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Essaim sismique à Yellowstone: Pas de quoi s’inquiéter! // Seismic swarm at Yellowstone: Nothing to worry about!

L’essaim sismique observé à Yellowstone depuis le mois de juin est maintenant l’un des plus longs jamais enregistrés dans le Parc, avec plus de 2 300 événements. Le 30 août, 2 357 séismes avaient été enregistrés. Le plus significatif au cours des dernières semaines a été un événement de M 3,3 le 21 août. Le plus important dans l’essaim actuel avait une magnitude de M 4,4 le 15 juin. La plupart des secousses se situaient dans la fourchette M 0 ou M 1, avec 181 autres événements de M 2 et 11 de M 3. 53 autres étaient inférieurs à M 0, ce qui signifie qu’ils ne pouvaient être détectés qu’avec des instruments ultra sensibles.
Beaucoup de gens s’inquiètent et pensent que cet essaim sismique pourrait annoncer une éruption volcanique à court terme. L’Observatoire Volcanologique de Yellowstone se veut rassurant et affirme qu’aucune éruption ne se produira, à court ou à long terme. En effet, la sismicité a toujours été présente à Yellowstone, la plupart du temps causée par l’activité hydrothermale dans le Parc. Les géologues de l’Observatoire insistent sur le fait que l’essaim n’a «rien d’extraordinaire» et qu’il a «ralenti de manière significative ; toutefois, de petits épisodes d’activité peuvent durer quelques heures».
Bien qu’il ne semble pas dangereux, l’essaim sismique actuel est maintenant l’un des plus longs et les plus importants jamais enregistrés. Le plus spectaculaire avait eu lieu en octobre 1985; il a duré trois mois, avec plus de 3 000 événements. Il y a eu un autre essaim digne d’intérêt en 2010, avec plus de 2 000 événements enregistrés en un seul mois.
L’USGS – qui gère les observatoires volcanologiques dans l’ouest des Etats-Unis – indique que le niveau d’alerte actuel à Yellowstone est « Normal » et que la couleur de l’alerte aérienne est « Verte ».
Jacob Lowenstern, l’un des scientifiques responsables de l’Observatoire de Yellowstone (et que je salue ici!) rappelle que «la dernière éruption volcanique dans la caldeira s’est produite il y a 70 000 ans. […] Pour que le magma atteigne la surface, il faut qu’une nouvelle bouche s’ouvre, ce qui se traduit par une activité géologique intense. […] On observerait alors de plus en plus de séismes, associés à une déformation du sol, des explosions de vapeur et des changements dans la composition des gaz et dans la température des émissions hydrothermales, ce qui entraînerait une modification du niveau d’alerte. Rien de tout cela n’a encore eu lieu. »
Source: Observatoire Volcanologique de Yellowstone.

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The ongoing earthquake swarm at Yellowstone is now one of the longest ever recorded, with over 2,300 tremors since it began in June. As of August 30th, 2,357 earthquakes had been recorded. The most powerful in recent weeks was an M 3.3 event on August 21st. The most significant in the current swarm had a magnitude of M 4.4 on June 15th. Most of the earthquakes were in the M 0 or  M 1 range, with a further 181 recorded at M 2 and 11 at M 3. Another 53 were less than M 0, meaning they were very small events that could be detected only with sensitive earthquake-monitoring instruments.

Many people have worried about this seismic swarm and thought it might announce a volcanic eruption in the short term. The Yellowstone Volcano Observatory is reassuring and said no eruption will occur, either in the short or long term. Indeed, seismicity has always been present at Yellowstone, most of the time caused by the hydrothermal activity within the Park. Geologists at the Observatory have insisted that the swarm was “nothing out of the ordinary” and that it had “slowed down significantly but does occasionally have little bursts of activity that lasts for a few hours.”

Although it does not look dangerous, the current swarm is now one of the longest and largest on record. The largest swarm ever recorded was in October 1985; it lasted for three months and included more than 3,000 earthquakes. There was another large swarm in 2010, when more than 2,000 events were recorded over a month.

USGS that manages the volcanic observatories in Western U.S.A. currently lists the volcano alert level at Yellowstone as normal, and the aviation color code is green.

Jacob Lowenstern, one of the scientists in charge of the Yellowstone Volcano Observatory (Hello Jake!) reminds us that “the last volcanic eruption within the caldera was 70,000 years ago. […] For magma to reach the surface, a new vent needs to be created, which requires a lot of intense geological activity. […] We would need to see considerably more and larger earthquakes, combined with contemporaneous ground deformation, steam explosions and changes in gas and heat discharge, prior to moving the alert level. None of that has occurred.”

Source: Yellowstone Volcano Observatory.

N’hésitez pas à vous rendre à Yellowstone en septembre. Il fait moins chaud et  il y a moins de monde… (Photos: C. Grandpey)

 

Séismes et glaciers en Alaska // Earthquakes and glaciers in Alaska

Le 28 février 1979, un séisme de M 7.7 a secoué les Chugach Mountains et la région du Mont Saint-Elias dans la partie méridionale de l’Alaska. Les géologues pensent que  l’événement a été provoqué par des mouvements tectoniques complexes dans cette région où se rencontrent les plaques Pacifique et nord-américaine. Aujourd’hui, les scientifiques étudient un autre élément susceptible d’avoir un effet sur l’activité sismique de la région: la fonte des glaciers.
Les chercheurs du Goddard Space Flight Center de la NASA et de l’USGS ont cherché à savoir si les fluctuations glaciaires avaient une relation avec les séismes enregistrés dans les environs des glaciers Malaspina et Bering, au sud du Parc national Wrangell-St. Elias et au nord de Yakutat. Une étude datant de 2004 a conclu que si les plaques tectoniques jouent le rôle le plus important dans le déclenchement des séismes majeurs, les mouvements des glaciers proches de ces sites peuvent également avoir un impact.
De 1993 à 1995, le glacier de Béring a avancé rapidement au cours d’une surge glaciaire. Au cours des cinq années qui ont suivi cette surge, la masse de glace nouvellement accumulée a reculé et s’est amincie sous l’effet de la hausse des températures. Lorsque la glace s’est épaissie pendant la surge glaciaire, le nombre de séismes a diminué dans la région. Par contre, quand elle s’est amincie, le nombre de petits séismes a augmenté, avec des événements de M 1 à M 2 sur l’échelle de Richter.
Les chercheurs ont également calculé la pression accumulée sous les glaciers dans la région de Icy Bay, entre les glaciers de Béring et Malaspina, de 1899 à 1979. La masse imposante d’un glacier peut contribuer à la stabilité de la région, mais une fois la fonte démarrée, les plaques tectoniques sont plus libres de leurs mouvements et peuvent créer des frottements sous la surface. Entre 1899 et 1979, les glaciers ont perdu assez de glace pour que la perte de poids en surface ait contribué au séisme de la région du Mont St. Elias.
Le sud de l’Alaska est un lieu unique pour étudier ce type d’interactions entre séismes et glaciers. En effet, il y a très peu d’endroits dans le monde où la fonte rapide d’une masse de glace interagit avec des plaques tectoniques qui se trouvent à des dizaines de kilomètres sous la surface de la Terre.
Dans une étude publiée en 2008, deux chercheurs de  l’Alaska Earthquake Center (Université de l’Alaska à Fairbanks) ont constaté qu’entre 2002 et 2006, le nombre de petits mouvements tectoniques dans la région de Icy Bay avait augmenté par rapport à l’activité sismique entre 1988 et 1992. Ils ont émis l’hypothèse que cela était dû à une augmentation significative de la perte de glace en 2002-2006.
Un certain nombre d’événements glaciaires tels que la formation de crevasses, le vêlage et le déplacement sur la roche sous-jacente peuvent provoquer des séismes, mais ils ne sont pas liés aux mouvements tectoniques.
Source: Alaska Dispatch News.

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On February 28th, 1979, an M 7.7 earthquake shook the Chugach and St. Elias mountains in Southcentral Alaska. The event is believed by geologists to be the result of complex tectonic movements in the area, where the vast Pacific and North American plates meet and accumulate pressure. Now, scientists are studying another element that may also influence the region’s seismic activity: glacial melting.

Researchers with NASA’s Goddard Space Flight Center and the U.S. Geological Survey sought to find out if glacial fluctuations had any relation to earthquakes in the area around the Malaspina and Bering glaciers, south of the Wrangell-St. Elias National Park and north of Yakutat. While their 2004 study concluded that moving tectonic plates had the largest role in major earthquakes, they also acknowledged that ice movements close to these sites may have also had an impact.

From 1993 to 1995, the Bering glacier advanced rapidly in a movement known as a glacial surge. In the five years that followed the surge, the newly-formed mass of ice retreated and thinned, a response to warming temperatures. When the ice thickened during the surge, the number of earthquakes decreased in the region. During the thinning, the number of small quakes increased, hovering around M 1 to M 2 on the Richter scale.

The researchers also calculated the amount of pressure that would have built up under the glaciers in the Icy Bay region, between the Bering and Malaspina glaciers, from 1899 to 1979. The large mass of a glacier can help keep things stable, but once that melts away, the tectonic plates are freer to move and create friction beneath the surface. Between 1899 and 1979, the glaciers lost enough ice for the weight loss to have contributed to the St. Elias earthquake.

Southern Alaska is a unique location to study these type of interactions: few places have a rapidly melting mass interacting with plates tens of kilometres beneath the Earth’s surface.

In a later study released in 2008, two researchers from the Alaska Earthquake Center at the University of Alaska Fairbanks, found that between 2002 and 2006, the number of small tectonic movements in the Icy Bay region increased when compared to the seismic rate between 1988 and 1992. They hypothesized that this was due to a significant increase in the rate of ice wastage in 2002-2006.

A variety of glacial activities such as crevassing, calving and moving along the underlying rock trigger earthquakes but these are not related to tectonic movements.

Source: Alaska Dispatch News.

 Partie méridionale de l’Alaska, avec glaciers Bering et Malaspina, et Icy Bay entre les deux glaciers (Google Maps)

Glacier de Béring (Crédit photo : Wikipedia)

Vue du massif du Mont St Elias (Photo : C. Grandpey)

 

Séismes et comportements animaliers // Earthquakes and animal behaviour

A la suite des puissants séismes qui ont frappé l’Italie l’année dernière, un scientifique allemand s’est rendu dans ce pays pour voir si les animaux peuvent anticiper les catastrophes naturelles. Au mois d’octobre, le chercheur, directeur de l’Institut d’Ornithologie Max Planck de Radolfzell, a équipé plusieurs animaux de capteurs très sensibles dans une ferme de la région des Marches, dans le centre de l’Italie, pour surveiller leur comportement, en espérant qu’il se modifierait d’une manière révélatrice avant un séisme. Les résultats pourraient être utilisés dans le cadre d’un système de prévention et sauver des milliers de vies.
Les secousses sismiques ont commencé à ébranler l’Italie en août 2016, avec d’autres événements majeurs en octobre 2016 et janvier 2017, ainsi que des milliers de répliques. La catastrophe a entraîné 23 milliards d’euros de dégâts, avec des milliers de personnes sans abri et plus de 300 morts.
Des recherches antérieures ont déjà montré la capacité prédictive des animaux. Par exemple, une étude débutée en 2012-2014 a pris en compte le comportement des chèvres et des moutons sur les flancs de l’Etna. Le chercheur allemand explique que « les animaux ont prédit les éruptions volcaniques majeures au cours de ces deux années entre quatre à six heures à l’avance », ajoutant que huit éruptions majeures se sont produites lors de son étude. « La nuit, les animaux se sont réveillés et ont déambulé nerveusement ; ensuite, pendant la journée, ils se sont installés dans une zone sure » où la végétation haute laissait supposer qu’elle avait été épargnée par les anciennes coulées de lave. Sur la base de cette recherche, il a déposé en 2013 un brevet intitulé «Préparation aux catastrophes utilisant la nature». Le brevet est en attente de validation.
Les séismes à répétition dans les Marches et d’autres régions de l’Italie centrale ont permis d’enregistrer une multitude de données sur les réactions des animaux. Après le séisme dévastateur qui a frappé la région en octobre, le scientifique s’est rendu sur place et a visité une ferme familiale qui vend du fromage produit par les moutons et les vaches. Il a installé des minuscules capteurs sur un certain nombre d’animaux – un lapin, des moutons, des vaches, des dindes, des poulets et des chiens. Les appareils ont mesuré en continu les moindres mouvements des animaux: leur position magnétique, leur vitesse, leur altitude, leur température, leur humidité, leur accélération et leur localisation. Selon le chercheur, la balise, alimentée par un petit panneau solaire, se comporte comme une «boîte noire pleine d’informations».
Quelques jours après l’installation des premiers capteurs, un autre séisme majeur, de magnitude M 6.5, a frappé la région, ce qui a fourni de nouvelles données. Le chercheur a récupéré les capteurs quelques semaines plus tard et est revenu en janvier pour équiper plusieurs des mêmes animaux : six vaches, deux fois plus de moutons et deux chiens. En avril, il est revenu à la ferme récupérer les capteurs afin d’étudier les données acquises.
Le marquage de différentes espèces animales peut être important car chaque animal détecte l’environnement de façon différente. Ensemble, ils forment un réseau de détection fournissant des informations complètement nouvelles.
Une fois que les données animales seront comparées aux données sismiques de la région – en utilisant les séismes de M 4 comme point de référence -, on pourra tirer des conclusions sur les comportements des animaux avant, pendant et après un séisme. De fin octobre à avril, il y a eu 11 jours avec des séismes de magnitude supérieure à M 4.
Dans le meilleur des cas, le comportement des animaux dans les heures précédant un séisme pourrait servir de système d’alerte précoce afin que les gens puissent fuir. Les données recueillies auprès de la ferme et des animaux qui ont survécu peuvent s’avérer essentielles et seront associées à d’autres données recueillies par l’Institut d’Ornithologie qui contrôle le comportement plusieurs centaines d’animaux. Cela fait partie d’un projet international allemand-russe baptisé ICARUS – International Cooperation for Animal Research Using Space – (Coopération internationale pour la recherche animale avec l’aide de l’espace), un système de surveillance par satellite qui suivra des dizaines d’espèces équipées d’émetteurs à énergie solaire.
Adapté d’un article dans Alaska Dispatch News.

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After a series of powerful earthquakes struck Italy last year, a German scientist rushed to this country to check whether animals can anticipate natural disasters. The researcher, director of the Max Planck Institute for Ornithology in Radolfzell, tagged several animals with sensitive sensors on a farm in the Marches region of central Italy in October to monitor their behaviour, hoping that if it changed in some consistent way before an earthquake, it could be used as an early warning system and potentially save thousands of lives.

The series of earthquakes in Italy began in August 2016, with other major events coming in October and January 2017, accompanied by thousands of aftershocks. The calamity has cost 23 billion euros in damage, rendered thousands homeless and caused more than 300 deaths.

Some previous research augured well for the predictive abilities of animals. It included a study that he conducted from 2012-2014 by monitoring goats and sheep on the side of Mount Etna, in Sicily. « The animals predicted the major volcanic eruptions during these two years between four to six hours before, » he said, adding that eight major eruptions occurred during his study. « At night, the animals woke up and nervously walked around, and in daytime, they moved to a safe area » where high vegetation suggested that it had been spared by previous lava flows. On the basis of this research, he applied in 2013 for a patent: « Disaster Alert Mediation Using Nature. » The patent is pending.

The recurring earthquakes in Marches and other parts of central Italy presented the chance to record a wealth of data about animal responses to further test the theory. After a devastating earthquake hit the region in October, the scientist hurried to Italy and visited a farm which sells cheese produced by the family’s sheep and cows. He tagged a number of animals on the farm — a rabbit, sheep, cows, turkeys, chickens and dogs — with small but sophisticated sensors. The devices measured the animals’ every movement, down to the second: their magnetic direction, speed, altitude, temperature, humidity, acceleration and location. He described the tag, powered with a small solar panel, as a « black box full of information. »

A few days after the first animals were tagged, another major earthquake, measuring M 6.5, hit the area, which provided data for a significant seismic event. The researcher retrieved the monitoring devices a few weeks later and then returned in January to tag several of the same animals again, including half a dozen cows, twice as many sheep and two dogs. In April, the researchers came again to remove the remaining tags and to study the acquired data.

Tagging different species might be essential as each one senses the environment in a distinct way. Together, they might form a collective sensing system providing completely novel information.

The hope is that once the animal data is compared with the earthquake data from the area — using M 4 earthquakes as a cutoff — it will show distinctive behaviour before, during and after an earthquake. From late October to April, there were 11 days with earthquakes measuring more than M 4.

In the best case, the animals’ behaviour in the hours leading up to an earthquake might act as an early warning system so that people could evacuate. The data gathered from the farm and the animals that survived may prove critical and will be combined with other data being gathered by the ornithology institute, which tracks many hundreds of animals. It is part of an international project under a German-Russian lead called ICARUS, short for International Cooperation for Animal Research Using Space, a satellite-based monitoring system that will track dozens of species outfitted with solar-powered transmitters.

Adapted from an article in Alaska Dispatch News.

Source : Google Maps

Pluie, neige et leur impact sur la Faille de San Andreas // The impact of rain and snow on the San Andreas Fault

Selon deux chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley, les séismes le long de la faille de San Andreas sont influencés par les pluies et chutes de neige de l’hiver. La découverte est importante car elle permet de mieux comprendre ce qui provoque les séismes et à quel moment ils sont plus susceptibles de se produire. Les résultats de cette étude sont publiés dans la revue Science.
Les deux scientifiques travaillent sur l’ « impact saisonnier » sur les systèmes de failles On entend par impact saisonnier la façon dont la neige et la pluie pèsent sur le sol  pendant les mois d’hiver, ce qui le fait se comprimer. Quand la sécheresse revient, le poids se retire et le sol rebondit en quelque sorte. Selon les scientifiques, ce processus modifie le stress exercé sur la structure tectonique de l’État de Californie, en poussant et tirant sur les lignes de failles, y compris la Faille de San Andreas.
La Faille de San Andreas se trouve à la limite tectonique entre les plaques Pacifique et nord-américaine, et s’étire sur 1280 km à travers la Californie. En septembre 2016, on a enregistré un essaim d’environ 200 petits événements dans le secteur de la Salton Sea, juste au sud de la Faille. Cela a fait naître les craintes qu’un séisme de plus grande ampleur puisse avoir lieu dans le court terme. La zone de faille où l’essaim s’est produit n’a pas bougé depuis plus de 300 ans. Comme de puissants séismes se produisent normalement le long de la faille tous les 150 à 200 ans, les scientifiques pensent qu’un «Big One» est en retard.
Dans leur dernière étude, les deux chercheurs ont mesuré le mouvement vertical le long des lignes de faille en Californie pour observer les changements résultant de l’impact saisonnier. Ils ont pris en compte neuf années de données GPS sur la déformation verticale pour identifier les modifications de contraintes qui produisent de petits séismes le long des lignes de failles. A partir de ces résultats, ils ont calculé le délai de contrainte saisonnier pour chaque faille afin de calculer un cycle de contrainte moyen. Les résultats montrent que la faille de San Andreas connaît une hausse de petits séismes à la fin de l’été et au début de l’automne, alors que les failles situées le long de la bordure orientale de la Sierra Nevada enregistrent plus de séismes à la fin du printemps et au début de l’été. Les scientifiques précisent que cela ne signifie pas forcément qu’il y a une «saison sismique», mais que l’« impact saisonnier » joue un rôle. Même si la neige et les précipitations annuelles n’augmentent que légèrement le risque sismique, leur découverte fournit de nouvelles informations sur la façon dont les failles se rompent et pourquoi elles se rompent, ainsi que les contraintes qui sont mises en jeu.
L’étude ne prend pas directement en compte les séismes majeurs, mais les chercheurs ont examiné des événements historiques de magnitude supérieure à M 5.5 jusqu’en 1781. Ils ont constaté une légère augmentation de la sismicité lorsque l’impact saisonnier est plus élevé. L’étude ne prend pas en compte, et ne donne donc pas d’explications, sur l’essaim sismique enregistré sur la faille de San Andreas en septembre 2016.
Au début de l’année 2017, les scientifiques de l’Université de Stanford ont déclaré que la Californie connaîtrait à l’avenir plus d’inondations hivernales et de sécheresses estivales en raison du changement climatique. Les auteurs de l’étude disent qu’ils ne savent pas si des conditions météorologiques plus extrêmes entraîneront davantage de séismes dans les années à venir car ils n’ont pas exploré les tendances sur le long terme.
Les scientifiques prévoient maintenant d’affiner leur modèle d’impact saisonnier pour mieux comprendre «ce qui déclenche les séismes». Ils vont continuer d’examiner l’impact saisonnier et les cycles sismiques en Alaska. Dans cet Etat, il y a davantage de précipitations tout au long de l’année, ce qui entraîne un impact saisonnier plus important. En explorant un environnement tectonique différent avec différents modèles d’impact, ils espèrent mieux comprendre la fréquence des séismes en fonction des variations de contraintes saisonnières.
Adapté d’un article paru dans Newsweek.

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According to two researchers from the University of California, Berkeley, earthquakes along the San Andreas Fault in California are being triggered by winter rain and snowfall. The finding is important as it helps us understand what triggers earthquakes—and when they are more likely to strike. Their findings are published in the journal Science.

The scientists were investigating what impact seasonal loading has on fault systems. Seasonal loading refers to how snow and rain over the winter months acts as a weight, causing the land to depress. However, when it dries up, the weight is removed and the ground rebounds. This process, the scientists found, changes the stress placed on California’s state tectonics, pushing and pulling on the fault lines, including the San Andreas Fault.

The San Andreas Fault forms part of the tectonic boundary between the Pacific and North American Plate, stretching 1280 km through California. In September last year, there was a swarm of around 200 small earthquakes in the Salton Sea, just south of the fault. This raised concerns that a much larger earthquake could soon take place. The region of the fault where the swarm occurred had not ruptured for over 300 years. Large earthquakes normally occur along the fault every 150 to 200 years, so scientists think a “Big One” is overdue.

In the latest study, the two researchers measured vertical movement along the state’s fault lines to track changes resulting from seasonal loading. They used nine years’ worth of GPS data on vertical deformation to identify the stress changes on the fault lines that produce small earthquakes. From this, they calculated the seasonal stress time for each fault location to calculate an average stress cycle. Findings showed that the San Andreas Fault has an increase in small earthquakes in late summer and early fall, while the faults along the eastern edge of the Sierra Nevada see more earthquakes in late spring and early summer. The scientists indicate that this does not mean there is an “earthquake season,” but that seasonal loading plays a role. While the annual snow and rainfall increases the chance of earthquakes by a small amount, their discovery provides new information on how and why faults rupture, including the different stresses involved.

The study does not look at large earthquakes directly, but the researchers did look at historic events bigger than M 5.5 going back to 1781. They found there was a slight increase in earthquakes when seasonal loading was high compared to when it was low. However, the current findings do not explain the swarm of earthquakes at the San Andreas Fault in September 2016 which was not taken into account in the study.

Earlier this year, Stanford University scientists said California will experience more winter flooding and summer droughts in the future as a result of climate change. The authors of the study say it is not clear whether more extreme weather would lead to more earthquakes in the future as they did not explore longer-term trends.

Next, the scientists plan to refine their seasonal loading model to better understand “what makes earthquakes go.” They are continuing to look at seasonal loading and the earthquake cycle in Alaska. In that State there is more precipitation throughout the year that results in larger loads. By exploring a different tectonic environment with different loading patterns, they hope to learn more about the timing of the earthquakes with respect to the seasonal stress changes.

Adapted from an article in Newsweek.

Dans la faille de San Andreas… (Photos: C. Grandpey)