Des chercheurs de l'université de Stanford ont développé la première carte mondiale de séismes rares survenant profondément dans le manteau terrestre, plutôt que dans la croûte. Ces événements insaisissables s'agglutinent dans des régions comme l'Himalaya et près du détroit de Béring. L'étude, publiée le 5 février dans Science, identifie des centaines de tels séismes et introduit une nouvelle méthode pour les détecter à l'aide d'ondes sismiques.
Le manteau terrestre, une épaisse couche de roche chaude et dense entre la fine croûte extérieure et le noyau fondu, a longtemps intrigué les scientifiques quant à son potentiel à générer des séismes. La plupart des séismes continentaux se produisent entre 6 et 18 miles sous la surface dans la croûte fragile, au-dessus de la discontinuité de Mohorovičić, ou Moho. Cependant, au cours de la dernière décennie, des preuves se sont accumulées indiquant que des séismes rares dans le manteau se produisent sous les continents, loin des zones de subduction, parfois jusqu'à 50 miles sous la Moho. Ces événements sont estimés se produire environ 100 fois moins fréquemment que les séismes crustaux. Pour relever le défi de confirmer ces tremblements profonds, Shiqi (Axel) Wang, ancien étudiant de doctorat dans le laboratoire du professeur de géophysique Simon Klemperer à la Stanford Doerr School of Sustainability, et Klemperer ont développé une technique comparant deux types d'ondes sismiques. Les ondes Sn, ou ondes de « couvercle », voyagent le long du sommet du manteau, tandis que les ondes Lg se propagent efficacement à travers la croûte. En mesurant le rapport de ces ondes, ainsi que des données sur l'épaisseur crustale, les chercheurs ont distingué les origines mantellaires des crustales. « Notre approche est un changement de jeu complet car maintenant vous pouvez identifier un séisme mantellaire uniquement sur la base des formes d'onde des séismes », a déclaré Wang. En analysant les données des stations sismiques mondiales, l'équipe a examiné plus de 46 000 séismes depuis 1990 et a confirmé 459 séismes mantellaires continentaux. Ceux-ci se concentrent notablement sous l'Himalaya en Asie du Sud et près du détroit de Béring, au sud du cercle polaire arctique. Les chercheurs notent que ce nombre sous-estime probablement le total, en particulier dans des zones reculées comme le plateau tibétain, et que l'expansion des réseaux pourrait en révéler davantage. Bien que trop profonds pour causer des dommages en surface, ces séismes fournissent des insights sur les mécanismes des séismes et la structure interne de la Terre. « Jusqu'à cette étude, nous n'avions pas une perspective globale claire sur le nombre réel de séismes mantellaires continentaux et leur emplacement », a expliqué Wang. Klemperer a ajouté : « Les séismes mantellaires offrent une nouvelle façon d'explorer les origines des séismes et la structure interne de la Terre au-delà des séismes crustaux ordinaires. » Les travaux futurs examineront les déclencheurs, tels que les répliques d'événements crustaux ou la convection mantellique recyclant la croûte subduite. « Les séismes mantellaires continentaux pourraient faire partie d'un cycle de séismes interconnecté de manière inhérente, à la fois de la croûte et du manteau supérieur », a déclaré Wang. La recherche a été soutenue par la National Science Foundation.