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Le risque sismique en France

Quand une catastrophe naturelle se produit quelque part dans le monde, la population – les médias en tête – se pose la traditionnelle question : Est-ce que ça peut nous arriver ? Le dernier séisme catastrophique en Turquie et en Syrie n’y a pas échappé et beaucoup se sont demandé si des bâtiments pourraient s’effondrer en France métropolitaine sous l’effet de secousses sismiques.

Notre pays ne possède pas de zones sismiques sensibles comme la faille anatolienne en Turquie ou la Faille de San Andreas aux Etats Unis. L’histoire montre que ces profondes fractures de l’écorce terrestre peuvent entraîner des catastrophes quand elles se réactivent.

Même si on sait que la Turquie et la Californie sont exposées aux séismes, personne n’est capable de prévoir ces événements majeurs. Par contre, on pourrait les prévenir en évitant de construire des bâtiments multi-étages susceptibles de s’effondrer comme des châteaux de cartes le jour où ils se font secouer !

Même si la menace d’un puissant séisme n’est pas très forte en France métropolitaine, on sait que certaines régions présentent des fragilités, comme les Pyrénées, le pourtour méditerranéen, ou encore le fossés rhénan. Les séismes du passé sont là pour nous le rappeler. Malheureusement, un très grave défaut de l’être humain est sa faculté d’oublier et on pleure quand la catastrophe se produit.

Selon ne page Wikipedia, les derniers séismes mortels en France sont les suivants

  • 11 juin 1909 : séisme de M 6,2 en Provence. C’est le plus meurtrier en France au 20ème siècle avec 46 victimes. Des destructions ont été observées dans les villes de Salon-de-Provence, Vernègues, Lambesc, Saint-Cannat et Rognes.
  • 13 août 1967 : séisme d’Arette (Pyrénées-Atlantiques) d’une magnitude de M 5,3 qui détruisit le village à 80 % et tua une personne.
  • 15 juillet 1996 : séisme d’Epagny-Annecy (Haute-Savoie): d’une magnitude entre M 5,2 et M 5,3, il a occasionné des dégâts estimés à l’époque à 60 millions d’euros. C’est le  dernier séisme en France métropolitaine à avoir occasionné autant de dégâts.
  • 11 novembre 2019: séisme d’une magnitude de M 5.4 dans la Drôme et l’Ardèche, avec un épicentre à 9 km de Montélimar. Plusieurs blessés graves notamment dans la ville de Le Teil.

Il faudrait ajouter les événements enregistrés dans les départements d’outre-mer, en particulier la Martinique (séisme de M 7,4, le 29 novembre 2007) et la Guadeloupe (séisme de M 6,3 le 21 novembre 2004).

Voici une liste complète des événements sismiques historiques dans notre pays :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_s%C3%A9ismes_historiques_en_France

Les dégâts humains générés par un séisme dépendent, outre son intensité, de deux facteurs majeurs : 1) le moment de la journée où la secousse se déclenche ; en Turquie, le séisme a eu lieu à 4 heures du matin alors que la majorité de la population était encore à l’intérieur des maisons ; 2) la profondeur du séisme, autrement dit son hypocentre. En Turquie, il a été localisé à une vingtaine de kilomètres de profondeur, ce qui est très peu. Si la profondeur avait été de plusieurs centaines de kilomètres, le bilan n’aurait pas été aussi lourd.

Pour plus d’informations sur les séismes, je vous conseille de consulter le site Azurséisme de mon ami André Laurenti: https://www.azurseisme.com/

Arette après le séisme de 1967 (Source : Archives Mairie d’Arette, avec mes amitiés à Pierre Casabonne, le maire actuel de la localité)

Séismes et volcans en Turquie // Earthquakes and volcanoes in Turkey

Très souvent, lorsqu’un tremblement de terre frappe un pays où il y a des volcans, on me demande s’il y a un risque que l’événement déclenche une éruption.

Il existe un lien entre les activités sismique et volcanique. En effet, lorsqu’une éruption se produit, le magma provoque une fracturation dans les roches au cours de son ascension vers la surface et cette sismicité apparaît clairement sur les instruments. C’est la sismicité d’origine volcanique.
Un autre type de sismicité est la sismicité d’origine tectonique. Elle est générée par le mouvement des plaques tectoniques. C’est ce qui s’est passé en Turquie le 6 février 2023 le long de la faille est-anatolienne. .
Le lien entre sismicité d’origine tectonique et éruptions volcaniques n’a jamais été clairement prouvé. Un bon exemple est le séisme et le tsunami de Tōhoku au Japon le 11 mars 2011. L’événement reste le plus puissant jamais enregistré dans le pays. Le tremblement de terre a déclenché un puissant tsunami qui a endommagé la centrale de Fukushima et provoqué l’accident nucléaire le plus grave depuis la catastrophe de Tchernobyl en 1986,
Les volcanologues japonais craignaient que le séisme de 2011 réveille le mont Fuji suite à une une augmentation de la pression sur le volcan. Douze ans plus tard, aucune éruption n’a encore été observée !

Il existe dix volcans potentiellement actifs susceptibles de déclencher des éruptions explosives majeures en Turquie. Plus de 4 millions de personnes vivent à moins de 30 km d’un volcan actif et plus de 15 millions vivent à moins de 100 km. Plusieurs grandes villes sont exposées à l’activité volcanique, dont Kayseri et Diyarbaki.
La dernière éruption volcanique majeure a été celle du mont Ararat en 1840. On estime que 1900 personnes ont perdu la vie.
Le mont Ararat est un stratovolcan, également connu sous le nom d’Agri Dagi, près de la frontière avec l’Iran et l’Arménie. Il couvre une superficie de 1000 km2 à l’extrémité orientale d’une ligne de volcans orientée SSO-ESE. Le mont Ararat semble avoir été actif au cours du 3ème millénaire avant notre ère. Des dépôts de coulées pyroclastiques ont recouvert des artefacts et des restes humains du début de l’âge du bronze. Il existe des preuves historiques d’une éruption phréatique et d’un écoulement pyroclastique lors d’un séisme et d’un glissement de terrain en juillet 1840.

Source : Smithsonian Institution.

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Very often, when an earthquake hits a country where there are volcanoes, people ask me whether there is the risk that an eruption might be triggered by the earthquake.

There is a link between seismicity and volcanic activity. Indeed, when an eruption occurs, magma causes fracturing in the rocks as it moves to the surface and this seismicity clearly appears on the instrumenents. This is volcanic seismicity.

Another type os seismicity is tectonic. It is caused by the movement of tectonis plates. This is what happened in Turkey on February 6th, 2023.

The link between tectonic seismicity and volcanic eruptions has never been clearly proved. A good example lies with the Tōhoku earthquake and tsunami which occurred in Japan on March 11th, 2011 and remains the most powerful earthquake ever recorded in the country. The earthquake triggered a powerful tsunami which damaged the Fukushima plant and caused the most severe nuclear accident since the Chernobyl disaster in 1986,

Japanese volcanologists feared that the 2011earthquake might wake up Mount Fuji by causing an increase in pressure on the volcano. Twelve years later, no eruption has been observed yet !

There are ten potentially active volcanoes that might trigger major explosive eruptions in Turkey. Over 4 million people live within 30 km of an active volcano and over 15 million live within 100 km. Several major cities are exposed to volcanic activity including Kayseri and Diyarbaki.

The last major volcanic eruption was that of Mount Ararat in 1840. An estimated 1900 people lost their lives.

Mount Ararat is a stratovolcano, also known as Agri Dagi, close to the border with Iran and Armenia. It covers an area of 1000 km2 at the eastern end of a SSW-ESE line of volcanoes. Mt Ararat appears to have been active during the 3rd millennium BCE; pyroclastic-flow deposits overlie early Bronze Age artifacts and human remains. There is historical evidence for a phreatic eruption and pyroclastic flow at the time of a July 1840 earthquake and landslide.

Source : Smithsonian Institution.

Le Mont Ararat se dresse dans l’extrême Est de la Turquie

Crédit photo: Wikipedia

Sismicité et prévision éruptive // Seismicity and volcanic prediction

Dans les années 1980, le regretté Maurice Krafft, un volcanologue français, comparait un volcan actif sur le point d’entrer en éruption à une personne malade ou blessée. Elle a de la fièvre ; elle a souvent des frissons et une mauvaise haleine. La plaie gonfle à cause de l’infection. Un volcan qui va entrer en éruption se comporte de la même manière. La température des gaz augmente et leur composition change ; le sol vibre et gonfle sous la poussée du magma.
Dans son dernier article Volcano Watch, le Hawaiian Volcano Observatory (HVO) insiste sur l’importance de la sismicité dans la prévision éruptive. En effet, les premiers signes d’activité volcanique, avant l’apparition de la lave, sont fournis par l’activité sismique dans les profondeurs de la Terre.
Les sismologues examinent les données de diverses manières pour interpréter les processus volcaniques qui se déroulent sous terre. Dans un premier temps, ils notent le nombre d’événements, leur localisation et leur magnitude. Ils étudient également le profil des séismes enregistrés pour en déduire comment la Terre s’est déplacée et a vibré. Les bruits parasites générés par l’activité humaine (grondements des hélicoptères et explosions dans les carrières) et les signaux atmosphériques (comme le tonnerre et le vent) peuvent compliquer l’identification des signaux volcaniques. La sismicité permet de décrire l’histoire d’un volcan apparemment silencieux, en particulier lorsque l’histoire de ce volcan et de sa sismicité a été décrite dans le passé.
Le Kilauea a fourni au HVO de nombreuses occasions d’observer les relations entre la sismicité et l’activité volcanique. Les scientifiques ont identifié des régions connues pour être sources de sismicité et qui montrent une augmentation de l’activité sismique au fur et à mesure qu’une éruption se précise. Ils reconnaissent également les types de séismes qui révèlent des mouvements du magma. Parfois, il a même été possible de prévoir où et quand une éruption commencerait en observant les modèles d’activité sismique.
Le Mauna Loa est un autre volcan actif sur la Grande Ile. Au cours des deux derniers siècles, les scientifiques du HVO ont constaté des changements dans les intervalles entre les éruptions. Entre 1832 et 1950, le Mauna Loa est entré en éruption, en moyenne, tous les 3 à 7 ans. Depuis 1950, les intervalles sont beaucoup plus longs. Après 1950, il a fallu attendre 25 ans avant que se produise l’éruption de 1975, puis encore 9 ans jusqu’à l’éruption de 1984. Ensuite, 38 ans se sont écoulés jusqu’à la dernière éruption de 2022 sur la zone de rift nord-est du Mauna Loa.
De nos jours, les observations sismiques effectuées par le HVO sur le Mauna Loa sont relativement rares comparées à celles du Kilauea. Pourtant, les observations de 1975 et 1984 ont fourni des indications utiles pour comprendre le fonctionnement du volcan.
Au printemps 1974, les sismologues du HVO ont noté une augmentation de l’activité sismique sous les hautes pentes du Mauna Loa. Ils ont installé des sismomètres supplémentaires et, sans l’aide d’ordinateurs, ils ont compté et localisé les séismes manuellement. Les observations ainsi compilées ont permis une bonne prévision éruptive.
Les capacités actuelles du HVO permettent la détection et la localisation des séismes de manière beaucoup plus fiable qu’en 1975 et 1984. Pour mieux comparer les modèles sismiques actuels à ceux des éruptions précédentes, les sismologues ont compté manuellement de minuscules événements en septembre 2022 ; ils étaient trop faibles pour être enregistrés par informatique. Cette comparaison a montré une augmentation similaire de l’activité sismique et a conduit à l’organisation de réunions publiques au cours des mois suivants pour sensibiliser la population.
De nouvelles hausses de la sismicité en octobre 2022 ont reflété des changements rapides de contraintes au sein du volcan. Cependant, le seul précurseur signalant l’arrivée de la lave dans la caldeira sommitale a été un essaim sismique superficiel d’une heure juste avant le début de l’éruption. Heureusement, la zone de rift NE du Mauna Loa n’est pas habitée et il n’était donc pas nécessaire d’évacuer des personnes. Sinon, une heure aurait été un laps de temps trop court pour mettre en sécurité la population menacée.
Source : USGS/HVO.

Tout comme le Piton de la Fournaise sur l’île de la Réunion, le Kilauea et la Mauna Loa à Hawaii sont des volcans de point chaud. Ils ont, la plupart du temps, des éruptions effusives et la lave ne représente pas une menace pour les hommes. Seules les structures se trouvant sur la trajectoire des coulées peuvent être détruites.

Il en va tout autrement pour les volcans explosifs de la Ceinture de Feu du Pacifique. Leur comportement est beaucoup plus brutal et beaucoup plus dangereux pour les zones habitées. Certes, les signaux sismiques donnent des indications précieuses sur le risque éruptif mais on sait, comme ce fut le cas pour le Mauna Loa en 2022, que le laps de temps entre la crise sismique et le phénomène éruptif est en général très bref. C’est pour cela que les autorités mettent en place le principe de précaution et conseillent l’évacuation des populations, même si la suite des événements leur donne tort. De nos jours, les instruments ne permettent pas au scientifiques d’en savoir plus sur les comportement d’un volcan.

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In the 1980s, the late Maurice Krafft, a French volcanologist, compared an active volcano about to erupt with an ill or wounded person. This person has a fever ; she often has the shivers and a bad breath. The wound inflates because of the infection. A volcano that is going to erupt behaves in the same way. Gas temperature increases and their composition changes ; the ground vibrates and inflates under the push of magma from beneath.

In its last Volcano Watch article, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) insists on the importance of seismicity in eruptive prediction. Indeed, the earliest signs of volcanic unrest, before lava is seen, are provided by earthquake activity occurring deep within the Earth.

Seismologists look at the data in a variety of ways to interpret the story of volcanic processes occurring underground. As a first step, they note earthquake rates, locations and magnitudes. They also study details of the recorded earthquakes to infer how the Earth moved and shook the ground. Human-generated noise (like helicopters and quarry blasts) and atmospheric signals (like thunder and wind) can make volcanic signals difficult to identify. Seismicity helps tell the story of a seemingly quiet volcano, especially when the stories of these volcanoes and their seismicity have been told in the past.

Kilauea has provided HVO with many opportunities to observe relationships between earthquakes and volcanic activity. Scientists have identified established earthquake source regions that show increases in seismic activity as the volcano gets closer to erupting. They also recognize the earthquake types that suggest magma movement. At times, it has been possible to forecast where and when eruptions would start, based on patterns of earthquake activity.

Mauna Loa is also an active volcano. Through the past two centuries, HVO scientists have seen intervals between successive eruptions change. Between 1832 and 1950, Mauna Loa erupted, on average, every 3 to 7 years. Since 1950, the intervals have been much longer. After 1950, it was 25 years until the 1975 Mauna Loa summit eruption, and then another 9 years until the 1984 eruption. Then, 38 years passed until the most recent eruption in 2022 from Mauna Loa’s Northeast Rift Zone.

HVO’s modern seismic observations of Mauna Loa are relatively sparse compared to those of Kilauea. Still, the observations of 1975 and 1984 provide some helpful clues toward learning how Mauna Loa works.

In the Spring of 1974, HVO seismologists noted an increase in earthquake activity beneath the upper elevations of Mauna Loa. They installed additional seismometers and, without computers, counted and located earthquakes by hand. The compiled observations could be viewed as a successful eruption forecast.

HVO’s current capabilities allow earthquake detection and location to levels far surpassing those of 1975 and 1984. To better compare current earthquakes patterns to these previous eruptions, seismologists hand counted tiny earthquakes in September 2022 that were too small to be recorded by modern computer processing. This comparison showed a similar uptick in seismic activity and led to community meetings in ensuing months to emphasize awareness, preparedness and safety.

Further increases in seismicity in October 2022 reflected rapid stress changes within the volcano. However, the only imminent precursor to lava appearing in the summit caldera was an hour-long tremor-like burst of numerous small, shallow earthquakes just before the eruption started. Fortunately, Mauna Loa’s NE Rift Zone is not populated and there was no need to evacuate people. Otherwise, one hour would have been very short to transfer residents to safe places.

Source : USGS / HVO.

Like Piton de la Fournaise on Reunion Island, Kilauea and Mauna Loa in Hawaii are hotspot volcanoes. They mostly have effusive eruptions and their lava poses no threat to humans. Only structures in the flow path can be destroyed.
The situation is quite different for the explosive volcanoes of the Pacific Ring of Fire. Their behaviour is much more brutal and much more dangerous for populated areas. Admittedly, seismic signals give valuable indications of the eruptive risk, but we know, as was the case for Mauna Loa in 2022, that the time between the seismic crisis and the eruptive phenomenon is generally very short. This is why the authorities use the principle of precaution and advise the evacuation of the populations, even if the sequence of events proves them wrong. Nowadays, the instruments do not allow scientists to know more about the behaviour of a volcano.

Image webcam de l’éruption du Mauna Loa en 2022

Le séisme de M 6,9 sur le Kilauea le 4 mai 2018 et ses répliques plusieurs mois plus tard (Source: USGS)

L’éruption du Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai ne cesse de surprendre // The Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai eruption was really amazing

Des mois après qu’elle se soit produite (15 janvier 2022), l’éruption du volcan sous-marin Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai intrigue toujours la communauté scientifique car sa puissance n’avait jamais été observée à l’occasion d’autres éruptions sur Terre.
Une analyse des ondes sismiques a révélé quatre événements qui ont été interprétés comme de puissantes poussées de roche en fusion sous le volcan. En l’espace de cinq minutes, chacun de ces coups de boutoir a probablement développé une force d’un milliard de tonnes.
Comme je l’ai écrit précédemment, le Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai a généré la plus grande explosion atmosphérique jamais enregistrée par l’instrumentation moderne. Elle a déplacé environ 10 kilomètres cubes de roche, de cendres et de sédiments. Une grande partie a été évacuée par la caldeira du volcan et a été propulsée directement dans le ciel.
Des scientifiques se sont réunis à Chicago lors de la réunion d’automne de l’American Geophysical Union (AGU) pour comparer les derniers résultats de leurs études à propos de cette éruption hors du commun.
Un scientifique de l’Université de Houston (Texas) a détaillé l’analyse, par son équipe, des ondes sismiques qui ont accompagné l’événement de magnitude M 5,8 et qui se sont propagées pendant un peu plus de 10 minutes après le début de l’éruption. Ces signaux ont été captés par plus de 400 stations à travers le monde. Le chercheur les attribue à une poussée magmatique qui a percuté la base de la caldeira. Il semble qu’une nouvelle arrivée de magma ait tout à coup atteint la chambre magmatique et l’ait mise en surpression. Il ajoute : « Le magma a surgi à grande vitesse, comme un train qui aurait percuté un mur. Le phénomène s’est produit à quatre reprises en 300 secondes. »
Les satellites ont montré que les cendres du Hunga-Tonga ont atteint une altitude de 57 km; c’est le panache volcanique le plus élevé jamais enregistré. De nouvelles données présentées lors de la réunion de l’AGU ont indiqué que les cendres sont montées jusque dans l’espace. En effet, les capteurs des satellites de l’agence spatiale américaine et de l’US Air Force qui mesurent le rayonnement ultraviolet lointain du Soleil ont détecté dans leurs données un fort coefficient d’absorption à une altitude supérieure à 100 km, ce qui correspond à la ligne Karman, la frontière avec l’espace.
Les analyses de l’éruption ont également révélé que le volcan avait envoyé dans l’espace une masse de vapeur d’eau estimée entre 20 000 à 200 000 tonnes. Les scientifiques expliquent qu’il n’est pas surprenant qu’un volcan sous-marin envoie de l’eau dans le ciel lors d’une éruption, mais la hauteur atteinte par cette eau défie l’entendement.

Cette eau a de toute évidence contribué à créer les conditions nécessaires à la plus grande concentration de foudre jamais détectée. Le panache de l’éruption du Hunga-Tonga a produit 400 000 éclairs le 15 janvier, avec jusqu’à 5 000 à 5 200 événements par minute. C’est un ordre de grandeur supérieur à celui observé pendant les orages supercellulaires qui sont parmi les plus puissants sur Terre. La concentration d’éclairs était si élevée qu’elle a saturé les capteurs. Le nombre de 400 000 est donc très probablement en dessous de la vérité.
Une conséquence remarquable de tous ces éclairs est qu’ils ont produit un flash de rayons gamma détecté par un satellite de la NASA qui recherche dans l’Univers ces émissions à haute énergie. Elles sont censées provenir de trous noirs lointains ou d’explosions d’étoiles. C’était la première fois que le vaisseau spatial Fermi captait un tel flzsh en provenance d’un volcan sur Terre. Cela confirme le caractère extrême et exceptionnel de l’éruption Hunga-Tonga.
Source : la BBC.

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Months after it happened on January 15th 2022, the eruption of Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai summarine volcano still puzzles scientists around the word as its power had never been observed on other eruptiond on Earth.

An analysis of seismic waves has revealed four individual events that are interpreted to be thrusts of molten rock beneath the underwater mountain. Occurring within a five-minute period, each of these blows is calculated to have had a force of a billion tonnes.

As I put it previously, the seamount produced the biggest atmospheric explosion ever recorded by modern instrumentation. It displaced some 10 cubic kilometers of rock, ash and sediment, much of it exiting through the volcano’s caldera, to shoot straight up into the sky.

Scientists have gathered in Chicago at the American Geophysical Union (AGU) Fall Meeting to compare the latest results of their investigations into what happened.

A scientist from the University of Houston (Texas) detailed his team’s analysis of the Magnitude 5.8 seismic waves generated just over 10 minutes into the climactic eruption. These signals were picked up at more than 400 monitoring stations around the globe. The researcher attributes them to a pulse of magma moving up from below the mountain and hitting the base of the caldera. It looked as if a new batch of magma had suddenly just reached into the magma chamber and over-pressured the chamber. He adds : « The pulse of the magma was travelling up at high speed and it was like a train hitting the base of the wall. It hammered four times within 300 seconds. »

Ash from Hunga-Tonga was measured by weather satellites to have travelled 57 km above the Earth’s surface, the highest ever recorded volcanic plume. But new data presented at the AGU meeting indicated the disturbance went higher still, all the way to space. Sensors on US space agency and US Air Force satellites that measure far-ultraviolet radiation from the Sun noticed a strong absorption feature in their data correlated to an altitude above 100 km, which corresponds to the Karman Line, the recognised boundary to space.

Analyses of the eruption aloso revealed that the volcano sent into space a mass o water vapour estimated between 20,000 to 200,000 tonnes. Scientists say that a submarine volcano throwing so much water into the sky during an eruption is not a surprise, but the height to which that water travelled is. This water also clearly played a role in creating the conditions necessary to generate the greatest concentration of lightning ever detected. The Hunga-Tonga eruption plume produced 400,000 lightning events on January 15th, with rates of up to 5,000 to 5,200 events per minute. This is an order of magnitude higher than the one observed in super-cell thunderstorms, some of the strongest thunderstorms that exist on Earth. The rates were so high that they saturated the sensors. The 400,000 number is most probably below the truth.

One remarkable consequence of all this lightning is that it produced a gamma-ray flash detected by a Nasa satellite that normally looks out into the Universe for such high-energy emissions. These are expected to come from far-off black holes or exploding stars. This was the first time the Fermi spacecraft had caught a flash coming from a volcano on Earth. This confirms the extreme and exceptional nature of the Hunga-Tonga eruption.

Source: The BBC.

Images montrant l’étendue du nuage de cendres au moment de l’éruption du Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai (Source: USGS)