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Découverte d’une cavité souterraine sous les Champs Phlégréens // Discovery of a subterranean cavity under the Phlegraean Fields

Une équipe internationale de chercheurs dirigée par l’Université de Pise, en collaboration avec l’INGV (Observatoire du Vésuve) et le Centre Helmholtz GFZ de Potsdam, a révélé une cavité située à 3,6 kilomètres de profondeur sous les Champs Phlégréens. L’étude, publiée dans Nature Communications Earth & Environment, ouvre de nouvelles perspectives sur la dynamique des fluides magmatiques et l’évaluation du risque volcanique.

Vue de la Solfatara (Photo : C. Grandpey)

La cavité identifiée pour la première fois relie le réservoir profond responsable du soulèvement du sol aux fumerolles peu profondes de la Solfatara et de Pisciarelli. Selon l’étude, elle présente » une longueur d’environ un kilomètre, environ 650 mètres de large avec une épaisseur moyenne de 35 centimètres et un volume total d’environ 220.000 mètres cubes. Selon les chercheurs, il s’agit davantage d’une fracture élargie que d’une cavité qui est est reliée au réservoir profond responsable du soulèvement du sol (bradyséisme) et aux fumerolles naturelles des zones de la Solfatara et de Pisciarelli. Le contenu n’a pas encore été confirmé, mais il est probable que l’on a affaire à des gaz sous haute pression ou des fluides magmatiques. Selon Giacomo Rapagnani, auteur principal de l’étude et doctorant à Pise, la cavité émet un signal sismique depuis au moins sept ans, à une fréquence constante de 0,114 Hz, tout en conservant des dimensions et une composition stables sur cette période. Cette « résonance » permet de suivre les écoulements de fluides en profondeur et d’identifier des modifications structurelles potentiellement dangereuses.

Fumerolle de Pisciarelli (Photo: C. Grandpey)

L’ensemble des Champs Phlégréens est surveillé par l’INGV. La région connaît une phase de bradyséisme qui a débuté en 2005, avec des soulèvements de terrain atteignant des pics d’environ 3 cm par mois. Depuis 2018, plus de 100 séismes ont été enregistrés : le plus significatif, d’une magnitude de M4,6, s’est produit le 30 juin 2025. Selon les géologues de l’INGV, la sismicité augmente avec l’intensification du soulèvement. Lorsque la déformation s’accélère, la fréquence et la magnitude des séismes augmentent également, et dans certains cas, bien que très rares, ils peuvent atteindre des magnitudes allant jusqu’à M5.0.
Delon une autre étude publiée dans Science Advances, l’activité observée actuellement serait due à une accumulation de pression dans un réservoir hydrothermal sous Pouzzoles, alimenté par des fluides souterrains. Cette découverte confirme l’idée que la remontée du magma n’est pas la seule cause de la sismicité et de la déformation. Les recherches indiquent que la gestion des flux d’eau ou la réduction de la pression hydrostatique du réservoir pourrait constituer une stratégie préventive efficace.
Selon Francesco Grigoli, co-auteur de la dernière étude et professeur à l’Université de Pise, l’intégration de techniques sophistiquées d’analyse sismique et géophysique représente un progrès considérable dans la réduction du risque volcanique.
Source : presse italienne.

 

Sur cette image issue de la dernière étude, le réservoir magmatique profond est représenté en gris, tandis que la «cavité» découverte est représentée en noir. Les points de couleur indiquent les séismes survenus ces dernières années.

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An international team of researchers led by the University of Pisa, in collaboration with INGV (Vesuvius Observatory) and the Helmholtz Centre GFZ in Potsdam, has revealed a hidden cavity 3.6 kilometers deep beneath the Phlegraean Fields. The study, published in Nature Communications Earth & Environment, opens new perspectives on magmatic fluid dynamics and volcanic hazard assessment.
The cavity identified for the first time connects the deep reservoir responsible for the uplift to the shallow fumaroles of Solfatara and Pisciarelli. According to the study, it is about one kilometer long, about 650 meters wide, with an average thickness of 35 centimeters, and a total volume of about 220,000 cubic meters. According to the researchers, it’s more of a widened fracture than a cavity, linked to the deep reservoir responsible for the ground uplift (bradyseism) and to the natural fumaroles of the Solfatara and Pisciarelli areas. The contents have not yet been confirmed, but it is likely high-pressure gases or magmatic fluids. According to Giacomo Rapagnani, lead author of the study and a doctoral student in Pisa, the cavity has been emitting a seismic signal for at least seven years, at a constant frequency of 0.114 Hz, demonstrating stable dimensions and composition over this period. This « resonance » makes it possible to track fluid flows at depth and identify potentially dangerous structural changes.
The entire Phlegraean Fields is monitored by INGV. The region is experiencing a phase of bradyseism that began in 2005, with ground uplifts reaching peaks of approximately 3 cm per month. Since 2018, more than 100 earthquakes have been recorded: the strongest, with a magnitude of M4.6, occurred on June 30, 2025. According to INGV geologists, seismicity increases with the intensification of uplift. When deformation accelerates, the frequency and magnitude of earthquakes also increase, and in some cases, although very rare, they can reach magnitudes of up to M5.0.
Another study published in Science Advances suggests that the activity currently observed could be due to a buildup of pressure in a hydrothermal reservoir beneath Pozzuoli, fed by underground fluids. This discovery supports the idea that rising magma is not the sole cause of seismicity and deformation. Research indicates that managing water flows or reducing reservoir hydrostatic pressure could be an effective preventive strategy.
According to Francesco Grigoli, co-author of the latest study and professor at the University of Pisa, the integration of sophisticated seismic and geophysical analysis techniques represents a significant step forward in reducing volcanic risk..
Source: Italian news media.

Le pont sur le Détroit de Messine et le risque sismique

Le 6 août 2025, le gouvernement italien a donné son accord définitif à un projet de 13,5 milliards d’euros visant à construire le plus long pont suspendu au monde, reliant l’île de Sicile à la Calabre sur le continent. Le ministre des Transports et des Infrastructures, Matteo Salvini, a déclaré qu’un comité ministériel donnerait son feu vert au Ponte sullo Stretto financé par l’État qui enjambera le détroit de Messine, marquant ainsi une « page historique » après des décennies de planification.

                                                                                                                                                                                                                Le pont, d’une longueur totale de 3 666 mètres (avec une travée centrale de 3 300 mètres) comportera deux pylônes de 399 mètres de haut qui seront implantés sur les côtes calabraise et sicilienne. Le pont mesurera 72 mètres de haut pour permettre le passage des navires. Deux paires de câbles, de 1,26 mètre de diamètre chacune, sont constituées de 44 323 fils d’acier.. La capacité routière maximale du pont sera de 6 000 véhicules par heure, tandis que sa capacité ferroviaire maximale sera de 200 trains par jour. Le projet de pont comprend 40 kilomètres de liaisons routières et ferroviaires.

Source: ministère des Transports

Prévu pour être achevé d’ici 2032, le gouvernement affirme qu’il s’agit d’une prouesse technique, capable de résister aux vents violents et aux tremblements de terre dans une région fortement sismique. Et pour cause : le détroit de Messine doit son existence à deux grands ensembles de failles normales qui se font face, formant un graben envahi par la mer. Sicile et Italie sont donc situées sur deux blocs qui se déplacent l’un par rapport à l’autre en produisant fréquemment de puissants séismes.

Le risque sismique a souvent été au cœur de débats houleux lorsque la construction d’un pont sur le Détroit de Messine a été envisagée. Selon Carlo Doglioni, ancien président de l’INGV, des séismes plus violents que ceux prévus par la conception du pont sont possibles dans le détroit de Messine. Selon lui, la conception est basée sur une accélération du sol en cas de séisme conforme à la loi, mais inférieure à celle enregistrée mors des événements de L’Aquila ou Amatrice. Le pont, tel que conçu actuellement, pourrait ne pas résister à un séisme similaire à ceux de L’Aquila en 2009 ou Amatrice en 2016. Bien que la magnitude des deux séismes ait été respectivement de M6,3 et M6,0, bien inférieure à la magnitude de M7,1 qui a probablement caractérisé le séisme de Messine de 1908 et qui a servi de référence pour le pont, ce dernier pourrait être trop faible pour y résister. En effet, la conception a sous-estimé une valeur qui, plus encore que la magnitude, permet de prédire si une structure résistera à une secousse ou à un effondrement. La valeur en question correspond à l’accélération maximale du sol au moment d’un séisme. À L’Aquila et à Amatrice, des valeurs proches de l’accélération de la pesanteur (9,806 65 m/s2) ont été atteintes. La conception actuelle du pont exige que les pylônes et les ancrages des câbles résistent à une valeur ne représentant que 58 % de l’accélération de la pesanteur. Elle est inférieure à ce que l’on a mesuré lors de nombreux séismes récents en Italie et dans le monde. Il faut donc croiser les doigts pour que le pont ne se fasse pas piéger parce type d’accélération du sol.

Source: INGV

Le gouvernement espère que le Ponte sullo Stretto apportera croissance économique et emplois à deux régions italiennes pauvres, la Sicile et la Calabre. Matteo Salvini promet que le projet créera des dizaines de milliers d’emplois. Il a cependant été très long çà se mettre en œuvre ; il a suscité des protestations locales, en raison de son impact environnemental et de son prix, cet argent pouvant être, selon les détracteurs, mieux utilisé ailleurs.

Source : presse italienne.

L’apprentissage automatique au service des sismologues // Machine learning to help seismologists

Des algorithmes d’apprentissage automatique appliqués aux données de formes d’ondes de 2008 à 2022 ont révélé 86 276 séismes sous la caldeira de Yellowstone, soit environ dix fois plus que les données précédentes obtenues avec des techniques traditionnelles. Le catalogue révisé, basé sur 15 années de données de formes d’ondes, a été publié dans Science Advances le 18 juillet 2025. Il a été réactualisé par des chercheurs de la Western University, de Universidad Industrial de Santander et de l’U.S.G.S.
Ce nouveau catalogue a été rendu possible grâce à l’application de techniques avancées d’apprentissage automatique et d’un modèle de vitesse 3D spécifique à chaque région. Il montre dans quelle mesure l’intelligence artificielle peut améliorer radicalement la détection et la caractérisation de l’activité microsismique dans les régions volcaniques complexes.
Avant cette nouvelle approche, la détection des séismes reposait en grande partie sur des inspections manuelles et des algorithmes traditionnels, ce qui limitait l’échelle et la granularité des données sismiques. Pour surmonter ces obstacles, les chercheurs ont entraîné un modèle d’IA distinct pour chaque station sismique du réseau de Yellowstone.
Cette approche a permis une définition précise de la magnitude de chaque événement, même lors de périodes de chevauchement d’essaims. Lors de tests de validation, le modèle a récupéré 83 % des séismes précédemment documentés et identifié 855 nouveaux événements sur une période de seulement 10 jours, dont plus de 99 % ont été confirmés comme étant de véritables séismes.
Plus de la moitié des séismes se sont produits en essaims, généralement sans secousse principale dominante. L’analyse a révélé que les essaims étaient probablement déclenchés par une combinaison de lente migration des fluides et de variations soudaines de pression dans les systèmes hydrothermaux.
Le nouveau modèle réactualisé a permis de localiser avec précision les séismes et d’estimer leur magnitude en tenant compte des hétérogénéités du sous-sol qui affectent la propagation des ondes sismiques. Les chercheurs pensent que ces résultats pourraient contribuer à améliorer l’évaluation des risques dans d’autres régions volcaniques. Une meilleure imagerie sismique permet d’éviter plus facilement les zones où les mouvements de fluides déclenchent souvent des séismes.
Source : The Watchers.

Photo: C.Grandpey

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Machine learning algorithms applied to waveform data from 2008 to 2022 have revealed 86 276 earthquakes beneath the Yellowstone caldera, which is about 10 times more than previously recorded. The revised catalogue, based on 15 years of waveform data, was published in Science Advances on July 18, 2025. It was created by researchers from Western University, Universidad Industrial de Santander, and the U.S.G.S.

The new catalogue was made possible through the application of advanced machine learning techniques and a region-specific 3D velocity model. It demonstrates how artificial intelligence can radically improve detection rates and characterization of microseismic activity in complex volcanic regions.

Prior to this new approach, earthquake detection relied heavily on manual inspections and traditional algorithms, limiting the scale and granularity of the seismic record. To overcome these limitations, researchers trained a separate AI model for each seismic station in the Yellowstone network.

This approach allowed accurate magnitude assignment, even during periods of overlapping swarm events. In validation tests, the model recovered 83% of previously documented earthquakes and identified 855 new events over just a 10-day window, with over 99% of those confirmed as real earthquakes.

More than half of the earthquakes were found to occur in swarms, typically lacking a dominant mainshock. The analysis revealed that swarms were likely triggered by a combination of slow fluid migration and sudden pressure changes in hydrothermal systems.

This model helped accurately locate earthquakes and estimate magnitudes by accounting for heterogeneities in the subsurface that affect seismic wave propagation. Researchers say the findings could help improve hazard assessments in other volcanic regions. Better seismic imaging makes it easier to avoid areas where fluid movement often triggers earthquakes.

Source : The Watchers.

Les deux types de tsunamis à Hawaï // The two types of tsunamis in Hawaii

De nombreuses vidéos et autres articles de presse ont été publiés sur le séisme de magnitude M8,8 qui a été enregistré au large du Kamtchatka, avec la menace de tsunamis dévastateurs dans l’océan Pacifique. Les séismes et les tsunamis nous rappellent que nous vivons sur une planète dynamique.. Dans un article de la série Volcano Watch, l’Observatoire Volcanologique d’Hawaï (HVO) fait la différence entre les séismes dont l’épicentre est situé loin d’Hawaï de ceux dont les épicentres se trouvent à proximité de l’archipel. Si les tsunamis générés par de puissants séismes lointains mettent des heures à traverser l’océan Pacifique, les séismes locaux peuvent également générer des tsunamis, mais avec un délai d’alerte beaucoup plus court.

Voici une vidéo diffusée par la NOAA et illustrant la propagation du tsunami du 29 juillet dans l’océan Pacifique :

L’événement de magnitude M8,8 enregistré au large du Kamtchatka à 13 h 24 le 29 juillet 2025, à environ 5 000 kilomètres d’Hawaï, est un exemple de séisme et de tsunami de longue distance. Une alerte tsunami a été émise dans l’archipel à 14 h 43 (heure locale). Le Centre d’alerte aux tsunamis dans le Pacifique (Pacific Tsunami Warning Center) a annoncé que les premières vagues atteindraient les côtes hawaïennes quelques minutes après 19 h.
Plusieurs heures avant l’arrivée éventuelle des vagues de tsunami, les sirènes ont retenti et les téléphones portables ont reçu des messages d’alerte, tandis que les zones côtières devaient être évacuées.
Les vagues du tsunami ont commencé à atteindre l’archipel hawaïen après 19 h, avec une hauteur maximale de 1,70 mètre à Kahului, sur l’île de Maui. Aucun dégât important n’a été signalé à Hawaï, et l’alerte a été levée juste avant 23 h.
Par le passé, de forts séismes lointains ont généré des tsunamis qui ont causé d’importants dégâts et des décès à Hawaï. Un séisme de magnitude M7,9 dans les Aléoutiennes en 1946 a provoqué un tsunami qui a tué 159 personnes à Hawaï, avec une hauteur de vague de 16 mètres mesurée à Pololū Valley, sur la Grande Île d’Hawaï. En 1960, un séisme de magnitude M9,5 au Chili (le plus puissant jamais enregistré) a provoqué un tsunami qui a fait 66 morts à Hilo, avec une hauteur de vague de plus de 10 mètres. En 2011, le séisme de magnitude M9,1 de Tōhoku (Japon) a provoqué un tsunami avec des vagues d’environ 3,60 mètres de hauteur à Hawaï. Malgré des dégâts importants, aucun décès n’a été signalé.
L’amélioration de la détection des séismes et de la surveillance des tsunamis, ainsi que les techniques modernes de communication d’urgence, réduisent aujourd’hui le risque de blessures ou de décès par tsunami. Un autre facteur important est le temps de réaction : les vagues de tsunami générées par des séismes lointains mettent des heures à atteindre Hawaï, ce qui laisse le temps aux populations d’évacuer les zones vulnérables. Cependant, cela suppose que l’évacuation soit gérée correctement, ce qui n’a pas été le cas à Honolulu lors de la dernière alerte tsunami !

Les tsunamis locaux, en revanche, n’ont pas besoin de parcourir de longues distances pour atteindre les côtes hawaïennes, ce qui laisse aux habitants et aux organismes de gestion des urgences un délai d’intervention beaucoup plus court. D’importants mouvements de failles à la base des volcans hawaïens ont par le passé provoqué des séismes dévastateurs, générant des tsunamis locaux, et cela se reproduira certainement à l’avenir. Ces événements laissent peu de temps aux habitants pour se mettre en sécurité.
Des chercheurs de l’Université d’Hawaï ont expliqué qu’un tsunami généré depuis le flanc sud de l’île d’Hawaï peut atteindre la baie d’Hilo 4 à 5 minutes après le séisme, avant de se propager à travers les îles hawaïennes en moins d’une heure.
Un séisme de magnitude estimée à M7,9, s’est produit en 1868 sous le Mauna Loa à Kaʻū, provoquant des glissements de terrain et un tsunami qui a touché toute la côte sud de l’île d’Hawaï et tué près de 100 personnes. En 1975, un séisme de magnitude M7,2, sous le flanc sud du Kilauea, a généré un tsunami dont les vagues ont atteint environ 14 mètres de hauteur. Deux personnes ont été tuées et de nombreuses autres blessées. Même le séisme de magnitude M6,9 de 2018 sous le Kilauea a généré un petit tsunami local avec une hauteur de vague de 4,70 mètres à Hilo.

Effondrement sommital de la caldeira sommitale du Kilauea en 2018 (Source: HVO)

L’article de Volcano Watch propose quelques recommandations. Si des personnes ressentent de fortes secousses lors d’un séisme de forte amplitude, il est important de se rappeler que le laps de temps avant l’arrivée d’un tsunami peut être de quelques minutes. Le retrait des eaux peut être le signe d’un tsunami imminent. Il est déconseillé d’attendre les sirènes ou les messages d’alerte téléphoniques, car le tsunami peut survenir avant que ces alertes ne soient envoyées. Il est conseillé de se diriger immédiatement vers des zones plus élevées et d’attendre que les services de gestion des urgences donnent le signal de fin d’alerte avant de retourner sur le rivage.
Source : USGS / HVO.

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There have been a lot of videos in the media and articles in the newspapers about the M8.8 earthquake that struck offshore from Kamchatka, with tha threat of destructive tsunamis across the Pacific Ocean. Earthquakes and tsunamid are a reminder that we live on a dynamic planet. In an article of the series Volcano Watch, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) makes a difference between earthquakes whose epicenters are located far from Hawaii and those that are triggered close to the archipelago. While tsunamis generated by large, distant earthquakes take hours to traverse the Pacific Ocean, it is important to remember that local earthquakes can also generate tsunamis, but with much less warning.

Ae example of long distance earthquake and tsunami was the M8.8 event that was recorded offshore from Kamchatka at t 1:24 p.m. July 29, 2025,, about 5,000 kilometers from Hawaii. A tsunami warning was issued at 2:43 p.m. for Hawaii, and the Pacific Tsunami Warning Center issued a forecast for the first waves of a tsunami to arrive at Hawaiian shores a few minutes after 7 p.m.

With hours to prepare for the eventual arrival of tsunami waves, sirens sounded and cellphones received multiple alarms as coastal areas were evacuated.

Tsunami waves began moving through the Hawaiian Islands after 7 p.m., with a maximum measurement of 1.70 meters in Kahului, Maui. There was no significant damage in Hawaii, and the warning was canceled just before 11 p.m.

Large distant earthquakes in the past have generated tsunamis that caused significant damage and deaths in Hawaii. An M7.9 Aleutian earthquake in 1946 generated a tsunami that killed 159 people in Hawaii, with a maximum wave run-up height of 16 meters measured at Pololū Valley on Hawaiʻi Island. An M9.5 earthquake in Chile generated a tsunami in 1960 that killed 66 people in Hilo, with a maximum wave run-up height of more than 10 meters. In 2011, the M9.1 Tōhoku earthquake (Japan) generated a tsunami with maximum wave heights of about 3.60 meters in Hawaii. Though there was significant damage, there were no deaths.

Improved earthquake detection and tsunami monitoring, along with modern emergency communication techniques reduce the risk of people being injured or killed by tsunami. Another important factor is response time; tsunami waves generated by distant earthquakes take hours to reach the Hawaiian Islands, giving people time to evacuate vulnerable areas. However, this assumes that the evacuation is managed properly, which was not the case in Honolulu during the last tsunami alert !

Local tsunamis, however, do not need to travel far to reach Hawaiian shores, leaving residents and emergency management agencies a much shorter time to respond. Large fault slips along the bases of Hawaiian volcanoes have historically produced damaging earthquakes that generated local tsunamis, and they will certainly do so again in the future. These events leave residents little time to evacuate to safety.

Researchers at University of Hawai‘i modeled that a tsunami generated from the south flank of the Hawai‘i Island can reach Hilo Bay within 4 to 5 minutes after the earthquake, before propagating through the Hawaiian Islands in less than an hour.

An estimated M7.9 earthquake occurred in 1868 beneath Mauna Loa volcano in Kaʻū, causing landslides and a local tsunami that affected the entire south coast of Hawai‘i Island and killing nearly 100 people. An M7.2 earthquake in 1975 beneath the south flank of Kilauea generated a tsunami with waves up to about 14 meters high. Two people were killed and many more injured. Even the M6.9 earthquake in 2018 beneath Kilauea generated a small local tsunami with a maximum wave height of 4.70 meters in Hilo.

The Volcano Watch article goes on with some recommendationns. If people feel strong shaking from a large earthquake, they should remember that the time they have to respond before a tsunami arrives could be minutes. Receding water could be a sign of an impending tsunami wave to follow. People should not wait for sirens or cellphone alarms because the tsunami could occur before there is time for those alerts to be sent. They should immediately head for higher ground, and wait for emergency management agencies to sound the all-clear before returning to the shoreline.

Source :USGS / HVO.