Mots clés : Etna, volcan, crise sismique, fracture éruptive, trémor, fontaine de lave, volcanisme strombolien, épicentre, magnitude d'un séisme, mécanisme au foyer

Activité sismique et volcanique dans la région de l'Etna du 26 au 29 octobre 2002

Benoît Urgelli

ENS Lyon / DGESCO

Benoît Urgelli

ENS Lyon / DGESCO

18/03/2003

Résumé

Compte rendu de l'activité sismique en relation avec l'activité volcanique de l'Etna en octobre 2002.


Traduction et adaptation du rapport du Dr. Domenico Patanè de l' Instituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia à Catane (Italie).

Introduction

Le nombre total de séismes enregistrés entre le samedi 26 et le mercredi 30 octobre 2002 est d'environ 450. Plusieurs crises sismiques peuvent être distinguées. Entre le 26 et le 27 octobre 2002, 110 séismes ont été enregistrés. Cette activité sismique a ensuite diminué et le 29 octobre, une seconde crise sismique est apparue.

Figure 1. Évolution du nombre quotidien de séisme du 01 mai au 01 novembre 2002


Figure 2. Évolution du nombre de séismes du 26 au 30 octobre 2002


La sismicité a précédé et accompagné le fonctionnement de deux système de fractures éruptives :

  • un système de fractures dans le secteur Nord-Est de l'Etna ;
  • un système produit lors de l'éruption de juillet 2001 dans le versant Sud et réactivé à cette occasion.

Figure 3. Éruption de l'Etna, mercredi 30 octobre 2002

Nord en bas à gauche Cette éruption a été précédée par une série de séismes le dimanche 27 octobre.


Analyse du trémor volcanique

Figure 4. Station de Monte Vetore (EMVD)


Figure 5. Localisation des stations


Figure 6. Station de Monte Scavo (ESV)


Amplitude du trémor volcanique le 30 octobre 2002 à 10h00 GMT (moyenne sur une heure).

Lorsque ces deux systèmes éruptifs se sont activés, il a été enregistré une augmentation sensible du trémor volcanique, étroitement liée à l'activité strombolienne et aux fontaines de laves des bouches éruptives des secteurs Nord-Est et Sud. Dans l'après-midi du 28 octobre, l'amplitude du trémor volcanique s'est stabilisée.

Analyse de la première crise sismique

Le 26 et le 27 octobre, les épicentres des séismes ont été localisés à l'Est et au NE des cratères sommitaux de l'Etna, à des profondeurs comprises entre 1 et 6 km (par rapport au niveau marin).

Le 27 octobre, la secousse sismique la plus forte, d'une magnitude énergétique Mw de 4,2, a été enregistrée à 02h50 GMT, l'épicentre étant localisé dans la partie sommitale Nord-Est du volcan, à une profondeur de 3,4 km (par rapport au niveau marin).

Dès le 28 octobre, une autre zone sismique est apparue dans le versant oriental du volcan, à proximité du village de Zafferana Etnea.

Le tableau n°1 récapitule la localisation des séismes de magnitude énergétique Mw supérieure ou égale à 3, entre le 26 et le 28 octobre 2002.

Analyse de la seconde crise sismique

Le 29 octobre à 11 h 02 G.M.T., une activité sismique intense s'est amorcée dans le secteur oriental de l'Etna et 51 séismes ont été enregistrés jusqu'à 18 h 36 GMT, correspondant à trois secteurs d'activité :

  • bordure N-E de la Valle del Bove (à 2-3 km de Milo) : c'est ici que les foyers sismiques les plus profonds ont été localisés à 5-6 km de profondeur (par rapport au niveau de la mer) ;
  • proximité de Zafferana Etnea : foyers sismiques plus superficiels (2 à 3 km de profondeur par rapport au niveau de la mer) ;
  • secteur de Monte Crisimo : foyers sismiques plus superficiels (2 à 3 km de profondeur par rapport au niveau de la mer).

Les séismes du 29 octobre de magnitude énergétique Mw égale à 4,4 - 4,1 et 4,0 ont été localisés à une profondeur comprise entre 0 et 2 km sous le niveau marin.

Le tableau n°2 récapitule la localisation des séismes de magnitude énergétique Mw supérieure ou égale à 3, entre le 29 et le 30 octobre 2002.

Ce même jour, d'autres événements ont été localisés à proximité du champ de fractures Nord-Est de l'Etna.

Figure 7. Section W-E localisant les séismes enregistrés à partir du 26 octobre 2002 (cf. tableau n°1)

En rouge, les séismes enregistrés à partir du 29 octobre 2002 (tableau n°2).


Figure 8. Carte des épicentres sismiques enregistrés à partir du 26 octobre 2002 (cf. tableau n°1)

En rouge, les séismes enregistrés à partir du 29 octobre 2002 (tableau n°2).


Examen des mécanismes au foyer

L'examen des mécanismes au foyer des séismes les plus énergétiques (le 27, 28 et 29 octobre 2002) montre que pour le 27 octobre, 01 h 58 GMT (voir caractéristiques sur le tableau n°1), le mécanisme de la rupture est de type normal avec une composante décrochante (voir code lecture normale ci-dessous).

Source : Service Sismologique Suisse.

Ce mécanisme correspondrait à la déformation associée à la mise en place d'une intrusion magmatique dans le secteur S-W de l'Etna, de direction N-S.

Pour le 27 octobre, 02h50 GMT et 07h32 GMT (voir caractéristiques sur le tableau n°1), le mécanisme est de type décrochant senestre, avec une légère composante normale, le long d'un plan de faille orienté NE-SW (voir code lecture sénestre ci-dessous).

Source : Service Sismologique Suisse.

Cette direction est compatible avec la distribution des épicentres le long du système de fractures du secteur NE du volcan.

Pour le 28 octobre, 03h01 GMT (voir caractéristiques sur le tableau n°1), il s'agit d'une rupture de type compressive, avec une légère composante décrochante senestre, le long d'un plan de faille orienté WNW-ESE.

Source : Service Sismologique Suisse.

On peut supposer que ce régime compressif est lié à l'existence de structures d'orientation WE (associées au système de failles Provenzana-Pernica) qui bloquent la propagation des fractures éruptives vers le NE.

Pour le 29 octobre, 10h59 GMT et 17h14 GMT, (voir caractéristiques sur le tableau n°2), le mécanisme est décrochant dextre, le long d'un plan de faille orienté suivant la direction NW-SE.

Source : Service Sismologique Suisse.

Ce mécanisme est compatible avec la distribution des épicentres dans le bas versant orientale de l'Etna, le long du système de failles de la Timpa.

Mots clés : Etna, volcan, crise sismique, fracture éruptive, trémor, fontaine de lave, volcanisme strombolien, épicentre, magnitude d'un séisme, mécanisme au foyer