Dommages causés par le tremblement de terre en Haïti.
Les professeurs adjoints Camilla Cattania et William Frank discutent de la science derrière les tremblements de terre de 2010 et 2021 en Haïti.
Le 14 août 2021, un séisme de magnitude 7,2 a frappé Haïti. Le plus grand tremblement de terre de la région depuis 2010, la catastrophe a fait au moins 2 000 morts, 12 000 blessés et près de 53 000 maisons détruites. Deux professeurs adjoints au AVEC Le Département des sciences de la Terre, de l’atmosphère et des planètes explique pourquoi la région est sensible aux tremblements de terre et ce qui a changé – en Haïti et dans la science des tremblements de terre – depuis l’événement dévastateur de 2010, quand le pays n’avait qu’un seul sismomètre.
Camilla Cattania est une sismologue expérimentée dans la modélisation numérique, la physique des tremblements de terre et la sismologie statistique ; et William Frank est un géophysicien spécialisé dans les mécanismes physiques qui contrôlent la déformation au sein de la Terre‘croûte de s.
Camilla Cattania (à gauche) et William Frank sont professeurs adjoints au Département des sciences de la Terre, de l’atmosphère et des planètes, spécialisé dans la science des tremblements de terre. Crédit : Photos avec l’aimable autorisation de la faculté
Question : Pourquoi Haïti est-il sujet aux tremblements de terre ?
Catane : Je vais commencer par le cadre général de la tectonique. L’île d’Hispaniola, qui comprend Haïti et la République dominicaine, est prise en sandwich entre la plaque nord-américaine au nord et la plaque caraïbe au sud. Haïti est principalement sur une petite assiette qui est prise en sandwich entre les deux. À chaque frontière de plaque, il y a des failles, des fractures dans la croûte terrestre, s’étendant approximativement d’est en ouest. Le séisme s’est produit dans le système de failles le plus au sud, appelé système de failles Enriquillo-Plantain Garden, où il y a des failles avec des orientations légèrement différentes, créant une géométrie de faille complexe. La plaque nord se déplace vers l’ouest tandis que la plaque sud se déplace vers l’est, provoquant des tremblements de terre le long de cette zone de faille.
Franc: Non seulement vous avez un mouvement de glissement d’est en ouest, mais vous avez également un mouvement de compression ou de compression à la limite de la plaque qui est accueilli par d’autres failles voisines. Par exemple, l’une des grandes questions pour le séisme de 2010 est : sur quelle faille s’est-il réellement produit ? On aurait dit que c’était juste à côté du système de failles Enriquillo-Plantain Garden, mais était-ce sur une faille de translation, de glissement ou de compression ? Il y a beaucoup de questions en suspens sur la complexité de ce qui, de loin, semble simple.
Catane : La région passe du mouvement horizontal, dans lequel les plaques glissent les unes sur les autres, au mouvement de compression décrit par William, qui a un certain mouvement vertical. Même dans ce séisme, les modèles préliminaires montrent qu’il y avait un peu des deux.
Une autre question serait : Pourquoi maintenant ? Pourquoi y a-t-il eu récemment deux tremblements de terre ? Le système de failles Enriquillo-Plantain Garden a été associé à des tremblements de terre en 1751, 1770, 1860, sans grand chose entre les deux. Une longue période sans sismicité peut augmenter la probabilité que vous ayez un tremblement de terre parce que vous avez eu plus de temps pour accumuler des contraintes. De plus, le séisme de 2010, qui s’est produit sur une faille subsidiaire, a encore accru les contraintes à l’emplacement du séisme de 2021.
La microplaque de la Gonâve et les zones de failles environnantes. Crédit : NASA WorldWind (retouché par mikenorton)
Question : Qu’est-ce qui est identique et qu’est-ce qui est différent entre ce tremblement de terre et le tremblement de terre de 2010 ?
Franc: Le séisme de 2010 s’est produit sur une faille qui n’avait pas été identifiée auparavant, l’une des failles qui s’adapte au mouvement de compression de la limite de la plaque. La question que nous nous posons maintenant est de savoir si ce récent séisme est sur la principale faille de translation, ou s’il est également sur une autre faille qui s’adapte au mouvement de compression. Si tel était le cas, ce serait la même frontière de plaque, mais un régime de failles différent.
Catane : La raison pour laquelle il y a tant d’inconnues est que cette région était très peu instrumentée jusqu’en 2010, quand Haïti n’avait pas de réseau sismique permanent. Maintenant, la région a plus de sismomètres, et les gens ont aussi sismomètres portables de mauvaise qualité dans leurs maisons qui fournissent une grande quantité de mesures. La qualité des données que nous avons de ce tremblement de terre est supérieure à tout ce que nous aurions eu en 2010 ou avant. Je pense que nous aurons plus de réponses à l’avenir à certaines de ces questions qu’avant parce que l’instrumentation s’est améliorée entre ces deux événements.
Franc: Une instrumentation accrue nous permet d’avoir une meilleure image de ce qui se passe dans la zone de faille lors du séisme principal et des répliques qui s’ensuivent. L’histoire parallèle sur la raison pour laquelle cela est possible est que lors du tremblement de terre de 2010, il n’y avait pas de sismologie à l’Université d’État d’Haïti. Maintenant, il y a un département de géosciences qui recrute et forme des sismologues.
Il y a un site d’information c’est le résultat d’une collaboration passionnante entre des chercheurs en géosciences en Haïti et l’Université de Nice en France, où ils publient des localisations en temps réel et des détections de répliques. Il fournit d’énormes quantités de données qui sont accessibles au public. Dans l’ensemble, il y a beaucoup plus d’activité en Haïti, d’instrumentation, d’intérêt général pour le risque sismique et de personnes pour étudier les données, qu’il n’y en avait lors du tremblement de terre de 2010.
Catane : Une autre différence entre ces événements était leur ampleur. Le premier était 7; ce dernier était de 7,2. Mais l’emplacement était également différent – le premier était plus proche de Port-au-Prince et généralement des zones plus peuplées. Le fait que celui-ci soit plus fort n’implique pas nécessairement qu’il soit plus dommageable.
Question : Que nous disent vos recherches sur les futurs tremblements de terre dans cette région ? Que savons-nous en tant que communauté scientifique ?
Catane : Nous ne pouvons pas prédire avec certitude l’emplacement ou la magnitude d’énormes tremblements de terre dans cette région ou ailleurs ; cependant, nous connaissons les propriétés typiques des répliques. Fondamentalement, vous ressentirez des centaines de tremblements de terre au cours des premières semaines, puis ce nombre diminuera progressivement à moins que l’un de ces tremblements de terre ne soit suffisamment important pour démarrer une nouvelle séquence.
Comment le séisme affecte-t-il le système de failles ? Nous avons eu un tremblement de terre en 2010 qui s’est produit à l’est du tremblement de terre actuel, et cela a augmenté la quantité de stress là où le tremblement de terre de 2021 s’est produit. Si vous regardez une carte de cette région, il est clair qu’il existe d’autres segments de ce même système de failles sur lesquels des séismes majeurs ne se sont pas produits depuis longtemps. Il est possible que d’autres séismes destructeurs se produisent sur le même système de failles.
Franc: Pour moi, ce qui est le plus lié à ma recherche est de développer des moyens efficaces pour détecter, identifier et caractériser les répliques. Nous avons développé des techniques de traitement du signal que nous pouvons utiliser sur les données sismiques pour identifier les tremblements de terre, et une fois que nous sommes capables de les identifier, nous pouvons obtenir de bons emplacements. Nous sommes en mesure d’étudier le taux d’occurrence de ces répliques.
Ces catalogues de répliques sont extrêmement importants pour comprendre l’étendue de la rupture et identifier les failles et les plans réels sur lesquels elles se produisent. Il existe deux façons simples d’identifier la structure. Vous pouvez regarder le séisme principal lui-même, ou la zone de rupture du séisme principal, où les répliques délimitent souvent l’endroit où le séisme principal s’est produit. Et une fois que vous pouvez identifier, localiser et caractériser ces répliques, vous pouvez mieux modéliser le séisme.
Catane : Mon travail a consisté à inclure la complexité géométrique dans les prévisions de répliques. Lorsque vous essayez de déterminer où les répliques se produiront, vous devez en savoir autant que possible sur l’orientation des failles existantes, et parfois vous devez faire des hypothèses simplifiées à ce sujet. J’ai développé des méthodes qui aident à mieux inclure tout ce que nous savons, en utilisant des données et le type d’informations que William décrivait, pour essayer de déduire comment une réplique va évoluer compte tenu de la géométrie de la faille et de sa variabilité dans cette région. Mes méthodes vous permettent de prendre des informations affinées sur la géométrie des failles pour produire de meilleures prévisions de répliques.
Franc: C’est pourquoi je suis ravi d’être ici avec Camilla, car nous pouvons établir ce lien direct.
