• Géophysique: la détection de signaux liés à la gravité qui proviennent de tremblements de terre pourrait permettre une identification précoce de l'occurrence d'un séisme majeur!____¤201712

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Observations and modeling of the elastogravity signals preceding direct seismic waves» ont été publiés dans la revue Science, a permis d'observer des faibles signaux liés à la gravité et à comprendre qu'ils proviennent d'une perturbation du champ de gravité qui se produit quasi-instantanément, à la suite d'un tremblement de terre. Comme ils peuvent être enregistrés avant les ondes sismiques habituellement analysées par les sismologues, ils pourront jouer un rôle important dans l'identification précoce de l'occurrence d'un séisme majeur, car ils sont sensibles à la magnitude des séismes.

     

    Notons tout d'abord que cette recherche est née «de l'interaction entre des sismologues voulant mieux comprendre les séismes» et des physiciens «développant des mesures fines de la gravité en vue de la détection des ondes gravitationnelles»: concrètement, alors que «les tremblements de terre changent brutalement l'équilibre des forces dans la Terre et émettent ainsi des ondes sismiques dont les conséquences peuvent être dévastatrices», ces mêmes ondes «ont aussi l'effet de perturber faiblement le champ de gravité terrestre, ce qui est à l'origine de l'émission d'un autre signal».

     

    Ce signal de gravité «est particulièrement intéressant dans une perspective de quantification rapide des séismes car il se transmet à la vitesse de la lumière, contrairement aux ondes sismiques qui se propagent à des vitesses entre 3 et 10 km/s», de sorte que «pour une station située à 1000 km de l'épicentre, les sismomètres peuvent potentiellement détecter ce signal plus de deux minutes avant l'arrivée des ondes sismiques».

     

    L'étude ici présentée, qui fait suite «à la première mise en évidence de ce signal en 2016», approfondit grandement les connaissances sur le sujet. En effet, dans un premier temps, ces signaux ont été observés «sur les données d'une dizaine de sismomètres situés entre 500 et 3000 km de l'épicentre du séisme du Japon de 2011 (magnitude 9.1)». Ensuite, à partir de ses observations, il a été démontré «que ces signaux sont dus à deux effets».

     

    Le premier de ces effets «est le changement de gravité se produisant à l'emplacement du sismomètre, qui modifie la position d'équilibre de la masse de l'instrument», tandis que «le deuxième effet, indirect, est dû au changement de gravité partout dans la Terre, qui perturbe l'équilibre des forces et produit de nouvelles ondes sismiques qui atteindront le sismomètre». Cette étude, «en prenant en compte ces deux effets», montre «que ce signal lié à la gravité est très sensible à la magnitude du tremblement de terre, ce qui fait de lui un bon candidat pour quantifier rapidement la magnitude des forts séismes».

     

    Désormais, «le défi futur est de parvenir à exploiter ce signal pour des magnitudes inférieures à 8-8.5 car en-dessous de ce seuil, le signal est trop faible par rapport au bruit sismique naturellement émis par la Terre, et le dissocier de ce bruit est compliqué». Pour répondre à ce défi, «plusieurs technologies, dont certaines inspirées des instruments développés pour la détection des ondes gravitationnelles» sont actuellement envisagées «pour faire un nouveau pas en avant dans la détection de ces précieux signaux».

     

     


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