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Prévision éruptive et sismique : il reste beaucoup à faire ! // Eruptive and seismic prediction : much remains to be done !

L’éruption du 18 décembre 2023 en Islande nous a montré que la prévision volcanique est loin d’être parfaite. La lave a percé la surface quelques heures après que le Blue Lagoon ait été autorisé à rouvrir et après que la Protection civile ait déclaré que les habitants de Grindavik seraient autorisés à rentrer chez eux pour Noël.
Le 1er janvier 2024 au Japon nous a montré les faiblesses de la prévision sismique
Les scientifiques japonais ont du mal à comprendre les forces qui ont généré le séisme M-7.6 dans la région de Noto, dans la préfecture d’Ishikawa. Le fait que ce puissant événement se soit produit lors d’un essaim sismique a surpris les sismologues. En général, un essaim sismique ne produit pas de séisme d’une magnitude supérieure à M 6,0. Les japonais ont également remarqué que le séisme du 1er janvier était plus puissant que le grand séisme de Hanshin qui a frappé la région de Kobe en 1995 et coûté la vie à environ 6 400 personnes.
Les sismologues japonais pensent que l’une des causes du dernier séisme est la montée d’eau et de vapeur sous forte pression depuis les profondeurs, ce qui avait déjà déclenché un séisme de M 6,5 le 5 mai 2023.
Compte tenu de l’intensité et de l’ampleur de la dernière série de séismes, les habitants ont été invités à rester vigilants car des événements violents pourraient se produire au cours de la semaine prochaine et surtout au cours des deux à trois prochains jours. Les habitants dont les maisons ont été endommagées ont été invités à les évacuer le plus rapidement possible. Les personnes vivant dans les zones côtières ont été invitées à rester vigilantes car un tsunami dans la Mer du Japon atteint rapidement la côte après un puissant séisme.
On sait que la zone au large de la péninsule de Noto est une ligne de faille active. Cependant, même si le mécanisme qui a déclenché le dernier séisme était similaire aux séismes précédents survenus dans la péninsule de Noto, les scientifiques japonais n’ont jamais imaginé qu’un séisme d’une telle ampleur pourrait se produire dans cette zone.
Lorsque le séisme et le tsunami de Tōhoku se sont produits en 2011 sur la côte est de Honshu, avec les conséquences que l’on sait pour la centrale de Fukushima, juste en face de la préfecture d’Ishikawa sur la côte ouest, les scientifiques japonais craignaient que l’événement perturbe le Mont Fuji et provoque une éruption. Là encore, ils se sont trompés puisque aucune éruption du Mont Fuji ne s’est produite à ce jour. Aucune mention n’a été faite du Mont Fuji après le séisme du 1er janvier 2024…
Source  : médias d’information japonais.

 

Les dégâts du séisme du 1er janvier à Noto, dans la Préfecture Ishikawa, le 1er janvier 2024 (Crédit photo : Yoshinori Doi)

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The 18 December 2023 eruption in Iceland showed us that volcanic prediction is far from perfect. Lava pierced the surface a few hours after the Blue Lagoon had been allowed to reopen and after the Civil Defense said Grindavik residents would be allowed to go baxk home for Christmas.

The 1 January 2024 in Japan showed usthe weaknesses of seismic prediction.

Japanese scientists were puzzled by the forces that generated the M-7.6 earthquake in the Noto region of Ishikawa Prefecture. The fact that the powerful event occurred during an earthquake swarm caught seismologists by surprise.Generally speaking, an earthquake swarm does not produce a quake with a magnitude over M 6.0. They also noted it was stronger than the Great Hanshin Earthquake that hit the Kobe area in 1995 and claimed around 6,400 lives.

One cause of the latest earthquake is believed to be water and steam rising under intense pressure from deep underground, which triggered an M 6.5 earthquake on May 5th, 2023.

Given the intensity and magnitude of the latest series of quakes, residents were urged to be on their guard against strong events over the next week and especially over the next two to three days. Residents whose homes were damaged were urged to evacuate as soon as possible. People living in coastal areas were asked to remain vigilant as tsunami in the Sea of Japan reach shorelines quickly after a big earthquake.

The area off the coast of Noto Peninsula is known as an active fault line. However, while the latest quake mechanism was similar to past quakes in the Noto Peninsula, Japanese scientists never thought a quake of such large magnitude would occur there,

When the Tōhoku earthquake and tsunami occurred in 2011 on the eastern coast of Honshu, right in front of the Ishikawa Prefecture on the western coast, Japanese scientists feared it might disturnb Mount Fuji ansd cause an eruption. Here again, they were wrong to think so as no eruption of Mt Fuji has occurred yet since that time. No mention was made of Mt Fuji after the 1 January 2024 quake…

Source : Japanese news media.

Volcans sous-marins, subduction et séismes// Seamounts, subduction and earthquakes

Selon une nouvelle étude conduite par des chercheurs de l’Université de Memphis, et publiée en novembre 2023 dans le Journal of Geophysical Research : Solid Earth, un ancien volcan – ou mont – sous-marin (seamount en anglais) à cheval sur une plaque tectonique en train de s’enfoncer par subduction au large des côtes japonaises pourrait avoir déclenché plusieurs séismes majeurs inexpliqués par frottement contre une autre plaque tectonique située au-dessus.
Le volcan sous-marin éteint, connu sous le nom de Daiichi-Kashima Seamount, se trouve sur la plaque tectonique Pacifique, à environ 40 kilomètres de la côte est du Japon. C’est là que se rencontrent trois plaques tectoniques : la plaque Pacifique à l’est et la plaque Philippine au sud, qui glissent toutes deux sous la plaque Okhotsk au nord.

Contexte tectonique au Japon (Source : Wikipedia)

Le Daiichi-Kashima Seamount se trouve sur une partie de la plaque qui a commencé à s’enfoncer dans le manteau terrestre il y a entre 150 000 et 250 000 ans. Toutefois, ce volcan sous-marin est encore suffisamment proche de la surface – moins de 50 km de profondeur – pour déclencher des séismes. Alors que la majorité de l’activité sismique autour du Daiichi-Kashima Seamount se manifeste par de petites secousses, on a aussi enregistré plusieurs séismes avec des magnitudes M 7,0 et 7,8 en 1982 (M 7,0), 2008 (M 7,0) et 2011 (M 7,8). Jusqu’à présent, personne n’avait réussi à expliquer les causes de leur déclenchement.
Lorsqu’une plaque tectonique s’enfonce sous une autre plaque, les volcans sous-marins (seamounts) qui se trouvent à sa surface frottent la base de la plaque qui les surmonte. Une étude de 2008 a expliqué que ce frottement était trop faible pour déclencher de puissants séismes : il ne génère que de très petites secousses.

Source : ScienceDirect

Cependant, des données plus récentes laissent supposer le contraire. Les données sismiques recueillies au fond de l’océan au Japon indiquent que les monts sous-marins rencontrent une énorme résistance lorsqu’ils se déplacent à la surface d’une plaque subductrice et restent parfois bloqués. On peut lire dans l’étude que « le mont sous-marin lui-même est quasiment immobile, car il doit faire fasse à de très forts frottements. »
À mesure que le volcan sous-marin s’enfonce sous la plaque qui le surmonte, les contraintes s’accumulent sur son bord d’attaque. La zone située autour du volcan sous-marin se verrouille tandis que le reste de la plaque subductrice continue sa descente dans le manteau terrestre. « Les contraintes deviennent très fortes et au bout d’un certain temps, elles migrent vers l’intérieur. « Cette accumulation de contraintes ne peut pas continuer indéfiniment, et une libération brutale se produit lorsque le volcan sous-marin se libère brusquement de la plaque qui le surmonte. La plaque dominante donne un à-coup dans la direction opposée, ce qui déclenche un nouveau type de séisme que les auteurs de l’étude ont appelé « séisme de blocage ».
Des séismes de blocage ont peut-être déclenché des tsunamis dans le passé. Les dépôts de sédiments le long de la côte Est du Japon indiquent que d’énormes vagues ont frappé le littoral en 1677, après qu’un séisme ait secoué une zone de chevauchement avec le Daiichi-Kashima Seamount. Selon l’étude, « la rupture du volcan sous-marin en processus de subduction constitue la source la plus probable de ces grands séismes déclencheurs de tsunamis ».

Volcan sous-marin Minami Kasuga-2 dans l’océan Pacifique (Source : Université de Memphis)

Source  : Live Science.

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According to a new study by University of Memphis researchers, published in November 2023 in the Journal of Geophysical Research: Solid Earth, an ancient underwater volcano riding a sinking tectonic plate off the coast of Japan may have unleashed several unexplained major earthquakes by grinding against another tectonic plate above it.

The extinct underwater volcano, known as Daiichi-Kashima seamount, sits on the Pacific tectonic plate about 40 kilometers off Japan’s east coast. There, three tectonic plates intersect, with the Pacific plate to the east and the Philippine plate to the south both slipping beneath the Okhotsk plate to the north. The seamount sits on a section of the plate that began descending into Earth’s mantle between 150,000 and 250,000 years ago. But the seamount is still close enough to the surface to trigger earthquakes, as it currently sits less than 50 km deep. While the majority of the seismic activity around the seamount manifests as small tremors, there have been several earthquakes between magnitudes M 7.0 and 7.8 in 1982 (M 7.0), 2008 (M 7.0) and 2011 (M 7.8) that previous research has failed to explain.

When a tectonic plate subducts beneath another plate, the seamounts peppered across its surface scrape against the bottom of the overriding plate. A 2008 study suggested this friction was too weak to trigger earthquakes, creating only very small tremors.

However, newer data indicate the opposite. Seismic information gathered at the bottom of the ocean in Japan indicates seamounts encounter huge resistance as they ride along on a subducting plate and sometimes become stuck. One can read in the study that « the seamount itself is almost stationary, because it has very strong friction.

As the seamount digs into the overriding plate, stress accumulates on its leading edge. The region around the seamount becomes locked and grinds to a halt, while the rest of the subducting plate continues its creeping descent into Earth’s mantle. « Stress increases at the edge of the seamount and after some time, the stress propagates and migrates inward. » This buildup cannot continue infinitely, and the stress is eventually released when the seamount suddenly frees itself from the overriding plate and jerks forward. The overriding plate jolts in the opposite direction, triggering a new kind of earthquake that the authors of the study called a « hang-up » earthquake.

Hang-up earthquakes may have unleashed tsunamis in the past. Sediment deposits along Japan’s east coast indicate huge waves battered the coastline in 1677, after an earthquake shook an area overlapping with the Daiichi-Kashima seamount. According to the study, « the rupture of the subducted seamount thus provides the most plausible source for these great tsunami earthquakes. »

Source : Live Science.

Japon : forte sismicité dans un volcan éteint // Japan : significant seismicity through an extinct volcano

Un essaim sismique significatif est enregistré depuis trois ans sur la péninsule de Noto, au bord de la mer du Japon, dans le nord du pays. Selon une nouvelle étude réalisée par des scientifiques japonais, l’essaim semble être causé par le déplacement de fluides à travers un volcan éteint dont l’effondrement a formé une caldeira.
Il n’y a pas eu d’activité volcanique dans cette région depuis 15,6 millions d’années. Cependant, la nouvelle étude publiée en juin 2023 dans la revue JGR Solid Earth a révélé que la sismicité se produit selon un schéma qui laisse supposer que du magma liquide se déplace toujours sous la surface d’une ancienne caldeira effondrée. Les auteurs de l’étude pensent que « l’essaim sismique a été causé par l’ascension de fluides à travers un réseau complexe de failles ».
L’essaim a commencé en décembre 2020. Depuis lors, on a enregistré plus de 1 000 secousses de magnitude M 2,0 ou plus, dont un événement de M 5,4 en juin 2022 et un autre de M 6,5 en mai 2023 qui a tué une personne et en a blessé des dizaines d’autres.
Les auteurs de l’étude ont étudié les ondes sismiques émises par plus de 10 000 événements de magnitude M 1,0 ou plus qui se sont produits dans la région au cours des trois dernières années. Ils ont découvert que les séismes avaient leurs hypocentres à une vingtaine de kilomètres de profondeur dans la croûte, avant de migrer progressivement vers la surface. Selon les chercheurs, cela peut s’expliquer par l’ascension de fluides à travers un réseau de failles existant. Les épicentres sont disposés selon un schéma circulaire, correspondant à la structure en forme d’anneau de ce réseau de failles. Cela pourrait indiquer l’ancienne caldeira effondrée d’un volcan aujourd’hui éteint.
Il n’est pas rare que des volcans inactifs depuis longtemps contiennent encore des poches de magma. Lorsque ces fluides se déplacent, ils peuvent déformer la croûte et faire glisser les failles les unes contre les autres. Des essaims comme celui de la péninsule de Noto peuvent se produire à tout moment dans les zones de subduction, là où le frottement d’une plaque sur une autre déplace continuellement les fluides dans la croûte. Une autre hypothèse est que le puissant séisme de Tohomu (M 9.1) en 2011 a provoqué un mouvement fluides dont l’effet se fait encore sentir aujourd’hui ; on se souvient que ce séisme a été suivi de plusieurs petits essaims dans le nord-est du Japon.
La question est maintenant de comprendre comment l’essaim actuel a commencé avec de nombreux petits séismes avant d’être suivi d’un puissant événement qui a causé des dégâts en mai 2023. Les scientifiques essayent de savoir comment la croûte a pu se déplacer sans générer de sismicité avant ce puissant tremblement de terre.
Source : Live Science via Yahoo News.

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A significant swarm of earthquakes has been rocking the Noto Peninsula by the Sea of Japan, on the north coast of the countryover the past three years. According to a new study by Japanese scientists, the swarm appears to be the result of fluids moving through an extinct, collapsed volcano.

There has not been volcanic activity in this area for 15.6 million years. However, the new study published in June 2023 in the journal JGR Solid Earth found that the quakes are occurring in a pattern that suggests liquid magma is still moving around deep below the surface in an ancient, collapsed caldera. The authors of the study think « the earthquake swarm was caused by upward fluid movement through a complex network of faults. »

The swarm began in December 2020. Since then, there have been over 1,000 M 2.0 or larger earthquakes, including one M 5.4 quake in June 2022 and an M 6.5 event in May 2023 that killed one person and injured dozens more.

The authors of the study investigated the swarm by studying the seismic waves from more than 10,000 M 1.0 or larger quakes that occurred in the area in the past three years. They found that the quakes originated about 20 kilometers deep in the crust, before gradually migrating to shallower depths. According to the researchers, this is consistent with fluid ascending through an existing network of faults. The location of the quake epicenters occurred in a circular pattern, suggesting a ring-like structure to this fault network. This could indicate an ancient, collapsed caldera from a now-extinct volcano.

It’s not unusual for long-dead volcanos to still hold pockets of magma, and when these fluids move, they can deform the crust and cause faults to slip and slide against one another. Swarms like this can happen anytime in subduction zones, where the grinding of one plate under another continuously moves fluids around the crust. Another hypothesis is that the devastating M 9.1 Tohoku earthquake in 2011 set off fluid movement that is still echoing today; that quake was followed by several small swarms in northeastern Japan.

The question now is to understand how this current swarm transitioned from many small quakes to the large, damaging event that occurred in May 2023. The scientific team is working to understand how the crust might have been moving without shaking before that quake.

Source : Live Science through Yahoo News.

Localisation de la péninsule de Noto (Source : Wikipedia)

Turquie : une catastrophe annoncée // Turkey : a foretold disaster

Le séisme de M 7,8 qui a secoué la Turquie et la Syrie, suivi d’une réplique de M 7,5, a rasé des quartiers entiers, avec un bilan provisoire de 35 000 morts en Turquie, un nombre qui, selon les Nations Unies, pourrait doubler.
Les experts disent que la grande majorité de ces décès étaient évitable, et ils pointent du doigt l’administration du président turc Erdogan. Plutôt que de mettre en vigueur les normes de construction définies après le séisme de 1999, le gouvernement Erdogan a laissé proliférer des structures bon marché et de mauvaise qualité à travers le pays. Il a même accordé aux promoteurs une série d’amnisties, dont la plus récente remonte à 2018.
Les zones de Turquie les plus vulnérables aux tremblements de terre sont bien connues et les bâtiments conçus selon les dernières normes parasismiques auraient dû résister à des secousses de cette ampleur. Ces normes précisent que les structures doivent incorporer des colonnes et des poutres en béton armé et bien réparties. L’effondrement de nombreux bâtiments sous l’effet des dernières secousses a démontré à quel point ces normes ont été ignorées.
Alors que des millions de bâtiments ont été déclarés salubres rétrospectivement, d’autres ont été approuvés par les autorités même lorsqu’ils ne répondaient pas aux normes modernes. D’autres encore ont été réalisés avec des techniques de construction défectueuses qui n’auraient pas dû être validées.
La politique de la Turquie face aux séismes contraste fortement avec celle du Japon, qui a très tôt adopté des réglementations strictes en matière de construction parasismique, avec des méthodes de conception innovantes. Aujourd’hui, de nombreux citadins au Japon ne sont pas inquiets quand se produit un tremblement de terre.
La région de Turquie qui a été touchée par les deux séismes abrite environ 13,5 millions de personnes, parmi lesquelles quelque 2 millions de réfugiés, pour la plupart syriens. On estime à environ un million le nombre de personnes qui se seraient retrouvées sans abri. Les parcs publics sont remplis de tentes où les ONG et les services d’urgence ont distribué de la nourriture et des fournitures aux survivants. De nombreux camps de fortune manquent de toilettes et d’accès à l’eau potable.
Après avoir visité une partie de la zone sinistrée la semaine dernière, Erdogan a promis d’attribuer 10 000 lires (500 euros) à chaque famille sinistrée et de lancer une politique de construction d’urgence qui abritera tous les survivants d’ici un an. Mais les experts disent que la reconstruction en Turquie suite aux séismes pourrait prendre jusqu’à 25 ans, sans aucune garantie que ce qui est construit répondra aux dernières normes parasismiques.
Source : Yahoo News, The Telegraph.

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The M 7.8 earthquake that shook Turkey and Syria, followed by an M 7.5 aftershock, levelled entire neighbourhoods and is so far estimated to have caused around 35,000 deaths in Turkey, a number the United Nations says could still double.

Experts say the vast majority of these deaths were preventable, and they are pointing the finger at the administration of Turkish president Erdogan. Rather than enforce building rules that were put in place after 1999, Erdogan’s government has turned a blind eye and allowed cheap, poor quality structures to proliferate across Turkey, even granting developers a series of amnesties, the most recent of which was in 2018.

The areas of Turkey most vulnerable to earthquakes are well-known, and buildings designed to the specifications in updated regulations should have been able to withstand tremors of this magnitude. The rules specify that structures should incorporate steel-reinforced concrete and well-distributed columns and beams. Yet the collapse of many buildings following the latest shocks has demonstrated how widely these edicts were seemingly ignored.

While millions of buildings have been retrospectively granted amnesty, others were approved by local authorities even when they did not meet modern standards, while still more used defective building techniques that should have been eschewed..

Turkey’s response to past earthquakes stands in stark contrast to that of Japan, which has pioneered stringent building regulations and innovative design methods. Today, many city dwellers in Japan don’t worry when earthquakes strike.

The Turkish region affected by the two quakes is home to an estimated 13.5 million people, including up to 2 million refugees, mostly Syrian, with around a million people thought to have been left homeless. Public parks are filled with tents where aid workers or emergency services distributed food and supplies to survivors. Many of the makeshift camps lacked toilets and access to fresh water.

After touring some of the wreckage last week, Erdogan promised to provide 10,000 liras (500 euros) to each affected family and launch a building blitz that will home all survivors within a year. But experts say the full reconstruction effort in Turkey may take as long as 25 years to complete, with no guarantee that what is built will meet the correct standards this time either.

Source : Yahoo News, The Telegraph.

 

A la Martinique, le Centre de Découverte des Sciences de la Terre a été construit selon des normes parasismiques (Photos : C. Grandpey)