Exemple de faille normale, attestant d’un comportement cassant. © Luka Adikashvili (imaggeo.egu.eu)
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Pourquoi est-il important de retrouver la trace des anciens séismes ?

Question/RéponseClassé sous :Géologie , paléosismologie , Séisme
 

Étudier les séismes du passé est nécessaire pour comprendre leurs mécanismes, mais également pour mieux prévenir les futurs tremblements de terre. Mais comment retrouver la trace de ces anciens événements tectoniques ?

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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. 

La paléosismologie se caractérise par l'étude des séismes anciens. À l'interface entre la sismologie et la tectonique, cette discipline s'intéresse aux traces laissées en surface par les tremblements de terre du passé, en particulier pour la période pré-instrumentale (avant le dernier siècle) pour laquelle nous n'avons pas de bons enregistrements. L'objectif est de les quantifier, de déterminer leur récurrence, pour ensuite tenter de déterminer où et quand auront lieu les prochains.

La paléosismologie ou l’étude des séismes anciens

Le travail du paléosismologue présente plusieurs facettes : observations et mesures sur le terrain, analyses d'images satellites, mais également consultation des archives historiques et des données archivées dans les centres sismologiques internationaux. Le chercheur travaille en étroite collaboration avec divers spécialistes, comme des géodésiens, physiciens des roches, archéologues, géographes ou encore historiens. Toutes les failles n'ont pas une activité régulière et l'intervalle entre deux séismes peut être particulièrement long. Un cycle sismique peut aller de 10 à 1.000 ans environ. Il est ainsi souvent nécessaire de remonter loin dans le temps, sur plusieurs centaines d'années, quand les données de paléo-sismicité historiques le permettent.

Déviation d’un cours d’eau par la faille de San Andreas en Californie. © Doc Searls, Flickr

Des traces visibles en surface

Les séismes s'initient en profondeur dans la croûte terrestre, mais peuvent laisser des marques en surface. Les déplacements le long des failles peuvent ainsi s'inscrire dans le paysage. Ils sont alors enregistrés durablement sous diverses formes et potentiellement observables par les futures générations.

Certaines manifestations peuvent être particulièrement spectaculaires : rails de train tordus, effondrements de ponts, cours d'eau déviés, rupture d'alignement dans un muret... Parfois, les séismes peuvent engendrer des glissements de terrain ou des tsunamis dont la trace restera visible dans l'enregistrement sédimentaire, permettant leur datation. Ces manifestations sont particulièrement importantes pour retrouver la trace des séismes pour les époques pré-instrumentales et préhistoriques, pour lesquels il n'existe pas de témoignages écrits. D'autres manifestations sont à l'inverse plus discrètes et nécessitent des mesures géodésiques précises. Elles sont toutefois à prendre en considération puisqu'un séisme majeur est généralement précédé par une phase d'accumulation de petits déplacements qui peuvent être considérés comme des précurseurs.

Décalage d’un trottoir par la faille de Hayward. © Dave Schumaker, Flickr

Le mouvement de la faille peut en particulier être enregistré dans les sédiments, qui seront décalés le long du plan de faille. Les chercheurs effectuent alors une tranchée pour réaliser une coupe en profondeur et observer la quantité de déplacements ayant eu lieu lors du séisme, permettant d'estimer sa magnitude. En datant (notamment grâce au carbone 14) les couches les plus vieilles n'étant pas affectées par la déformation, ils peuvent également dater approximativement le séisme. Plusieurs événements successifs peuvent ainsi être observés sur une même faille.

Prévenir la survenue de nouveaux séismes

En analysant le temps de récurrence, il devient alors possible d'estimer la date de survenue d'un nouveau séisme et d’estimer l’aléa sismique d’une région. Il est également possible d'observer la migration spatiale des événements sismiques. En effet, les failles ne rompent souvent pas au même endroit et l'on observe une migration régulière de l'épicentre. C'est le cas notamment de la faille nord-anatolienne, caractérisée par des séismes forts (magnitude souvent supérieure à 7) migrant progressivement vers l'ouest. Grâce aux études de paléosismologie, il a été proposé que la récurrence sur un segment de faille est d'environ 250 à 300 ans et que le prochain séisme aurait lieu d'ici 2030 à 2040 au large d’Istanbul.

Prévenir la survenue de séismes majeurs dans des zones à forte densité de population

Cet exemple illustre l'importance des études paléosismologique dans le but de prévenir la survenue de séismes majeurs dans des zones à forte densité de population. Les données d'études paléosismologiques permettent alors de mettre en œuvre des actions de prévention afin d'anticiper un séisme et de limiter des dégâts et l'impact sur les vies humaines. Les séismes majeurs peuvent en effet avoir des répercussions fortes sur la vie économique, politique et sociale d'un pays.

Comme pour tout événement d'origine naturelle, la prévision des séismes reste cependant approximative et aucune date ne pourra jamais être donnée avec certitude. L'étude de la trace des séismes passés permet d'émettre des probabilités sur le risque sismique d'une région qui est à prendre en compte pour la prévention locale.

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