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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

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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.

Séismes et éruptions en Islande (1996 -2011) // Earthquakes and eruptions in Iceland (1996-2011)

drapeau-francaisEn cliquant sur le lien ci-dessous, vous verrez une vidéo de 4 minutes qui montre 15 années de séismes et d’éruptions en Islande entre janvier 1996 et fin mai 2011. Les couleurs sombres indiquent les séismes profonds, tandis que les couleurs vives font référence aux événements superficiels. La taille des cercles montre la magnitude des séismes. Les étoiles indiquent les éruptions.
À raison de 24 images par seconde et un jour par image, chaque seconde de la vidéo montre l’activité sismique pendant presque un mois. Au total, on peut voir 242 724 séismes et 7 éruptions volcaniques.
Dans le même temps temps, on observe toujours une sismicité relativement soutenue sur le Bárðarbunga. Les séismes se produisent à des profondeurs peu importantes (souvent autour d’un kilomètre), ce qui tend à prouver qu’ils ne sont pas causés par une nouvelle ascension du magma. Il s’agit probablement de réajustements au niveau du plancher de la caldeira, sous le glacier.
https://vimeo.com/24442762

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drapeau-anglaisBy clicking on the link below, you will see a 4-minute video that shows 15 years of earthquakes and eruptions in Iceland between January 1996 and the end of May 2011. Dark colours indicate deep quakes, while bright coloured ones are shallow. The size of the circles indicates the quakes’ magnitudes. The stars in the video indicate eruptions.

At 24 frames per second and one day per frame, every second of this video shows the seismic activity for almost a month. All in all, the video shows 242,724 earthquakes and 7 volcanic eruptions.

Meantime, increased seismicity is still recorded at Bardarbunga. The quakes are occurring at very shallow depths (often about 1 km), which tends to prove they are not caused by any new magma ascent. The likely cause has to do with readjustments on the caldeira floor beneath the glacier.

https://vimeo.com/24442762

Iceland 2

Source: Vimeo.com

Activité bradysismique en Nouvelle Zélande // Bradyseismic activity in New Zealand

drapeau-francaisEntre 2004 et 2011, la ville de Matata et ses 642 habitants – dans la partie orientale de la Baie de l’Abondance (Bay of Plenty), à environ 200 km au SE de Auckland – a été secouée par plusieurs milliers de petits séismes. Jusqu’à présent, les scientifiques pensaient que la cause de ces événements, d’une magnitude entre M 2 et M 4 pour la plupart, et à des profondeurs comprises entre 2 et 8 km, étaient due à des mouvements tectoniques typiques de la région. En plus de cette sismicité, le sol s’est soulevé en moyenne de 5 millimètres par an dans les années 1950 et le rythme de soulèvement a plus que doublé pour atteindre environ 12 millimètres par an à partir du milieu des années 2000. Le phénomène s’est calmé par la suite.
Les dernières recherches ont révélé la vraie raison pour laquelle une zone de 400 kilomètres carrés autour de Matata s’est soulevée à partie de 1950. Au cours de cette période, il y a probablement eu une ascension magmatique, ce qui a fait se soulever le sol autour Matata d’environ un centimètre chaque année. Au cours de cette ascension, le magma a fait se déformer ou se fracturer la roche encaissante, ce qui a provoqué de petits séismes.
A l’aide d’un modèle basé sur des données GPS et d’interférométrie radar (InSAR), ainsi que des décennies d’archives géologiques, les scientifiques sont arrivés à la conclusion qu’une poche magmatique se trouve à une dizaine de kilomètres sous la surface, et son volume a augmenté d’environ 9 millions de mètres cubes depuis 1950. Cependant, la présence de ce magma ne signifie pas une éruption est imminente.
La ville de Tauranga, avec plus de 100 000 habitants, se trouve à une cinquantaine de kilomètres au NO de la zone de soulèvement. La population de la région est déjà sous la menace de risques volcaniques, en particulier les retombées de cendre que ne manqueraient pas d’occasionner des éruptions des volcans de Taupo. On ne sait pas si la chambre magmatique nouvellement découverte induira un risque supplémentaire. On n’a observé aucune augmentation de l’activité volcanique dans la région septentrionale de Taupo.
Ce n’est pas la première fois que le magma pousse la croûte ailleurs que sous un volcan actif. Des exemples ont été recensés dans les Andes centrales. On peut également citer l’Italie où des événements bradysismiques sont observés dans la région de Pouzzoles depuis de nombreuses années.
Source: Presse néo-zélandaise..

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drapeau-anglaisBetween 2004 and 2011, the town of Matata and its 642 residents – in the eastern Bay of Plenty, about 200 km SE of Auckland – had mysteriously been the centre of several thousand earthquakes. Until now, scientists suspected that the cause of the quakes, most of them between M 2 and M 4, and at depths of between 2 km and 8 km, were due to typical tectonic movements underground. Aside from this seismicity, the ground had risen by 5 millimetres per year in the 1950s and that rate more than doubled to about 12 millimetres a year starting in the mid-2000s. It has since dropped back to the lower rate.

The new findings have revealed the reason why a 400-square-kilometre area of land around the town has been uplifted since 1950. Over this period, molten or semi-molten rock was being pushed up from below, causing land around Matata to rise by about a centimetre each year. As the magma moved in the sub-surface, it caused the surrounding rock to deform and break, resulting in small earthquakes.

Using a model based on modern GPS and satellite radar data, along with decades of survey records, scientists have concluded a magma body lies about 10 km below the surface, and since 1950 its volume had grown by 9 million cubic metres. However, the presence of the magma does not mean an eruption could be imminent.

The city of Tauranga, with more than 100,000 residents, lies about 50 kilometres NW of the uplift. People in the area are already at risk from volcanic hazards, especially ashfall from the Taupo volcanoes. It’s unclear whether the newly discovered magma chamber will pose an extra risk. There has been no increase in volcanic activity in the northern Taupo region.

The study is not the first to suggest that magma is pushing into Earth’s crust somewhere other than under an active volcano. Examples have also been found in the central Andes and in Italy where bradyseismic events in the area around Pozzuoli have been recorded for many years.

Source: New  Zealand newspapers.

Matata copie

Source: Google maps.

La sismicité à Hawaii // Seismicity in Hawaii

drapeau-francaisSi vous allez à Hawaii, ne soyez pas surpris de sentir parfois la terre trembler. Chaque année, les habitants de la Grande Ile ressentent des dizaines de petits séismes qui font partie de leur vie quotidienne. Cependant, trois événements plus significatifs ont récemment été enregistrés sur l’archipel hawaiien, rappelant aux habitants des autres îles que, eux aussi, vivent avec le risque sismique.
Ainsi, le 28 mars dernier, un séisme de M 3.6 a secoué l’isthme reliant l’ouest et de l’est de Maui. Quatre jours plus tard, un événement de M 4.2, centré à environ 88 km à l’est de Hana, sur Maui, a été ressenti à travers tout l’État d’Hawaii. Trois jours plus tard, dans la matinée du 5 avril, une secousse de M 2.8, centrée à environ 5 km au large de Diamond Head, a fait vibrer des quartiers de Honolulu. Bien que ces trois événements aient présenté une faible magnitude, ils ont été suffisamment forts pour être ressentis par la population.
En règle générale, la localisation d’un séisme fournit les premiers indices quant à sa source. Les récentes secousses enregistrées à Maui et Oahu étaient toutes situées à des profondeurs comprises entre 18 et 36 km. A de telles profondeurs, et loin des centres d’activité volcanique comme le Kilauea ou le Mauna Loa sur l’île d’Hawaii, ce sont en général les mouvements de la lithosphère sous le poids des îles qui génèrent des forces se traduisant de temps à autre par des tremblements de terre. Les contraintes subies par la lithosphère recouvrent les temps géologiques, avec des séismes qui se produisent beaucoup moins fréquemment que ceux directement liés au volcanisme actif hawaiien. Les processus volcaniques, qui peuvent rapidement modifier les conditions au sein des volcans actifs, génèrent des milliers de séismes enregistrés chaque année par le HVO.
Lorsque des séismes relativement inhabituels se produisent à une semaine d’intervalle, on peut raisonnablement se demander s’il existe un lien entre eux. Cependant, nous manquons d’informations suffisamment détaillées et nous connaissons mal les conditions en profondeur sous l’archipel hawaiien pour savoir si un petit séisme sur une île peut en provoquer un autre sur une autre île.

L’historique sismique de la région et notre expérience des tremblements de terre sont  essentiels, en particulier lorsque des séismes se produisent dans des secteurs relativement inactifs comme Maui et Honolulu. D’une manière générale, les zones où se sont produits de puissants séismes dans le passé sont susceptibles de connaître de semblables événements dans l’avenir. Par exemple, en janvier 1938, un séisme de M 6,9 a eu lieu au NE de Maui. Parmi ses effets les plus significatifs sur l’île, on relève la fissuration d’un château d’eau et la rupture de canalisations. Des bâtiments ont été également endommagés à Maui, ainsi que sur les îles d’Oahu, de Kauai et Hawaii. Il est impossible de dire si le séisme de M 4.2 enregistré le 31 mars 2016, a été causé par la même faille qu’en 1938, mais on sait qu’un séisme de M 6,9 près de Maui entraînerait aujourd’hui beaucoup plus de pertes qu’autrefois.
Prédire avec précision l’emplacement, le jour, et l’amplitude d’un séisme reste impossible. Toutefois, les secousses mineures nous rappellent que des séismes destructeurs font partie de l’histoire d’Hawaii. Les autorités et la population devront donc être prêtes à réagir rapidement et efficacement en tout point de l’État le jour où un puissant séisme se produira.
Source: HVO.

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drapeau-anglaisIf you go and visit Hawaii, don’t be surprised if you feel the earth tremble. Each year, Big Island inhabitants feel dozens of small earthquakes which are part of their way of life. But three small earthquakes recently struck the whole State of Hawaii, reminding the residents that they, too, live with earthquakes.

On March 28th, an M 3.6 quake struck beneath the isthmus connecting West and East Maui. Four days later, an M 4.2 event, centered roughly 88 km east of Hana, Maui, was felt across the State. Three days later, on the morning of April 5th, an M 2.8 earthquake, centered about 5 km off Diamond Head, shook parts of Honolulu. While all three were considered small earthquakes, they were large enough to be felt by people.

Typically, an earthquake’s location provides the first clues as to its cause. The recent Maui and Oahu earthquakes were all located at depths between about 18 and 36 km. At such depths, and away from centers of volcanic activity, such as Kilauea or Mauna Loa on Hawai‘i Island, the flexing, or bending, of the Earth’s lithosphere due to the weight of the islands produces forces that result in occasional earthquakes. Lithospheric flexure occurs over geologic time, with associated earthquakes occurring much less frequently, compared to earthquakes more directly linked to active Hawaiian volcanism. Volcanic processes, which can rapidly change conditions within active volcanoes, generate many thousands of earthquakes recorded by HVO each year.

When relatively infrequent earthquakes occur within a week of one another, it’s reasonable to wonder whether they might be closely linked. However, we lack sufficiently detailed information and understanding of conditions at these depths beneath Hawaii to explain why one small earthquake would lead to another, islands apart.

Awareness of relevant earthquake history and experiences is essential, especially when earthquakes occur and are felt in relatively inactive regions like Maui and Honolulu. In general terms, areas where large earthquakes have occurred in the past are expected to continue to experience large earthquakes in the future. For instance, in January 1938, an M 6.9 earthquake occurred northeast of Maui. Among its extreme effects on Maui, there were cracked water catchment and broken water pipelines. Buildings were also damaged on Maui, as well as on Oahu, Kauai, and Hawaii. It’s not possible to say if the M 4.2 earthquake on March 31st, 2016, ruptured the same fault as in 1938, but an M 6.9 earthquake near Maui today would result in far greater losses now than then.

Predicting the precise location, time, and magnitude of a future earthquake is still not possible. Small earthquakes, however, remind us that damaging earthquakes are part of Hawaii’s history, and we must understand how to prepare and respond effectively across the entire State when a large earthquake strikes.

Source: HVO.

Hawaii earthquakes

Sur cette carte, les points rouges indiquent les 3 séismes enregistrés fin mars-début avril 2016, tandis que les points bleus montrent les séismes mineurs observés sur la Grande Ile entre le 28 mars et le 14 avril 2016 (Source: USGS / HVO)