Comment les tremblements de terre commencent-ils? C'est une question ancienne - et bien que les scientifiques aient exclu les dieux vengeurs blâmés au cours des derniers millénaires, convenant que les tremblements sont plus une question de broyage de la tectonique des plaques que de la colère de Poséidon, de nombreuses facettes de ce puzzle sismique restent obscures.
Un mystère persistant est le phénomène des secousses, de petits tremblements parfois imperceptibles qui peuvent précéder de plus grands tremblements de terre dans la même zone de plusieurs jours ou semaines. Des études ont montré que de 10% à 50% des grands tremblements de terre suivent ces minishocks. Cela a conduit de nombreux chercheurs à se demander si les secousses sont un coup de chance géophysique ou une caractéristique standard des gros tremblements de terre que les instruments modernes ne sont tout simplement pas assez sensibles pour détecter avec certitude.
Une étude publiée le 30 juillet dans la revue Geophysical Research Letters offre de nouvelles preuves convaincantes pour la deuxième hypothèse. En utilisant le catalogue le plus complet d'activité sismique du sud de la Californie jamais assemblé, une équipe de chercheurs a constaté qu'environ 72% des séismes importants (magnitude 4,0 ou plus) dans la région entre 2008 et 2017 ont suivi des secousses distinctes qui ont frappé jusqu'à un mois avant la un événement.
"Nous espérons que ces observations aideront à éclairer les modèles physiques améliorés de la façon dont les tremblements de terre commencent", a déclaré à Live Science Daniel Trugman, auteur principal de l'étude, sismologue au Los Alamos National Laboratory au Nouveau-Mexique. "Avec cette meilleure compréhension physique, nous serons finalement en mesure d'améliorer également les prévisions de tremblement de terre."
Trugman et ses collègues ont commencé leur chasse aux chocs en compilant un catalogue de quelque 284 000 tremblements de terre détectés par diverses stations de surveillance dans le sud de la Californie entre 2008 et 2017. À l'aide d'une technique appelée appariement de modèles de séisme (QTM), les chercheurs ont formé un ordinateur pour reconnaître les différences la forme d'onde créée par ces tremblements de terre, a ensuite parcouru les enregistrements pour trouver des indices de tremblements de terre plus petits montrant ces mêmes modèles vibratoires, des indices qui se cachaient dans le bruit de fond constant et grondant de la Terre.
L'équipe a recensé plus d'un million de tremblements de terre supplémentaires, dont beaucoup de magnitude 0,0 ou moins (les sismologues mesurent la magnitude du séisme sur une échelle logarithmique, donc un séisme de magnitude 0,0 serait environ 10000 fois plus faible qu'un séisme de magnitude 4,0). Au total, les chercheurs ont élargi leur catalogue pour inclure 1,81 million de tremblements de terre, soit une moyenne d'un tremblement de terre toutes les 3 secondes au cours des 10 dernières années, a déclaré Trugman.
À partir de cette liste élargie, les chercheurs ont sélectionné 46 tremblements de terre de magnitude 4,0 ou plus pour étudier l'activité de choc. Mais d'abord, l'équipe a dû calculer le nombre moyen de tremblements de terre près de chaque ligne de faille dans le sud de la Californie.
"Si vous choisissez n'importe quel point dans la croûte terrestre, en particulier près d'une zone de faille active, il y aura un taux de sismicité de fond", a déclaré Trugman. "Pour montrer qu'il y a des secousses, vous devez démontrer qu'il y a plus de tremblements de terre que ce à quoi vous vous attendez avant un événement plus important."
Armés de ces moyennes sismiques, les chercheurs ont montré une augmentation statistiquement significative de l'activité des secousses peu avant 33 des 46 gros tremblements de terre. L'activité des raccourcis a atteint un pic entre trois et 35 jours avant un coup de bélier, l'augmentation moyenne des grondements se produisant environ 16 jours avant le grand événement.
"Les résultats suggèrent que l'occurrence de choc dans la nature est plus répandue qu'on ne le pensait auparavant", ont conclu les chercheurs dans leur étude.
Et qu'en est-il des 28% de tremblements de terre qui n'ont pas connu une forte augmentation de l'activité de choc? Trugman a déclaré qu'il était probable que beaucoup de ces tremblements de terre aient également connu des chocs, mais les chercheurs ne pouvaient tout simplement pas les définir avec "une certitude de 99%".
"Il y a un certain nombre de cas où il y a une augmentation de l'activité sismique, mais nous ne sommes pas sûrs qu'elle soit statistiquement significative", a déclaré Trugman. À mesure que les équipements de surveillance sismique s'améliorent, la détection des chocs devrait également s'améliorer, a-t-il déclaré.
Pourtant, a ajouté Trugman, certains des gros tremblements de terre ont clairement manqué un tel pic dans les chocs avant le début du grondement. Et, à l'inverse, une grande majorité des minuscules tremblements de terre que lui et son équipe ont découverts n'ont pas précédé de grands tremblements de terre, ce qui signifie que le simple fait de voir une augmentation de l'activité sismique le long d'une ligne de faille donnée n'est pas un prédicteur fiable d'un tremblement de terre plus important à viens.
"Ce que nous montrons dans cet article, c'est que la plupart, sinon la totalité, des chocs principaux sont précédés d'une activité sismique élevée qui ne peut pas être expliquée comme une simple sismicité de fond", a déclaré Trugman. "Mais c'est une déclaration très différente de dire que" la plupart des remontées de sismicité sont des secousses qui signalent qu'une secousse est imminente "."
Tout cela montre que les processus qui déclenchent les tremblements de terre sont "assez variables", a déclaré Trugman, nous rappelant que les sismologues sont encore loin de pouvoir prévoir les tremblements de terre avec certitude. Peut-être que nous ne devrions pas encore laisser Poséidon décrocher.
