Sur la carte de la zone à gauche, le fond coloré est le déplacement du sol induit par le séisme de Palu et la fine ligne noire est la faille, tous deux dérivés d'images radar satellitaires. Le point noir est la ville de Palu. Les cercles sont des taches qui ont rayonné des ondes pendant le tremblement de terre; leur couleur indique l'heure (bleu au début, rouge à la fin). La figure de droite montre le moment et la position de ces radiateurs sismiques. Leur alignement indique une vitesse de séisme constante d'environ 4,1 km/s Crédit :© Han Bao et al ., Géosciences de la nature
Une équipe internationale de chercheurs de l'Institut national de recherche pour le développement durable (IRD-France), Université Côte d'Azur, L'Université de Californie à Los Angeles et le California Institute of Technology ont déterminé la vitesse de propagation du séisme de magnitude 7,5 qui s'est produit en Indonésie en septembre 2018 :4,1 km/s sur 150 km. Les résultats, qui a également mis en lumière le chemin de rupture sismique, sont publiés le 4 février dans Géosciences de la nature .
Les tremblements de terre se produisent lorsque les roches de chaque côté d'une faille tectonique se déplacent soudainement dans des directions opposées. Les deux principales ondes sismiques qui provoquent l'ébranlement d'une faille déferlante sont les ondes S, qui cisaillent les roches et se propagent à environ 3,5 km/s, et les ondes P, qui compriment les roches et se propagent plus vite, à environ 5 km/s.
Les observations géophysiques montrent que la vitesse à laquelle un séisme se rompt le long de la faille est soit plus lente que les ondes S, soit presque aussi rapide que les ondes P. Le dernier, les séismes dits de super cisaillement, se produisent très rarement et peuvent produire de très fortes secousses. Seuls quelques-uns ont été observés, et ils arrivent sur des failles qui sont remarquablement droites, « autoroutes » géologiques qui présentent peu d'obstacles à l'accélération des tremblements de terre.
Plage de vitesse "interdite"
Dans cette étude, l'équipe internationale coordonnée par Jean-Paul Ampuero, sismologue à l'IRD et à l'Université Côte d'Azur, a analysé le séisme de magnitude 7,5 qui a secoué l'île de Sulawesi en Indonésie le 28 septembre, dévaster la région de Palu.
L'impact de l'événement - plus de 2, 000 morts - a été aggravée par une séquence dévastatrice d'effets secondaires, impliquant la liquéfaction du sol, glissements de terrain et un tsunami.
Grâce à une analyse à haute résolution des données sismologiques, les chercheurs ont identifié la vitesse de propagation du séisme :4,1 km/s, une vitesse inhabituelle, entre la vitesse des ondes S et P. "C'est la première fois que nous observons cette vitesse aussi régulièrement, " souligne Jean-Paul Ampuero. " Ce séisme s'est produit dans la plage de vitesse 'interdite', et peut être considéré comme un événement de super cisaillement, même si ce n'est pas aussi rapide que les précédents."
En analysant les images optiques et radar enregistrées par des satellites spécialement redéployés pour observer les séquelles du séisme, les chercheurs ont déterminé le chemin de la rupture de la faille. Ils ont trouvé que la faute n'était pas droite, mais avait au moins deux virages majeurs, et a laissé plus de cinq mètres de terrain décalés à travers la ville de Palu. « Ce chemin comporte des obstacles majeurs, qui aurait dû réduire la vitesse du séisme, mais il est resté à 4,1 km/s sur 150 km, " dit Jean-Paul Ampuero.
Vers une meilleure anticipation des futurs séismes
Les résultats remettent en question les vues actuelles sur les tremblements de terre d'une manière qui pourrait aider les chercheurs et les autorités publiques à mieux se préparer aux événements futurs. « Dans les modèles sismiques classiques, les failles vivent dans des roches intactes idéalisées ", dit Ampuero, " mais les vraies failles sont enveloppées dans une couche de roches qui ont été fracturées et ramollies par les tremblements de terre précédents. Une rupture régulière à des vitesses inattendues sur des roches intactes peut en réalité se produire sur des roches endommagées, simplement parce qu'ils ont des vitesses d'ondes sismiques plus lentes."
Le séisme de Palu peut offrir le premier test clair de ces modèles récents s'il est suivi d'études de la structure de la faille et de sa zone de roches endommagées. Parce que l'impact d'un séisme dépend fortement de sa vitesse, de telles études sur d'autres failles dans le monde pourraient mieux anticiper les effets des tremblements de terre.
Des travaux futurs pourraient également déterminer si la vitesse du tremblement de terre de Palu a renforcé ses effets en cascade, en favorisant les glissements de terrain côtiers et sous-marins qui à leur tour ont contribué au tsunami.
