Étiquette : seismes

Activité sismique à grande profondeur en Californie // Deep seismicity in California

drapeau-francaisUne nouvelle étude publiée début octobre dans la revue Science nous apprend que des sismologues qui travaillaient sur le terrain en Californie du Sud ont détecté une activité sismique à une profondeur surprenante.

L’activité sismique profonde ou faible est souvent très difficile à contrôler, en particulier dans les zones urbaines, en raison de la distance entre les capteurs et du bruit causé par la circulation et les activités industrielles. Afin de mieux étudier ces micro signaux, un groupe de chercheurs a installé des détecteurs le long de la faille Newport-Inglewood (NIF), qui s’étire sur près de 80 kilomètres entre Culver City et Newport Beach, en Californie du Sud *.
On sait que la plupart des dégâts sont infligés par les séismes les plus puissants, mais les petits séismes comme ceux observés le long de la NIF se produisent beaucoup plus fréquemment, et leur localisation peut être utilisée pour mettre en évidence des failles actives et leur profondeur.
En filtrant le bruit, les chercheurs ont constaté que l’activité le long de la NIF était extrêmement profonde et fréquente comparée à des failles semblables dans la région. Ils se sont donc concentrés sur ce qui semble être le prolongement profond de la faille Newport-Inglewood dans le manteau supérieur. Les chercheurs pensent que ces signaux pourraient conduire à une meilleure compréhension de la profondeur à laquelle les séismes se produisent, et pourraient permettre de mieux comprendre la structure de la faille.
La profondeur surprenante de ces séismes soulève des questions sur la surveillance sismique. Les scientifiques ne savent pas si ces petites secousses se produisent à grande échelle et si on ne les a pas détectées sur d’autres failles en raison de la difficulté à contrôler les petits séismes profonds, ou si la NIF est unique avec une sismicité profonde qui s’étend jusqu’au manteau supérieur.
La faille Newport-Inglewood est également remarquable pour la fréquence de ses séismes. Ces derniers suivent d’habitude une loi d’échelle qui prédit le rapport entre le nombre de petits et grands séismes qui se produisent sur un segment spécifique d’une faille. Ce rapport est généralement constant. Cependant, les sismologues présents sur la FNI ont constaté que dans les parties les plus profondes de la faille le nombre de petits séismes est beaucoup plus important que le nombre de grands séismes. Ils pensent que ce rapport différent le long de la NIF est peut-être dû à des changements de température, de pression ou à la minéralogie des roches à ces profondeurs. Des recherches supplémentaires seront nécessaires pour en déterminer la véritable cause.
La fréquence et la profondeur différentes des séismes sur la NIF pourraient également signifier que la profondeur maximale de l’activité sismique est peut être beaucoup plus grande qu’on le pensait jusqu’à présent. Par exemple, le séisme de 2012 à Sumatra (Indonésie) a eu lieu sous l’Océan Indien à une bien plus grande profondeur que celle à laquelle les sismologues s’attendaient sur la base des mesures précédentes de sismicité. Depuis cet événement, les chercheurs se demandent si la même chose pourrait se produire sur des failles continentales, comme en Californie.
Jusqu’à présent, les recherches ne montrent pas que ces régions de failles profondes produisent des séismes plus puissants. Le dernier événement majeur le long de la faille Newport-Inglewood  a été le séisme de Long Beach, d’une magnitude de M 6.4, qui s’est produit au sud de Los Angeles le 10 mars 1933.
Source: Live Science

* En 2015, des scientifiques ont découvert une fuite d’hélium naturel en Californie du Sud. Ce phénomène a prouvé que la faille Newport-Inglewood était plus profonde qu’on le pensait, avec une connexion directe entre la surface de la Terre et le manteau. Les chercheurs ont trouvé des niveaux élevés de l’hélium-3 dans des puits de pétrole jusqu’à 3 kilomètres de profondeur dans le comté d’Orange, le long d’un tronçon de 48 kilomètres entre le Westside de Los Angeles et Newport Beach.

 ——————————————-

drapeau-anglaisA new study published early in October in the journal Science informs us that seismologists working on the field in Southern California found seismic activity at deeper-than-expected levels.

Deeper or smaller seismic activity can be very difficult to monitor, especially in urban areas, due to the distance between seismicity monitors and the noise caused by traffic and industrial activities. In order to better see these so-called micro signals, a group of researchers deployed detectors along the Newport-Inglewood Fault (NIF), which stretches over nearly 80 kilometers, from Culver City to Newport Beach, in Southern California*.

Most of the damage is inflicted by large earthquakes, but these small earthquakes like the ones we observe at NIF occur much more frequently, and their location can be used to highlight active faults and their depth.

By filtering out the noise, the researchers found that activity along the NIF was unusually deep and frequent compared to similar faults in the region. They are concentrated in what appears to be the deep continuation of the Newport-Inglewood fault down into the upper mantle. The researchers said these signals could lead to a better understanding of the depths at which earthquakes can occur, and could further illuminate the structure of the fault.

The unexpected depths of these earthquakes raise questions about quake monitoring. Scientists don’t know whether these temblors are widespread and have simply been missed at other faults because of the difficulty in monitoring small, deep quakes, or, if the NIF is unique and somehow the fault has deep seismicity that extends to the upper mantle.

The Newport-Inglewood Fault is also remarkable in another way: the frequency of its quakes. Earthquakes statistically follow a scaling law that predicts the ratio between the number of small and large earthquakes that will occur on a specific fault segment. That ratio is generally constant. However, on the NIF seismologists found that for the deeper sections of the fault, the number of the small earthquakes is much larger than the number of large earthquakes. They suggested that the different ratio along the NIF could be due to changes in temperature, pressure or the mineralogy of the rocks at those depths, but said that further research is needed to determine the root cause.

The NIF’s unique frequency and depth of earthquakes could also mean that the maximum depth of seismic activity may be much deeper than was previously thought. For example, the 2012 Sumatra earthquake in Indonesia occurred deep beneath the Indian Ocean, penetrating much deeper than expected based on previous measures of seismicity. Since then, researchers have been wondering if something similar could happen on continental faults like in California

Fortunately, this research thus far does not show that these deep fault regions will produce larger earthquakes. The last major earthquake along the NIF was the M 6.4 Long Beach earthquake that struck south of Los Angeles on March 10th, 1933.

Source : Live Science.

*In 2015, scientists discovered a natural helium leak in Southern California. It revealed that the Newport-Inglewood fault was deeper than once thought, with a direct connection from the Earth’s surface to the mantle. They found high levels of helium-3 in oil wells up to 3 kilometers deep in Orange County, along a 48-kilometer stretch from Los Angeles’ Westside to Newport Beach.

nif

Faille Newport-Inglewood (Mine-engineer.com)

Suite à la diffusion de cette article, des précisions ont été apportées par l’ancien Directeur de l’Observatoire des Sciences de l’

Univers de Grenoble.  Je vous invite à les lire attentivement:

« Je voudrais apporter quelques précisions sur les magnitudes et les intensités. La magnitude est liée à l’énergie libérée sous forme d’ondes sismiques enregistrées par les capteurs. . L’énergie libérée totale comprend aussi l’énergie de déformation des roches et la chaleur libérée. Le rapport entre l’énergie sismique et l’énergie totale est appelé rendement sismique. On l’estime souvent (mais arbitrairement) à la valeur 0.1 .
La région épicentrale n’est pas obligatoirement la zone de plus forte intensité. Cette définition est purement théorique en supposant le séisme réduit à un point. On ne l’utilise que pour la détermination spatiale des séismes historiques. Dans la réalité, un séisme est une rupture qui se propage à quelques km/s le long d’une faille horizontalement et en profondeur d’où la notion de surface de la faille (déterminée à partir des répliques) qui intervient dans le calcul du moment sismique. On appelle foyer du séisme le lieu du départ de la rupture. L’épicentre est placé à la verticale du foyer. Si on regarde les isoséistes du séisme de Provence de 1909, les intensités maximales VIII et IX ont une enveloppe de forme elliptique allongée quasiment E-W de 25 x 10 km. L’épicentre se trouverait au centre de cette surface (entre Rognes et Lambesc). D’autre part, il existe des effets de site qui augmente le déplacement du sol donc l’intensité associée, et des effets de propagation des ondes sismiques comme par exemple en 1985 au Mexique, où les dégâts les plus importants ont été observés à Mexico située à 400 km de l’épicentre du séisme ».

Le HVO et les séismes // The Hawaiian Volcano Observatory and the earthquakes

drapeau-francaisComme il le fait de temps à autre, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii (HVO) vient de publier un article très intéressant sur les séismes, les techniques de mesure et leur interprétation.
L’Observatoire explique aux lecteurs de l’article que, lorsque la terre tremble, les ondes sismiques sont captées par des sismomètres installés un peu partout à Hawaii. Ces données sont envoyées quasiment en temps réel vers le HVO où des ordinateurs avec des logiciels adaptés contrôlent l’activité sismique 24 heures sur 24. Lorsque quatre stations sismiques ou plus détectent un séisme, l’ordinateur détermine automatiquement la localisation et la magnitude de l’événement. Si cette dernière est supérieure à M 3,0, l’ordinateur envoie l’information vers le site du HVO sans aucune intervention humaine. L’Earthquake Notification Service (service se signalement des séismes) alerte alors ses abonnés. Le processus intervient généralement dans les cinq minutes qui suivent le séisme.
Les sismologues du HVO passent ensuite ces données au crible. Ils recalculent les paramètres du séisme et, si nécessaire, modifient les données qui ont été communiquées précédemment de manière automatique. Pour les séismes d’une magnitude supérieure à M 4,0, les scientifiques effectuent leur propre vérification dans les deux heures et émettent un nouveau bulletin d’information. Les événements inférieurs à  M 4,0 sont examinés régulièrement en quelques jours.
Après examen par un sismologue, la magnitude du séisme peut être augmentée ou diminuée de quelques dixièmes. D’autres organismes que le HVO, tels que le Pacific Tsunami Warning Center et le National Earthquake Information Center peuvent, eux aussi, apporter de légères modifications.
La notion de magnitude sismique remonte à 1935, lorsque Charles Richter a mis au point une méthode de comparaison des tailles relatives des séismes dans le sud de la Californie. Il a mesuré la façon dont l’amplitude des secousses diminue avec la distance par rapport au lieu où s’est produit le séisme. En utilisant le logarithme de l’amplitude maximale, Richter a pu établir une échelle montrant le vaste éventail de magnitude des séismes. Par exemple, sur cette échelle, la magnitude d’un séisme de M 4,0 est dix fois plus élevée que celle d’un événement de M 3,0.
Aujourd’hui, il existe de nombreux types de magnitude sismique qui tirent parti des progrès de l’instrumentation et ils couvrent une vaste gamme de situations. Pour les séismes supérieurs à environ M 5,5, la mesure de grandeur la plus utilisée est la magnitude de moment (Mw) qui rend compte du processus physique à l’origine de l’émission de l’énergie sismique à la source. Elle dépend de la taille de la rupture et du glissement opérée sur la faille. Pour chaque augmentation de 0,2 de la magnitude de moment, l’énergie double. Par exemple, un séisme de M 6,2 libère environ deux fois plus d’énergie qu’un événement M 6,0.
Pour les séismes mineurs, comme ceux qui se produisent quotidiennement à Hawaii, le HVO calcule deux types de grandeur basés soit sur la durée, soit sur l’amplitude de la secousse enregistrée par les sismomètres. La magnitude de durée a tendance à être mieux adaptée aux petits séismes (inférieurs M 2,0) qui se situent à une profondeur inférieure à 20 km. La prise en compte de l’amplitude, qui est une formulation moderne de la magnitude selon Richter, convient davantage aux séismes locaux qui ont des magnitudes comprises entre M 2,0 et M 5,5.
La magnitude obtenue est en fait une moyenne des valeurs calculées par chaque sismomètre. Ces valeurs varient en fonction de la distance, de la direction, de l’instrument et du type de matériau traversé par l’onde sismique. Les sismologues du HVO déterminent quelles sont les stations sismiques qui fournissent les estimations de magnitude les plus fiables et les plus objectives ; ils déterminent ensuite une moyenne et choisissent la durée ou l’amplitude la plus adaptée pour déterminer la magnitude de chaque événement.
Source: USGS / HVO.

———————————–

drapeau-anglaisAs it does from time to time, the Hawaiian Volcano Observatory has just posted a very interesting article about earthquakes, the way they are measured and interpreted by the Observatory.

The readers of the article are explained that when the earth shakes, seismic waves are picked up seismometers which are located across Hawaii. This seismic data is relayed in near real-time to HVO, where computers trained to look for earthquake patterns keep watch around the clock. When four or more stations detect an earthquake, the computer automatically estimates the location and magnitude of the event. If the earthquake magnitude is above M 3.0, the computer posts the information to HVO’s website without any human intervention. The USGS Earthquake Notification Service then alerts subscribers. This generally happens within five minutes of the earthquake.

HVO’s seismologists then spring to action to review the data. They recalculate the earthquake parameters and, if needed, overwrite the previously posted automatic ones. For M 4.0 and higher earthquakes, the scientists complete their manual review within two hours and issue a news release. Events smaller than  M4.0 events are reviewed routinely within a few days.

Upon review by a seismologist, the earthquake’s magnitude can go up or down by a few tenths. Different groups, such as the Pacific Tsunami Warning Center and the USGS National Earthquake Information Center, might also report slightly different magnitudes.

The concept of earthquake magnitude dates back to 1935, when Charles Richter created a way to compare the relative sizes of earthquakes in southern California. He measured how the amplitude of shaking recorded by seismometers decreased with distance from an earthquake. Using the logarithm of the maximum amplitude, Richter was able to derive a scale that conveyed the wide range of earthquake sizes, which can vary by several orders of magnitude. For example, on this scale, the amplitude of an M 4.0 earthquake is ten times higher than that of an M 3.0 event.

Today, there are numerous types of earthquake magnitudes that take advantage of advances in seismic instrumentation and cover a wide range of situations. For earthquakes higher than about M 5.5, the most common measure of magnitude is called moment magnitude (Mw), which relates fundamentally to the energy released by an earthquake’s fault motion. For every 0.2 increase in moment magnitude, the energy doubles. For example, an M 6.2 earthquake releases roughly twice as much energy as an M 6.0 event.

For smaller earthquakes, like those that happen daily in Hawaii, HVO computes two types of magnitude based on either the duration or amplitude of the shaking recorded by seismometers. Duration magnitude tends to work better for smaller earthquakes (less than about M 2.0) that are located shallower than 20 km beneath the surface. Amplitude magnitude, which is a modern-day formulation of Richter’s magnitude, works better for local earthquakes with magnitudes between about M 2.0 and M 5.5.

Any reported magnitude is actually an average of values computed for each seismometer that recorded the earthquake. These values vary depending on distance, direction, instrument, and the type of material along the seismic wave’s path. HVO seismologists evaluate which stations provide the most reliable and objective magnitude estimates, average them together, and select either duration or amplitude as the preferred magnitude type for each event.

Source : USGS / HVO.

sismos

Sismographes à Hawaii (Photo: C. Grandpey)

Histoire d’ours et de matériel scientifique // A story of bears and scientific equipment

drapeau francaisComme les séismes sont fréquents en Alaska, les scientifiques ont installé des sismographes dans différentes parties de l’Etat. Ils se trouvent souvent dans des endroits reculés, loin de tout, où presque personne ne va. Ainsi, le risque de vandalisme est très faible. Cependant, les sismologues de l’Université de Fairbanks ont remarqué que leur équipement avait été visité. Par exemple, des boîtes en plastique et un conduit de ligne en aluminium alimentant une antenne montée sur un arbre ont été déterrés. Ailleurs, un coffre avec 100 kilos de batteries a été déplacé. Afin de déceler la cause du problème, les scientifiques ont installé des caméras à proximité de leur équipement. Une vidéo récente postée par un sismologue montre que les environs de la Tanana River, dans le centre de l’Alaska, ressemblent au parc du Serengeti en Afrique. Une caméra avec déclenchement par détection des mouvements et installée au-dessus des instruments montre les visites de plusieurs animaux au cours de l’hiver dernier.
https://youtu.be/6-6tBKLCCk4

Une fois la caméra installée, les animaux sont venus sur le site du matériel pendant l’hiver. Des lièvres, un lynx et des coyotes sont passés devant la caméra, mais ne semblaient pas être très intéressés par le matériel. Quand le printemps est arrivé, les ours ont montré un comportement très différent. La caméra a surpris un trio d’ours noirs en train de s’en prendre à l’équipement enterré et recouvert d’une bâche de protection. Deux jeunes ours se sont amusés à tirer la bâche par une chaude journée de mai. Une telle situation n’est pas rare. Les ours ont déjà endommagé plusieurs stations scientifiques dans des endroits reculés. Ils se sont attaqués à 6 des 10 stations d’un réseau sismique, inaccessible depuis la route, dans le centre de l’Alaska.
Les scientifiques ont essayé de comprendre le comportement des ours et leur intérêt pour l’équipement scientifique. Il semble que les animaux soient très attirés par les objets fabriqués avec du pétrole, comme des jerricanes de carburant en plastique et les gaines des fils électriques. Il se peut qu’ils soient attirés par l’odeur. On sait que les ours ont un odorat très développé. Les plantigrades sont omnivores et sont attirés par tout ce qui peut représenter une source de nourriture. Une autre raison pourrait être le bruit produit par l’équipement scientifique. Bien que les stations sismiques soient silencieuses, les instruments qui émettent le moindre son sont susceptibles de devenir des cibles potentielles pour les ours dont l’ouïe est très fine. On a vu des grizzlys et des ours polaires déambuler dans des villages et s’attaquer à des lampadaires qui émettent un léger ronflement.
Source: Alaska Dispatch News.

—————————————–

drapeau anglaisAs Alaska is prone to earthquakes, scientists have set up seismographs in different parts of the State. These regions are often remote places where hardly any human goes. Thus the risk of vandalism is very low. However, seismologists at the University of Alaska Fairbanks noticed that their equipment had been tampered with. For instance, buried plastic boxes and an aluminium conduit line running to an antenna mounted on a spruce tree had been dug up. On one occasion, a box with 100 kilos of batteries was yanked to a different spot.

In order to find the cause of the problem, the scientists installed cameras close to the equipment. A recent video posted by a seismologist makes the Tanana River flats look like the Serengeti. A motion-triggered game camera installed above buried instruments shows visits from several animals during the past winter.

https://youtu.be/6-6tBKLCCk4

After the game camera was in place, the animals came along during the winter. Hares, lynx and coyotes passed in front of the camera but did not seem to be much interested in the equipment. When spring arrived, bears showed a very different behaviour. The camera caught a trio of black bears pawing at the tarp-covered buried equipment. Two small bears played tug of war with the tarp on a warm day in May. This situation is not new. Bears have already damaged many scientific stations in the wilderness. On a similar project involving seismometers installed in Southcentral Alaska, bears messed with six out of 10 stations not reachable by road.

Scientists tried to understand the bears’ behaviour and their interest in the equipment. It seems the animals are extremely attracted to things made out of petroleum, like plastic fuel jugs and sheathing on wires. This might be because of the smell. Bears are omnivore and like to investigate every possible curiosity that could be or contain a food source. Another reason might be the noise produced by the equipment. Though the seismic stations are silent, the instruments that make noise also become bear targets. Grizzly and polar bears have been known to walk down runways in villages and knock down all the runway lights, which make a slight humming sound.

Source: Alaska Dispatch News.

Cam

Capture d’écran de la caméra montrant 3 ours autour du matériel scientifique.

Les mouvements du manteau terrestre // The movements of the Earth’s mantle

drapeau-francaisDes chercheurs de l’Université de Cambridge ont compilé la première série d’observations du mouvement du manteau terrestre à l’échelle de la planète et constaté qu’il se déplace beaucoup plus rapidement que prévu. L’équipe scientifique a pris en compte plus de 2000 mesures effectuées dans les océans du globe ; les chercheurs ont ainsi pu observer le comportement chaotique du manteau qui fait osciller la surface de la Terre vers le haut et vers le bas. Ces mouvements ont eu une énorme influence sur la morphologie de la Terre telle que nous la voyons aujourd’hui. En effet, c’est la circulation au sein du manteau qui donne naissance aux montagnes, au volcanisme et à l’activité sismique dans des endroits qui se trouvent au milieu des plaques tectoniques, comme à Hawaii.
Les chercheurs ont constaté que les mouvements ondulatoires du manteau se produisent à un rythme beaucoup plus rapide qu’on l’avait imaginé auparavant. Les résultats, présentés dans la revue Nature Geoscience, ont des ramifications dans de nombreuses disciplines, y compris l’étude de la circulation océanique et les changements climatiques du passé.
À l’échelle de temps géologique, l’équipe scientifique a remarqué que sur une période de un million d’années, le mouvement du manteau peut faire se déplacer de plusieurs centaines de mètres la surface de la Terre vers le haut et vers le bas. Outre la géologie, le mouvement du manteau terrestre présente un intérêt certain pour les secteurs du pétrole et du gaz, étant donné que ces mouvements affectent également les déplacements des sédiments et donc la production des hydrocarbures.
Les mouvements du manteau agissent également sur le déplacement des plaques tectoniques car les courants de convection poussent la surface vers le haut ou vers le bas. Ainsi, bien que les îles d’Hawaii se trouvent au milieu d’une plaque tectonique, leur activité volcanique est due non pas au mouvement des plaques, mais plutôt au déplacement vers le haut du manteau qui se trouve en dessous.
L’inventaire des 2 000 points d’observations a été déterminé grâce à l’analyse des relevés sismiques effectués dans tous les océans. En examinant les variations de profondeur du plancher océanique, les chercheurs ont été en mesure de construire, à l’échelle mondiale, une base de données des mouvements du manteau. Ils ont constaté que la convection du manteau s’effectue d’une manière chaotique, avec des échelles de longueur de l’ordre de 1000 km, au lieu des 10 000 km initialement prévus.
Les résultats de l’étude auront des applications dans de nombreux secteurs tel que la cartographie de la circulation des océans qui sont affectés par la rapidité avec laquelle le plancher océanique se déplace vers le haut et vers le bas en entravant le passage des courants. Si l’on considère que la surface se déplace beaucoup plus vite que nous le pensions précédemment, cela pourrait également affecter des domaines comme la stabilité des calottes glaciaires et nous aider à mieux comprendre les changements climatiques du passé.
Source: Université de Cambridge

————————————–

drapeau-anglaisResearchers from the University of Cambridge have compiled the first global set of observations of the movement of the Earth’s mantle and found that it is moving much faster than has been predicted. The scientific team used more than 2,000 measurements taken from the world’s oceans in order to observe the chaotic nature of mantle flow, which forces the surface above it up and down. These movements have a huge influence on the way that the Earth looks today. Indeed, the circulation within the mantle causes the formation of mountains, volcanism and other seismic activity in locations that lie in the middle of tectonic plates, such as at Hawaii.

The researchers found that the wave-like movements of the mantle are occurring at a rate much faster than had been previously predicted. The results, reported in the journal Nature Geoscience, have ramifications across many disciplines including the study of oceanic circulation and past climate change.

At a geological timescale, the team noticed that over a period of a million years, the movement of the mantle can cause the surface to move up and down by hundreds of metres. Besides geology, the movement of the Earth’s mantle is of interest to the oil and gas sector, since these motions also affect the rate at which sediment is shifted around and hydrocarbons are generated.

The flow of the mantle also acts to the tectonic plate motions, as convection currents inside the mantle push the surface up or down. For example, although the Hawaiian Islands lie in the middle of a tectonic plate, their volcanic activity is due not to the movement of the plates, but instead to the upward flow of the mantle beneath.

The inventory of more than 2 000 spot observations was determined by analyzing seismic surveys of the world’s oceans. By examining variations in the depth of the ocean floor, the researchers were able to construct a global database of the mantle’s movements. They found that the mantle convects in a chaotic fashion, but with length scales on the order of 1 000 km, instead of the 10 000 km that had been predicted.

The results of the study will have wider reaching implications, such as how we map the circulation of the world’s oceans which are affected by how quickly the sea floor is moving up and down and blocking the path of water currents. Considering that the surface is moving much faster than we had previously thought, it could also affect things like the stability of the ice caps and help us to understand past climate change.

Source:  University of Cambridge.

Manteau et convection

Source: Oregon State University.