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Le Grand Séisme de Ka’u (Hawaii) en 1868 // The great 1868 earthquake of Ka’u (Hawaii)

Aujourd’hui 2 avril 2018 marque le 150ème anniversaire du plus puissant séisme jamais enregistré à Hawaï au cours des deux derniers siècles. D’une magnitude estimée à M 7,9, ce séisme avait son épicentre près de Pahala dans le district de Ka’u. Connu sous le nom de Grand Séisme de Ka’u, il a atteint la même intensité que celui de San Francisco en 1906. Il a été ressenti jusque sur l’île de Kauai et a fait s’arrêter les horloges sur l’île d’Oahu. À Ka’u, où les secousses ont duré plusieurs minutes, la destruction fut presque totale. Les bâtiments et les murs construits en pierre ont été détruits jusqu’à Hilo. Les secousses ont provoqué des glissements de terrain depuis  Ka’u jusque sur la côte nord d’Hamakua et ont provoqué une petite éruption sur la zone de Rift Sud-Ouest du Kilauea. Une coulée de boue à Wood Valley, au nord de Pahala, a enseveli 31 Hawaïens. Un tsunami a fait déferler au moins huit vagues de plus de 6 mètres de hauteur pendant plusieurs heures. Elles ont causé des dégâts de South Point (Kalae) à Cape Kumukahi (Kapoho), détruit plus de 100 structures et tué 47 personnes. Si un tel événement se produisait aujourd’hui, le Grand Séisme de Ka’u serait l’un des plus puissants enregistrés ces dernières années à travers le monde. Comme l’île d’Hawaï était peu peuplée en 1868, les pertes humaines furent limitées.
À Hawaï, les séismes les plus destructeurs se produisent le long d’une faille en pente douce située entre la base des volcans et l’ancien fond océanique sur lequel ils reposent. Cette faille, située à une profondeur d’environ 11 km, est connue géologiquement sous le nom de faille de décollement (du mot français « décoller », qui signifie « se détacher de »).
Une grande partie de l’île d’Hawaii a été secouée par l’événement de 1868. Si l’on se réfère aux mesures effectuées lors du séisme de M 7 à Kalapana en 1975, également sur la faille de décollement, toute la partie de l’île située au sud et à l’est du sommet et des zones de rift du Mauna Loa s’est probablement déplacée vers la mer et s’est affaissée durant la séisme de 1868.
Le Grand Séisme de Ka’u du 2 avril faisait partie d’une crise volcanique de longue durée qui s’est déroulée pendant 16 jours. Le 27 mars, une éruption a commencé en douceur dans le Moku’aweoweo, la caldeira sommitale du Mauna Loa. L’activité sismique a augmenté tout au long de la journée et, dans l’après-midi du 28 mars, un séisme de magnitude 7,0 s’est produit à Ka’u et a causé d’importants dégâts. Au cours des quatre jours suivants, des secousses presque continues ont été signalées à Ka’u et à Kona Sud. Les séismes se sont poursuivis à raison de 50 à 300 événements par jour – dont un événements de M 6,0 – jusqu’au 2 avril, date à laquelle le Grand Séisme de Ka’u s’est produit à 16 heures. Une violente réplique a eu lieu le 4 avril et des répliques de magnitude décroissante ont continué pendant plusieurs dizaines de jours.
Le Grand Séisme de Ka’u a débloqué la zone de rift sud-ouest du Mauna Loa et le 7 avril 1868 une fissure éruptive s’est ouverte sur le volcan, juste au-dessus de la zone où se trouvent aujourd’hui la route 11 et à l’est des Hawaiian Ocean View Estates.
Bien que nous ne sachions pas à quelle fréquence des événements aussi puissants que le Grand Séisme de Ka’u peuvent se produire, nous savons qu’à Hawaii ce sont les volcans actifs qui gèrent les contraintes qui génèrent les plus grands séismes. Les risques liés au Mauna Loa comprennent donc des éruptions, mais aussi de puissants séismes le long de la faille de décollement de Ka’u et de Kona Sud, comme le confirme le séisme de M 6.9 enregistré près de Captain Cook en 1951. Pour cette raison, il est conseillé aux habitants de l’île d’Hawaii de se tenir prêts à faire face à des éruptions volcaniques, mais aussi à des séismes potentiellement destructeurs.
Source: USGS / HVO.

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Today April 2nd 2018 marks the 150th anniversary of the largest earthquake to strike Hawaii in the last two centuries. Estimated to be an M 7.9 event, this earthquake struck near Pahala in the Ka‘u District of the Island of Hawaii in 1868. Known as the great Ka’u earthquake, it had the same maximum intensity as the 1906 San Francisco earthquake. It was felt as far away as the island of Kauai and stopped clocks on Oahu. In Ka’u, where the shaking went on for several minutes, the destruction was nearly total. Stone buildings and walls were destroyed as far away as Hilo. The shaking caused landslides from Ka’u to Hawaii Island’s northern Hamakua coast and induced a small eruption on Kilauea Volcano’s Southwest Rift Zone. A mudslide in Wood Valley north of Pahala buried 31 Hawaiians. A tsunami, consisting of at least eight waves over several hours, was estimated to be more than 6 metres high in Ka’u. The waves caused damage from South Point to Cape Kumukahi (Kapoho), destroyed more than 100 structures, and took 47 lives. If it happened today, the great Ka’u earthquake would be one of the world’s strongest earthquakes of these past years. Because the Island of Hawaii was sparsely populated in 1868, the loss of lives was limited.

In Hawaii, the most destructive earthquakes occur along a gently sloping fault between the base of the volcanoes and the ancient ocean floor on which they are built. This fault, located at a depth of approximately 11 km, is known geologically as a décollement, from the French word “décoller,” which means “to detach from.”

A large part of the Island of Hawaii moved during the 1868 event. Based on measurements of how much the earth moved during Hawaii’s M 7.7 Kalapana earthquake in 1975, which also occurred on the décollement, the entire island south and east of Mauna Loa’s summit and rift zones probably moved seaward and subsided several metres during the great Ka’u earthquake of 1868.

The April 2nd great Ka’u earthquake was part of a larger volcanic crisis that unfolded over 16 days. On March 27th, an eruption quietly began in Moku’aweoweo, the caldera at the summit of Mauna Loa. Seismic activity increased through the day, and by the afternoon of March 28th, an M 7.0 earthquake occurred in Ka’u, which caused extensive damage. During the following four days, nearly continuous ground shaking was reported in Ka’u and South Kona. Earthquakes continued at rates of 50 to 300 events per day, including an M 6.0 each day, leading up to April 2nd, when the great Ka‘u earthquake occurred at 4 p.m. A severe aftershock occurred on April 4th, and aftershocks of decreasing magnitudes continued for several tens of days.

The great Ka’u earthquake unlocked Mauna Loa’s Southwest Rift Zone, and on April 7th, 1868, an eruptive fissure opened low on the mountain, just above today’s Highway 11 and east of Hawaiian Ocean View Estates.

Though we do not know how often events as large as the great Ka’u earthquake occur, we do know that, in Hawaii, active volcanoes drive the stresses that generate the largest earthquakes. Mauna Loa’s hazards, therefore, include eruptions, as well as large earthquakes along the décollement in Ka’u and South Kona, like the M 6.9 earthquake that occurred near Captain Cook in 1951. Because of this, Island of Hawai‘i residents are encouraged to be prepared for both volcanic eruptions and potentially damaging earthquakes.

Source: USGS / HVO.

Zone de rift dans le désert de Ka’u (Photo: C. Grandpey)

La Terre est une planète vivante // The Earth is a living planet

La Terre est une planète vivante, en perpétuel mouvement. Les plaques tectoniques ne cessent de s’écarter, entrer en collision ou glisser les une contre les autres. C’est ainsi qu’une fracture de plusieurs kilomètres de longueur est apparue récemment dans le SO du Kenya, apportant une nouvelle preuve concrète que le continent africain est en train de se séparer en deux au niveau du Rift est-africain qui s’étire sur plus de 3000 km et marque la limite entre la plaque africaine à l’ouest et la plaque somalienne à l’est. Dans quelques millions d’années, la corne de l’Afrique, avec la Somalie et des morceaux d’Éthiopie, du Kenya et de la Tanzanie, formera une île qui s’éloignera du continent africain.

La fracture apparue au Kenya continue de grandir et s’accompagne d’une activité sismique. D’une quinzaine de mètres de profondeur, elle a coupé la route commerciale de Mai Mahiu-Narok. Bien que la plupart du temps l’évolution du Rift est-africain soit imperceptible, la formation de nouvelles failles ou de fractures, comme celle qui vient de s’ouvrir au Kenya, peut provoquer des séismes. Cependant, en Afrique de l’Est, la plus grande partie de cette sismicité est répartie sur une vaste zone le long de la vallée du Rift et les secousses ont une magnitude relativement faible. A côté des séismes, le volcanisme est une autre manifestation en surface du processus continu de rupture continentale et de la proximité de l’asthénosphère par rapport à la surface.

Le Rift est-africain est un endroit fantastique car il permet d’observer les différentes étapes de sa formation sur toute sa longueur. Au sud, là où le rift est plus jeune, le processus d’extension est faible et la fracturation se produit sur une vaste zone. Le volcanisme et la sismicité sont limités. En remontant vers la région de l’Afar, tout le plancher de la Vallée du Rift est couvert de roches volcaniques. Cela révèle que, dans cette région, la lithosphère s’est amincie jusqu’à presque atteindre un point de rupture complète. Lorsque cette rupture se produira, un nouvel océan commencera à se former par la solidification du magma dans l’espace créé par la rupture des plaques. Au final, sur une période de dizaines de millions d’années, l’extension du fond marin progressera sur toute la longueur du rift. L’océan envahira cet espace et le continent africain deviendra donc plus petit. Une grande île apparaîtra dans l’Océan Indien composée de parties de l’Éthiopie et de la Somalie, y compris la Corne de l’Afrique.
Sources : Presse internationale, Futura Science, The Watchers.

Voici une petite vidéo montrant la fracture apparue au Kenya: https://youtu.be/wO7s5zIhX6k

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 The Earth is a living planet, in perpetual movement. The tectonic plates constantly move apart, collide or slide against each other. Thus, a fracture several kilometres long has recently appeared in the SW of Kenya, providing further concrete evidence that the African continent is dividing in two at the level of the East African Rift which stretches over 3000 km and marks the boundary between the African plate to the west and the Somali plate to the east. In a few million years, the Horn of Africa, with Somalia and parts of Ethiopia, Kenya and Tanzania, will form an island that will move away from the African continent.
The fracture that has appeared in Kenya continues to grow and is accompanied by seismic activity. About fifteen metres deep, it has cut the Mai Mahiu-Narok commercial highway. Although most of the time the evolution of the East African Rift is imperceptible, the formation of new faults or fractures, such as the one that has just opened in Kenya, can cause earthquakes. However, in East Africa, most of this seismicity is spread over a large area along the Rift Valley and its magnitude is relatively low. In addition to earthquakes, volcanism is another surface evidence of the continuous process of continental rupture and the proximity of the asthenosphere to the surface.
The East African Rift is a fantastic place because it allows to observe the different stages of its formation along its length. To the south, where the rift is younger, the extension process is limited and faulting occurs over a large area. Volcanism and seismicity are limited. Going up to the Afar region, the entire floor of the Rift Valley is covered with volcanic rocks. This reveals that in this region the lithosphere has thinned to almost complete break up. When this break up occurs, a new ocean will begin to form by the solidification of magma in the space created by the broken up plates. In the end, over a period of tens of millions of years, the extension of the seafloor will progress over the entire length of the rift. The ocean will invade this space and the African continent will become smaller. A large island will appear in the Indian Ocean composed of parts of Ethiopia and Somalia, including the Horn of Africa.
Sources: International Press, Futura Science, The Watchers.

Here is a short video showing the fracture in Kenya : https://youtu.be/wO7s5zIhX6k

Vue du Rift est-africain (Source: USGS)

Une histoire de bouées // A story of buoys

Aujourd’hui, les scientifiques sont capables de suivre le déplacement des vagues de tsunamis à l’aide d’un réseau de bouées installées à la surface de l’océan. On a pu constater leur efficacité lors du séisme de M 7,9 enregistré le 23 janvier 2018 dans le Golfe d’Alaska. Malgré tout, il arrive que ces bouées connaissent certains problèmes, sans pour autant perturber le fonctionnement de l’ensemble du réseau.

Ainsi, un couple de l’Oregon a découvert une de ces bouées sur la côte, le matin de l’alerte tsunami déclenchée suite au séisme dans le Golfe d’Alaska. Selon le National Weather Service, il se peut qu’elle se soit  détachée de son ancrage à environ 400 km à l’ouest d’Astoria le 4 octobre 2017. Elle a dérivé pendant des mois, poussé par les vents, les courants et les vagues. La NOAA a déclaré que la bouée était l’une des 32 stations de signalement de tsunamis (DART) installées en haute mer autour de la Ceinture de Feu dans l’Océan Pacifique.
Les systèmes DART se composent d’un enregistreur de pression ancré sur le plancher océanique et d’une bouée en surface pour les communications en temps réel. Un lien acoustique transmet les données de l’enregistreur de pression sur le fond marin à bouée à la surface de l’océan. En cas de tsunami, l’enregistreur reconnaît un changement de fréquence et de pression. Il envoie un signal à la bouée qui envoie à son tour par satellite une alerte au Tsunami Warning Center à Hawaii. Les bouées sont attachées à au moins une ancre par une corde en nylon. Elles sont entretenus tous les quatre ans ou plus tôt, selon le lieu où elles se trouvent. On ne sait pas comment la bouée découverte par le couple s’est détachée de son ancrage.

Alors qu’une bouée s’échouait sur la côte de l’Oregon, une autre dans le Golfe d’Alaska ne faisait pas son travail correctement et communiquait de fausses informations. La bouée de la station 46410, un collecteur de données en haute mer, annonçait un tsunami qui n’existait pas ! Les personnes qui se sont connectées au site du National Data Buoy Center ont pu voir pendant quelques minutes que la bouée indiquait un pic de couleur rouge et annonçait un déplacement d’eau de 10 mètres !
Comme je l’ai écrit plus haut, les bouées sont censées indiquer le déplacement vertical d’une colonne d’eau, mais pas nécessairement la hauteur des vagues. Voici ce qui s’est passé, selon un scientifique :
« La station en question se trouve à environ 50 km de l’épicentre. Le pic soudain montré par le déplacement de l’eau juste après le séisme reflète probablement l’énergie sismique qui s’est libérée très brutalement, mais pas le déplacement d’une vague. Les séismes génèrent des ondes de Rayleigh (voir ci-dessous), c’est-à-dire des mouvements qui sont intenses à proximité de la source et diminuent sur la distance. » Le scientifique est à peu près certain que c’est ce phénomène que l’enregistreur a capté.

Il faut remarquer que ces bouées sont utiles pour indiquer le déplacement des vagues de tsunami quand l’épicentre du séisme se situe loin des côtes, comme ce fut le cas le 23 janvier dernier. Si, par malheur, l’épicentre se trouve à quelques dizaines de kilomètres seulement, il sera très difficile d’alerter les populations côtières et elles n’auront guère le temps de se réfugier sur les hauteurs.

Source: Presse américaine.

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Today, scientists are able to track the movement of tsunami waves using a network of buoys installed on the surface of the ocean. Their effectiveness was remarkable during the M 7.9 earthquake of January 23, 2018 in the Gulf of Alaska. Nevertheless, sometimes these buoys have some problems, without disrupting the operation of the entire network.

An Oregon couple found a tsunami buoy on the coast, ironically on the morning of the tsunami watch triggered by the M 7.9 earthquake in the Gulf of Alaska on January 23rd 2018. .

According to the National Weather Service, it could be a buoy that broke from its mooring approximately 400 km west of Astoria on October 4th. It drifted for months, pushed by wind, currents and waves. NOAA said the buoy was one of 32 Deep-ocean Assessment & Reporting of Tsunamis (DART) stations positioned around the Ring of Fire in the Pacific Ocean.

DART systems consist of an anchored seafloor bottom pressure recorder (BPR) and a companion moored surface buoy for real-time communications. An acoustic link transmits data from the pressure recorder on the seafloor to the surface buoy. In the event of a tsunami, the recorder recognizes a change in frequency and pressure. It sends a signal to the buoy, which sends an alert to the Tsunami Warning Center via satellite. The buoys are tethered to at least one anchor by a nylon rope. They receive maintenance every four years or sooner, depending on the location. It’s not clear how the buoy broke free.

While a buoy landed on the coast in Oregon, another one in the Gulf of Alaska failed to do its job properly and communicated wrong information. The buoy at station 46410, a deep-ocean data collector, predicted a tsunami that was not. Anybody logging onto the National Data Buoy Center site for a short interval could see that the buoy showed a red spike and a 10-metre water displacement.

As I put it above, the buoys measure how the entire water column moves up and down, not necessarily wave height. Here is what happened, according to a tsunami scientist:

“That station is about 50 km from the epicenter. The sudden spike in water displacement so soon after the quake probably reflected the burst of seismic energy released, not a wave. Earthquakes generate Rayleigh waves (see below), i.e.undulating motions intense near the source and diminishing over distance.” The scientist is pretty sure that was what the recorder picked up.

It should be noted that these buoys are useful to indicate the displacement of tsunami waves when the epicentre of the earthquake is located far from the coast, as was the case on January 23rd. If, unfortunately, the epicentre is only a few dozen kilometres away, it will be very difficult to warn the coastal population and they will have little time to take refuge on high points.

Source: U.S. newspapers.

Bouée de détection de tsunamis (Crédit photo: NOAA)

Propagation des ondes de Raleigh (Source: NOAA)

Puissant séisme dans le Golfe d’Alaska // Powerful earthquake in the Gulf of Alaska

12 heures: Un puissant séisme a été enregistré à 9h32 (TU) le 22 janvier 2018 dans le golfe d’Alaska, à 280 km au sud-est de Kodiak, avec une magnitude préliminaire de M 8,2, plus tard abaissée à M 7,9 par l’USGS. Sa profondeur était de 25 km.
Une alerte au tsunami a été émise pour les zones côtières de la Colombie-Britannique aux Aléoutiennes, ainsi que pour l’État d’Hawaï où l’alerte était en vigueur à 23h43. Le tsunami ne devrait pas frapper Homer (Alaska) avant 2h50 du matin. Il pourrait être destructeur sur les zones côtières, même loin de l’épicentre. Si les vagues atteignent Hawaii, les premières sont prévues le 23 janvier à 04h26. Des sirènes ont retenti à Kodiak et Homer (5 500 habitants), et des gens ont été évacués entre Sitka et Seward. Le séisme a réveillé les gens dans la région d’Anchorage et a été ressenti dans toute la partie centre-sud de l’Alaska.

12h15: Aux dernières nouvelles, selon le Tsunami Warning Center à Hawaii, la hauteur des vagues de tsunami ne devrait pas dépasser une trentaine de centimètres quand elles atteindront l’archipel hawaiien, ce qui est plutôt rassurant.

12h30: L’alerte tsunami vient d’être annulée pour Hawaii. Pas d’alerte non plus pour les autres régions autour de l’Océan Pacifique.

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12:00: A powerful earthquake occurred at 09:32 a.m. (UTC) on January 22nd 2018 in the Gulf of Alaska, 280 km SE of Kodiak, with a preliminary magnitude of M 8.2, later downgraded to M 7.9 by USGS. Its depth was 25 km.

A tsunami watch has been issued for coastal areas from British Columbia to the Aleutians, as well as for the State of Hawaii where the alert was effective at 11:43 p.m. The tsunami is not expected to hit Homer (Alaska) until 2:50 a.m. It could be destructive on coastal areas, even far from the epicentre. Should tsunami waves impact Hawaii, the estimated earliest arrival would be 04:26 a.m. on January 23rd.  Sirens were blasting in Kodiak and Homer (pop. 5,500), and people were evacuated from Sitka to Seward. The quake woke people up in Anchorage area and was felt around southcentral Alaska.

12:15: According to the Tsunami Warning Center in Hawaii, the height of the tsumami waves should not exceed 30 centimetres or so when they hit the archipelago. This is quite reassuring.

12:30: The tsunami alert has just been cancelled for Hawaii. No alert either for the other egions around the Pacific Ocean.

Estimation du temps de parcours des vagues de tsunami (Source: USGS)