Un "entonnoir à chute libre", partie du processus de forage. Crédit :Tim Fulton, IODP / JRSO
Une équipe internationale de scientifiques a trouvé des preuves suggérant que la déshydratation des minéraux profondément sous le plancher océanique a influencé la gravité du tremblement de terre de Sumatra, qui a eu lieu le 26 décembre 2004.
Le tremblement de terre, grandeur de mesure 9.2, et le tsunami qui a suivi, communautés côtières dévastées de l'océan Indien, tuant plus de 250, 000 personnes.
Des recherches sur le tremblement de terre ont été menées lors d'une expédition scientifique de forage océanique dans la région en 2016, dans le cadre du Programme International de Découverte des Océans (IODP), dirigé par des scientifiques de l'Université de Southampton et de la Colorado School of Mines.
Lors de l'expédition à bord du navire de recherche JOIDES Resolution, les chercheurs ont échantillonné, pour la première fois, sédiments et roches de la plaque tectonique océanique qui alimente la zone de subduction de Sumatra. Une zone de subduction est une zone où convergent deux des plaques tectoniques de la Terre, l'un glissant sous l'autre, générant les plus gros tremblements de terre sur Terre, beaucoup avec des tsunamis destructeurs.
Les résultats d'une étude sur des échantillons de sédiments trouvés bien sous le fond marin sont maintenant détaillés dans un nouvel article dirigé par le Dr Andre Hüpers du MARUM-Center for Marine Environmental Sciences de l'Université de Brême - publié dans la revue Science .
Lisa McNeill (deuxième à gauche) et Brandon Dugan (à droite) aident l'équipe de l'IODP à transporter le dernier noyau. Crédit :Tim Fulton, IODP / JRSO
La co-responsable de l'expédition, la professeure Lisa McNeill, de l'Université de Southampton, dit :« Le tsunami de l'océan Indien de 2004 a été déclenché par un tremblement de terre exceptionnellement fort avec une zone de rupture étendue. Nous voulions savoir ce qui a causé un tremblement de terre et un tsunami d'une telle ampleur et ce que cela pourrait signifier pour d'autres régions ayant des propriétés géologiques similaires.
Les scientifiques ont concentré leurs recherches sur un processus de déshydratation des minéraux sédimentaires profondément sous le sol, qui se produit généralement dans la zone de subduction. On pense que ce processus de déshydratation, qui est influencée par la température et la composition des sédiments, contrôle normalement l'emplacement et l'étendue du glissement entre les plaques, et donc la gravité d'un tremblement de terre.
A Sumatra, l'équipe a utilisé les dernières avancées en matière de forage océanique pour extraire des échantillons à 1,5 km sous le fond marin. Ils ont ensuite pris des mesures de la composition des sédiments et des produits chimiques, thermique, et physiques et a effectué des simulations pour calculer le comportement des sédiments et de la roche une fois qu'ils auraient parcouru 250 km vers l'est en direction de la zone de subduction, et a été enterré beaucoup plus profondément, atteindre des températures plus élevées.
Les scientifiques examinent les moitiés de travail et d'archivage d'un noyau fraîchement divisé. Crédit :Tim Fulton, IODP / JRSO
Les chercheurs ont découvert que les sédiments au fond de l'océan, érodé de la chaîne de montagnes himalayenne et du plateau tibétain et transporté sur des milliers de kilomètres par les rivières terrestres et océaniques, sont suffisamment épais pour atteindre des températures élevées et mener le processus de déshydratation à son terme avant que les sédiments n'atteignent la zone de subduction. Cela crée un matériau exceptionnellement solide, permettant le glissement du tremblement de terre à la surface de la faille de subduction à des profondeurs plus faibles et sur une zone de faille plus large - provoquant le tremblement de terre exceptionnellement fort observé en 2004.
Le Dr Andre Hüpers de l'Université de Brême déclare :"Nos résultats expliquent l'étendue de la grande zone de rupture, qui était une caractéristique du tremblement de terre de 2004, et suggèrent que d'autres zones de subduction avec des sédiments et des roches épais et plus chauds, pourrait également connaître ce phénomène.
"Ceci sera particulièrement important pour les zones de subduction avec peu ou pas de séismes de subduction historiques, où le potentiel de danger n'est pas bien connu. Les séismes de zone de subduction ont généralement un temps de retour de quelques centaines à mille ans. Par conséquent, notre connaissance des tremblements de terre précédents dans certaines zones de subduction peut être très limitée."
Des zones de subduction similaires existent dans les Caraïbes (Petites Antilles), au large de l'Iran et du Pakistan (Makran), et au large de l'ouest des États-Unis et du Canada (Cascadia). L'équipe poursuivra ses recherches sur les échantillons et les données obtenues lors de l'expédition de forage de Sumatra au cours des prochaines années, y compris des expériences en laboratoire et d'autres simulations numériques, et ils utiliseront leurs résultats pour évaluer les futurs dangers potentiels à Sumatra et dans ces zones de subduction comparables.
Carte de l'océan Indien oriental et des régions environnantes. L'emplacement de l'expédition de forage et la zone de subduction de la Sonde sont également indiqués. La plaque indo-australienne s'enfonce sous la plaque eurasienne au niveau de la zone de subduction et elle a été à l'origine du séisme et du tsunami de 2004 au large de Sumatra jusqu'aux îles Andaman (zone de rupture ombrée en jaune). Les forages océaniques sont des points rouges (U1480, U1481). Les ventilateurs sous-marins Bengal et Nicobar sont alimentés par les sédiments fluviaux érodés de l'Himalaya et du plateau tibétain, créant de très grandes épaisseurs de sédiments. Crédit :Lisa McNeill, Université de Southampton
