Une étude récente publiée dans La nature a démontré une génération de chaleur et un mouvement de fluide inhabituels dans la faille alpine de la Nouvelle-Zélande, ce qui a des implications pour la compréhension des tremblements de terre dans la région. Grandes failles aux limites des plaques, comme la faille alpine, sont des zones importantes d'accumulation et de libération du stress, ce qui peut provoquer des tremblements de terre. Il y a de plus en plus de preuves que les failles dans de telles régions ont une résistance au cisaillement par friction inférieure aux prévisions, et sont soumis à une génération de chaleur très limitée lors du glissement de défaut.

Le Deep Fault Drilling Project (DFDP) étudie la résistance des failles et la génération de chaleur dans la faille alpine. Naoki Kato du Département des sciences de la Terre et de l'espace, Université d'Osaka, qui a co-écrit l'ouvrage, dit, "La motivation première du DFDP était de fournir une compréhension des conditions ambiantes, les propriétés des roches et les phénomènes géophysiques qui se produisent immédiatement avant un grand séisme, parce que nous n'en savons tout simplement pas assez sur les défauts actifs avant qu'ils ne se rompent."

L'équipe de recherche a foré à une profondeur de 893 m directement dans la faille alpine active à Whataroa, Nouvelle-Zélande. La faille se déplace d'environ 26 mm par an, et a, heures supplémentaires, apporté des roches près de la surface à des profondeurs de 30 km. Les chercheurs ont utilisé diverses techniques et outils géophysiques, y compris la fibre optique, pour obtenir des mesures de température très précises. Ils ont révélé un gradient de pression presque 10 pour cent supérieur à celui attendu, et gradients de température (> 80 °C.km-1) plus typique des régions volcaniques actives.

La structure en température de la faille a été modélisée en termes de conduction thermique, advection rocheuse et advection fluide liée à la topographie. "Nos modèles montrent que l'advection des roches et la diffusion thermique sont les principaux mécanismes de transport de chaleur dans la zone de glissement principale, et c'est le glissement de faille lui-même qui amène à la fois la roche et la chaleur de la profondeur ", dit Naoki Kato. Les modèles et les données de forage montrent tous deux que le mouvement latéral des fluides transporte des quantités importantes de chaleur et de fluides de la profondeur, les deux se concentrent dans les vallées.

La génération de chaleur et la migration des fluides sont importantes dans les failles actives car les deux affectent directement la stabilité des minéraux phyllosilicatés (argiles), dilatation thermique de la roche et formation de produits de réaction physiques et chimiques dans la zone de glissement de faille. Ceux-ci contrôlent à leur tour le comportement frictionnel et mécanique des défauts, et donc le comportement des séismes qui peuvent survenir lors du glissement. Cette étude jette un nouvel éclairage sur le développement des tremblements de terre dans les régions de failles actives en raison de la faible température et des anomalies hydrothermales, et leur variation latérale, affecter la résistance dynamique le long de la faille.