Spectrogrammes et bruit sismique // Spectrograms and seismic noise

L’un des derniers articles hebdomadaires rédigés par des scientifiques de l’Hawaiian Volcano Observatory (HVO) – géré par l’USGS – traitait du bruit sismique qui apparaît souvent sur les spectrogrammes. Le HVO utilise un grand nombre de sismomètres pour localiser les séismes et identifier les signaux liés aux mouvements de failles et à ceux du magma à l’intérieur des volcans. Cependant, les sismomètres enregistrent également les vibrations générées par de nombreuses autres sources. Certains signaux sont facilement identifiables tandis que d’autres restent un mystère. Les spectrogrammes viennent en complément des formes d’onde généralement associées aux séismes car ils permettent d’identifier facilement des signaux complexes voire multiples. L’heure est affichée sur l’axe horizontal, la fréquence du signal est affichée sur l’axe vertical et l’intensité du signal apparaît en couleur. Plus la couleur est chaude, plus le signal est fort à une heure et à une fréquence spécifiques. Voici un exemple de spectrogramme enregistré dans une station située près de Pu’uO’o:

Une source fréquente de bruit sur les spectrogrammes est causée par le mauvais temps. Le bruit généré par le vent et la pluie se caractérise par un contenu diffus en moyenne ou haute fréquence. Dans le spectrogramme ci-dessus, la station commence à enregistrer une forte averse qui approche. Si un analyste a le moindre doute sur l’origine des signaux, il lui suffit de jeter un œil à l’une des webcams pour s’en assurer.

Ce spectrogramme montre deux signaux couramment observés. Le plus visible est un ensemble de lignes en forme de ruban dans la partie supérieure du spectrogramme. Ce btuit est provoqué par un hélicoptère qui vole à proximité de la station sismique. S’agissant de la récente éruption du Kilauea, le signal à basse fréquence constant que l’on voit au bas du spectrogramme sous forme d’une bande jaune-orange est le tremor éruptif qui a commencé juste après que la lave ait percé la surfacedans l’Halema’uma’u dans la nuit du 20 décembre 2020. Depuis cette époque, presque toutes les stations à proximité du nouveau lac de lave au sommet de Kilauea enregistrent ce signal continu.

L’image ci-dessus montre des téléséismes. Ce sont des séismes observés à au moins 1000 km de distance. Au moment où les télésismes atteignent des stations très éloignées, toutes les fréquences ont été perdues, sauf les plus basses. Le signal basse fréquence qui commence vers 23h19 sur ce spectrogramme du 19 mars est le téléséisme d’un événement de M 7.0 qui s’est produit près d’Ishinomaki (Japon). À titre de comparaison, les pics large fréquence qui apparaissent sous forme de lignes verticales de couleur plus claire tout au long du spectrogramme sont de petits séismes locaux.

Le spectrogramme ci-dessus montre des chutes de pierres ou des éboulements. Ces signaux ont un contenu fréquentiel large et une apparition progressive. De tels événements peuvent durer plusieurs minutes. Afin de les identifier parfaitement, les sismologues recherchent la légère diminution du contenu basse fréquence au fur et à mesure de la progression de l’événement. Cette caractéristique apparaît sous forme d’une hausse superficielle sur le spectrogramme du 25 mars à partir de 2 h 59. La majorité des récents effondrements observés par les sismologues du HVO ont eu lieu sur le Pu’uO’o. Certains ont été précédés par des hélicoptères en train de voler près du cône.

Des sismographes sont utilisés partout dans le monde s pour analyser des événements tels que des ouragans à l’approche, des chants de baleines, des fans qui font la fête lors de grands matchs de football et même des essais nucléaires.

À Hawaï, la météo, le trafic aérien local, les séismes liés aux éruptions et les éboulements font partie des signaux sismiques intéressants que les sismologues du HVO peuvent observer lorsqu’ils surveillent l’activité sismique.

——————————————-

A weekly article written by USGS Hawaiian Volcano Observatory (HVO) scientists dealt with the seismic noise that appears on the spectrograms. HVO uses dozens of seismometers to locate individual earthquakes and identify signals that are related to faulting and magma movement within our volcanoes. However, seismometers also record vibrations caused by a variety of other sources. Some signals are easily identifiable while others remain a mystery.

Spectrograms can be a useful addition to the waveforms typically associated with earthquakes because they allow to easily identify complex or even multiple signals. Time is displayed on the horizontal axis, signal frequency is displayed on the vertical axis, and signal intensity is shown in colour. The warmer the colour, the stronger the signal is at that specific time and frequency. The first spectrogram above was recorded at a station located near Pu’uO’o.

°°°°°°°°°°

A common source of noise seen on spectrograms is cause by the bad weather. Noise from wind and rain is characterized by its diffuse mid- to high-frequency content. In the spectrogram above, the station starts to record an approaching rainstorm. If an analyst has any doubt over whether the signals are actually weather, they just need to have a look at one of the webcams to make sure.

°°°°°°°°°°

 The second spectrogram above shows two commonly observed signals. The most noticeable is the set of ribbon-like lines across the top of the spectrogram. This is caused by a helicopter flying near the seismic station.

Speaking of the recent eruption, the steady low-frequency signal seen on the bottom of this spectrogram as a yellow-orange band is the eruptive tremor that started shortly after lava broke the surface in Halema’uma’u on the night of December 20th, 2020. Since then, nearly all stations in the vicinity of the newly formed lava lake at Kilauea’s summit have been recording this continuous signal.

°°°°°°°°°°

The third image above shows teleseisms. These are earthquakes observed from at least 1000 km away. By the time teleseisms reach very distant stations, all but the lowest frequencies have been lost. The low-frequency signal starting around 11:19 p.m. in this March 19th spectrogram is a teleseism from an M 7.0 earthquake that struck near Ishinomaki (Japan). For comparison, the broad-frequency spikes appearing as lighter-colored vertical lines seen throughout this spectrogram are small local earthquakes.

°°°°°°°°°°

 The fourth spectrogram above shows rockfalls. These signals have a broad frequency content and gradual onset. These types of events can last for minutes at a time. In order to perfectly identify them, seismologists look for the slight decrease in low frequency content as the event progresses. This feature appears as a shallow ramp on the March 25th spectrogram starting at 2:59 a.m. The majority of recent rockfalls observed by HVO seismologists have been on Pu’uO’o, some of which have been preceded by helicopters flying near the cone.

Around the world, seismographs have been used to document events such as impending hurricanes, whale songs, fans celebrating during big football games, and even nuclear testing. In Hawaii, weather, local air traffic, eruptive tremor, and rockfalls are a few of the interesting seismic signals that HVO seismologists can see while monitoring earthquake activity.

Le système fissural sur la Péninsule de Reykjanes (Islande) // The fissure system on the Reykjanes Peninsule (Iceland)

Compte tenu de la situation éruptive actuelle sur la Péninsule de Reykjanes et de l’ouverture de plusieurs fissures éruptives, il est intéressant de jeter un œil aux cartes géologiques de la région. J’en ai choisi deux proposées par Dominik Pałgan du Département de géophysique de l’Institut d’océanographie de l’Université de Gdansk.

(A) La carte A propose la topographie de la péninsule basée sur le modèle numérique d’élévation (DEM) quadrillé à 100 m. La zone est un prolongement direct sur terre de la Dorsale de Reykjanes. Sept séismes majeurs (M l> 4) se sont produits dans la région entre 1950 et 2015 (points rouges). D’une manière générale, la Péninsule de Reykjanes possède 4 grands champs géothermiques à haute température (étoiles rouges) et 4 champs géothermiques beaucoup plus petits (étoiles orange). Les quatre champs à haute température sont: 1-Reykjanes, 2-Krýsuvík, 3-Brennisteinsfjöll et 4-Nesjavellir (Hengill).

(B) La carte B est une présentation géologique simplifiée de la péninsule basée sur les travaux de Saemundsson et al. (2010). La zone se caractérise par quatre essaims distinctifs survenus sur des fissures. Chaque site présente de multiples fissures éruptives, failles, fractures, édifices volcaniques, ainsi qu’un champ géothermique à haute température.

L’éruption actuelle se trouve sur le système volcanique de Krysuvik, au sud du mont Fagradalsfjall

——————————————

Considering the current eruptive situation on the Reykjanes Peninsula and the opening of several eruptive fissures, it is interesting to have a look at geological maps of the region. I have chosen two of them as suggested by Dominik Pałgan from the Department of Geophysics, Institute of Oceanography at the University of Gdansk.

(A) Map A shows the topography of the peninsula based on the Digital Elevation Model (DEM) gridded at 100 m. The area is a direct, onshore prolongation of the Reykjanes Ridge. Seven major earthquakes (M l >4) occurred here between 1950 and 2015 (red dots). In general, the Reykjanes Peninsula has 4 major high-temperature (red stars) and 4 much smaller geothermal fields (orange stars). The four high-temperature fields are: 1-Reykjanes, 2-Krýsuvík, 3-Brennisteinsfjöll and 4-Nesjavellir (Hengill). (B) Simplified geological map of the peninsula based on Saemundsson et al. (2010). The area is characterized by four distinctive fissure swarms (named underneath each swarm) each with multiple eruptive fissures, faults, fractures, volcanic edifices and an associated high-temperature geothermal field.

The current eruption is located on the Krysuvik volcanic system, south of Mt Fagradalsfjall.

L’éruption de 1783 du Laki (Islande) dans les archives paroissiales

Le 8 juin 1783, une fissure de 27 kilomètres de long déchire le paysage islandais. C’est le point de départ d’une éruption qui durera jusqu’au 7 février 1784. Elle a produit 14,7 kilomètres cubes de lave qui ont recouvert une superficie de 599 kilomètres carrés. La fissure est ponctuée de quelque 140 cratères, évents et de cônes orientés dans une direction SO-NE, celle du rift qui tranche l’Islande dans son ensemble.

Cette lave a menacé de nombreux Islandais, leurs animaux et leurs biens. L’éruption a produit de grandes quantités de gaz et de cendres. Ces dernières, très riches en fluor, ont empoisonné les champs, les prairies et les étangs. 50 % des bovins, 79 % des ovins et 76 % des chevaux ont péri entre 1783 et 1785.

L’éruption a également profondément affecté la vie de la population, avec la famine de la brume, ou Móðuharðindin. Le régime alimentaire islandais de l’époque était principalement basé sur la viande et le poisson, de sorte que les retombées de cette éruption ont été catastrophiques. En 1785, environ 20 % de la population islandaise était morte de faim, de malnutrition ou de maladie.

Cette éruption est remarquable par ses impacts bien au-delà de l’Islande. Les gaz – surtout le dioxyde de soufre (SO2) – ont été transportés en Europe par le jet-stream et le SO2 est apparu sous la forme d’un brouillard sec à odeur de soufre. Les populations en Europe ignoraient qu’une éruption volcanique s’était produite en Islande au même moment et que c’était cet événement qui causait ce brouillard sec inhabituel. Une autre caractéristique de l’été 1783 a été la coloration  rouge sang du ciel au coucher et au lever du soleil.

Par sa durée, le brouillard sec a pu avoir des effets négatifs sur la végétation et la santé humaine en Europe continentale. Plusieurs plantes se sont fanées, les feuilles ont changé de couleur et certains arbres ont perdu leurs feuilles. Le brouillard sec a frappé plus durement les personnes souffrant de problèmes respiratoires ou cardiaques préexistants. Dans plusieurs régions, les gens se sont plaints de douleurs aux yeux.

Différentes explications ont été données par la population pour expliquer le temps inhabituel de 1783. La plus populaire pour justifier la présence du brouillard sec tournait autour des nombreux séismes qui ont semblé se produire tout au long de l’année : En février et mars 1783, une séquence de cinq très forts tremblements de terre a secoué la Sicile et la Calabre, faisant environ 30 000 victimes. D’autres séismes se sont produits pendant l’été. Ainsi, le 6 juillet, un tremblement de terre a secoué une partie de la France et a été ressenti en Franche-Comté, dans le Jura, en Bourgogne et à Genève. Il n’a pas fait beaucoup de dégâts, mais il s’est produit alors que le brouillard sec était encore dense et étendu.

Ces rapports de séismes ont donné foi à l’idée d’une  «  révolution souterraine  » reliant entre eux les  événements en Islande et en Calabre. On croyait que les volcans du monde entier étaient reliés par des canaux souterrains. On a également rapporté qu’un brouillard sec s’était formé juste avant le premier séisme en Calabre, faisant craindre que ce brouillard sec ne soit qu’un présage pour un grand tremblement de terre à venir.

Un fidèle lecteur de mon blog – que je remercie très sincèrement – vient de me faire parvenir plusieurs pages des archives paroissiales du village de Canet (Aude) où il est fait allusion à cette période tourmentée de 1783 -1784. En voici un extrait :

« Il a paru dans les jours de cette année un phénomène aussi rare qu’inexplicable ; il a excité la curiosité des savants et des plus habiles astronomes dans les villes les mieux instruites ; mais c’est en vain qu’on a cherché à deviner l’énigme. Le temps seul nous l’a appris et jusqu’à ce moment, le peuple a été dans la frayeur sur un événement qui paraissait (…..) des plus grands malheurs ! Voici le fait :

Le soleil, tant à son lever qu’à son coucher parut comme obscurci, la terre était alors couverte comme d’une fumée qui empêchait les personnes de pouvoir se connaître à vingt pas, quelquefois même il était impossible de s’apercevoir. Cet état durait jusque sur les sept heures du matin, le soleil reprenait alors la clarté naturelle et les nuages qui couvraient toute la terre se dissipaient. Vers les cinq heures du soir les mêmes nuages réapparaissaient, le soleil s’obscurcissait et disparaissait ainsi de notre hémisphère. Ce n’était que quelques heures après que le soleil s’était couché que les nuages disparaissaient aussi. Ce phénomène dura jusque vers la fin du mois d’août sans qu’on peut découvrir ce qu’il pouvait nous annoncer. Chacun se livrait à des conjonctures, les uns voulaient que ce fut le pronostic de quelques maladies contagieuses que nous aurions dans le pays, les autres prétendirent que nous aurions quelque fort tremblement de terre. D’autres enfin moins craintifs disaient que c’était la faute du tremblement de terre qui était arrivé il n’y avait pas longtemps à Messine. Ce tremblement fut si fort que toute la ville de Messine à l’exception d’un couvent de Cap(?) fut engloutie et les habitants par conséquent ensevelis dans les ruines. Il y a des maisons de campagne assez près de cette malheureuse ville qui furent transportées à quelques distances de leur sol. Les rivières changèrent de lit et il n’y eut que très peu d’habitants qui à la première secousse arrivèrent à courir dans les champs qui furent sauvés. »

On retrouve dans ces écrits paroissiaux du sud de la France nombre d’événements mentionnés par les historiens qui ont étudié l’époque autour l’éruption islandaise du Laki, en particulier la référence aux séismes qui se sont produits en Calabre et en Sicile.

Islande : la prévision volcanique a du plomb dans l’aile ! // Iceland : volcanic prediction is in a bad way !

J’ai à l’esprit les paroles du regretté François Le Guern qui avait l’habitude de commencer ses conférences en disant: «Je ne sais pas, nous ne savons pas prévoir une éruption volcanique.» C’est ce que sont en train de se dire les volcanologues islandais en observant la situation actuelle sur la Péninsule de Reykjanes.

Aujourd’hui, il semble que la probabilité d’une éruption dans les prochaines heures soit en train de s’éloigner. Hier, le Met Office islandais avait imaginé cinq scénarios possibles (voir la note sur mon blog), dont l’un était une éruption qui ne menacerait pas les zones habitées ou le trafic aérien.

Au total, plus de 20 000 séismes ont été enregistrés depuis le début de l’essaim il y a une dizaine de jours. Aucun épisode de tremor n’est actuellement détecté mais l’activité sismique reste intense.

Après avoir analysé les dernières données, les volcanologues islandais estiment que rien n’indique qu’une éruption se produira dans les prochaines heures. Les images satellite InSAR sur la période du 25 février au 3 mars montrent la formation d’un dyke dans la zone située entre Fagradalsfjall et Keilir, mais le magma ne semble pas se déplacer.

Les données GPS confirment les données satellitaires et montrent un mouvement relativement constant du sol, qui semble toutefois avoir ralenti au cours des derniers jours. Les données GPS et les images InSAR indiquent qu’il n’y a pas eu d’augmentation significative du mouvement du magma pendant l’activité sismique du 3 mars.

Páll Einarsson, géophysicien islandais bien connu, a déclaré: «Cette série d’événements nous surprend chaque jour.» Il a ajouté qu’il n’y a aucun moyen de prévoir comment les choses vont évoluer, et les scientifiques sont toujours perplexes sur l’évolution de la situation suite à l’épisode de tremor.

Un nouveau modèle de prévision des coulées de lave, élaboré par des scientifiques de l’Université d’Islande, propose quatre sites éruptifs potentiels sur la péninsule, en sachant que ces quatre sites ne sauraient être le siège d’éruptions simultanées. Ces quatre zones sont la colline de Sýlingafell, située juste au nord de la ville de Grindavík, la vallée de Móhálsadalur, située juste à l’ouest du lac Kleifarvatn, Fagradalsfjall et ses environs, et la fissure de Hauksvörðugjá, située à l’ouest de Grindavík. Leur prévision ne se limite plus à la zone située entre les montagnes Keilir et Fagradalsfjall car l’activité sismique n’est plus concentrée uniquement dans cette zone.

Source: Iceland Review et Iceland Monitor.

En lisant la presse islandaise, on se rend compte que l’analyse de la situation repose sur les seuls scientifiques. Aucune allusion n’est faite au Huldufólk, le « peuple caché », au monde des elfes qui ont pourtant une grande importance dans la vie des Islandais. Et si c’était ce petit peuple qui, pour se venger de quelque comportement des scientifiques, s’amusait maintenant à leur mettre des bâtons dans les roues… ?

————————————————-

 I have in mind the words of the late François Le Guern who used to start his conferences saying “I can’t, we can’t predict a volcanic eruption.” This is what Icelandic volcanilogists say when they observe the current situation on the Reykjanes Peninsula.

Today, it seems the likelihood of an eruption in the next few hours has diminished. Yesterday, the Icelandic Met Office had imagined five possible scenarios (see the post on this blog ), one of which was an eruption that would not threaten inhabited areas or air traffic.

Overall, more than 20,000 earthquakes have occurred since the earthquake swarm started about ten days ago. No tremor pulse is currently detected but there is still significant seismic unrest.

After reviewing new data, Icelandic experts estimate that there is no indication an eruption will occur in the next few hours. InSAR satellite images over the period of February 25th -March 3rd still show signs that a magma dyke is forming in the area between Fagradalsfjall and Keilir, without showing a considerable increase in the movement of magma accompanying the tremor pulse.

GPS data also support that theory, showing a relatively constant movement, although it seems to have slowed down in the past few days. The GPS data and the InSAR images indicate that there has not been a significant increase in magma movement during the seismic activity of March 3rd.

Páll Einarsson, a popular Icelandic geophysicist, said:  “This series of events surprises us every day.” He added there was no way to predict how things will develop, and scientists are still puzzled over what happened after the tremor pulse registered.

A new lava flow prediction model, created by scientists at the University of Iceland, assumes four potential locations of eruptions on the peninsula. They stress there is no chance all four would erupt simultaneously. These four areas are Sýlingafell hill, located just north of the town of Grindavík, Móhálsadalur valley, located just west of Kleifarvatn lake, Fagradalsfjall and vicinity, and Hauksvörðugjá fissure, located west of Grindavík. The reason their prediction is no longer limited to the area between Keilir and Fagradalsfjall mountains is that the seismic activity is no longer limited to that area.

Source: Iceland Review & Iceland Monitor.

Reading the Icelandic press, one realizes that the analysis of the situation rests on scientists alone. No allusion is made to the « hidden people », to the world of elves which are of great importance in the lives of Icelanders. What if it was these little people who, in revenge for some behaviour of scientists, now amused themselves by putting a spade in their wheels …?

Prévision de coulées de lave (zones claires) par l’Université d’Islande

Puissants séismes au large de la Nouvelle Zélande // Powerful earthquakes off New Zealand

Un puissant séisme de magnitude M 8.1 a été enregistré dans l’océan au large des côtes de la Nouvelle-Zélande le 4 mars 2021. Ila provoqué des évacuations et des alertes au tsunami dans le Pacifique Sud.

C’était le deuxième puissant séisme en quelques heures. Un autre événement centré au large des côtes de la NZ, avec une magnitude de M 7,3, avait réveillé de nombreuses personnes pendant la nuit dans tout le pays. Bien que les deux secousses aient déclenché des systèmes d’alerte, aucune d’elles ne semble avoir représenté une menace pour la populations ou pour des infrastructures majeures.

La Protection Civile néo-zélandaise a demandé aux habitants de certaines zones de la côte est de l’île du Nord de se déplacer immédiatement vers des lieux plus élevés et ne pas rester chez eux car il y avait risque de tsunami susceptible de causer des dégâts.

Le centre américain d’alerte aux tsunamis (basé à Hawaii) a prévenu que le séisme le plus puissant pourrait provoquer des vagues de 1 à 3 mètres en Polynésie française et des vagues allant jusqu’à 1 mètre de hauteur en Nouvelle-Calédonie et dans les îles Salomon.

L’USGS a précisé que le séisme le plus puissant était centré dans les îles Kermadec à une profondeur de 19 kilomètres. Les autorités néo-zélandaises avaient émis quelques heures plus tôt une alerte au tsunami pour les zones côtières lorsque le séisme le moins violent a frappé la côte nord-est vers 3 heures du matin le 4 mars. Il n’a pas été fait état de dégâts ou de victimes et l’alerte a ensuite été levée juste avant que se déclenche le séisme le plus puissant.

L’USGS a déclaré que le premier séisme avait son hypocentre à une profondeur de 21 kilomètres sous l’océan, à environ 174 kilomètres au nord-est de Gisborne. Cet événement a été largement ressenti en Nouvelle-Zélande et les habitants des villes d’Auckland, de Wellington et de Christchurch ont été réveillés par la secousse.

En 2011, un séisme de magnitude M 6,3 a frappé la ville de Christchurch. Il a tué 185 personnes et détruit une grande partie du centre-ville.

Source: médias d’information néo-zélandais.

———————————————–

 A powerful M 8.1 earthquake struck in the ocean off the coast of New Zealand on March 4th, 2021, prompting some evacuations and tsunami warnings across the South Pacific.

It was the second large quake to strike within hours. An offshore M 7.3 quake had awoken many people during the night throughout New Zealand. While both quakes triggered warning systems, neither of them appeared to pose a widespread threat to lives or major infrastructure.

Civil defense authorities in New Zealand told people in certain areas on the East Coast of the North Island that they should move immediately to higher ground and not stay in their homes. They said a damaging tsunami was possible.

The U.S. Tsunami Warning System also cautioned that the larger quake could cause tsunami waves of between 1 to 3 metres in French Polynesia and waves of up to 1 metre in New Caledonia and the Solomon Islands.

USGS said the larger quake was centered in the Kermadec Islands at a depth of 19 kilometres.

Officials in New Zealand had hours earlier issued a tsunami warning for coastal areas after the smaller earthquake struck off its northeastern coast at about 3 a.m. on March 4th. There were no immediate reports of serious damage or casualties and the warning was later lifted just before the larger quake struck.

USGS said the earlier quake was centered at a depth of 21 kilometres under the ocean about 174 kilometres northeast of Gisborne. This earlier quake was more widely felt in New Zealand, and residents in the major cities of Auckland, Wellington and Christchurch reported being shaken awake.

In 2011, an M 6.3 quake hit the city of Christchurch, killing 185 people and destroying much of its downtown.

Source: New Zealand news media.

Par sa situation tectonique, la Nouvelle Zélande est un pays très exposé à l’activité sismique (Source : GNS Science)

Le flanc sud du Kilauea (suite) // Kilauea Volcano’s south flank (continued)

Dans une note publiée le 4 septembre 2018, j’expliquais que la partie visible du Kilauea ne représente qu’une petite partie de l’édifice volcanique. Une grande partie du volcan se trouve sous la mer.
Au fur et à mesure que le volcan se développe au rythme de son activité, la partie sous-marine du flanc sud glisse lentement vers le sud. Ce déplacement est ponctué de séismes qui durent quelques secondes – comme celui de magnitude M 6,9 enregistré le 4 mai 2018 – et de glissements de terrain qui s’étalent sur plusieurs jours ou semaines.

Bien que la partie sous-marine du flanc sud du Kilauea soit une partie importante du volcan, son mouvement est beaucoup plus difficile à contrôler que la partie qui se trouve au-dessus du niveau de la mer. Bien que l’on soit en mesure d’enregistrer des séismes se produisant sous le flanc sud, seuls les plus significatifs et les plus proches du littoral sont bien captés par le réseau sismique.
Pour mieux comprendre ce qui se passe à l’intérieur du flanc sud du Kilauea et déterminer son impact sur l’éruption, un groupe de scientifiques a déployé au mois de juillet 2018 12 sismomètres sur le plancher océanique du flanc sud du Kilauea. Les sismomètres ont été positionnés sur tout le flanc sud pour que les séismes en bordure de ce versant puissent être enregistrés eux aussi, afin de voir si le champ de contrainte au large s’est modifié. Ils ont également été positionnés sur la zone de répliques du séisme de M 6.9 pour mieux comprendre cet événement, et près de l’entrée en mer de l’éruption dans la Lower East Rift Zone pour étudier la progression de la lave et sa pénétration dans l’eau.

°°°°°°°°°°

Dans un nouvel article, l’Observatoire des volcans d’Hawaiis (HVO) nous donne plus de détails sur les dernières observations du flanc sud du Kilauea.

Le mouvement du flanc sud qui a accompagné le séisme de M 6.9 en 2018 a été causé par des mouvements du sol sous la surface de l’océan, à des profondeurs de 6 à 9 kilomètres, à l’interface entre le volcan et le plancher océanique. Cette interface est connue sous le nom de « faille de détachement. »

Pendant l’éruption de Pu’uO’o-Kupaianaha de 1983 à 2018 et avant le séisme M6.9 de 2018, la vitesse moyenne de déplacement du flanc sud du Kilauea était d’environ 7,5 cm par an. Le flanc peut se déplacer plus vite ou plus lentement, selon la période et le type d’activité sur le volcan. Cette vitesse peut varier, mais elle reste souvent stable pendant les éruptions de longue durée, avec des changements à court terme lors d’intrusions magmatiques majeures dans le rift et de séismes lents.

Depuis la fin de l’activité éruptive en 2018, on a observé au cours des derniers 36 mois une dizaine de centimètres d’ajustements le long du flanc sud du Kilauea. Ce réajustement était à prévoir et il n’y a pas de quoi s’inquiéter.

Le déplacement du flanc sud du Kilauea qui a suivi le séisme de M6.9 du 4 mai 2018 a été causé par l’intrusion magmatique dans l’East Rift Zone du volcan car le magma a exercé une pression sur le flanc sud. Le volcan s’est réajusté après ces deux événements.

Suite au séisme et à l’éruption observés en 2018, l’East Rift Zone du Kilauea a montré une inflation correspondant à l’apport de magma dans la chambre superficielle du volcan.

Au début de l’éruption sommitale en décembre 2020, la partie supérieure de l’East Rift Zone a commencé à montrer des signes de contraction. Les stations GPS situées le long des parties supérieure et médiane de la zone de rift ont commencé à se déplacer vers le nord, ce qui est rare sur une échelle de temps aussi courte.

La réaction du flanc sud du Kilauea aux variations de pression magmatique a été étudiée au cours des  éruptions et intrusions précédentes. Par exemple, l’intrusion de la «Fête des Pères» en 2007 a également conduit à une légère contraction de la zone de rift suite à l’intrusion magmatique et à l’éruption qui a suivi.

Il est courant de voir des déplacements de failles significatifs après de puissants séismes. Le flanc sud du Kilauea a été le site de cinq séismes de magnitude M 4,0 ou plus au cours de l’année écoulée. Le séisme M 4.1 du 1er février 2021, sous le flanc sud, est l’un des cinq et il a été ressenti sur la Grande Ile d’Hawaï. Ces séismes sont provoqués par le déplacement brusque de la faille de détachement vers le sud-est au-dessus de la croûte océanique.

Source : USGS/ HVO.

—————————————————–

In a post released on September 4th, 2018, I explained that the visible part of Kilauea makes up only a small portion of the total volcano. Much of the volcano lies beneath the sea.

As the volcano grows, this underwater region of the south flank creeps slowly to the south, moving in fits and starts with earthquakes that last seconds (such as the May 4th M 6.9 event) and in slow slip events, which last for days or weeks.

Although Kilauea’s submarine south flank is a major part of the volcano, its motion is much harder to monitor than the part above sea level. While we can record earthquakes occurring beneath the flank, only the largest, and those closest to shore, are well-captured by the seismic network.

To better understand what is going on within Kilauea’s south flank and help determine how it has been affected by the eruption, a group of scientists deployed 12 ocean bottom seismometers in July 2018 on the submarine Kilauea south flank. Seismometers were positioned over the whole south flank so earthquakes associated with the edges of the flank could be recorded to see if the offshore stress field has changed. They also were positioned on the M6.9 aftershock zone to try to better understand that earthquake, and near the LERZ eruption ocean entry to study how lava enters the water and progresses downslope.

°°°°°°°°°°

In a new article, the Hawaiian Volcanoes Observatory (HVO) gives us more details about the latest observations of Kilauea’s south flank.

The south flank motion resulting from the M6.9 quake in 2018 was caused by motion deep below the surface, at depths of 6 to 9 kilometres, at the interface between Kilauea Volcano and the ocean floor. This interface is known as a décollement or detachment fault…

During the 1983–2018 Pu’uO’o-Kupaianaha eruption, and prior to the 2018 M6.9 earthquake, the average rate of motion on Kīlauea’s south flank was around 7.5 cm per year. The flank can move faster or slower, depending on the time period and type of activity on the volcano. Rates can be variable but often remain near-constant during long-duration eruptions, with short-term changes during major rift intrusions and slow-slip earthquakes.

Since the activity in 2018, there has been roughly 10 centimetres of adjustments along Kilauea’s south flank surface in the last two and a half years. This amount is to be expected and is nothing to be alarmed about.

The motion following the 2018 M6.9 earthquake and eruptive activity was caused by the magmatic intrusion in Kilauea’s East Rift Zone exerting pressure on the south flank. The volcano adjusts after the combined effects of both the intrusion along the East Rift Zone and the large earthquake.

Following the M6.9 earthquake and 2018 eruption, Kilauea’s East Rift Zone had been showing inflation consistent with magma supply to the volcano’s shallow magma storage system. However, at the start of Kilauea’s ongoing summit eruption in December 2020, the upper portion of the East Rift Zone started to show signs of contraction. GPS stations along the upper and middle parts of the rift zone started to move northward, which is a rare occurrence on such a short timescale.

Kilauea’s south flank’s response to changing magma pressure has been studied extensively through many previous eruptions and intrusions. For example, the 2007 middle East Rift Zone “Father’s Day” intrusion also led to a slight contraction of the rift zone following the intrusion and subsequent eruption.

It is also common to see elevated rates of motion on faults after large earthquakes. Kilauea’s south flank was the site of five earthquakes of magnitude M 4.0 or greater in the past year. The M 4.1 earthquake on February 1st, 2021, beneath the south flank is one of the five and it was felt across the Island of Hawaii. These earthquakes happen in response to abrupt motion of the detachment fault which moves to the southeast over the oceanic crust.

Source: USGS / HVO

Le schéma illustre le mouvement du flanc sud du Kilauea ainsi que l’emplacement des séismes et de leurs répliques. La faille représentée sur le schéma est la faille de détachement (ou décollement). On peut voir que l’intrusion d’un dyke dans la Lower East Rift Zone en 2018 a exercé une pression sur le flanc sud du volcan (Source : USGS)

Des séismes dans la région de Pouzzoles (Campanie / Italie) // Earthquakes in the Pozzuoli area (Campania / Italy)

En ce moment, l’Etna fait les gros titres de la presse italienne avec ses paroxysmes spectaculaires à répétition. Pourtant, il n’y a pas qu’en Sicile que la Terre montre qu’elle est bien vivante.

Un nouveau séisme de magnitude M 1,5 sur l’échelle de Richter a secoué la région de Pouzzoles dans à 00h41 pendant la nuit du 20 au 21 février 2021. L’explosion qui a accompagné l’événement a réveillé et angoissé la population. D’après les informations communiquées par l’Osservatorio Vesuviano, l’hypocentre du séisme a été localisé à une profondeur de 1840 mètres. L’épicentre se trouvait au nord de la Solfatara entre la zone côtière de Pouzzoles et Arco Felice. La secousse a été ressentie sur tout le front de mer.

Le dernier séisme avait été précédé la veille de deux autres événements de magnitude inférieure à M 1,0. Des dizaines d’événements sismiques affectent la zone des Champs Phlégréens depuis le début de l’année 2021. Ils sont liés à l’activité bradysismique présente depuis des lustres dans la région. La secousse la plus importante a été enregistrée le 7 février 2021 avec une magnitude M 2,2 ; l’épicentre était dans le secteur de la Solfatara.

La région des Champs Phlégréens est sous haute surveillance. Une éruption dans cette région à forte densité de population pourrait avoir des conséquences dramatiques.

Source : Presse italienne.

S’agissant de l’Etna, un nouveau paroxysme pourrait se produire en deuxième partie de journée ce 22 février. J’espère que le volcan attendra la soirée pour se manifester car avec le beau temps, les activités campagnardes se bousculent au portillon…

—————————————–

These days, Mt Etna is in the headlines of the Italian newspapers with its dramatic paroxysms. However, it is not only in Sicily that the Earth shows that it is very much alive.

A new M 1.5 earthquake on the Richter scale rocked the Pozzuoli region at 12:41 a.m. during the night of February 20-21, 2021. The explosion that accompanied the event woke and distressed the population. According to information provided by Osservatorio Vesuviano, the hypocentre of the earthquake was located at a depth of 1,840 metres. The epicentre was north of the Solfatara between the coastal area of ​​Pozzuoli and Arco Felice. The shaking was felt all over the waterfront.

The last earthquake was preceded the day before by two other events of magnitude less than M 1.0. Dozens of seismic events have affected the Phlegraean Fields area since the start of 2021. They are linked to bradyseismic activity that has been present in the region for ages. The most significant tremor was recorded on February 7th, 2021 with a magnitude M 2.2; the epicentre was in the Solfatara area.

The Phlegraean Fields region is under close surveillance. An eruption in this densely populated region could have tragic consequences.

Source: Italian newspapers.

Regarding Mt Etna, another paroxysm could occur in the second part of the day on February 22nd . I hope that the volcano will wait until the evening to erupt because with the fine weather, there is a lot to do in the countryside …

Source : Wikipedia