En explorant une paire de grottes dans l'Illinois en 2008, Samuel Panno a remarqué une chose particulière: certaines des stalagmites - des formations rocheuses en forme de cône qui émergent du sol des grottes - avaient des excroissances voisines de couleur plus claire, suggérant qu'elles avaient formé plus récemment.
Les stalagmites blanches excentrées mesuraient environ deux pouces de hauteur et poussaient sur des stalagmites brunes plus grandes dans les deux cavernes. "Il semblerait que quelqu'un ait laissé tomber la crème glacée de son cornet au-dessus [des gros stalagmites]", a déclaré Panno, chercheur à l'Université de l'Illinois et à l'Illinois Geological Survey.
Lorsque ses collègues et lui-même ont aperçu des couples similaires de stalagmites dans des grottes situées dans deux autres États du Midwest, ils ont décidé de mener une enquête. En utilisant des techniques de datation dans la roche, les scientifiques ont calculé l'âge des nouvelles croissances de stalagmites et ont été surpris de constater qu'elles avaient toutes environ 200 ans. "Cela correspond très bien à une série de tremblements de terre dans la région qui se sont produits en 1811 et 1812", a déclaré M. Panno.
Une idée a commencé à se former dans l'esprit des scientifiques: peut-être que les paires de stalagmites qu'ils avaient découvertes étaient dues à des tremblements de terre perturbant le processus normal de formation de stalagmites. Les stalagmites sont formés de gouttelettes d’eau minéralisée tombant des plafonds de grottes. Les séismes pourraient laisser des traces sur la croissance des stalagmites en déplaçant le sol et en modifiant le débit d’un écoulement d’eau.
Si l'intuition de l'équipe était correcte, les stalagmites pourraient alors constituer de précieux "indicateurs de tremblement de terre" qui pourraient fournir des indices sur le moment, l'ampleur et l'origine de l'activité sismique passée.
Dans une nouvelle étude publiée dans le numéro du 13 septembre du Bulletin de la Société sismologique d’Amérique, Panno et son équipe ont testé cette hypothèse. Les scientifiques ont utilisé diverses techniques de datation pour déterminer l'âge des nouvelles pousses de stalagmites dans plusieurs grottes de la faille de Wabash Valley dans le Midwest des États-Unis, et les ont comparées à la date des séismes connus dans la région.
"Parfois, nous prenons un stalagmite entier et le coupons en deux pour l'ouvrir comme un livre afin de dater les différents groupes de croissance", a déclaré Panno. "D'autres fois, nous utiliserons un exercice pour prendre un petit noyau et dater cela."
Parmi les quatre stalagmites de la grotte Donnehue dans l'Indiana, les scientifiques ont découvert un couple de stalagmites à paires jumelles qui avait cessé de croître il y a environ 100 000 ans, puis avait repris sa croissance il y a environ 6 000 ans, chevauchant un séisme de magnitude 7 environ. Une autre stalagmite plus jeune a commencé à se développer il y a environ 1 800 ans - coïncidant avec un séisme de magnitude 6, 2 - et a montré des changements ultérieurs dans son axe de croissance qui chevauchaient d'autres événements sismiques dans la zone sismique voisine de New Madrid.
Les scientifiques connaissaient déjà ces deux anciens séismes grâce à d'autres études sur les sols secoués dans des sédiments anciens. Mais alors que les dates des études dites de paléoliquifaction ne sont fiables que jusqu’à environ 35 000 ans, en raison des limitations de la technique de datation au radiocarbone utilisée pour calculer l’âge des sédiments, les âges des stalagmites sont calculés à l’aide d’une technique différente, appelée datation uranium-thorium, qui pourrait potentiellement permettre aux scientifiques de découvrir d'anciennes signatures de tremblements de terre d'il y a un demi-million d'années.
"Cela pourrait nous permettre de regarder beaucoup plus loin dans le passé", a déclaré John Tinsley, scientifique émérite au United States Geological Survey, qui n'a pas participé à l'étude.
Tinsley a ajouté qu'étant donné que la croissance des stalagmites peut également être affectée par d'autres facteurs, tels que le changement climatique qui provoque l'assèchement d'une source d'égouttement, il sera nécessaire de trouver plusieurs paires de stalagmites d'âges similaires pour créer d'anciens séismes. dans plusieurs caves.
En effet, selon Panno, la plupart des changements stalagmites observés par son équipe étaient liés aux inondations ou au changement climatique, mais la nouvelle étude démontre qu'il est possible de dissocier ces effets de ceux provoqués par les tremblements de terre.
Avoir une image plus claire des tremblements de terre du passé pourrait fournir des informations précieuses sur les tremblements de terre futurs, a déclaré M. Panno. "Il est important de comprendre la périodicité des tremblements de terre majeurs le long de ces zones sismiques, car plus nous en savons sur eux", a-t-il ajouté, "plus les autorités étatiques, fédérales et locales peuvent être prêtes à décider de ce qu'il faut faire si cela ressemble nous sommes en retard pour un autre. "
