Les tremblements de terre les plus importants et les plus destructeurs de la planète se produisent dans des endroits où deux plaques tectoniques entrent en collision. Dans notre nouvelle recherche, publié aujourd'hui dans Communication Nature , nous avons produit de nouveaux modèles d'où et comment les roches fondent dans ces zones de collision dans les profondeurs de la Terre.

Cette meilleure connaissance de la répartition de la roche fondue nous aidera à comprendre où s'attendre à ce que des tremblements de terre destructeurs se produisent.

Qu'est-ce qui cause les tremblements de terre?

tremblements de terre géants, comme le séisme de magnitude 9,0 en 2011 qui a provoqué la catastrophe nucléaire de Fukushima, ou l'événement de magnitude 9,1 en 2004 qui a causé le tsunami du lendemain de Noël, se produisent dans les zones de collision entre deux plaques tectoniques. Dans ces zones dites de subduction, une plaque glisse sous l'autre.

La plaque d'enfoncement agit comme une énorme bande transporteuse, transportant des matériaux de la surface vers les profondeurs de la Terre. Les tremblements de terre se produisent là où la plaque qui coule se coince; la tension s'accumule jusqu'à ce qu'elle finisse par se relâcher rapidement. Les fluides et les roches en fusion dans le système lubrifient les plaques, en les aidant à glisser les uns sur les autres et en empêchant les grands tremblements de terre de se produire.

Quand se passe-t-il lorsque la boue océanique se retrouve à l'intérieur de la Terre ?

Mon collègue Michael Förster et moi-même étions intéressés par ce qu'il advient des sédiments lorsqu'ils sont entraînés dans les profondeurs de la Terre dans une zone de subduction. Ces sédiments commencent sous la forme d'épaisses couches de boue au fond de l'océan, mais sont transportés dans les profondeurs de la Terre en tant que partie de la plaque qui coule.

Michael a prélevé un échantillon de boue prélevée au fond de l'océan et l'a chauffé aux températures et pressions élevées qu'il subirait dans une zone de subduction. Il a trouvé que les sédiments fondent puis réagissent avec les roches environnantes, formant la phlogopite minérale ainsi que des fluides salins.

Une énigme résolue

Les modèles géophysiques des zones de subduction nous permettent de cartographier exactement où se trouvent les roches et les fluides en fusion. Ces mesures sont comme des rayons X de l'intérieur de la Terre, nous aidant à regarder dans des endroits que nous ne pouvons pas voir autrement.

Nous nous sommes particulièrement intéressés aux modèles de conductivité électrique des zones de subduction. En effet, les fluides et la roche en fusion que nous examinions sont plus conducteurs d'électricité que la roche environnante. Les modèles de zones de subduction ont longtemps été énigmatiques, car ils montrent que la Terre est très conductrice dans des régions où les gens ne s'attendaient pas à voir beaucoup de fluides et de roches en fusion.

J'ai calculé la conductivité électrique de la phlogopite, les sédiments et les fluides en fusion qui ont été produits dans les expériences et ont trouvé qu'ils correspondaient extrêmement bien aux modèles géophysiques. Cela fournit de bonnes preuves que ce que nous voyons dans les expériences se passe dans la vraie Terre, et nous permet de calculer où se trouvent la roche en fusion et les fluides dans les zones de subduction à travers le monde.

Comprendre où les grands tremblements de terre sont susceptibles de se produire

Les séismes géants ne sont pas susceptibles de se produire dans les parties de la zone de subduction où les sédiments fondent. Tous les produits de la fonte - la roche en fusion elle-même, les fluides salins, et même la phlogopite minérale—aident les deux plaques à glisser facilement l'une sur l'autre sans provoquer de grands tremblements de terre.

Nous avons comparé nos modèles avec des emplacements de séismes dans des zones de subduction le long de la côte ouest des États-Unis. Nous avons constaté qu'il n'y avait pas de grands tremblements de terre où les sédiments fondaient, mais le mouvement des fluides des sédiments fondus pourrait expliquer certains petits, des tremblements de terre non destructifs et de très faibles signaux de tremblement où les deux plaques glissent facilement l'une sur l'autre.

Les tremblements de terre sont un rappel tangible que nous vivons sur une planète active et que, au fond de nos pieds, des forces énormes font couler, fondre et entrer en collision les roches. Prédire avec précision les tremblements de terre sera un objectif permanent des géoscientifiques pour les décennies à venir.

Cela nécessite un travail de détective complexe pour tisser ensemble tous les minuscules fils d'informations que nous avons sur les processus qui se produisent si profondément dans la Terre que nous ne pourrons jamais les voir ou les échantillonner. Nos résultats sont un nouveau fil conducteur dans ce puzzle. Nous espérons qu'il contribuera un jour à mettre les gens à l'abri des risques de séismes.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.