a - activité sismique de 2004-2015 le long de la dalle de la mer des Philippines, b - tremblements de terre déplacés, c - coupe transversale le long de la zone d'échantillonnage (a-b), d - distribution d'amplitude de fréquence. Crédit :Junichi Nakajima au Tokyo Institute of Technology et Géosciences de la nature
Les séismes de méga-poussée sont le type de séisme le plus puissant, se produisant dans les zones de subduction où une plaque tectonique est poussée sous une autre. Par contre, les événements de glissement lent (SSE) libèrent des contraintes sismiques à un taux inférieur à celui des grands tremblements de terre, se reproduisant par cycles sur plusieurs mois ou années. Ces processus peuvent avoir lieu le long de la méga-poussée et d'autres plans de faiblesse en réponse au chargement, libérant des ondes sismiques à basse fréquence. Des chercheurs de l'Institut de technologie de Tokyo (Tokyo Tech) et de l'Université de Tohoku ont examiné les processus de drainage des fluides pouvant se produire à partir des SSE et leur impact sur l'activité sismique.
Les scientifiques pensaient que le drainage des fluides lors des séismes de méga-poussée se produisait lorsque les méga-poussées ont ouvert de nouvelles voies pour le drainage des fluides par déformation. Mais on ne sait pas si de tels mouvements fluides se produisent à la suite des ESS. Le professeur Junichi Nakajima à Tokyo Tech et le professeur agrégé Naoki Uchida à l'Université de Tohoku ont suggéré que le drainage des fluides résultant d'un glissement lent peut être un contributeur supplémentaire à l'activité sismique de méga-poussée.
L'équipe a étudié la relation entre les ESS et l'activité sismique, tout en analysant un riche ensemble de données d'événements sismiques autour de la plaque maritime des Philippines. Comme le montre leur récente publication dans Géosciences de la nature , les scientifiques ont analysé les données de forme d'onde sous Kanto, Japon, datant de 2004 à 2015 (comme le montre la figure 1). Ils ont tracé la limite de la plaque pour indiquer quand les séismes répétés se sont produits dans le temps, tout en corrélant l'activité sismique avec les taux de glissement estimés (comme le montre la figure 2). Ils en déduisent, par leur analyse, que l'activité sismique au-dessus de la méga-poussée de la plaque de la mer des Philippines variait en réponse aux SSE, par des cycles épisodiques. Les scientifiques ont estimé les processus de drainage intensif au cours des SSE, répéter à un an d'intervalle; accompagné d'un transport de fluide dans la plaque sus-jacente.
Le nombre de séismes supra-dalles, b- taux de glissement moyens sur la méga-poussée, c- corrélation croisée entre la sismicité supradalle et les taux de glissement des méga-poussées. Crédit :Junichi Nakajima à l'Institut de technologie et de géosciences de la nature de Tokyo
Dans leur publication, ils discutent de la façon dont les pressions interstitielles jouent un rôle, soulignant que les zones de glissement lent ont tendance à avoir des pressions de fluide interstitielle extrêmement élevées, et ont donc un potentiel élevé de libération de fluides dans d'autres parties des corps rocheux. Il est suggéré que les SSE pourraient provoquer le mouvement de fluide dans les unités rocheuses sus-jacentes (s'il y avait suffisamment de fracture ou d'espace poreux pour le faire), induisant une faiblesse dans ces zones et déclenchant une sismicité.
Sur la base de cette idée, les scientifiques spéculent que si la plaque sus-jacente était imperméable (sans espaces appropriés pour le fluide de se déplacer), alors le fluide serait forcé de voyager à travers la méga poussée elle-même (plutôt que les pores ou les fractures de la roche environnante). Cela pourrait à son tour, aider à déclencher des événements sismiques de méga-poussée en conséquence. Par conséquent, un glissement lent pourrait catalyser l'activité sismique dans les méga-poussées. Alors que la modulation du stress est un contributeur important à l'activité sismique induite par la méga-poussée, le transfert de fluide par SSE épisodique peut jouer un rôle plus important qu'on ne le pensait auparavant.