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Un grand séisme peut ébranler des failles lointaines

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La faille de San Andreas, en Californie, a été nettement affaiblie par le puissant séisme de 2004 au fond de l'Océan Indien. Portant sur 22 années d'observation, une étude qui vient d'être publiée en déduit qu'un séisme de magnitude importante peut affecter des fractures à très grandes distances et en réduire la résistance.

La faille de San Andreas a semble-t-il souffert du séisme de 2004 au large de Sumatra. © USGS

Depuis des décennies, la longue faille de San Andreas, qui sépare deux plaques tectoniques, celle du Pacifique et celle de l'Amérique, est étudiée en détail, parce qu'elle s'y prête mais aussi parce qu'elle est très redoutée. Los Angeles et San Francisco sont installées le long de cette fracture qui provoque des petits séismes à longueur d'année.

Taka'aki Taira, sismologue à l'Université de Californie, et ses collègues ont étudié les nombreuses données acquises durant 22 ans, entre 1987 et 2008, par les multiples instruments installés dans cette faille près de Parkfield, un lieu géologiquement très actif. Reçu au mois d'avril par la revue Nature, l'article a été publié le 1er octobre, alors que la terre venait juste de trembler violemment trois fois, avec un séisme à proximité des Samoa et deux à Sumatra.

Par trois fois durant la période étudiée, la faille s'est trouvée affaiblie dans les mois qui ont suivi trois séismes importants, expliquent les auteurs. Cet affaiblissement se mesure à deux paramètres, la fréquence des microséismes et la diffraction des ondes sismiques dans de multiples directions. Ce dernier symptôme traduirait, selon les auteurs, des mouvements d'eau à l'intérieur du système de fractures. Or, ajoutent-ils, l'eau est un lubrifiant pour les roches soumises à des contraintes mécaniques et peut faciliter les mouvements.

Hausse du nombre de séismes dans le monde après le tsunami de 2004

La première occurrence est détectée en 1993, après le tremblement de terre de Landers (de magnitude 7), au nord de Palm Strings, en Californie, à 300 kilomètres de Parkfield. La deuxième survient après un séisme à Parkfield même, de magnitude 4, en septembre 2004.

De façon plus étonnante, les auteurs relient la troisième phase d'affaiblissement notée tout au long de l'année 2005 au terrible séisme sous-marin de l'Océan Indien survenu le 26 décembre 2004 au large de Sumatra et qui a atteint la magnitude exceptionnelle de 9,3 avant de provoquer un tsunami géant tuant environ 220.000 personnes.

Selon les auteurs, les ondes sismiques qui atteignent une faille peuvent amoindrir la résistance mécanique des roches et, sinon provoquer un séisme, du moins en augmenter la probabilité. D'ailleurs, soulignent-ils, dans les trois années qui ont suivi le séisme de Sumatra et à l'échelle de la planète, le nombre de tremblements de terre de magnitude supérieure à 8 a été très élevé, bien plus qu'il ne l'a jamais été sur une telle période depuis 1900. Les mécanismes sous-jacents, qui font ainsi varier la résistance d'une faille, restent inconnus. Quoiqu'il en soit, cette étude originale ouvre des sujets d'observation intéressants pour les sismologues...