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Amélioration de la prévision volcanique en Nouvelle Zélande // Improving volcanic prediction in New Zealand

En passant au peigne fin 350 000 années de volcanisme, des scientifiques de l’université Massey ont trouvé des preuves de centaines d’éruptions dans l’Ile du Nord en Nouvelle Zélande. De tels événements causeraient d’importants dégâts s’ils se produisaient à l’heure actuelle. Dans le champ volcanique d’Auckland – sur lequel repose une partie de la ville aujourd’hui – ils ont détecté quelque 54 volcans ayant montré des signes d’activité sur un laps de temps de  250 000 ans. Si de telles éruptions devaient se produire aujourd’hui, elles perturberaient fortement la vie des Kiwis.

Dans le même temps, des chercheurs de l’Université d’Auckland affirment avoir inventé un système d’alerte capable d’annoncer les éruptions volcaniques. Il permettrait d’empêcher que se produisent des tragédies comme celle qui a tué 21 personnes sur White Island en 2019. Leur étude a été publiée dans Nature Communications.
Les scientifiques expliquent que leurs recherches «montrent des schémas d’activité sismique permettant de donner une alerte avant une éruption». Ils pensent que leur nouveau système aurait déclenché un signal d’alerte 16 heures avant l’éruption meurtrière de White Island.
Le réseau sismique géré par GeoNet répertorie chaque année les données générées par des milliers de séismes et des événements volcaniques en Nouvelle Zélande, mais ces données ne sont pas prédictives. Dans le cadre de leur étude, les scientifiques ont appliqué les données d’éruptions antérieures à des «algorithmes d’interprétation automatique» permettant de mettre au point des modèles de phase pré-éruptive. Ils ont ainsi remarqué que l’éruption de 2019 à White Island avait été précédée de 17 heures d’alerte sismique. Il y a d’abord eu une phase intense d’activité sismique de quatre heures qui, selon eux, correspondait à l’ascension de nouveaux fluides magmatiques qui ont accru la pression des gaz et de l’eau déjà emprisonnés dans la roche au-dessus. Ce processus a conduit à l’éruption, comme si le couvercle d’une cocotte-minute avait sauté. Un signal semblable avait été enregistré 30 heures avant une éruption en août 2013, et il était présent dans deux autres éruptions en 2012.
Les géologues espèrent adapter ces données à d’autres volcans, tels que le Tongariro et le Ruapehu, mais ils reconnaissent que leur système n’est pas infaillible. Ainsi, il n’aurait déclenché un signal d’alerte que dans quatre des cinq dernières éruptions majeures à White Island. Ils pensent, malgré tout, qu’il y a de bonnes chances pour que leur système permette de détecter des éruptions comme celle de 2019, ou d’autres.

Source: Médias d’information néo-zélandais.

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Scientists from the Massey University have revealed evidence of hundreds of ancient eruptions in New Zealand after reconstructing 350 000 years of volcanism across the North Island. These explosions would cause widespread havoc if they occurred in the present time. In the Auckland Volcanic Field, they have detected about 54 volcanoes over 250 000 years of course. Should such eruptions occur today, they would be big enough to cause significant disruption.

Meantime, New Zealand scientists at the University of Auckland say they have invented a warning system to predict volcanic eruptions that may prevent future tragedies such as the one that killed 21 people on White Island in 2019. Their study has been published in Nature Communications.

The researchers explain that their research “shows patterns of seismic activity before an eruption that make advance warning possible”. They think their new system would have raised the alert 16 hours before the volcano’s deadly eruption.

The GeoNet system reports back data from the country’s thousands of earthquakes, and less frequent volcanic events, each year as they happen, but they are not predictive. To perform their study, the scientists have applied past eruption data to “machine learning algorithms”, allowing them to look for patterns in the build-up to eruptions. In this way, they have noticed that last year’s eruption at White Island was preceded by 17 hours of seismic warning. It began with a strong four-hour burst of seismic activity, which they think was fresh magmatic fluid rising up to add pressure to the gas and water trapped in the rock above. This led to its eventual bursting, like a pressure cooker lid being blasted off. A similar signal was recorded 30 hours before an eruption in August 2013, and it was present in two other eruptions in 2012.

The geologists hope to adapt the data to apply to other volcanoes, such as Mt Tongariro and Mt Ruapehu, but admit it is not fool-proof. They say the system would only have raised an alert in four of the last five major eruptions at White Island, but they think there is a good chance eruptions like the 2019 event or larger will be detected.

Source : New Zealand news media.

Photo : C. Grandpey

Péninsule de Reykjanes (Islande) : Ça recommence ! // Reykjanes Peninsula (Iceland) : Strong seismicity again !

Un fort essaim sismique a secoué la péninsule de Reykjanes dans la soirée du 19 juillet 2020, avec un événement de M 5.1 sur l’échelle de Richter. La secousse a été ressentie à Reykjavik où les habitants ont entendu la terre gronder et senti leurs maisons vibrer. Des répliques ont été enregistrées jusqu’au matin avec des événements de M 4,6 et M 4,3.
La sismicité a son origine à l’extrémité sud-ouest de la péninsule de Reykjanes, au sud de l’aéroport de Keflavik, près de la ville de Grindavik et du Blue Lagoon.
Au cours des derniers mois, la zone autour de Grindavik a été secouée par de fréquents séismes. Les capteurs GPS ont également détecté une inflation du sol, peut-être due à une intrusion magmatique. Début 2020, on a craint que l’activité sismique annonce une possible éruption volcanique, mais à l’époque, les autorités ont estimé que le risque était très faible. La dernière éruption sur la péninsule de Reykjanes a eu lieu il y a environ 800 ans.
Il convient de noter que la sismicité est également intense sur la Zone de Fracture de Tjörnes dans le nord de l’Islande, avec des événements parfois supérieurs à M 4. Des chutes de pierres ont été observées dans la zone. Il est conseillé aux visiteurs d’éviter de marcher le long des falaises.
Source: IMO.

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 A strong earthquake swarm shook the Reykjanes Peninsula on July 19th, 2020 in the evening, with an M 5.1 event on the Richter scale. The event was felt in Reykjavik where residents heard the earth rumbling and shaking their homes. Aftershocks continued until morning with the strongest aftershocks measuring M 4.6 and M 4.3.

The earthquakes originated in the southwest tip of the Reykjanes peninsula, south of Keflavik Airport, near the town of Grindavik and the Blue Lagoon.

For the past few months the area around Grindavik has been hit with frequent earthquakes with GPS-linked sensors showing ground inflation, possibly due to magma intrusion underground. Earlier this year there were fears of the seismic activity being the precursor of a possible volcanic eruption but at the time authorities deemed the risk of an eruption to be very low. The last time a volcano erupted on the Reykjanes peninsula was around 800 years ago.

It sould be noted that seismicity is also intense on the Tjörnes Fracture Zone in northern Iceland, with events sometimes above M 4. Rockfalls have been observed in the area. Visitors are advised to avoid walking along the cliffs.

Source: IMO.

La sismicité en Islande (Source : IMO)

Corrélation entre activité solaire et activité sismique ? // A correlation between solar activity and seismic activity ?

Des études ont été faites sur l’influence possible de la Lune sur les éruptions volcaniques. J’ai personnellement travaillé sur la possible corrélation entre la pression atmosphérique et l’activité strombolienne (voir le résumé de cette étude sous l’entête de ce blog). Cependant, ces études n’ont pas apporté de réponses convaincantes sur le rôle joué par ces éléments naturels.

Une nouvelle étude réalisée par des chercheurs italiens et récemment publiée dans Nature Scientific Reports indique que de puissantes éruptions solaires peuvent déclencher de puissants séismes sur Terre. Les auteurs de l’étude ont analysé 20 années de données sur la densité et la vitesse des protons solaires, fournies par le satellite SOHO, et les données sur la sismicité dans le monde au cours de la période correspondante. Ils ont observé une corrélation évidente entre la densité de protons et la survenue de grands séismes de magnitude supérieure à M 5,6, avec un décalage d’une journée.
Le Soleil bombarde en permanence le système solaire avec de l’énergie et des particules sous forme de vent solaire. Parfois, les éruptions à la surface du Soleil provoquent des éjections de masse coronale qui traversent le système solaire à des vitesses extrêmement rapides. La nouvelle étude montre que les particules émises par ces éruptions peuvent être responsables du déclenchement de groupes de puissants séismes.
Les scientifiques ont remarqué que certains puissants séismes sur notre planète ont tendance à se produire en groupes,  et pas de manière aléatoire. Cela laisse supposer qu’il existe probablement un phénomène global de déclenchement de ces événements.
Pour leur étude, les chercheurs ont parcouru vingt années de données sismiques et celles concernant l’activité solaire, en particulier grâce au satellite Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) de la NASA-ESA, et ils ont cherché des corrélations probables.
Le satellite SOHO, situé à environ 1,45 million de kilomètres de la Terre, surveille l’activité solaire, ce qui permet aux scientifiques de contrôler la quantité de matière solaire qui vient frapper la Terre.
En comparant les séismes répertoriés dans l’ISC-GEM Global Instrumental Earthquake Catalogue – où sont inscrits tous les événements historiques dans le monde – avec les données fournies par le satellite SOHO, les chercheurs ont remarqué que de puissants séismes se produisaient lorsque augmentaient le nombre et la vitesse des protons solaires arrivant sur Terre. Lorsque les protons en provenance du Soleil atteignent un pic, on observe également un pic dans le nombre de séismes d’une magnitude supérieure à M 5,6 pendant les 24 heures suivantes.
Après avoir remarqué une corrélation entre les émissions de protons solaires et les puissants séismes, les chercheurs ont ensuite proposé une explication avec un mécanisme baptisé « effet piézoélectrique inverse ».
La compression du quartz, roche courante dans la croûte terrestre, peut produire une impulsion électrique grâce à un processus appelé effet piézoélectrique. Les chercheurs pensent que de telles petites impulsions sont susceptibles de déstabiliser les failles proches de la rupture et déclencher des séismes.
Cette explication suppose que les anomalies électromagnétiques ne sont pas le résultat des séismes, mais en sont la cause. Lorsque les protons chargés positivement en provenance du Soleil frappent la bulle magnétique terrestre, ils génèrent des courants électromagnétiques qui se propagent à travers le monde. Les impulsions créées par ces courants continuent à déformer le quartz dans la croûte, ce qui finit par déclencher des tremblements de terre.
L’étude complète se trouve à cette adresse:
https://www.nature.com/articles/s41598-020-67860-3

Source: Nature Scientific Reports, The Watchers.

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Studies have been made about the possible influence of the Moon on volcanic eruptions. I have personally made a study about the possible correlation between atmospheric pressure and strombolian activity (see the abstract under the title of this blog). However, these studies have not brought any clear answers on the role played by these natural elements.

A new study by Italian researchers recently published in Nature Scientific Reports suggests that powerful eruptions on the Sun can trigger large earthquakes on Earth. In the paper, the authors analyzed 20 years of proton density and velocity data, as recorded by the SOHO satellite, and the worldwide seismicity in the corresponding period. They found a clear correlation between proton density and the occurrence of large earthquakes with magnitudes above M 5.6, with a time shift of one day.

The Sun is constantly bombarding the solar system with energy and particles in the form of the solar wind. Sometimes, eruptions on the Sun’s surface cause coronal mass ejections that hurtle through the solar system at extremely fast rates. The new study suggests that particles from such eruptions may be responsible for triggering groups of powerful earthquakes.

Scientists noted that some powerful earthquakes around the planet tend to occur in groups, not randomly. This indicates that there may be some global phenomenon triggering these worldwide events.

For their study, the researchers searched through 20 years of data on both earthquakes and solar activity, specifically from NASA-ESA’s Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) satellite, and sought probable correlations.

SOHO, located about 1.45 million km from the Earth, monitors the Sun, which helps scientists track how much solar material strikes the Earth.

By comparing the ISC-GEM Global Instrumental Earthquake Catalogue – a historical record of powerful tremors – to SOHO data, the researchers noticed more strong earthquakes happened when the number and velocities of incoming solar protons increased. When protons from the Sun peaked, there was also a spike in earthquakes above M 5.6 for the next 24 hours.

After noticing there was a correlation between solar proton flux and strong earthquakes, the researchers went on to propose an explanation with a mechanism called “the reverse piezoelectric effect”.

Compressing quartz rock, something common in the Earth’s crust, can produce electrical pulse through a process called the piezoelectric effect. The researchers think that such small pulses could destabilize faults that are nearing rupture, triggering earthquakes

This new explanation suggests that electromagnetic anomalies are not the result of earthquakes, but cause them instead. As positively charged protons from the Sun hit the Earth’s magnetic bubble, they generate electromagnetic currents that propagate across the world. Pulses created by these currents go on to deform quartz in the crust, ultimately triggering earthquakes.

The complete study can be found at this address :

https://www.nature.com/articles/s41598-020-67860-3

Source : Nature Scientific Reports, The Watchers.

Vue d’une éruption solaire (Source: NASA)

Très fort essaim sismique sur la Zone de Fracture de Tjörnes (Islande) // Very strong seismic swarm on the Tjörnes Fracture Zone (Iceland)

Alors que la situation est relativement calme sur la Péninsule de Reykjanes, c’est la région de la Péninsule de Tjörnes qui attire l’attention aujourd’hui. Plus précisément, la sismicité est particulièrement élevée depuis quelques heures sur la Zone de fracture de Tjörnes qui mesure environ 150 km de longueur et 80 km de largeur.. Un essaim sismique est en cours ; un événement a atteint la magnitude de M 5,2 à 15h06 et un autre la magnitude de M 5,6 à 19h26 ce samedi 20 juin 2020. Leurs hypocentres ont été localisés respectivement à 9,2 km et 10 km de profondeur.

Située au large de la péninsule du même nom, la zone de fracture de Tjörnes est une section de failles transformantes. Elle sépare la zone volcanique septentrionale de l’Islande de la dorsale de Kolbeinsey qui fait elle-même partie de la dorsale médio-atlantique. La Smithsonian Institution nous apprend qu’une éruption sous-marine a pu avoir lieu en 1867-1868 dans la partie SE du système de fractures, au large de la côte septentrionale de l’Islande, juste au nord de Manareyjar Island. La sismicité a déjà été forte dans cette région au début de l’année 2018. On a alors pensé qu’il pouvait s’agir d’une possible éruption sous-marine.

Les essaims sismiques sont fréquents dans cette partie de l’Islande et ont en général une origine purement tectonique, sans manifestation volcanique associée. Ils peuvent atteindre des magnitudes de M 7 – 7,5, comme cela s’est produit en 1963.

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While the situation is relatively calm on the Reykjanes Peninsula, it is the Tjörnes Peninsula region that is drawing attention today. More specifically, the seismicity has been particularly high for a few hours over the Tjörnes Fracture Zone which measures approximately 150 km in length and 80 km in width. A seismic swarm is underway and one of the events has reached the magnitude of M 5, 2 at 3:06 pm this Saturday June 20, 2020. The hypocentre was located 9.2 km deep.

Located off the peninsula with the same name, the Tjörnes fracture zone is a section of transform faults. It separates the northern volcanic area of Iceland from the Kolbeinsey Ridge which is itself part of the Mid-Atlantic Ridge. The Smithsonian Institution informs us that a submarine eruption may have occurred in 1867-1868 in the SE part of the fracture system, off the north coast of Iceland, just north of Manareyjar Island. Seismicity was already strong in this region at the beginning of 2018. It was then thought the cause could be a possible submarine eruption.

Seismic swarms are common in this part of Iceland and are generally of purely tectonic origin, with no associated volcanism. They can reach magnitudes of M 7 – 7.5, as happened in 1963.

Source : IMO