Une nouvelle étude jette une lumière alarmante sur la relation entre deux des failles sismiques les plus redoutées de la côte Ouest américaine : la faille de San Andreas en Californie et la zone de subduction de Cascadia, qui s’étend au large des côtes du nord de la Californie, de l’Oregon, de Washington et de la Colombie-Britannique. Ces deux géants sismiques, longtemps considérés comme des menaces indépendantes, pourraient en réalité interagir de manière dévastatrice, déclenchant des catastrophes consécutives et d’une ampleur inédite.
Les recherches, publiées dans la revue Géosphère, suggèrent que sur de longues périodes, d’énormes séismes sur la zone de subduction de Cascadia ont été suivis de près par des secousses majeures sur la partie nord de la faille de San Andreas. Ce scénario, loin d’être une simple coïncidence, semble avoir marqué l’histoire sismique de la région ces 2 500 dernières années, à l’exception notable de l’année 1906.
L’événement le plus étudié est le séisme de 1700. Un gigantesque tremblement de terre, estimé à magnitude 9, a dévasté la zone de subduction de Cascadia. Les preuves archéologiques sont éloquentes : des villages entiers ont sombré sous l’effet du séisme, forçant leurs habitants à l’abandon. Selon l’US Geological Survey (USGS), des pans entiers du littoral du Pacifique auraient été abaissés jusqu’à 1,5 mètre. Dans le nord-ouest du Pacifique, les légendes amérindiennes évoquent encore aujourd’hui ce cataclysme, racontant « Comment la prairie est devenue l’océan » et comment des canoës ont été projetés au milieu des arbres.
L’étude propose qu’immédiatement après ce séisme de Cascadia, un autre tremblement de terre, de magnitude environ 7,9, se soit propagé le long de la faille de San Andreas, s’étendant du cap Mendocino jusqu’à San Francisco. « Cela suggère que le séisme de San Andreas s’est produit très peu de temps après le séisme de Cascadia », constate Jason R. Patton, géologue ingénieur au California Geological Survey et co-auteur de l’étude. Les données indiquent une rupture de la faille de San Andreas dans les heures, voire les jours qui ont suivi l’événement de Cascadia en 1700. « Cela aurait même pu être quelques minutes, mais nous ne pouvons pas l’affirmer avec certitude », précise Chris Goldfinger, paléosiscologue à l’Oregon State University et auteur principal de l’étude.
Ce scénario de « double coup de poing » sismique ne serait pas une anomalie rare. « Ce n’est pas une chance sur un million, c’est plutôt la norme », affirme Goldfinger. En effet, l’analyse des données disponibles révèle que les 2 500 dernières années ont été marquées par cette séquence, à l’exception du séisme de 1906. Ce dernier semble être le seul événement majeur sur la partie nord de la faille de San Andreas à ne pas avoir été précédé d’un gigantesque tremblement de terre sur la zone de subduction de Cascadia.
D’autres périodes ont vraisemblablement connu des séismes jumeaux : entre 1425 et 1475, entre 1175 et 1225, ainsi qu’aux alentours de l’an 825 de notre ère et en 475 avant J.-C., selon les estimations de Goldfinger.
Les implications de ces découvertes sont considérables pour la gestion des risques. Les autorités s’inquiètent déjà de la possibilité d’une répétition du séisme de San Francisco de 1906 ou du séisme et tsunami de Cascadia de 1700. Un nouveau séisme de type 1906 pourrait entraîner des milliers de morts et des centaines de milliards de dollars de dégâts matériels. Quant à un séisme de magnitude 9 sur la zone de subduction de Cascadia, il pourrait générer des tsunamis dévastateurs, rayer des villes côtières de la carte, détruire des infrastructures majeures comme la route 101 et causer pour 70 milliards de dollars de dégâts sur une vaste portion de la côte Pacifique. Plus de 100 ponts pourraient être emportés, entraînant l’isolement de communautés entières. Les ports maritimes subiraient des dommages considérables. Dans un scénario de 2005, un tel événement prévoyait jusqu’à 10 000 victimes et un préavis de seulement 15 minutes pour évacuer les zones menacées.
Il est essentiel de souligner que ces conclusions restent hypothétiques. « Les scientifiques ne sauront avec certitude si les grands séismes de Cascadia déclenchent de grands séismes sur la faille nord de San Andreas qu’à l’avenir », admet Patton. Néanmoins, l’étude laisse entendre qu’un séisme majeur sur la zone de subduction de Cascadia pourrait, quelques heures plus tard, voire des mois ou des années, provoquer une rupture sur la partie nord de la faille de San Andreas. « Un seul de ces grands événements épuiserait les ressources de l’ensemble du pays pour y répondre », prévient Goldfinger. « Si vous en avez deux, vous doublez l’effort. »
Une autre implication majeure concerne la manière dont les séismes passés sur la faille nord de San Andreas se seraient propagés. Il est suggéré que la plupart d’entre eux auraient débuté près du cap Mendocino avant de se diriger vers San Francisco. Un tel scénario laisserait présager des secousses encore plus intenses à San Francisco que lors du séisme de 1906, dont l’épicentre était alors plus proche du Golden Gate et le trajet du séisme s’éloignait de la ville.
La clé de cette découverte réside dans l’analyse d’échantillons de sédiments marins prélevés au large de la côte californienne. Les séismes sous-marins provoquent des glissements de terrain, laissant des dépôts appelés « turbidites ». Habituellement, ces dépôts présentent une stratification claire : du sable grossier à la base, témoignant d’un séisme majeur, surmonté de sédiments plus fins retombés plus lentement. Cependant, dans une zone particulière près du canyon Noyo, à environ 80 kilomètres de la zone de subduction de Cascadia et relativement proche de la faille de San Andreas, les échantillons présentaient une inversion : des sédiments fins en bas et du sable grossier au-dessus.
Ce mystère, qualifié de « super ennuyeux » par Goldfinger, a résisté aux explications pendant des décennies. La réponse potentielle a émergé plus de 15 ans plus tard. Selon cette nouvelle interprétation, les dépôts fins auraient été initialement déposés par un séisme plus distant, celui de Cascadia. La distance d’environ 80 kilomètres aurait entraîné une secousse moins intense, permettant aux particules fines de se déposer en premier. Ce phénomène aurait ensuite été rapidement suivi par un séisme déclenché sur la faille de San Andreas, provoquant des secousses plus fortes et projetant les grains de sable plus grossiers au-dessus de la couche fine.
Lorsque les chercheurs ont formulé cette hypothèse, « tout est devenu soudainement logique », s’exclame Goldfinger. Les années suivantes ont apporté des preuves supplémentaires pour confirmer l’existence d’un séisme sur la faille nord de San Andreas autour de l’an 1700, coïncidant ainsi avec le séisme de Cascadia. Des indices ont été découverts dans le lac Merced, près du zoo de San Francisco, ainsi qu’à d’autres sites au nord de la ville.
Parallèlement, une autre équipe de scientifiques, utilisant des méthodes distinctes telles que l’analyse des cernes d’arbres et d’autres observations sur les séquoias de la côte, a également conclu que le dernier séisme majeur sur la faille nord de San Andreas avant 1906 s’était produit aux alentours de 1700. Pour Goldfinger, il s’agit d’une « corroboration assez solide de ce que nous proposons ».
La capacité des séismes à en déclencher d’autres n’est pas une nouveauté. Les scientifiques pensent que le tremblement de terre de magnitude 6,1 de Joshua Tree, le 22 avril 1992, a entraîné des répliques migratrices vers le nord, qui auraient finalement déclenché le séisme de magnitude 7,3 de Landers dans le désert de Mojave le 28 juin suivant, et quelques heures plus tard, un séisme de magnitude 6,3 à Big Bear.
Chaque grand séisme modifie les contraintes dans la croûte terrestre autour de la faille rompue, créant des zones de relâchement et d’aggravation de la tension sismique. C’est cette dernière qui rapproche d’autres failles du point de rupture. D’ailleurs, Goldfinger et Patton figuraient parmi les co-auteurs d’un article de 2008 dans le *Bulletin of the Seismological Society of America* qui avait déjà montré qu’un séisme majeur sur la zone de subduction de Cascadia augmentait légèrement le stress sismique sur la partie la plus septentrionale de la faille de San Andreas.