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Complexité de la sismicité en Nouvelle Zélande // Complexity of seismicity in New Zealand

drapeau-francaisAu cours de l’introduction à mon diaporama «Welcome to New Zealand» dimanche après-midi à Nice, à l’occasion du festival Explorimages, j’ai fait allusion au séisme qui s’était produit quelques heures auparavant dans ce pays de l’hémisphère sud. J’ai indiqué qu’à l’heure actuelle la prévision sismique était égale à zéro et qu’elle n’était guère plus élevée concernant les éruptions volcaniques. Les dernières informations scientifiques concernant le séisme de dimanche confirment mes propos.
Le tremblement de terre qui a frappé la Nouvelle-Zélande peu après minuit (heure locale) le 14 novembre, en tuant deux personnes, rappelle que l’activité sismique néo-zélandaise est très complexe. La rupture de faille ne s’est pas produite le long de la frontière entre deux plaques tectoniques, là où des séismes majeurs sont observés le plus fréquemment. Comme l’a dit un sismologue néo-zélandais, «nous découvrons une activité sismique que nous ne connaissions pas vraiment».
L’USGS a placé l’épicentre du séisme de M 7,8 près de Kaikoura, une ville touristique côtière à 92 kilomètres au nord-est de Christchurch, à une profondeur d’environ 23 kilomètres. L’événement a causé des dégâts considérables aux bâtiments. Des glissements de terrain ont bloqué la route principale de la région et obstrué temporairement la Clarence River. Les répliques ont continué tout au long de la journée de lundi.
L’épicentre du séisme ne se trouve pas sur une faille majeure connue. La Nouvelle-Zélande est à cheval sur la zone de collision entre les plaques tectoniques australienne et Pacifique. La frontière entre les deux plaques longe la côte est de l’île du Nord et se prolonge le long de la côte ouest de l’île du Sud. Les cartes de risque sismique de la Nouvelle Zélande prévoient des violents séismes au niveau des failles complexes qui cisaillent ce secteur. Pourtant, le dernier séisme s’est produit sur une faille intraplaque peu étudiée. Tout comme les événements qui ont frappé Christchurch en 2010 et 2011, le dernier séisme nous montre que la côte est de l’île du Sud est un endroit beaucoup sensible qu’on ne le pensait. Les cartes de risque sismique de la Nouvelle-Zélande, en particulier celles qui concernent les risques aux bâtiments, devront être réexaminées. L’autre sujet d’inquiétude, c’est que le séisme de dimanche fasse naître de nouvelles contraintes sur les limites de plaques, avec le risque d’une rupture de faille qui pourrait déclencher un séisme de M 8.
Le dernier séisme a provoqué un tsunami d’environ un mètre de hauteur, ce qui est inhabituel pour une faille située à l’intérieur des terres. Il se pourrait qu’un soulèvement d’environ un mètre du sol côtier provoqué par le mouvement de la faille ait affecté suffisamment le fond de la mer pour déclencher le tsunami.
Source: Journaux néo-zélandais.

Au vu des heures auxquelles se sont produits les derniers séismes en Nouvelle Zélande et dans le centre de l’Italie, certaines personnes se demandent si les séismes n’ont pas tendance à se produire davantage pendant la nuit. J’ai effectué une recherche personnelle en m’appuyant sur le listing des séismes tectoniques de magnitude supérieure à M 3 recensés pat l’USGS au cours de l’année 2016. Sur les quelque 106 événements mentionnés, 46 ont eu lieu de nuit (heure locale), entre 21 heures et 7 heures du matin. Il ne semble donc pas que la nuit soit plus favorable à la forte sismicité. D’autres personnes ont songé à l’influence de la super lune, mais les scientifiques rejettent cette hypothèse.

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drapeau-anglaisDuring the introduction to my diaporama « Welcome to New Zealand » on Sunday afternoon at the Explorimages Festival in Nice, I made an allusion to the earthquake that had occurred a few hours before in that country. I said that our prevision about earthquakes amounted to zero and was not much higher concerning volcanic eruptions. The lafest scientific observations of Sunday’s quake do confirm my words.

The earthquake that struck New Zealand shortly after midnight (local time) on November 14th, killing two people, is a stark reminder that New Zealand’s seismic activity is very complex. The ruptured fault is not along the tectonic plate boundaries where major quakes are expected. As one New Zealand seismologist put it, « we are finding out again that there is seismic activity that we didn’t really know about. »

The U.S. Geological Survey placed the epicenter of the M 7.8 earthquake near Kaikoura, a coastal tourist town 92 kilometres northeast of Christchurch, at a depth of about 23 kilometres. The shallow quake caused extensive damage to infrastructure. Landslides blocked the main highway through the region and temporarily dammed the Clarence River. Aftershocks continued throughout Monday.

The earthquake’s epicenter was not on a known major fault. New Zealand straddles the collision zone between the Australian and Pacific tectonic plates. The boundary between the two plates runs off the east coast of the North Island and along the west coast of the South Island. New Zealand’s earthquake hazard maps anticipate strong quakes emanating from the complex faults in those boundaries. The latest quake, however, occurred on a little studied intraplate fault. The quake, as well as strong temblors that struck Christchurch in 2010 and 2011, indicates that the east coast of the South Island is a far more risky place than was thought. New Zealand’s earthquake hazard maps, which affect building codes, will have to be reconsidered. Another worry in that Sunday’s quake might increase stress on the plate boundaries, where a rupture could produce an M 8 earthquake.

The quake triggered a 1-metre-or-so tsunami, which is unusual for a fault located beneath land. It might be that about 1 metre of coastal ground uplift resulting from the fault movement disturbed the sea floor enough to trigger the tsunami.

Source :New Zealand newspapers. .

Given the hours of recent earthquakes in New Zealand and Central Italy, some people wonder whether the earthquakes do not tend to occur more frequently during the night. I conducted a personal search based on the list of tectonic earthquakes with a magnitude greater than M 3 recorded by the USGS during the year 2016. Out of the 106 events mentioned, 46 occurred at night ( local time) between 9 pm and 7 am. Thus, it does not seem that the night is more favorable to a strong seismicity. Other people have thought about the influence of the super moon, but scientists reject this hypothesis.

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Carte montrant les failles et l’acticité sismique dans la partie NE de l’Ile du Sud.

(Source : GeoNet)

 

La tectonique italienne et le dernier séisme // Italian tectonics and the latest earthquake

drapeau-francaisDans la région du centre de l’Italie qui vient d’être secouée puissant séisme, les secousses sismiques sont relativement fréquentes. L’Italie dans son ensemble connaît de nombreux séismes peu profonds, répartis principalement le long de la chaîne des Apennins qui longe la côte nord-est du pays. Généralement, ces séismes ne sont pas très forts, avec une magnitude maximale de M 5, mais neuf événements de M 6 ou plus ont été enregistrés au cours du siècle écoulé. Cette activité sismique est le résultat de la situation de l’Italie qui se trouve au cœur même de la lente collision entre les plaques eurasienne et africaine qui a, entre autres, contribué au soulèvement des Alpes.
Il est donc assez surprenant de constater que le mécanisme qui régit les tremblements de terre dans le centre de l’Italie présente les caractéristiques des séismes d’extension – produits par un étirement de la croûte terrestre – et non de compression, comme on pourrait s’y attendre. L’extension se fait dans la direction nord-ouest / sud-est, en angle droit par rapport à la chaîne des Apennins.
Le phénomène s’explique en étudiant l’histoire tectonique de la Méditerranée occidentale. Plutôt que de faire partie des derniers vestiges d’un grand océan qui aurait été en grande partie détruit par la subduction entre la plaque africaine et la plaque eurasienne, la croûte océanique de la région s’est formée par une accrétion d’arrière-arc au cours des 40 derniers millions d’années, alors que la zone de collision migrait vers le sud et s’éloignait de l’Europe, provoquant un étirement la croûte dans la plaque supérieure.

Ainsi, bien que dans un vaste contexte régional on ait une collision entre deux plaques, à un niveau plus local, l’accrétion d’arrière-arc actuelle dans la mer Tyrrhénienne au sud-ouest semble être un important moteur de la tectonique en Italie, dans la mesure où les failles de chevauchement qui ont façonné les Apennins se trouvent maintenant réactivées sous forme de failles extensives normales. Malheureusement, cette évolution tectonique ne rend pas les séismes moins dévastateurs quand ils se produisent.

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drapeau-anglaisEarthquakes in the region where the latest deadly event occurred are not unusual. Italy experiences frequent shallow earthquakes, mainly distributed along the Apennine mountain range that runs along the northeast coast. Typically these earthquakes are smaller, with an M 5 at most, but nine with a magnitude 6 or greater have occurred in the last hundred years or so. All this activity is the result of Italy being right in the thick of the slow collision between the African and Eurasian plates that has, amongst others, resulted in the uplift of the Alps.

It is therefore quite surprising to see that the focal mechanism for the earthquakes in central Italy is characteristic of an extensional earthquake, due to stretching of the earth’s crust, not a compressional one. The extension is oriented in a northeast-southwest direction, at right angles to the Apennine range:

This can be explained by looking at the tectonic history of the western Mediterranean. Rather than being the last remnants of a large ocean that has been mostly destroyed by subduction as Africa and Europe move together, the oceanic crust here has actually all been created by back-arc spreading in the last 40 million years or so, as the collision zone has migrated south and east away from Europe, stretching out the crust in the over-riding plate as it does so.

So although at a broad regional scale two plates are colliding, at a more local level the current back-arc spreading in the Tyrrhenian Sea to the southwest appears to be a major driver of tectonics in Italy, to the extent that thrust faults that built up the Apennines are now being reactivated as extensional normal faults. Unfortunately, this switch doesn’t make the earthquakes themselves any less damaging when they do occur.

Seismes italie

Source: IPG.

Un puissant séisme à court terme dans les Caraïbes ? // Powerful earthquake soon in the Caribbean ?

drapeau-francaisLe Centre de Recherche Sismique (SRC) de l’Université des Indes Occidentales (UWI), basé à Trinidad, a demandé aux pays des Caraïbes de se préparer à l’éventualité d’un séisme majeur
Le SRC a enregistré 8 séismes de magnitude 4 ou supérieure depuis le 9 juin 2016. Le plus fort a atteint M 4,8 au nord-ouest d’Antigua le 8 août 2016.
L’année dernière, le SRC a déclaré que le séisme de janvier 2010  à Haïti (avec plus de 230 00 morts) aurait dû faire prendre conscience de la nécessité d’un changement fondamental dans les structures régionales pour faire face aux risques sismiques. Les recherches ont montré que la région peut être secouée par un séisme de magnitude 6.0 ou plus tous les 3 à 5 ans, et elle est « en retard » pour un séisme de M 8.0.
En conséquence, le SRC prévient qu’il est grand temps que la région se prépare rapidement à faire face à de tels événements. Il faudrait légiférer et faire respecter les normes de construction parasismiques en utilisant des cartes à risques mises à jour à partir des dernières données scientifiques disponibles.
Bien que les séismes à Porto Rico et dans la République Dominicaine soient relativement fréquents, il faut noter que 141 événements avec des magnitudes entre M 2,5 et 4,6 ont été enregistrés par l’USGS au cours des 30 derniers jours ; ils viennent s’ajouter aux 8 événements de M 4 ou plus enregistrés par le SRC depuis le 9 juin 2016.
La Fosse de Porto Rico va de pair avec la plus forte anomalie de gravité enregistrée sur Terre, signe de la présence d’une force active vers les profondeurs. C’est la partie la plus profonde de l’Océan Atlantique, avec plus de 8400 mètres.

Dans l’Océan Pacifique, les fosses se trouvent dans les zones de subduction. Par contre, la fosse de Porto Rico se situe à la frontière entre deux plaques tectoniques qui glissent l’une contre l’autre, avec seulement une petite composante de subduction. Porto Rico, les îles Vierges, et l’est de Hispaniola sont situés sur une zone limite de plaques actives, entre la plaque nord-américaine et le coin nord-est de la plaque des Caraïbes. La plaque des Caraïbes est à peu près rectangulaire, et elle glisse vers l’est à raison d’environ 2 cm / an par rapport à la plaque nord-américaine. La région connaît une forte sismicité et de puissants séismes qui peuvent générer des tsunamis dévastateurs.
Forte sismicité et tsunamis sont confirmés par les exemples du passé : un séisme de M 7,5 avec son épicentre au nord-ouest de Porto Rico en 1943 ; des séismes de M 8,1 et M 6,9 au nord de Hispaniola en 1946 et 1953. Immédiatement après le séisme de 1946, un tsunami a frappé le nord-est de Hispaniola et est entré à l’intérieur des terres sur plusieurs kilomètres. D’après certains rapports, près de 1800 personnes se sont noyées. Un séisme de M 7,5 en 1918 a généré un tsunami qui a tué au moins 91 personnes dans le nord-ouest de Porto Rico. En raison de sa forte densité de population et du développement rapide des zones urbaines près de la côte, Porto Rico court un risque important an cas de séisme et les tsunami.
Lez contexte tectonique de la Fosse de Porto Rico est parfois comparé à celui de la zone de subduction de Sumatra, site du séisme qui a provoqué le tsunami dévastateur dans l’Océan Indien en décembre 2004. Cette similitude a provoqué un grand intérêt quant à l’évaluation des risques de tsunamis auxquels seraient exposés la côte est des États-Unis côte et le nord-est des Caraïbes dans l’éventualité d’un séisme qui se déclencherait le long de la zone de subduction de la Fosse de Porto Rico.
Source: The Jamaica Observer.

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drapeau-anglaisThe Trinidad-based Seismic Research Centre (SRC) of the University of the West Indies (UWI) has warned the Caribbean countries to be prepared for a major quake

The Centre has recorded a total of 8 M4+ earthquakes since June 9, 2016, the strongest of which was an M 4.8 earthquake that occurred northwest of Antigua on August 8th, 2016.

Last year, SRC said the January 2010 Haitian earthquake (with more than 230,000 deaths) should have been the wake-up call for a fundamental shift in regional mechanisms for coping with seismic hazards. Research suggests the region is capable of generating an earthquake of magnitude 6.0 or larger every 3 to 5 years, and is overdue for an M 8.0 earthquake.

As a consequence, SRC warns that it is imperative for the region to move expeditiously towards building resilience to such events. It should develop, legislate and enforce Building Codes using up-to-date seismic hazard maps based on the latest available science.

Although earthquakes around Puerto Rico and the Dominican Republic are fairly common, 141 M2.5 – 4.6 earthquakes recorded by the USGS over the past 30 days should be added to the 8 M4+ earthquakes recorded by the SRC since June 9th, 2016.

The Puerto Rico Trench is associated with the most negative gravity anomaly on Earth which indicates the presence of an active downward force. It is the deepest part of the Atlantic Ocean, with water depths exceeding 8.4 km.

Trenches in the Pacific are located in places where one tectonic plate subducts under another one. The Puerto Rico Trench, in contrast, is located at a boundary between two plates that slide past each other with only a small component of subduction. Puerto Rico, the Virgin Islands, and eastern Hispaniola are located on an active plate boundary zone between the North American plate and the northeast corner of the Caribbean plate. The Caribbean plate is roughly rectangular, and it slides eastward at about 2 cm/year relative to the North American plate. The region has high seismicity and large earthquakes that can generate devastating tsunamis.

Past examples include an M 7.5 earthquake centered northwest of Puerto Rico in 1943, and M 8.1 and 6.9 earthquakes north of Hispaniola in 1946 and 1953. Immediately after the 1946 earthquake, a tsunami struck northeastern Hispaniola and moved inland for several kilometres. Some reports indicate that nearly 1,800 people drowned. A 1918 M 7.5 earthquake resulted in a tsunami that killed at least 91 people in northwestern Puerto Rico. Because of its high population density and extensive development near the coast, Puerto Rico has a significant risk for earthquakes and tsunamis.

The tectonic setting of the Puerto Rico Trench is sometimes compared to that of the Sumatra subduction zone, the site of the earthquake that triggered the devastating Indian Ocean tsunami of December 2004. This similarity has caused great interest in the assessment of potential tsunami hazard to the United States east coast and the northeastern Caribbean from a large subduction-zone earthquake along the Puerto Rico Trench.

Source : The Jamaica Observer.

Porto Rico

Contexte tectonique de Porto Rico (Source : USGS)

Quelques réflexions après les séismes au Japon et en Equateur // A few thoughts after the earthquakes in Japan and Ecuador

drapeau-francaisCes jours-ci, suite aux puissants séismes qui ont secoué le Japon, l’Equateur et les Tonga, on me pose beaucoup de questions sur la relation éventuelle entre ces différents événements ainsi que sur la prévision des tremblements de terre.

Avant tout, je tiens à dire que je ne suis pas sismologue et que mes connaissances dans ce domaine restent relativement superficielles. Comme beaucoup, j’ai remarqué que les derniers séismes se sont produits le long de la Ceinture de Feu du Pacifique, région du monde où l’on observe fréquemment des séismes et des éruptions volcaniques. Toutefois, rien ne permet de dire que les derniers séismes sont liés.

Une première constatation me pousse à dire que les séismes au Japon et en Equateur sont différents par leur géographie et leur tectonique. En Equateur, on a affaire à un séisme de subduction, avec la plaque tectonique de Nazca (sous l’océan Pacifique) qui plonge progressivement sous la plaque sud-américaine. Pour le Japon, le séisme s’est produit à l’intérieur même d’une plaque, à la jonction de deux lignes de failles ; il s’agit donc d’une déformation locale.

Si l’on compare les magnitudes, le séisme qui s’est produit en Equateur était beaucoup plus fort (M 7,8), que ceux qui ont secoué le Japon (M 6, 4 et M 7). La différence peut paraître minime, mais elle est en réalité très importante. Le séisme en Equateur a été environ quinze fois plus puissant que celui du Japon.

Un point commun entre le Japon et l’Equateur est que les deux séismes ont été superficiels, entre 10 et 25 km de profondeur seulement, ce qui a provoqué les dégâts humains et matériels que l’on sait : des centaines de morts en Equateur, des dizaines au Japon et des villes à reconstruire.

Tout comme pour les éruptions volcaniques, les gens sont souvent l’impression que la fréquence des séismes est en augmentation. En fait, ce n’est qu’une illusion et cette impression est probablement due au fait que les informations se répandent de nos jours à la vitesse de la lumière grâce aux innovations technologiques, Internet en particulier. Les séismes se produisent de manière parfaitement aléatoire ; il n’y a donc pas de périodicité. On ne peut donc pas mesurer d’augmentation ou de diminution. Par contre, le caractère aléatoire des séismes donne parfois naissance à des séries, comme entre 2004 et 2011 à Sumatra. Il en va de même pour leur intensité. Ils ne sont pas plus forts ou moins forts qu’autrefois mais, à un siècle d’intervalle dans une même zone, ils peuvent causer plus de dégâts si l’habitat s’est beaucoup développé et si la population a augmenté.

S’agissant de la prévision des séismes, elle reste au niveau zéro. Certes, les répliques qui suivent les puissants séismes sont monnaie courante, mais les annoncer ne fait pas, à mes yeux, partie de la prévision sismique. Il est impossible de dire à quelle date, à quelle heure et à quel endroit précis la Terre va trembler. En revanche, on sait que certaines régions du globe, comme le Japon ou l’Equateur sont particulièrement exposées, à cause de la tectonique de ces régions. De la même façon, on peut affirmer sans trop se tromper que la Californie ou l’Alaska connaîtront d’autres puissants séismes dans les années ou les décennies à venir.

Qu’en est-il de la France ? Notre pays peut-il être victime d’un séisme aussi destructeur qu’en Equateur ? A priori non car le contexte tectonique est différent, mais certaines régions ne sont pas à l’abri de tremblements de terre pouvant occasionner de sérieux dégâts. Le séisme très destructeur d’Arette (M 5,8) le 13 août 1967 est là pour rappeler que le risque existe dans des régions comme les Pyrénées ou l’arc alpin. Pour plus de détails, je conseille vivement de consulter le site Azurséisme (http://www.azurseisme.com/) piloté de main de maître par l’ami André Laurenti.

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drapeau-anglaisThese days, after  the powerful earthquake that rocked Japan, Ecuador and Tonga I am asked many questions about the possible relationship between these events and about the prediction of earthquakes.
First of all, I want to say that I am not a seismologist and my knowledge in this area is relatively superficial. Like many, I noticed that the last earthquakes occurred along the Pacific Ring of Fire, a region that is frequently the seat of earthquakes and volcanic eruptions. However, there is nothing to say that the latest earthquakes are linked.
A first observation leads me to say that the earthquakes in Japan and Ecuador differ by their geography and tectonics. In Ecuador, it was a subduction earthquake, with the Nazca tectonic plate (under the Pacific Ocean) that gradually plunges under the South American plate. For Japan, the earthquake occurred within a plate at the junction of two fault lines; it is therefore a local deformation.
Comparing the magnitude of the earthquakes, the event in Ecuador was much stronger (M 7.8), than those that shook Japan (M 6.4 and M 7). The difference may seem small, but it is really great. The earthquake in Ecuador was approximately fifteen times more powerful than that of Japan.
A common point between Japan and Ecuador is that the two quakes were shallow, between 10 and 25 km deep only, which caused human and material damage: hundreds of casualties in Ecuador,dozens in Japan and cities to rebuild.
As with volcanic eruptions, people often feel that the frequency of earthquakes is increasing. Actually, this is an illusion probably due to the fact that information is spreading today to the speed of light thanks to technological innovations, the Internet in particular. Earthquakes occur in a perfectly random manner; there is no periodicity. Their number neither increased nor decreased. However, the random nature of earthquakes sometimes gives birth to series, as between 2004 and 2011 in Sumatra. It’s the same with their intensity. They are not stronger or weaker than before, but should they occur a century latert in one area, they can cause more damage if urban areas have developed a lot and if the population has increased.
Regarding earthquake prediction, it is non existant. Aftershocks after powerful earthquakes are quite common, but I don’t think that announcing them is part of earthquake prediction. It is impossible to say when, at what time and where exactly the land will tremble. However, we know that some regions, such as Japan and Ecuador are particularly vulnerable because of the tectonics of these regions. Similarly, we can affirm that California or Alaska will have to face more powerful earthquakes in the years or decades to come.
What about France? Can our country be the victim of an earthquake as destructive in Ecuador? Maybe not, because the tectonic context is different, but some areas are not immune to earthquakes that could cause serious damage. The very destructive earthquake in Arette (M 5.8) on August 13, 1967 is a reminder that there is a risk in areas such as the Pyrenees or the Alps. For more details, I advise you to visit Azurséisme (http://www.azurseisme.com/) remarkably managed by my friend André Laurenti.

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Sismogramme du séisme de M 7,8 en Equateur le 16 avril 2016 (Source: USGS)