Une étude publiée dans Science Advances révèle que les variations saisonnières du niveau des nappes souterraines augmentent l'activité sismique de plus de 10 % dans le nord de la Californie. En analysant 16 ans de données sismiques et hydrologiques (2006-2022), des chercheurs ont mis en évidence un lien direct entre les précipitations, la montée des nappes et le déclenchement de tremblements de terre sur la faille de San Andreas.
Quand la pluie fait trembler la terre
Le mécanisme est contre-intuitif mais limpide une fois qu'on le comprend. Les failles géologiques sont comme des blocs de roche empilés les uns sur les autres, maintenus en place par la friction. Les plaques tectoniques poussent lentement, les contraintes s'accumulent pendant des années, puis tout lâche d'un coup : c'est le séisme. Ce qu'on savait moins, c'est que l'eau qui s'infiltre dans le sol peut accélérer ce processus.
L'eau s'accumule dans les pores des roches et exerce une pression sur les parois des failles. Cette pression, appelée pression interstitielle, réduit la friction qui empêche les deux côtés de la faille de glisser. Quand les roches sont déjà proches du seuil de rupture, une variation même infime de la pression d'eau peut suffire à déclencher le séisme « en avance ». Les chercheurs ont mesuré un décalage d'environ deux semaines entre la montée des nappes et le pic d'activité sismique. Le temps que l'eau percole en profondeur et atteigne les zones de faille.
La Californie comme laboratoire grandeur nature
La Californie est l'endroit idéal pour étudier ce phénomène. L'État se trouve au carrefour de deux plaques tectoniques, la Nord-Américaine et la Pacifique, qui coulissent l'une contre l'autre le long de la faille de San Andreas. C'est l'une des zones les plus sismiquement actives au monde, et aussi l'une des plus peuplées. Los Angeles, San Francisco, San Diego, 40 millions de personnes vivent au-dessus de ce réseau de failles.
Les chercheurs ont comparé les données sismiques de plusieurs régions californiennes avec les variations saisonnières des nappes phréatiques. Dans le nord de l'État, où les précipitations sont abondantes en hiver, la corrélation est nette. Plus il pleut, plus les nappes montent, et deux semaines plus tard, les séismes sont plus fréquents. Dans le sud, plus aride, l'effet est moins prononcé mais reste mesurable.
Et quand c'est l'humain qui pompe ?
L'étude ne se limite pas aux cycles naturels. Elle met en évidence un autre facteur : les activités humaines. Le pompage d'eau ou de pétrole dans le sous-sol modifie aussi la pression interstitielle et peut influencer l'activité sismique. La fracturation hydraulique (le fracking) a déjà été liée à des séismes induits en Oklahoma et au Texas. Avec le changement climatique qui intensifie les cycles de précipitations, alternant sécheresses extrêmes et pluies torrentielles, la pression sur les failles pourrait devenir de plus en plus erratique. Si la pluie peut vraiment faire trembler la terre, que se passera-t-il quand les épisodes de précipitations intenses deviendront la norme ?