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Un continent en évolution


Fiona Darbyshire à Nain, dans la province de Terre-Neuve-et-Labrador.

Par Valérie Martin

Professeure au Département des sciences de la Terre et de l'atmosphère, Fiona Darbyshire s'intéresse à l’évolution de notre continent. La chercheuse, qui est aussi titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur la structure sismique et l'évolution de la portion est du Bouclier canadien, participe à deux projets, POLARIS et EarthScope, ceux-ci visent à doter le continent nord-américain, dont plusieurs régions éloignées et méconnues du territoire, de sismographes extrêmement sensibles, qui enregistrent les vibrations de tremblements de terre, autant régionaux que mondiaux, en particulier si ces derniers ont une magnitude de 6 et plus sur l'échelle de Richter. Fiona Darbyshire n'étudie pas les tremblements de terre en soi, mais utilise ces données pour étudier la structure de la croûte terrestre. «L'idée derrière ces deux projets, c'est de produire des modèles en trois dimensions de la structure interne du continent nord-américain», précise-t-elle.

Imagerie terrestre

Pour ce faire, la géophysicienne utilise un processus similaire à l'imagerie médicale, mais à une échelle beaucoup plus grande. «Dans l’appareil d'imagerie médicale, des capteurs mesurent l'énergie qui se propage à l'intérieur d'un patient, afin de fournir des informations sur les structures internes du corps, explique-t-elle. En sismologie, les sources d'énergie sont les tremblements de terre et les capteurs sont les sismographes.»

Les sismographes mesurent la vitesse de propagation des ondes résultant des tremblements de terre. Ces ondes sismiques se propagent à différentes vitesses selon la structure et la température interne de la Terre, mais aussi selon le type de roches qu’elles traversent, leur densité et leur composition. Les ondes fournissent également plusieurs détails sur l'épaisseur de la croûte terrestre et sur le rôle des plaques tectoniques, ces larges segments de la couche superficielle rigide de la Terre qui «flottent» à la surface de celle-ci. Toutes ces données permettent de mieux comprendre la formation et l'évolution du Bouclier canadien de l'est du Canada.

Dans le cadre du projet POLARIS, des sismographes ont été installés par l'équipe de la chercheuse dans le Grand Nord québécois, une région jusqu'alors peu couverte. «Plus il y a de sismographes en place, plus nous disposons de données pouvant nous aider à reconstituer la formation du Bouclier au fil des 4 milliards d'années de son existence», note Fiona Darbyshire.

Le Bouclier laurentien

Le Bouclier laurentien, qui couvre près de 90 % du Québec et qui s'étend sur environ 4,8 millions de kilomètres carrés, jusqu'aux États-Unis au sud et dans les prairies canadiennes à l’ouest, n'est pas uniforme. «Il est constitué de composants d'âges différents et de différents types de roches, précise la chercheuse. Grâce à POLARIS, nous avons maintenant de nouvelles mesures sur l'épaisseur de la croûte et sur le manteau supérieur du Bouclier. Nous comprenons mieux la tectonique des plaques et son fonctionnement.»

Les données enregistrées par les sismographes pourraient également fournir de précieuses informations pour l'industrie minière dans les régions du Nunavut, des Territoires du Nord-Ouest et du Nord et du Centre du Québec. «Les structures à grande échelle du manteau terrestre donnent des indices sur l'emplacement des roches de diamant, dont la formation exige des conditions particulières, explique Fiona Darbyshire. De meilleures connaissances en ce domaine pourraient aider les entreprises minières à mieux cibler leurs efforts d’exploration.»

Créé en 2003 et financé par la National Science Foundation des États-Unis, le projet EarthScope s'étend sur l'ensemble du continent nord-américain et regroupe plusieurs chercheurs provenant d'universités canadiennes et américaines. L'été dernier, deux étudiantes du baccalauréat en sciences de la Terre et de l'atmosphère, Alexia Calvel et Dominique Trudel-Grégoire, ont parcouru, sous la supervision de Fiona Darbyshire et de Pascal Audet, de l'Université d'Ottawa, le sud du Québec afin de trouver des sites pour les nouveaux sismographes, loin des sources de vibration comme les grandes routes, les chemins de fer et les rivières. Les 23 sites présélectionnés dans le cadre de l'étude préliminaire sont présentement en processus de validation. Les premiers sismographes seront installés dans la région à l'été 2013 et resteront en place pour une période de deux ans.

Ces travaux permettront d'étudier les risques sismiques dans l'est du Canada. Les zones sismiques de l'est et de l'ouest du territoire canadien sont bien différentes. L'Ouest est caractérisé par une activité sismique résultant d'une collision entre la plaque tectonique nord-américaine et la plaque tectonique de l'océan Pacifique. L'Est du Canada, situé à l’intérieur de la plaque tectonique nord-américaine, comprend pour sa part quelques «zones de faiblesses anciennes». «La vallée du Bas-Saint-Laurent, par exemple, est marquée par des processus tectoniques qui ont eu lieu il y a des centaines de millions d'années et qui ont entraîné une faiblesse de la croûte terrestre. C'est une zone où les activités sismiques se concentrent.»

L'Est du Canada est une région très active, affirme la chercheuse. «La majorité des tremblements de terre qui surviennent dans la région ne sont pas assez forts pour être ressentis, mais environ deux à trois fois par décennie, la Terre tremble plus fort qu'à l'habitude dans l’Est et on enregistre un séisme d'une magnitude de 5 et plus.» Voilà pourquoi certains Montréalais se sont faits réveiller, le 10 octobre dernier, quand un tremblement de terre d'une magnitude de 4,5 a frappé le sud du Québec. «Cette activité sismique est tout à fait normale!», conclut la chercheuse.

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Source : Journal L'UQAM, vol. XXXIX, no 7 (26 novembre 2012)

Catégories : Sciences, Recherche et création, Professeurs

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