Des ruptures de surface causées par le tremblement de terre d'août 2014 dans le sud de Napa traversent un vignoble près de Buhman Road, La vallée de Napa, Californie. Crédit :Dan Ponti, Commission géologique des États-Unis
Une expansion estivale de la croûte terrestre causée par des changements dans les eaux souterraines pourrait avoir déclenché le tremblement de terre de magnitude 6,0 dans la région viticole de Californie en 2014, selon une nouvelle étude.
Le 24 août Le séisme de 2014 au sud de Napa a été le plus grand tremblement de terre à secouer la région de la baie de San Francisco depuis le séisme de magnitude 6,9 de Loma Prieta en 1989. C'était également le premier tremblement de terre de la région depuis 1906 à faire surface. laissant de l'asphalte tordu et du sol craquelé dans les vignes le long de la faille.
Le tremblement de terre a pris naissance à 11,1 kilomètres (6,7 miles) sous les marais de la baie de San Pablo le long de la faille ouest de Napa. Chute de briques, les débris et objets ménagers ont tué deux personnes et en ont blessé près de 300, et le tremblement de terre a causé environ un demi-milliard de dollars de dommages.
La surface de la Terre est un collage de minces, plaques rigides flottant sur un chaud, intérieur liquide. La friction empêche les plaques de se déplacer en douceur les unes contre les autres et le stress s'accumule dans les roches lorsque les plaques se tirent et se poussent les unes sur les autres. Les tremblements de terre se produisent lorsque des morceaux de la croûte terrestre glissent les uns sur les autres pour libérer ce stress.
Dans la nouvelle étude du Journal de recherche géophysique :Terre solide, un journal des chercheurs de l'American Geophysical Union rapporte la découverte d'une expansion se produisant dans la croûte terrestre chaque été sur le site du tremblement de terre du sud de Napa, ajoutant au stress sur la faute. Leur analyse suggère un recul saisonnier des eaux souterraines sous les vallées de Napa et de Sonoma, qui flanquent la faille, provoque l'expansion estivale.
Les auteurs de l'étude pensent que le stress saisonnier supplémentaire aurait pu être la goutte d'eau qui a causé l'échec de la panne en 2014.
"Vous avez un ensemble, accumulation à long terme de stress dans la Terre, cela se produit à partir des forces standard de la tectonique des plaques. Ensuite, vous avez une composante saisonnière, " a déclaré Meredith Kraner, un étudiant diplômé de l'Université du Nevada, Réno, et auteur principal de la nouvelle étude. "Nous pensons que la composante saisonnière a peut-être poussé le défaut un peu plus vers l'échec."
Plate Boundary Observatory Station GPS P199 surplombe la vallée de Sonoma, Californie. Les données de la station ont démontré une contraction dans la vallée pendant l'été, ce qui contribue au stress saisonnier sur la faille qui s'est rompue lors du séisme de magnitude 6,0 au sud de Napa en 2014. Crédit :UNAVCO
« Pourquoi [le tremblement de terre] s'est-il produit en 2014 par rapport à n'importe quelle autre année ? Nous pensons qu'il vient d'atteindre son point de rupture, ", a déclaré Kraner.
Des études antérieures sur les modèles de tremblement de terre en Californie ont également observé des tendances saisonnières, avec des tremblements de terre se produisant plus fréquemment pendant les mois d'été. La nouvelle étude lie cet effet saisonnier à un tremblement de terre spécifique et approfondit la manière dont il a pu contribuer au moment du tremblement de terre de 2014.
Des études comme celle-ci pourraient améliorer les modèles de prévision des tremblements de terre en incorporant des sources saisonnières de stress sur les failles, qui pourraient être des déclencheurs importants de séismes, dit Kraner. Les influences saisonnières varient selon les systèmes défaillants, mais les modèles actuels ne reposent que sur l'ensemble, mouvements à long terme de la croûte terrestre.
"Bien que cette étude promet d'améliorer les modèles de prévision en encourageant les agences à inclure des informations dépendantes du temps, nous ne pouvons tout simplement pas prédire les tremblements de terre, " dit Kraner. " C'est prometteur, mais nous ne pouvons toujours rien prévoir."
Stress d'été
La nouvelle étude révèle que la Terre s'étend horizontalement, à peu près est-ouest, durant l'été dans la zone où la faille s'est rompue en 2014. Cet étalement atteint un pic de 3 millimètres (0,12 pouce) de fin août à début septembre.
En hiver, la croûte se contracte au même degré, atteignant une contraction maximale de fin janvier à début février. Ce schéma saisonnier d'expansion et de contraction s'est produit chaque année au cours des huit années précédant le tremblement de terre de Napa Sud.
Une étoile marque l'épicentre du tremblement de terre d'août 2014 au sud de Napa et le noir trace la faille de l'ouest de Napa. Contraction dans les sous-bassins d'eaux souterraines de Sonoma et Napa Valley, encadré en vert, pendant l'été tire sur la croûte terrestre entre les vallées, contribuant au stress sur la faille et potentiellement déclenchant le séisme de 2014, selon une nouvelle étude. Les triangles jaunes marquent les emplacements des stations GPS utilisées pour mesurer les mouvements dans la croûte terrestre. Crédit :AGU Journal de recherche géophysique :Terre solide
Kraner a observé ces mouvements saisonniers de la Terre à l'aide d'un ensemble de stations GPS dans tout l'ouest des États-Unis. Chaque station rapporte son emplacement au millimètre près.
« Nous avons constaté que l'expansion se produit chaque été, et nous pensons qu'il provoque un relâchement global de la pression de serrage sur le défaut, ce qui, selon nous, rend le défaut plus susceptible de glisser pendant les mois d'été, ", a déclaré Kraner.
Kraner et ses collègues pensent que les fluctuations saisonnières des eaux souterraines, que ce soit du pompage ou d'autres changements, are likely the source of the seasonal expansion and contraction. The weight of groundwater flexes the Earth's crust, and changes in groundwater have been associated with earthquakes around the world. Par exemple, the unloading of water weight as the Sierra Nevada snowpack melts each spring has been connected to increased frequency of earthquakes in the summer in California.
The new study shows the observed seasonal expansion over the fault is consistent with the waxing and waning of water under Napa and Sonoma, two long valleys that run parallel to each other, divided by the Mayacamas Mountains. Groundwater basins within the valleys supply water to the region's famous wineries. The West Napa Fault runs between the valleys on the eastern edge of the mountains.
As water levels under the valleys fall during the summer, the ground over the valleys sinks and contracts. Satellite data shows the land sinking in the Napa and Sonoma valleys in the summer, consistent with shrinking groundwater volume. Eastern and western GPS stations within Sonoma Valley also move closer together in summer, showing a contraction over the groundwater basin, which would be expected as groundwater diminishes.
This contraction above the groundwater basins pulls on the mountainous land between the valleys, causing the land between the valleys to stretch. This is the seasonal expansion Kraner and her colleagues observed using GPS that they believe adds stress to the fault.
The researchers ruled out other factors, like changes in air temperatures, the Sierra Nevada snowpack and the extended 2011-2017 California drought, as the cause of the local changes.
"We think it's more of a localized effect, something related to the groundwater system. We don't know if it is groundwater pumping specifically, or something related to how the natural aquifer system works, or a combination, " Kraner said.
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.
