Le Népal a été frappé par un tremblement de terre d'une magnitude de 7,8 en 2015, mais le pays peut encore faire face à la menace d'un tremblement de terre beaucoup plus fort. C'est la conclusion à laquelle sont parvenus les chercheurs de l'ETH sur la base d'un nouveau modèle qui simule les processus physiques de rupture sismique entre les plaques eurasienne et indienne.

En avril 2015, Népal – et surtout la région autour de la capitale, Katmandou – a été frappée par une puissante secousse. Un tremblement de terre d'une magnitude de 7,8 a détruit des villages entiers, voies de circulation et monuments culturels, avec un nombre de morts d'environ 9, 000.

Cependant, le pays peut encore faire face à la menace de tremblements de terre beaucoup plus forts avec une magnitude de 8 ou plus. C'est la conclusion à laquelle est parvenu un groupe de scientifiques de la Terre de l'ETH Zurich sur la base d'un nouveau modèle de la zone de collision entre les plaques indienne et eurasienne à proximité de l'Himalaya. En utilisant ce modèle, l'équipe de chercheurs de l'ETH qui travaille avec le doctorant Luca Dal Zilio, du groupe dirigé par le professeur Taras Gerya à l'Institut de géophysique, a maintenant réalisé les premières simulations à haute résolution de cycles sismiques dans une section transversale de la zone de rupture.

« Lors du séisme de 2015, il n'y a eu qu'une rupture partielle de la faille himalayenne majeure séparant les deux plaques continentales. La frontale, section proche de la surface de la zone de rupture, où la plaque indienne s'enfonce sous la plaque eurasienne, n'a pas glissé et reste stressé, " explique Dal Zilio, auteur principal de l'étude, qui vient d'être publié dans la revue Communication Nature .

Normalement, un séisme majeur libère presque toute la contrainte qui s'est accumulée à proximité du foyer à la suite du déplacement des plaques. "Notre modèle montre que, bien que le séisme de Gorkha ait réduit le niveau de contrainte dans une partie de la zone de rupture, la tension a en fait augmenté dans la section frontale proche du pied de l'Himalaya. Le paradoxe apparent est que des tremblements de terre de « taille moyenne » tels que Gorkha peuvent créer les conditions d'un tremblement de terre encore plus important, " dit Dal Zilio.

Des secousses de la magnitude du séisme de Gorkha ne libèrent des contraintes que dans les sous-sections les plus profondes du système de failles sur des longueurs de 100 kilomètres. À son tour, des contraintes nouvelles et encore plus importantes s'accumulent dans les sections proches de la surface de la zone de rupture.

D'après les simulations réalisées par Dal Zilio et ses collègues, deux ou trois autres séismes de Gorkha seraient nécessaires pour créer un stress suffisant pour un séisme d'une magnitude de 8,1 ou plus. Dans un tremblement de terre de ce genre, la zone de rupture se brise sur toute la plage de profondeur, s'étendant jusqu'à la surface de la Terre et latéralement, le long de l'arc himalayen, sur des centaines de kilomètres. Cela conduit finalement à un relâchement complet des contraintes dans ce segment du système de failles, qui s'étend à quelque 2, 000 kilomètres au total.

Les données historiques montrent que des méga-événements de ce type se sont également produits dans le passé. Par exemple, le tremblement de terre d'Assam en 1950 avait une magnitude de 8,6, la zone de rupture se rompant sur une longueur de plusieurs centaines de kilomètres et sur toute la plage de profondeur. En 1505, un tremblement de terre géant a frappé avec une puissance suffisante pour produire une rupture d'environ 800 kilomètres sur la principale faille himalayenne.

"Le nouveau modèle révèle que les puissants tremblements de terre dans l'Himalaya n'ont pas qu'une forme mais au moins deux, et que leurs cycles se chevauchent partiellement, " dit Edi Kissling, Professeur de sismologie et de géodynamique. Les super séismes peuvent se produire avec une périodicité de 400 à 600 ans, alors que les séismes « de taille moyenne » tels que Gorkha ont un temps de récurrence pouvant aller jusqu'à quelques centaines d'années. Comme les cycles se chevauchent, les chercheurs s'attendent à ce que des tremblements de terre puissants et dangereux se produisent à intervalles irréguliers.

Cependant, ils ne peuvent pas prédire quand un autre séisme extrêmement important aura lieu ensuite. "Personne ne peut prédire les tremblements de terre, même pas avec le nouveau modèle. Cependant, nous pouvons améliorer notre compréhension de l'aléa sismique dans une zone spécifique et prendre les précautions appropriées, " dit Kissling.

Le modèle bidimensionnel et haute résolution comprend également des résultats de recherche publiés après le tremblement de terre de Gorkha. Pour générer les simulations, les chercheurs ont utilisé l'ordinateur central Euler de l'ETH Zurich. « Un modèle tridimensionnel serait plus précis et nous permettrait également de faire des déclarations sur les franges ouest et est de l'Himalaya. Cependant, modélisation de l'ensemble 2, 000 kilomètres de la zone de rupture nécessiteraient une puissance de calcul énorme que même les supercalculateurs du CSCS ne peuvent fournir, " dit Dal Zilio.

Le Népal se situe au carrefour de deux continents :l'Inde et l'Eurasie. C'est ici que la plaque indienne s'enfonce dans le manteau sous la plaque eurasienne. En raison de l'effet d'aspiration exercé par la plaque indienne lorsqu'elle s'enfonce dans le manteau, le sous-continent indien se déplace vers le nord jusqu'à 4 centimètres par an.

Par conséquent, les plaques frottent les unes contre les autres sur la longueur de ce 2, système de failles de 000 kilomètres, permettant à des quantités considérables de stress de s'accumuler. Lors d'un tremblement de terre, le relâchement brutal de cette contrainte provoque un déplacement brutal des plaques l'une à côté de l'autre. C'est pourquoi le Népal et les contreforts sud de l'Himalaya subissent à plusieurs reprises des tremblements de terre très puissants.