Regarder à l'intérieur de la Terre nécessite un signal qui peut pénétrer les roches, minéraux et autres matériaux opaques. Les ondes sismiques représentent un tel signal. En les enregistrant avec un sismomètre, les chercheurs peuvent tirer des conclusions des données enregistrées sur l'état du sous-sol traversé par les vagues. La connaissance des fluctuations des contraintes ou des déformations souterraines est tout aussi importante pour la sécurité dans la construction et l'exploitation minière, par exemple, comme c'est le cas pour la surveillance des processus géologiques dans les volcans et les zones de failles. Maintenant, Christoph Sens-Schönfelder du Centre de recherche allemand GFZ pour les géosciences à Potsdam et Tom Eulenfeld de l'Université d'Iéna ont pu montrer que les ondes sismiques excitées par le surf, ainsi que l'effet des marées terrestres sur le sous-sol, peut être utilisé pour mieux comprendre les propriétés de la Terre.

Les ondes sismiques fournissent non seulement des informations sur la structure de la matière terrestre, mais aussi sur les forces qui agissent sur lui. Par exemple, les déformations du sous-sol modifient la vitesse à laquelle une onde se déplace. Afin de tirer des conclusions sur les forces souterraines à partir de la vitesse, cependant, des données sont nécessaires sur la façon dont le matériau réagit aux déformations dans des conditions connues. Jusqu'à maintenant, ces données n'étaient disponibles qu'à partir d'expériences en laboratoire, pas du terrain.

Christoph Sens-Schönfelder et Tom Eulenfeld ont réussi pour la première fois à utiliser un seul sismomètre pour mesurer la sensibilité des ondes sismiques à réagir à la déformation de la matière terrestre à travers laquelle elles se propagent. Pour y parvenir, les chercheurs ont évalué la vitesse du bruit sismique généré par les vagues. Ils en parlent dans le journal Lettres d'examen physique .

Mesurer les déformations à l'intérieur de la Terre depuis la surface

"Nous utilisons deux signaux différents que l'environnement nous fournit naturellement, " explique Christoph Sens-Schönfelder. " En raison de l'effet de marée de la lune et du soleil, l'univers mène une expérience de déformation permanente avec la Terre. Ils tirent avec une grande régularité sur notre planète. Pour observer cette traction, nous utilisons le bruit sismique dans le sous-sol qui est généré par les vagues."

La relation étudiée par Christoph Sens-Schönfelder et Tom Eulenfeld permet en principe une mesure des déformations à l'intérieur de la Terre au moyen d'enregistrements de sismographes à la surface de la Terre sans avoir à forer le sol.

Les données que les deux chercheurs ont étudiées ont été enregistrées par l'Observatoire intégré de la frontière des plaques dans le désert d'Atacama, au nord du Chili. Un logiciel amélioré était nécessaire pour détecter les moindres changements de vitesse des vagues et pour combiner ces changements avec la déformation du sous-sol par les marées. Étant donné que cette déformation de marée est connue avec une grande précision, il est possible de caractériser le sous-sol de manière plus complète qu'auparavant.