Les tremblements de terre violents en supercisaillement sont plus fréquents qu’on ne le pensait

Selon une étude menée par des géophysiciens de l’UCLA et publié aujourd’hui dans Géoscience de la nature.

Les scientifiques ont analysé tous les séismes décrochants de magnitude 6,7 ou plus dans le monde depuis 2000 – il y en avait 87 en tout – et ont identifié 12 de type supercisaillement, soit environ 14 %. (Quatre de ces tremblements de terre n’avaient pas été signalés auparavant.)

Ce pourcentage est plus du double de ce que les scientifiques attendaient ; jusqu’à présent moins de 6% des séismes décrochants avaient été identifiés comme super cisaillement.

Les séismes décrochants se produisent lorsque les bords de deux plaques tectoniques se frottent latéralement l’un contre l’autre. Les tremblements de terre de super cisaillement sont un sous-type de ce groupe qui se produit lorsque des failles sous la surface se rompent plus rapidement que les ondes de cisaillement – les ondes sismiques qui secouent le sol d’avant en arrière – peuvent se déplacer à travers la roche. L’effet capte l’énergie qui est alors libérée violemment ; l’effet peut être comparé à un bang sonique.

En conséquence, les tremblements de terre de supercisaillement ont tendance à provoquer plus de secousses et sont potentiellement plus destructeurs que les autres tremblements de terre de même magnitude.

« Lorsqu’un avion vole plus vite que le son ne peut voyager dans l’air, un cône d’ondes sonores refoulées se forme devant l’avion et lorsqu’il le rattrape, nous l’entendons tout d’un coup », a déclaré Lingsen Meng, Leon et Joanne VC de l’UCLA. Professeur Knopoff de physique et de géophysique, et auteur correspondant de l’article. « Les tremblements de terre de super cisaillement sont potentiellement plus destructeurs que les autres types de tremblements de terre car ils sont plus efficaces pour générer des ondes sismiques, avec plus de secousses, ce qui pourrait causer plus de dégâts. »

La recherche a également révélé que les tremblements de terre de supercisaillement se produisent aussi souvent sous les océans que sur terre, et qu’ils sont plus susceptibles de se produire le long de failles décrochantes, telles que la faille de San Andreas en Californie.

Les résultats suggèrent que les efforts de planification des catastrophes devraient prendre en considération si les failles à proximité sont capables de produire des tremblements de terre de super cisaillement et, si c’est le cas, prendre des mesures pour se préparer à un niveau plus élevé de secousses et de dommages potentiels que ceux qui pourraient être causés par des tremblements de terre sans super cisaillement.

Meng a déclaré que la raison pour laquelle relativement peu de tremblements de terre de supercisaillement ont été trouvés est que les chercheurs étudient principalement les tremblements de terre sur terre.

Les co-auteurs de l’article sont les doctorants de l’UCLA Han Bao et Liuwei Xu de l’UCLA et Jean-Paul Ampuero, chercheur principal à l’Université Côte d’Azur à Nice, en France.

Les scientifiques ont utilisé une méthode appelée rétroprojection pour déterminer la direction dans laquelle les ondes sismiques sont arrivées pour déduire à quelle vitesse un tremblement de terre se déplace le long de la faille. La technique applique un algorithme pour analyser les brefs délais entre les ondes sismiques lorsqu’elles sont détectées par un groupe de capteurs. La méthode est similaire à la façon dont on peut localiser une personne en suivant les signaux que son smartphone envoie aux antennes relais.

Les données ont révélé que les séismes de supercisaillement ont tendance à se produire sur des failles décrochantes matures, dans lesquelles les bords de deux plaques continentales se frottent latéralement l’un contre l’autre. Dans une faille mature, cette action se produit depuis suffisamment longtemps pour créer une zone de roches endommagées qui agissent comme un barrage autour de la faille, ralentissant ou bloquant la propagation des ondes sismiques et concentrant leur énergie.

Ampuero a déclaré que les résultats pourraient aider les scientifiques à mieux comprendre ce qu’il faut pour qu’une faille produise les types de ruptures qui conduisent à des tremblements de terre de super cisaillement.

Au cours du siècle dernier, au moins un grand séisme de supercisaillement s’est produit en Californie : en 1979, un séisme de magnitude 6,5 dans la région de la vallée impériale du sud de la Californie a blessé des personnes jusqu’au Mexique et causé d’importants dommages aux systèmes d’irrigation. Et, bien qu’il soit antérieur à la surveillance scientifique, le tremblement de terre de 1906 qui a causé d’importants dégâts à San Francisco est probablement également tombé dans la catégorie des supercisaillements.

Tous les tremblements de terre de supercisaillement ne sont pas aussi désastreux. La forme de la faille, les roches qui l’entourent et d’autres facteurs peuvent affecter la propagation des ondes sismiques et limiter l’accumulation d’énergie. Les failles qui se courbent ont tendance à ralentir, dévier ou absorber les ondes sismiques, tandis que les failles rectilignes les laissent circuler librement.

Dans une étude précédente, le groupe de recherche de Meng a identifié le tremblement de terre catastrophique de magnitude 7,5 qui a frappé l’île indonésienne de Sulawesi en 2018 comme un événement de super cisaillement. Le tremblement et le tsunami qui a suivi ont tué au moins 4 000 personnes. Malgré la courbe de la faille du tremblement de terre indonésien, les horribles dommages se sont produits parce que la faille s’est déplacée plus rapidement que tout ce qui avait été enregistré auparavant et que l’énergie des tremblements antérieurs a probablement été stockée dans les rochers, attendant un moment pour éclater, a déclaré Meng.

Heureusement, Meng a déclaré que les tremblements de terre de super cisaillement dans l’océan sont moins probables que les tremblements de terre qui provoquent un déplacement vertical du fond marin pour produire des tsunamis.

La faille de San Andreas, en revanche, est principalement rectiligne et pourrait connaître une rupture encore plus explosive que le séisme de Sulawesi.