La plupart des tremblements de terre qui grondent sous le Grand Bassin de l’Ouest se produisent par à-coups, regroupés dans le temps et dans l’espace. Les scientifiques appellent ces groupes sismiques des « essaims », qui sont une catégorie distincte des nombreuses répliques consécutives à une grande secousse, comme le Séisme de Magna de magnitude 5,7 de 2020 sur la faille de Wasatch.
Plutôt que de se répartir uniformément dans le temps, bon nombre de ces petits tremblements de terre, souvent imperceptibles, frappent une région en peu de temps, disons quelques jours ou quelques semaines.
Le centre de l’Utah a été le théâtre de dizaines de essaims de tremblement de terre qui ont été enregistrées au cours des 40 dernières années par un réseau en constante expansion de réseaux sismiques gérés par l’Université de l’Utah.
Aujourd’hui, les sismologues de l’Utah analysent des décennies de données sismiques dans l’espoir de discerner l’importance de ces essaims dans une région géologiquement complexe connue sous le nom de point chaud géothermique et pour le volcanisme récent, géologiquement parlant.
« Dans le centre de l’Utah, les essaims sismiques sont beaucoup plus courants que tout autre type de séquence. Nous avons examiné tous les types de séquences, mais 80 % des séquences sont des essaims. C’est remarquable », a déclaré Gesa Petersen, chercheuse postdoctorale. « Nous avons également vu que ceux-ci sont très hétérogènes. Ainsi, un emplacement dans le centre de l’Utah peut avoir un comportement très, très différent de celui d’autres emplacements situés à seulement 30, 40 ou 50 kilomètres. »
Les résultats ont été publiés le 13 juillet dans la revue Géochimie, Géophysique, Géosystèmes.
Un point chaud géothermique
Situé à l’extérieur de Milford, FORGE se trouve dans la zone de recherche qui s’étend sur les comtés de Beaver, Iron, Sevier et Paiute. La zone de recherche abrite trois centrales géothermiques et comprend les villes de Circleville, Beaver et Richfield.
Les chercheurs soupçonnent que les tremblements de terre sont déclenchés par de l’eau chaude, alimentée par l’activité géothermique, traversant les fissures de la croûte terrestre.
Au cours des 40 dernières années, les stations sismographiques de l’Université de l’Utah ont détecté des séquences de tremblements de terre comportant des tremblements de terre de magnitude 1,5 ou plus. Mais en examinant plus avant les données, Peterson et Pankow ont pu identifier des centaines de tremblements de terre supplémentaires plus petits, aussi petits que la magnitude 0,5 enregistrés dans 50 séquences distinctes.
Ils en ont conclu 40 qualifiés d’essaims. On peut apprendre beaucoup de ces tremblements de terre plus petits, mais ils sont difficiles à étudier, selon Pankow, qui est le directeur associé des stations sismographiques.
« Nous sommes tous inquiets pour le Wasatch Front, mais l’autre chose à savoir est que nous avons des tremblements de terre dans tout l’Utah », a déclaré Pankow. « Nous avons enregistré un certain niveau, mais dans certains de ces endroits, il y a probablement des tremblements de terre qui se produisent tout le temps que nous ne voyons tout simplement pas. C’est quelque chose qu’il est vraiment important de comprendre. »
Des milliers de tremblements de terre
Au total, la recherche a analysé 2 300 tremblements de terre, dont la plupart étaient de magnitude 1 à 3. Le plus important était un tremblement de terre de magnitude 5,1 qui a frappé à l’est de Richfield en 1989. Celui-ci ne faisait pas partie d’un essaim, mais plutôt d’une secousse principale suivie de nombreuses répliques. Le catalogue complet de la zone d’étude contient 20 000 événements entre 1981 et 2023, selon Petersen.
« Cependant, nous ne pouvons pas dire exactement combien d’entre eux font partie d’une séquence car nous limitons l’étude aux séquences qui ont au moins 20 tremblements de terre en 10 jours. Nous n’examinons pas les séquences plus petites car nous avons besoin d’un minimum pour regarder paramètres statistiques et comparer les modèles caractéristiques des séquences « , a-t-elle déclaré.
« Cependant, dans les années 1980 et 1990, le réseau sismique de l’Utah n’était pas aussi dense qu’aujourd’hui. Il y avait beaucoup moins de stations. Par conséquent, nous ne pouvons étudier que des séquences plus importantes avec des magnitudes plus importantes à cette époque. Il y avait probablement beaucoup plus d’essaims ou de séquences sismiques. »
L’étude s’est considérablement développée sur une autre étude récente qui s’est concentrée exclusivement sur un essaim de centaines de petits tremblements de terre autour de Milford au printemps 2021. Cette région n’avait pas connu beaucoup d’activité sismique pendant toute la fenêtre de 40 ans de données sismographiques. Pendant ce temps, des tremblements de terre se sont produits aussi fréquemment que tous les quelques mois dans les montagnes minérales voisines à l’ouest au cours de cette même période, a déclaré Petersen.
« C’est donc un système très hétérogène là-bas », a-t-elle déclaré. « Vous avez un tas de tremblements de terre au même endroit et vous pouvez commencer à en apprendre davantage sur les structures qui sont activées à cet endroit. Si vous n’avez qu’un seul tremblement de terre, vous ne pouvez pas apprendre grand-chose alors. »
Les essaims des montagnes minérales ont été détectés pour la première fois il y a quelques années lorsque de nouveaux sismomètres ont été installés pour le projet de recherche géothermique FORGE.
« Avant cela, nous n’avions pas la résolution, mais maintenant nous pouvons voir qu’il y a toujours des événements à venir, et c’est rapide », a déclaré Petersen. « En quelques heures, vous avez soudainement 30, 40, 50 événements, puis cela s’arrête à nouveau. Vous avez cela à plusieurs reprises, vous avez beaucoup d’activité. Vous ne pouvez pas vraiment le sentir. C’est trop petit pour cela, mais nous pouvons le voir sur les sismomètres. »
L’article s’intitule « Essaims sismiques de petite magnitude dans le centre de l’Utah (États-Unis) : interactions de la tectonique régionale, des structures locales et des systèmes hydrothermaux ».
Plus d’information:
GM Petersen et al, Small‐Magnitude Seismic Swarms in Central Utah (US): Interactions of Regional Tectonics, Local Structures and Hydrothermal Systems, Géochimie, Géophysique, Géosystèmes (2023). DOI : 10.1029/2023GC010867