Une année de tremblements de terre

Voici une superbe dataviz vidéo (merci à Simon Kuestenmacher, un géographe allemand, qui l’a diffusée sur Twitter) de tous les séismes qui se sont produits sur Terre entre juillet 2017 et juillet 2018 :

Outstanding animated globe shows a year worth of earthquakes by depth (July 2017 to July 2018). In the interactive online version you can click on each individual #earthquake to learn more. Epic #dataviz! Source: https://t.co/zK1x2jr7ok pic.twitter.com/jaC2pK5ImE

— Simon Kuestenmacher (@simongerman600) November 17, 2019

Chaque point lumineux est un séisme ; l’intérêt de cette dataviz est d’introduire la 3D dans la localisation des séismes, que l’on représente d’habitude à plat sur une carte. Du coup on se rend compte que les tremblements de terre, que l’on imagine se produire à la surface du globe, se produise en réalité sous la surface, souvent à seulement quelques kilomètres de profondeur mais parfois beaucoup, beaucoup plus profondément, jusqu’à 700 km(*) !

Nombre de ces séismes très profonds ne sont que peu perceptibles en surface, mais ils n’échappent pas aux très sensibles sismomètres installés un peu partout sur le globe par les sismologues et qui permettent de les localiser très précisément. Le mécanisme qui les provoque est très particulier, c’est l’objet de ce petit article.

Quelle est l’origine des séismes ? La tectonique des plaques nous apprend que la partie la plus externe du globe terrestre, la lithosphère, est constituée de différentes « plaques » d’environ 100 km d’épaisseur en moyenne qui se déplacent en permanence à la surface du globe, à une vitesse de quelques centimètres par an. Certaines plaques convergent l’une vers l’autre et glissent l’une sous l’autre, tandis que d’autres divergent. Étant composées en surface de roches solides et rigides, ces mouvements de plaques ne sont pas fluides : les plaques se coincent, se bloquent facilement l’une contre l’autre, mais la tension s’accumule au cours du temps et les plaques finissent par se décoincer brutalement et par coulisser d’un coup, ce qui produit un séisme (ou tremblement de terre).

L’étude des séismes montre que leur profondeur dépend du type de mouvement relatif des plaques qui les provoquent :

• les séismes superficiels de quelques dizaines de km maximum de profondeur se produisent aux endroits où les plaques divergent, par exemple à la jonction des plaques américaines et européennes qui passe au milieu de l’océan atlantique,
• les séismes intermédiaires de quelques dizaines à une centaine de km de profondeur se produisent aux endroits où les plaques convergent, par exemple le long de la côte est de l’Amérique du Sud,
• les séismes profonds, jusqu’à environ 700 km, se produisent de même à proximité des plaques convergente, à l’endroit où une plaque glisse sous l’autre et s’enfonce loin dans les profondeurs de la Terre, par exemple sous l’Indonésie

Jusqu’à il y a peu, le mécanisme à l’origine des séismes très profonds restait une énigme pour les sismologues. En effet, à plusieurs centaines de kilomètre de profondeur, la température et la pression sont telles (plusieurs dizaines de milliers de bars, environ 1000°C) que la roche devient globalement visqueuse et n’est plus sujette au mécanisme de blocage-relâchement qui explique les séismes superficiels et intermédiaires.

Ce n’est que depuis quelques années qu’un mécanismes explicatif a été proposé (voir ici) : en s’enfonçant profondément, le principal minéral constituant le manteau terrestre, l’olivine, devient autour de 1000°C de plus en plus compact et en même temps moins résistant, et il finit par se fracturer à cause de la pression, ce qui cause ces séismes…

Pour en savoir plus sur les séismes, allez donc faire un tour sur le site de l’Université de Laval au Québec, ça change de wikipedia ;-)

(*) sur la vidéo, connaissant le rayon de la Terre d’environ 6370 km, les séismes semblent se produire bien plus profond que seulement 700 km. Cela est dû au fait que, lors de la fabrication de la vidéo, la profondeur a été volontairement exagérée (x8) pour être bien visible. Exactement comme sur les cartes géographiques en relief : l’altitude des montagnes est exagérée pour être mieux visible.