Source Mechanism of the Mw 6.4 Nicobar earthquake of July 28, 2025: constraints from GNSS and strong motion accelerograph observations

Bien en dessous de la surface de la Terre, de massives plaques tectoniques se frottent les unes contre les autres, emmagasinant de l'énergie qui est occasionnellement libérée lors de changements soudains et violents connus sous le nom de tremblements de terre. Dans l'océan Indien, la limite où la plaque Indienne plonge sous la plaque de la Sonde crée une zone d'activité géologique intense. Lorsque ces plaques glissent, elles peuvent générer de puissantes secousses qui font trembler le sol et, dans certains cas, déplacent de vastes quantités d'eau pour créer des tsunamis. Pour les scientifiques, comprendre exactement comment une faille se déplace lors d'un séisme — qu'il s'agisse d'un mouvement de chevauchement, où un bloc pousse vers le haut sur un autre, ou d'un mouvement de décrochement, où les blocs glissent l'un à côté de l'autre — est crucial. Cette connaissance les aide à évaluer le potentiel d'un tsunami et à évaluer le danger pour les communautés côtières proches. Bien que les sismomètres, qui enregistrent les secousses du sol, aient longtemps été l'outil principal pour étudier ces événements, ils présentent une limite : près d'un séisme puissant, les secousses peuvent être si intenses que les instruments sont submergés et cessent d'enregistrer des données utiles. Au cours des dernières années, une technologie différente est apparue comme un partenaire puissant des sismomètres. Les systèmes mondiaux de navigation par satellite, ou GNSS, qui incluent le GPS que nous utilisons pour la navigation, peuvent désormais mesurer le mouvement du sol en temps réel avec une grande précision. Contrairement aux sismomètres, ces récepteurs satellites ne saturent pas ou ne se cassent pas sous l'effet de secousses intenses ; au contraire, ils suivent la position exacte du sol pendant qu'il se déplace, offrant une image claire de la déformation même lorsque les capteurs traditionnels font défaut.

Le 28 juillet 2025, un séisme important d'une magnitude de 6,4 a frappé les eaux à l'ouest de l'île de Great Nicobar, dans l'archipel des Andaman et Nicobar. Cette région, déjà marquée par le tsunami dévastateur de 2004, reste un lieu de forte activité sismique. L'événement de 2025 s'est produit dans la partie frontale de la zone de subduction, à environ 100 kilomètres de la ville la plus proche, Campbell Bay. Heureusement, le séisme n'a pas généré de tsunami et n'a causé aucun dommage aux colonies voisines. Cependant, pour les scientifiques, l'événement a présenté un défi et une opportunité uniques. La région possède très peu de sismomètres locaux ; la station la plus fiable la plus proche se trouvait à plus de 500 kilomètres, et seule une poignée existait dans un rayon de mille kilomètres. Cette rareté signifiait que les méthodes standards pour déterminer le mécanisme de la source du séisme — la géométrie et la direction spécifiques du glissement de la faille — étaient difficiles à appliquer en utilisant uniquement des données locales. Pour résoudre ce puzzle, une équipe de chercheurs s'est tournée vers un réseau épars de stations GNSS à haute vitesse et d'accéléromètres à mouvement fort dispersés à travers les îles. Ces instruments, exploités par le Survey of India et le l'Indian National Centre for Ocean Information Services, ont enregistré l'événement à un taux d'une mesure par seconde, capturant le mouvement dynamique du sol au passage des ondes sismiques.

Les chercheurs ont combiné les données de quatre sites GNSS et de cinq stations accélérométriques pour reconstruire la source du séisme. Ils ont été confrontés à un obstacle important : les stations n'étaient pas réparties uniformément autour de l'épicentre. Au lieu de cela, elles étaient regroupées principalement au nord et au nord-est, laissant un immense vide dans les observations provenant des autres directions. Dans un scénario typique, une telle lacune dans la couverture rendrait presque impossible la détermination de l'orientation de la faille avec certitude. L'équipe a traité les données brutes pour filtrer le bruit et isoler le déplacement du sol causé par le séisme. Ils ont ensuite utilisé une technique de modélisation informatique pour simuler la manière dont le sol se déplacerait pour différents types de glissements de failles, comparant ces simulations aux enregistrements réels. L'objectif était de trouver le modèle qui correspondait le mieux aux données du monde réel. Malgré la distribution inégale des capteurs, l'analyse a révélé une image claire. Le séisme a été causé par un mouvement de chevauchement, où un bloc de la croûte terrestre a poussé vers le haut et par-dessus un autre le long d'un plan doucement incliné qui court parallèlement à l'arc insulaire. Cette découverte concordait avec la compréhension générale de la géologie de la région et correspondait aux estimations des catalogues mondiaux de séismes, même si ces estimations mondiales reposaient sur des données provenant de zones beaucoup plus éloignées.

L'un des aspects les plus frappants de l'étude fut la capacité des données GNSS à se suffire à elles-mêmes. Lorsque les chercheurs ont analysé les données satellitaires séparément des capteurs de secousses du sol, ils sont arrivés à la même conclusion concernant le mouvement de la faille. Les stations GNSS, qui mesurent la position plutôt que l'accélération, ont réussi à capturer la direction et la nature du glissement. Il s'agit d'une validation significative de l'utilisation de la technologie satellitaire en sismologie, particulièrement dans les régions reculées ou océaniques où l'installation d'un réseau dense de sismomètres traditionnels est difficile ou impossible. L'étude a également exploré la profondeur du séisme. Alors que les agences mondiales estimaient la profondeur entre 22 et 29 kilomètres, plaçant l'événement sur la limite principale où les deux plaques se rencontrent, les données locales suggéraient une profondeur plus faible, allant de 6 à 10 kilomètres. Cette profondeur moindre implique que le séisme pourrait avoir eu lieu sur une faille secondaire bifurquant de la limite principale, plutôt que sur l'interface elle-même. Cette différence souligne comment les données locales peuvent offrir une perspective différente, bien que l'absence de capteurs dans toutes les directions signifie que la profondeur exacte reste quelque peu incertaine.

La magnitude du séisme a également fait l'objet de discussions. L'analyse locale suggérait une magnitude comprise entre 6,8 et 6,9, légèrement supérieure au 6,4 rapporté par les agences mondiales. Les chercheurs ont noté que cette divergence provient probablement du nombre limité de capteurs et des angles inégaux sous lesquels l'événement a été observé, ce qui peut parfois conduire à une surestimation de l'énergie libérée lors de l'utilisation de données locales seules. Néanmoins, la conclusion centrale concernant le mécanisme du séisme est restée robuste. L'étude a démontré que même avec un réseau d'instruments épars et une large lacune de couverture, les données GNSS à haute fréquence peuvent déterminer de manière fiable comment un séisme de cette taille se produit. C'est une capacité vitale pour la région d'Andaman et Nicobar, où la menace de futurs tsunamis est omniprésente. En prouvant que les données satellitaires peuvent combler les lacunes laissées par les sismomètres manquants, la recherche offre un nouvel outil fiable pour évaluer rapidement la nature des futurs séismes. Si un événement majeur devait frapper à nouveau, ces réseaux satellitaires pourraient fournir des informations immédiates sur le mouvement de la faille, aidant les autorités à déterminer le risque de tsunami plus rapidement et plus précisément que jamais auparavant.