults away from active volcanic centres.
The scientists set out to measure diffuse CO2 flux from the Magadi-Natron basin in the East African Rift between Kenya and Tanzania. Several active volcanoes emit large volumes of CO2 including Nyiragongo in the Congo and Ol Doinyo Lengai in Tanzania. Additionally, significant amounts of CO2 are stored in large anoxic lakes in this region.
To measure diffuse CO2 flux, the researchers used an EGM-4 CO2 gas analyzer with a cylindrical accumulation chamber. The gas samples were then diverted from the chamber into pre-evacuated glass vials in order to carry out gas chemistry and carbon isotope analyses in the laboratories at the University of New Mexico.
The data from all samples were then compared to gas data from the active volcano Ol Doinyo Lengai and were found to have carbon isotope compositions that indicated a strong magmatic contribution to the observed CO2.
The research generated interesting data allowing the scientists to quantify the massive and prolonged deep carbon emissions through faults. They found that about 4 megatonnes per year of mantle-derived CO2 is released in the Magadi-Natron Basin, at the border between Kenya and Tanzania. Seismicity at depths of 15 to 30 kilometers detected during the project implies that extensional faults in this region may penetrate the lower crust. Thus, the ultimate source of the CO2 is the lower crust or the mantle, consistent with the carbon isotopes measured in the gas.
The findings suggest that CO2 is transferred from upper mantle or lower crustal magma bodies along these deep faults. Extrapolation of the measurements to the entire Eastern branch of the rift system implies a huge CO2 flux 71 megatonnes per year, comparable to emissions from the entire global mid-ocean ridge system of 53 to 97 megatonnes per year.
Compared with large volcanic eruptions that instantly transfer significant amounts of CO2 and other gases into the atmosphere where they affect the global climate over a few years, continental rifting is extremely slow at spreading these gases but on geologic time-scales, large-scale rifting events could have played a previously unrecognized role in heating up the atmosphere and perhaps ending global ice ages.
It is important to note, however, even when including the newly quantified CO2 emissions from the EAR in the global CO2 budget, natural emissions are dwarfed by emissions from fossil fuel use which were 36 giga tons of CO2 in 2013. This comparison shows that humanity is currently emitting the equivalent of 500 East African Rifts in CO2 to the atmosphere per year.
Source : Science Blog : http://scienceblog.com/

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Ol Doinyo Lengai, l’un des volcans du Rift Est-Africain  (Photos: C. Grandpey)

Marées, séismes et tsunamis // Tides, earthquakes and tsunamis

drapeau francaisPlusieurs scientifiques ont essayé de comprendre – sans grand succès – s’il y avait un lien entre la Lune, les marées et l’activité volcanique. De mon côté, j’ai essayé – sans résultats significatifs – d’étudier le lien possible entre la pression atmosphérique et l’activité éruptive (voir le résumé dans la colonne de gauche de ce blog). D’autres chercheurs tentent aujourd’hui de déterminer s’il existe un lien entre les marées et les séismes.
Il y a quelques années, une scientifique américaine a remarqué qu’il existait un lien entre les contraintes infligées par les marées à notre planète et le nombre de petits séismes dans certaines régions où cette pression est plus forte. Elle a remarqué que de tels séismes pouvaient déboucher sur de puissants tsunamis.
Un étudiant de l’Université Colombia effectue un travail de recherche dans le même sens en Alaska. Il passe au peigne fin une base de données des séismes enregistrés au large de l’Alaska pour voir s’il existe un lien entre le nombre de petits séismes provoqués par les marées et les grands tremblements de terre qui font se propager des tsunamis sur des milliers de kilomètres.
La théorie est la suivante: A marée haute, un plus grand volume d’eau s’accumule au-dessus des failles géologiques, augmentant ainsi les contraintes déjà présentes. Si la faille est sur le point de bouger, les marées sont susceptibles de déclencher de petites secousses.
Une chercheuse japonaise de l’Institut National de Recherche pour les Sciences de la Terre à Tsukuba (Japon) a étudié la relation entre les marées et les séismes. Elle a constaté que les séismes provoqués par les marées étaient fréquents au large de la côte nord-est du Japon plusieurs années avant l’événement d’une magnitude M 9 qui a déclenché le tsunami de 2011. Elle a obtenu des résultats similaires en étudiant les données concernant l’île de Sumatra avant le tsunami de 2004.
En utilisant les données concernant les séismes du passé, un autre chercheur japonais veut voir si certaines parties de l’Arc des Aléoutiennes produisent les mêmes signaux. Il a détecté trois zones dans lesquelles la sismicité semble s’intensifier lorsque augmentent les forces provoquées par les marées : le sud-est de Kodiak, le sud de Tanaga dans les Aléoutiennes centrales et le sud de Buldir dans les Aléoutiennes occidentales.
Le risque d’un séisme majeur le long de la Chaîne des Aléoutiennes n’est un secret pour personne. L’année dernière, lorsque les scientifiques de l’USGS ont imaginé un scénario associant séisme et tsunami  le jour anniversaire du séisme du Vendredi Saint de 1964, ils ont choisi un événement fictif de M 9,1 dont l’épicentre se situerait juste au sud de Sand Point. Les effets seraient dévastateurs en Alaska. Les chercheurs ont estimé que le tsunami provoqué par un tel événement inonderait les ports de Los Angeles et de Long Beach en Californie, avec les effets catastrophiques que l’on imagine.
Les scientifiques japonais espèrent que leur étude – qui s’appuie sur des statistiques – permettra de mieux prévoir les séismes dans les grandes zones de subduction.
Source: Alaska Dispatch News.

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drapeau anglaisSeveral scientists have tried to see – without much success – if there was a link between the Moon, the tides and volcanic activity. As far as I’m concerned, I tried – without significant results either – to study the possible link between atmospheric pressure and eruptive activity (see abstract in the left-hand column of this blog). In the same way, other researchers are trying to determine whether there exists a connection between tides and earthquakes.

A few years ago, a U.S. scientist noticed a connection between the stress that tides inflict on the planet and the number of small earthquakes that happen in some areas when that pressure is greatest. She saw a pattern to these earthquakes leading up to great tsunamis.

A student of Colombia University is now looking for a similar signal in Alaska. He is combing through a database of offshore Alaska earthquakes to see if there is any link between the number of small earthquakes triggered by tides and great earthquakes that send tsunamis racing thousands of kilometres.

The theory goes like this: At high tide, more water piles on top of geological faults, adding to the stress already there. If the fault is close to slipping, tides can trigger small tremors.

A Japanese researcher of the National Research Institute for Earth Sciences in Tsukuba, Japan, has studied the relationship between tides and earthquakes. She found that tidally triggered earthquakes were common off the northeast coast of Japan several years before the M 9 event that triggered the tsunami in 2011. She found similar results when she looked at data from around Sumatra before the 2004 tsunami.

Using records of past earthquakes, another Japanese researcher wants to see if any parts of the Aleutian Arc are giving the same signals. He has seen three areas that seem to increase in seismicity when tidal forces are high. Those zones are southeast of Kodiak, south of Tanaga in the central Aleutians and south of Buldir in the western Aleutians.

The potential for a giant earthquake along the sweep of the Aleutians is no secret. When U.S.G.S. scientists last year imagined an earthquake/tsunami scenario on the anniversary of the 1964 Good Friday earthquake, they chose a fictional M 9.1 event with its epicentre just south of Sand Point. The Alaska effects would be terrifying and deadly, and researchers estimated the resulting tsunami would inundate the ports of Los Angeles and Long Beach in California, with disastrous effects.

The Japanese scientists hope to see if their approach of using statistics could be useful in improving forecasting earthquakes in great subduction zones.

Source: Alaska Dispatch News.

Good Friday

Good-Friday-2

Le « Good Friday Quake »: Un événement majeur dans l’histoire de l’Alaska  (Photos:  C. Grandpey)

Nicaragua: Pas de risque éruptif? // Nicaragua: No eruptive risk?

drapeau francaisAprès la série de séismes qui a frappé le Nicaragua au cours de la semaine passée et les craintes que certains volcans puissent se réveiller, les autorités nicaraguayennes ont déclaré qu’ »il n’y a aucune preuve scientifique » d’une éruption imminente du Momotombo et de l’Apoyeque malgré l’activité sismique récente enregistrée le long des lignes de failles.
Dans un rapport publié par la Sécurité Civile du Nicaragua ( SINAPRED ), une équipe d’experts nationaux et étrangers a indiqué que l’activité sismique actuelle « pourrait conduire à des scénarios futurs d’activité volcanique » au nord de Managua, mais qu’il n’y avait aucune preuve d’une éruption immédiate.
Les scientifiques font remarquer qu’il n’y a pas de modification de la qualité de l’eau dans les cratères des volcans et dans les puits à proximité. On ne relève pas non plus d’émissions de dioxyde de soufre, et pas de changement dans la morphologie des volcans, ce qui signifie qu’une éruption est peu probable à court terme.
Cependant, le rapport indique que l’augmentation spectaculaire de l’activité sismique de la semaine dernière ressemble fortement aux « centaines de séismes » qui ont précédé l’éruption du volcan Cerro Negro en 1999.
Le rapport du SINAPRED indique que l’activité sismique entre le Momotombo et l’Apoyeque semble diminuer, mais les autorités n’excluent pas la possibilité de nouvelles répliques avec des magnitudes entre M 5 et M 6.
Les scientifiques ont déclaré que l’activité sismique avait eu lieu le long d’une ligne de failles de 20 km au nord de Managua, entre Nagarote et Mateare, région qui a subi le plus gros des dégâts du tremblement de terre de M 6,2 le 10 Avril dernier.
Les scientifiques ont également pris en compte la récente « déformation » de la berge du lac de Managua, qui a fait reculer l’eau dans le lac. Ils disent continuent à étudier la situation mais pensent que c’est « un aspect secondaire de l’importante activité sismique dans la région. » Le rapport indique que les températures moyennes de l’eau du lac sont considérées comme normales et que la hausse des températures évoquée précédemment pourrait être due à la présence de sources chaudes dans différentes parties du lac.
Le rapport recommande de maintenir le Nicaragua en état d’alerte et recommande à l’Institut Nicaraguayen d’Etudes Territoriales (INETER) d’ »intensifier le travail de recherche pour aboutir à une meilleure connaissance des risques sismiques. »

Source : Nicaragua Dispatch.

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drapeau anglaisAfter the series of earthquakes around Nicaragua over the past week and the fears that some of the volcanoes in the country might erupt, Nicaraguan authorities said “there’s no scientific evidence” of a pending eruption of Momotombo and Apoyeque volcanoes despite recent earthquake activity along nearby fault lines.

In a report released by Nicaragua’s Disaster Response Agency (SINAPRED), a team of national and foreign experts say the current seismic activity “could lead to future scenarios of volcanic activity” north of Managua, but there’s no evidence of an immediate eruption.

The scientists say there’s no variation to the water quality in the volcanic craters and nearby wells, no emission of sulfur dioxide, and no change to the structure of volcanoes, which means an eruption is unlikely to occur in the short term.

However, the report says the dramatic increase in seismic activity over the past week is similar to the “hundreds of earthquakes” that preceded the 1999 eruption of Cerro Negro volcano.

The SINAPRED report says seismic activity between Momotombo and Apoyeque appears to be diminishing, but authorities are not ruling out the possibility of additional aftershocks with magnitudes between M 5 and M 6.

Scientists said the current earthquake activity has occurred along a 20-km fault line north of Managua, between Nagarote and Mateare, which suffered the brunt of the damage from the M 6.2 quake on April 10th.

Scientists also note the recent “deformation” of the coastline of Lake Managua, which caused the water to recede in the lake. They say they’re investigating the matter, but think it’s “secondary to the high amount of seismic activity in the region.” The report says the overall water temperatures in the lake are considered normal, and said earlier claims of rising temperatures could be due to natural hot springs found in different parts of the lake.

The report recommends that Nicaragua remain on high alert and is calling on the Nicaraguan Institute of Territorial Studies (INETER) to “significantly increase their investigations to generate better knowledge of the seismic risks.”

Source : Nicaragua Dispatch.

Momotombo-blog

Le Momotombo et le lac de Managua (Crédit photo: Wikipedia)