Les sismologues tentent de prédire les tremblements de terre à partir des oscillations électromagnétiques dans l'ionosphère terrestre

Lors de la dernière conférence de l'American Geophysical Community, les scientifiques ont partagé leurs expériences en matière de prévision des séismes. Dans les périodes allant de quelques minutes à plusieurs jours avant un tremblement de terre, à la fois dans la croûte terrestre et dans l'atmosphère, des fluctuations électromagnétiques se produisent. Leur détection et leur traitement peuvent permettre aux sismologues de prévoir efficacement les catastrophes naturelles.

Le géophysicien japonais Kosuke Heki de l'Université d'Hokkaido à Sapporo, au Japon, a remarqué cet effet pour la première fois en 2011, lorsque les instruments ont détecté un changement dans la composition électronique de l'ionosphère 40 minutes avant le tremblement de terre de 9 magnitudes. La découverte a été facilitée par le fait qu'un géophysicien utilisant des données de satellites GPS a étudié la réaction de l'ionosphère aux tremblements de terre. Au moment du mouvement de la croûte terrestre, des vibrations sont transmises dans toute l'atmosphère à ses couches supérieures.

Pendant plusieurs années, il a confirmé ses observations neuf fois de plus , capturant des changements dans l'ionosphère avant les tremblements de terre. Il a également constaté que plus le tremblement de terre était fort, plus ces anomalies atmosphériques apparaissaient tôt.

La question reste de savoir comment les mouvements de la croûte terrestre conduisent à l'apparition d'un rayonnement électromagnétique. Certains pensent que les couches pierreuses chauffées par la pression sont capables de générer des charges positives. «Lorsque vous mettez une pierre sous pression, elle se transforme en batterie», explique Friedemann Freund, professeur agrégé de physique à l'Université de Californie à San Jose. "Pas dans une telle batterie électrochimique qui se trouve sous le capot de votre voiture, mais dans un nouveau type de batterie semi-conductrice qui produit des électrons et des trous."

Des trous chargés positivement apparaissent dans une roche cristalline dans laquelle des liaisons peroxyde sont présentes - en eux, les atomes d'oxygène sont connectés les uns aux autres, et non à un atome de silicium. Avec l'augmentation de la pression et de la température, les liaisons se brisent, l'oxygène tire un électron d'un atome voisin et laisse derrière lui un «trou» chargé positivement. Les électrons voisins s'y précipitent à leur tour, ce qui conduit finalement aux effets électromagnétiques décrits.

Les mêmes effets expliquent la preuve de phénomènes inhabituels précédant les tremblements de terre, comme une lueur qui jaillit du sol., et problèmes avec la boussole magnétique dans la zone de tremblement de terre. Frund et ses collègues ont tenté de reproduire des effets similaires en laboratoire, laissant tomber une grande masse sur des pierres, et ont en fait enregistré l'apparition d'impulsions électromagnétiques.

Jorge Heraud de l'Université catholique du Pérou a déclaré que son équipe avait pu capturer des impulsions électromagnétiques dans la croûte terrestre avec des magnétomètres deux semaines avant le début du tremblement de terre de Lima. Il est vrai que les magnétomètres pour l'enregistrement de tels phénomènes ne devraient pas être situés à plus de 100 km. de l'épicentre.

À cet égard, les sismologues se sont associés à un projet de l'Agence spatiale européenne (ESA) appelé SWARMétudier le champ magnétique de la Terre. Les données combinées de SWARM, ainsi que les données des satellites GPS et des sismomètres, peuvent aider à développer la technologie de prévision des futurs tremblements de terre.

Les sismologues tentent depuis longtemps de trouver un lien entre l'ionosphère et les tremblements de terre. En 1990, des géophysiciens de l'Université de Stanford ont découvert des oscillations à basse fréquence dans l'ionosphère, qui ont commencé trois heures avant le tremblement de terre de 7 points dans le nord de la Californie en 1989.

Malheureusement, de nombreux sismologues ne sont pas très confiants dans le succès. Tom Jordan, directeur du Southern California Earthquake Research Center, dans son article de 2009, a conclu qu'il n'y avait aucune preuve d'un lien entre les fluctuations ionosphériques et les tremblements de terre qui se produisaient. De plus en plus de sismologues pensent que même si un tremblement de terre est prédit et possible, cela ne signifie pas du tout qu'il sera possible de prédire sa force et sa durée. Il est possible que de forts tremblements de terre se déclenchent comme des tremblements de terre faibles.

Jusqu'à présent, malgré les efforts considérables des sismologues dans la recherche, il est impossible de donner une telle prévision de tremblements de terre jusqu'à un jour, voire un mois. Les scientifiques ne connaissent toujours pas tous les détails des processus physiques associés aux tremblements de terre et les méthodes par lesquelles ils peuvent être prédits avec précision.

Selon la Seismological Society of America, la méthode de prévision revendiquée, qui pourrait être qualifiée de correcte, devrait décrire l'ampleur attendue avec une certaine déviation admissible, une zone bien définie de l'épicentre, la plage de temps pendant laquelle cet événement se produira et la probabilité qu'il se produise réellement. Les données sur lesquelles les prévisions sont fondées doivent être vérifiables et le résultat de leur traitement doit être reproductible.

L'ionosphère est une couche de l'atmosphère fortement ionisée en raison de l'exposition aux rayons cosmiques. Sur notre planète, c'est la partie supérieure de l'atmosphère, constituée d'un mélange d'un gaz d'atomes neutres, de molécules et d'un plasma quasi neutre. Le degré d'ionisation devient déjà significatif à une altitude de 60 kilomètres.

Source: https://habr.com/ru/post/fr388361/