Les Champs Phlégréens à l'ouest de Naples comptent parmi les régions volcaniques les plus sensibles d'Europe. Depuis plusieurs années, les chercheurs y enregistrent une activité sismiquecroissante, accompagnée d'un soulèvement lent mais continu du sol. Une étude scientifique récente du GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung apporte désormais un éclairage nouveau sur les processus complexes qui se déroulent en sous-sol.
Des changements notables depuis environ 2005
Au cœur de l'analyse se trouve le lien entre le soulèvement du sol et l' activité sismique. Les chercheurs concluent que ces deux phénomènes sont étroitement liés, mais que cette relation doit être envisagée de manière bien plus nuancée qu'on ne le supposait jusqu'à présent. Alors que les modèles antérieurs postulaient souvent une relation directe, quasi linéaire, l'étude du GFZ montre que la dynamique sous les Champs Phlégréens évolue de façon nettement plus complexe.
Ce qui est particulièrement frappant, c'est l'évolution observée depuis environ 2005. Selon les chercheurs, l'activité sismique s'est accélérée depuis cette date plus fortement que ne pourrait l'expliquer le seul taux de soulèvement mesuré. Les séismes ne se produisent donc pas proportionnellement au soulèvement du sol, mais réagissent de façon de plus en plus non linéaire aux processus souterrains. Les chercheurs en déduisent que des mécanismes physiques supplémentaires jouent un rôle déterminant.
L'effet Kaiser, issu de la mécanique des roches
Une piste explicative souvent avancée jusqu'ici était le soi-disant effet Kaiser, issu de la mécanique des roches. Ce modèle décrit la façon dont les matériaux réagissent à des sollicitations répétées et « mémorisent », dans certaines conditions, des contraintes antérieures. Ce concept fournit des indications importantes pour comprendre l'évolution à long terme de la région. Toutefois, l'étude du GFZ montre clairement que cette approche seule ne suffit pas à expliquer avec précision la dynamique actuelle.
L'analyse s'appuie en revanche sur un modèle physique élargi, qui tient également compte des processus de friction dépendants du temps le long des fractures rocheuses. Ce modèle dit « rate-and-state » permet aux chercheurs de reproduire avec bien plus de précision l' accélération observée de l'activité sismique et d'expliquer de manière plus cohérente les évolutions des dernières années.
Des phases marquées par de nombreuses secousses mineures
Un autre résultat central concerne les essaims sismiques, c'est-à-dire les phases au cours desquelles de nombreuses petites secousses se produisent en peu de temps. L'étude montre que ces événements ne sont pas liés au soulèvement du sol dans la même mesure que la tendance à long terme. Si l'évolution générale de la sismicité est étroitement corrélée au soulèvement, les essaims sismiques semblent obéir à leurs propres mécanismes.
Comme cause possible, les chercheurs évoquent l'infiltration de fluides, c'est-à-dire de gaz ou de liquides, dans des couches rocheuses plus profondes. Ces processus peuvent modifier temporairement les équilibres de contraintes en sous-sol et ainsi déclencher une activité sismique accrue, indépendamment du soulèvement à grande échelle. Il en résulte un système à deux composantes : une tendance à long terme marquée par le soulèvement, et des événements à court terme provoqués par des mouvements de fluides.
Les Champs Phlégréens, une zone à risque volcanique
Pour la région de Naples , ces conclusions revêtent une importance considérable. Les Champs Phlégréens sont considérés comme l'une des plus grandes zones à risque volcanique d'Europe, dans un environnement caractérisé par une forte densité de population . Une meilleure compréhension des processus sous-jacents est donc essentielle pour évaluer les évolutions de façon réaliste et apprécier les risques sur des bases plus solides.
L'étude du GFZ montre que la dynamique complexe sous les Champs Phlégréens se laisse de mieux en mieux modéliser. Même si de nombreuses questions restent ouvertes, elle fournit une base nettement plus précise pour distinguer les tendances à long terme des événements à court terme et évaluer l'activité géologique de la région sur des fondements plus rigoureux.
