Séismes : Des modifications gravitationnelles détectées pour la première fois


Une nouvelle découverte vient d'être faite, et qui pourrait révolutionner les systèmes d'alerte sismique actuels. Après 5 années d'étude sur le tremblement de Terre dévastateur de magnitude de 9.0 survenu le 11 mars 2011 au Japon (Fukushima), des scientifiques ont détecté la présence de modifications de la gravité terrestre liés au séisme, et qui pourraient à terme être détectées bien avant les ondes sismiques.

Une fois au point et mis en application, même si cela ne permet pas - ce qui serait l'idéal - d'anticiper l'arrivée d'un séisme, ce procédé pourra grandement améliorer les systèmes d'alerte, et donc contribuer à sauver de ombreuses vies. En effet, la détection actuelle est basée sur la perception d'ondes sismiques comparables aux rides formées à la surface d'un lac, et qui se déplacent entre 4 et 6 km/s, alors que la détection des modifications gravitationnelles est, elle, quasi-instantanée (300 000 km/s).

Les tremblements de terre ont en effet la particularité de modifier légèrement la répartition de la masse de notre planète selon leur puissance et leur localisation, et il faut savoir que le séisme de référence cité ici a eu pour effet de modifier l'inclinaison de l'axe de la rotation de la Terre, mais aussi la vitesse de rotation de cette dernière.

Reste à savoir combien de temps sera nécessaire à la mise au point et à la généralisation de ce nouveau système de détection sismique, car comme le démontrait déjà le site earthquake-report en 2012, le nombre de séismes global, et plus particulièrement de forte amplitude et générant le plus de dégâts, est en nette hausse.

Le Veilleur

Des chercheurs détectent pour la première fois un signal de gravité avant l’arrivée d’ondes sismiques

Une équipe de chercheurs annonce la détection d’un signal de gravité avant l’arrivée des ondes sismiques lors du tremblement de terre de Tohoku-Oki (11 mars 2011, magnitude 9.0). Une première qui pourrait contribuer à terme à améliorer les systèmes d’alerte précoce aux tremblements de terre.

En plus de générer des ondes sismiques, les tremblements de Terre s’accompagnent d’une redistribution de masse importante qui génère des modifications significatives du champ gravitationnel terrestre. Alors que les ondes sismiques se propagent dans le milieu à une vitesse de 7 à 8 kilomètres par seconde, le champ gravitationnel est quant à lui perturbé de manière quasi instantanée (à la vitesse de la lumière, soit près de 300 000 km/s).

Actuellement, les systèmes d’alerte rapide aux tremblements de terre reposent sur la détection des ondes sismiques de compression, mais pour la première fois, une modification du champ gravitationnel a été détectée pendant la rupture au moment de la perturbation du champ et avant l’arrivée des ondes sismiques au détecteur.

Dans l’espoir de détecter un tel signal, une équipe internationale de chercheurs s’est intéressée au méga-tremblement de magnitude 9.0 de Tohoku-Oki au Japon qui s’est produit le 11 mars 2011 et qui a fait plus de 15 000 victimes et laissé plus de 300 000 personnes sans-abri.

Les chercheurs ont réalisé une analyse statistique des données enregistrées par le gravimètre supraconducteur de Kamioka au Japon situé à environ 500 km de l’épicentre et qu’ils ont complétée par des données de sismomètres large bande du réseau japonais F-net. Ils ont ainsi pu mettre en évidence un signal de gravité lié à la rupture sismique avec une signification statistique supérieure à 99 % et en accord avec un modèle analytique du signal de gravité.

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Représentation de la rupture lors du tremblement de terre de Tohoku-Oki, dont l’hypocentre (étoile rouge) est représenté sur l’interface de subduction. Sont représentés 1) la propagation des ondes sismiques dans la Terre 10 secondes après l’initiation de la rupture, délimitée par la sphère (zoom en haut à droite) et 2) la distribution de l’anomalie de gravité (carte superposée à la topographie, en haut à gauche). © Joël Dyon, IPGP, 2016

Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives. Ce signal pourrait en effet être utilisé par les systèmes d’alerte rapide aux tremblements de terre. Actuellement, les EEWS reposent sur la détection des ondes sismiques de compression P qui arrivent avant les ondes de cisaillement S très destructrices.

Ce décalage des temps d’arrivée (de seulement quelques secondes à proximité de la rupture) est exploité pour alerter la population locale et protéger les équipements et infrastructures à risque. Le signal du champ de gravité concomitant à la rupture pourrait permettre de gagner de précieuses secondes avant l’arrivée des ondes sismiques P.

Rappelons qu’environ 10 000 personnes meurent dans les tremblements de terre chaque année. Chaque seconde gagnée est donc précieuse et pourrait sauver la vie de prochaines victimes potentielles. Cette nouvelle méthode est donc très prometteuse en permettant aux chercheurs de prédire avec précision l’ampleur des futurs tremblements de terre.

Par Brice Louvet - Source CNRS




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