La petite ville de Randolph, dans l’Utah (population : 467), se trouvait au-dessus d’un séisme profond de magnitude 3,8 survenu aux premières heures du 24 février 1979 — mais, de manière mystérieuse, aucun des habitants n’en a perçu suffisamment pour déposer un rapport. Les géologues qui surveillaient le tremblement aux Seismograph Stations de l’Université de l’Utah (UUSS) restaient perplexes. Le grondement modeste de l’épisode était bien dans la plage qui, habituellement, attire les gros titres dans des États comme la Californie, tout le temps.
À présent, près d’un demi-siècle plus tard, des chercheurs de l’université, en partenariat avec des géologues du Sandia National Labs et d’autres institutions, pensent avoir finalement compris pourquoi. Le tremblement autrefois inexplicable représente ce que l’équipe décrit désormais comme une nouvelle catégorie émergente d’activité sismique, les « séismes mantellaires », qui ont été documentés se produisant sous les plaques tectoniques terrestres à des profondeurs allant de 70 à 90 kilomètres sous la surface.
Le géologue de l’Université de l’Arizona, George Zandt, qui avait repéré ce mystérieux tremblement de Randolph il y a des décennies alors qu’il travaillait comme postdoctorant en sismologie, est revenu de sa retraite pour apporter son concours à la recherche en cours sur ces séismes profonds.
« J’ai effectué d’autres analyses qui m’ont convaincu de la réalité de la grande profondeur, mais il était difficile de convaincre les autres de l’existence d’un séisme mantellaire d’une variance aussi anormale dans une région où rien ne devrait exister », a raconté Zandt en revenant sur son travail sur ce phénomène. « Mais la grande profondeur expliquait pourquoi il n’avait pas été ressenti en surface. »
Caramel terrestre
Un tremblement « ressenti » par les habitants au point d’être signalé est une notion qui reste en grande partie subjective, selon le USGS. Cela englobe non seulement la magnitude du séisme — que les scientifiques déterminent à partir des ondes d’énergie émises par la source — mais aussi une mesure appelée l’« intensité » du tremblement.
Cette deuxième métrique fusionne les mesures des secousses réelles à la surface avec les témoignages des personnes qui ont vécu le tremblement. Mais, en règle générale, l’agence précise que « les gens rapportent des tremblements plus souvent lorsque la magnitude est supérieure à environ 3,0 ».
Le géophysicien Keith Koper, autrefois protégé de Zandt, a dirigé le projet visant à répertorier et mieux comprendre ces séismes profonds du manteau, confirmant neuf cas émanant de quelque part sous la croûte terrestre pour un article publié dans Geophysical Research Letters en mai dernier. Koper, aujourd’hui directeur de l’UUSS, a aussi participé à l’étude d’un tremblement nouveau et similaire qui a secoué sous la cuvette d’Uinta dans l’Utah, une étude de suivi publiée en avril dernier dans The Seismic Record.
« Il s’agit d’un exemple de tremblement qui se forme dans des conditions extrêmement inhabituelles — température élevée, pression élevée — et presque tout le matériau à cette profondeur va s’écouler. C’est plus semblable à du caramel dur, c’est un caramel qui s’écoule sur des échelles de temps très longues, comme des millions d’années », a déclaré Koper dans la déclaration.
Le séisme du 10 septembre 2025 a été retracé jusqu’à une profondeur focale de 42 miles (68 km) sous la surface et 12 miles (20 km) sous une frontière entre la croûte et le manteau, connue sous le nom de la discontinuité de Mohorovičić.
Bien que les habitants de Maeser n’aient probablement pas soupçonné quoi que ce soit, cet « événement mantellaire continental archétypal » affichait une magnitude de 4,1. Mais, malgré la nature profonde et la faible intensité de la plupart de ces séismes mantellaires en surface, Koper affirme que des preuves solides de ce mouvement fondu et taffy finissent néanmoins par se manifester à la surface.
« On peut encore le voir dans les roches qui sont remontées à la surface », a déclaré Koper. « On peut voir comment elles ont été étirées. »
Océans fondus
Pourtant, Koper décrit ces tremblements comme « une énigme sur le plan des lois fondamentales de la physique », mais lui et ses collègues ont réussi à repérer certains traits communs. Pour commencer, les séismes mantellaires semblent se manifester par des bouffées isolées, sans répliques ni secousses préliminaires. Ces événements semblent aussi tous prendre naissance près d’une formation géologique extrêmement ancienne appelée le Wyoming Craton, près de la limite de l’Utah.
Les cratons se définissent par leur stabilité anciennes, restant intacts pendant des milliards d’années, s’étendant depuis près de la surface jusqu’à environ 155 miles (250 km) de profondeur, où des portions glissent à travers la roche fondue comme la quille d’un navire. L’équipe de Koper suppose que les séismes profonds du manteau se produisent lorsque ce matériau fondu « fait tanguer » la structure.
En dépit de l’apparente absence de danger immédiat liés à ces séismes mantellaires profonds, Koper estime qu’il sera crucial de les comprendre d’abord afin de déterminer réellement le « risque sismique ».
« Nous n’avons aucune idée de l’ampleur qu’ils pourraient atteindre », a-t-il dit.
