Prévoir les tremblements de terre avant qu'ils ne surviennent est le Saint Graal de la sismologie. Si nous savions où et quand un trembleur catastrophique était sur le point de frapper, nous pourrions évacuer les gens, couper les canalisations de gaz et consolider les infrastructures pour protéger les vies et les maisons. Malheureusement, à l'instar du Saint Graal, la prévision des tremblements de terre est largement considérée comme un mythe - renommé comme le royaume des "imbéciles et des charlatans" par le sismologue Charles Richter, l'homme à l'origine de l'échelle de Richter.
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Mais à présent, de nouvelles recherches suggèrent que les zones de faille se préparant au grondement pourraient en effet subir des modifications physiques qui télégraphieraient un séisme.
Marco Scuderi, stagiaire postdoctoral à l'Université Sapienza de Rome, a découvert qu'il pouvait détecter ces changements en envoyant des ondes sismiques à l'aide d'un modèle de laboratoire antisismique. Couplé à des analyses réelles des zones de failles, ce modèle suggère que la surveillance des failles actives en temps réel pourrait aider les scientifiques à développer des systèmes d'alerte précoce, et peut-être même un jour permet-elle de prévoir des séismes dévastateurs avant même qu'ils ne commencent. Scuderi et ses collègues ont publié leurs conclusions dans la revue Nature Geoscience .
Jean-Paul Ampuero, un sismologue du California Institute of Technology qui n’était pas impliqué dans l’étude, a déclaré que l’étude était approfondie et que les résultats étaient prometteurs. «Nous devons explorer les implications sur notre capacité à mesurer ces précurseurs avant un séisme important», a-t-il déclaré.
Scuderi n'a jamais entrepris de prédire les tremblements de terre - et il évite d'utiliser le "mot p" quand il parle de son travail. Au lieu de cela, il a voulu comprendre si les tremblements de terre réguliers résultent de processus similaires à ceux de leurs homologues plus doux récemment découverts, appelés tremblements de terre lents.
«Nous ne savons pas si les tremblements de terre rapides et les tremblements de terre lents sont des cousins, ou si ce sont des parents éloignés, ou s'ils ne sont simplement pas liés», explique Chris Marone, co-auteur et ancien conseiller diplômé de Scuderi, géoscientifique à Pennsylvanie. Université d'État.
Scuderi s'est donc tourné vers une machine à tremblement de terre en métal de la taille d'une coccinelle Volkswagen pour le découvrir. Marone a construit la première version de cette machine sismique à Penn State dans les années 1990, puis a collaboré avec Scuderi et son co-auteur, Cristiano Collettini, de l'Université Sapienza de Rome, pour en construire une seconde en Italie.
«Cela a l'air très gros et très compliqué», dit Scuderi. Et c'est le cas, mais il dit que la logique derrière son fonctionnement interne est facile. "Avec cette machine, nous essayons simplement de reproduire autant que possible ce qui se passe dans la Terre."
À l'intérieur du béhémoth en métal, les blocs de métal agissent comme des plaques tectoniques qui se glissaient les unes sur les autres, et le quartz broyé remplace les roches concassées à l'interface entre les plaques. Étant donné que les tremblements de terre ont leur origine dans la Terre plutôt qu’au laboratoire, les chercheurs peuvent modifier la force horizontale et verticale exercée sur les blocs afin de répliquer les pressions exercées à différentes profondeurs sous la surface de la Terre. Et pour simuler la rigidité ou la compressibilité des plaques tectoniques, elles peuvent modifier la rigidité du ressort sur le piston utilisé pour pousser les blocs les uns contre les autres.
En ajustant la raideur du ressort et la pression exercée sur la faille, Scuderi pourrait changer si les plaques collaient ensemble puis glissaient violemment comme un tremblement de terre typique, ou si elles se libéraient lentement au fil du temps, plutôt comme un tremblement de terre lent. Être capable de créer tout le spectre du comportement sismique en laboratoire simplement en modifiant quelques variables, lui a dit que des tremblements de terre lents et rapides pourraient résulter de processus physiques similaires dans les failles tectoniques.
De plus, avant, pendant et après le "tremblement de terre", il a envoyé des ondes sismiques dans la faille et a mesuré leur modification au fur et à mesure de leur traversée. Les ondes sismiques ont toujours ralenti juste avant la rupture de la faille - un signal précurseur qui s’est également révélé dans le monde réel.
Entre 2005 et 2006, une équipe de recherche conduite par un sismologue de l'Université Rice a projeté des ondes sismiques à travers la faille de San Andreas à partir d'un forage foré dans le sol. Lorsqu'ils ont mesuré la vitesse des ondes lors de leur passage dans la faille, les scientifiques ont compris que les ondes s'étaient ralenties avant deux tremblements de terre. D'autres études qui ont simplement mesuré le bruit sismique ambiant dans les zones de faille ont détecté des ralentissements similaires à peu près au même moment que les tremblements de terre, mais n'étaient pas aussi clairs quant à la date exacte de ces ralentissements.
Il sera difficile de surveiller activement les zones de faille pour détecter ces signaux précurseurs en dehors du laboratoire. «Ils ont trouvé cela en laboratoire à l'échelle des expériences en laboratoire», explique Ampuero. "Comment pouvez-vous échelonner cela jusqu'à une faille de 100 km de long, où le processus de préparation d'un séisme se déroule à une profondeur de 10 km?"
Joan Gomberg, un sismologue de l'US Geological Survey qui n'a pas participé à cette recherche, reconnaît qu'il ne sera pas facile de détecter ces signaux précurseurs en dehors du laboratoire - mais pense que les résultats de Scuderi pourraient en valoir la peine. «Si c'est faisable, c'est super excitant», dit-elle. "Cela suggère qu'il pourrait y avoir des moyens d'anticiper un grand séisme, ou un séisme destructeur, en préparation."
