Le confinement et les vibrations de la Terre

Le confinement et les vibrations de la Terre

Matteo Lupi, Dept des sciences de la Terre, Université de Genève

Avril 2020

La Terre vibre aussi en réponse à l’activité humaine. Le confinement généralisé fait diminuer ces vibrations de manière mesurable.

La planète Terre est un système en évolution avec lequel nous interagissons constamment. C’est ainsi que le développement de notre société a un impact sur le climat et les écosystèmes et que nos activités influencent directement certains processus qui ont lieu à la surface de la Terre (par exemple le changement climatique). Aujourd’hui, le COVID-19 a ralenti la plupart des activités humaines et la majeure partie des pays est actuellement en confinement. En conséquence, selon les géologues qui étudient la planète, notre Terre est devenue plus calme. Mais comment le savent-ils ?

Partout et à tout moment, des ondes séismiques traversent la Terre et créent un bruit de fond qui peut être mesuré. Les sources à l’origine de ce bruit de fond peuvent être soit naturelles, soit anthropiques, c’est-à-dire induites par l’activité humaine. Les sources naturelles de bruit sont des phénomènes à grande échelle tels que les houles océaniques, les ouragans, les vents forts et les grands fleuves. Quant aux sources de bruit anthropiques, elles proviennent des navires qui traversent les océans, de sources explosives comme celles utilisées pour mener des campagnes d’exploration géophysique, du trafic dans les centres urbains et des activités humaines en général. En temps normal, les bruits générés par les sources naturelles et anthropiques se mélangent et les deux sont simultanément enregistrés par les instruments géophysiques. Ces bruits sismiques sont témoins de moments heureux dans l’histoire et dans la vie des villes, tels que les concerts, les événements sportifs et les rassemblements (Diaz et al., 2020). Lorsque nous nous arrêtons, le bruit sismique ambiant anthropique est beaucoup plus faible et le bruit global devient immédiatement plus subtil, ne laissant à l’enregistrement que le son naturel de la Terre. Les effets du COVID-19 ont apaisé la planète Terre, car les gens ont arrêté de voyager, les industries ont fermé et toutes les activités humaines ont été réduites. Plusieurs études ont relaté ces changements. Au fur et à mesure que les effets sanitaires du COVID-19 augmentent, les amplitudes sismiques ambiantes diminuent. La journaliste scientifique Maya Wei-Haas a compilé pour National Geographic (Article NG) un résumé très complet montrant comment le bruit ambiant s’est affaibli et stabilisé avec la propagation du COVID-19. Les graphiques montrent également comment les amplitudes réapparaissent lentement en Chine, alors que la crise du COVID-19 s’y estompe peu à peu.




Le déplacement moyen du sol causé par le bruit sismique ambiant diminue pendant le lockdown de la province de Hubei. Lentement, le COVID-19 s’efface et les activités humaines reprennent. Cela coïncide avec une augmentation du déplacement moyen du sol à la fin du mois de mars.
Credit: Maya Wei-Haas and Taylor Maggicomo @National Geographic
https://www.nationalgeographic.com/science/2020/04/coronavirus-is-quieting-the-world-seismic-data-shows/

Le bruit sismique ambiant est également un outil précieux pour les recherches. Il a été utilisé pour la première fois au milieu des années 2000 par Shapiro et al. (2005) pour sonder la croûte supérieure du globe terrestre en Californie. Au cours des dernières années, le bruit sismique a été un outil essentiel pour améliorer notre compréhension de la manière dont la planète Terre revient à l’équilibre après les grands tremblements de terre (Brenguier et al., 2014). Des études récentes suggèrent que les modifications associées aux changements du bruit ambiant pourraient être utilisées pour surveiller les puits profonds de pétrole ou de géothermie, et même être reliés aux séismes (Obermann et al., 2015). Le bruit ambiant n’est pas seulement un outil précieux pour une meilleure compréhension des processus géologiques, mais aussi un instrument précis pour mesurer l’état de santé de notre planète. Dans les jours et les mois qui viennent, en même temps que nous observerons les chiffres du COVID-19 avec l’espoir de voir s’améliorer la condition sanitaire générale de l’humanité, nous pourrons également observer attentivement le bruit interne de notre planète … Quand la crise pandémique se sera atténuée, le bruit induit par les humains remontera mais, espérons-le, pas comme auparavant. Les êtres humains peut-être auront appris une nouvelle façon de vivre et auront aussi réalisé que les trajets domicile-travail d’avant COVID-19 n’étaient pas toujours les plus efficaces et les plus respectueux du climat.

References

Brenguier, F., Campillo, M., Takeda, T., Aoki, Y., Shapiro, N.M., Briand, X., Emoto, K., and Miyake, H., 2014, Mapping pressurized volcanic fluids from induced crustal seismic velocity drops: Science, doi: 10.1126/science.1254073.

Diaz, J., Schimmel, M., Ruiz, M., and Carbonell, R., 2020, Seismometers Within Cities: A Tool to Connect Earth Sciences and Society: Frontiers in Earth Science, doi: 10.3389/feart.2020.00009.

Obermann, A., Kraft, T., Larose, E., and Wiemer, S., 2015, Potential of ambient seismic noise techniques to monitor the St. Gallen geothermal site (Switzerland): Journal of Geophysical Research: Solid Earth, v. 120, no. 6, p. 4301–4316, doi: 10.1002/2014JB011817.

Shapiro, N.M., Campillo, M., Stehly, L., and Ritzwoller, M.H., 2005, High-Resolution Surface-Wave Tomography from Ambient Seismic Noise: Science, v. 307, no. 5715.

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