Dans les Alpes franco-italiennes, des géologues ont identifié les traces d'un puissant séisme survenu il y a 6 000 à 6 500 ans. Grâce à l'étude d'une faille et de tranchées paléosismologiques, ils révèlent une activité tectonique ancienne insoupçonnée.
Rédigé par
Mohammed GUENNINECHE
Les Alpes sont une région tectoniquement active, où de nombreux séismes sont enregistrés chaque année. La majorité de ces événements est de faible magnitude et ne provoque aucun dommage.
Les observations historiques et instrumentales disponibles dans les Alpes occidentales montrent principalement une sismicité modérée. Elles ne permettent toutefois pas de connaître l'ensemble des événements qui se sont produits avant l'existence des archives écrites.
Une nouvelle étude menée par Camille Thomasset et ses collègues apporte un éclairage inédit sur ce passé sismique.
En étudiant la faille de Bersezio, située dans le massif de l'Argentera, à la frontière entre la France et l'Italie, les scientifiques ont découvert les traces d'un important tremblement de terre survenu pendant l'Holocène.
D'après leurs résultats, cet événement aurait eu lieu entre 6 500 et 6 000 ans avant le présent et pourrait avoir atteint ou dépassé une magnitude de 6,5.
Ce résultat remet en question l'idée selon laquelle les séismes observés au cours des périodes historiques représenteraient nécessairement les événements les plus importants que cette partie des Alpes puisse connaître.
La faille de Bersezio traverse une partie du domaine alpin franco-italien.
Dans le secteur étudié, elle présente des indices de déplacement horizontal dextre : les terrains situés de part et d'autre de la faille se sont déplacés relativement l'un à l'autre, avec un mouvement vers la droite lorsqu'on observe le compartiment opposé.
Les chercheurs ont identifié un segment d'environ deux kilomètres présentant des décalages de formes du relief.
Ces marqueurs géomorphologiques constituent des indices précieux, car un mouvement tectonique peut déplacer ou déformer des éléments préexistants du paysage.
Mais une faille visible dans le relief ne prouve pas, à elle seule, qu'un séisme s'est produit récemment à l'échelle géologique.
Pour établir l'histoire de son activité, il faut examiner les dépôts qui l'entourent et rechercher les traces d'une rupture ancienne.
C'est précisément ce qu'ont entrepris les scientifiques.
Les chercheurs ont réalisé trois tranchées paléosismologiques à travers l'escarpement associé à la faille.
La paléosismologie est une discipline qui cherche à identifier et à caractériser les séismes anciens à partir de leurs traces géologiques.
Lorsqu'une faille rompt jusqu'à la surface pendant un séisme, elle peut déformer les dépôts superficiels, déplacer des couches sédimentaires ou créer un escarpement.
Ces déformations peuvent ensuite être progressivement recouvertes par de nouveaux sédiments.
En creusant une tranchée perpendiculaire à la faille, les géologues peuvent observer la disposition des couches et rechercher les indices d'une rupture.
Dans le cas de Bersezio, l'étude des trois tranchées a révélé les traces d'un épisode de rupture cosismique, c'est-à-dire associé à un tremblement de terre.
Les chercheurs ont notamment observé un décalage vertical apparent d'environ un mètre à l'interface entre le substratum rocheux et les dépôts quaternaires.
Cette mesure est particulièrement importante, puisqu'elle constitue une contrainte sur la déformation produite par l'événement.
Elle ne doit toutefois pas être confondue avec le déplacement total le long de la faille, dont une composante importante est horizontale.
En l'absence de témoignages historiques, les scientifiques doivent déterminer l'âge du séisme à partir des formations géologiques affectées.
Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé la datation par le carbone 14, appliquée à des échantillons de sédiments prélevés dans les tranchées.
Le carbone 14 est un isotope radioactif naturellement présent dans l'environnement. Sa décroissance au cours du temps permet de dater certains matériaux contenant du carbone d'origine biologique.
Les résultats obtenus, associés à l'analyse stratigraphique des dépôts, ont permis de situer la rupture entre environ 6 500 et 6 000 ans avant le présent.
Cette méthode ne fournit pas une date exacte au jour ou à l'année près. Elle permet de définir un intervalle chronologique compatible avec les observations.
Les auteurs soulignent que leurs résultats constituent la première observation directe, dans les Alpes occidentales, d'un paléoséisme holocène identifié grâce à ce type d'investigations.
L'un des résultats les plus marquants concerne l'estimation de la puissance de cet ancien séisme.
À partir des déformations mesurées et de leur interprétation tectonique, les chercheurs estiment que l'événement était compatible avec une magnitude M ≥ 6,5.
Il s'agit d'une estimation géologique, et non d'une magnitude mesurée par des sismomètres, qui n'existaient évidemment pas à cette époque.
Les incertitudes restent importantes, notamment sur les dimensions totales de la rupture et sur les déplacements réellement produits en profondeur.
Une magnitude d'au moins 6,5 correspond néanmoins à un séisme potentiellement destructeur, selon sa profondeur, sa localisation et l'exposition des territoires concernés.
Cette découverte est particulièrement intéressante puisque la sismicité instrumentale connue dans le secteur des Alpes occidentales étudié par les auteurs est dominée par des événements beaucoup plus modestes.
Elle rappelle que l'absence de grands séismes dans les archives récentes ne garantit pas leur impossibilité à plus long terme.
Les Alpes résultent d'une longue histoire de convergence et de collision entre les domaines continentaux européen et africain, avec l'intervention de plusieurs unités tectoniques.
Cette histoire a créé un ensemble complexe de plis, de chevauchements et de failles, dont certaines ont été réactivées sous des régimes de contraintes différents.
Aujourd'hui, une partie de la sismicité des Alpes occidentales présente des mécanismes au foyer associés à l'extension.
Pourtant, la géométrie de l'escarpement étudié à Bersezio et les décalages des marqueurs géomorphologiques témoignent d'une composante de décrochement dextre accumulée dans le temps.
Cette différence soulève des questions sur les mécanismes tectoniques ayant affecté la région au cours des derniers millénaires.
Les contraintes actuelles, les structures héritées et les changements de régime tectonique peuvent contribuer à expliquer la coexistence de différents types de mouvement.
Les résultats suggèrent donc que l'analyse de la sismicité instrumentale ne suffit pas toujours à reconstituer le comportement à long terme des failles alpines.
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La découverte d'un séisme préhistorique de forte magnitude ne signifie pas qu'un événement similaire est imminent.
Il n'est actuellement pas possible de prévoir avec précision la date, le lieu et la magnitude d'un futur séisme tectonique.
En revanche, les observations paléosismologiques contribuent à améliorer les connaissances sur les capacités de rupture des failles.
Les données historiques et instrumentales ne couvrent qu'une période relativement courte, alors que certaines structures tectoniques peuvent connaître des intervalles très longs entre deux événements importants.
L'étude des séismes anciens permet ainsi d'élargir la période d'observation et d'intégrer des événements qui auraient autrement échappé aux catalogues sismiques.
Ces informations peuvent contribuer à l'évaluation de l'aléa sismique, notamment dans les régions où les déformations tectoniques sont lentes.
Il faut néanmoins disposer de davantage de données pour déterminer la fréquence des événements majeurs sur la faille de Bersezio.
Un seul paléoséisme identifié ne permet pas de calculer de manière fiable une période de retour.
La découverte constitue donc un nouvel élément scientifique important, mais elle ne fournit pas de calendrier des prochains tremblements de terre.
Sous les reliefs alpins, les failles enregistrent une histoire tectonique qui dépasse largement les quelques siècles couverts par les observations historiques.
L'étude de la faille de Bersezio montre qu'un puissant séisme, d'une magnitude estimée à au moins 6,5, a pu se produire dans les Alpes franco-italiennes il y a environ 6 000 à 6 500 ans.
Grâce aux observations géomorphologiques, aux tranchées paléosismologiques et à la datation des sédiments, les chercheurs ont pu retrouver les traces de cet événement disparu de la mémoire humaine.
Ces résultats soulignent l'importance d'étudier les failles actives à l'échelle de plusieurs millénaires.
Ils rappellent également un principe essentiel de la géologie : les paysages actuels peuvent conserver les indices d'événements exceptionnels survenus bien avant les premières archives historiques.
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