Si la possibilité d’une magnitude de 7,5 avait été anticipée par certains modèles, c’est bien l’enchaînement des événements qui a surpris les experts lors du séisme qui a frappé le Japon ce 1er janvier. Car cette violente secousse a été précédée par un essaim sismique qui dure depuis trois ans. Une situation qui, habituellement, ne donne pas lieu à un séisme si puissant.
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Alors que le Japon déplore désormais plus de 200 morts et encore une centaine de disparus, les scientifiques tentent désormais de comprendre l'origine du séisme qui a frappé le pays au premier jour de l'année 2024. Car certaines observations suggèrent qu'il s'agit d'un événement bien particulier.
Certes, le Japon est une région à très fort risque sismique. Ce n'est une surprise pour personne, et encore moins pour les autorités japonaises, qui mettent tout en œuvre pour assurer la sécurité de la population. Il n’empêche que la violence du séisme, ce 1er janvier 2024, a surpris.
Des dizaines de milliers de petites secousses depuis trois ans
Ce n'est pas la magnitudemagnitude de 7,5 qui a pris de court les experts, mais bien l'enchaînement des événements que l'on observe dans la région de la péninsule de Noto depuis plusieurs années. Les séismes de magnitude supérieure à 7 sont en effet relativement fréquents dans le pays. Sur les 20 dernières années, la péninsule a d'ailleurs connu plusieurs séismes de magnitude 6 et un modèle produit en 2014 suggérait la possibilité d'un événement de magnitude 7,6 dans la région. Ce qui est inhabituel, c'est qu'il se soit produit après un essaim de tremblement de terretremblement de terre.
Carte montrant la probabilité de chaque site d'être affecté par un séisme d'intensité de plus ou moins 6 dans les 30 prochaines années. La côte est, bien sûr, est la plus à risque mais l'ensemble du pays est concerné. © Japan Seismic Hazard Information Station
Cela fait en effet trois ans que la péninsule est secouée par des dizaines de milliers de séismes, de magnitude faible à modérée, la plupart du temps imperceptibles par la population. Le réseau sismologique japonais est cependant extrêmement dense et les scientifiques ont pu suivre cette évolution sismique au fil du temps. La côte ouest est en effet parsemée de failles qui se sont développées et bougent sous la contrainte qu'impose la rencontre entre plusieurs plaques tectoniques sur la côte opposée. Cette sismicité intense mais peu puissante, étalée dans le temps (d'où le terme d'essaim sismique) indique que les compartiments rocheux bougent en continu les uns par rapport aux autres, accommodant régulièrement les contraintes et relâchant les tensions de manière graduelle. En soi, c'est donc plutôt un bon signe, car au lieu que les contraintes tectoniques ne s'accumulent, elles sont relâchées régulièrement, un peu comme la soupape d'une cocotte-minute. Habituellement, ce comportement évite qu'un puissant séisme ne se déclenche. Et c'est le hic. Pourquoi, malgré cet essaim sismique antérieur, un séisme de magnitude 7,5 s'est-il produit dans cette région ?
Figure présentant la sismicité dans la péninsule de Noto au cours des dernières années. On note le début de l'essaim sismique à partir de novembre 2020 avec une augmentation très nette du nombre de petits séismes. © Toda and Stein, 2024, cc by-nc-nd 4.0
Un enchaînement inhabituel d’événements sismiques
Dans le magazine Science, Zachary RossRoss, géophysicien au California Institute of Technology, se dit perplexe. « Je n'ai en tête aucun autre exemple dans le monde impliquant un essaim sismique qui aurait précédé un événement d'une telle ampleur », avoue-t-il. Alors, que s'est-il passé ?
Comme d'habitude, ce dramatique épisode nous montre que nous sommes encore loin de comprendre en détail le fonctionnement des zones sismiques et que les processus qui s'y jouent sont certainement bien plus complexes qu'on ne le pensait.
Le sismologuesismologue japonais Aitaro Kato explique qu'habituellement, les essaims sismiques se produisent lorsque la chaleurchaleur des roches en profondeur fait monter la pressionpression des fluides (gazgaz, eau ou magma), qui lubrifient les failles et permettent ainsi aux compartiments rocheux de glisser petit à petit. Ce processus se produit généralement sur plusieurs jours, mois ou années et se caractérise par un nombre important de séismes de petite à moyenne magnitude, sans produire de rupture majeure. Ce type de sismicité n'était cependant pas forcément attendu dans cette région, qui ne possède ni activité volcanique ni activité géothermique pour, a priori, déclencher une pression de fluides suffisante au déclenchement d'un essaim. C'est pourtant ce qui est observé depuis novembre 2020.
Des glissements en profondeur qui auraient déstabilisé les failles en surface ?
De récentes études proposent ainsi que des fluides remonteraient depuis le manteaumanteau jusque dans la croûtecroûte, produisant des glissements sur les failles profondes. Récemment, les scientifiques ont toutefois noté une augmentation de la magnitude des secousses. Auparavant inférieure à 4, les stations sismiques ont enregistré un séisme de magnitude 5,4 en juin 2022 puis un de 6,5 en mai 2023. Un comportement inhabituel qui pourrait être considéré aujourd'hui comme précurseur du séisme du 1er janvier. Pour Takuya Nishimura de l'université de Kyoto, les mouvementsmouvements liés à la pression des fluides en profondeur ont pu en effet engendrer des contraintes supplémentaires dans les failles situées plus proches de la surface, provoquant finalement une rupture brutale.
Les destructions sont très importantes dans la péninsule de Noto, suite au séisme de magnitude 7,5. © Japan Ministry of Defence (防衛省), Wikimedia Commons, CC by 4.0
Le lien exact entre l'essaim sismique et le séisme du 1er janvier reste encore toutefois à déterminer. Comprendre les processus qui sont intervenus dans cet enchaînement pourrait permettre de distinguer, dans le futur, si un essaim sismique semble précurseur d'une rupture majeure ou non. Mais il reste pour cela encore beaucoup de chemin à parcourir.
