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Influence de la Météo sur les Séismes

Les Alizés Déclenchent des Séismes Océaniques

Dans le n°1112 (article ci-dessous), S&V révélait l'influence de la météo sur les événements géologiques. Ainsi, chutes de pluie, de neige et variations de la pression atmosphérique exercent de subtiles contraintes sur la croûte terrestre, qui peuvent avancer ou retarder des séismes et des épisodes volcaniques.

Une équipe de géologues et statisticiens de l'University College de Londres menée par Serge Guillas vient aujourd'hui de démontrer que les alizés du pacifique peuvent déclencher des séismes au niveau de la dorsale Est-pacifique. La violence de ces vents pousse l'eau de surface vers l'ouest. Au niveau de la dorsale Est-pacifique, la tranche d'eau est donc plus faible et exerce sur le fond de l'océan une pression moindre. Celle-ci permet aux failles de la dorsale de jouer pendant quelques mois, déclenchant de nombreux séismes. En parallèle, la variation du niveau de la mer entraînée par les alizés déclenche le phénomène El Nino. Les scientifiques pourraient donc utiliser les prévisions de l'arrivée du courant marin pour anticiper les phases de forte sismicité dans cette région du Pacifique.

M-C.Ma. - SCIENCE & VIE > Juillet > 2010

La Météo a le Don de Mettre la Terre en Colère

Volcans et séismes sont des phénomènes géologiques qui trouvent leur origine dans la dynamique de l'écorce terrestre, à plusieurs kilomètres sous la surface. Mais de meilleures capacités de mesures et l'étude statistique de longues séries de données soulignent aujourd'hui le rôle de la météorologie dans leur survenue. Une découverte qui ouvre des perspectives en termes de prédiction des risques naturels.

"De violentes pluies sont attendues demain sur le sud de l'île de Montserrat, le risque d'éruption du volcan de la Soufrière est par conséquent relevé au niveau 3. Les habitants sont invités à rester chez eux". Voici ce à quoi pourrait ressembler, dans un avenir proche, le bulletin météo de cette île des Caraïbes, voisine de la Guadeloupe, qui a été recouverte par une épaisse couche de cendres volcaniques le 11 février dernier. C'est en tout cas la vision qu'en a Adrian Matthews. Car cet hydrologue de l'université d'East Anglia (Royaume-Uni) a observé à de multiples reprises un regain d'activité de la Soufrière dans la demi-heure et pendant les heures qui suivaient d'intenses précipitations sur l'île. En clair : la pluie aurait réveillé le volcan !
Adrian Matthews n'est pas le seul à avoir mis en évidence un lien entre la météo et les humeurs de notre planète. Depuis quelques années, les exemples se sont multipliés dans la littérature scientifique : l'abondance des chutes de neige, de la pluie, et les variations de la pression atmosphérique ont été mises en avant pour expliquer la survenue d'éruptions volcaniques, mais aussi de tremblements de terre ou de glissements de terrain (encadrés).
Ce qui a permis aux scientifiques de révéler ces liaisons inattendues ? Essentiellement la possibilité d'observer aujourd'hui ces évènements à des échelles spatiales et temporelles de plus en plus fines. "Avant le développement de réseaux de mesures denses et à haute résolution, la plupart des géologues considéraient avec scepticisme tout lien entre le temps qu'il fait et les séismes ou les éruptions volcaniques", explique David Hill, sismologue du bureau de recherches géologiques des États-Unis (USGS). Même si l'influence du climat a, elle, été mise en évidence à l'échelle des temps géologiques. Car il est accepté depuis longtemps que lors des périodes glaciaires et interglaciaires, l'avancée et le recul des glaciers continentaux sont associés à l'accalmie ou à l'exacerbation de l'activité volcanique et sismique.

EFFET DE FLUCTUATIONS INFIMES

Ainsi, les volcans d'Islande ont recraché trente fois plus de lave après la fin du dernier âge glaciaire, il y a 12.000 ans. De même, l'activité des volcans de la Méditerranée présente un maximum à cette époque de déglaciation et d'élévation du niveau global des mers. Oui, mais il s'agissait alors de kilomètres de glace en moins au-dessus des continents, et d'une hausse du niveau des mers d'une centaine de mètres, deux phénomènes qui ont un poids significatif sur la croûte terrestre. Alors que ce que les études mettent en avant aujourd'hui, ce sont les effets de fluctuations quasi imperceptibles de la pression atmosphérique, de variations du niveau des mers d'une dizaine de centimètres, ou de quelques dizaines de millimètres de pluies tombées au cours d'une journée. Des perturbations infimes dont on comprend qu'un impact sur les phénomènes géologiques apparaisse difficilement concevable pour des scientifiques habitués à traiter avec des forces tectoniques des milliers de fois plus puissantes... "De nombreux sismologues n'acceptent pas l'idée que des paramètres météorologiques, comme la pression atmosphérique, puisssent affecter l'occurrence de tremblements de terre", estime Bill Schulz. Ce chercheur de l'USGS a pourtant publié en novembre 2009 une étude établissant, sur la base de détecteurs de mouvement à haute précision, un lien entre les variations quotidiennes de pression atmosphérique et la vitesse de déplacement d'un glissement de terrain dans les montagnes du Colorado (->). "Nos conclusions, comme celles d'autres équipes publiées ces derniers mois, devront être testées ailleurs avant d'être complètement acceptées, poursuit le géologue. Mais il n'y a pas si longtemps, la communauté des sismologues était fermement opposée à l'idée que des séismes puissent en déclencher d'autres à très longue distance. Or, c'est aujourd'hui un fait établi".
Un autre indice donne du crédit à un rapprochement entre colères de la terre et phénomènes météorologiques : l'analyse statistique des montagnes de données collectées, concernant à la fois les conditions météo et les enregistrements des sismomètres. Elle révèle qu'observer de manière récurrente des séismes quelques jours après de fortes pluies - comme cela a été en France, mais aussi en Suisse et en Allemagne - a une probabilité très faible d'être le simple fruit du hasard... Pour le savoir, les scientifiques vérifient que la corrélation entre météo et géologie obtenue avec les observations est bien supérieure à celles qu'ils obtiennent avec des catalogues de séismes dont la date est engendrée de façon aléatoire.
Il s'agit là d'un premier pas : en soi, une telle corrélation ne prouve pas formellement l'existence d'une relation de cause à effet entre ces deux événements. Pour ce faire, il reste à confirmer les mécanismes physiques par lesquels ces agents météorologiques extérieurs peuvent influer sur l'activité géologique de la planète. Deux catégories sont envisagées. Les premiers font appel à des modifications locales des pressions exercées sur la croûte terrestre sous l'effet du poids de l'eau ou de la neige accumulée. Tandis que les seconds reposent sur l'infiltration de l'eau de pluie en profondeur dans la zone de faille, ce qui favorise la rupture.

CONTRAINTES ADDITIONNELLES

Ces deux types de mécanismes sont caractérisés par des délais variables entre la perturbation atmosphérique et la réponse de la croûte terrestre. Celle-ci peut survenir quelques minutes après l'épisode météorologique, ou des mois plus tard, le temps que l'eau percole. Quel que soit le mécanisme imaginé, la météo ne vient toutefois perturber que très légèrement l'équilibre de la croûte terrestre. "Ce qui implique que la faille devait déjà être très près de la rupture, car ces contraintes additionnelles sont faibles aux regards des contraintes géologiques", analyse Alan Linde, de l'Institut Carnegie de Washington, qui a publié en janvier 2009 une étude démontrant que le passage de typhons sur l'île de Taïwan, et la chute de pression atmosphérique concomitante, s'accompagnait de séismes lents (qui se déroulent pendant plusieurs heures ou jours au lieu de quelques secondes). "Il ne faut pas oublier que la sismicité trouve avant tout sa source dans la confrontation des plaques tectoniques, rappelle Laurent Bollinger, du laboratoire de détection et de géophysique du CEA, auteur d'une étude révélant l'impact de la mousson sur la fréquence des tremblements de terre dans l'Himalaya. Donc le séisme n'est pas causé par le seul phénomène météorologique : il est déclenché par lui". En clair : la secousse tellurique aurait eu lieu de toute façon, mais les modifications de contraintes apportées par la météo ont changé son calendrier de quelques heures, jours ou semaines. De plus, favorisant ou inhibant le déclenchement de l'événement, elles peuvent aussi bien avancer ou retarder sa survenue.

Question : va-t-il devenir possible de prédire les colères de la Terre sur la base de prévisions, non seulement géologiques, mais également météorologiques ? Le problème, c'est que "même si nous pouvons quantifier les faibles modifications de contraintes liées à la météorologie en surface, nous ne connaissons pas assez précisément l'état de stress de la croûte en profondeur", rappelle Bill Schulz. Fin de l'histoire ? Nullement. Car selon le sismologue, ces études parues récemment montrent que l'on peut dire que la probabilité qu'un tremblement ait lieu est plus grande si certaines conditions météorologiques sont réunies. Un avis que partage Adrian Matthews : "La pluie ne sera toujours qu'un élément dans la prévision de l'activité de la Soufrière. Il faudra d'abord s'assurer, par le biais de signes géologiques précurseurs, que le volcan est sur le point de se réveiller. Mais ensuite, la pluie pourra être considérée comme un déclencheur". Les bulletins météo pourraient donc bien un jour intégrer les risques géologiques dans leur prévision.

EN FRANCE AUSSI...
Dans la région de Castellane (04), les pluies torrentielles font trembler la terre
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En étudiant l'évolution du débit du Verdon et la sismicité locale entre 1948 et 2005, Laurent Bollinger (CEA) a constaté que près de la moitié des crues extrêmes sont accompagnées, dans le mois qui suit, d'un séisme de magnitude comprise entre 2 et 4,5. "Le fait que ces événements extrêmes rares soient suivis par des séismes, tout aussi rares dans cette région, suggère un lien de cause à effet", explique-t-il. Plusieurs hypothèses sontavancées, reposant notamment sur la présence de dômes de sel à moins de 2 km de profondeur. Ceux-ci pourraient se déformer sous la pression de l'eau, voir être en partie dissous, engendrant des cavités. Cela favoriserait la rupture des bancs de calcaire au-dessus de ces dômes.

Boris Bellanger - SCIENCE & VIE > Mai > 2010
 

   
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