Les répliques ne sont pas des pensées après coup

Les répliques, ceux qui vivent les grands tremblements de terre disent souvent, sont à leur manière, pires que le choc principal. Au moins, le choc principal les a pris par surprise et s’est terminé assez rapidement, en moins d’une minute généralement. Mais avec les répliques, les gens sont déjà stressés et doivent faire face à des vies et des villes perturbées. Ils s’attendent à des répliques à tout moment, de jour comme de nuit. Lorsqu’un bâtiment est endommagé par le choc principal, les répliques peuvent l’abattre – peut-être lorsque vous êtes à l’intérieur en train de le nettoyer. Pas étonnant que Susan Hough, la sismologue du gouvernement qui fait la une des journaux chaque fois que des tempêtes se produisent, qualifie les répliques de « fantômes des tremblements de terre passés ».

La durée des répliques

Je peux vous montrer quelques répliques en ce moment : il suffit de regarder la carte des récents tremblements de terre pour la région de San Simeon en Californie. Chaque semaine, on y trouve les répliques du tremblement de terre de San Simeon de 2003. Et à l’est de Barstow, vous pouvez encore voir quelques répliques du tremblement de terre de la mine Hector d’octobre 1999.

En effet, certains scientifiques affirment que les répliques peuvent durer des siècles dans des endroits, comme les intérieurs des continents, où les mouvements des plaques qui créent des tensions dans la croûte sont très lents. Cela est intuitif, mais des études minutieuses utilisant de longs catalogues historiques devront être réalisées.

Le problème des répliques

Les répliques sont gênantes pour deux raisons. Premièrement, elles ne se limitent pas à l’endroit où le choc principal s’est produit, mais peuvent frapper à des dizaines de kilomètres de là – et, disons, si un tremblement de terre de magnitude 7 était centré au-delà des banlieues mais qu’une de ses répliques de magnitude 5 se produisait juste en dessous de l’hôtel de ville, la plus petite pourrait être la pire des deux. Ce fut le cas du tremblement de terre de Christchurch, en Nouvelle-Zélande, en septembre 2010, et de son importante réplique cinq mois plus tard.

Deuxièmement, les répliques ne diminuent pas nécessairement avec le temps. Elles sont moins nombreuses, mais des répliques plus importantes peuvent se produire longtemps après la fin de la plupart des petites. En Californie du Sud, ce phénomène a suscité tant d’inquiétudes après le tremblement de terre de Northridge du 17 janvier 1994 que Hough a écrit un article d’opinion pour le Los Angeles Times sur le sujet trois années entières plus tard.

Utilisations scientifiques des répliques

Les répliques sont scientifiquement intéressantes car elles permettent de cartographier la zone de faille souterraine qui s’est rompue lors du choc principal. Dans le cas du tremblement de terre de Parkfield du 28 septembre 2004, vous pouvez voir que la première heure de réplique à elle seule délimite assez bien la zone de rupture.

Les répliques sont également intéressantes parce qu’elles sont assez bien conduites, ce qui signifie qu’elles ont un schéma détectable, contrairement à tous les autres tremblements de terre. La définition que les scientifiques utilisent pour une réplique est tout événement sismique se produisant dans une zone de rupture d’un choc principal et dans le temps nécessaire pour que la sismicité retombe à ce qu’elle était avant le choc principal.

Cet ensemble de tremblements de terre répond plus ou moins à trois règles mathématiques. La première est la relation de Gutenberg-Richter, qui dit que lorsque la taille d’une unité de magnitude diminue, le nombre de répliques augmente d’environ dix fois. La seconde est la loi de Bath, qui dit que la plus grande réplique est, en moyenne, de 1,2 unité de magnitude inférieure au choc principal. Et enfin, la loi d’Omori stipule que la fréquence des répliques diminue à peu près de la réciproque du temps après le choc principal.

Ces chiffres diffèrent un peu dans les différentes régions actives en fonction de leur géologie, mais ils sont suffisamment proches pour que le gouvernement puisse travailler, comme le dit le proverbe. Ainsi, les sismologues peuvent informer les autorités immédiatement après un grand tremblement de terre qu’une certaine zone peut s’attendre à des probabilités X de répliques de taille Y pendant une période Z. Le projet STEP de l’U.S. Geological Survey produit une carte quotidienne de la Californie avec le risque actuel de fortes répliques pour les prochaines 24 heures. C’est la meilleure prévision que nous puissions faire, et probablement la meilleure possible étant donné que les tremblements de terre sont par nature imprévisibles.

Les répliques dans les zones silencieuses

Il reste à déterminer dans quelle mesure la loi d’Omori varie au-delà des milieux tectoniques actifs. Les grands séismes sont rares loin des zones limites des plaques, mais un article de John Ebel paru en 2000 dans Seismological Research Letters a montré que les répliques de ces séismes intra-plaques pouvaient durer plusieurs siècles. L’un d’eux est le tremblement de terre de 1663 dans Charlevoix, au Québec, un autre est le tremblement de terre de 1356 à Bâle, en Suisse. Dans le Midwest américain, il s’agirait d’événements préhistoriques.

En 2009, Seth Stein et Mian Liu ont affirmé dans Nature que ces lieux calmes semblent tout ralentir, le stress augmentant lentement et les séquences de chocs consécutifs durant plus longtemps. Ils ont également fait remarquer que lorsque le bilan historique est court, comme aux États-Unis, il peut être erroné de juger le degré de risque sismique à partir d’événements qui sont en fait des répliques plutôt qu’une sismicité de fond.

Ces connaissances peuvent ne pas vous aider à gérer vos nerfs si vous vivez dans une zone de répliques. Mais elles vous donnent quelques indications sur la gravité de la situation. Plus concrètement, elles peuvent aider les ingénieurs à évaluer la probabilité que votre nouveau bâtiment soit touché par des répliques importantes au cours des prochaines années et à planifier en conséquence.

PS : Susan Hough et sa collègue Lucy Jones ont écrit un article sur ce sujet pour Eos, le journal interne de l’Union géophysique américaine, en novembre 1997. Les scientifiques de l’U.S. Geological Survey ont conclu en disant que « nous aimerions proposer que l’expression « just an aftershock » soit désormais interdite en anglais ». Parlez-en à vos voisins.