Le séisme d'une magnitude de 9 sur l'échelle de Richter qui a frappe le Japon le 11 Mars et a provoqué un terrible tsunami, a été la plus grande secousse à frapper la région en plusieurs centaines d'années.

Cependant, de grandes quantités de pressions sismiques sont restées stockées dans les interfaces tectoniques de la région, et le prochain séisme de grande échelle pourrait avoir lieu encore plus près de Tokyo, d'après ce que suggère une analyse.

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Le séisme « Tohoku-Oki » du mois de Mars a eu lieu dans l'océan à l'est de Honshu, la principale île du Japon, où la plaque tectonique Pacifique se glisse sous le Japon (zone de subduction).

Bien que les séismes d'une magnitude égale ou supérieure à 7 frappent le même segment de la zone de subduction tous les 30 à 40 ans, le seul phénomène précédent qui pourrait être comparable à celui qui a eu lieu il y a dix semaines avait eu lieu en Juillet 839, d'après Mark Simons, un géophysicien de l'Institut de Technologie de Californie à Pasadena.

Le séisme du 11 Mars n'aurait pas relâché la totalité des pressions accumulées depuis celui de Juillet 869

Dans la première des trois études publiées en ligne dans le journal Science cette semaine,  Mark Simons et ses collègues ont utilisé des données GPS provenant de plus de 1200 sites au Japon pour reconstruire le déclenchement du séisme Tohoku-Oki.

Pendant le séisme, la moitié nord de l'île de Honshu s'est déplacée vers l'est, certains sites près de l'épicentre se déplaçant horizontalement de plus de 4,3 mètres et s'affaissant de près de 66 centimètres. Ces mouvements sont le résultat de la déformation des plaques tectoniques, qui avant le séisme s'étaient peu à peu chargées de pressions sismiques.

Les modèles informatiques de l'équipe suggèrent que le fonds marin se trouvant à 50 kilomètres au large s'est affaissé d'environ 2 mètres et il pourrait avoir augmenté de 9 mètres près de l'épicentre, à 100 kilomètres au large.

Dans une seconde étude, Mariko Sato, une géodésiste des Gardes Côtes du Japon à Tokyo, et ses collègues, ont suivi les mouvements sur le long terme des transmetteurs installés sur le fonds marin dans la région en 2000-2004. Leurs résultats ont confirmé les mouvements déduits par Mark Simons.

Les mesures prises dans les semaines suivant le séisme indiquent qu'un site marin s'est déplacé de près de 24 mètres en direction de l'est/sud-est et a augmenté de 3 mètres de haut depuis les mesures précédentes en Février.

La plupart de ces mouvements étaient censés avoir lieu pendant le séisme.

Les plaques tectoniques ont bougé en moyenne d'environ 20 mètres pendant le séisme, mais dans certains endroits se trouvant dans la croûte terrestre, ils se sont éloignés les uns des autres de plus de 50 mètres, d'après les calculs de Mark Simons et ses collègues.

Dans la troisième étude, Satoshi Ide, un sismologue de l'Université de Tokyo et ses collègues ont analysé les vagues sismiques propagées par le séisme. Ils suggèrent que pendant les premières 40 secondes du séisme, une rupture de l'interface tectonique a eu lieu en profondeur sous le fonds marin. Ce n'est que plus tard que les plaques se seraient déplacées vers des parties moins profondes de la zone de subduction. Une grande partie de l'énergie relâchée dans les vibrations de haute fréquence provenaient apparemment des parties les plus profondes de la rupture.

Les différences de comportement observées entre la rupture profonde et la rupture moins profonde ne sont pas surprenantes, étant donné que les conditions environnementales à l'intérieur des roches 'dont la température, la pression et la quantité d'eau- varient largement selon la profondeur, d'après Thorne Lay, un sismologue de l'Université de Californie de Santa Cruz. « Mais ce qui contrôle ce comportement est ce que nous ignorons encore » a-t-il indiqué.

En moyenne, les plaques tectoniques à l'est du Japon se déplacent les unes vers les autres à une vitesse de 8 à 8,5 centimètres par an. Lorsque les plaques sont collées, il y a peu de mouvement le long de l'interface tectonique, parfois pendant des siècles, mais lorsque les pression s'accumulent jusqu'à atteindre un niveau insoutenable, l'énergie stockée est relâchée d'un coup lors d'un séisme.

Le séisme du 11 Mars n'aurait pas relâché la totalité des pressions accumulées depuis celui de Juillet 869, ce qui laisse présager un nouveau séisme. Ainsi, la zone de subduction se trouvant au sud de la rupture Tohoku-Oki pourrait contenir de grandes quantités de pressions sismiques, selon Mark Simons. Cet interface n'a connu que relativement peu de séismes d'une forte magnitude, ce qui signifie que cette région 'qui se trouve plus près de Tokyo que la rupture du mois de Mars, présente un fort risque de séisme.

Une surveillance étroite des mouvements de plaques dans la région devrait permettre aux scientifiques de déterminer le risque sismique, d'après ce que suggèrent Mark Simons et ses collègues.