Les recherches menées après de puissants séismes visent généralement à analyser les données pour observer les effets des tremblements de terre le long des failles auxquelles ils sont associés.
Une faille sismique est une fracture ou une fissure dans la croûte terrestre qui se produit lorsque des blocs de roche se déplacent de part et d’autre sous l’effet de tensions ou de pressions souterraines, dues au mouvement des plaques tectoniques.
À la suite du double séisme violent qui a frappé la région de Kahramanmaraş, dans le sud de la Turquie, et dont l’effet s’est étendu jusqu’en Syrie, une équipe de recherche conjointe de chercheurs chinois et américains s’est engagée dans ce travail d’analyse habituel. Mais cette fois, une surprise scientifique les attendait : la découverte d’un nouveau type de secousses secondaires, baptisées « séismes silencieux ».
Après le tremblement de terre, les scientifiques ont commencé à étudier les liens sismiques entre la secousse principale et les répliques ressenties à plusieurs centaines de kilomètres. Dans le cadre de ces études, l’équipe a identifié, dans une publication parue dans la revue AGU Advances, un nouveau type inédit de répliques sismiques.
Yi-Jian Zhu, du département des sciences de la Terre et des planètes à l’université de Californie, et co-auteur de l’étude, a expliqué à Al Jazeera Net :
« En général, nous nous concentrons sur les séismes dont la magnitude dépasse 6. L’analyse des images radar et de la déformation de surface qu’ils provoquent est une procédure de routine. Mais en étudiant les images du séisme de Kahramanmaraş, qui a causé des fissures dans certaines parties de la faille de l’Anatolie orientale, nous avons remarqué des signaux intéressants de déformation de la surface dans des zones éloignées des failles principales, allant de 100 à 300 km. Ces signaux n’apparaissaient pas dans les catalogues sismiques, ce qui a nécessité des recherches approfondies. »
L’équipe s’est appuyée sur l’analyse d’images issues des satellites Sentinel-1 et ALOS-2, avec pour objectif de mesurer les changements d’altitude de la surface terrestre après le séisme.
Zhu ajoute :
« Le choix de ces deux satellites est lié à leur grande précision et à leur sensibilité aux déformations de surface. ALOS-2 offre une meilleure couverture dans les terrains accidentés, tandis que Sentinel-1 possède une haute fréquence de revisite, observant la même région tous les 12 jours. En combinant les données des deux satellites, nous avons pu détecter des mouvements subtils dans des régions dépourvues de stations GPS ou n’ayant pas ressenti de secousses perceptibles. Nous avons constaté que les schémas de déformation dépassaient parfois les 10 cm, ce qui indique un glissement important des failles sans qu’il n’y ait de signaux sismiques associés. »
Selon l’analyse expliquée par les chercheurs dans un communiqué de l’Union géophysique américaine, les images satellites ont permis d’identifier huit événements survenus en dehors de la zone de faille principale, marqués par des changements locaux d’élévation de la surface en 2023, sans être liés à des événements sismiques connus.
Parmi ces événements, quatre étaient de type « glissement lent », où l’énergie se libère le long de la faille de manière graduelle sur plusieurs semaines ou mois, provoquant un déplacement de la surface imperceptible. Deux autres événements sismiques ont été observés, avec une libération soudaine d’énergie, masquée par les ondes du séisme principal.
Mais la découverte la plus importante concerne les deux derniers événements, appelés « séismes silencieux ». Ces deux événements avaient une magnitude supérieure à 5 sur l’échelle de Richter et ont provoqué une réduction significative des contraintes (les forces exercées de part et d’autre de la faille), similaire à ce qui se produit dans les séismes classiques, mais sans générer d’ondes sismiques perceptibles.
Zhu précise :
« Ces événements silencieux représentent un mode transitoire de glissement des failles. Ils ont montré une diminution de pression allant jusqu’à 4 à 6 mégapascals. Ils ressemblent aux séismes ordinaires mais ne produisent pas d’ondes sismiques détectables à haute fréquence et ne sont suivis d’aucune réplique. Contrairement aux glissements lents, caractérisés par une diminution de pression lente, ces séismes silencieux ont libéré de l’énergie de manière non sismique, mais avec des caractéristiques dynamiques de déclenchement, ce qui les place entre les séismes classiques et les glissements lents. »
Au-delà de la découverte
Concernant l’impact de ces séismes silencieux sur les contraintes exercées sur les failles voisines, Teng Wang, professeur associé à la Faculté des sciences de la Terre et de l’espace de l’Université de Pékin, et principal auteur de l’étude, a déclaré à Al Jazeera Net :
« Pour l’instant, il est trop tôt pour le confirmer. Nous n’avons pas encore pu calculer les changements de contraintes sur les failles adjacentes à l’aide de modèles de glissement, et il est nécessaire d’effectuer des calculs précis pour mesurer la répartition des pressions. »
Bien qu’ils soient la première équipe à annoncer la découverte de tels événements silencieux, Wang estime qu’ils peuvent se produire ailleurs sans être détectés. Il explique :
« Ce n’est pas à cause d’une faiblesse des instruments de mesure, mais parce que ces séismes ne produisent pas d’ondes détectables. »
En ce qui concerne l’utilisation potentielle des satellites pour les systèmes d’alerte précoce, Wang précise :
« Les satellites ne peuvent pas être utilisés directement dans ces systèmes, car ils ne fournissent pas d’images suffisamment fréquentes pour détecter les déformations avant le séisme. Mais ils sont utiles pour étudier l’accumulation de pression entre les séismes. On peut comparer cela à prendre une photo d’une voiture tous les deux jours : on ne verra pas le moment précis où un pneu éclate, mais on pourra remarquer les signes d’usure au fil du temps. »
