Analyses du tremblement de terre de Kahramanmaraş de février 2023

Le 6 février 2023, le tremblement de terre dévastateur de Kahramanmaraş, d’une magnitude MW 7,8, dans le sud-est de la Turquie, a rompu plusieurs segments de failles de la « zone de faille de l’Anatolie orientale » séparant les plaques tectoniques anatolienne et arabe.

Ce séisme et sa séquence de répliques ont été suivis d’un deuxième grand séisme de MW 7,6 environ 9 heures plus tard et à environ 90 kilomètres de l’épicentre de la première secousse principale. Ensemble, les secousses provoquées par ces puissants tremblements de terre dévastateurs ont fait près de 60 000 victimes, 300 000 bâtiments touchés et environ 120 milliards de dollars de dommages financiers.

Recherche de phénomènes précurseurs de tels séismes

Bien que la prévision à court terme de l’heure, de la magnitude et de l’emplacement des futurs séismes ne soit pas possible à l’heure actuelle, certaines observations sur le terrain et de nombreux paramètres mesurables dérivés des données sismiques et géodésiques sont actuellement explorés dans le contexte de la collecte d’informations potentielles sur un séisme imminent. .

Dans une étude maintenant publié dans la revue Communications naturellessismologues dirigés par Grzegorz Kwiatek, Patricia Martínez-Garcón et Marco Bohnhoff du Centre de recherche allemand GFZ pour les géosciences de Potsdam, ainsi que des collègues de l’Université de Stanford (Californie, UDA), de l’Université technique de Gebze (Türkiye) et de l’Observatoire de Kandilli et de la recherche sur les tremblements de terre. L’Institut d’Istanbul (Turquie) a utilisé le catalogue sismique et les données de forme d’onde des réseaux sismiques régionaux enregistrés depuis 2014 pour étudier les processus sismiques précédant la secousse principale de MW 7,8 Kahramanmaraş.

Analyse spatio-temporelle de la sismicité régionale à l’aide des dernières méthodes statistiques et d’apprentissage automatique

L’analyse spatio-temporelle de la sismicité régionale nous a permis d’observer un transitoire de sismicité crustale d’une durée de 8 mois suggérant un processus de préparation dans la région autour de l’épicentre. Cela a mis en évidence le risque sismique élevé et, plus important encore, croissant dans cette région. Le regroupement spatio-temporel et la localisation de la sismicité observés sont connus grâce à des expériences contrôlées de déformation des roches en laboratoire et ont été observés pour certains (mais de loin pas tous) grands tremblements de terre continentaux au cours des dernières décennies.

Le Dr Grzegorz Kwiatek, auteur principal de l’étude, déclare : « Dans le but d’identifier des signatures spécifiques dans le catalogue sismique et les données de forme d’onde de la région, nous avons utilisé des techniques de traitement de données statistiques et basées sur l’apprentissage automatique. [us] pour identifier les caractéristiques particulières de la sismicité observée dans un rayon de 50 kilomètres autour de la secousse principale commençant environ huit mois avant le séisme.

Des grappes de sismicité près de l’épicentre ont commencé huit mois avant le séisme principal

En particulier, l’apparition de deux amas spatio-temporels transitoires de sismicité à partir de juin 2022 et situés à environ 20 kilomètres du futur épicentre du séisme a attiré l’attention des sismologues. Ils représentent une accélération observable de l’activité sismique dans la région de l’épicentre avec une proportion significativement plus élevée d’événements plus importants que d’événements plus petits.

Le Dr Patricia Martínez-Garzón, qui a dirigé l’équipe de recherche de l’étude, souligne : « Ces observations suggèrent une accumulation de stress dans la future région de l’épicentre au cours des mois précédant sa rupture. Bien que d’autres groupes de sismicité aient été précédemment observés dans la région période analysée (2014-2023) jusqu’à 65 kilomètres du futur épicentre du séisme, ils n’ont pas présenté de propriétés spatio-temporelles et statistiques équivalentes. »

« La comparaison de nos observations avec les résultats obtenus avant d’autres grands tremblements de terre récents en Californie suggère qu’à l’avenir, la surveillance des transitoires de sismicité pourrait aider les systèmes de prévision des tremblements de terre à moyen terme à mieux se préparer à un séisme important. »

Les prévisions à court terme ne sont toujours pas possibles

Les dernières semaines avant le tremblement de terre de Kahramanmaraş, la zone épicentrale du futur choc principal dans un rayon de 10 kilomètres présentait une faible activité sismique, dérivée des données de forme d’onde utilisant des techniques d’apprentissage automatique. Cette activité n’a fourni aucune preuve de l’accélération finale à court terme avant la secousse principale, comme observé lors du tremblement de terre d’Izmit de 7,6 MW en 1999 dans la partie ouest de la faille anatolienne du Nord.

Le professeur Marco Bohnhoff, chef de la section « Géomécanique et forage scientifique » du GFZ, conclut : « Bien que nos observations constituent une découverte clé pour mieux comprendre les processus conduisant à de grands tremblements de terre sur une échelle de temps de quelques mois, la prévision à court terme de tels événements reste être un objectif à long terme en sismologie et n’est actuellement pas possible. Cela dit, identifier les points chauds pour les événements futurs des mois avant qu’ils ne se produisent donne aux autorités locales des informations importantes à portée de main pour améliorer la résilience des centres de population situés à proximité de failles actives.

Perspectives et application à Istanbul

La sismicité précédant le tremblement de terre de Kahramanmaraş montre certaines similitudes avec celles observées sur d’autres ruptures de failles décrochantes comparablement complexes et multisegments telles que les séismes de 1992 MW 7,3 Landers et 2019 MW 7,1 Ridgecrest 2019 en Californie.

Les tendances observables des paramètres dérivés de la sismicité suivent également celles précédemment documentées dans des expériences en laboratoire et dans des modèles numériques de rupture sismique complexe affectant plusieurs segments de failles.

Cependant, la variabilité des processus apparents de germination sismique observés pour différents événements, la difficulté de distinguer les processus préparatoires des autres déformations transitoires qui ne conduisent pas à des séismes majeurs, la participation de failles secondaires et un taux de fausses alarmes inconnu, suggèrent tous qu’avec notre Dans l’état actuel des connaissances, l’alerte sismique à moyen terme – si possible – est encore une question d’avenir pour la sismologie.

Les méthodes raffinées utilisées dans cette étude seront transférées aux observations à long terme dans la région d’Istanbul, qui compte environ 20 millions d’habitants et où un séisme important (M>7) est attendu depuis longtemps. Là-bas, GFZ Potsdam exploite l’observatoire GONAF basé sur des forages, visant à réduire le fossé d’observation entre les expériences de laboratoire contrôlables et les tremblements de terre naturels incontrôlables qui représentent une énorme menace pour l’humanité.