Pourquoi la terre tremble-t-elle toujours au Japon?

Un séisme de magnitude de 8,9 a frappé le nord du Japon ce vendredi 11 mars. Voici quelques réponses aux questions que l'on peut se poser. Cet article sera mis à jour tout au long de la journée.

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Pourquoi la Terre tremble-t-elle toujours au Japon?

Pour caricaturer, on peut dire que le Japon est fait pour être sismique. Cet immense chapelet d'îles est en effet situé à la frontière de quatre grandes plaques tectoniques (voir schéma ci-dessous): la plaque pacifique (en rose clair), la plaque nord-américaine (en violet), la plaque eurasienne (en vert) et la plaque philippine (en rose vif).

La plaque pacifique, qui se déplace rapidement vers l'ouest (à plus de 8 cm par an), s'enfonce sous les autres: on appelle cela une subduction. Les zones de subduction se traduisent par les séismes les plus violents qui soient, mais aussi par un volcanisme intense. L'archipel nippon se situe d'ailleurs sur la Ceinture de feu du Pacifique, un immense arc de plus de 450 volcans qui fait tout le tour du Pacifique, de la Patagonie à l'Alaska et du Kamtchatka à la Nouvelle-Zélande. Si, au Japon, l'on connaît surtout le mont Fuji, inactif depuis trois siècles, il ne faut pas oublier que plusieurs dizaines d'autres volcans existent dans le pays, comme le Shinmoedake dont la récente éruption, en janvier, a été spectaculaire comme le montre la vidéo ci-dessous:

Quels ont été les plus grands séismes japonais de l'histoire?

Si l'on ne prend en compte que la magnitude, le tremblement de terre de ce vendredi 11 mars est le plus important de l'histoire du Japon, avec une magnitude de 8,9. A titre de comparaison, la magnitude du séisme meurtrier de Kobe du 16 janvier 1995 n'était «que» de 6,9. Jusqu'à aujourd'hui, le séisme le plus intense était, selon le site de l'USGS, celui du 15 juin 1896, avec une magnitude de 8,5. Celui-ci avait provoqué un tsunami gigantesque (on parle d'une vague de 25 mètres de haut) qui avait dévasté le port de Sanriku et tué 22.000 personnes. A ce jour, le séisme le plus meurtrier jamais répertorié au Japon reste celui du 1^er septembre 1923 qui avait, selon les sources, une magnitude allant de 7,9 à 8,3. Près de 700.000 habitations furent détruites dans la région de Tokyo et de Yokohama et environ 143 000 personnes laissèrent la vie dans cette catastrophe naturelle.

Comment fonctionne l'échelle de Richter?

A partir de la mesure des ondes sismiques enregistrées par les sismographes, on calcule la magnitude du tremblement de terre, c'est-à-dire son amplitude et l'énergie qui a été relâchée durant le phénomène. L'échelle dite de Richter est logarithmique et non pas linéaire, ce qui signifie qu'un écart de 1 point correspond à une amplitude 10 fois supérieure et à un dégagement d'énergie une trentaine de fois plus important ! Ainsi, un séisme d'une magnitude 6 est-il équivalent à l'explosion de la bombe atomique d'Hiroshima (15 kilotonnes de TNT) et un séisme d'une magnitude 7 passe à 474 kilotonnes de TNT). Un séisme d'une magnitude de 8,9, comme celui d'aujourd'hui, équivaut à l'explosion de 336 millions de tonnes de TNT.

En théorie, l'échelle est ouverte mais on n'a jamais enregistré de séisme avec une magnitude supérieure à 9,5, qui est celle du tremblement de terre de 1960 au Chili, qui provoqua un énorme tsunami et la mort de plus de 2.000 personnes. On estime généralement qu'un séisme se ressent à partir d'une magnitude de 3 ou 4 (quelques dizaines de milliers d'événements par an en moyenne). A partir de 6, le tremblement de terre est considéré comme fort. Les séismes d'une magnitude égale ou supérieure à 8 sont en général dévastateurs mais aussi peu fréquents (un par an en moyenne). Ainsi, sur la première décennie du XXI^e siècle, 13 de ces catastrophes naturelles ont-elles été recensées.

Qu'est-ce qui fait la dangerosité d'un séisme?

Pour faire simple, «les séismes les plus dangereux sont ceux qui sont les plus proches de là où les gens habitent et pas nécessairement ceux dont la magnitude est la plus grande, explique Nikolaï Shapiro, directeur de recherches au CNRS et responsable de l'équipe de sismologie à l'Institut de physique du globe de Paris. Par conséquent, un séisme qui se produit sur la faille d'une grande ville fera plus de dégâts, comme cela a été le cas lors du tremblement de terre de Kobe en 1995. Sa magnitude était de 6,9, soit deux points de moins que le séisme d'aujourd'hui, ce qui est énorme, mais il a produit plus de morts car une des failles activées était dans la ville».

Pourquoi voit-on souvent des incendies après un séisme?

Lors du grand tremblement de terre japonais de 1923, de nombreuses maisons furent détruites par des incendies. Cela s'explique par le fait que le séisme a eu lieu à midi, alors que de nombreux feux étaient allumés dans les cuisines pour la préparation du déjeuner. De la même manière, le grand tremblement de terre de 1906 à San Francisco a été marqué par de graves incendies, essentiellement attribués à la rupture de canalisations de gaz. Il faut ajouter les courts-circuits à la liste de ces causes de départs de feux.

Y a-t-il un lien entre ce tremblement de terre et celui de Nouvelle-Zélande du 22 février dernier ou avec l'éruption du Shinmoedake?

Nikolaï Shapiro est formel:  

«Il n'y a aucune raison scientifique de parler d'un lien possible avec le séisme de Nouvelle-Zélande ou avec cette éruption volcanique. En revanche, on a vu un précurseur clair de ce tremblement de terre il y a deux jours, le 9 mars. On a enregistré un séisme de magnitude 7,2 exactement dans la même zone, qui a été suivi par plusieurs répliques le 9 et le 10 mars. Une alerte au tsunami avait même été lancée. Aujourd'hui, on sait qu'il s'agissait du précurseur d'un plus grand séisme, du début de la déstabilisation de la faille. Mais on ne peut pas généraliser parce que s'il y a assez souvent des séismes de 7,2, ils sont très rarement suivis de séismes de 8,9...»

Le rapprochement périodique de la Lune peut-il entraîner des séismes, comme certains l'affirment?

Créé par l'influence de la masse de la Lune et du Soleil, l'effet de marée, que l'on connaît bien dans les océans, existe aussi pour la croûte terrestre. Il peut atteindre 55 cm à l'équateur. Néanmoins, nuance Nikolaï Shapira, «que ce soit l'effet de marée, celui de la pression atmosphérique ou celui des vagues, les contraintes que ces phénomènes imposent sont négligeables par rapport aux forces internes liées à la dynamique de la Terre, à la tectonique des plaques. La différence entre forces externes et forces internes est de plusieurs ordres de grandeur». Le rapprochement périodique de la Lune (il y a environ 40.000 kilomètres d'écart entre son périgée et son apogée) ne réduira donc pas significativement cette différence.

Comment se forme un tsunami?

Lors d'un séisme sous-marin, le plancher de l'océan se déforme brutalement, ce qui a pour effet de former une onde (voir schéma ci-dessous). Ce n'est pas la mer qui se déplace mais juste cette onde, un peu comme la «ola» dans un stade de foot: les spectateurs ne font que se lever et se rasseoir les uns après les autres, ils ne sont pas en train de courir autour du stade.

Au large, cette onde n'a pas nécessairement une grande hauteur. Même si le tsunami voyage vite, sa longueur d'onde est tellement grande que la vague passe souvent inaperçue des bateaux qui sont dessus. On dit d'ailleurs que le mot «tsunami» (qui signifie, en japonais, vague portuaire) a été inventé par des pêcheurs qui, en mer, ne s'étaient aperçus de rien et trouvaient leur port dévasté en y rentrant. Lorsqu'elle arrive près des terres où le fond marin remonte, l'onde est ralentie et comprimée, ce qui lui fait mécaniquement gagner de la hauteur, un peu comme une feuille de papier dont on rapproche les bords. Pendant un court instant, la mer se retire des plages, comme attirée en arrière par l'onde, puis la vague déferle, dotée d'une énergie telle que rien ne l'arrête, si ce n'est le relief terrestre. C'est pour cette raison que, lors d'une alerte au tsunami, on recommande aux riverains de gagner les hauteurs.

Jusqu'où va aller le tsunami de ce 11 mars?

En haute mer, l'onde du tsunami avance très rapidement car sa vitesse est de l'ordre de plusieurs centaines de kilomètres à l'heure. Autant le relief terrestre est capable de le freiner assez rapidement car la côte fonctionne comme une barrière naturelle, autant son atténuation sera plus lente dans l'océan ouvert. Selon Nikolaï Shapiro, «le tsunami d'aujourd'hui va être enregistré par les marégraphes partout dans l'océan Pacifique, peut-être même jusqu'au Chili».

 L'onde passera donc forcément par la Polynésie française mais toute la question est de savoir si son amplitude sera de quelques centimètres, de quelques décimètres ou plus... «Une série de vagues est susceptible de toucher l'ensemble de la Polynésie française avec des risques de hauteur de vagues différentes selon les endroits», a prévenu le Haut-commissariat de la République à Papeete.

Pierre Barthélémy