L’Himalaya pourrait être touché par un méga-séisme

En cette fraîche matinée printanière du 25 avril 2015, le soleil perçait entre deux accalmies le ciel couvert qui surplombait le Népal. La journée avait débuté comme n’importe quelle autre, mais à 11 h 56, heure locale, tout a basculé.

Un puissant séisme d’une magnitude de 7,8 a frappé la région, dispersant les habitants tandis que les bâtiments chancelaient et s’effondraient au rythme des tremblements du sol. Le terrain accidenté a été le théâtre de nombreux glissements de terrain et une avalanche meurtrière a dévalé l’Everest.

Le bilan humain était très lourd : près de 9 000 personnes ont perdu la vie dans la catastrophe, et des milliers d’autres ont été blessées. Le séisme de Gorkha, comme il fut baptisé, laissa les villes et les villages voisins en ruines, détruisant plus de 600 000 habitations. Presque quatre ans et des milliards d’euros dépensés plus tard, la reconstruction se poursuit.

Mais depuis la catastrophe, plusieurs études ont soulevé un point inquiétant : ce tremblement de terre n’était sans doute pas le pire que la région pouvait subir.

Une étude publiée le 3 janvier dernier dans la revue Nature Communications apporte de nouvelles preuves qu’au lieu de libérer les tensions sismiques emprisonnées dans la croûte terrestre, le séisme de 2015 a sans doute causé l’accumulation d’énergie dans les environs, de quoi engendrer un méga-séisme encore plus dévastateur d’une magnitude minimale de 8,5. Les simulations numériques de l’étude ont examiné les conditions menant à des tremblements de terre modérés ainsi que les raisons pour lesquelles ces dernières provoquent de forts séismes, afin d’aider les scientifiques à comprendre l’accumulation des contraintes le long des failles.

« Ce résultat a des implications déconcertantes quant au risque sismique de la plaine indo-gangétique, qui s’étend du Nord du sous-continent indien et abrite 400 millions d’habitants », a indiqué par email Luca Dal Zilio, géophysicien et auteur principal de l’étude.

S’il est impossible de prédire avec exactitude si ce méga-séisme aura lieu dans plusieurs années, plusieurs décennies ou plusieurs siècles, il est toutefois vital de comprendre les risques qu’il représente pour la région, afin de protéger ses nombreux habitants.

L’UNE DES RÉGIONS LES PLUS ACTIVES AU MONDE

Le Népal a déjà été victime de séismes. L’Himalaya figure parmi les régions sismiques les plus actives au monde en raison de la collision continue entre deux plaques continentales, la plaque indienne et la plaque eurasiatique.

La plaque indienne se déplace de quelques centimètres vers le nord chaque année, se frayant par à-coups un chemin sous le Plateau tibétain. Chaque avancée saccadée déclenche des séismes à l’intensité variable. Rebecca Bendick, géophysicienne à l’université du Montana qui n’a pas pris part à l’étude, compare cela au fait de tirer sur un élastique. La tension dans la croûte terrestre s’accumule, comme lorsque l’on tire un élastique vers l’arrière. À un moment donné, vous le relâchez : quand le projectile vole, toute l’énergie potentielle stockée se transforme en énergie cinétique. C’est ce qui se produit lors d'un tremblement de terre.

Dans l’Himalaya, cette libération ou ce déplacement géologique se produit d’ordinaire le long de la faille qui se trouve entre les deux plaques et qui est appelée le « Main Himalayan Thrust » (méga-chevauchement himalayen en français). Cela peut avoir des effets visibles en surface, élevant le paysage de 30 cm à chaque fois.

DES MÉGA-SÉISMES CAUSÉS PAR L’ACCUMULATION D’ÉNERGIE

Dans l’Himalaya, les séismes sont un mystère. « Lorsque vous consultez l’historique sismique, il semblerait qu’il n’y ait pas assez de séismes pour équilibrer l’énergie qui s’accumule à cause de ce chargement », explique Jean-Philippe Avouac de Caltech, co-auteur de la nouvelle étude.

« Cette énergie doit être libérée à un moment ou à un autre », ajoute-t-il. « Mais la question est quand ? »

Selon Jean-Philippe Avouac, la tension pourrait se libérer graduellement le long de la faille lors de processus sismiques, « comme de la pâte à modeler qui se déforme lentement ». Toutefois, comme le suggèrent des données GPS antérieures, toute l’énergie qui s’accumule dans l’Himalaya ne peut être libérée lentement.

Ce sont donc plutôt les tremblements de terre qui constituent la probable soupape de sûreté. Mais de quels types de séismes parlons-nous ? En général, les séismes dans l’Himalaya entrent dans deux catégories : les séismes d’intensité modérée, d’une magnitude d’environ 7 qui ne provoquent pas de fissure jusqu’à la surface ; et les méga-séismes, dont la magnitude est supérieure à 8 et qui rompent net la croûte terrestre. Mais le lien entre ces deux types de tremblements de terre et la façon dont ils relâchent les tensions accumulées ne sont pas encore très clairs.

Afin de lever le mystère sur les liens entre les séismes, l’équipe a eu recours aux modèles numériques. « Nous avons découvert que dans l’Himalaya, il existe une sorte de super-cycle », rapporte Luca Dal Zilio. Cela signifie que les tremblements de terre modérés libèrent localement de l’énergie, mais qu’ils augmentent aussi les contraintes dans les régions alentour. Par conséquent, chaque séisme d’intensité modérée accumule de l’énergie, ce qui finit par provoquer un méga-séisme tous les 500 à 600 ans, qui fissure la croûte terrestre jusqu’à la surface, relâchant ainsi les contraintes accumulées dans la région.

Luca Dal Zilio confirme que cela correspond aux observations historiques. Le séisme qui a touché le Népal en 2015, bien que dévastateur, est en fait un exemple d’un des tremblements de terre modérés à avoir eu lieu pendant la phase d’accumulation des contraintes du cycle.

Le modèle souligne aussi l’importance du rôle que jouent les déformations de la faille dans ce cycle, explique Jean-Philippe Avouac. Les scientifiques pensent qu’il existe un pli souterrain dans la faille, qui semble avoir un effet sur l’endroit où la contrainte souterraine s’accumule. Lorsque le modèle ne prenait pas en compte ce pli, il n’y avait pas de super-cycle ; à l’inverse, lorsqu’il était intégré, la séparation entre les séismes de forte et moyenne intensité « apparaissait naturellement », souligne Jean-Philippe Avouac.

DES SÉISMES D’UNE MAGNITUDE DE 8,4 MINIMUM

À l’instar de recherches antérieures, la nouvelle étude présente des arguments convaincants relatifs aux dangers sismiques dans la région.

« Il s’agit d’un de ces bons moments où l’ensemble des données historiques, nos connaissances fondamentales sur la façon dont les séismes se produisent et la simulation numérique convergent, apportant plus ou moins la même réponse », décrit Rebecca Bendick.

La géophysicienne est co-auteure d’une étude de 2017 parue dans Quaternary International qui s’est penchée sur le sujet d’un point de vue historique. Son équipe a obtenu des résultats tout aussi inquiétants. Au cours des 500 dernières années, seuls deux séismes ont causé une rupture jusqu’à la surface dans l’Himalaya, l’un en 1934, l’autre en 1950, a indiqué Roger Bilham, auteur principal de l’étude de 2017.

« Cela signifie qu’il existe une multitude de zones que j’appelle « réservoirs d’énergie élastique » qui attendent le feu vert pour libérer l’énergie accumulée », a-t-il déclaré. Les failles ne peuvent pas simplement relâcher l’énergie spontanément ; il semblerait qu’elles aient besoin d’un violent séisme pour fracturer le réservoir, qui peut accroître l’intensité du tremblement de terre.

« Il faut les voir comme des sortes de pompes à carburant », ajoute Roger Bilham.

Et ces réservoirs sont nombreux. Dans une autre étude, le scientifique et ses collègues ont calculé la quantité d’énergie stockée dans l’Himalaya en se basant sur les séismes historiques et les taux de collision des plaques tectoniques. Sur les 15 segments analysés, sept pourraient donner lieu à des séismes d’une magnitude minimale de 8,4 si l’énergie qu’ils contiennent était libérée aujourd’hui.

Il est bien sûr très peu probable que l’ensemble des réservoirs libèrent leur énergie en même temps. De plus, les séismes dont l’intensité est suffisamment forte pour les rompre sont rares. Mais il se peut que deux régions relâchent leurs contraintes simultanément, donnant lieu à un séisme encore plus puissant. Les résultats de cette étude devraient être publiés dans les prochaines semaines dans une publication spéciale de la Société Géologique de Londres sur les plaques tectoniques de l’Himalaya.

« La menace sismique est gigantesque dans l’Himalaya », souligne Roger Bilham. « C’est juste extraordinaire. »

MIEUX VAUT PRÉVENIR QUE GUÉRIR

« Le problème, c’est que personne ne peut prédire ce qu'il va se passer », confie Roger Bilham. Il souligne le fait qu’il faut faire preuve de prudence au moment d’interpréter des résultats relatifs à de futurs séismes. « Ils peuvent tous avoir lieu la semaine prochaine ou dans 500 ans, ou bien un seul tremblement de terre [d’une magnitude de] 8,7 se produira demain », indique-t-il.

Qui plus est, le nouveau modèle a besoin d’être amélioré avant de pouvoir être utilisé pour prédire de vraies catastrophes, souligne Jean-Philippe Avouac. Pour le moment, il ne modélise le système qu’en deux dimensions, qui ne prend pas en compte les différences complexes qui existent d’un côté à l’autre de l’Himalaya. L’équipe espère qu’un jour le modèle sera en trois dimensions et qu’elle pourra peut-être même l’utiliser pour calculer la probabilité que ces événements majeurs surviennent dans diverses parties de la chaîne montagneuse.

De tels efforts pourraient aider à diriger les mesures de préparation, essentielles dans des régions qui ont peu d’argent et qui doivent décider où affecter les fonds. La population qui vit dans l’Himalaya est toujours extrêmement vulnérable aux séismes. En 2018, une étude a estimé que si un tremblement de terre d’une magnitude de 8,7, c’est-à-dire similaire à celui qui a ébranlé le centre de l’Himalaya en 1505 se produisait aujourd’hui, il ferait près de 600 000 victimes et plus d’un million de blessés.

Pour l’instant, ces études appellent toutes à agir.

« Notre tâche, c’est de continuer à diffuser le message que le séisme de Gorkha [en 2015] n’était pas celui qui libérerait toute l’énergie accumulée dans la partie népalaise de l’Himalaya », explique Rebecca Bendick. « Tout porte à croire qu’il faut se préparer à un événement plus puissant de notre vivant et il ne fait aucun doute que chaque mesure prise pour en réduire les conséquences sauvera des vies et économisera de l’argent. »

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.