De nouvelles recherches révèlent que de mystérieuses poches d'activité sismique au centre de l'Amérique du Nord ont toutes une chose en commun :la croûte terrestre dans ces zones a subi une déformation importante il y a des centaines de millions d'années, créant des zones faibles plus sensibles aux tremblements de terre. Ces caractéristiques de fracturation pourraient aider à expliquer pourquoi certaines régions du centre et de l'est de l'Amérique du Nord sont plus actives sur le plan sismique que d'autres.

Les tremblements de terre se produisent généralement le long des lignes de faille, comme la faute de San Andreas en Californie, où les bords des plaques tectoniques de la Terre se frottent les uns contre les autres, libérant suffisamment d'énergie pour secouer le sol. Une certaine activité sismique se produit au milieu des plaques tectoniques, mais ces tremblements de terre sont généralement aléatoires, se produisent rarement et sont mal compris.

Mais quelques endroits de la plaque tectonique nord-américaine – à des milliers de kilomètres des limites de la plaque – subissent fréquemment une activité sismique.

Les sismologues ont trouvé des preuves géologiques de séismes passés supérieurs à la magnitude 7 dans certaines régions de l'est des États-Unis et du Canada. Par exemple, de décembre 1811 à février 1812, trois tremblements de terre de magnitude 7 ont secoué le sud-est du Missouri, abattre des arbres, endommageant des maisons et perturbant le courant du fleuve Mississippi.

Les sismologues ne savent pas pourquoi ces poches de tremblements de terre se produisent au milieu des plaques tectoniques, mais une nouvelle étude suggère qu'ils se produisent dans des endroits où la croûte terrestre a subi d'anciens événements de fracturation en plus d'anciens, lignes de faille enterrées.

Il est important de mieux comprendre ces zones sismiques intraplaques car les séismes qui leur sont associés ont le potentiel de causer des dommages importants, dit Christine Powell, un sismologue au Centre de recherche et d'information sur les tremblements de terre de l'Université de Memphis à Memphis, Tennessee et co-auteur de la nouvelle étude acceptée pour publication dans Tectonics, un journal de l'American Geophysical Union.

Alors que l'infrastructure californienne est conçue pour résister à de grandes secousses, la construction dans le centre et l'est de l'Amérique du Nord ne tient généralement pas compte des forts tremblements de terre. Si un séisme de magnitude 7 se produisait aujourd'hui dans la plaque tectonique nord-américaine, les communautés subiraient des blessures graves et subiraient des dommages matériels de plusieurs milliards de dollars, dit Powell.

"Nous devons comprendre autant que possible pourquoi les tremblements de terre sont ici, ", a-t-elle déclaré. "Toutes ces informations peuvent ensuite être utilisées pour aider à la sécurité publique et à la construction de bâtiments."

Réveil d'anciennes failles

Les sismologues savent que de nombreuses zones sismiques intraplaques chevauchent d'anciennes lignes de faille. Mais seules certaines parties des anciennes lignes de faille du centre et de l'est de l'Amérique du Nord présentent une activité sismique fréquente. Contrairement à la Californie, où les tremblements de terre se produisent le long de toute la ligne de faille de San Andreas, le centre et l'est de l'Amérique du Nord connaissent des hoquets sismiques uniquement sur des segments spécifiques d'anciennes failles. Le reste des failles de l'intérieur de l'Amérique du Nord sont sismiquement inactifs.

Dans la nouvelle étude, Powell et son co-auteur Bill Thomas, professeur émérite de géologie à l'Université du Kentucky et maintenant au Geological Survey of Alabama à Tuscaloosa, a examiné les points sismiques les plus actifs dans l'est et le centre de l'Amérique du Nord afin de déterminer quelles caractéristiques géologiques peuvent être impliquées dans les séismes intraplaques.

Thomas et Powell ont examiné trois endroits en particulier :la zone sismique de Charlevoix (CSZ) dans le sud-est du Canada, la zone sismique orientale du Tennessee (ETSZ), et la zone sismique de New Madrid (NMSZ) le long de la vallée du fleuve Mississippi entre le sud-est du Missouri et l'ouest du Tennessee. Ils ont étudié les caractéristiques géologiques connues des trois régions et ont rapidement réalisé que chaque zone avait subi une fracturation importante par rapport aux autres zones le long des anciennes failles.

Les chercheurs pensent que les événements de fracturation d'il y a des centaines de millions d'années ont réduit la capacité de la croûte terrestre à résister à des niveaux de stress élevés dans ces régions. Cela signifie qu'une croûte plus faible a plus de chances de se briser sous la pression de diverses forces géologiques, résultant en plus d'activité sismique.

Par exemple, il y a environ 357 millions d'années, un gros météore a frappé la zone sismique de Charlevoix, brisant les roches dans la croûte, créant probablement les conditions parfaites le long de l'ancienne faille pour accueillir une future activité sismique, selon les chercheurs.

"Vous pouvez regarder de haut en bas le reste de ces longues failles et vous ne voyez pas l'activité sismique dans d'autres endroits. C'est juste là où cette grosse météorite l'a frappé, " a déclaré Powell.

Une ancienne ligne de faille qui traverse la zone sismique de l'est du Tennessee est courbée au lieu d'être droite, ce qui a créé une fracturation supplémentaire dans la région à mesure que la plaque nord-américaine se déplaçait au fil du temps. La zone sismique de New Madrid englobe un segment d'anciennes lignes de faille où les deux côtés du continent nord-américain ont commencé à se séparer, mais s'est arrêté avant de faire une pause significative. Les assiettes se sont recroquevillées ensemble, laissant la croûte gravement faillée et fracturée.

Dans chaque cas, la déformation de la croûte a affaibli la croûte le long des anciennes lignes de faille, selon les conclusions des chercheurs.

Des recherches antérieures ont examiné les zones sismiques intraplaques individuellement, mais aucune étude n'a encore fait une tentative globale globale pour les expliquer tous, dit Thomas.

« C'est la première [étude] qui répond réellement à la question :pourquoi [les zones sismiques intraplaques] se produisent-elles là où elles se produisent ? " a déclaré Powell.

Les chercheurs soulignent qu'il existe d'autres endroits dans l'est et le centre de l'Amérique du Nord qui peuvent avoir une déformation de la croûte concentrée mais qui manquent d'activité sismique significative. Par conséquent, ils soupçonnent que la déformation crustale est nécessaire pour créer des zones sismiques intraplaques, mais les tremblements de terre intraplaques ne se produisent que dans des endroits avec les bonnes forces crustales actuelles.

« Si les différentes forces agissant sur la croûte sont orientées dans le bon sens, ces défauts là-bas seront réactivés, " a déclaré Powell.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), une communauté de blogs sur les sciences de la Terre et de l'espace, hébergé par l'American Geophysical Union. Lisez l'histoire originale ici.