Un séisme et des informations contradictoires

Après un gros séisme, on peut parfois être surpris d'avoir lu ou entendu des informations différentes sur la magnitude de ce séisme ou sa profondeur ou ...

C'était le cas, il y a deux jours, le 16 avril, pour le séisme de magnitude 7,8 en Iran. Pour certains, la profondeur du foyer était de 50 km, pour d'autres, elle atteignait plus de 80 km.

Erreur de journalistes ? Non. Erreur de scientifiques ? Non. Y a t-il une seule vérité ? Cela peut se discuter.

Pour déterminer la localisation et la magnitude d'un séisme, il existe de nombreuses méthodes. Quand le séisme n'est pas trop important, de magnitude inférieure à 6, toutes les méthodes donnent à peu près le même résultat.

Comment s'y prend-on pour les calculs de localisation: épicentre et profondeur ?

Un séisme est enregistré par de nombreux sismomètres partout à la surface de la Terre. L'idée générale est de chercher le  séisme qui explique le mieux les données enregistrées. On inverse les données par des algorithmes mathématiques.

Des différences existent dans les résultats en fonction des données utilisées. Quand on veut travailler vite, on utilise les données immédiatement disponibles. Et ce ne sont pas forcement les mêmes en France ou aux Etats Unis. Cette différence a tendance à disparaître dans la mesure où de plus en plus de données d'enregistrement sont disponibles très rapidement sur le net.

Les résultats seront mieux contraints si on a des stations d'enregistrement bien réparties autour du séisme. La localisation d'un séisme japonais par les données du réseau en Alsace aura potentiellement une erreur importante alors que la localisation d'un séisme en Alsace par le même réseau sera bien meilleure .Ceci explique aussi que la profondeur du séisme est le paramètre le moins bien déterminé ; les stations d'enregistrement sont toutes à la surface, il en faudrait en profondeur.

Carte du réseau courte période du RéNaSS

On peut inverser uniquement les temps d'arrivée des ondes, c'est une méthode qui fonctionne bien pour les petits séismes et qui est utilisée pour des séismes locaux bien entourés par un réseau de sismomètres. C'est comme cela par exemple que travaille en France, le Réseau National de Surveillance Sismique (ReNaSS) pour les séismes locaux.On peut aussi inverser la forme des ondes. C'est plus compliqué mais on obtient aussi plus d'informations: la localisation du séisme mais aussi sa magnitude et son mécanisme, c'est à dire le type de mouvement sur la faille et la direction de la faille. C'est ce qu'on utilise systématiquement dans tous les grands centres de sismologie pour les séismes importants.

Mécanisme de faille normale caractéristique d'un domaine en extension

Qu'on choisisse d'inverser les temps d'arrivée ou les formes d'ondes, tout dépend encore des ondes qu'on va traiter. Cela peut être les ondes de volume P et S ou seulement P. Cela peut être plutôt les ondes de surface. On travaille depuis peu également avec une phase très longue période, la phase W, une méthode développée en partie à Strasbourg.

Tous ces choix induisent des différences plus ou moins importantes suivant la complexité du séisme. De plus, quand le séisme est important, il faut définir au préalable ce qu'on appelle localisation. Dans ce cas, la longueur de la faille n'est pas négligeable et la localisation en profondeur est elle le point où démarre le glissement ou une position moyenne sur la faille qui a bougée ? Ces différentes méthodes ne calculent pas toutes la même chose.