Un nouveau modèle de distribution des fluides dans la zone de subduction de Cascadia aide à comprendre l’activité sismique

Un nouveau modèle tridimensionnel du fluide stocké profondément dans la croûte terrestre le long de la zone de subduction de Cascadia fournit de nouvelles informations sur la manière dont l’accumulation et la libération de ces fluides peuvent influencer l’activité sismique dans la région.

Le fluide s’accumule à proximité mais ne pénètre pas dans une section épaissie de la croûte connue sous le nom de Siletzia qui se trouve sous une grande partie de l’ouest de l’Oregon et de Washington. La pression associée à ces fluides pourrait être un facteur du phénomène sismique connu sous le nom de tremblement et glissement épisodiques, ou ETS, a déclaré Gary Egbert, géophysicien électromagnétique au Collège des sciences de la terre, de l’océan et de l’atmosphère de l’État de l’Oregon et auteur principal d’un nouvel article. détaillant les conclusions.

Le tremblement et le glissement épisodiques sont un comportement de défaut qui comprend à la fois des tremblements non volcaniques localisés et des événements de glissement lent qui peuvent se produire pendant des heures ou des jours. Il se produit dans toute la zone de subduction de Cascadia, du nord de la Californie à la Colombie-Britannique, mais est moins fréquent et moins intense sous le noyau central de Siletzia, qui s’étend principalement sous la chaîne côtière de l’Oregon et se termine près de Roseburg.

Les résultats, qui viennent d’être publiés dans la revue Géosciences de la natureont des applications pour accroître la compréhension de l’activité sismique le long de la zone de subduction de Cascadia, a déclaré Egbert.

« L’eau est un acteur clé à la fois de l’activité sismique et du volcanisme à Cascadia », a-t-il déclaré. « Il s’agit d’une nouvelle vision de ces fluides. Ce sont des informations qui pourraient être utilisées conjointement avec d’autres données et des études de modèles plus détaillées, pour mieux comprendre les grands tremblements de terre à Cascadia. »

L’article d’Egbert s’appuie sur des décennies de travail pour collecter des données magnétotelluriques, à la fois en mer et sur terre, dans toute la zone de subduction de Cascadia. La magnétotellurique est une technique géophysique qui utilise des mesures de surface des champs magnétiques et électriques pour révéler les variations souterraines de la résistivité électrique.

« La plupart des roches solides ne conduisent pas très bien l’électricité, mais les solides dissous rendent l’eau conductrice, de sorte que les données magnétotelluriques peuvent être très utiles pour détecter où l’eau existe dans le sous-sol », a déclaré Egbert.

L’eau passe naturellement de l’océan à la croûte terrestre, où elle s’accumule et se combine chimiquement avec les minéraux. Là où la croûte océanique est poussée sous le continent le long des zones de subduction, elle se réchauffe et libère de l’eau. Les fluides libérés peuvent affaiblir les roches de la croûte, entraînant une déformation de la croûte, à la fois en raison de contraintes à libération lente, telles que des tremblements et des glissements épisodiques, et en raison de tremblements de terre très importants et destructeurs.

Une meilleure connaissance de la distribution des fluides souterrains est très pertinente pour évaluer les risques sismiques dans des zones telles que Cascadia, où il existe un potentiel important de tremblement de terre catastrophique de mégathrust, a déclaré Egbert.

À l’aide d’un logiciel développé par Egbert et ses collègues, les données magnétotelluriques ont permis aux chercheurs de créer une vue tridimensionnelle détaillée de l’endroit où les fluides sont stockés dans l’avant-arc de Cascadia, la zone située entre la tranchée océanique et son arc volcanique associé. L’imagerie tridimensionnelle permet aux chercheurs de voir les fluides s’accumuler plus directement et de tirer des conclusions sur leur mouvement.

Les nouvelles images montrent des fluides emprisonnés dans des feuilles allongées qui s’étendent parallèlement au littoral et révèlent également des zones où les sédiments souterrains s’accumulent contre des roches volcaniques impénétrables qui stockent peu d’eau. Sous le noyau de Siletzia, le stockage et le transport des fluides sont plus concentrés dans un canal de subduction étroit qui présente moins de tremblements et de glissements épisodiques.

« Les résultats démontrent à quel point les racines profondes de Siletzia sont essentielles à la façon dont les fluides sont transportés et où ils se déposent dans la zone de subduction », a déclaré le co-auteur Paul Bedrosian de l’US Geological Survey. « Les implications de cela pour comprendre la variabilité sismique de Cascadia commencent tout juste à être reconnues. »

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre la relation entre ces fluides et les tremblements de terre le long de la Cascadia, mais ce travail n’est pas hors de portée, a déclaré Egbert.

« C’est un problème compliqué, mais en fin de compte, il existe une application potentielle pour interpréter ces informations en conjonction avec des données sismiques et une modélisation géodynamique pour déterminer la relation entre le stockage des fluides et le mouvement et les événements sismiques », a-t-il déclaré.