L'activité sismique ne vient pas seulement des tremblements de terre, volcans et glissements de terrain. L'activité humaine quotidienne donne également lieu à des vibrations qui traversent le sol sous forme d'ondes sismiques, quelque chose que nous appelons "bruit anthropique".

Quand les mesures de confinement pandémique ont paralysé le quotidien, cela n'a pas seulement changé la vie à la surface et réduit les émissions dans l'atmosphère. Il a également réduit le bruit anthropique sous nos pieds, notamment en milieu urbain. Notre nouvelle étude, publié dans Science, est le premier à analyser ces changements à l'échelle mondiale et montre une réduction quasi simultanée de ce bruit sismique à travers le monde.

Nous avons constaté que le bruit sismique a baissé de 50 % en moyenne dans 77 pays entre mars et mai 2020. L'effet de confinement sismique a même été observé dans des zones reculées et dans des forages à plusieurs centaines de mètres sous terre.

Ces changements étaient en corrélation avec des estimations indépendantes de la réduction de l'activité humaine. Cela implique que nous pourrions utiliser des données sismiques accessibles au public pour suivre l'efficacité des mesures de verrouillage et la rapidité avec laquelle les pays reviennent à la normale une fois les mesures levées.

Nous pouvons enregistrer les vibrations se déplaçant à travers le sol à l'aide d'instruments scientifiques sensibles appelés sismomètres. Traditionnellement, ceux-ci sont situés dans des endroits calmes, loin des zones urbaines. C'est parce que les vibrations à haute fréquence des humains à la surface, qui créent une sorte de buzz aigu, contaminent nos données et rendent plus difficile la surveillance des événements naturels tels que les tremblements de terre et les volcans.

Outre les milliers de stations de surveillance professionnelles haut de gamme à travers le monde, les réseaux de capteurs de science citoyenne se sont rapidement développés ces dernières années, installés par des particuliers et des écoles. Ceux-ci opèrent souvent dans des milieux plus urbains, avec des données généralement partagées ouvertement avec une communauté mondiale de sismologues.

Notre étude a été engendrée après l'auteur principal, le sismologue Thomas Lecocq de l'Observatoire royal de Belgique, a décidé que la meilleure façon d'aborder le problème de l'analyse efficace des données du monde entier était de partager sa méthode avec la communauté sismologique.

Cela a commencé un effort d'équipe pour télécharger, traiter et analyser les nombreux téraoctets de données disponibles à partir des capteurs et des stations de surveillance, résultant en une collaboration unique impliquant 76 auteurs de 66 institutions dans 27 pays. Cette communauté mondiale, ainsi que les principes des données ouvertes et du partage de la science ont été cruciaux pour que notre étude ait lieu dans un laps de temps aussi court.

L'onde de confinement sismique

En analysant des ensembles de données de plusieurs mois à plusieurs années provenant de plus de 300 stations sismiques à travers le monde, notre étude a pu montrer que le bruit sismique était réduit dans de nombreux pays. Cela a permis de visualiser la "vague de verrouillage sismique" résultante se déplaçant à travers la Chine fin janvier, en Italie en mars, puis dans le reste du monde. Alors que 2020 n'a pas vu de réduction des tremblements de terre, cette période de silence du bruit sismique est la plus longue et la plus importante réduction de bruit sismique anthropique mondiale jamais enregistrée.

Les baisses les plus importantes du bruit sismique ont été observées dans les zones les plus densément peuplées, comme Singapour et New York. Mais la réduction a également été observée dans des endroits plus calmes tels que la Forêt-Noire en Allemagne et la petite ville de Rundu en Namibie. Des baisses particulièrement importantes ont été observées dans les données recueillies autour des écoles et des universités.

Il y avait une forte correspondance entre la quantité de bruit sismique tombé dans une zone particulière et le changement dans la quantité de mouvement humain enregistré là-bas, mesurée à l'aide des données de téléphonie mobile mises à la disposition du public par Google et Apple). Cette corrélation signifie que les données sismiques ouvertes peuvent agir comme un large proxy pour suivre l'activité humaine presque au fur et à mesure que les gens réduisent leurs mouvements, le bruit sismique diminue rapidement. Nous pouvons également utiliser les données sismiques pour comprendre les effets des blocages et des récupérations en cas de pandémie sans empiéter sur la vie privée des personnes, car nous ne comptons pas sur les mouvements des individus.

Plus généralement, le confinement sismique nous aidera à différencier les causes humaines et naturelles du bruit sismique. L'assouplissement progressif des restrictions permettra de suivre l'effet des différentes activités humaines sur le bruit sismique et de mieux comprendre les sources de bruit anthropiques.

La réduction du bruit sismique nous donne également la possibilité d'écouter les vibrations naturelles de la Terre sans les distorsions de l'intervention humaine. Nous avons rapporté la première preuve qui dissimulait auparavant des signaux de tremblement de terre, especially during the daytime, appeared much more clearly on seismometers in urban areas during lockdown. We hope that our work will lead to further research on the seismic lockdown with the aim of hunting for previously hidden signals from earthquakes and volcanoes.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.