Les anomalies magnétiques précédant les séismes enfin expliquées ?

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| Getty

Si la sismologie est aujourd’hui un domaine relativement bien compris, certaines zones d’ombres persistent toujours. C’est le cas du sismomagnétisme, c’est-à-dire l’émergence d’anomalies magnétiques souterraines précédant la survenue d’un tremblement de terre. Connu depuis plusieurs années par les sismologues, ce phénomène restait toutefois inexpliqué. Mais des chercheurs pourraient enfin avoir trouvé une explication.

Au cours des dernières années, les sismologues ont détecté de brèves et subtiles anomalies dans les champs électriques souterrains conduisant à un tremblement de terre, survenant parfois dès quelques semaines avant le séisme. Il est tentant de penser que ces sursauts électromagnétiques pourraient être utilisés pour prédire quand un séisme se produira. Jusqu’à présent, cependant, la cause de ces sursauts n’était pas certaine.

Interactions entre roches et gaz : elles produisent d’importants courants électriques

De nouvelles recherches suggèrent que la clé réside dans les gaz qui sont piégés dans ce que l’on appelle une vanne de faille et peuvent s’accumuler avant un tremblement de terre. Ces couches de roche imperméables peuvent glisser à travers une faille, créant efficacement un portail qui bloque l’écoulement des eaux souterraines.

Lorsque la vanne de faille finit par se fissurer et que la pression diminue, du dioxyde de carbone ou du méthane dissous dans l’eau piégée est libéré, augmentant en volume et écartant les fissures dans la faille. Au fur et à mesure que le gaz émerge, il est également électrifié, les électrons libérés par les surfaces fissurées se fixant aux molécules de gaz et générant un courant lorsqu’ils se déplacent vers le haut.

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« Les résultats ont soutenu la validité de la présente hypothèse de travail, selon laquelle l’interaction couplée de la roche de fracturation avec les gaz de la Terre profonde lors de la rupture quasi statique de roches dans la zone focale d’une faille pourrait jouer un rôle important dans la génération de pré- et co- phénomènes électromagnétiques sismiques », écrivent les chercheurs dans leur article.

Une hypothèse confortée par l’expérience

À l’aide d’un protocole expérimental personnalisé, l’équipe a pu tester les réactions de la diorite de quartz, du gabbro, du basalte et du granite à grain fin dans des simulations de type tremblement de terre à échelle réduite. Ils ont montré que les courants de gaz électrifiés pouvaient en effet être liés à la fracture de la roche.

graphiques roches gaz courant
Les chercheurs ont reproduit en laboratoire les interactions entre roches et gaz (haut : diorite quartzique+CO2 ; bas : gabbro/basalte+CO2/N2/CH4), et ont observé l’émergence de courant électrique produisant un magnétisme détectable. © Yuji Enomoto et al. 2021

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Le type de roche fait une différence, ont découvert les chercheurs. Les roches, y compris le granit, présentent des défauts de réseau qui capturent des électrons non appariés au fil du temps grâce à un rayonnement naturel montant sous la surface, ce qui conduit à un courant plus important. Et le type de faille semble également avoir un effet. L’étude confirme les recherches précédentes des mêmes scientifiques sur le sismo-électromagnétisme, montrant comment le dioxyde de carbone libéré par une faille sismique pourrait être électrifié et produire des champs magnétiques.

D’autres hypothèses sur les sursauts électromagnétiques incluent l’idée que les roches elles-mêmes pourraient devenir des semi-conducteurs sous une contrainte suffisante et avec suffisamment de chaleur, tandis que d’autres experts ne pensent pas que ces sursauts étranges soient des prédicteurs du tout.

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« À la suite de cette expérience en laboratoire, il pourrait être possible de détecter le signal électrique accompagnant un tremblement de terre en observant le potentiel/courant tellurique induit dans un conducteur, comme une conduite d’eau en acier enterrée sous terre. Une telle approche fait actuellement l’objet d’essais sur le terrain sur des modèles », concluent les chercheurs.

Sources : Earth, Planets and Space

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