La zone de subduction de Cascadia au large de la côte nord-ouest du Pacifique a tous les ingrédients pour faire de puissants tremblements de terre et selon les archives géologiques, la région est due pour son prochain "grand".

Une nouvelle étude menée par l'Université du Texas à Austin a révélé que l'apparition de ces gros, les séismes destructeurs et les tsunamis dévastateurs associés peuvent être liés à des sédiments compacts le long de grandes portions de la zone de subduction. En particulier, ils ont trouvé ça gros, les séismes destructeurs peuvent avoir de meilleures chances de se produire au large de Washington et du nord de l'Oregon que plus au sud le long de la zone de subduction, bien que tout séisme important aurait un impact sur la zone environnante.

"Nous avons observé des sédiments très compacts au large de Washington et du nord de l'Oregon qui pourraient supporter une rupture sismique sur une longue distance et à proximité de la tranchée, qui augmente à la fois les risques de tremblement de terre et de tsunami, " a déclaré l'auteur principal Shuoshuo Han, chercheur postdoctoral à l'Institut de géophysique de l'Université du Texas (UTIG). L'UTIG est une unité de recherche de la Jackson School of Geosciences.

Les résultats, Publié dans Géosciences de la nature le 20 novembre, sont importants pour comprendre les facteurs qui influencent la génération des tremblements de terre et des tsunamis à Cascadia et dans d'autres zones de subduction dans le monde. Des chercheurs de l'Université Columbia et de l'Université Penn State ont également contribué à l'étude.

Les zones de subduction sont des zones où une plaque tectonique plonge ou "se subduct" sous une autre plaque. Les séismes les plus puissants du monde sont produits à l'interface entre les deux plaques. Dans certaines zones de subduction, comme ceux de Cascadia, Sumatra et l'est de l'Alaska, une épaisse couche de sédiments recouvre la plaque océanique subductrice. Une partie des sédiments est grattée lors de la subduction et empilée sur la plaque supérieure, former un épais coin de matériau, tandis que le reste des sédiments descend avec la plaque inférieure.

La façon dont la contrainte est accumulée et libérée à l'interface des plaques est fortement influencée par le degré de compactage à la fois du coin de sédiments et des sédiments entre les plaques. Pour comprendre le compactage des sédiments le long de Cascadia, Han et ses collaborateurs ont mené une étude sismique au large des côtes de Washington et de l'Oregon qui a permis aux chercheurs de voir jusqu'à quatre milles de couches de sédiments recouvrant la zone de subduction. Cela a été accompli en utilisant des flûtes sismiques de près de cinq milles de long, un outil scientifique utilisé pour imager le fond marin à l'aide d'ondes sonores.

"Ces types d'études sismiques marines à long streamer fournissent les meilleurs outils disponibles à la communauté scientifique pour sonder efficacement les zones de subduction en haute résolution, " a déclaré la co-auteur Suzanne Carbotte, professeur-chercheur à l'Université de Columbia.

Combinant les données sismiques avec des mesures d'échantillons de sédiments précédemment récupérés dans cette région par forage océanique, ils ont découvert que bien que l'épaisseur des sédiments entrants soit similaire au large de Washington et de l'Oregon, le compactage est très différent. Au large des côtes de Washington et du nord de l'Oregon, où presque tous les sédiments se déposent sur la plaque supérieure et sont incorporés dans le coin, les sédiments étaient étroitement entassés sans beaucoup d'eau dans l'espace interstitiel entre les grains de sédiments - un arrangement qui peut rendre les plaques plus susceptibles de se coller les unes aux autres et de créer une contrainte élevée qui peut être libérée sous la forme d'un grand tremblement de terre. À son tour, les sédiments compactés pourraient augmenter la capacité des grands tremblements de terre à déclencher de grands tsunamis, car les sédiments sont capables de se coller et de se déplacer pendant les tremblements de terre. Cela peut augmenter leur capacité à déplacer des quantités massives d'eau de mer sus-jacente.

"Cette combinaison de stockage de plus de stress et de sa capacité à se propager plus loin est importante à la fois pour générer de grands tremblements de terre et pour se propager à de très faibles profondeurs, " dit Nathan Bangs, chercheur principal à l'UTIG et co-auteur de l'étude.

La propagation des tremblements de terre dans de faibles profondeurs est à l'origine de grands tsunamis comme celui qui a suivi le tremblement de terre de magnitude 9,0 qui a frappé Tohoku, Japon en 2011.

En revanche, au large des côtes du centre de l'Oregon, l'épaisse couche de sédiments subductifs est moins compacte, avec de l'eau dans l'espace interstitiel entre les grains. Cette disposition évite aux plaques de coller autant, et leur permet de se rompre avec moins de stress accumulé, générant ainsi des tremblements de terre plus petits.

La zone de subduction de Cascadia génère un grand tremblement de terre environ tous les 200 à 530 ans. Et avec le dernier grand tremblement de terre survenu en 1700, les scientifiques s'attendent à ce qu'un grand tremblement de terre se produise à l'avenir, bien qu'il soit impossible de déterminer exactement le moment. Les résultats de la recherche peuvent aider les scientifiques à mieux comprendre les caractéristiques qui font de certaines zones de subduction de meilleurs incubateurs sismiques que d'autres.

"Les résultats sont cohérents avec les contraintes existantes sur le comportement sismique, offrir une explication des différences de style structurel le long de la marge, et peut fournir des indices sur la propension à un glissement de tremblement de terre peu profond dans différentes régions, " a déclaré le co-auteur Demian Saffer, un professeur de la Penn State University.