Personne ne peut prédire quand ou où un tremblement de terre frappera, mais en 2011, les scientifiques pensaient avoir la preuve que de minuscules secousses souterraines appelées préchocs pourraient fournir des indices importants. Si vrai, il a suggéré que les sismologues pourraient un jour avertir les gens des tremblements imminents.

Mais une nouvelle étude publiée dans le numéro en ligne du 4 juin de Géosciences de la nature par des scientifiques de l'Université de Stanford et de l'Université de Boğaziçi en Turquie a jeté le doute sur ces découvertes antérieures et sur la valeur prédictive des pré-chocs.

La preuve précédente provenait d'un tremblement de terre de magnitude 7,6 en 1999 près d'Izmit, Turquie, qui a tué plus de 17, 000 personnes. Une étude de 2011 dans la revue Science ont découvert que le séisme mortel avait été précédé d'une série de petits pré-chocs, signes d'avertissement potentiels qu'un grand événement sismique était imminent.

« Nous sommes revenus au tremblement de terre d'Izmit et avons appliqué de nouvelles techniques pour examiner les données sismiques qui n'étaient pas disponibles en 2011, " a déclaré l'auteur principal William Ellsworth, professeur (recherche) de géophysique à la Stanford School of Earth, Sciences de l'énergie et de l'environnement. "Nous avons découvert que les pré-chocs étaient comme d'autres petits tremblements de terre. Il n'y avait rien de diagnostic dans leur occurrence qui suggérerait qu'un tremblement de terre majeur était sur le point de se produire."

"Nous aimerions tous trouver un moyen scientifiquement valable d'avertir le public avant le début d'un tremblement de terre, " a déclaré le co-auteur Fatih Bulut, professeur adjoint de géodésie à l'Observatoire de Kandilli de l'Université de Bo?aziçi et à l'Institut de recherche sur les tremblements de terre. "Malheureusement, notre étude ne conduit pas à un nouvel optimisme quant à la science de la prévision des tremblements de terre."

Comment commencent les tremblements de terre ?

Des scientifiques, dont Ellsworth, ont proposé deux idées sur la formation des séismes majeurs, dont l'un, si les scientifiques peuvent les détecter, pourrait signaler un tremblement de terre plus important.

"Environ la moitié de tous les tremblements de terre majeurs sont précédés de secousses plus petites, " a déclaré Ellsworth. " Mais les pré-chocs n'ont de valeur prédictive que s'ils peuvent être distingués des tremblements de terre ordinaires. "

Une idée, connu sous le nom de modèle en cascade, suggère que les pré-chocs sont des tremblements de terre ordinaires qui se déplacent le long d'une faille, un tremblement de terre en déclenche un autre à proximité. Une série de petits tremblements de terre en cascade pourrait déclencher au hasard un tremblement de terre majeur, mais pourrait tout aussi bien s'éteindre. Dans ce modèle, une série de petits tremblements de terre ne prédirait pas nécessairement un tremblement de terre majeur.

"C'est un peu comme les dominos, " dit Bulut. " Si vous placez des dominos sur une table au hasard et en renversez un, cela pourrait déclencher la chute d'un deuxième ou d'un troisième, mais la chaîne peut s'arrêter. Parfois, vous frappez ce coup magique qui fait tomber toute la rangée. »

Une autre théorie suggère que les pré-chocs ne sont pas des événements sismiques ordinaires mais des signaux distincts d'un tremblement de terre imminent provoqué par le glissement lent de la faille. Dans ce modèle, des préchocs rompent à plusieurs reprises la même partie de la faille, le faisant glisser lentement et éventuellement déclencher un grand tremblement de terre.

Dans le modèle à glissement lent, la répétition de pré-chocs émanant du même endroit pourrait être un avertissement précoce de l'arrivée d'un grand séisme. La question était de savoir si les scientifiques pouvaient détecter un glissement lent lorsqu'il se produisait et le distinguer de toute autre série de petits tremblements de terre.

Études antérieures

En 2011, une équipe a fait valoir dans Science que les premiers secousses précédant le séisme de 1999 à Izmit étaient dues à un glissement lent, et aurait pu être détecté avec le bon équipement - la première preuve que les pré-chocs seraient utiles pour prédire un tremblement de terre majeur.

"Ce résultat a eu une grande influence sur la réflexion sur la question de savoir si les pré-chocs peuvent être prédictifs, " a déclaré Ellsworth.

La ville d'Izmit est située sur la faille nord-anatolienne, qui s'étend sur environ 900 miles (1, 500 kilomètres) à travers la Turquie. Pour l'étude de 2011, une équipe a analysé les données d'une seule station sismique à plusieurs kilomètres de l'épicentre du séisme, qui a finalement enregistré des sismogrammes de 18 pré-chocs se produisant à environ 9 miles (15 kilomètres) sous la surface - très près de l'endroit où le plus grand séisme a commencé - et chacun avec des formes d'onde similaires.

Ces similitudes ont conduit les auteurs à conclure que tous les pré-chocs cassaient à plusieurs reprises le même endroit sur la faille, entraîné par un glissement lent qui a finalement déclenché le tremblement de terre majeur. Ils ont conclu que la surveillance d'événements similaires pourrait fournir un avertissement en temps opportun qu'un grand séisme est imminent.

"L'article de Science a conclu qu'il y avait beaucoup de glissement lent, et si nous avions été là avec les bons instruments, nous l'aurions peut-être vu, " a déclaré Ellsworth. "Nous avons décidé de tester cette idée que les pré-chocs étaient co-localisés."

effet domino

Au lieu de se fier aux données d'une seule station sismique, Ellsworth et Bulut ont analysé les sismogrammes enregistrés dans neuf stations supplémentaires lors du tremblement de terre de 1999.

Avec plus de stations, Ellsworth et Bulut ont identifié un total de 26 chocs antérieurs. Aucun n'était identique, et les plus grosses se sont progressivement déplacées d'ouest en est le long de la faille. Ce résultat est cohérent avec le modèle en cascade, où un séisme ordinaire déclenche un autre séisme sur une partie voisine de la faille, mais ne prédit pas nécessairement un séisme majeur.

Bulut et Ellsworth n'ont trouvé aucune preuve que le glissement lent ait joué un rôle dans le déclenchement du tremblement de terre d'Izmit.

"Les auteurs de l'article de Science étaient plutôt optimistes, mais ce qu'ils proposaient était arrivé ne s'est pas produit, " a déclaré Ellsworth.

Ce que les chercheurs ne savent pas, c'est pourquoi cette série de secousses en cascade a déclenché un tremblement de terre massif alors que tant d'autres ne le savent pas. Ellsworth a déclaré que sans une meilleure instrumentation sismique, des défis importants comme notre capacité à prédire les tremblements de terre demeureront.

"Nous n'abandonnons pas les pré-chocs simplement parce que nous ne pouvons actuellement pas les distinguer des autres tremblements de terre, " a déclaré Ellsworth. "Nous voulons comprendre s'ils ont une valeur prédictive et sinon, Pourquoi pas. Pour répondre à cette question, il faudra des observations faites à proximité de l'action, au cœur de la machine sismique, pas comme nous le faisons actuellement depuis la surface où nous sommes aveugles aux changements profonds sous terre."