Le grand tremblement de terre de 2011 qui a provoqué le tsunami dans le nord-est du Japon est encore connu pour sa puissance destructrice.
Aussi connu sous le nom de tremblement de terre Mw 9.0 Tohoku, la nature sismique de cette calamité n’était pas tout à fait claire au départ. Alors que les tremblements de terre résultant de contraintes tectoniques accumulées dans les failles inverses n’avaient été que partiellement libérés. Dans les études précédentes où des rejets complets ont été posés, l’hypothèse était basée sur l’observation et la simulation de la sismicité, ou sur des données de mesure de contrainte directe au-dessus de la faille uniquement en utilisant des données logarithmiques.
Maintenant, une équipe de chercheurs de l’Université de Kyoto a trouvé des preuves qu’une libération complète du stress pourrait avoir contribué à l’événement record.
« Les différences mineures entre les contraintes horizontales maximales et minimales post-séisme près de la faille suggèrent que le tremblement de terre de Tohoku s’est produit lors d’une libération complète des contraintes », explique l’auteur principal Weiren Lin.
L’équipe a découvert que les formations sédimentaires au-dessus et au-dessous de la faille limite de la plaque se situent dans l’état de contrainte des failles normales dans lesquelles la contrainte verticale est supérieure à la contrainte horizontale maximale.
« La connaissance des changements de contrainte avant et après ce tremblement de terre, à la fois au-dessus et au-dessous d’une faille légèrement plongeante, peut nous donner un aperçu de la façon dont le glissement de faille a provoqué le tsunami qui a suivi », explique l’auteur.
L’équipe de Lin a pu collecter des données sur l’état de contrainte au-dessus de la faille source du tremblement de terre de Tohoku, à la frontière entre la plaque nord-américaine et la plaque de subduction du Pacifique. Cependant, les données géophysiques pour l’état de contrainte sous cette zone n’étaient pas fiables.
Pour résoudre ce problème, l’équipe a étudié l’un des quatre échantillons de carottes de forage collectés par le projet de forage Japan Trench Fast – ou JFAST – sous la faille source et a été la première à révéler avec succès l’état de contrainte à cette profondeur.
« Nos nouvelles données montrent une bonne cohérence avec les résultats précédents au-dessus de la faille, ce qui suggère que la combinaison de données géophysiques et d’échantillons de carottes pour étudier de manière approfondie les états de contrainte est efficace. »
L’article est publié dans la revue Lettres sur les sciences de la Terre et des planètes.
Plus d’information:
Weiren Lin et al, État de contrainte tridimensionnelle au-dessus et au-dessous de la faille limite de la plaque après le tremblement de terre de 2011 Mw 9.0 Tohoku, Lettres sur les sciences de la Terre et des planètes (2022). DOI : 10.1016/j.epsl.2022.117888