Emplacement du site d'enquête à la rupture à travers une route près de Castelluccio, Italie. La rupture s'est produite lors du troisième séisme de la séquence sismique et donne aux chercheurs un enregistrement de la déformation. Crédit :Laura Gregory, Université de Leeds
Le moment et la taille des trois tremblements de terre meurtriers qui ont frappé l'Italie en 2016 ont peut-être été prédéterminés, selon de nouvelles recherches qui pourraient améliorer les prévisions futures des tremblements de terre.
Une équipe conjointe anglo-italienne de géologues et de sismologues a montré que le regroupement des trois tremblements de terre pourrait avoir été causé par la disposition d'un réseau transversal de failles souterraines.
Les résultats montrent que bien que les trois tremblements de terre se soient produits sur la même faille majeure, plusieurs failles plus petites ont empêché un seul tremblement de terre massif de se produire à la place et ont également agi comme des voies pour les fluides naturels qui ont déclenché des tremblements de terre ultérieurs.
L'amas de trois tremblements de terre, appelé « séquence sismique » par les sismologues, chacun avait des magnitudes supérieures à six et a tué plus de 300 personnes dans les montagnes des Apennins en Italie entre le 24 août et le 30 octobre 2016.
La recherche, dirigé par l'Université de Durham, ROYAUME-UNI, vient avant le deuxième anniversaire du début de la séquence sismique.
L'étude est publiée dans la revue Lettres des sciences de la Terre et des planètes .
Les chercheurs disent que les résultats pourraient avoir des implications plus larges pour l'étude des risques sismiques, permettant aux scientifiques de mieux comprendre les séquences sismiques potentielles suite à un séisme.
Dr Richard Walters, Professeur adjoint au Département des sciences de la Terre, Université de Durham, a déclaré :"Ces résultats abordent un mystère de longue date dans la science des tremblements de terre - pourquoi un système de failles majeures échoue parfois lors d'un seul grand tremblement de terre qui rompt toute sa longueur, par rapport à l'échec dans plusieurs petits tremblements de terre prolongés sur des mois ou des années.
"Nos résultats impliquent que même si nous n'aurions pas pu prédire quand la séquence du tremblement de terre commencerait, une fois que c'est parti, la taille et le moment des séismes majeurs peuvent avoir été prédéterminés par la disposition des failles en profondeur.
"Ce sont toutes les informations que nous pourrions hypothétiquement connaître avant l'événement, et donc, cela pourrait être une voie extrêmement importante pour améliorer les prévisions futures des tremblements de terre. »
Rupture de surface proéminente du côté du mont Vettore, Italie, avec la ville de Castelluccio en arrière-plan. Crédit :Laura Gregory, Université de Leeds
Le Dr Walters et son équipe ont utilisé des données satellitaires pour estimer quelle partie de la faille a échoué dans chaque tremblement de terre, et comparé ce modèle avec l'emplacement et le moment de milliers de petites répliques tout au long de la séquence sismique.
Ils ont constaté que les intersections de petites failles avec le système de failles principal séparaient chacun des trois plus grands tremblements de terre, suggérant fortement que ces intersections arrêtent la croissance de chaque séisme et empêchent les failles de se rompre lors d'un seul grand événement.
Mais en plus, les scientifiques ont également découvert qu'après le premier tremblement de terre, des milliers de répliques se sont glissées vers le nord le long de ces mêmes intersections de failles à un rythme d'environ 100 mètres par jour, d'une manière compatible avec le pompage naturel de l'eau et du gaz le long des failles par le premier tremblement de terre du 24 août, 2016.
Le deuxième tremblement de terre, le 26 octobre, s'est produit exactement lorsque ces fluides ont atteint son emplacement, contrôlant ainsi le moment relatif de la défaillance.
Le Dr Walters a ajouté :« C'était une grande surprise que ces défauts relativement petits aient une si énorme influence sur l'ensemble de la séquence.
"Ils arrêtent le premier tremblement de terre dans son élan, puis ils canalisent les fluides qui relancent la séquence des mois plus tard. Personne n'a jamais vu ça auparavant."
Co-auteur Dr Laura Gregory, à l'École de la Terre et de l'Environnement, à l'Université de Leeds, ROYAUME-UNI, a déclaré qu'il était important de comprendre si une faille échoue ou non dans une séquence sismique, et que les résultats de l'équipe n'ont été rendus possibles qu'en combinant un éventail varié de différents ensembles de données.
Le Dr Gregory a déclaré :« Une séquence sismique a des implications très différentes pour l'aléa sismique par rapport à un seul grand tremblement de terre. Si les failles en Italie en 2016 avaient échoué ensemble lors d'un grand événement, l'impact sur la population locale aurait été bien pire.
"C'est la première fois que nous avons cette qualité de données modernes sur l'une de ces séquences sismiques, et réunir un éventail de spécialistes était essentiel pour comprendre comment les tremblements de terre étaient liés les uns aux autres.
« Je grimpais à flanc de montagne immédiatement après chaque tremblement de terre avec des collègues britanniques et italiens, mesurant les falaises d'un mètre de haut qui s'étaient soudainement formées. Pendant ce temps, d'autres membres de notre équipe analysaient les données des sismomètres stationnés dans le monde entier, ou cartographiaient la minuscule courbure du sol autour des failles à l'aide de satellites en orbite autour de la planète à 500 milles d'altitude. »
