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Vers une meilleure compréhension des mécanismes de déclenchement des mégaséismes

Dans une étude récemment publiée, des chercheurs de l’IPGP et leur collègue montrent que les variations de pression de fluides dans les zones de subduction contrôlent, sur le long terme, la puissance des mégaséismes et la dynamique de l’accrétion profonde.

Vers une meilleure compréhension des mécanismes de déclenchement des mégaséismes

Date de publication : 09/10/2019

Presse, Recherche

Le déclenchement d’un séisme dépend, globalement, des contraintes liées au mouvement des plaques et des forces de frottement qui s’appliquent dans la zone de contact entre les deux plaques. Dans un contexte de subduction, cette zone de contact entre le plateau plongeant et la plaque supérieure n’est pas uniforme, mais découpée en segments plus ou moins fortement couplés. Mais, alors que cette hétérogénéité contrôle de manière cruciale la dynamique de la subduction, les persistance et distribution temporelles et spatiales de ces segments de fort couplage ne sont que faiblement contraintes.

Les observations sismologiques et géodésiques montrent qu’outre la complexité géologique et structurelle des plaques inférieure et supérieure, les variations de pression de fluides interstitiels influencent aussi directement cette différenciation de couplage. Celles-ci ont un effet majeur sur le niveau de friction des interfaces de subduction et donc, potentiellement sur le comportement sismogénique des grandes failles de chevauchement.

Si ces variations de pression de fluide sont difficiles à étudier, des études antérieures ont montré que le phénomène d’accrétion à la base de la région d’avant arc (« underplating » tectonique) peut être déclenchée par des variations locales du couplage entre les plaques. Il pourrait, à terme, éclairer les processus hydro-mécaniques et donc la distribution de la contrainte le long de l’interface entre les plaques.

Schémas d’une zone de subduction selon deux modélisations différentes (froide ou chaude). (© A. Menant, IPGP)

Dans une étude publiée en juillet dans Scientific Reports, de la revue Nature, des chercheurs de l’IPGP et de l’ETH de Zürich, évaluent pour la première fois, à l’échelle du million d’années, les relations entre le distribution/transport de fluide, régime de contraintes et mécanique d’accrétion dans les régions profondes de l’avant-arc. Grâce à des simulations numériques hydro-mécaniques, les auteurs de cette étude montrent que de tels processus d’accrétion peuvent être utilisés comme un bon indicateur pour caractériser, sur le long terme, la zonation de la distribution de la friction sur l’interface de subduction.

En reconnaissant ces structures spécifiques, mises en place sur des dizaines de millions d’années, il serait ainsi possible de repérer les segments de subduction ayant un plus fort comportement de friction dans les différentes zones de méga-chevauchements. Donnée cruciale pour la recherche de la prédiction de ruptures potentielles le long d’une interface ou pour la modélisation de la dynamique de la marge sur des périodes de plusieurs milliers à plusieurs millions d’années.

 

Réf : Stress-driven fluid flow controls long-term megathrust strength and deep accretionary dynamics, Menant A,  Angiboust S and Gerya T., Scientific Reports, 2019. doi.org/10.1038/s41598-019-46191-y

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