Quelles sont les causes des tremblements de terre et pourquoi ils sont plus fréquents dans certaines régions

Jaime Toro, La conversation Jaime Toro, La conversation

Laissez vos commentaires

Des tremblements de terre, petits et grands, se produisent chaque jour dans des zones qui entourent le monde comme les coutures d’une balle de baseball. La plupart ne dérangent personne, donc ils ne font pas la une des journaux. Mais de temps en temps, un tremblement de terre catastrophique frappe des personnes quelque part dans le monde, provoquant d'horribles destructions et d'immenses souffrances.

Le 7 octobre 2023, un séisme de magnitude 6,3 a frappé près de la ville historique de Herat, en Afghanistan, faisant plus de 1 000 morts sous les décombres, selon les estimations. Il a été suivi d'un autre tremblement de terre, tout aussi puissant, le 11 octobre.

EN SAVOIR PLUS:Les communautés afghanes sont ébranlées après de puissants séismes et exhument les morts et les blessés des décombres

Quelques semaines plus tôt, le 8 septembre, un séisme de magnitude 6,8 dans les montagnes de l'Atlas au Maroc a secoué d'anciens villages, tuant près de 3 000 personnes. En février 2023, une grande partie de la Turquie et de la Syrie a été dévastée par deux tremblements de terre majeurs qui se sont succédés.

En tant que géologue, j'étudie les forces qui provoquent les tremblements de terre. Voici pourquoi certaines zones sismiques sont très actives tandis que d’autres peuvent rester calmes pendant des générations avant que la tension ne se transforme en événement catastrophique.

Les tremblements de terre font partie du comportement normal de la Terre. Ils se produisent avec le mouvement des plaques tectoniques qui forment la couche externe de la planète.

Vous pouvez considérer les plaques comme une coque externe plus ou moins rigide qui doit se déplacer pour permettre à la Terre de dégager sa chaleur interne.

Une carte de tous les séismes de magnitude supérieure à 5 de 1960 à 2023 montre clairement les contours des plaques tectoniques. USGS/GMRT

Ces plaques transportent les continents et les océans, et elles s’écrasent continuellement les unes contre les autres au ralenti. Les plaques océaniques froides et denses plongent sous les plaques continentales et retournent dans le manteau terrestre selon un processus appelé subduction. Lorsqu'une plaque océanique coule, elle entraîne tout derrière elle et ouvre une faille ailleurs qui est remplie par la matière chaude montant du manteau qui se refroidit ensuite. Ces failles sont de longues chaînes de volcans sous-marins, connues sous le nom de crêtes médio-océaniques.

Les tremblements de terre accompagnent à la fois la subduction et le rifting. En fait, c’est ainsi que les limites des plaques ont été découvertes pour la première fois.

Dans les années 1950, lorsqu'un réseau sismique mondial a été créé pour surveiller les essais nucléaires, les géophysiciens ont remarqué que la plupart des tremblements de terre se produisent le long de bandes relativement étroites qui bordent les bassins océaniques, comme dans le Pacifique, ou coupent le milieu des bassins, comme dans l'Atlantique.

Ils ont également remarqué que les tremblements de terre le long des zones de subduction sont peu profonds du côté océanique mais s’étendent plus profondément sous le continent. Si vous tracez les tremblements de terre en 3D, ils définissent des caractéristiques en forme de dalle qui retracent les plaques s'enfonçant dans le manteau.

Dix mille sites de tremblements de terre survenus entre 1980 et 2009 retracent la plaque Pacifique alors qu'elle s'enfonce sous le nord du Japon. L'image du haut est une vue latérale montrant la profondeur des tremblements de terre sous le rectangle sur la carte. Jaime Toro, CC BY-ND

Pour comprendre ce qui se passe lors d’un tremblement de terre, joignez les paumes de vos mains et appuyez avec une certaine force. Vous modélisez une faille aux limites de plaques. Chaque main est une assiette et la surface de vos mains est la faute. Vos muscles constituent le système tectonique des plaques.

Maintenant, ajoutez un peu de force vers l’avant à votre main droite. Vous constaterez qu’il finira par avancer lorsque la force vers l’avant surmontera la friction entre vos paumes. Cette brusque secousse en avant est le tremblement de terre.

Une image Google Earth de ruisseaux compensés par le mouvement le long de la faille de San Andreas en Californie du Sud alors que la plaque Pacifique se déplace vers le nord-ouest par rapport à l'Amérique du Nord. Jaime Toro

Les scientifiques expliquent les tremblements de terre en utilisant ce que l'on appelle la théorie du rebond élastique.

Les plaques rapides se déplacent jusqu'à 20 centimètres par an, principalement sous l'effet des dalles océaniques qui s'enfoncent dans les zones de subduction. Au fil du temps, ils se collent les uns aux autres par friction à la limite des plaques. Le mouvement tenté déforme élastiquement la zone limite de la plaque, comme un ressort chargé. À un moment donné, l’énergie élastique accumulée surmonte le frottement et la plaque se projette vers l’avant, provoquant un tremblement de terre.