Gyles Lewis
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Le 24 août 2014, un tremblement de terre a ravagé la Napa-Sonoma Valley, dans le nord de la Californie. C'était le plus grand de la région de la baie de San Francisco en 25 ans, faisant deux morts et des centaines de blessés et causant des dégâts d'un demi-milliard de dollars..
Lorsque Meredith Kraner, géophysicienne de l'Université du Nevada, a examiné des séries chronologiques GPS de haute précision de la région autour du séisme, «nous avons trouvé cette signature vraiment intéressante dans les données», a-t-elle déclaré: un schéma révélateur d'expansion et de contraction dans le La croûte terrestre. Maintenant, dans une étude qui décrit cette découverte dans le Journal of Geophysical Research, Kraner et ses collègues explorent également si les fluctuations saisonnières des aquifères locaux pourraient expliquer ce cycle d'expansion et de contraction, un phénomène qui aurait pu déclencher le tremblement de terre lui-même. [7 façons dont la Terre change en un clin d'œil]
Les tremblements de terre se produisent lorsque les plaques tectoniques lentes de la Terre glissent soudainement l'une contre l'autre, généralement en raison d'une accumulation de stress qui déstabilise les deux. "C'est comme casser un bâton", a déclaré Kraner. "Si vous tirez dessus et que vous tirez dessus, il atteindra éventuellement son point de rupture."
Mais les fluctuations de la croûte terrestre observées par Kraner suggéraient qu'il y avait peut-être un élément saisonnier supplémentaire qui a déclenché ce processus. Elle a identifié ce modèle en collectant des données d'Earthscope, un vaste réseau de capteurs GPS de haute précision répartis dans l'ouest des États-Unis, sujet aux tremblements de terre. Depuis 2005, ces capteurs enregistrent des changements à l'échelle millimétrique dans la croûte terrestre, constituant un ensemble de données énorme et détaillé. En utilisant ces informations, Kraner a pu cartographier précisément l'expansion et la contraction de la croûte autour de la zone du tremblement de terre..
"La croûte est en extension à la fin de l'été, et elle est en contraction pendant l'hiver. Vous voyez cela se produire chaque année à cet endroit", a déclaré Kraner. "Notre théorie est que cette composante saisonnière a fourni la paille finale à ce tremblement de terre", a déclaré Kraner. .
Mais qu'y avait-il derrière ce cycle saisonnier inhabituel et comment pourrait-il être lié au tremblement de terre? Après que l'équipe a écarté plusieurs autres facteurs, "la seule chose à laquelle nous pouvions penser était une sorte de système aquifère local", a déclaré Kraner..
Pour tester cette idée, Kraner a utilisé des données satellitaires de la vallée de Napa-Sonoma, qui ont révélé des changements saisonniers notables de l'élévation du sol dans les zones où existent des bassins aquifères. [Galerie d'images: Les tremblements de terre destructeurs de ce millénaire]
On sait que les augmentations et les baisses des niveaux des eaux souterraines peuvent faire monter et descendre l'élévation à la surface de la Terre. Kraner n'a pas mesuré la quantité d'eau dans ces bassins, mais elle a supposé que si les niveaux des eaux souterraines diminuaient en été en raison de la faible disponibilité de l'eau, cela entraînerait une diminution des terres situées au-dessus. Lorsque cela se produit, il tirerait sur la croûte, la contractant horizontalement et «étirait» ou «étendrait» la terre entourant l'aquifère.
Selon cette logique, si les bassins aquifères de chaque côté de la ligne de faille reculent, cela entraînerait également une contraction horizontale du terrain de chaque côté de la faille. (En effet, les enregistrements GPS dans les données de Kraner ont montré une dispersion de 3 millimètres à travers le paysage en été.) Comme le desserrage d'une pince, cela relâcherait la pression de stabilisation sur la faille, facilitant le glissement des plaques les unes contre les autres et le déclenchement d'un tremblement de terre , Kraner a expliqué: “Le tremblement de terre s'est produit dans cette région d'expansion / extension entre ces deux aquifères.”
Cela signifie-t-il que l'épuisement des aquifères provoqué par l'homme peut déclencher ce processus et provoquer des tremblements de terre? Kraner a averti que l'étude ne pouvait pas répondre à cette question. Même ainsi, la région est caractérisée par des vignobles gourmands en eau qui pourraient entraîner la contraction de la surface de la Terre dans la région..
«En plus [des aquifères], vous avez des établissements vinicoles de Californie. Ils pompent beaucoup d'eau. Nous ne savons pas combien», a déclaré Kraner. Et cette dépendance à l'égard des eaux souterraines pourrait augmenter pendant les mois secs d'été et pendant la sécheresse. Mais Kraner n'a pas tardé à noter que son étude ne mesurait pas le volume d'eau ou les taux de pompage au moment du séisme..
Les niveaux des eaux souterraines fluctuent également naturellement, en raison des pluies, de l'évaporation et d'autres phénomènes naturels, a-t-elle déclaré..
Mais en tant que première étude à identifier ce modèle localisé d'expansion et de contraction dans la croûte terrestre, les recherches de Kraner révèlent de manière cruciale que le stress saisonnier peut être l'un des nombreux facteurs contribuant au déclenchement des tremblements de terre. Comprendre cet élément saisonnier pourrait un jour aider les scientifiques à créer des prévisions plus riches et plus précises pour ces phénomènes, a-t-elle déclaré..
"Vous ajoutez la dépendance du temps aux prévisions de tremblement de terre", a déclaré Kraner. "C'est important pour comprendre comment les tremblements de terre sont déclenchés."
Note de l'éditeur: cet article a été mis à jour pour indiquer qu'au lieu d'enregistrements sismiques, comme cela a été dit, les scientifiques ont examiné des séries chronologiques GPS de haute précision.
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