Les dégâts causés par le séisme et le tsunami de 2011 au Japon. © U.S. Navy, photo by Mass Communication Specialist 3rd Class Dylan McCord, Public domain, Wikimedia Commons
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Une nouvelle menace sismique plane sur Tokyo

ActualitéClassé sous :tremblement de terre , paléosismologie , Japon

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Zone sismogène par excellence, la région au large des côtes japonaises est le théâtre d'interactions géodynamiques complexes associées à la convergence de plusieurs plaques tectoniques. Dans ce contexte, de nouveaux résultats montrent que le risque sismique de la région de Tokyo pourrait avoir été sous-estimé.

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La région de Tokyo est située au niveau d'une zone complexe associée à la convergence de plusieurs plaques tectoniques au large des côtes japonaises.

Trois subductions dans un mouchoir de poche

La ville se situe en effet à proximité de ce que l'on appelle un point triple, qui marque la jonction entre trois plaques lithosphériques différentes : les plaques Pacifique, Philippine et Eurasienne. Dans une zone relativement restreinte se trouvent donc regroupées trois limites de plaques, qui chacune présentent un potentiel sismique.

Le risque sismique accru vient du fait qu'il s'agit de limites convergentes, particulièrement sismogènes. Les plaques Philippine et Pacifique plongent ainsi sous la plaque continentale eurasienne au niveau de la fosse de Sagami et de la fosse du Japon, respectivement. La plaque Pacifique plonge quant à elle sous la plaque Philippine au niveau de la fosse d'Izu-Bonin, qui se poursuit vers le sud-est sous le nom plus connu de fosse des Mariannes.

Carte schématisant les limites de plaques au large du Japon. © Sting and PP Tom, CC by-sa 2.5, Wikimedia Commons

La région de Tokyo est donc soumise à l'aléa sismique associé à ces trois zones de subduction. Le risque d'occurrence d'un fort tremblement de terre ou de tsunami est ainsi particulièrement élevé.

Historiquement, la sismicité de la région de Tokyo est cependant plutôt associée à des ruptures le long des limites de plaques Eurasie/Philippine et Eurasie/Pacifique. La paléosismologie, qui représente l’étude des séismes du passé, a ainsi identifié l'occurrence de nombreux tremblements de terre en lien avec ces deux zones de subduction. Plus récemment, le séisme meurtrier de 2011 a d'ailleurs été causé par la rupture des parties nord et centrale de la fosse du Japon. La zone de rupture associée à ce puissant séisme de magnitude Mw 9,1 mesure 600 kilomètres de long, un record concernant les séismes précédemment documentés sur cette limite de plaque. D'après les modèles, la limite Eurasie/Pacifique ne devrait pas engendrer de nouveau séisme de forte magnitude (classe 8 ou 9) avant 550-1.100 ans. Cependant, de nombreuses incertitudes persistent concernant le potentiel sismique de la zone entourant le point triple, dont la limite Philippine/Pacifique, qui se situe au large de la région de Tokyo.

Inondations causées par le tsunami dévastateur de 2011 au Japon. © U.S. Navy photo, Domaine public, Wikimedia Commons

L’apport de la paléosismologie

La limite entre les plaques Pacifique et Philippine n'était jusqu'à présent pas considérée comme une source indépendante capable de générer de grands séismes. Les épisodes de rupture au niveau de cette zone de subduction apparaissaient comme étant induits par des événements sismiques au niveau de la limite Eurasie/Pacifique. Cependant, une étude récente parue dans Nature Geoscience montre que le risque sismique pourrait être en réalité sous-évalué.

Schéma d’une subduction. © Zyzzy2, CC by-sa 3.0, Wikimedia Commons

Les derniers séismes ayant touché la région de Tokyo remontent au 31 décembre 1703 et au 4 novembre 1677. Le séisme de 1703, qui a également généré un tsunami dévastateur, est associé à la zone de subduction Eurasie/Philippine. Le séisme de 1677, quant à lui est plutôt associé à la rupture combinée des limites de plaques Eurasie/Pacifique et Philippine/Pacifique, générant lui aussi un tsunami avec une vague de plusieurs mètres de haut. Les données de paléosismologie ne permettent pas cependant de déterminer clairement quelle est la source exacte de ce tremblement de terre.

Les auteurs se sont ainsi intéressés au risque que représente la limite Philippine/Pacifique à elle seule, en particulier pour la région de Tokyo, toute proche, et sont partis à la recherche de traces laissées par d'éventuels tsunamis ayant frappés la région par le passé.

En effet, les tsunamis laissent des marques de leur passage. Leur puissance permet le transport de sédiments sableux sur la côte et vers l'intérieur des terres. Ces dépôts sableux anormaux peuvent par la suite être identifiés par les paléosismologues dans les séries sédimentaires grâce à la réalisation de tranchées ou au niveau d'affleurements naturels. Les chercheurs ont ainsi découvert deux dépôts sableux associés à des tsunamis au niveau de la côte proche de Tokyo. Les caractéristiques de ces niveaux sédimentaires ainsi que leur datation ont permis aux chercheurs de déterminer l'âge et la puissance des séismes responsables de ces deux événements.

Un risque sismique sous-évalué pour la région de Tokyo

Le premier dépôt pourrait ainsi être associé aux tremblements de terre de 1703 ou 1677, ou bien à un séisme antérieur non documenté ayant eu lieu entre l'an 800 et 1700. Le deuxième dépôt, plus ancien, ne correspond à aucun événement sismique documenté. Il aurait eu lieu il y a environ 1.000 ans. Les simulations numériques des auteurs montrent qu'il est possible que ce tsunami ait été généré par un séisme ayant pour origine la limite Philippine/Pacifique, généralement oubliée des calculs du risque sismique de la région. La magnitude (Mw) du tremblement de terre pourrait avoir été de 8,5, voire de 8,7, générant un important tsunami dans la région actuelle de Tokyo.

Ces résultats suggèrent que la région de Tokyo pourrait être soumise à un risque sismique plus important que prévu. La limite Philippine/Pacifique, dont le rôle était jusqu'à présent minimisé, représentant ainsi une menace additionnelle de séisme et de tsunami.

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