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Les zones de subduction comptent parmi les régions les plus exposées aux séismes et aux tsunamis à l'échelle mondiale. Pourtant, certaines d'entre elles restent encore mal caractérisées du point de vue de leur fonctionnement sismique à long terme. C'est le cas de la zone de subduction des Ryukyus, qui s'étend entre le sud du Japon et Taïwan. Bien que les mesures géodésiques modernes suggèrent un couplage mécanique faible, des indices géologiques et historiques font état de tsunamis majeurs, notamment celui de Meiwa en 1771.
Illustration artistique d'une faille coupant une ville en deux.
Dans une étude publiée dans Nature Communications, une équipe internationale de chercheurs, incluant des scientifiques de l'Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), a reconstruit l'histoire sismique de cette zone sur une durée exceptionnelle (5 000 ans) à partir de l'analyse de microatolls coralliens fossiles situés sur l'île d'Ishigaki, dans l'archipel des Ryukyus.
Des coraux comme archives naturelles des grands séismes
Les microatolls sont des coraux massifs dont la croissance est étroitement contrôlée par le niveau relatif de la mer. Leur morphologie et leur stratigraphie interne permettent d'enregistrer avec une précision centimétrique les variations verticales du sol, notamment celles provoquées par des séismes. En combinant cartographie de terrain, analyses géomorphologiques, imagerie X, tomographie et datations uranium-thorium, les chercheurs ont reconstitué une chronique détaillée des variations du niveau marin relatif à l'échelle millénaire.
Les résultats mettent en évidence plusieurs épisodes d'émergence rapide de l'île, regroupés notamment il y a 5 000-4 000 ans et il y a 3 000-2 000 ans. Ces soulèvements sont interprétés comme la signature de séismes de subduction majeurs.
Des supercycles sismiques de plusieurs millénaires
Les données révèlent l'existence de supercycles sismiques: de longues périodes de calme relatif, suivies de séquences concentrées de séismes, culminant avec des événements majeurs susceptibles de produire des tsunamis. Les modélisations élastiques indiquent que certains de ces séismes ont pu atteindre des magnitudes comparables aux plus grands événements connus dans d'autres zones de subduction actives.
Plusieurs épisodes identifiés dans les coraux coïncident avec des tsunamis déjà documentés dans les archives géologiques et historiques de la région, renforçant l'hypothèse d'une récurrence cyclique à l'échelle de plus de 2 000 ans.
Un enjeu majeur pour l'évaluation de l'aléa sismique et tsunami
Ces travaux remettent en question l'idée selon laquelle la subduction des Ryukyus serait principalement asismique. Ils montrent au contraire que cette zone est capable de produire des séismes majeurs, avec un potentiel tsunamigène important. La compréhension de ces cycles longs est essentielle pour améliorer l'évaluation de l'aléa sismique et tsunami dans une région densément peuplée et fortement exposée.
En apportant un éclairage inédit sur la dynamique à long terme de la subduction des Ryukyus, cette étude illustre le rôle clé des archives naturelles dans la compréhension des grands risques géophysiques et souligne l'importance d'intégrer les temps longs dans les stratégies de prévention.