La Turquie est située dans l’une des zones sismiques les plus actives au monde, à la croisée de la plaque eurasienne, de la plaque africaine, de la plaque arabique et de la plaque anatolienne. L’interaction complexe des plaques a déclenché des tremblements de terre dévastateurs à plusieurs reprises au cours de l’histoire. L'un des événements les plus célèbres a été le tremblement de terre d'Erzincan en 1939, qui a tué plus de 30 000 personnes. Depuis lors, les tremblements de terre semblent avoir migré vers l'ouest dans un escalier le long de la faille de l'Anatolie du Nord. De nombreux chercheurs scientifiques estiment donc que le prochain séisme majeur aura probablement lieu sous la mer de Marmara, au sud d’Istanbul.
La faille de l'Anatolie du Nord dans la mer de Marmara n'a pas connu de tremblement de terre majeur depuis plus de 250 ans, ce qui a suscité des inquiétudes dans la communauté scientifique quant à la possibilité que des tensions tectoniques se soient accumulées dans la région sur une longue période de temps. Cependant, bien que des recherches pertinentes se poursuivent depuis des décennies, la structure fine des failles profondes sous la mer a toujours été difficile à clarifier, ce qui a largement empêché les scientifiques d'évaluer avec précision les lieux de rupture possibles des futurs tremblements de terre et de fournir des suggestions plus ciblées pour la prévention et l'atténuation des catastrophes.
Pour combler cette lacune, Yasuo Ogawa, professeur émérite au Centre de recherche sur la résilience multidimensionnelle de l'Institut d'études approfondies de l'Université des sciences de Tokyo, au Japon, a mené une étude systématique de la zone sous la mer de Marmara en collaboration avec Tülay Kaya-Eken, professeur adjoint à l'Université Bogazici en Turquie. Des résultats pertinents ont été récemment publiés dans la revue "Geology". L'équipe de recherche a construit le premier modèle de structure électromagnétique tridimensionnel couvrant ce domaine clé, offrant ainsi une nouvelle perspective pour comprendre la relation entre les différences de propriétés physiques au sein de la faille et la propagation des tremblements de terre.
Contrairement aux méthodes traditionnelles qui s'appuient sur les ondes sismiques pour « voir à travers » les structures souterraines, cette recherche utilise des signaux électromagnétiques plutôt que des signaux sismiques. L'équipe a compilé des données d'observation de plus de 20 stations de magnétorésistance locales précédemment déployées (stations de sondage géodésique magnétique), qui ont enregistré l'impact minime des structures profondes de la Terre sur le champ électromagnétique naturel. À l'aide d'une méthode d'inversion tridimensionnelle, les chercheurs ont reconstruit la distribution électrique dans une profondeur de plusieurs dizaines de kilomètres sous la mer de Marmara, qui est une image tridimensionnelle de la résistivité du milieu souterrain.
Les résultats de l'analyse montrent que la distribution spatiale de la résistivité dans cette zone est extrêmement complexe, avec des zones en forme de bande présentant une résistivité nettement inférieure et des « blocs durs » présentant une résistivité significativement plus élevée. Des études ont souligné qu'une faible résistivité est souvent associée aux roches aquifères ou riches en fluides, qui sont relativement « faibles » en mécanique ; au contraire, les zones de haute résistivité correspondent généralement à des blocs crustaux plus durs et plus verrouillés. C’est cette structure de force et de faiblesse qui constitue une étape potentielle pour la gestation et la rupture de futurs tremblements de terre majeurs.
"Ogawa Yasuo a déclaré que les anomalies de résistance élevée qu'ils ont observées représentent des zones verrouillées où les contraintes s'accumulent. Ces caractéristiques fournissent des indices clés pour comprendre le processus mécanique des défauts." L'équipe de recherche suppose que les futurs grands tremblements de terre sont susceptibles d'initier des fissures aux limites des zones fortes et faibles, ou aux limites des zones « verrouillées » à haute résistance. Ces emplacements sont plus susceptibles de devenir des maillons faibles pour la concentration des contraintes et la propagation de la rupture.
Ces travaux sont considérés comme une étape importante vers la réponse à une question centrale concernant la sécurité de dizaines de millions d'habitants de Turquie : où exactement se préparera et éclatera le prochain tremblement de terre majeur. Yasuo Ogawa a souligné que le modèle électromagnétique tridimensionnel nouvellement construit peut être utilisé pour évaluer le lieu de déclenchement de la rupture et l'ampleur possible des tremblements de terre géants potentiels, fournissant ainsi une base quantitative pour l'évaluation future des risques et la planification de la résilience. Les chercheurs ont également souligné que la poursuite des observations électromagnétiques combinées à d’autres méthodes de surveillance géophysique devrait améliorer les prévisions des risques sismiques à long terme, minimisant ainsi les pertes humaines et économiques avant l’arrivée de la prochaine rupture majeure de la faille de l’Anatolie du Nord.