Lorsque le sol est soumis à de fortes contraintes sur une échelle de temps suffisamment longue, il finit par libérer cette accumulation d’énergie sous forme de puissantes secousses, occasionnant un séisme. Si la majorité des séismes ont pour origine le glissement de plaques tectoniques, certains proviennent de l’infiltration de glace en profondeur, ou bien encore du glissement de couches de glace au sein de glaciers géants. Ils sont alors nommés cryoséismes, ou tremblements de glace.
Il existe de deux types de cryoséismes. Le premier se produit lorsque de l’eau s’infiltre dans des couches rocheuses en profondeur et se met à geler sous la chute des températures. La glace entre ainsi en expansion et applique une forte contrainte mécanique sur son environnement rocheux proche. Il s’ensuit l’apparition d’une fracture, libérant l’énergie mécanique sous la forme d’un cryoséisme explosif. Bien que le déclencheur soit différent, ce type de cryoséisme ressemble fortement aux séismes tectoniques ordinaires.
L’autre type, qualifié de non tectonique, est causé par de violents mouvements de glace, le plus souvent sous la forme de glissements de couches de glace à partir de grands glaciers. Le mécanisme implique une infiltration massive d’eau qui s’accumule sous le glacier, la pression hydraulique agissant comme un lubrifiant et entraînant le changement de position du glacier tout entier. D’ordinaire, ce type de cryoséisme est très bref, de quelques secondes à quelques minutes seulement.
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Bien que les séismes et les cryoséismes partagent des signes précurseurs relativement identiques (bruits de craquement, vibrations, apparition de fractures, etc), leurs conditions d’apparition (notamment météorologiques) et de manifestation sont cependant différentes. En effet, un tremblement de glace ne peut se produire que dans les régions où l’eau est susceptible de geler en profondeur, ou qui abritent des glaciers suffisamment importants.
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L’intensité d’un cryoséisme se concentre dans une zone relativement petite autour de l’épicentre. Cela diffère d’un séisme tectonique dans le sens où les effets de ce dernier se propagent généralement dans une large zone, pouvant atteindre plusieurs centaines, voire milliers de kilomètres. En outre, les vibrations émanant d’un cryoséisme appartiennent à la gamme des basses fréquences, les sismomètres ne le détectent donc pas toujours.
Les cryoséismes se produisent lorsque les températures chutent brutalement en dessous de zéro, et ordinairement de nuit. Des analyses statistiques ont montré que le cryoséisme se produit en moyenne entre 3 et 4h après un changement brutal de température. Le sol doit être saturé d’eau (précipitations, fonte des neiges, inondations, etc) ; ainsi, des régions contenant des sols perméables (sable, grave) sont plus susceptibles d’être le siège de cryoséismes.