Le changement climatique entraînera une augmentation des séismes

Chaque année à tra­vers le monde, plu­sieurs dizaines de séismes majeurs¹ se pro­duisent. Ces évè­ne­ments peuvent cau­ser la mort² de cen­taines de mil­liers de per­sonnes, comme récem­ment en 2010 (226 000 décès) et 2004 (227 000 décès). Les trem­ble­ments de terre sont déclen­chés lors d’un glis­se­ment abrupt le long d’une faille – une frac­ture – dans la croûte ter­restre, c’est-à-dire les pre­miers kilo­mètres sous nos pieds. Ce glis­se­ment sur­vient lorsque les contraintes sur la faille dépassent un seuil de rup­ture, notam­ment en rai­son des mou­ve­ments des plaques tec­to­niques. Mais depuis quelques années, un sujet de recherche émerge par­mi la com­mu­nau­té scien­ti­fique : le chan­ge­ment cli­ma­tique cau­sé par les acti­vi­tés humaines pour­rait-il influen­cer les séismes ?
 
« La per­tur­ba­tion cau­sée par les acti­vi­tés humaines est tel­le­ment intense et éten­due qu’elle est mar­quée à l’échelle de toute la pla­nète, on parle même d’Anthropocène, sou­ligne Chris­tophe Lar­roque. L’impact sur la sis­mi­ci­té nous ques­tionne. » Mar­co Bohn­hoff com­mente : « Le sujet est nou­veau et il y a très peu de groupes de recherche qui tra­vaillent des­sus, mais l’attention est crois­sante. » En mai der­nier, Mar­co Bohn­hoff et ses col­lègues résument dans un article les connais­sances actuelles³ : pen­dant plu­sieurs décen­nies et siècles, les acti­vi­tés humaines vont modi­fier l’horloge sis­mique des failles, déclen­chant un nombre crois­sant de petits et grands trem­ble­ments de terre. En clair : sur les failles au bord de la rup­ture, prêtes à glis­ser et à géné­rer un séisme, le chan­ge­ment cli­ma­tique pour­ra être l’élément déclen­cheur, accé­lé­rant donc la sur­ve­nue du séisme.

Il est désor­mais clair que la météo influence les séismes. En 2020, la France est balayée par la tem­pête Alex, qui génère de très impor­tants cumuls de pluie dans le Sud-Est, jusqu’à 600 mm en moins de 24 heures. Dans les 100 jours sui­vants, 188 séismes de magni­tude 2 au maxi­mum – une magni­tude trop faible pour être res­sen­tie par la popu­la­tion – sont enre­gis­trés dans la val­lée de la Tinée, dans le parc natio­nal du Mer­can­tour⁴. « C’est une obser­va­tion signi­fi­ca­tive : en trois mois dans cette zone, nous avons enre­gis­tré autant de séismes que nous en avions eu en 5 ans », pointe Chris­tophe Lar­roque.
 
Les pre­mières obser­va­tions de l’influence de la météo sur la sis­mi­ci­té remontent au début des années 2000. En France, en 2002, après des pré­ci­pi­ta­tions aus­si intenses que lors de la tem­pête Alex, une aug­men­ta­tion de l’activité sis­mique est enre­gis­trée dans les mois qui suivent dans l’ouest de la Pro­vence⁵. En 2005, une série inha­bi­tuelle de 47 séismes est enre­gis­trée en l’espace seule­ment de 12 heures dans le centre de la Suisse, suite à des pré­ci­pi­ta­tions intenses (300 mm de pluie en 3 jours)⁶. Autre exemple : au Népal, une équipe relève un nombre de séismes plus faible en été (-37 %) qu’en hiver, sug­gé­rant ain­si un effet de la mous­son sur la sis­mi­ci­té⁷.

Les exemples concernent aus­si d’autres évè­ne­ments météo. Par exemple, la Cali­for­nie est mar­quée par une alter­nance de sai­sons sèches et humides lors des­quelles la neige et l’eau s’accumulent dans les mon­tagnes, les lacs et réser­voirs. Il a été mon­tré que cette sai­son­na­li­té modi­fie les taux de sis­mi­ci­té dans la région⁸. Et en Tur­quie, les oscil­la­tions du niveau de la mer de Mar­ma­ra – asso­ciées à la varia­tion des sai­sons – sont aus­si cor­ré­lées avec le nombre de séismes⁹. « Jusqu’à pré­sent, les séismes cor­ré­lés avec des évè­ne­ments météo­ro­lo­giques sont essen­tiel­le­ment de faible magni­tude – cela n’exclut pas d’éventuels séismes de magni­tude plus forte dans le futur, pré­cise Chris­tophe Lar­roque. Cela pose de vrais chal­lenges d’observation puisqu’il faut déployer un réseau d’enregistrement sis­mo­lo­gique de bonne qua­li­té pour enre­gis­trer pré­ci­sé­ment ces petits séismes. Ces der­nières années, l’amélioration et la mul­ti­pli­ca­tion des réseaux sis­mo­lo­giques a per­mis d’améliorer notre com­pré­hen­sion. »

Quels méca­nismes expliquent cette cor­ré­la­tion entre la météo et la sis­mi­ci­té ? « Plu­sieurs pro­ces­sus sont en jeu, il est com­pli­qué de les dis­cri­mi­ner », répond Chris­tophe Lar­roque. Concer­nant la tem­pête Alex, Chris­tophe Lar­roque et ses col­lègues viennent de publier une ana­lyse inédite, à la croi­sée de dif­fé­rentes dis­ci­plines. « Nous avons relo­ca­li­sé pré­ci­sé­ment les séismes, retra­cé leur migra­tion au cours du temps, et modé­li­sé dif­fé­rentes hypo­thèses pour com­prendre les pro­ces­sus en jeu », retrace Chris­tophe Lar­roque. Ain­si, l’équipe montre que la pluie a géné­ré une sur­pres­sion de fluide qui s’est pro­pa­gée en pro­fon­deur – on parle d’un front de pres­sion – jusqu’à désta­bi­li­ser une faille déjà sous contrainte. La faille s’est alors mise à glis­ser (de façon asis­mique) jusqu’à déclen­cher de petits essaims de séismes.
 
Il faut bien com­prendre que de petites varia­tions des contraintes peuvent suf­fire à déclen­cher des séismes. Si le front de pres­sion géné­ré par la tem­pête Alex est à l’origine de la sis­mi­ci­té inha­bi­tuelle dans la région, les évè­ne­ments météo­ro­lo­giques peuvent modi­fier loca­le­ment les contraintes par d’autres méca­nismes. Une étude s’est inté­res­sée aux effets du typhon Mora­kot à Taï­wan en 2009¹⁰. Les pré­ci­pi­ta­tions intenses ont pro­vo­qué plus de 10 000 glis­se­ments de ter­rain et un trans­port très impor­tant de roches et sédi­ments dans les rivières. Ces dépla­ce­ments de masses en sur­face ont aug­men­té les contraintes sur les failles, expli­quant la hausse impor­tante de la fré­quence des séismes super­fi­ciels durant deux ans et demi après le pas­sage du typhon. Autre exemple : en Cali­for­nie, les varia­tions sai­son­nières de la sis­mi­ci­té sont liées prin­ci­pa­le­ment aux contraintes géné­rées par le poids de l’eau accu­mu­lée en sur­face pen­dant la sai­son humide¹¹.
 
Or, tous ces évè­ne­ments météo­ro­lo­giques sont, et encore plus à l’avenir, influen­cés par le chan­ge­ment cli­ma­tique lié aux acti­vi­tés humaines. La hausse des tem­pé­ra­tures à la sur­face de la Terre pro­voque une fonte rapide des calottes gla­ciaires, aug­mente l’intensité des pré­ci­pi­ta­tions extrêmes et des cyclones, ain­si que le niveau glo­bal des mers¹². Tous ces chan­ge­ments de sur­face modi­fient loca­le­ment les contraintes sur les failles.
 
Dans la pénin­sule coréenne, l’étude des trem­ble­ments de terre au cours des der­niers 650 000 ans met en évi­dence une cor­ré­la­tion entre la sis­mi­ci­té et la fin des dif­fé­rentes périodes gla­ciaires : à chaque dégla­cia­tion, la fonte des glaces pro­voque une hausse rapide du niveau marin et une aug­men­ta­tion de l’activité sis­mique dans la région¹³. Alors que le niveau marin glo­bal s’est déjà éle­vé de 0,2 m depuis 1901 et pour­rait atteindre 1 m de plus d’ici 2100, les consé­quences pour­raient être impor­tantes. Cer­tains estiment qu’une hausse de 1 m pour­rait aug­men­ter la pres­sion sur l’ensemble des océans (soit 70 % de la sur­face du globe) de façon suf­fi­sante pour déclen­cher des séismes sur de nom­breuses failles déjà proches de la rup­ture. « La hausse du niveau des mers va dans la majo­ri­té des cas accé­lé­rer la sur­ve­nue des séismes, et dans d’autres cas la retar­der, conclut Mar­co Bohn­hoff. Dans ce cas, plus d’énergie s’accumulera sur les failles et les séismes seront alors plus forts. Cela affec­te­ra les popu­la­tions qui vivent sur le lit­to­ral, il est urgent de réduire les émis­sions de gaz à effet de serre pour limi­ter le nombre de séismes cau­sé par le chan­ge­ment cli­ma­tique. »

Anaïs Marechal