Les sismologues ne peuvent pas prédire un tremblement de terre imminent, mais des prévisions à plus long terme sont possibles

Presque comme les répliques, les questions sur la prévision des tremblements de terre ont tendance à suivre des catastrophes comme le tremblement de terre du 6 février 2023 entre la Turquie et la Syrie. Un préavis aurait-il pu empêcher une partie de la dévastation? Malheureusement, les prédictions utiles sont encore du domaine de la science-fiction.

Harold Tobin, professeur de sismologie et de géorisques à l’Université de Washington, dirige le Pacific Northwest Seismic Network. Il explique les différences entre la prédiction et la prévision des tremblements de terre, ainsi que les systèmes d’alerte précoce qui sont actuellement en place dans certaines régions.

Les scientifiques peuvent-ils prédire un tremblement de terre particulier ?

Bref, non. La science n’a pas encore trouvé de moyen de faire des prédictions de tremblement de terre exploitables. Une prédiction utile préciserait un moment, un lieu et une ampleur – et tout cela devrait être assez précis, avec un préavis suffisant pour en valoir la peine.

Par exemple, si je prédis que la Californie aura un tremblement de terre en 2023, cela se réalisera certainement, mais ce n’est pas utile car la Californie subit chaque jour de nombreux petits tremblements de terre. Ou imaginez que je prédis qu’un tremblement de terre de magnitude 8 ou plus frappera le nord-ouest du Pacifique. C’est presque certainement vrai mais ne précise pas quand, donc ce n’est pas une nouvelle information utile.

Les tremblements de terre se produisent parce que les mouvements lents et réguliers des plaques tectoniques provoquent l’accumulation de contraintes le long des failles de la croûte terrestre. Les failles ne sont pas vraiment des lignes, mais des avions s’étendant sur des kilomètres dans le sol. Le frottement dû à l’énorme pression exercée par le poids de toute la roche sus-jacente maintient ces fissures ensemble.

Un tremblement de terre commence à un petit endroit de la faille où la contrainte l’emporte sur la friction. Les deux côtés glissent l’un contre l’autre, la rupture s’étendant à un mile ou deux par seconde. Le broyage des deux côtés l’un contre l’autre sur le plan de faille envoie des ondes de mouvement de la roche dans toutes les directions. Comme les ondulations d’un étang après la chute d’une pierre, ce sont ces vagues qui font trembler le sol et causent des dégâts.

La plupart des tremblements de terre frappent sans avertissement parce que les failles sont bloquées – verrouillées et immobiles malgré la tension des plaques mobiles qui les entourent, et donc silencieuses jusqu’à ce que la rupture commence. Les sismologues n’ont pas encore trouvé de signal fiable à mesurer avant cette rupture initiale.

Qu’en est-il de la probabilité d’un tremblement de terre dans une zone ?

D’un autre côté, la science sismique d’aujourd’hui a parcouru un long chemin dans ce que j’appellerai la prévision par opposition à la prédiction.

Les sismologues peuvent mesurer le mouvement des plaques avec une précision millimétrique à l’aide de la technologie GPS et d’autres moyens, et détecter les endroits où le stress s’accumule. Les scientifiques connaissent l’histoire enregistrée des tremblements de terre passés et peuvent même remonter plus loin dans le temps en utilisant les méthodes de la paléosismologie : les preuves géologiquement préservées des tremblements de terre passés.

La mise en commun de toutes ces informations nous permet de reconnaître les zones où les conditions sont propices à la rupture d’un défaut. Ces prévisions sont exprimées comme la probabilité d’un tremblement de terre d’une taille donnée ou plus dans une région sur une période de plusieurs décennies dans le futur. Par exemple, l’US Geological Survey estime que la probabilité d’un séisme de magnitude 6,7 ou plus dans la région de la baie de San Francisco au cours des 30 prochaines années est de 72 %.

Y a-t-il des indices qu’un tremblement de terre pourrait arriver?

Seulement environ 1 tremblement de terre destructeur sur 20 a des précurseurs – des tremblements de terre plus petits qui précèdent un tremblement de terre plus important au même endroit. Par définition, ce ne sont pas des précurseurs, cependant, jusqu’à ce qu’un plus grand suive. L’incapacité de reconnaître si un tremblement de terre isolé est une prévision est une grande partie de la raison pour laquelle une prévision utile nous échappe encore.

Cependant, au cours de la dernière décennie, il y a eu un certain nombre de tremblements de terre massifs de magnitude 8 ou plus, y compris le tremblement de terre et le tsunami de magnitude 9,0 de Tohoku en 2011 au Japon et un tremblement de terre de magnitude 8,1 en 2014 au Chili. Il est intéressant de noter qu’une plus grande partie de ces tremblements de terre très importants semblent avoir présenté des événements précurseurs, soit sous la forme d’une série de chocs détectés par des sismomètres, soit de mouvements accélérés de la croûte terrestre à proximité détectés par des stations GPS, appelés “événements de glissement lent”. ” par des sismologues.

Ces observations suggèrent peut-être qu’il y a vraiment des signaux précurseurs pour au moins quelques énormes tremblements de terre. Peut-être que la taille même du tremblement de terre qui a suivi a rendu plus détectables des changements autrement imperceptibles dans la région de la faille avant l’événement principal. Nous ne le savons pas, car si peu de ces tremblements de terre de magnitude supérieure à 8 se produisent. Les scientifiques n’ont pas beaucoup d’exemples sur lesquels s’appuyer pour tester des hypothèses avec des méthodes statistiques.

En fait, alors que les spécialistes des tremblements de terre conviennent tous que nous ne pouvons pas prédire les tremblements de terre aujourd’hui, il y a maintenant essentiellement deux camps : d’un côté, les tremblements de terre sont le résultat de cascades complexes d’effets minuscules – une sorte de réaction en chaîne sensible qui commence par le proverbial battements d’ailes de papillon au plus profond d’une faille – ils sont donc intrinsèquement imprévisibles et le resteront toujours. D’un autre côté, certains géophysiciens pensent que nous pourrons un jour déverrouiller la clé de la prédiction, si nous pouvons simplement trouver les bons signaux à mesurer et acquérir suffisamment d’expérience.

Comment fonctionnent les systèmes d’alerte précoce ?

Une véritable percée aujourd’hui est que les scientifiques ont développé des systèmes d’alerte précoce aux tremblements de terre comme l’USGS ShakeAlert qui opère maintenant en Californie, en Oregon et dans l’État de Washington. Ces systèmes peuvent envoyer une alerte aux appareils mobiles des résidents et aux opérateurs de machines critiques, y compris les services publics, les hôpitaux, les trains, etc., en avertissant de quelques secondes à plus d’une minute avant le début des secousses.

Cela ressemble à une prédiction de tremblement de terre, mais ce n’est pas le cas. L’alerte précoce aux séismes s’appuie sur des réseaux de sismomètres qui détectent le tout début d’un séisme sur une faille et calculent automatiquement son emplacement et sa magnitude avant que les ondes destructrices ne se soient propagées très loin. La détection, le calcul et le transfert de données se produisent tous à une vitesse proche de la lumière, tandis que les ondes sismiques se déplacent plus lentement. C’est ce décalage horaire qui permet l’alerte précoce.

Par exemple, si un tremblement de terre commence au large des côtes de l’État de Washington sous l’océan, les stations côtières peuvent le détecter, et des villes comme Portland et Seattle pourraient obtenir des dizaines de secondes de temps d’avertissement. Les gens peuvent bien avoir suffisamment de temps pour prendre une mesure de sécurité des personnes comme “Laisser tomber, couvrir et tenir” – tant qu’ils sont suffisamment éloignés du défaut lui-même.

Quelles complications la prédiction entraînerait-elle ?

Alors que la prévision des tremblements de terre a souvent été qualifiée de “Saint Graal” de la sismologie, elle présenterait en fait de véritables dilemmes si jamais elle était développée.

Tout d’abord, les tremblements de terre sont si peu fréquents que toutes les premières méthodes seront inévitablement d’une précision incertaine. Face à cette incertitude, qui fera l’appel pour prendre une mesure majeure, comme l’évacuation d’une ville ou d’une région entière ? Combien de temps les gens doivent-ils rester à l’écart si un tremblement de terre ne se produit pas ? Combien de fois avant que ce ne soit une situation de garçon qui a crié au loup et que le public cesse d’obéir aux ordres ? Comment les responsables équilibrent-ils les risques connus du chaos de l’évacuation massive avec le risque de la secousse elle-même ? L’idée que la technologie de prédiction émergera complètement formée et fiable est un mirage.

On dit souvent dans le domaine de la sismologie que les tremblements de terre ne tuent pas les gens, mais les bâtiments oui. Les scientifiques sont déjà assez bons aujourd’hui pour prévoir les risques de tremblement de terre que le meilleur plan d’action est de redoubler d’efforts pour construire ou moderniser des bâtiments, des ponts et d’autres infrastructures afin qu’ils soient sûrs et résistants en cas de tremblement de terre dans n’importe quelle zone connue pour être à risque de grands séismes futurs. Ces précautions seront payantes en vies et en biens sauvés bien plus qu’un moyen espéré de prévision des tremblements de terre, du moins dans un avenir prévisible.

Harold Tobin, professeur de sismologie et géorisques, Université de Washington

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