La puissance et le potentiel de l’appareil de torsion de grand volume

Philip Skemer, directeur associé du département et professeur de sciences de la Terre et des planètes, et l’étudiant diplômé Charis Horn, tous deux en arts et sciences à l’Université de Washington à St. Louis, ont publié une étude dans Lettres de recherche géophysique qui met en valeur la puissance et le potentiel de l’appareil de torsion à grand volume (LVT).

Cet appareil construit par WashU peut presser et tordre des roches avec 100 tonnes de force et des températures de 1 300 degrés Celsius (2 500 degrés Fahrenheit). « Il n’y a aucun autre appareil avec les mêmes capacités ailleurs sur la planète », a déclaré Skemer.

Le laboratoire de Skemer dispose désormais de deux appareils LVT, chacun mesurant 8 pieds de haut et pesant environ 5 000 livres. Les LVT ont été conçus pour reproduire expérimentalement la façon dont les roches se déforment dans les parties de la Terre soumises à une pression et une température élevées, y compris au plus profond des failles où les plaques tectoniques se rencontrent.

Dans la dernière étude, Horn et Skemer ont utilisé l’appareil pour tester le talc, un minéral extrêmement mou que l’on trouve couramment dans les failles actives sujettes aux tremblements de terre.

Des expériences avec les LVT ont montré un résultat inattendu : lorsqu’elles sont pressées assez fort, les couches du minéral forment des ondulations, un peu comme un tapis froissé. Ces ondulations créent de petites poches d’espace vide appelées ripplocations, des caractéristiques inconnues des scientifiques il y a dix ans. « Nous poussons le talc de tous les côtés avec une force énorme », a déclaré Skemer. « Vous ne vous attendriez pas à ce que cela crée un vide. »

C’est la première fois que des chercheurs voient ces structures dans le talc, et leur découverte pourrait changer la compréhension des géophysiciens sur la façon dont certaines classes de minéraux réagissent au stress en profondeur. « C’est important parce que les petits espaces pourraient donner à l’eau un endroit pour imprégner les roches, ce qui pourrait modifier les propriétés mécaniques des roches », a déclaré Skemer.

Skemer et Horn soupçonnent que le talc peut jouer un rôle surprenant dans les mouvements de failles. Le nouvel article postule que le talc et ses ripplocations pourraient encourager des « événements de glissement lent », qui sont des mouvements relativement lents qui se produisent le long des surfaces des failles et qui sont détectés à l’aide de GPS et de techniques sismologiques. À l’heure actuelle, cependant, on ne sait pas comment ils pourraient affecter les mouvements soudains plus près de la surface qui provoquent des tremblements de terre.

Skemer prévient que ses recherches ne permettent pas de déterminer plus facilement où et quand les tremblements de terre pourraient se produire. « Notre objectif n’est pas de prédire les tremblements de terre », a-t-il déclaré. « Nous étudions les propriétés physiques des matériaux géologiques pour mieux comprendre les processus qui affectent l’évolution des planètes. »