Les tremblements de terre modernes aux États-Unis pourraient être des répliques de tremblements de terre survenus dans les années 1800, selon des scientifiques
Selon une étude publiée récemment dans le Journal of Geophysical Research, les activités fréquentes d'après-coup résultant d'un trio de tremblements de terre survenus près de la frontière entre le Missouri et le Kentucky entre 1811 et 1812, et d'un autre tremblement de terre à Charleston, en Caroline du Sud, en 1886, se poursuivent probablement encore aujourd'hui : Solid Earth.
L'une des régions étudiées par les chercheurs, appelée zone sismique de New Madrid, englobe l'actuelle ville de Memphis et la région de la vallée du fleuve Mid-Mississippi qui l'entoure, tandis que l'autre comprend Charleston et la plaine côtière qui l'entoure. L'activité sismique dans ces régions relativement stables d'Amérique du Nord n'est pas bien comprise et sa nature fait l'objet d'un débat entre les scientifiques, écrivent les auteurs de l'étude.
"L'idée est d'utiliser la durée, la distance et la magnitude des paires d'événements et d'essayer de trouver le lien entre deux événements", a déclaré Yuxuan Chen, géoscientifique à l'université de Wuhan (Chine), auteur principal de l'étude, dans un communiqué de presse. "Si la distance entre deux tremblements de terre est plus courte que ce que l'on attend des événements de fond, alors un tremblement de terre est probablement la réplique de l'autre".
Les événements de fond, également connus sous le nom de sismicité de fond, font référence au taux actuel d'activité sismique considéré comme normal pour une région spécifique.
Les chercheurs ont constaté qu'environ 30 % des séismes survenus entre 1980 et 2016 près de la frontière entre le Missouri et le Kentucky, tous d'une magnitude égale ou supérieure à 2,5, étaient probablement des répliques des trois grands séismes qui ont frappé la région en 1811 et 1812, d'une magnitude comprise entre 7,3 et 7,5. Dans la région de Charleston, les résultats ont montré qu'environ 16 % des tremblements de terre actuels de la région étaient probablement des répliques du tremblement de terre de magnitude 7,0 de 1886.
Selon les chercheurs, il est important de déterminer si les tremblements de terre modernes sont en fait des répliques de grands tremblements de terre antérieurs ou s'il s'agit de nouveaux tremblements de terre sans rapport avec les précédents, afin de comprendre les risques de catastrophes futures dans ces régions, même si l'activité sismique plus récente ne cause que peu ou pas de dégâts.
Tremblements de terre et répliques sismiques
L'activité sismique moderne étudiée par les chercheurs est probablement un mélange de répliques des grands tremblements de terre des années 1800 et de sismicité de fond, a déclaré Chen.
"À certains égards, les tremblements de terre ressemblent à des répliques si l'on regarde la distribution spatiale, mais les tremblements de terre pourraient être étroitement regroupés pour deux raisons", a déclaré Susan Hough, géophysicienne à l'US Geological Survey, qui n'a pas participé à l'étude. "L'une d'entre elles est qu'il s'agit de répliques, mais il pourrait aussi y avoir un processus de reptation qui ne fait pas partie d'un processus de réplique. La signification exacte de ces résultats est encore sujette à caution".
Un autre élément à prendre en compte pour déterminer si un séisme est une réplique est le degré d'activité sismique (ou d'inactivité) de la région en temps normal, a expliqué M. Hough.
"Dans une région où les petits tremblements de terre sont fréquents, il faut moins de temps pour que le taux de répliques tombe en dessous du taux sismique normal", explique M. Hough. "Les séquences de répliques dans les zones relativement calmes pourraient sembler durer plus longtemps simplement parce qu'il y a moins d'activité sismique de fond.
Débat sur les répliques de longue durée
M. Hough est coauteur d' une étude similaire réalisée en 2014 à l'aide d'une modélisation informatique approfondie pour comprendre l'activité dans la zone sismique de New Madrid, et il est parvenu à une conclusion différente.
"Les petits tremblements de terre dans la zone sismique de New Madrid sont-ils ou non des répliques des années 1811-1812 ? a déclaré M. Hough dans un courriel. "Nous avons étudié la question et elle ne semble pas correspondre à une séquence de répliques de longue durée.
Avec son coauteur Morgan Page, géophysicien au Centre scientifique des tremblements de terre de l'USGS, elle est parvenue à la conclusion que les récentes secousses étaient plutôt de nouveaux tremblements de terre sans rapport entre eux, provoqués par l'accumulation de déformations le long de la zone de New Madrid.
Comme il n'y avait pas de sismographe dans cette région au début des années 1800, aucune donnée officielle n'a été enregistrée sur ces tremblements de terre. Les données relatives à la magnitude et à l'impact qui existent ont été estimées à partir d'articles de journaux et de carnets personnels. À l'aide de ces rapports, l'USGS a une idée assez précise de l'endroit où les tremblements de terre étaient centrés et de l'étendue de leurs impacts.
Si la séquence de 1811 à 1812 continuait à provoquer des répliques, la région aurait connu un certain nombre de tremblements de terre de faible et moyenne intensité au cours des XIXe et XXe siècles, a expliqué M. Hough.
"La nouvelle étude aborde la question sous un angle différent, en tenant compte de l'étroitesse des grappes de tremblements de terre et en concluant que certains des événements sont des répliques en cours", a déclaré M. Hough. "La question demeure : si les séismes de New Madrid sont des répliques, pourquoi ne suivent-ils pas les règles que l'on sait pour les répliques ?
Selon John Ebel, professeur de géophysique au Boston College, qui n'a pas participé à la dernière étude, la principale difficulté pour confirmer ou infirmer les résultats de ces études ou, plus généralement, les répliques à longue durée de vie, est qu'il n'existe pas de définition universellement acceptée par les sismologues de ce qu'est une réplique d'un tremblement de terre.
"Chaque sismologue qui étudie de tels phénomènes n'a d'autre choix que d'émettre des hypothèses sur la façon de définir les avant-chocs, les chocs principaux et les répliques", a déclaré Ebel, qui est également chercheur principal à l'observatoire Weston du Boston College, dans un courrier électronique. "Ainsi, différents sismologues définiront les préchocs, les chocs principaux et les répliques de manière quelque peu différente, ce qui rend la comparaison d'études réalisées par différents chercheurs sujette à l'incertitude et au désaccord.
Dans l'étude de Hough de 2014, les chercheurs ont considéré qu'une séquence de répliques était terminée lorsque le taux de tremblements de terre était inférieur au taux précédant le choc principal. Les répliques peuvent toujours se poursuivre, mais une fois que le taux sismique normal de la région est revenu, il n'est plus possible de les identifier comme des répliques.
Définition d'une réplique
Dans les régions où l'activité sismique est fréquente, comme en Californie, les répliques d'un grand tremblement de terre durent moins d'une décennie, selon M. Ebel. Il ajoute que c'est particulièrement le cas pour les tremblements de terre d'une magnitude de 6,5 ou plus qui se sont produits au cours des 50 dernières années environ.
"Plus important encore, aucun séisme qu'un sismologue qualifierait de réplique ne se produit actuellement sur la faille de San Andreas dans le sud de la Californie, où le dernier grand tremblement de terre remonte à 1857, ou sur la faille de San Andreas dans le nord de la Californie, où le dernier grand tremblement de terre remonte à 1906", a déclaré M. Ebel à la chaîne CNN. "La faille de San Andreas et d'autres failles en Californie semblent se comporter différemment en ce qui concerne les répliques que les failles du centre et de l'est de l'Amérique du Nord.
Toutefois, dans les endroits éloignés des frontières de plaques, comme dans le centre ou l'est de l'Amérique du Nord, le taux de séismes de fond est très faible. D'autres études ont également émis l'hypothèse que les répliques dans les régions éloignées des limites de plaques pourraient durer plusieurs siècles. Selon M. Ebel, la nouvelle étude applique simplement une autre méthode statistique pour parvenir à une conclusion similaire.
"Étant donné que toutes ces études reposent sur des analyses statistiques qui, par nature, présentent une certaine variabilité, elles ne peuvent pas répondre avec une certitude totale aux questions qu'elles abordent", a déclaré M. Ebel.
Il serait plus facile de faire cette distinction, a-t-il expliqué, si nous disposions de milliers d'années de données sur les tremblements de terre en Californie et dans l'est de l'Amérique du Nord.
"C'est pourquoi les sismologues sont parfois en désaccord sur la question de savoir si les tremblements de terre sont des avant-chocs ou des répliques", a déclaré M. Ebel, "et je pense que ces désaccords sont intrinsèquement impossibles à résoudre".
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Source: edition.cnn.com
