Le mont Cervin, en Suisse. © Ximonic (Simo Räsänen), Wikimedia Commons, CC by-sa 4.0
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Quand les montagnes fredonnent le chant sismique de la Terre

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Les montagnes ne sont pas aussi immobiles que l'on pourrait penser. Une nouvelle étude montre que le sommet du Cervin, en Suisse, oscille de façon imperceptible en réponse au bruit sismique ambiant de la Terre.

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[EN VIDÉO] La sismologie, le stéthoscope qui écoute le cœur de la Terre  « La Terre est opaque mais elle est transparente aux ondes sismiques » nous explique Jean-Paul Montagner, chercheur à l'IPGP (Institut de physique du Globe de Paris), en préambule de cette vidéo. Nous plongeons grâce à elle dans les entrailles de la Terre, pour y observer sa structure et comprendre l'origine des séismes. 

À l'échelle humaine, les montagnes semblent immuables. Les Alpes notamment étaient déjà contemplées par nos ancêtres de la préhistoire telles qu'elles nous apparaissent aujourd'hui. Symbole de l'immobilité et de la résistance face au temps, les montagnes sont pourtant animées d'un lent mouvement d'oscillation.

Une nouvelle étude vient en effet de montrer qu'elles vibrent doucement au rythme du bruit de fond sismique qui agite la Terre de manière continue. Ce bruit sismique, de très faible intensité, est généré par la multitude de tremblements de terre qui surviennent un peu partout sur la Planète, mais également par les vagues impactant le fond marin.

Une montagne qui chante

Des chercheurs se sont intéressés en particulier au Cervin, l’un des monts alpins les plus connus de Suisse. Ils ont notamment montré que son sommet, qui culmine à 4.500 mètres d'altitude, oscille toutes les deux secondes environ. En monitorant la montagne durant un an, les scientifiques ont réussi à enregistrer cette vibration sous la forme d'un son, de très basse fréquence (à écouter ici).

« C'est comme si la montagne chantait », s'enthousiaste Jeffrey Moore, géologue de l'Université de l'Utah et coauteur de l'article publié dans Earth and Planetary Science Letters. De la même manière que les ponts et les immeubles peuvent entrer en résonance sous l'effet des ondes sismiques générées par les tremblements de terre, les masses montagneuses répondent à la fréquence du bruit sismique de la Terre en l'amplifiant. Dans un certain sens, les montagnes fredonnent le chant profond de notre Planète.

Pour enregistrer cette oscillation de résonance, les chercheurs ont placé un sismomètre au sommet du Cervin, un second sur son flanc et un troisième à sa base. Les instruments ont ainsi enregistré en continu les mouvements agitant la montagne. Les résultats ont été interprétés en termes de fréquence et de direction d'oscillation. Il apparait premièrement que ces mouvements sont relativement réguliers au cours du temps et ne montrent pas de variations en fonction des saisons. L'oscillation n'est donc pas liée à un processus de surface (lié par exemple aux variations de température) mais bien à un phénomène d'origine plus profonde.

Quand l’énergie de l’océan agite les montagnes

Si les mouvements sont infimes, bien sûr, de l'ordre du nanomètre sous l'effet du bruit sismique et du millimètre en cas de tremblement de terre, ils sont pourtant bien réels et se produisent en continu. Les résultats montrent que le sommet du Cervin oscille dans les directions nord-sud et est-ouest à une fréquence de 0,42 hertz (moins d'une oscillation toutes les deux secondes). Le mouvement du sommet est d'ailleurs 14 fois plus important qu'à la base de la montagne qui reste relativement fixe. Des résultats similaires ont été observés sur un autre sommet suisse à la forme pyramidale similaire mais de taille moins imposante, le Grand Mythen.

L'étude montre notamment que la fréquence de résonance du Cervin est relativement proche de la fréquence des microséismes produits par la houle et les vagues. Il semblerait donc que l'énergie de l'océan ait le pouvoir d'exciter les montagnes.

L'une des applications pratiques de cette étude est de comprendre comment les tremblements de terre affectent les montagnes aux flancs abruptes où le risque de glissements de terrain et d'avalanches est particulièrement élevé.

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