La plaine abyssale du fer à cheval, une formation géologique de l'océan Atlantique située non loin de la montagne sous-marine du Gorringe Bank, à la frontière entre les plaques tectoniques eurasienne et africaine, est l'origine géographique du tremblement de terre de près de 8 sur l'échelle de Richter qui a secoué Lisbonne et d'autres régions du pays en 1969.

Le fait qu'il s'agisse d'une formation géologique plate, sans faille sismique majeure connue, a alimenté "une énigme" dans la communauté scientifique, qui se demandait comment une région présentant ces caractéristiques avait pu provoquer des tremblements de terre d'une telle ampleur. Cependant, une étude de la faculté des sciences de l'université de Lisbonne, publiée aujourd'hui dans la revue Nature Geosciences, offre une nouvelle explication possible.

Dans cette région, "aucune faille évidente" n'a jamais été trouvée pour expliquer un tremblement de terre de l'ampleur de celui de 1969, a déclaré João Duarte, l'un des coauteurs de l'étude, géologue, professeur à la Faculté des sciences de l'Université de Lisbonne et chercheur à l'Institut Dom Luiz.

Le fait qu'on n'ait jamais trouvé de faille de dimensions suffisantes pour générer un tremblement de terre comme celui de 1755, dont l'intensité aurait été proche de 9 sur l'échelle de Richter, vient s'ajouter à cette énigme et motiver la recherche.

Selon João Duarte, ce qui a été révélé et qui pourrait expliquer l'origine des deux tremblements de terre, c'est qu'"une partie de la plaque tectonique est en train de se séparer", selon un processus appelé délamination.

Cette délamination implique que la plaque subit une fracture horizontale, comme si la roche était séparée par une feuille, ouvrant une fissure qui provoque l'enfoncement de la partie inférieure, qui a déjà atteint une profondeur de 200 kilomètres vers le manteau terrestre, alors que la profondeur normale est d'environ 100 kilomètres.

La partie supérieure de la plaque reste dans une position horizontale inchangée, ce qui rend impossible la détection de tout changement géologique à cet endroit en observant le fond marin, a expliqué le chercheur à Lusa.

Ce processus de séparation horizontale des plaques, qui se produit lentement depuis cinq à dix millions d'années, a été identifié à l'aide d'une sorte d'"échographie terrestre", a expliqué le professeur, en faisant référence à l'utilisation de la tomographie sismique et du son capté - le son des tremblements de terre eux-mêmes - pour comprendre ce qui se passe sous le plancher océanique.

"Nous avons mené une étude qui a consisté à placer des sismomètres sur le plancher océanique pendant huit mois, en enregistrant de petits tremblements de terre. Nous avons remarqué que dans cette zone, il y avait un 'cluster', un ensemble de petits tremblements de terre à une grande profondeur, environ 30 à 40 kilomètres de profondeur, ce qui est quelque peu anormal. Il s'agit donc d'une combinaison de plusieurs observations qui indiquent qu'un processus se produit dans cette zone et qu'il génère de la sismicité", a expliqué le chercheur.

"Nous savons que la plaque africaine se déplace également très lentement et converge avec la plaque eurasienne. C'est comme si nous imaginions que nous avions deux livres et que l'un commençait à glisser dans l'autre. Les plaques convergent et, en réalité, la zone où la plaque commence à se séparer se comporte un peu comme une feuille, car elle commence à glisser dans l'autre plaque. Il y a toujours un contact, mais c'est un contact plus horizontal. En d'autres termes, il n'y a plus de trou, plus d'espace. Cet espace est alors occupé par d'autres roches", explique João Duarte.

Recherches futures

João Duarte espère que cette étude débouchera sur des recherches plus détaillées dans cette région. Compte tenu de ce que nous savons déjà, il est inévitable, selon lui, que ce processus de délamination soit pris en compte "dans la caractérisation de l'aléa et du risque sismiques" dans le pays, déjà considéré comme une zone à haut risque en raison de la confluence de deux plaques tectoniques dans cette région.

Le chercheur voit une opportunité dans l'installation d'une nouvelle génération de câbles sous-marins - des câbles de communication reliant les deux côtés de l'Atlantique, passant par les archipels des Açores et de Madère et également par la plaine abyssale du fer à cheval.

"Ils seront équipés de capteurs sismiques, de sorte que les câbles traverseront cette zone, ce qui permettra de mieux surveiller et caractériser la sismicité. Et nous aurons probablement aussi plus de données, plus d'enregistrements", a-t-il déclaré.

La visibilité des tremblements de terre reste une chimère, mais João Duarte pense que l'intelligence artificielle pourrait constituer une avancée, même si un modèle d'apprentissage basé sur des événements et des données antérieurs présente des difficultés dans ce cas, car les grands tremblements de terre sont des phénomènes rares.

La clé pourrait résider dans une étude plus systématique des petits tremblements de terre, qui se produisent tous les jours, y compris au Portugal, "avec l'espoir" de comprendre le processus de sismicité et "de faire des déductions et d'utiliser des statistiques pour comprendre les grands tremblements de terre".