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L’étude de la faille au pied de l’Etna // The study of the fault at the foot of Mt Etna

Dans une note publiée le 13 novembre 2020, j’expliquais que plusieurs instituts de recherche avaient lancé le projet «Focus» qui suppose l’installation d’un nouveau système de surveillance des failles sous-marines à 2000 mètres de profondeur au large de Catane. Le but de l’opération était.d’étudier l’évolution de la croûte terrestre dans la zone du complexe volcanique de l’Etna.

Le Journal du CNRS donne des détails sur cette mission sous-marine. La compréhension des processus à l’œuvre près de la faille sismique a été possible grâce à la technique de l’interférométrie laser qui n’avait pas encore été employée à ces fins.

La campagne océanographique « FocusX1 » a été menée à bord du navire de recherche Pourquoi Pas ? de la flotte océanographique française. Une technologie à base d’interférométrie laser a été installée au fond  de la mer Méditerranée, à 2 100 mètres de profondeur et à une trentaine de kilomètres de Catane.

La finalité de la mission était de surveiller et surtout mieux comprendre une faille sismique sous-marine, en l’occurrence la faille Alfeo Nord; à une dizaine de kilomètres du flanc est de l’Etna. Cette faille sous-marine mesure 80 km de long au fond de la mer Ionienne.

Par le passé, cette région du sud de l’Italie a déjà été secouée par plusieurs séismes meurtriers comme celui de 1693, d’une magnitude de M 7,5 au sud de Catane qui a déclenché un tsunami et tué 40 000 personnes, ou celui de Messine en 1908 et ses 72 000 victimes.

Le nouveau dispositif va permettre d’en savoir plus sur la faille Alfeo Nord qui constitue la partie nord d’un système de failles actives sur le flanc sud-est de l’Etna. D’une longueur de 150 km, ce système a été cartographié pour la première fois lors de deux campagnes océanographiques en 2013 et 2014 par les scientifiques français et allemands. La faille Alfeo Nord est dite « décrochante » car le bloc à l’est se déplace vers le sud-est, le long de la faille, en coulissant. C’est le même type de faille que la faille nord-anatolienne en Turquie ou que la faille de San Andreas en Californie. Dans la mesure ou la faille Alfeo Nord se situe à moins de 20 km de Catane et son million d’habitants, elle pose potentiellement un risque sismique majeur.

Les failles sismiques de ce type présentent plusieurs comportements possibles. Elles peuvent glisser lentement comme certaines sections de la faille de San Andreas. Elles peuvent aussi avoir de petits mouvements irréguliers, provoquant de faibles séismes. Dans le pire scénario, il peut se produire un blocage pendant une longue, voire très longue, période. Le jouroù les contraintes se relâchent brutalement, il se produit un séisme de grande ampleur. Cela ne semble pas être le cas en Sicile. En 2018, une équipe de scientifiques allemands a constaté un lent effondrement du flanc Est de l’Etna dans la mer Méditerranée, à raison de quatre centimètres d’avril 2016 à juillet 2017.

Le CNRS explique que jusqu’ici l’interférométrie laser servait à assurer le suivi précis de grands ouvrages tels que les ponts, les barrages ou les tunnels. Dans le cas présent, l’utilisation de la technique de réflectométrie laser par effet Brillouin (BOTDR) consiste à «  interroger » la fibre optique en y injectant des impulsions laser. En s’y diffusant, celles-ci donnent une « carte d’identité optique » de la fibre, sensible à la moindre perturbation mécanique ou thermique extérieure.

Ainsi, depuis le port de Catane, un opérateur peut localiser tout mouvement de l’ordre de 50 micromètres à une distance de plusieurs dizaines de kilomètres, avec une marge d’erreur d’un mètre. Cette technologie n’a jamais été appliquée à l’étude des failles sous-marines. D’ici les cinq prochaines années, le dispositif déployé va permettre d’observer la déformation du fond de la mer dans le cadre du projet ERC Focus financé par l’Europe à hauteur de 3,5 millions d’euros.

Deux années ont été nécessaires pour concevoir et rassembler l’ensemble du matériel et des instruments optiques et acoustiques. Le cable a nécessité la mise au point d’une connectique spéciale, adaptée à la pression des grands fonds et aussi à l’observatoire câblé sous-marin déjà existant, le Test Site South (TSS) de l’Institut de physique de Catane (INFN-LNS). Pour calibrer ce dispositif technologique et être capable d’interpréter les signaux laser en termes de déformation du sous-sol sous-marin, huit balises acoustiques Canopus ont aussi été déployées de part et d’autre de la faille. Pour être certains de la fiabilité des signaux reçus, les scientifiques ont aussi prévu des boucles de mesures.

Le déploiement de tout ce matériel au fond de la mer a été réalisé du 6 au 21 octobre 2020. Partie de Toulon (Var), l’équipe a piloté le robot sous-marin Victor 6000 de l’Ifremer, chargé d’enfouir le câble de près d’un centimètre de diamètre, dans 20 cm de profondeur de sédiments, et à l’aide d’une charrue spécialement mise au point (voir image ci-dessous).

La campagne est un succès. Drâce au matériel déposé au fond de la mer Méditerranée, l’observatoire du port de Catane reçoit désormais en temps réel les échos des signaux lumineux circulant dans la fibre. Les techniciens scrutent maintenant le moindre signal susceptible d’indiquer un mouvement de la faille (entre 1 et 2 cm) et son activité.

On espère maintenant pouvoir mener deux nouvelles campagnes océanographiques. 1) « Focus G1 », à l’horizon de l’été 2021, effectuera des levés géodésiques du fond. 2) « Focus X2 », au début de l’année 2022, déploiera un réseau de 25 sismomètres au fond de la Méditerranée. Sont également prévus le carottage de sédiments, de la sismique légère et de la paléosismologie, c’est-à-dire la caractérisation de la sismicité à long terme, ou bien encore l’image de la déformation enregistrée dans les sédiments des fonds marins peu profonds.

Si cette percée technologique au large de la Sicile se confirme dans les prochaines années, on pourrait imaginer mettre à profit les réseaux de câbles de télécommunication mondiaux en un réseau sismologique à l’échelle de la planète.

Source : Journal du CNRS.

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In a post published on November 13th, 2020, I explained that several research institutes had launched the “Focus” project which involves the installation of a new system for monitoring underwater faults at 2000 metres deep off Catania. . The purpose of the operation was to study the evolution of the Earth’s crust in the area of ​​the Mt Etna volcanic complex.

The CNRS Journal gives details of this submarine mission. Understanding the processes at work near the seismic fault was made possible by the technique of laser interferometry which had not yet been used for these purposes. The “FocusX1” oceanographic campaign was carried out aboard the research vessel Pourquoi Pas? of the French oceanographic fleet. A technology based on laser interferometry has been installed at the bottom of the Mediterranean Sea, at a depth of 2,100 metres and about 30 kilometres from Catania.

The purpose of the mission was to monitor and above all better understand an underwater seismic fault, in this case the Alfeo Nord fault; about ten kilometeres from Mt Etna’s eastern flank. This submarine fault is 80 km long at the bottom of the Ionian Sea. In the past, this region of southern Italy was shaken by several deadly earthquakes like the one of 1693, with a magnitude of M 7.5 in the south of Catania, which triggered a tsunami and killed 40,000 people, or that of Messina in 1908 and its 72,000 victims. The new device will shed light on the Alfeo Nord fault, which forms the northern part of an active fault system on the southeast flank of MEtna. With a length of 150 km, this system was mapped for the first time during two oceanographic campaigns in 2013 and 2014 by French and German scientists. The Alfeo Nord fault is said to be « strike-slip » because the block to the east is sliding southeast along the fault. It is the same type of fault as the North Anatolian fault in Turkey or the San Andreas fault in California. As the Alfeo Nord fault is located less than 20 km from Catania and its million inhabitants, it potentially poses a major seismic risk.

Seismic faults of this type present several possible behaviours. They can slide slowly like some sections of the San Andreas Fault. They can also have small irregular movements, causing low intensity earthquakes. In the worst case scenario, a blockage can occur for a long or even a very long time. The day when the constraints are suddenly relaxed, there is a large-scale earthquake. This does not appear to be the case in Sicily. In 2018, a team of German scientists observed a slow collapse of Mt Etna’s eastern flank in the Mediterranean Sea, at a rate of four centimetres from April 2016 to July 2017.

CNRS explains that until now laser interferometry has been used for the precise monitoring of large structures such as bridges, dams or tunnels. In the case of the fault, the use of the Brillouin effect laser reflectometry (BOTDR) technique consists in « interrogating » the optical fiber by injecting laser pulses into it. By diffusing there, they give an « optical identity card » of the fiber, sensitive to the slightest external mechanical or thermal disturbance.

Thus, from the port of Catania, an operator can locate any movement of the order of 50 micrometres at a distance of several tens of kilometres, with a margin of error of one metre. This technology has never been applied to the study of underwater faults. Over the next five years, the device that has been deployed will make it possible to observe the deformation of the seabed as part of the3.5-million euro ERC Focus project funded by Europe.

It took two years to design and assemble all the optical and acoustic equipment and instruments. The cable required the development of a special connection, adapted to the pressure of the deep sea and also to the already existing underwater cable observatory, the Test Site South (TSS) of the Institute of Physics of Catania ( INFN-LNS). To calibrate this technological device and be able to interpret the laser signals in terms of deformation of the seabed, eight Canopus acoustic beacons were also deployed on either side of the fault. To be sure of the reliability of the received signals, the scientists have also planned measurement loops.

The deployment of all this equipment at the bottom of the sea was carried out from October 6th to 21st, 2020. Departing from Toulon (Var), the team piloted Ifremer’s Victor 6000 submarine robot, in charge of burying the cable – nearly one centimetre in diameter – in 20 cm depth of sediment, using a specially developed plow (see image below).

The campaign is a success. Thanks to the material installed at the bottom of the Mediterranean Sea, the observatory at the port of Catania now receives in real time the echoes of the light signals circulating in the fiber. Technicians are now scrutinizing the slightest signal likely to indicate movement of the fault (between 1 and 2 cm) and its activity. Scientists now hope to be able to conduct two new oceanographic cruises. 1) « Focus G1 », by summer 2021, will carry out geodetic surveys of the bottom. 2) « Focus X2 », at the start of 2022, will deploy a network of 25 seismometers at the bottom of the Mediterranean. Also planned are sediment coring, light seismic and paleoseismology, that is to say the characterization of long-term seismicity, or even the image of the deformation recorded in the sediments of the shallow seabed. If this technological breakthrough off the coast of Sicily is confirmed in the coming years, one could imagine harnessing the world’s telecommunication cable networks into a seismological network on a planet scale.

Source: CNRS Journal.

Le câble de six kilomètres de long a été déployé et ensouillé en utilisant une charrue conçue par l’Ifremer et déplacée par le ROV Victor 6000. (Source : IFREMER),

 

 

Aucun lien entre la Montagne Pelée (Martinique) et La Soufrière (Saint Vincent)

Quand on regarde une carte, on s’aperçoit que les Petites Antilles, avec la Martinique, la Guadeloupe, St-Vincen-et-les-Grenadines, forment un arc. Il est façonné par la tectonique des plaques dans la région. La plaque Américaine se rapproche de la plaque Caraïbe à raison d’environ 2 cm/an. A l’aplomb de l’arc volcanique des Petites Antilles, la plaque nord-américaine, dans un processus de subduction, s’enfonce sous la plaque Caraïbe. Cette enfoncement de la plaque lithosphérique dans les profondeurs génère des séismes et participe à l’activité volcanique. Dans les zones de subduction, la répartition des séismes en profondeur permet d’imager la géométrie de la plaque plongeante qui suit le plan de Wadati-Benioff, souvent raccourci en plan de Benioff. Sous l’arc des Antilles, ce plan présente un pendage d’environ 60°.
A côté d’autres zones de subduction, comme au Japon ou au Chili, les Petites Antilles ont une activité sismique relativement réduite. Les derniers séismes importants datent de 1839 pour la Martinique et 1843 pour la Guadeloupe. Les sismologues pensent que cela s’explique par le fait que la subduction est lente dans cette région.

En revanche, l’activité volcanique est plus soutenue. On dénombre une vingtaine de volcans actifs dans les Petites Antilles dont 9 dans la seule île de Dominique. Soufrière Hills à Montserrat a connu une éruption dévastatrice en 1997. Le volcan sous marin Kick’Em Jenny à Grenade est sûrement le plus actif de la région avec près de onze éruption durant les 50 dernières années. La Soufrière de Guadeloupe est le volcan qui a connu le plus de manifestations éruptives depuis le 17ème siècle. Je ne reviendrai pas sur l’éruption phréatique de 1976 et la polémique qui l’a accompagnée.

L’éruption la plus meurtrière a été celle de la Montagne Pelée à la Martinique. Elle a causé le mort de 29 000 personnes. Au cours de cette même année, la Soufrière de St Vincent a tué 1565 personnes.

Le 4 décembre 2020, suite à une intensification de l’activité sismique et des remontées de gaz au cours des mois précédents, l’Observatoire Volcanologique et Sismologique de la Martinique (OVSM) a demandé à la Préfecture le placement de la Montagne Pelée en vigilance Jaune (niveau 3 sur une échelle de 5). Malgré tout, L’OVSM a précisé qu’une éruption n’est pas à l’ordre du jour dans le court terme.

Le 29 décembre 2020, c’était autour de la Soufrière de St Vincent de passer en vigilance Orange suite à l’apparition d’un dôme de lave à l’intérieur du cratère

Suite à ces des deux hausses des niveaux d’alerte, de nombreuses personnes se sont demandé s’il n’existait pas en lien entre le regain d’activité de ces deux volcans des Petites Antilles.

Jean-Christophe Komorowski, directeur scientifique des observatoires volcanologiques et sismologiques de l’Institut physique du globe de Paris est très clair à ce sujet. Il explique sur le site web Orange qu’il n’existe aucune relation entre l’activité de la Montagne Pelée et celle de la Soufrière : « Il n’y a aucun lien entre les différents volcans de l’arc des Petites Antilles. Il n’y a pas de connexion entre les réservoirs de stockage du magma de La Soufrière et celui de la Montagne Pelée. On ne peut pas craindre le déclenchement d’une éruption à la Montagne Pelée suite à l’activité en cours à Saint-Vincent, ou inversement. »

L’arc des Petite Antilles (Source : Google Maps)

L’archipel des Petites Antilles dans le contexte de la tectonique des plaques (Source : Centre de Données Sismologique des Antilles)

Modèle de la structure profonde de la zone de subduction au niveau des Petites Antilles, à partir des données sismiques (Source : IFREMER)

Un pont sur le détroit de Messine ? Attention aux séismes !

Suite à ma note évoquant le Pont qui joue l’arlésienne sur le détroit de Messine, certains visiteurs de mon blog m’ont fait remarquer qu’un tel ouvrage serait exposé aux séismes qui secouent périodiquement cette région de l’Italie. Cette remarque est tout à fait exacte et la sismicité est l’un des facteurs qui ont entravé la réalisation du projet.

Par sa situation tectonique, le sud de la Sicile est souvent secoué par des tremblements de terre. L’île se situe sur la zone de subduction où la plaque africaine plonge sous la plaque eurasiatique. Cette zone de subduction est par ailleurs responsable de la formation de l’Etna.

La plupart des séismes ont lieu le long de l’arc siculo-calabrais, une zone bien connue où les failles s’étirent sur environ 370 kilomètres en formant trois segments. Le segment calabrais est responsable de la série de séismes qui ont frappé la Calabre en 1783.

Côté sicilien, l’histoire révèle plusieurs séismes dévastateurs.

Un séisme particulièrement destructeur s’est produit le 4 février 1169 à 7 heures du matin à Catane, à la veille des célébrations de Sainte Agathe. Il a été suivi d’un tsunami. La magnitude de cet événement se situait probablement entre M 6,4 et M 7,3. Catane, Lentini et Modica sont les villes qui ont été les plus sérieusement touchées. Le séisme a causé la mort d’environ 15 000 personnes.

Le séisme du 11 janvier 1693 à 21 heures au Val di Noto dans le sud-est de la Sicile fut, lui aussi, suivi d’un tsunami, Avec une magnitude de M 7,4, il est considéré comme le plus puissant séisme dans l’histoire italienne. Il a entraîné la destruction d’environ 70 villes ou villages, provoqué des dégâts sur une zone de 5 600 km2 et causé la mort d’environ 60 000 personnes.

Le séisme du 28 décembre 1908 à 5h20 du matin à Messine a touché le nord-est de la Sicile.   et la pointe Sud-Ouest de la Calabre. Son épicentre se trouvait dans le détroit de Messine. La secousse d’une durée de 30 secondes a été suivie d’un tsunami qui a détruit les villes de Messine, Reggio de Calabre et Palmi. Les câbles téléphoniques et télégraphiques dans le détroit de Messine ont été rompus. La catastrophe a tué entre 75 000 à 200 000 morts, selon les estimations. Les victimes ont été plus nombreuses en Calabre qu’en Sicile. Les autorités italiennes font souvent référence à ce séisme majeur pour justifier leur peu d’empressement à édifier un pont au-dessus du détroit de Messine.

Le séisme de la nuit du 14 au 15 1968, connu aussi sous le terme italien Terremoto del Belice, a touché toute la vallée du Belice, une zone comprise entre les provinces de Palerme, Agrigente et Trapani. Plusieurs localités de cette zone ont été détruites. Le bilan est lourd : officiellement 370 morts, mais en réalité probablement plus de 400, un millier de blessés et plus de cent mille sans abris.

Le 13 décembre 1990, un séisme de magnitude M 5,8 a frappé la Sicile, entre Catane et Raguse, faisant 17 morts et 200 blessés et 2500 sans abris, avec de graves dommages matériels.

Plus près de nous une forte secousse a été enregistrée le 22 décembre 2020 à 21h27 à Raguse. Sa magnitude a été estimée à M 4,6, avec un hypocentre à 30 km de profondeur. L’épicentre a été localise en mer entre Santa Croce Camerina e Gela, dans la province de Raguse. L’événement n’a causé ni victimes, ni dégâts majeurs. .

La nuit du 31 décembre 2020 a été agitée dans la région de Catane! À partir de 20h59, un essaim sismique avec des événements d’intensité croissante a été ressenti par la population. L’épicentre de l’essaim a été localisé à 3 km au nord-est de Ragalna, dans la région de l’Etna. Les deux secousses les plus significatives avaient une magnitude de M 3,5 sur l’échelle de Richter, à une profondeur de 11 et 14 km. Aucun dégât matériel ou humain n’a été signalé. Dans le même temps, l’activité strombolienne se poursuivait au sommet de l’Etna, mais il ne semble pas y avoir de lien entre cette sismicité et l’activité volcanique.

Ces différents événements confirment que la Sicile et la Calabre sont des zones très sensibles d’un point de vue sismique et que la construction d’un pont – même répondant aux normes parasismiques – sur le détroit de Messine n’est pas sans risques.

On va me rétorquer que des ponts ont été construits dans d’autres régions sismiques du globe comme la Californie qui est exposée aux frasques de la Faille de San Andreas. Ainsi, le séisme du 17 octobre 1989 a secoué la San Francisco Bay Area. Il a tué 63 personnes et blessé 3800 autres, avec des dégâts estimés à l’époque à 6 milliards de dollars. Avec une magnitude de M 6,9, c’est le plus violent séisme enregistré en Californie depuis celui de 1906. C’est à San Francisco et Oakland que les dégâts les plus importants ont été observés. Dans cette dernière ville, le système de transports a beaucoup souffert, avec l’effondrement du

 Cypress Street Viaduct où de nombreuses personnes ont péri. Le San Francisco–Oakland Bay Bridge a également été endommagé quand le niveau supérieur de circulation s’est effondré. Suite à ce séisme, tous les ponts de la région ont été renforcés àfin de mieux faire face aux prochains séismes.

San Francisco–Oakland Bay Bridge en 1989

(Source : médias américains)

Japon: Exploration des zones de subduction // Japan: Exploring subduction zones

Comme je l’ai écrit à plusieurs reprises, nous sommes capables d’explorer la surface de la planète Mars, mais nous ne savons que très peu de choses sur les profondeurs de nos propres océans, en particulier sur les zones de subduction où se déclenchent les séismes les plus puissants et les plus dévastateurs.

Il y a quelques jours, je regardais sur la chaîne de télévision française France 5 l’émission très intéressante «Science Grand format» qui était consacrée à deux «terres extrêmes»: le Japon et la Californie.

Le Japon doit régulièrement faire face à des événements extrêmes tels que des éruptions volcaniques, des séismes, des lahars, des tsunamis et des typhons. D’un point de vue géologique, le pays se trouve à l’intersection de 4 grandes plaques tectoniques: la plaque d’Okhotsk au nord, la plaque du Pacifique à l’est, la plaque Philippine au sud et la plaque Eurasienne à l’ouest. Les séismes sont le plus souvent provoqués par la subduction des plaques Pacifique et Philippine qui plongent sous les plaques d’Okhotsk et Eurasienne.

Un épisode du documentaire sur le Japon nous explique que le Chikyu, un navire de recherche spécialisé en forage océanique, a foré le plancher océanique dans l’espoir d’atteindre la zone de subduction. Cependant, la mission n’a pas réussi à atteindre son objectif ultime : forer jusqu’à 5 200 mètres sous le fond marin, là où la plaque Philippine plonge sous la plaque Eurasienne, en provoquant de puissants tremblements de terre. En mai 2019, les ingénieurs ont arrêté le processus de forage à cause d’effondrements dans le puits de forage, à une profondeur d’un peu plus de 3250 mètres sous le plancher océanique.

Cet échec marquait la fin de près de dix ans d’efforts pour s’enfoncer à l’intérieur de la Fosse de Nankai, au large de la côte sud-est du Japon. Dans cette région, le processus de subduction déclenche des séismes dévastateurs tous les 100 à 150 ans environ. Par exemple, deux événements d’une magnitude supérieure à M 8 ont été enregistrés en 1944 et 1946.

Atteindre les profondeurs de la zone de subduction n’est pas une tâche facile. La limite entre les plaques tectoniques est si profonde que le Chikyu est le seul navire de forage océanique capable de l’atteindre. Pour stabiliser son équipement de forage et pénétrer le plancher océanique, le navire dispose d’une technologie semblable à celle utilisée sur une plate-forme pétrolière.

En octobre 2018, le Chikyu a effectué sa quatrième mission sur un site de la Fosse de Nankai connu sous le nom de C0002, où il avait déjà effectué le forage le plus profond jamais réalisé. Les ingénieurs savaient que cette mission serait délicate, car le forage devait s’effectuer dans des roches fracturées et litées. L’équipe de forage a pu s’enfoncer jusqu’à 3262 mètres, battant ainsi son propre record de forage océanique à but scientifique. Mais les chercheurs n’ont pas pu descendre davantage à cause des effondrements dans le puits de forage. Grosse déception à bord du navire de recherche !

Après l’échec du forage C0002, le Chikyu a effectué des missions moins profondes. En particulier, les scientifiques ont exploré la géologie de la faille qui a déclenché le séisme dévastateur de Tohoku en 2011 qui s’est accompagné de la destruction de la centrale nucléaire de Fukushima. A côté de ces événements meurtriers, les scientifiques à bord du navire ont également étudié les séismes ‘lents’ que l’on enregistre le long de la Fosse de Nankai.

Source: Nature.

Espérons que le Japon – et d’autres pays – pourront mettre en place dans les prochaines années d’autres initiatives comme la mission dans la Fosse de Nankai. Elles nous permettront de mieux comprendre le comportement de notre planète.

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As I put it several times, we are able to explore the surface of Mars, but we know very little about the depths of our own oceans, especially the subduction zones that trigger the most powerful and devastating earthquakes.

A few days ago, I was watching on the French TV channel France 5 the very interesting programme “Science Grand format” that was dedicated to two “extreme lands”: Japan and California.

Japan regularly has to face extreme events such as volcanic eruptions, earthquakes, lahars, tsunamis and typhoons. From a geological point of view, the country is located at the intersection of 4 major tectonic plates: the Okhotsk Plate to the north, the Pacific Plate to the east, the Philippine Plate to the south and the Eurasian Plate to the west. Earthquakes are usually caused by the subduction of the Pacific and Philippine plates, which dive beneath the Okhotsk and Eurasian plates.

An episode of the documentary about Japan informs us that the nation’s ocean-drilling research vessel, Chikyu, has drilled the ocean floor deeper than ever before in the hope to reach the subduction zone. However, the mission failed to achieve its ultimate goal of penetrating 5,200 metres beneath the sea floor, into the area where the Philippine Sea plate  plunges beneath the Eurasian plate, causing powerful earthquakes. In May 2019, engineers stopped the drilling process after the drill hole kept collapsing, just over 3,250 metres beneath the sea floor.

It was the end to an almost decade-long effort to drill deep into the Nankai Trough off Japan’s southeast coast. In this region, the plate subduction triggers devastating earthquakes roughly every 100 to 150 years. For instance, a pair of earthquakes with magnitudes above M 8 struck in 1944 and 1946.

Reaching the depths of the subduction zone is not an easy job. The plate boundary is so deep that Chikyu is the only scientific ocean-drilling vessel capable of reaching it. The ship uses a structure similar to the technology used on an oil rig, to stabilize its drilling equipment and penetrate the sea floor.

In October 2018, Chikyu made its fourth trip to a site on the Nankai Trough known as C0002, where it had already drilled the deepest-ever hole beneath the sea floor. Engineers knew that the next phase of drilling would be difficult, because the hole penetrates rocks that are fractured and folded. The drilling team was able to deepen the hole from just over 2,900 metres beneath the sea floor to 3,262 metres, breaking its own record for the deepest scientific ocean drilling. But the researchers could not go any farther because the hole kept collapsing at the bottom. There was a general disappointment aboard the research vessel.

After the C0002 hole failed, Chikyu moved on to drill in shallower holes nearby. In particular, scientists explored the geology of the shallow fault that triggered the devastating 2011 Tohoku earthquake that destroyed the Fukushima nuclear plant.. The ship also investigated the many small, slow-motion earthquakes that are recorded along the Nankai Trough, in addition to the large, devastating ones.

Source : Nature.

Let’s hope more initiatives like the Japanese mission in the Nankai Trough will be set up in the next years. They will help us understand better the behaviour of our planet.

Le Chikyu est un navire japonais de forage en haute mer. Il mesure 210 mètres de longueur, 38 mètres de large, 16,2 mètres de haut pour un tonnage de 57000 tonnes. La partie la plus originale du navire est son derrick de 121 mètres au dessus du niveau de la mer. Il a un équipage de 150 hommes, divisé en 50 scientifiques et 100 opérateurs. (Source : Wikipedia)