Les scientifiques du MIT ont découvert que certains phénomènes météorologiques peuvent également jouer un rôle dans le déclenchement de certains tremblements de terre.
Dans une étude parue dans Science Advances, des chercheurs rapportent que des épisodes de fortes chutes de neige et de pluie ont probablement contribué à une série de tremblements de terre ces dernières années dans le nord du Japon. Cette étude est la première à montrer que les conditions météorologiques pourraient déclencher certains tremblements de terre.
“Nous constatons que les chutes de neige et d’autres charges environnementales à la surface ont un impact sur l’état de contrainte du sous-sol, et que le moment des précipitations intenses est bien corrélé au début de cet essaim sismique”, a déclaré l’auteur de l’étude, William Frank, dans un communiqué. of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS) au MIT (Massachusetts Institute of Technology). “Le climat a donc évidemment un impact sur la réponse de la Terre solide, et une partie de cette réponse est constituée par les tremblements de terre.”
La nouvelle étude se concentre sur une série de tremblements de terre en cours sur la péninsule japonaise de Noto. L’équipe a découvert que l’activité sismique dans la région est étonnamment synchronisée avec certains changements de pression souterraine et que ces changements sont influencés par les régimes saisonniers de chutes de neige et de précipitations. Les scientifiques soupçonnent que ce nouveau lien entre les tremblements de terre et le climat n’est peut-être pas propre au Japon et pourrait jouer un rôle dans l’ébranlement d’autres régions du monde.
Pour l’avenir, ils prédisent que l’influence du climat sur les tremblements de terre pourrait devenir plus prononcée avec le réchauffement climatique.
“Si nous nous dirigeons vers un climat changeant, avec des précipitations plus extrêmes, et que nous nous attendons à une redistribution de l’eau dans l’atmosphère, les océans et les continents, cela modifiera la façon dont la croûte terrestre est chargée”, ajoute Frank. “Cela aura sûrement un impact et c’est un lien que nous pourrions explorer davantage.”
DES CENTAINES DE SÉISME AU JAPON
Depuis fin 2020, des centaines de petits tremblements de terre ont secoué la péninsule japonaise de Noto, une bande de terre qui s’incurve vers le nord depuis l’île principale du pays vers la mer du Japon. Contrairement à une séquence sismique typique, qui commence comme un choc principal qui cède la place à une série de répliques avant de s’éteindre, l’activité sismique de Noto est un « essaim de tremblements de terre », un schéma de multiples tremblements de terre continus sans aucune secousse principale ni déclencheur sismique évident. .
L’équipe du MIT, avec ses collègues du Japon, a entrepris de détecter toute tendance dans l’essaim qui expliquerait les tremblements de terre persistants. Ils ont commencé par consulter le catalogue des tremblements de terre de l’Agence météorologique japonaise, qui fournit des données sur l’activité sismique à travers le pays au fil du temps. Ils se sont concentrés sur les tremblements de terre survenus dans la péninsule de Noto au cours des 11 dernières années, au cours desquels la région a connu une activité sismique épisodique, y compris l’essaim le plus récent.
À l’aide des données sismiques du catalogue, l’équipe a compté le nombre d’événements sismiques survenus dans la région au fil du temps et a constaté que le moment des tremblements de terre avant 2020 semblait sporadique et sans rapport, par rapport à fin 2020, lorsque les tremblements de terre sont devenus plus intenses et regroupés. au fil du temps, signalant le début de l’essaim, les tremblements de terre étant corrélés d’une manière ou d’une autre.
Les scientifiques ont ensuite examiné une deuxième série de données provenant de mesures sismiques prises par les stations de surveillance au cours de la même période de 11 ans. Chaque station enregistre en continu tout déplacement ou secousse local qui se produit. Secouer d’une station à l’autre peut donner aux scientifiques une idée de la vitesse à laquelle une onde sismique se déplace entre les stations. Cette « vitesse sismique » est liée à la structure de la Terre à travers laquelle se propage l’onde sismique. Wang a utilisé les mesures de la station pour calculer la vitesse sismique entre chaque station dans et autour de Noto au cours des 11 dernières années.
Les chercheurs ont généré une image évolutive de la vitesse sismique sous la péninsule de Noto et ont observé une tendance surprenante : en 2020, lorsque l’essaim sismique aurait commencé, les changements de vitesse sismique semblaient être synchronisés avec les saisons.
“Ensuite, nous avons dû expliquer pourquoi nous observions cette variation saisonnière”, explique Frank.
L’équipe s’est demandé si les changements environnementaux d’une saison à l’autre pourraient influencer la structure sous-jacente de la Terre de manière à déclencher une série de tremblements de terre. Plus précisément, ils ont examiné comment les précipitations saisonnières affecteraient la « pression des fluides interstitiels » souterrains : la quantité de pression que les fluides présents dans les fissures et les fissures de la Terre exercent dans le substrat rocheux.
“Quand il pleut ou qu’il neige, cela ajoute du poids, ce qui augmente la pression interstitielle, permettant aux ondes sismiques de se propager plus lentement”, explique Frank. “Lorsque tout ce poids est éliminé, par évaporation ou ruissellement, la pression interstitielle chute soudainement et les ondes sismiques deviennent plus rapides.”
Wang et Cui ont développé un modèle hydromécanique de la péninsule de Noto pour simuler la pression interstitielle sous-jacente au cours des 11 dernières années en réponse aux changements saisonniers des précipitations. Ils ont introduit dans le modèle des données météorologiques de cette même période, notamment des mesures quotidiennes de la neige, des précipitations et des changements du niveau de la mer.
Grâce à leur modèle, ils ont pu suivre les changements de pression interstitielle excessive sous la péninsule de Noto, avant et pendant l’essaim sismique. Ils ont ensuite comparé cette chronologie de l’évolution de la pression interstitielle avec leur image évolutive de la vitesse sismique.
“Nous avons observé la vitesse sismique et le modèle de pression interstitielle excessive, et lorsque nous les avons superposés, nous avons constaté qu’ils s’emboîtent extrêmement bien”, explique Frank.
En particulier, ils ont constaté que lorsqu’ils incluaient des données sur les chutes de neige, et en particulier celles sur les chutes de neige extrêmes, l’ajustement entre le modèle et les observations était plus fort que s’ils ne prenaient en compte que les précipitations et d’autres événements. En d’autres termes, la multitude de tremblements de terre que connaissent les habitants de Noto peut s’expliquer en partie par les précipitations saisonnières et, en particulier, par les fortes chutes de neige.
