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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)

Islande: Une éruption remarquable // Iceland: A remarkable eruption

drapeau francaisPlusieurs mois après le début de l’éruption dans Holuhraun – et sa source sous le volcan Bárðarbunga – on peut se poser la question suivante: L’éruption aurait-elle pris une tournure différente si elle avait eu lieu dans un pays autre que l’Islande bien connu pour être l’émergence d’un rift?
Lorsque le Bárðarbunga s’est réveillé en août 2014, les scientifiques ont eu l’occasion unique de voir le magma s’écouler le long de fractures pour finalement ressortir loin du volcan. Grâce au GPS et aux mesures satellitaires, ils ont été en mesure de suivre le cheminement du magma sur 45 km avant qu’il se décide à percer la surface et donner naissance à l’éruption qui se poursuit à l’heure actuelle.

L’observation de la formation d’un dyke en temps réel est un événement exceptionnel. Dans le cas qui nous intéresse, la vitesse de propagation du dyke a été variable, avec un ralentissement du magma quand il rencontrait des obstacles naturels. Le magma a tendance à suivre le chemin de moindre résistance, ce qui explique pourquoi le dyke a parfois changé de direction lors de sa progression. Au début, il a été guidé principalement par le relief assez pentu mais, par la suite, l’influence du mouvement des plaques tectoniques est devenue tout à fait évidente. La sismicité et la déformation du sol ont permis de voir que le dyke progressait par à-coups et avançait par un effet d’accumulation de pression.
Habituellement, la croûte naît là où deux plaques tectoniques s’éloignent l’une de l’autre. Généralement, cela se passe sous les océans, où le phénomène est difficile à observer. Cependant, en Islande cela se produit sous une terre émergée. Les événements qui ont conduit à l’éruption d’août 2014 sont un moment rare ; c’est probablement la première fois qu’un tel épisode d’ouverture de rift est observé avec des outils modernes comme le GPS et le radar par satellite.
Un autre événement intéressant s’est produit pendant l’éruption. On a observé la formation de chaudrons, dépressions peu profondes dans la glace, parcourues de crevasses circulaires, sous l’effet de la fonte de la base du glacier par le magma. Les mesures radar ont montré que la glace à l’intérieur du cratère du Bárðarbunga s’était enfoncée de 16 mètres en même temps que le plancher du volcan s’effondrait. Un affaissement de 55 m a été mesuré pour l’ensemble de la caldeira.
Note inspirée d’un article de Science 2.0.

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drapeau anglaisSeveral months after the start of the eruption in Holuhraun – and its source beneath Barðarbunga volcano – we may ask a question: Would the eruption have taken a different turn had it not occurred in a country like Iceland which is an emergence of a rift?

Indeed, when Barðarbunga reawakened in August 2014, scientists got an opportunity to monitor how the magma flowed through cracks in the rock away from the volcano.
Using GPS and satellite measurements, scientists were able to track the path of the magma over 45 kilometres before it reached a point where it began to erupt, and continues to do so to this day. Observing the real-time formation of a dyke is an exceptional event. The rate of dyke propagation was variable, slowing as the magma encountered natural barriers. Magma flows along the path of least resistance, which explains why the dyke changed direction as it progressed. At the beginning, it was influenced mostly by the lie of the land, but as it moved away from the steeper slopes, the influence of plate movements became quite obvious..

Seismicity and ground deformation allowed to see that the dyke was growing in segments, breaking through from one to the next by the build up of pressure.

Usually, new crust forms where two tectonic plates are moving away from each other. Mostly this happens beneath the oceans, where it is difficult to observe. However, in Iceland this happens beneath dry land. The events leading to the eruption in August 2014 are a rare moment – probably the first time – that such a rifting episode has been observed with modern tools, like GPS and satellite radar.

Another interesting event was the formation of cauldrons – shallow depressions in the ice with circular crevasses, where the base of the glacier had been melted by magma. Radar measurements showed that the ice inside Bárðarbunga’s crater had sunk by 16 metres, as the volcano floor collapsed. A 55-metre subsidence was measured for the whole caldeira.

Note written after an article in Science 2.0.

Holuhraun-blog

L’éruption dans l’Holuhraun  (Crédit photo:  Wikipedia)

Cartographie du champ de gravité terrestre // Mapping of the Earth’s gravity field

drapeau francaisUn article paru sur le site de la BBC / Science and Environment (http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-25911846) nous apprend que le satellite Goce, lancé par l’Agence Spatiale Européenne, qui cartographiait le champ de gravité terrestre, s’est finalement désintégré lors de son retour dans l’atmosphère. Au cours de sa mission il a transmis entre mars 2009 et novembre 2013 des données et des images très intéressantes sur l’intérieur de la Terre. Ainsi, les données sur la gravité ont permis de détecter les variations de densité des roches jusqu’à plus de 2000 km de profondeur.

Les cartes confectionnées à l’aide de ces données montrent, entre autres, les variations verticales de la matière avec les phénomènes géologiques qui en découlent, comme le mouvement des plaques tectoniques et, par voie de conséquence, l’activité sismique et volcanique.

Grâce au satellite Goce, les scientifiques ont pu obtenir des informations supplémentaires sur la propagation des ondes sismiques.

Les données transmises par le satellite ont également permis de repérer d’anciennes zones de subduction sous l’Asie et le long des Amériques.

Grâce à sa capacité à repérer la répartition irrégulière des masses à l’intérieur de la Terre, Goce a permis aux scientifiques de cartographier le Moho, cette discontinuité qui marque la limite entre la croûte terrestre et le manteau.

http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2012/03/Global_Moho_from_GOCE

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drapeau anglaisAn article to be read on the BBC / Science and Environment website (http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-25911846) informs us that the Goce satellite that was launched by the European Space Agency finally disintegrated when entering the atmosphere. During its mission, it transmitted between March 2009 and November 2013 interesting data and images of the interior of the Earth. Thus, the gravity data allowed to detect variations in the density of the rocks as deep as 2,000 kilometres.

The maps are showing, among others, how material moves up and down, with the geologiocal phenomena this entails, like the movement of tectonic plates and, as a consequence, seismic and volcanic activity.

Thanks to the Goce satellite, scientists could obtain additional information about the propagation of seismic waves.

The data transmitted by the satellite also enabled to detect ancient subduction zones running deep under Asia and along the Americas.

Thanks to its ability to sense the uneven distribution of mass through the Earth, Gocehas already allowed scientists to map the Moho, the famous discontinuity between the Earth’s crust and the mantle.

http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2012/03/Global_Moho_from_GOCE