Sous un stress constant, certains matériaux mous se réorganisent de manière très similaire à la restructuration de la croûte terrestre lors des tremblements de terre, une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Indian Institute of Science (IISc), Raman Research Institute (RRI) et ETH Zurich a trouvé.

L'équipe a étudié de fines feuilles de deux types de matériaux mous :un gel très compact de molécules semblables à du savon, et un verre fabriqué à partir de nanoparticules d'argile cisaillées entre deux plaques d'acier. Lorsque la force a été appliquée en continu par la plaque sur le matériau, la réorganisation interne du matériau a généré des motifs en rafale au fil du temps qui ressemblaient aux données sismographiques générées par les tremblements de terre.

« Quand vous appliquez un certain stress, le matériel essaie de s'adapter. Son taux de cisaillement est fluctuant. Cette fluctuation est similaire à ce qui est observé lors des tremblements de terre, " dit Ajay Sood, Professeur titulaire de la Chaire DST Year of Science au Département de Physique, IISc, et auteur principal de l'article publié dans Communication Nature .

Les tremblements de terre se produisent généralement en raison de la friction entre des morceaux de la surface de la Terre appelés plaques tectoniques, libérant une explosion soudaine d'énergie qui cause de graves dommages à l'environnement et aux vies humaines. Les scientifiques ne savent toujours pas comment prédire quand un prochain tremblement de terre se produira, ou à quel point il sera fort.

Pour simuler des tremblements de terre en laboratoire, les chercheurs appliquent généralement une force sur les roches ou les matériaux céramiques et étudient la façon dont ils se déforment et se fissurent sous contrainte. Mais parce que ce sont des solides, il peut être difficile d'étudier les changements qui se produisent à l'intérieur des matériaux avant qu'ils ne s'ouvrent.

"Le principal inconvénient de ces expériences précédentes est que personne ne peut sonder directement la structure du domaine, " dit Sayantan Majumdar, Professeur associé au RRI et l'un des auteurs. "Nous ne pouvons pas voir ce qui se passe à l'intérieur du matériau."

Dans l'étude actuelle, les chercheurs ont plutôt utilisé des matériaux souples, et observé comment ils réagissaient au stress. A l'aide d'un microscope optique et d'une caméra, ils ont pu observer de près l'évolution de l'intérieur du matériau au fil du temps.

Ils ont découvert que la vitesse à laquelle le matériau s'est réorganisé montrait des motifs de type rafale persistant pendant des milliers de secondes, ressemblant à des pré-chocs et des répliques sismiques. Ces événements se produisent généralement sur des centaines de kilomètres lors de tremblements de terre. "Nous avons pu observer ce phénomène à une échelle d'environ 10 microns. C'est un énorme avantage, " dit Pradip Bera, premier auteur et un doctorat. étudiant au département de physique, IISc.

Les chercheurs ont également découvert que ces modèles obéissaient aux lois qui régissent la dynamique des tremblements de terre. Un de ceux-là, dite loi Gutenberg-Richter, décrit la force des tremblements de terre. Un autre, appelé la loi Omori, décrit comment la fréquence des répliques diminue au fil du temps. Les valeurs des paramètres mathématiques définis par ces lois, lorsqu'il est calculé pour les matériaux mous, ont été trouvés très proches de ceux qui ont été rapportés pour de vrais tremblements de terre. Les écarts de temps entre les pics se sont également avérés correspondre étroitement aux modèles de la vie réelle.

Les chercheurs espèrent que d'autres études sur ces matériaux permettront éventuellement d'identifier les précurseurs microscopiques des tremblements de terre.