Découverte sismique : le tremblement de terre de 2011 au Japon a déplacé toute l’île après que les vagues ont touché le cœur
Le 11 mars 2011, un puissant séisme de magnitude 9,0 a secoué le Japon, déclenchant un nouveau phénomène de déplacement du sol. Environ 15 minutes après la secousse initiale, enregistrée à 14h46 heure locale, la majeure partie du territoire japonais s’est déplacée vers l’est, selon les données recueillies par les stations GPS.
Ce mouvement, bien que subtil – entre 5 et 6 millimètres (0,20 à 0,24 pouces) – était de nature permanente et a été initialement sous-estimé ou rejeté comme une erreur de mesure. Cependant, le géophysicien Sunyoung Park, chercheur à l’Université de Chicago, a interprété les signaux différemment, y voyant la preuve d’un réel changement. Une étude récente a confirmé que le déplacement du sol représentait un événement sismique « extraordinaire » et sans précédent.
Park, qui a dirigé l’enquête, a souligné le caractère unique de cet événement. “Ce qui était inhabituel dans ce mouvement, c’est que pratiquement tout le Japon se déplaçait de manière presque uniforme et simultanée”, a expliqué le géophysicien.
Le chercheur a en outre expliqué que ce déplacement, qui a couvert le continent japonais, s’étendant de Hokkaido à Kyushu sur environ 3 000 kilomètres (1 800 miles), ne s’est pas produit en même temps que le séisme principal et a précédé toute réplique pertinente.
Après une analyse approfondie des données sismiques et GPS, Park et son équipe ont révélé que les ondes de la secousse se sont propagées jusqu’au noyau terrestre. Ces ondes sont ensuite revenues sur la croûte, provoquant le déplacement de quatre plaques tectoniques importantes.
Les sismologues savaient déjà que les ondes générées par de grands tremblements de terre pouvaient traverser la planète et se refléter dans le noyau externe, qui est une couche de métal liquide. Cependant, la croyance dominante était que cette énergie se dispersait avant d’atteindre à nouveau la surface de la Terre.
Park a souligné le caractère sans précédent de la découverte. “Ce type d’onde en profondeur qui déclenche une sorte d’événement est quelque chose de nouveau, et cet événement est très inhabituel, également dans le sens où il est si complet”, a déclaré le géophysicien.
On sait que les tremblements de terre provoquent des mouvements de sol importants, entraînant des fissures et un déplacement de zones plus vastes de plusieurs centimètres. Cependant, ces mouvements sont souvent plus limités géographiquement que le phénomène global qui a touché l’ensemble du Japon, tel qu’identifié par l’équipe de Park.
Goran Ekstrom, géophysicien à l’Université de Columbia, a souligné que lors du tremblement de terre de 2011, les deux plaques en interaction sous le Japon se sont déplacées d’environ 10 mètres.
Ekstrom, qui n’a pas participé à l’étude, a expliqué que “ce mouvement rapide est à l’origine du tremblement de terre et du tsunami, et a également provoqué le déplacement de toute l’île de Honshu vers l’est d’environ 20 centimètres”, faisant référence à la plus grande île de l’archipel japonais.
Le déplacement identifié par Park et son équipe, bien que de moindre ampleur, se distingue par sa portée géographique. Il s’agit du mouvement le plus étendu jamais enregistré et a libéré une quantité d’énergie comparable à celle d’un séisme de magnitude 7,5, selon les informations publiées dans un communiqué.
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Identification d’une nouvelle catégorie de risque sismique
Le séisme de mars 2011, dont l’épicentre se trouvait à 372 kilomètres au nord-est de Tokyo, est considéré comme le plus dévastateur de l’histoire du Japon. Cela a provoqué un tsunami massif, une crise nucléaire et la perte d’environ 20 000 vies. Park a souligné l’importance pour les décideurs d’être informés de cette source de risque sismique jusqu’alors ignorée.
Contrairement aux répliques, dont la prévision est imprécise, le trajet et le retour des ondes jusqu’au noyau terrestre – un trajet d’environ 5 800 kilomètres – prend environ 15 minutes. Cet intervalle offre une fenêtre pour anticiper l’événement et potentiellement se préparer. Cependant, en raison de la large répartition de l’énergie sismique sur une vaste zone, la perception et les dégâts seraient moindres que ceux d’un séisme classique de magnitude 7,5, qui concentre son énergie dans une région plus restreinte.
Park a mentionné que “même s’il y avait des dégâts, il serait probablement très difficile de les distinguer des dommages causés par la secousse principale et les répliques ultérieures”.
Le déplacement observé en 2011, provoqué par l’onde sismique qui a atteint le noyau terrestre, a affecté les jonctions des plaques tectoniques Pacifique et Okhotsk, ainsi que la limite entre la mer des Philippines et les plaques eurasiennes. Les plaques tectoniques sont des segments de la croûte rocheuse de la planète qui se déplacent continuellement et progressivement.
Park a suggéré que l’impact intense du séisme principal aurait pu faciliter l’arrivée de l’onde depuis le noyau. Ce phénomène aurait réactivé la faille proche de l’épicentre de la secousse principale et aurait également activé des mouvements aux intersections de plaques situées à de plus grandes distances.
Vedran Lekić, professeur au département des sciences géologiques, environnementales et planétaires de l’Université du Maryland, a souligné que le Japon dispose d’un « magnifique » réseau de stations de surveillance sismique et satellitaire, qui a permis d’enregistrer un événement de cette nature. Il a toutefois averti qu’il est possible que “ce type de phénomène se produise dans d’autres régions disposant de peu d’instruments de surveillance, où il ne peut pas être définitivement documenté”.
Lekić, qui n’a pas participé à la recherche, a ajouté qu’à sa connaissance, le mouvement du sol sur un vaste système de failles, similaire à celui du Japon, n’avait jamais été lié à l’arrivée d’une onde sismique se reflétant sur le noyau terrestre.
Park et son équipe ont analysé d’autres hypothèses concernant le déplacement du Japon vers l’est, comme un éventuel glissement de terrain sous-marin. Toutefois, ils ont fait valoir que les effets d’un tel événement seraient considérablement plus localisés.
Amanda Thomas, géophysicienne à l’Université de Californie à Davis, qui n’a pas non plus participé à l’étude récente, a qualifié la recherche de « très importante » si l’interprétation des données est confirmée.
Elle a expliqué que “l’implication plus large de l’étude est que les grands tremblements de terre peuvent continuer à influencer les systèmes de failles de manière inattendue pendant plusieurs minutes après la rupture principale, non seulement par le biais de répliques mais également par le passage d’ondes sismiques arrivant plus tard”.
Il a conclu : “Nous ne comprenons pas encore complètement comment fonctionnent les défauts, et ce type d’observation nous donne une autre pièce du puzzle.”
