2024-08-18 12:02:55
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Los Angeles se trouve au-dessus d’une énorme cuvette de sédiments qui modifie la façon dont les ondes sismiques se déplacent sous la ville (Crédit : Getty Images)
Le sud de la Californie a été secoué récemment par deux tremblements de terre d’une magnitude supérieure à 4,0. La façon dont ils se sont produits à Los Angeles est en grande partie liée au bassin rempli de sédiments sur lequel repose la ville.
Un peu plus d’une heure après le coucher du soleil, le 6 août 2024, une ceinture de terres agricoles peu peuplée près de Bakersfield, dans le sud de la Californie, a été secouée par une soirée reposante. Séisme de magnitude 5,2suivi de des centaines de répliques plus petitesa secoué la région lorsqu’une faille près de l’extrémité sud de la vallée centrale s’est rompue.
Ce dernier tremblement de terre de magnitude 5,2 est le plus important à avoir frappé la Californie du Sud depuis trois ans. L’épicentre se trouvait à environ 27 km au sud de Bakersfield, en Californie, et les habitants tremblements signalés à près de 145 km de là, dans certaines parties de Los Angeles et jusqu’à San Diego. Puis, quelques jours plus tard, une autre secousse a secoué Los Angeles zone due à une rupture sur une petite section de la système de failles dangereux de Puente HillsLe tremblement de terre de magnitude 4,4 qui en a résulté a eu son épicentre à seulement quatre miles au nord-est du centre-ville.
Bien qu’il existe plusieurs raisons pour lesquelles cela pourrait être le cas – y compris ce que les gens faisaient au moment du tremblement de terre – l’énorme cinq milles de profondeur (8 km)le bassin rempli de sédiments sur lequel LA est construite joue un rôle surprenant dans les effets ressentis au-dessus du sol.
Le tremblement de terre itinérant
Alors que le sol semble stable à la surface, le substrat rocheux profondément enfoui peut ressembler à une vitre brisée. Ces fissures, ou failles, sont où les tremblements de terre se produisentLes défauts sont soumis à un stress énorme par le mouvement lent et régulier des plaques tectoniques de la Terre.
En Californie, la plaque nord-américaine et la plaque pacifique se croisent le long de la célèbre faille de San Andreas, avec une distance moyenne d’environ 30 à 50 millimètres (1 à 2 pouces) chaque année. Le mouvement est tout sauf fluide. Les roches fissurées sont rugueuses et se coincent les unes contre les autres, restant parfois collées pendant des milliers d’années. Au fil du temps, la contrainte créée par la lente progression des plaques tectoniques s’accumule – lorsque la faille atteint sa limite de contrainte, elle « glisse » et se rompt, provoquant un tremblement de terre.
Imaginez le bassin de Los Angeles comme un bol géant de gelée – les montagnes et la roche sous-jacente constituent le bol, tandis que les sédiments sont représentés par le mélange gélatineux
Une rupture commence à un endroit et se propage dans une direction le long de la failles’étendant sur des centaines de kilomètres. La rupture la plus longue jamais enregistrée a été une portion de 1 600 km (994 milles) d’une faille qui a provoqué le grand tremblement de terre de Sumatra-Andaman et le tsunami qui en a résulté le lendemain de Noël 2004. « Plus il va loin, plus il est long [the earthquake] “Plus la faille est longue, plus le tremblement de terre est important”, explique la sismologue Lucy Jones, chercheuse à l’Institut de technologie de Californie et ancienne sismologue à l’US Geological Survey.
Lors d’un tremblement de terre, l’énergie stockée dans le la faute collante est libérée soudainementLes ondes sismiques se propagent à partir de la rupture comme les ondulations créées en jetant une pierre dans un étang, se propageant dans toutes les directions à travers la roche et la terre environnantes.
La magnitude d’un tremblement de terre renseigne les scientifiques sur la longueur de la faille rompue ainsi que sur la durée des secousses, explique Jones. Mais l’intensité d’un tremblement de terre – les mouvements du sol que nous ressentons à un endroit donné – dépend de la proximité de l’épicentre, de la direction dans laquelle la faille s’est rompue et des couches géologiques sous nos pieds.
Complications liées à la géologie
Los Angeles est située au sud d’un géant un coude dans la faille de San Andreas La frontière entre les plaques tectoniques et la surface de la Terre change clairement de direction. « Si vous le voyez depuis les airs, c’est incroyable », dit Jones. « C’est tellement bizarre – vous pouvez regarder en bas et voir la vallée de faille, puis elle tourne. »
Lors d’un tremblement de terre, les ondes sismiques sont modulées par la géologie, explique John Vidale, professeur de sismologie à l’Université de Californie du Sud. « Le facteur principal est la dureté du sol et la profondeur de la structure qui a des ondes molles. [material] « Près de la surface », dit-il. Les ondes sismiques se déplaceront plus rapidement dans des matériaux plus denses comme la roche, par rapport aux sédiments plus mous et moins denses.
« À mesure que les ondes sismiques se propagent dans le bassin, leur comportement change lorsqu’elles rencontrent les sédiments meubles. »[The wave] « La vague doit maintenant se déplacer à une vitesse beaucoup plus lente, mais elle doit toujours transporter la même quantité d’énergie par unité de temps », a déclaré Jones. Au fur et à mesure que la vague traverse les sédiments, l’amplitude, ou la hauteur de la vague, augmente.
En d’autres termes, imaginez le bassin de Los Angeles comme un bol géant de gelée – les montagnes rocheuses denses et la roche sous-jacente constituent le bol, tandis que le remplissage de sédiments est représenté par le mélange gélatineux. “Si vous secouez le fond [of the bowl] « Un petit peu, le sommet bouge beaucoup d’avant en arrière », explique Vidale. Et au sommet de cette masse tremblante de gelée se trouve la mégapole de Los Angeles.
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La faille de San Andreas entre les plaques tectoniques du Pacifique et de l’Amérique du Nord est clairement visible depuis les airs à certains endroits (Crédit : Getty Images)
Cela signifie que l’amplitude des vagues dans un bassin peut être considérablement plus grande que celles se déplaçant à travers la roche. Dans une étudedes chercheurs utilisant des mesures de tremblements de terre dans la région de Los Angeles à partir de Séisme de 1992 à Landers ils ont découvert que les ondes sismiques à l’intérieur du bassin de Los Angeles étaient trois à quatre fois plus grandes que celles des sites situés à l’extérieur du bassin.
En plus de l’amplification, les ondes sismiques peuvent également se répercuter dans un bassin rempli de sédiments. Pensez à ce bol de gelée qui tremble et à la façon dont le dessus rebondit sur les parois du bol. Des scientifiques du Statewide California Earthquake Center ont simulé des tremblements de terre dans la région de Los Angeles et ont découvert que les Le bassin peut piéger l’énergie des ondes sismiques de la même manière. Cette réverbération peut signifier que les secousses peuvent souvent continuer plus longtemps que la durée de la rupture de faille elle-même, augmentant le danger pour la ville construite au-dessus.
Même au sein d’un bassin, il peut y avoir des différences dans la façon dont les sédiments interagissent avec les ondes sismiques. « Il y a une variabilité dans les secousses… il y a des variations dans la géologie », explique Vidale. Les sédiments dans les 100 mètres supérieurs du bassin ont tendance à être plus lâches et moins denses que les sédiments plus profonds et compacts en dessous. Les changements de sédiments peuvent également se produire rapidement à la surface. « Les anciens lits de cours d’eau, par exemple, peuvent être remplis d’une sorte de matériau humide et mou », explique Vidale. « Donc, si vous vous trouvez dans un ancien lit de cours d’eau, vous serez frappé beaucoup plus durement que quelqu’un qui se trouve à 400 mètres de distance et qui se trouve sur un sol plus ferme. »
Même les personnes qui vivent dans la même maison peuvent avoir des expériences différentes, surtout si le tremblement de terre est de faible ampleur. « Je suis à Pasadena, sur les sédiments de la vallée de San Gabriel », explique Jones. Bien qu’ils soient tous les deux dans la même maison, elle et son mari ont eu des expériences différentes du tremblement de terre du 6 août. « Je l’ai ressenti, mon mari non », dit-elle.
Des bassins, des bassins partout
Si la ville de Los Angeles présente de nombreux risques sismiques, elle n’est pas la seule ville à devoir s’en inquiéter. Tout au long de l’histoire de l’humanité, les hommes ont eu tendance à construire des villes sur des terrains plats, à proximité de plans d’eau.
Il se trouve que ces sites ont tendance à se former au-dessus bassins géologiques et parfois à proximité des failles.
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Les scientifiques tentent de mieux comprendre comment les grands tremblements de terre se propageront dans le bassin de Los Angeles pour évaluer où le risque de dommages est le plus élevé (Crédit : Getty Images)
Si les États-Unis comptent quelques villes célèbres construites sur des bassins – Seattle, Portland et Salt Lake City –, de nombreuses autres villes dans le monde connaissent des ondes sismiques amplifiées en raison de leur situation géographique. Après que les colons européens eurent asséché le lac Texcoco dans les années 1500, La ville de Mexico a été construite sur le fond plat et ancien du lacEn 1985 et 2017, la ville a subi des dommages importants des tremblements de terre qui ont secoué les sédiments du bassin.
Comprendre le risque sismique est la première étape pour renforcer la protection d’une ville contre les secousses importantes. L’adoption de codes de construction rigoureux peut être un autre moyen de protéger les personnes et les infrastructures, mais il faut souvent un événement majeur pour que des réglementations plus strictes soient mises en œuvre. Après le tremblement de terre dévastateur de 1985, par exemple, la ville de Mexico a adopté des codes de construction strictset modernisé des bâtiments plus anciens.
« Les tout premiers codes sismiques [in California] est entré après le tremblement de terre de Long Beach en 1933“, ajoute Jones. À l’époque, les écoles étaient construites en briques non renforcées et résistantes au feu. “Soixante-dix écoles ont été complètement détruites, heureusement, à six heures du soir”, dit Jones. L’horreur de l’effondrement des écoles a incité à la réglementation, mais les codes initiaux étaient maigres. “Ils disaient simplement : “ne construisez pas de maçonnerie non renforcée en Californie”. C’était en quelque sorte le premier code de base”.
Aujourd’hui, l’évaluation des risques sismiques est beaucoup plus nuancée.
Aux États-Unis, une équipe de sismologues, de géoscientifiques et de géophysiciens a créé un carte des risques sismiquesmontrant les risques d’un tremblement de terre dévastateur dans les 100 prochaines années. Dans leur dernière version du rapport, l’équipe a constaté que que près de 75 % Les États-Unis pourraient être touchés par des secousses dévastatrices. Pour aider les décideurs politiques et les ingénieurs, l’équipe a inclus des informations sur les implications pour la conception des bâtiments et des structures.
Si les normes de construction peuvent protéger des vies, des scientifiques comme Jones souhaitent qu’elles aillent plus loin. Concevoir des bâtiments de manière à ce qu’ils puissent être réparés plus facilement plutôt que d’avoir à être démolis coûterait 1 % de plus lors de la phase de construction, estime Jones. « Nous appelons cela la “récupération fonctionnelle” », explique-t-elle.
« Nous essayons de dire que le simple fait de ne pas vous tuer n’est pas une norme suffisante. La réalité est que si votre bâtiment est gravement endommagé et doit maintenant être démoli après le tremblement de terre, vous avez porté préjudice à vos locataires, à vos voisins et à l’économie locale. »
Heureusement, les bâtiments de Los Angeles ont plutôt bien résisté aux derniers tremblements de terre qui ont secoué la Californie du Sud. Mais à un moment donnéla ville n’aura pas cette chance.
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