Pendant 15 ans après le tremblement de terre de Tohoku-Oki en 2011, l’une des catastrophes naturelles les plus soigneusement instrumentées de l’histoire, une petite anomalie dans les données GPS est restée non résolue dans les archives. Environ 15 minutes après que la secousse de magnitude 9 a frappé la côte nord-est de Honshu, les stations GPS réparties dans tout le Japon ont enregistré un petit déplacement d’environ cinq à six millimètres vers l’est qui s’est produit presque simultanément. Le changement était trop faible pour être ressenti par quiconque, trop faible pour causer des dommages et trop tard en raison du défaut principal. Cela ne correspond à aucun tremblement de terre connu. Il s’agissait d’un signal inexpliqué au sein d’un énorme ensemble de données mentionné dans une compilation ultérieure de données du Tohoku, mais que les chercheurs n’ont pas encore trouvé comment interpréter depuis plus d’une décennie. 18 juin 2026 Une équipe dirigée par Sunyoung Park, professeur adjoint de sciences géophysiques à l’Université de Chicago, a publié son article le 18 juin 2026. Science Suggérer ce qu’ils soutiennent est la bonne explication. Il est conclu que ce changement a été causé par des ondes sismiques qui ont voyagé directement de l’épicentre à travers le manteau terrestre, se sont retirées du noyau externe et sont revenues à la surface, atteignant la limite de la plaque tectonique japonaise avec suffisamment d’énergie résiduelle pour pousser le pays tout entier de quelques millimètres vers l’est.
selon L’Université de Chicago a annoncé les résultatsl’onde spécifique responsable est ce que les sismologues appellent une onde ScS, qui descend de la source du séisme, se reflète sur la limite noyau-manteau à une profondeur de 2 890 km et retourne à la surface. Les ondes transitoires ne peuvent pas se propager à travers les liquides et des réflexions se produisent parce que le noyau externe de la Terre est constitué de fer et de nickel liquides. Les vagues rebondissent sur la limite comme une boule de billard rebondissant sur un coussin. Le temps d’aller-retour des vagues provenant de la profondeur de la faille du Tohoku est d’environ 13 minutes. De retour au Japon, la vague a atteint l’ensemble du pays en même temps, ce qui, selon l’équipe de Park, était suffisamment forte pour déclencher de petits glissements supplémentaires au niveau des interfaces de méga-poussée déjà tendues le long des limites des plaques tectoniques du Japon. Le glissement lui-même n’a eu que quelques millimètres de déplacement, mais a libéré une énergie équivalente à un séisme de magnitude 7,5.
Pourquoi cela n’est-il pas arrivé avant ?
Les sismologues savent depuis longtemps que les grands tremblements de terre génèrent des ondes sismiques qui traversent le globe et se reflètent sur diverses frontières internes. En particulier, les ondes ScS sont cataloguées et étudiées depuis des décennies comme caractéristique typique des enregistrements sismiques. Ce qui n’avait pas été observé auparavant, c’était le retour des ondes ScS avec suffisamment d’énergie pour provoquer des déplacements mesurables et permanents à la surface de la Terre. comme indiqué Informations sur les études sur les parcs de Scientific AmericanLa principale raison en est que les ondes ScS sont très dissipatives au cours de leurs longs voyages à travers le manteau : elles perdent plus d’énergie pour s’affaiblir à mesure qu’elles voyagent plus profondément, et au moment où elles reviennent à la surface, elles sont généralement trop faibles pour avoir un effet mécanique détectable. Les mesures de Tohoku étaient différentes. La secousse principale de magnitude 9 a produit des ondes ScS avec des amplitudes crête à crête dépassant un cm dans les stations de surface au Japon, des ondes réfléchies bien plus fortes que celles enregistrées précédemment. La combinaison d’amplitudes inhabituellement élevées et de synchronisation entre des pays déjà situés sur des frontières de plaques surchargées, explique Park, crée les conditions permettant aux vagues de déclencher un léger glissement le long de ces frontières.
L’équipe de Park a passé beaucoup de temps à exclure d’autres explications avant de se prononcer sur l’activation du ScS. La possibilité que le choc principal ait libéré son énergie plus longtemps que prévu ne peut expliquer la transition en douceur à travers le pays ; l’énergie de la faille principale doit provoquer un déplacement concentré près de l’épicentre et tomber. Les glissements de terrain sous-marins provoqués par les chocs principaux ne peuvent pas être expliqués à une heure synchronisée ou à l’échelle d’un pays. La probabilité de répliques non reconnues n’a été égalée par aucun enregistrement sismique. Chaque interprétation alternative peut inclure certaines caractéristiques du signal, mais pas toutes. L’interprétation du glissement induit par ScS, en revanche, prédit le modèle topographique exact, l’heure synchronisée et les corrélations des chocs principaux indiqués dans les données GPS.
Qu’est-ce que cela signifie pour les risques sismiques ?
Par Informations sur les conséquences de l’actualité scientifiqueLes découvertes de Park ont des implications importantes sur la manière dont les sismologues modélisent la répartition des répliques des grands tremblements de terre. L’opinion conventionnelle est que le risque lié aux forts tremblements de terre est concentré dans le voisinage immédiat de la faille et de sa séquence ultérieure. Les nouvelles découvertes montrent que les effets des plus grands tremblements de terre se propagent géologiquement beaucoup plus profondément que cette image ne le suggère. Les ondes, qui parcourent 5 800 km autour de l’intérieur de la Terre, rebondissent sur le noyau, retournent à la surface et déclenchent des glissements de failles supplémentaires dans des régions reculées de la planète. Elles fonctionnent à une échelle et par des mécanismes différents de ceux des modèles de répliques d’ondes de surface qui ont dominé la modélisation des risques sismiques au cours du siècle dernier.
Dans une déclaration de l’Université de Chicago, Park a été franc sur sa propre interprétation de la découverte : “C’est remarquable car il s’agit d’une durée de sismicité sans précédent et d’une zone de risque sismique jusqu’alors méconnu.” Une implication pratique est que l’événement Tohoku pourrait avoir déclenché un petit glissement à travers d’autres limites de plaques affectées par les ondes ScS, non seulement au Japon mais également autour de la côte Pacifique. Que ce type d’excitation soit caractéristique de tous les tremblements de terre de magnitude suffisamment importante ou qu’il soit lié à la configuration inhabituelle de l’événement de Tohoku, il faut étudier les données GPS d’autres tremblements de terre récents de magnitude 9, tels que l’événement de Sumatra-Andaman de 2004 et les événements de Valdivia, Chili et A1964012 de 1960. — pour voir si des signaux comparables peuvent être détectés dans les données disponibles.
Une image plus profonde
Comme expliqué dans Résumé de l’article de Park, Kanamori et Rivera en ScienceCette découverte est cohérente avec une longue tradition scientifique consistant à utiliser de grands tremblements de terre comme expériences naturelles à l’intérieur de la Terre. Les ondes sismiques générées par des événements majeurs sont pratiquement le seul moyen de sonder directement les structures planétaires sous les profondeurs relativement faibles auxquelles le forage est possible. Le puits le plus profond foré dans la péninsule russe de Kola a atteint environ 12 km avant que la chaleur et la pression ne dépassent la capacité de la plate-forme. Le manteau terrestre commence à une profondeur d’environ 35 kilomètres et s’étend jusqu’à 2 890 kilomètres. Le noyau externe s’étend de là jusqu’à 5 150 km. Le noyau interne se trouve en dessous et se trouve à 6 371 km du centre de la Terre. Aucune de ces couches n’a été directement échantillonnée. Tout ce que les humains savent sur la structure de la planète sous la croûte supérieure provient des ondes sismiques, dont les temps de parcours, les réflexions, les réfractions et les changements de vitesse lorsqu’ils traversent différentes couches sont générés par les tremblements de terre et enregistrés à la surface.
L’événement du Tohoku en 2011 a produit l’ensemble de données sismiques instrumentées le plus vaste et le plus sophistiqué de l’histoire de l’humanité. Un déplacement de 5 à 6 mm vers l’est à l’échelle du pays, que personne ne savait comment expliquer, a maintenant été déterminé comme étant l’empreinte digitale d’une onde de surface qui a atteint et est revenue à la frontière extérieure fondue 15 ans plus tard. C’est essentiellement la première fois que l’intérieur sismique d’une planète est observé directement poussé vers la surface. Le signal est faible. Les conséquences ne le sont pas.