Une colonne de boue de 40 cm, prélevée à 2 080 m de profondeur dans le bassin de Kumano, au large de la péninsule de Kii au Japon, renferme sept « couches d'événements » impossibles à distinguer à l'œil nu, dont la plupart n'apparaissent pas non plus sur des images de tomodensitométrie (CT) aux rayons X. Le professeur Yusuke Yokoyama, de l'Atmosphere and Ocean Research Institute (AORI) de l'université de Tokyo, et ses collègues ont daté au carbone 14 le carbone organique de la boue tous les 0,5 à 1,0 cm, puis repéré les endroits où les âges s'inversent, les plus anciens reposant sur les plus récents. L'équipe relie certaines de ces couches à des séismes de la fosse de Nankai, comme celui de Hoei en 1707.
Qu'a-t-on trouvé dans la boue du bassin de Kumano ?
Ces couches semblent correspondre à de la vieille boue qui a glissé de la pente sous-marine, a été transportée vers le bas et s'est redéposée. L'article les appelle couches d'événements et en compte sept dans la carotte.
Le bassin de Kumano est un bassin d'avant-arc au large de la péninsule de Kii, une dépression du fond marin formée par l'enfoncement de la plaque philippine sous la plaque eurasienne. Son fond, large, se situe vers 2 000 m ; côté terre, il est bordé d'un plateau de moins de 10 km de large et d'une pente raide. La carotte a été prélevée en 2012 lors de la campagne KT-12-34 du navire de recherche Tansei-maru, à l'aide d'un carottier multiple qui a extrait 40 cm de sédiment dans la partie ouest du bassin. À 2 080 m, le site est plus profond que trois tours Tokyo Skytree empilées.
L'article, signé par cinq auteurs dont Akiko Omura et Yusuke Yokoyama, a été publié le 9 novembre 2026 dans la revue Radiocarbon, parmi une sélection de travaux de la 25e conférence internationale sur le radiocarbone, tenue à Cracovie (Pologne) en 2025. Il est en libre accès et chacun peut le lire en entier.
Nous avons trouvé plusieurs nouvelles couches géologiques qui n'étaient pas visibles auparavant, issues de glissements de terrain sous-marins peut-être déclenchés par des séismes dans la fosse de Nankai.
— Yusuke Yokoyama (professeur, Atmosphere and Ocean Research Institute, université de Tokyo)
Pourquoi ces couches étaient-elles invisibles ?
La boue qui a glissé était faite du même matériau que celle qui se trouvait déjà là : dans la plupart des couches, il n'y avait donc aucune différence de couleur ni de taille de grain à voir.
La carotte est constituée de silt argileux non consolidé. Hormis un passage progressif du noir brunâtre au noir olive vers 4 cm de profondeur, elle ne montre aucune structure visible à l'œil nu, et l'article la décrit comme une « boue hémipélagique homogène ». La boue hémipélagique s'accumule à partir de particules qui tombent depuis la surface et de fines particules venues des terres.
Pour retrouver d'anciens séismes sur le fond marin, on s'appuie surtout sur les turbidites : des dépôts laissés par des courants troubles sous-marins (courants de turbidité), souvent déclenchés par des glissements de terrain, qui montrent en général des grains grossiers à la base puis de plus en plus fins. La carotte de Kumano ne présente pas de succession typique des turbidites. Seules deux couches d'événements coïncident avec des bandes plus claires sur les images CT, une couche claire entre 10 et 16 cm (couche 3) et une couche finement laminée (couche 5, légèrement décalée), tandis que les cinq autres restent invisibles même au scanner et n'apparaissent que dans les résultats de datation.
Comme les sédiments redéposés sont faits des mêmes matériaux que ceux du dessous, leurs caractéristiques chimiques et structurelles étaient impossibles à distinguer, ce qui rendait les couches d'événements invisibles.
— Yusuke Yokoyama (professeur, Atmosphere and Ocean Research Institute, université de Tokyo)
Comment a-t-on daté la boue tous les 0,5 à 1 cm ?
L'équipe a mesuré le carbone 14 du carbone organique total de la boue à intervalles de 0,5 à 1,0 cm, sans interruption, du haut au bas de la carotte.
Les mesures ont été faites sur le spectromètre de masse par accélérateur de l'AORI. Le carbone 14 est un carbone radioactif d'une demi-vie de 5 730 ans ; il ne représente qu'un billionième du carbone naturel, les êtres vivants en absorbent de leur vivant, puis, après leur mort, il se désintègre à un rythme fixe, ce qui permet de dater jusqu'à 50 000 à 60 000 ans.
On date habituellement la boue des fonds marins grâce aux coquilles fossiles de foraminifères planctoniques, de minuscules organismes à coquille, mais la boue des bassins d'avant-arc le long de la fosse de Nankai en contient souvent trop peu, ce qui empêchait une datation fine. Le carbone organique de la boue se date à partir de petits échantillons, mais comme il contient du carbone ancien, il donne des âges trop vieux. Là où des foraminifères ont pu être récupérés, l'équipe a daté 0,75 à 2,35 mg de coquilles et comparé le résultat à l'âge du carbone organique de la même couche. Dans les couches normales, le carbone organique apparaissait plus vieux de 920 à 1 100 ans ; l'équipe a calculé l'écart avec les foraminifères couche par couche pour convertir les âges du carbone organique en âges de dépôt.
Une fois les résultats ordonnés, les 40 cm de boue couvrent environ les 600 dernières années. Cela représente en moyenne environ 15 ans par centimètre : chaque échantillon de 0,5 à 1,0 cm couvre donc environ 8 à 15 ans. La partie datée la plus ancienne de la carotte, entre 37 et 38 cm, date des alentours de 1440, tandis que les valeurs des foraminifères prélevés entre 2,0 et 3,5 cm, près de la surface, comparées aux archives de coraux des îles d'Ishigaki et de Kikai, indiquent un dépôt postérieur à 1965.
Comment les couches aux âges inversés se sont-elles formées ?
Des couches plus anciennes que celles du dessous peuvent s'interpréter comme de la vieille boue venue d'ailleurs sur le fond marin, apportée par un courant et déposée sur de la boue plus jeune. L'origine marine de sa matière organique a permis de préciser la cause.
Dans certaines couches, l'âge du carbone organique dépassait de jusqu'à 700 ans celui des couches inférieures. L'écart d'âge entre couches d'événements et couches normales dépasse l'erreur de mesure moyenne de ±100 ans. L'article cite des travaux antérieurs près du canyon sous-marin de Shingu, où des turbidites d'environ les 100 dernières années ont été reliées à des séismes et à de fortes crues historiques, et suggère que des courants de turbidité ont pu atteindre aussi cette carotte.
Du carbone ancien peut aussi arriver lorsqu'une crue charrie des sédiments depuis les terres ; l'équipe a donc mesuré tous les centimètres le rapport isotopique stable du carbone (δ13C) et le rapport carbone/azote (C/N). Le rapport C/N est resté autour de 8 et le δ13C entre −20 et −22 ‰, dans la gamme de la matière organique marine. La matière organique marine a généralement un rapport C/N inférieur à 10, et l'article ne trouve aucun signe de matière organique issue de plantes terrestres. Il conclut que les inversions d'âge proviennent de ruptures de pente sous-marines plutôt que de crues, et qu'une origine liée à une crue est peu probable. L'article cite aussi la remise en suspension des sédiments par les tempêtes parmi les déclencheurs des courants de turbidité, mais ses conclusions n'abordent pas les tempêtes.
À quels séismes correspondent les sept couches ?
La seule correspondance que l'article affirme nettement est celle entre la couche 3 et le séisme de Hoei de 1707 ; les autres ne sont présentées que comme possibles.
| Couche d'événement | Séismes mis en relation dans l'article | Formulation de l'article |
|---|---|---|
| Couches 1 et 2 | Séismes de 1944–1946 (« Tokai-Tonankai earthquake » dans l'article) et séisme d'Ansei-Tokai (1854) | possible (may) |
| Couche 3 | Séisme de Hoei (1707) | corrélée (correlated) |
| Couches 4 et 5 | Séisme de Hoei (1707) ou séisme sous-marin mineur | possible (may) |
| Couche 6 | Séisme de Keicho (1605) | possible (could) |
| Couche 7 | Non traitée dans le texte | Notée « Event layer? » avec un point d'interrogation dans la figure |
Le Headquarters for Earthquake Research Promotion japonais indique que la zone source du séisme de Hoei pourrait s'être étendue plus à l'ouest que celle du séisme Showa de Nankai de 1946, entre autres. Vers 15 cm, là où commence la couche 3, le δ13C varie légèrement, et l'article suggère que l'environnement du fond marin a pu changer à cause d'un séisme à cette époque. La figure comporte aussi une ligne pour le séisme de Meio de 1498, mais le texte ne le rattache à aucune couche.
Deux points sur lesquels le communiqué et l'article diffèrent
La première différence concerne la période : le communiqué en anglais cite Yusuke Yokoyama, selon qui certaines couches correspondent à des « archives écrites de séismes sous-marins du XIIIe au XXe siècle ». Le résumé de l'article fait plutôt état d'une bonne corrélation avec des « catastrophes naturelles historiques postérieures au XVe siècle », et la partie la plus ancienne de la carotte date des environs de 1440. Pour cette carotte, il est plus exact de dire que la comparaison avec les archives historiques porte sur la période postérieure au XVe siècle.
La seconde différence concerne la cause : le communiqué en anglais cite de fortes crues, des tempêtes et des séismes sous-marins parmi les événements ayant remanié la boue, et le communiqué japonais de l'université de Tokyo, d'après le titre que nous avons pu vérifier via une reprise, évoque un « historique des tsunamis et des crues ». La conclusion de l'article est plus restreinte : la matière organique étant marine, il juge les crues peu probables et désigne les ruptures de pente sous-marines comme cause (les tempêtes ne sont pas abordées dans ses conclusions).
Ce qu'une seule carotte permet de dire, et ce qu'elle ne permet pas encore
L'étude repose sur une seule carotte de 40 cm, prélevée en un seul point du bassin de Kumano, et il reste à vérifier si les mêmes couches se retrouvent ailleurs. La couche 3 est corrélée au séisme de Hoei et les couches 4 et 5 pourraient aussi y être liées ; selon nous, cette carotte ne permet donc pas encore de trancher entre un séisme ayant laissé plusieurs couches et des événements distincts.
La méthode peut néanmoins détecter un enregistrement là où aucune turbidite visible n'existe, et son intérêt apparaît mieux à la lumière de l'évaluation à long terme des séismes au Japon. Selon le Headquarters for Earthquake Research Promotion, de grands séismes ont frappé la fosse de Nankai tous les 90 à 270 ans environ au cours des 1 400 dernières années ; le prochain devrait atteindre une magnitude de 8 à 9, et sa probabilité à 30 ans est classée dans la catégorie la plus élevée, le rang III. En novembre 2026, environ 82 ans se sont écoulés depuis le séisme Showa de Tonankai de 1944 et environ 80 ans depuis le séisme Showa de Nankai de 1946. Davantage d'archives sur la date des séismes passés et l'étendue de leurs effets donneraient à ces évaluations une base plus solide. Selon le communiqué, Yusuke Yokoyama envisage d'étendre les recherches plus largement à la mer de Kumano et au-delà.