D'un point de vue humain, les montagnes sont stoïques et immobiles, symboles massifs d'endurance tranquille et d'immobilité.
Mais de nouvelles recherches révèlent que les montagnes bougent en fait tout le temps, se balançant doucement des rythmes sismiques qui traversent la Terre sur laquelle elles reposent.
Une étude récente publiée dans la revue Earth and Planetary Science Letters rapporte que le Cervin, l'une des montagnes les plus célèbres de la planète, vibre constamment environ une fois toutes les deux secondes en raison de l'énergie sismique ambiante provenant des tremblements de terre et des vagues océaniques du monde entier. .
"C'est en quelque sorte une véritable chanson de la montagne", déclare Jeffrey Moore , géologue à l'Université de l'Utah et auteur principal de l'étude. "C'est juste un bourdonnement avec cette énergie, et c'est à très basse fréquence ; nous ne pouvons pas le sentir, nous ne pouvons pas l'entendre. C'est un ton de la Terre."
Enregistrement du "Chant de la montagne"
Chaque objet "veut" vibrer à certaines fréquences en fonction de sa forme et de sa composition (une propriété connue sous le nom de résonance ). Les exemples familiers incluent les diapasons et les verres à vin; lorsque l'énergie d'une fréquence de résonance frappe l'objet, il secoue plus fort. Moore et ses collègues ont émis l'hypothèse que les montagnes - comme les grands immeubles, les ponts et autres grandes structures - vibrent également à des résonances prévisibles sur la base de leur forme topographique.
Mais contrairement au monde du génie civil, dans lequel on peut tester quelles fréquences résonnent en plaçant de gros agitateurs sur la structure ou en attendant que des véhicules passent dessus, il serait impossible d'exciter quelque chose d'aussi grand qu'une montagne.
Au lieu de cela, Moore et son équipe internationale de collaborateurs ont cherché à mesurer les effets de l'activité sismique ambiante sur peut-être l'une des montagnes les plus extrêmes : le Cervin.
Situé à la frontière de l'Italie et de la Suisse dans les Alpes, le Cervin en forme de pyramide est la montagne la plus photographiée au monde . Il culmine à près de 15 000 pieds (4 500 mètres) d'altitude et ses quatre faces font face aux points cardinaux.
Les chercheurs ont héliporté le Cervin pour installer un sismomètre solaire de la taille d'une "grande tasse de café" au sommet. Un autre a été placé sous le plancher d'une cabane à quelques centaines de mètres sous le sommet, et un troisième a été placé au pied de la montagne comme référence, explique Samuel Weber , chercheur à l' Institut WSL pour la recherche sur la neige et les avalanches en Suisse et l'auteur principal de l'étude.
Les sismomètres enregistraient en continu les mouvements et permettaient à l'équipe d'extraire la fréquence et la direction de la résonance.
Les mouvements sont petits, de l'ordre des nanomètres à la ligne de base aux millimètres lors d'un tremblement de terre, dit Moore. "Mais c'est très réel. Ça arrive toujours."
Les mesures ont montré que le Cervin oscille constamment dans le sens nord-sud à une fréquence de 0,42 hertz, soit un peu moins d'une fois toutes les deux secondes, et dans le sens est-ouest à une fréquence similaire.
En comparant le mouvement au sommet de la montagne avec les mesures du sismomètre de référence à sa base, les chercheurs ont constaté que le sommet bougeait beaucoup plus que la base.
"C'était assez surprenant que nous ayons mesuré le mouvement au sommet, qui était jusqu'à 14 fois plus fort qu'à côté de la montagne", explique Weber.
Les chercheurs ont également effectué des mesures sur Grosser Mythen , une montagne suisse de forme similaire (bien que plus petite), et ont trouvé une résonance similaire.
"Je pense juste que c'est une combinaison intelligente de choix en termes de lieu si emblématique et de placement soigneux des instruments", déclare David Wald , un sismologue de l'US Geological Survey qui n'a pas participé à l'étude. Le choix d'une montagne lisse comme le Cervin a également éliminé les problèmes posés par le sol et les sédiments, ce qui aurait ajouté une autre couche de complexité à la mesure du mouvement.
Ce qui fait bourdonner les montagnes
Les vibrations de base des montagnes comme le Cervin sont causées par le bourdonnement de l'énergie sismique.
"Une grande partie de cela provient de tremblements de terre qui secouent le monde entier, et des tremblements de terre très éloignés sont capables de propager de l'énergie et des basses fréquences", explique Moore. "Ils sonnent constamment dans le monde entier."
Mais les données ont également pointé vers une autre source inattendue : les océans.
Les vagues océaniques se déplaçant sur les fonds marins créent un arrière-plan continu d'oscillations sismiques, connu sous le nom de microséisme , qui peut être mesuré dans le monde entier, explique Moore. Curieusement, le microséisme avait une fréquence similaire à la résonance du Cervin.
"Donc, ce qui est intéressant, c'est qu'il y a … un lien entre les océans du monde et l'excitation de cette montagne", a déclaré Moore.
La recherche a des applications pratiques pour comprendre comment les tremblements de terre pourraient affecter les montagnes escarpées où les glissements de terrain et les avalanches sont une préoccupation constante.
Mais cela donne également vie à une nouvelle façon d'apprécier le Cervin et toutes les autres montagnes qui se balancent à leur manière sur une musique cachée au plus profond de la Terre.
"Vous arrivez sur l'une de ces formes de relief avec cette idée que vous essayez de capturer quelque chose de caché, quelque chose de nouveau et d'inconnu à ce sujet", explique Moore. "C'est en fait très amusant car cela vous oblige à vous asseoir tranquillement et à penser à la montagne d'une manière différente."
Richard Sima est un écrivain scientifique basé à Baltimore, Maryland. Il a un doctorat. en neurosciences de l'Université Johns Hopkins et un diplôme de premier cycle en neurobiologie du Harvard College.
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