Des dizaines de milliers de tremblements de terre ont secoué l'île grecque de Santorin et les environs au début de l'année. Maintenant, les chercheurs ont publié une analyse géologique complète de la crise sismique dans la revue Nature.
Les chercheurs – du GFZ Helmholtz Center for Geosciences and Geomar Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, ainsi que des collègues internationaux – ont intégré les données de tremblements de terre et les instruments de fond océanique déployés au volcan sous-marin Kolumbo à sept kilomètres de la localisation de la terre.
Cela a permis de reconstruire les processus dans le métro avec des détails uniques, révélant qu'environ 300 millions de mètres cubes de magma se sont élevés de la croûte profonde et se sont reposés à une profondeur d'environ quatre kilomètres sous le fond de l'océan. Pendant son ascension à travers la croûte, le magma fondu a généré des milliers de tremblements de terre et des tremblements sismiques.
Une région sismiquement instable
Santorin est situé en Méditerranée orientale et fait partie de l'arc volcanique hellénique, une zone géologique très active. Ce groupe insulaire de renommée mondiale forme le bord d'une caldeira, qui a été créé par une éruption volcanique massive il y a environ 3 600 ans.
Le volcan sous-marin actif Kolumbo se trouve dans le voisinage immédiat. De plus, la région est traversée par plusieurs zones de faille géologiques actives, qui sont le résultat de la plaque africaine poussant vers le nord-est contre la plaque hellénique. La croûte de la Terre sous la région méditerranéenne s'est divisée en plusieurs microplaques qui se déplacent les unes contre les autres, et dans certains cas, sous -ducteurs et fondent, s'approvisionnement en activité volcanique.
Santorini a produit de multiples éruptions à l'époque historique, plus récemment en 1950. En 1956, deux tremblements de terre graves se sont produits dans la mer Égée du sud, à seulement 13 minutes d'intervalle entre Santorin et l'île voisine d'Amorgos. Ceux-ci avaient respectivement des amplitudes de 7,4 et 7,2, déclenchant un tsunami.
L'essaim de tremblement de terre qui a initié fin janvier 2025 a eu lieu exactement dans cette région. Pendant la crise, plus de 28 000 tremblements de terre ont été enregistrés. Les plus forts d'entre eux ont atteint des amplitudes de plus de 5,0. Les secousses graves ont causé une grande préoccupation publique pendant la crise sismique, en partie parce que la cause était initialement claire, étant potentiellement tectonique ou volcanique.
Que s'est-il passé sous terre pour déclencher les tremblements de terre les plus récents?
La nouvelle étude montre maintenant que l'essaim de tremblement de terre a été déclenché par le transport profond du magma. La chaîne des événements avait déjà commencé en juillet 2024, lorsque le magma est devenu un réservoir peu profond sous Santorin. Cela a initialement conduit à un soulèvement à peine perceptible de Santorin de quelques centimètres. Début janvier 2025, l'activité sismique s'est intensifiée et, à partir de fin janvier, le magma a commencé à s'élever des profondeurs, accompagnée d'une activité sismique intense.
Cependant, l'activité sismique s'est éloignée de Santorin sur une distance de plus de 10 kilomètres au nord-est. Au cours de cette phase, les foyers des tremblements de terre se sont déplacés dans plusieurs impulsions d'une profondeur de 18 kilomètres plus haut à une profondeur de seulement 3 kilomètres sous le fond marin. L'analyse temporelle et spatiale à haute résolution de la distribution des tremblements de terre, combinée à l'interférométrie radio-satellite (INSAR), aux stations terrestres GPS et aux stations du fond marin, a permis de modéliser les événements.
Le Dr Marius Isken, géophysicien de la GFZ et l'un des deux auteurs principaux de l'étude, déclare: « L'activité sismique était typique de la montée du magma à travers la croûte de la Terre. Le magma migrant brise les voies rocheuses et formes, ce qui provoque une activité de tremblement de terre intense. Notre analyse a permis de tracer les États-Unis.
À la suite du mouvement du magma, l'île de Santorin s'est encore apaisée, que les auteurs interprètent comme preuve d'une connexion hydraulique auparavant inconnue entre les deux volcans.
Le Dr Jens Karstens, géophysicien marin chez Geomar et également auteur de l'étude, explique: « Grâce à une coopération internationale étroite et à la combinaison de diverses méthodes géophysiques, nous avons pu suivre le développement de la crise sismique en temps quasi réel et même à apprendre quelque chose sur l'interaction entre les deux volcans.
Voir de nombreux angles
Deux facteurs en particulier ont permis la cartographie exceptionnellement détaillée du sous-sol. D'une part, une méthode dirigée par l'IA s'est développée au niveau de la GFZ pour l'évaluation automatique des grands ensembles de données sismiques. Deuxièmement, Geomar avait déjà déployé des capteurs sous-marins dans le cratère du volcan sous-marin Kolumbo début janvier dans le cadre du projet multi-Marex. Ces capteurs ont non seulement mesuré les signaux sismiques directement au-dessus du réservoir, mais aussi les changements de pression résultant de l'affaissement du fond marin jusqu'à 30 centimètres pendant l'intrusion du magma sous Kolumbo.
L'activité de recherche scientifique sur Santorin se poursuit malgré la baisse de l'activité sismique. La GFZ effectue des mesures répétées de gaz et de température sur Santorin, tandis que Geomar a actuellement huit plates-formes de capteurs de fond marin en fonctionnement.
Le professeur Heidrun Kopp, professeur de géodésie marine chez Geomar et chef de projet de Multi-Marex, a déclaré: « Les résultats conjoints ont toujours été partagés avec les autorités grecques afin de permettre l'évaluation la plus rapide et la plus précise de la situation possible en cas de nouvelles tremblements de terre. »
Le co-auteur du professeur Dr. Paraskevi Nomikou est professeur d'océanographie géologique à l'Université d'Athènes et travaille en étroite collaboration avec les instituts de partenaires allemands sur le projet multi-Marex. Elle ajoute: « Cette coopération de longue date a permis de gérer conjointement les événements au début de l'année et de les analyser si précisément d'un point de vue scientifique. Comprendre la dynamique dans cette région géologiquement très active aussi précisément que possible est cruciale pour la sécurité et la protection de la population. »
