Il y a 70 à 80 % de chances que le méga-séisme du bassin de Nankai se produise au cours des 30 prochaines années. Il devrait causer des dégâts plus importants que le grand séisme de 2011 dans l’est du Japon et le nombre de morts pourrait dépasser 320 000.
On pense que ce méga-séisme se produira lorsque l’énergie de déformation qui s’accumule à l’interface des plaques en raison de la subduction de la plaque de la mer des Philippines sous la plaque eurasienne (ou plaque de l’Amour) du côté de la terre dépasse une certaine limite, ce qui provoquera le plaque continentale eurasienne à surgir.
Ces dernières années, la relation entre les glissements lents et les méga-séismes géants a fait l’objet d’une grande attention. Les événements de glissement lent impliquent un glissement progressif de l’interface des plaques sur une période de temps prolongée. Quels progrès ont été réalisés dans la prévision et l’élucidation des mécanismes sous-jacents aux méga-séismes ?
Nous avons interrogé le Dr Yoshioka Shoichi, professeur au Centre de recherche sur la sûreté et la sécurité urbaines qui utilise l’analyse de données informatiques et des simulations numériques pour étudier les mécanismes des tremblements de terre, sur l’état actuel des recherches.
Qu’est-ce qui vous a poussé à étudier les tremblements de terre ?
Avec le recul, l’élément déclencheur a été le film « Japan Sinks », que ma grand-mère m’a emmené voir quand j’étais à l’école primaire. J’ai été submergé par les images dynamiques du magma sortant des volcans et des îles japonaises en train de couler. Ce film a éveillé mon intérêt pour la géophysique des solides.
Lorsque j’étudiais à la Faculté des Sciences de l’Université de Kobe, j’appartenais à un laboratoire qui étudiait la minéralogie des roches, qui faisait partie du domaine de la géophysique des solides. La géophysique des solides couvrait les tremblements de terre au sens large, j’étudiais donc les aspects liés aux tremblements de terre, pas les tremblements de terre eux-mêmes. J’ai ensuite poursuivi mes études supérieures à l’Université de Kyoto, où j’ai commencé à faire des recherches en sismologie dans la division de recherche sur la prévision et la mesure des tremblements de terre.
Le grand tremblement de terre de Hanshin-Awaji de 1995 (communément appelé tremblement de terre de Kobe en 1995 en dehors du Japon) a-t-il affecté vos recherches ?
Au moment du grand tremblement de terre de Hanshin-Awaji, j’étais professeur assistant à l’université d’Ehime. Même si je vivais dans la ville de Matsuyama, dans la préfecture d’Ehime, située à plus de 200 km de l’épicentre, le mouvement provoqué par les ondes sismiques était si intense que j’ai d’abord pensé que le soi-disant tremblement de terre de Tokai s’était produit.
Environ trois semaines après le séisme de Hanshin-Awaji, j’ai visité les zones endommagées, j’ai vu la faille de Nojima sur l’île d’Awaji et j’ai fait le tour de la ville de Kobe. Je me souviens que l’immeuble où j’habitais lorsque j’étais étudiant avait disparu ; J’ai eu de nombreuses expériences précieuses à l’Université d’Ehime, mais j’étudiais toujours la géophysique solide en tant que science pure car il n’y avait pas de spécialistes des tremblements de terre là-bas. Par conséquent, je n’avais pas l’impression de m’attaquer de front aux tremblements de terre.
Votre thème de recherche actuel est la prévision et les mécanismes d’occurrence des tremblements de terre. Qu’est-ce qui vous a amené à ce thème et quand avez-vous commencé à le rechercher ?
En 2009, j’ai été nommé au Centre de recherche sur la sûreté et la sécurité urbaines de l’Université de Kobe. Le Centre menait des recherches qui seraient bénéfiques aux populations selon les principes de « protection des vies humaines » et « d’atténuation et de réduction des catastrophes ». De nombreux chercheurs du Centre travaillaient dans le domaine de l’ingénierie. J’ai donc décidé de m’impliquer dans la prévision des tremblements de terre et dans la recherche sur les mécanismes d’apparition des tremblements de terre. Jusqu’à présent, mes recherches s’étaient concentrées sur les régions profondes de la Terre.
Cependant, comme les tremblements de terre majeurs se produisent dans des régions peu profondes, j’ai déplacé mes recherches vers des régions moins profondes qu’une profondeur d’environ 50 km. J’ai décidé de faire avancer mes recherches en utilisant mes propres méthodes et mon originalité, que j’avais cultivées jusqu’alors.
Qu’entendez-vous exactement par originalité ?
De nombreux chercheurs étudient les tremblements de terre à travers des observations. Je ne voulais pas mener d’études observationnelles. Au lieu de cela, je voulais me concentrer exclusivement sur l’analyse de données informatiques et la modélisation numérique. J’apprécie l’originalité dans mes recherches, c’est pourquoi je ne voulais pas répéter les recherches des autres. Mon objectif est de promouvoir une recherche très originale dans son ensemble en collaborant avec les étudiants, en concevant des idées par moi-même et en en discutant avec les étudiants.
Il semble difficile d’élucider le mécanisme d’apparition des méga-séismes en analysant les données d’observation. Votre recherche a été approuvée dans le cadre du programme de subventions de recherche collaborative internationale stratégique de l’Université de Kobe et vous allez travailler sur des recherches conjointes avec des chercheurs du Mexique et du Chili. Pourriez-vous nous en dire plus sur cette passionnante collaboration ?
Je m’intéresse aux approches mathématiques et physiques utilisant des données d’observation du Japon, du Mexique et du Chili pour comprendre et prévoir les mécanismes d’apparition des tremblements de terre. Les trois pays sont situés sur la bordure du Pacifique, où des méga-séismes sont susceptibles de se produire lorsque les plaques océaniques sont subductées sous les plaques continentales.
Le Japon a connu le grand tremblement de terre de l’est du Japon en 2011 ; Le Chili a connu le plus grand tremblement de terre au monde en 1960, le séisme de Valdivia d’une magnitude de 9,5, puis le séisme de Maule en 2010 d’une magnitude de 8,8, et le Mexique a connu le tremblement de terre de Tehuantepec en 2017 d’une magnitude de 8,2.
En outre, ces pays possèdent des zones de brèche sismique où les tremblements de terre ne se sont pas produits depuis de longues périodes. Par exemple, la région de Guerrero au Mexique n’a pas connu de tremblement de terre depuis plus de 100 ans. De même, le Chili possède également une zone de brèche sismique et le Japon possède la fosse de Nankai.
Auparavant, j’avais invité mes co-chercheurs actuels du Mexique et du Chili à Kobe dans le cadre du programme du Centre de recherche sur la sûreté et la sécurité urbaines. J’ai pensé qu’il serait intéressant d’unir nos forces car nous avons déjà été en contact et nos intérêts de recherche s’alignent.
Pourquoi la relation entre les événements de glissement lent (ou séismes lents) aux limites des plaques et les grands séismes a-t-elle récemment fait l’objet de beaucoup d’attention ?
Un événement de glissement lent est un phénomène découvert au Japon vers 2000 dans lequel deux plaques se déplacent lentement dans des directions opposées au niveau d’une limite de plaque. Après le grand tremblement de terre de Hanshin-Awaji, l’Institut national de recherche sur les sciences de la Terre et la résilience aux catastrophes (NIED) a établi un réseau d’observation sismique très sensible appelé « Hi-NET » dans toutes les îles japonaises. Ce réseau a détecté des secousses tectoniques, auparavant considérées comme du bruit, comme les vibrations des trains et des camions.
Cependant, une enquête détaillée sur ce bruit a révélé qu’il est soigneusement disposé en forme de ceinture sur le plan d’extension profond de la zone source hypothétique du séisme de la fosse de Nankai (de la partie nord de Shikoku à la région de Tokai en passant par la partie centrale). de la péninsule de Kii).
En outre, l’Autorité japonaise de l’information géospatiale a établi un réseau d’observation GPS haute performance dans environ 1 300 emplacements à travers le Japon pour observer l’évolution de la surface du sol au fil du temps. Ce réseau a identifié des événements de glissement lent dans le canal Bungo entre les îles Kyushu et Shikoku.
Par la suite, des événements de glissement lent ont été confirmés sur des avions plus profonds dans la région du Pacifique, notamment en Californie et en Alaska aux États-Unis, ainsi qu’au Canada et en Nouvelle-Zélande. Ces plans plus profonds sont des extensions des limites de plaques situées dans les zones de lacunes sismiques des méga-séismes de poussée.
Je pense que les simulations informatiques de tels événements de glissement lent devraient nous aider à comprendre le mécanisme à l’origine des méga-séismes, à prévoir les tremblements de terre avec un certain degré de précision et à clarifier leurs résultats. Comme on sait désormais que des tremblements de terre lents peuvent provoquer des tremblements de terre rapides (séismes réguliers), cela vaut la peine d’essayer.
Quels sont vos futurs plans et objectifs de recherche ?
Bien qu’il soit assez difficile d’élucider le mécanisme principal d’apparition des méga-séismes, je suis déterminé à faire progresser régulièrement notre recherche collaborative et à publier nos efforts sous forme d’articles conjoints internationaux. Le Japon dispose d’une abondance de données d’observation de haute qualité et a développé des technologies uniques à partir de celles-ci.
Les chercheurs mexicains créent souvent des modèles mathématiques pour expliquer l’apparition de tremblements de terre, tandis que certains chercheurs chiliens sont experts en intelligence artificielle. Ainsi, notre collaboration produira certains résultats.
Nous pensons que nous pouvons nous rapprocher le plus possible de la véritable nature des méga-séismes en développant un modèle de structure de température, qui relie la relation température-déshydratation (dans laquelle les plaques ont tendance à glisser lorsqu’elles sont déshydratées en raison de l’augmentation de la température et de la pression) au séisme réel. événements.
On dit qu’il est difficile de prévoir avec précision les tremblements de terre. Est-ce que ce sera possible à l’avenir ?
Statistiquement parlant, les tremblements de terre de Nankai Trough sont susceptibles de se produire une fois tous les 90 à 150 ans, sur la base des tremblements de terre passés. Le plus gros problème est que ces prévisions n’utilisent aucune donnée d’observation actuelle provenant de sismographes à haute sensibilité ou de GPS. Dans le cas du grand séisme de 2011 dans l’est du Japon, les données ont montré que des glissements lents se sont produits dans des zones sous-marines immédiatement avant le séisme.
Nous espérons incorporer ces données pour trouver une relation entre les événements de glissement lent et les méga-séismes de poussée afin d’améliorer les prévisions. Des prévisions de tremblements de terre robustes doivent extrapoler avec précision trois facteurs : le lieu d’occurrence, l’heure d’occurrence et la magnitude du séisme.
Parmi ces trois phénomènes, il est particulièrement difficile de prédire le moment où se produira un tremblement de terre. D’ici quelques années, j’espère pouvoir prévoir les méga-séismes avec un taux d’erreur réduit. À cette fin, je m’efforce de transmettre les résultats de mes recherches à la prochaine génération dans l’espoir qu’ils contribuent aux avancées futures.