Selon le British Geological Survey, les scientifiques ont longuement envisagé le rôle que joue l’activité solaire et lunaire dans les tremblements de terre pendant plus d’un siècle. Mais ils n’avaient pas réussi à trouver d’explication convaincante sur la façon exacte dont cela pouvait se produire—jusqu’à présent.
Il s’avère que les scientifiques n’ont pas besoin d’un dispositif aussi complexe pour comprendre comment les contraintes liées aux marées — provoquées par le bras de levier gravitationnel entre la Lune et le Soleil — influent sur les réseaux de failles de la Terre. Dans une étude publiée récemment dans JGR Solid Earth, une équipe de géologues principalement basée à l’Université PSL en France a simulé numériquement un modèle bloc-ressort, dans lequel un bloc est tracté par un ressort. Le modèle était simple, mais il reproduisait des détails clés. Lorsque les chercheurs ont appliqué des vagues répétées de forces destinées à ressembler à l’attraction gravitationnelle du Soleil et de la Lune, ils ont constaté qu’il suffisait d’une perturbation relativement faible pour qu’une faille se déplace de manière significative.
« Nos résultats montrent que même de petites perturbations de contraintes peuvent déclencher des épisodes de glissement périodiques ainsi que des événements d’une complexité temporelle », écrivaient-ils. « Nous constatons que lorsque la période des perturbations de contrainte dues aux marées coïncide avec l’échelle de temps de réponse naturelle d’une faille, celle-ci devient nettement plus sensible au déclenchement. »
Le déclencheur sismique
Sur le plan observationnel, la corrélation entre l’activité sismique et les contraintes de marée n’est pas nouvelle pour les scientifiques. En effet, l’un des coauteurs de l’étude, Satoshi Ide, sismologue à l’Université de Tokyo au Japon, avait participé à une enquête menée en 2016 qui avait mis en évidence une forte corrélation entre des contraintes de marée élevées et l’apparition de tremblements de terre de grande magnitude. L’étude, qui a analysé plus de 10 000 séismes dépassant la magnitude 5,5, indiquait que les tremblements de terre avaient davantage de chances d’atteindre une magnitude de 8 lors des périodes de contraintes de marée élevées.
Autre enseignement de ce travail, les contraintes de marée ne constituent probablement qu’un des nombreux facteurs susceptibles de déclencher un séisme. Selon la dernière étude, ces contraintes sont très petites, « comparables à la pression d’une main légère ». Mais ces forces minuscules sont connues pour provoquer des séismes lents, ou des grondements des plaques tectoniques sur des périodes plus longues, qui échappent à notre détection mais ont été observés comme précurseurs de tremblements de terre massifs.
Petites vibrations, grands résultats
Cela soulève une « question importante sur les conditions physiques dans lesquelles les failles deviennent sensibles à de telles forces faibles et périodiques », expliquaient les membres de l’équipe dans l’article. À partir de leurs simulations, les chercheurs ont compris que le facteur temps peut être clé. Plus précisément, des contraintes de marée très faibles peuvent pousser les failles à « glisser » par résonance, « tout comme pousser une balançoire au bon rythme la fait monter plus haut », écrivaient-ils.
Bien entendu, le modèle simplifie grandement la réalité. D’une part, d’autres études ont montré que, bien que les contraintes liées aux marées comptent, leur influence exacte dépend des conditions géologiques propres à la région. Le modèle est également censé reproduire une seule et unique faille isolée, ce qui est rarement le cas dans la réalité des failles.
Cependant, le modèle offre un cadre expérimental pour évaluer les forces fondamentales qui opèrent sous la surface. Comme les séismes lents peuvent précéder des séismes plus importants et plus dangereux, des cadres comme celui-ci pourraient permettre aux experts « d’inférer les propriétés des failles à partir d’observations des séismes lents déclenchés par les marées », ont conclu les chercheurs.
