Dans l’un des plus grands champs d’émission de dioxyde de carbone non volcanique au monde dans le sud de l’Italie, des chercheurs ont détecté une variété complexe de signaux de tremblements sismiques, capturés par un réseau sismique déployé dans la région à l’été 2021.
Dans leur étude publiée dans le Bulletin de la Société sismologique d’AmériqueDanilo Galluzzo de l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia et ses collègues décrivent trois principaux types de signaux de tremor sismique sur une gamme de fréquences dans le champ gazier de Mefite d’Ansanto.
L’analyse pourrait aider les chercheurs à en savoir plus sur la source du tremblement, ainsi que sur la manière dont le fluide et le gaz traversant la région pourraient affecter l’activité sismique le long de la chaîne de montagnes du sud des Apennins.
Plusieurs tremblements de terre violents se sont produits dans la région, le dernier étant un événement de magnitude 6,9 en 1980 qui était situé à 25 kilomètres au sud-est de Mefite.
À ce stade, « il n’est pas simple d’établir s’il pourrait y avoir un lien entre un type particulier de tremblement et la sismicité de la région », a déclaré Galluzzo. « Un ensemble de données plus important doit être collecté et d’autres analyses doivent être effectuées. »
Le principal champ d’émission de gaz à Mefite est une zone à peu près circulaire de près de 100 mètres, avec son évent le plus actif apparaissant à la surface comme un étang de boue bouillonnante. Un coin du manteau enfoui profondément sous cette partie des Apennins force les fluides hydrothermaux chauds vers le haut à travers des couches moins profondes de calcaire et de sédiments argileux où il rencontre un réservoir de dioxyde de carbone piégé. Les failles et les fractures dans la roche enfouie permettent au gaz d’atteindre la surface.
La caractéristique géologique inhabituelle a une odeur sulfureuse distinctive et le son du dégazage peut être entendu à des centaines de mètres de distance. Nommée d’après l’ancienne déesse italique Mefitis, Mefite a été mentionnée dans l’Énéide de Virgile comme un passage entre la terre et les enfers.
Le réseau sismique de 2021 a été déployé dans le cadre d’un projet plus vaste appelé FURTHER (Fluids in the Preparatory Phase of Earthquakes in Southern Apennins), a déclaré Galluzzo, « qui vise à étudier le rôle des fluides dans le processus sismogène dans le sud des Apennins ».
Dans les données recueillies par le réseau, les chercheurs ont trouvé un tremblement persistant à basse fréquence (1,5 à 3 Hertz), un tremblement persistant à fréquence intermédiaire (3 à 20 Hertz) avec des variations soudaines de force et des impulsions de tremblement à très haute fréquence durant des dixièmes de seconde chacun. Les deux premiers types de tremors ont des sources peu profondes et sont composés d’ondes de surface. Le troisième type de tremblement pulsé est une onde corporelle qui provient probablement de 50 à 100 mètres sous la surface, ont déclaré Galluzzo et ses collègues.
Le tremor persistant à basse fréquence peut être lié à la décharge de fluide à travers les conduits rocheux vers la surface, notent-ils, tandis que le signal intermédiaire peut être lié aux changements de vitesse d’écoulement entre le gaz et les liquides près de la surface, créant un effet de type geyser.
Les impulsions à haute fréquence créent un signal comme un battement de tambour ou un battement de cœur, et sont similaires aux enregistrements sismiques des volcans de boue, concluent les chercheurs.
Galluzzo a déclaré que les chercheurs prévoyaient dans un avenir proche de réaliser des expériences sismiques similaires « afin de mieux comprendre le sous-sol sous Mefite et en particulier la source du tremblement ».
Plus d’information:
Mario La Rocca et al, Tremblement sismique hydrothermal dans une large bande de fréquences : le site de dégazage non volcanique du CO2 de Mefite d’Ansanto, Italie, Bulletin de la Société sismologique d’Amérique (2023). DOI : 10.1785/0120220243