Les scientifiques isolent un schéma de tremblement précoce d'alerte dans des tremblements de terre artificiels réalisés en laboratoire.

25 octobre 2023

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par Constantino Panagopulos, Université du Texas à Austin

Des chercheurs de l'Université du Texas à Austin ont réussi à isoler un schéma de « tremblements de terre précurseurs » fabriqués en laboratoire. Cette découverte offre l'espoir que les futurs tremblements de terre pourraient être prévus par l'essaim de tremblements plus petits qui les précèdent.

La recherche est publiée dans le journal Nature Communications.

La prochaine étape consiste à reproduire les résultats dans le monde réel. Le chercheur principal, Chas Bolton, commencera ce travail cette année, en commençant par le Texas, où il espère isoler des schémas similaires dans les mesures effectuées par le réseau sismologique de l'État, TexNet.

« Si nous voulons jamais prédire ou prévoir des tremblements de terre, nous devons être en mesure de mesurer, caractériser et comprendre ce qui se passe juste avant le tremblement de terre », a déclaré Bolton, qui a effectué ce travail en tant que boursier postdoctoral à l'Institut de géophysique de l'Université du Texas (UTIG).

Bolton est maintenant chercheur associé au Bureau of Economic Geology de l'UT Austin, qui gère TexNet. L'UTIG et le bureau font tous deux partie de l'École des géosciences de l'UT Jackson.

Les tremblements de terre se produisent selon des cycles irréguliers, ce qui rend difficile de savoir quand ou où le prochain se produira. Bien que les enregistrements sismiques montrent que des tremblements et d'autres mouvements géologiques se produisent avant de gros tremblements de terre, les failles sismiques produisent autant de grondements aléatoires que de tremblements significatifs.

Les scientifiques ont depuis longtemps recherché des indices qui pourraient aider à signaler l'imminence d'un tremblement de terre. L'approche de Bolton consistait à provoquer ses propres tremblements de terre en laboratoire et à rechercher des schémas dans le « bruit » sismique qui précédait les séismes.

Bolton et ses collaborateurs ont mesuré les cycles sismiques sur une faille miniature fabriquée en laboratoire à Penn State. La faille ne mesure que deux pouces de long, soit plusieurs ordres de grandeur de moins que la véritable faille. Mais les expériences ont révélé un schéma de tremblements qui devenaient plus forts et se produisaient de plus en plus rapprochés à mesure que le tremblement de terre en laboratoire approchait. Aucun schéma de ce type n'a été trouvé pour des tremblements de terre plus lents ou plus faibles.

Ce schéma est significatif car il signifie que les tremblements sont liés au choc principal, a déclaré Bolton.

« Cela vous donne une explication physique de ce qui contrôle les précurseurs », a-t-il dit.

Cela donne également aux chercheurs un schéma distinctif à rechercher dans le monde réel.

Détecter de tels schémas ne sera pas facile sur des failles qui font des centaines de miles de long et pénètrent profondément dans la Terre. Néanmoins, les résultats soulignent l'importance d'équiper les failles du monde réel de moniteurs sismiques capables de détecter les changements subtils de la Terre, a déclaré l'auteur et directeur de l'UTIG, Demian Saffer.

« Si nous voulons vraiment détecter ces phénomènes précurseurs, nous avons besoin de capteurs et d'observatoires à long terme capables de surveiller ces craquements et gémissements pour nous dire comment la faille se comporte avant la rupture », a-t-il déclaré.

Bolton mène maintenant des expériences sur une grande faille artificielle, d'une longueur de 3 pieds, à l'UTIG. Il a déclaré que la plus grande faille de laboratoire permettra de mieux comprendre comment le schéma de tremblement pourrait se produire dans la nature. Les expériences s'ajoutent à ses recherches sur le TexNet, où il analysera les séquences de tremblements de terre au Texas associées à des séismes d'une magnitude supérieure à 5. Il s'attend à obtenir des résultats dans un délai d'un an.

Informations sur la revue : Nature Communications

Communiqué par : Université du Texas à Austin