Romain
Une équipe de recherche internationale a déterminé que la ville finlandaise d’Oulu a été frappée par 26 tremblements de glace (ou cryoséismes) en seulement 7 heures en raison d’une forte baisse de température de -12 ° C à -29 ° C. C’est ce que sont ces phénomènes.
Une fissure dans le sol causée par un tremblement de glace aux États-Unis. Crédit : Twitter / Bryan Bennett
En 2016, la ville d’Oulu, dans le centre de la Finlande, a été frappée par une impressionnante série de séismes de glace, également appelés tremblements de terre de gel ou cryoséismes : 26 ont été enregistrés en l’espace de 7 heures, ce qui a causé d’importants dommages aux fondations des bâtiments, des routes et des trottoirs. . Comme l’expliquent les experts, ces phénomènes sont des événements sismiques non tectoniques qui se déclenchent lorsque l’eau qui s’infiltre dans le sol et les roches gèle et soumet l’ensemble du système à de fortes contraintes mécaniques : l’augmentation de la tension peut atteindre un point critique, jusqu’à rupture soudaine et explosive, avec libération conséquente d’énergie sismique capable de générer de grandes fissures et de causer des dommages.
L’ampleur de ces phénomènes n’est absolument pas comparable à celle des séismes tectoniques, cependant leur fréquence est en augmentation dans les pays scandinaves, au Canada et aux États-Unis, notamment dans les milieux arctique et subarctique. Selon les experts, cette augmentation est liée au changement climatique, qui est non seulement associé à une augmentation des températures moyennes, mais aussi à des effondrements brusques et soudains, capables de déclencher le stress thermique à la base des cryoséismes.
Ce sont à ce jour des phénomènes peu étudiés car encore plus imprévisibles que les séismes tectoniques classiques ; ils peuvent en effet se produire dans des endroits complètement aléatoires – il n’y a pas de zones à risque de cryoséisme, comme celles à risque sismique – et bien souvent il n’y a pas d’instrumentation scientifique sur place pour capter les signaux, avant et après la libération d’énergie. Maintenant, grâce à une nouvelle étude ad hoc, les scientifiques ont proposé une nouvelle méthodologie pour étudier les séismes de glace et calculer/prédire leur risque potentiel.
Les chercheurs se sont concentrés précisément sur la séquence sismique destructrice qui a frappé la ville finlandaise en 2016, déterminant précisément ce qui s’est réellement passé dans le sol. L’étude a été menée par une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques du Geological Survey Finland, qui ont collaboré étroitement avec des collègues de l’Oulu Mining School de l’Université d’Oulu et de l’Université du Colorado à Boulder (États-Unis). Les chercheurs, coordonnés par le professeur Jarkko Okkonen, ont développé un modèle mathématico-hydrologique qui relie le stress thermique et la libération d’énergie d’un cryoséisme. Il est basé sur divers facteurs, notamment l’épaisseur de la neige, le taux de fonte des neiges et la température du sol à différentes profondeurs. Les auteurs de l’étude ont déterminé qu’une diminution rapide de la température peut provoquer une contrainte thermique « excédant la ténacité (le degré de résistance mécanique d’un matériau NDR) à la rupture et la résistance du mélange sol-glace ».
Il s’agit d’un type de contrainte liée aux variations de température qui déclenchent la dilatation ou la contraction d’un matériau, le conduisant à une rupture explosive, comme cela se produit avec l’eau gelée dans les roches et les sols saturés. Lorsque des tremblements de terre de glace se produisent, de vrais barils se font entendre du sous-sol, très similaires à de sinistres coups de feu. Sur la base de leurs calculs, le professeur Okkonen et ses collègues ont déterminé que les cryoséismes à Oulu avaient été déclenchés par une forte baisse de température, de -12°C à -29°C, avec une chute soudaine pouvant atteindre 17°C. ont soumis les roches saturées et le sol gelé à des contraintes mécaniques critiques auxquelles ils n’ont pas pu résister, aboutissant à la libération d’énergie explosive et à la fracturation consécutive qui a endommagé les bâtiments et les infrastructures. Les détails de la recherche « Connexion entre le stress thermique et les séismes de gel » ont été présentés à l’Assemblée générale de l’Union européenne des géosciences (EGU) 2023.
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