Un séisme lent pour un tremblement de terre violent

Le lent glissement d’une plaque océanique sous la plaque continentale dans une zone de subduction pourrait être à l'origine d'un séisme de magnitude 7,3 survenu au Mexique en 2014.

Sean Bailly

Les tremblements de terre ne se manifestent pas toujours par des secousses brèves et violentes, capables de détruire une ville ou de provoquer un raz-de-marée. Il existe des séismes beaucoup plus discrets qui se déroulent sur quelques jours, voire plusieurs mois. Ces séismes « lents » libèrent tout autant d’énergie, mais leurs conséquences étant moins visibles, ils ont été découverts il y a seulement une vingtaine d’années. De nombreuses questions se posent encore à leur sujet. En particulier, comment interagissent-ils avec les tremblements de terre brefs et violents ? L’hypothèse que des séismes lents se produisent parfois avant des tremblements de terre majeurs a été avancée pour le séisme de Tohoku au Japon, en 2011, et dans une moindre mesure pour le séisme d’Iquique au Chili, en 2014. Le scénario reste toutefois discuté parmi les spécialistes. Mathilde Radiguet et ses collègues de l’université de Grenoble Alpes, en collaboration avec des chercheurs de l’Université de Mexico, apportent un nouvel argument en faveur d'un lien entre certains séismes lents et les séismes violents : ils ont mis en évidence qu'un séisme lent se manifestait depuis deux mois dans la région de Guerrero, au Mexique, quand le tremblement de terre de Papanoa, de magnitude 7,3, s’est déclenché le 18 avril 2014.

Les zones de subduction, régions où les plaques tectoniques océaniques denses plongent sous les plaques continentales, sont le thêatre de nombreux séismes. Ces plaques ne coulissent pas toujours parfaitement, si bien qu'elles se déforment et accumulent de l’énergie mécanique. Lorsque cette énergie est soudainement libérée, une secousse violente se produit. Mais parfois le glissement des plaques est plus progressif et la tension mécanique se relâche continuement. L’énergie est alors dissipée sur une longue période et ce séisme lent ne provoque pas d’événement catastrophique.

Mathilde Radiguet et ses collègues ont étudié les séismes lents dans la région où se rencontrent la plaque continentale américaine et la plaque océanique des îles Cocos, dans l’océan Pacifique. Ils se sont intéressés à la région de Guerrero, sur la côte mexicaine, qui est particulièrement intéressante, car elle est qualifiée de « lacune sismique » : avant le séisme de 2014, la dernière secousse violente datait de 1912. Des séismes lents expliquent probablement pourquoi les tremblements de terre violents y sont si peu fréquents.

Un réseau de 39 stations GPS permet la surveillance de la région depuis 1997. Les données indiquent que la plaque des îles Cocos et la plaque américaine se rapprochent en moyenne à la vitesse de cinq à six centimètres par an. Mais tous les quatre ans, la région subit des glissements, en sens inverse, d’environ une quinzaine de centimètres. Ce glissement lent se déroule pendant environ six mois entre 15 et 40 kilomètres de profondeur. Dans la région de Guerrero, les séismes lents sont accompagnés par de petites vibrations sismiques de faibles intensité et basse fréquence qu’on appelle des trémors.

Cependant, le séisme lent qui a commencé en février 2014 dans cette région a été suivi par une forte secousse de magnitude 7,3 au Nord-Ouest, près de la localité de Papanoa, le 18 avril 2014. La proximité spatio-temporelle des deux phénomènes laisse penser qu’il y a un lien entre les deux. Mathilde Radiguet et ses collègues ont proposé plusieurs scénarios reliant les deux événements : le glissement lent pourrait avoir augmenté la tension mécanique à l’hypocentre du séisme de Papanoa, ou il aurait pu fragiliser la résistance des matériaux dans l’hypocentre et, dans les deux cas, déclencher la secousse.

Cette étude semble confirmer que dans certains cas, les séismes lents déclencheraient des tremblements de terre brefs et violents. Il y aurait donc un risque accru de secousses pendant une période de séisme lent. Cependant, la connexion entre séismes lents et violents n’est pas systématique. Reste à mieux comprendre les mécanismes en jeu pour identifier les caractéristiques susceptibles de déclencher un tremblement de terre.

Sean Bailly est journaliste à Pour la Science