Je suis
FR FR
Citoyen / Grand public
Chercheur
Étudiant / Futur étudiant
Entreprise
Partenaire public
Journaliste
Enseignant / Elève

Lois de séismes et surfaces fractales

Dans un travail récent, des scientifiques mettent en relation les propriétés statistiques des séismes (magnitude, fréquence, etc...) avec celles de surfaces aléatoires fractales corrélées à longue portée. Cette relation permet de comprendre pourquoi et comment les différentes caractéristiques des séismes sont reliées statistiquement.

Lois de séismes et surfaces fractales

Date de publication : 04/08/2023

Recherche

Équipes liées :
Géodésie

La Terre ne tremble pas au hasard. L’analyse des nombreuses données des catalogues de sismicité a permis de déterminer empiriquement deux lois statistiques clés décrivant leur caractéristiques. La loi d’Omori définit la décroissance du nombre de répliques qui se produisent après un grand séisme tandis que la loi de Gutenberg-Richter établit que la fréquence des séismes dépend de leur magnitude. Cependant, les processus physiques régissant ces lois empiriques sont mal connus.

Dans une étude récente, une collaboration franco-japonaise entre le Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure (LPENS), l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), l’Université d’Osaka et le Laboratoire de Géologie de l’Ecole Normale Supérieure (LGENS), a mis en évidence un mécanisme physique qui pourrait expliquer l’origine de ces lois empiriques. Les scientifiques ont utilisé plusieurs modèles de failles simplifiés pour reproduire les lois statistiques régissant les tremblements de terre. Ils ont alors découvert un lien fondamental entre ces lois et les propriétés mathématiques des surfaces aléatoires représentant les plans de faille.

L’étude révèle que le champ de contrainte accumulé sur les plans de faille avant une rupture sismique présente une structure aléatoire et auto-similaire ou fractale. Ce champ de contrainte conserve ses caractéristiques quelle que soit l’échelle et détermine ainsi celles des séismes à grande échelle. Les lois de Gutenberg-Richter et Omori peuvent alors être expliquées par les propriétés mathématiques des surfaces aléatoires.

Ces résultats, publiés dans la revue Physical Review E., ouvrent des perspectives intéressantes : une caractérisation approfondie des surfaces aléatoires des plans de faille pourrait permettre une meilleure compréhension des processus physiques associés aux séismes.

 

> Bibliographie :

Earthquake magnitude distribution and aftershocks: A statistical geometry explanation, F. Pétrélis, K. Chanard, A. Schubnel, et T. Hatano, Phys. Rev. E, Publié le 22 mars 2023 – Doi : 10.1103/PhysRevE.107.034132

 

D’après l’article initialement publié sur le site de l’INP-CNRS : https://www.inp.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/lois-des-seismes-et-surfaces-fractales

Dernières actualités
L’orage magnétique exceptionnel observé par l’IPGP
L’orage magnétique exceptionnel observé par l’IPGP
Les 10 et 11 mai derniers, une large partie de l’hémisphère nord a pu observer des aurores boréales à des latitudes exceptionnellement basses. Ces phé...
Une nouvelle micro-plaque tectonique identifiée au nord de la Faille du Levant
Une nouvelle micro-plaque tectonique identifiée au nord de la Faille du Levant
En analysant de façon systématique les images radar Sentinels-2, une équipe internationale met en évidence, dans une étude publiée dans Science Advanc...
Yann Klinger lauréat d’une ERC Advanced Grant 2023
Yann Klinger lauréat d’une ERC Advanced Grant 2023
Yann Klinger, directeur de recherche CNRS et responsable de l'équipe de Tectonique et mécanique de la lithosphère à l'IPGP, a obtenu la prestigieuse s...
Météorite et magnétisme en bande dessinée !
Météorite et magnétisme en bande dessinée !
Pour faciliter la compréhension de son sujet de recherche, une chercheuse de l'IPGP et du MIT s'est associée à une illustratrice, également géophysici...