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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…

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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

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)