Les diverses structures ont été identifiées par une équipe de chercheurs de l’Institut National de Géophysique et de Volcanologie (INGV) en collaboration avec l’Université de Campanie Luigi Vanvitelli : « Elles peuvent nous aider à prédire les changements potentiellement dangereux ».
La distribution de la sismicité a été enregistrée aux Campi Flegrei de janvier 2005 à octobre 2023 / Crédit: INGV
L’étude de différentes structures sismiques, récemment identifiées dans la caldeira des Campi Flegrei, pourrait être utile pour prédire les changements potentiellement dangereux dans la région nord-ouest de Naples. Le comportement de ces structures, identifiées par une équipe de chercheurs de l’Institut National de Géophysique et de Volcanologie (INGV) en collaboration avec l’Université de Campanie Luigi Vanvitelli, peut en effet influencer le nombre de séismes et leur magnitude, ce qui pourrait améliorer les outils de prévision et de prévention de la protection civile. Pour l’instant, expliquent les chercheurs, les résultats de la recherche n’ont pas encore d’implications directes sur les mesures de sécurité concernant la population (plus de 1,5 million de personnes) résidant dans la région, mais la surveillance de toute variation pourrait représenter une contribution importante pour détecter des anomalies, fournir des informations précieuses sur les processus et le comportement du volcan.
L’identification de ces structures, détaillée dans l’étude publiée dans le journal scientifique ‘Communications Earth & Environment’ de Nature, a été rendue possible grâce à l’analyse de la distribution des magnitudes des séismes dans l’espace. Plus précisément, les chercheurs ont observé comment la structure hydrothermale située sous les zones de la Solfatara et de Pisciarelli est impliquée dans l’élévation et l’abaissement du sol (bradyséisme) : plus précisément, expliquent les chercheurs, une plus grande concentration de contraintes/deformations est localisée là où des « b-values plus petits » ont été observés, c’est-à-dire des valeurs inférieures du paramètre qui dépend du communiqué entre le nombre de séismes de grande magnitude et ceux de moindre magnitude.
« L’objectif de la recherche – souligne le docteur Anna Tramelli, chercheuse à l’INGV et première auteure de l’étude – a été de comprendre comment les caractéristiques de la croûte, le stress auquel elle est soumise et sa température influencent la relation entre le nombre total de séismes et leur magnitude, connue sous le nom de relation de Gutenberg-Richter, afin d’identifier les zones sismogénétiques avec des comportements différents et de surveiller toute variation de comportement dans le temps. »
La relation de Gutenberg-Richter est exprimée par le paramètre b-value qui, comme mentionné, dépend du communiqué entre le nombre de séismes de grande magnitude et ceux de moindre magnitude. « Par exemple – ajoute Tramelli – une valeur de b égale à 1, observée en analysant le catalogue sismique global, indique que pour chaque séisme de magnitude 4, on observe 10 séismes de magnitude 3 ».
En analysant 7670 événements sismiques survenus sur une période de 18 ans, de janvier 2005 à octobre 2023, les chercheurs ont constaté que « sous les zones de la Solfatara et de Pisciarelli, jusqu’à une profondeur d’environ 2 km, la haute fracturation des roches et la présence de fluides hydrothermaux favorisent l’occurrence de séismes de faible magnitude (jusqu’à Md=3) par communiqué à ceux de magnitude plus élevée (jusqu’à Md= 4.4) » – explique le docteur Vincenzo Convertito, chercheur à l’INGV et co-auteur de l’étude – « Au-delà de 2 km, pour les zones environnantes, le communiqué entre les magnitudes des séismes est cohérent avec ce qui est observé à l’échelle mondiale ; c’est-à-dire que la valeur de b estimée est très proche de 1 ».
La découverte de variations dans le communiqué entre les magnitudes des séismes à l’intérieur de la caldeira des Campi Flegrei représente un pas important pour la surveillance des zones volcaniques. « La capacité de détecter automatiquement les variations de ce communiqué pourrait significativement améliorer la surveillance sismique et la compréhension des dynamiques volcaniques », poursuit Tramelli.
L’équipe de recherche continuera à améliorer la technique pour la surveillance automatique des variations de la relation de Gutenberg-Richter « avec pour objectif de l’appliquer dans d’autres zones volcaniques et d’utiliser les résultats pour prévoir des changements potentiellement dangereux dans la dynamique de la croûte terrestre », a conclu Convertito.