Le séisme d'Iniskin en 2016 (magnitude 7,1) qui a secoué Anchorage, Alaska, a été capturé par les sismomètres du EarthScope Transportable Array. Ces données aident Geoff Abers, professeur au Département des sciences de la Terre et de l'atmosphère de l'Université Cornell, et Michael Mann, un étudiant diplômé de son groupe, explorer des réponses pour combler les lacunes cruciales dans la compréhension des tremblements de terre intra-dalle. Leurs travaux peuvent donner un aperçu du 30 novembre, Séisme de magnitude 7,0 de 2018 près d'Anchorage. Cela pourrait également aider à améliorer les évaluations des risques sismiques à l'avenir.

Les séismes intra-dalle se produisent généralement profondément dans la terre, dans les plaques tectoniques descendant dans le manteau au niveau des zones de subduction. Parce qu'ils sont si profonds, les séismes intra-dalle peuvent être de grande magnitude et ressentis sur une vaste zone ; cependant, ils ne présentent généralement pas une forte accélération des ondes sismiques ou un mouvement du sol car la faille à l'origine du séisme est profonde. Iniskin était différent.

Le tremblement de terre d'Iniskin est originaire de la plaque Pacifique, qui est lentement forcé sous la plaque nord-américaine. "Le tremblement de terre d'Iniskin était de 125 km de profondeur, mais a causé un mouvement du sol très élevé qui a été ressenti et enregistré à Anchorage, et en particulier là où il y a un réseau dense d'accéléromètres. Lorsqu'il s'est produit en 2016, il s'agissait en fait du plus fort tremblement de terre à Anchorage depuis le grand tremblement de terre de 1964 qui a détruit la moitié de la ville, " a déclaré Abers début novembre, avant le séisme dévastateur du 30 novembre. Le séisme d'Iniskin était à plus de 270 km d'Anchorage.

Le séisme de magnitude 7,0 qui s'est produit le 30 novembre était également un séisme intra-dalle dans la plaque du Pacifique en subduction, mais il n'avait que 44 km de profondeur et seulement quelques milles d'Anchorage. Il a causé d'importants dégâts, et pendant que les données initiales sont encore en cours de traitement, il rappelle l'aléa posé par ce type de séisme.

Le séisme d'Iniskin a été une excellente occasion d'étudier la mécanique d'un séisme intra-dalle, et comment la géologie locale peut changer radicalement les effets du tremblement de terre. Le tremblement de terre d'Iniskin a secoué Anchorage peu de temps après l'installation des sismomètres du réseau transportable d'EarthScope dans le centre-sud de l'Alaska. Le réseau transportable se compose de centaines de stations sismiques déployées dans un réseau ; il franchit tous les deux ans des pans entiers du continent depuis plus d'une décennie et se trouve actuellement en Alaska. La grille, avec un espacement d'environ 85 km, couvre l'Alaska depuis l'enclave sud-est jusqu'au versant nord.

« Nous ne pouvons faire cette étude que parce que la baie transportable a été installée de haute qualité, instruments de pointe dans de nombreux endroits autrement inaccessibles, ", a déclaré Mann.

"Nous savons depuis un certain temps que vous avez parfois de gros tremblements de terre intra-dalle et il y a eu une certaine inquiétude qu'ils soient sous-représentés à l'échelle mondiale dans les estimations des risques dans les endroits du monde où ils se produisent. C'est donc l'occasion d'approfondir un peu plus profond pour essayer de comprendre ce qui se passait ici, " Abers dit.

Qu'est-ce qui a causé un tel mouvement inattendu du tremblement de terre d'Iniskin? Abers et Mann pensent qu'il y a deux facteurs possibles basés sur la géologie locale :l'un est la température du manteau que les ondes sismiques traversent pour atteindre la surface, et un autre est que les ondes sismiques peuvent parfois ricocher entre les couches d'une plaque tectonique subductrice.

Anchorage se trouve près du bord de la plaque nord-américaine, où la plaque continentale pousse la plaque Pacifique vers le bas dans le manteau. La plaque de la surface est plus froide, et donc plus solide, que le manteau environnant, les ondes sismiques voyagent donc plus vite.

"A des températures très basses, la terre est comme une cloche, ça sonne et les vagues peuvent se propager, ", a déclaré Abers. "Nous n'avons pu voir cela que pour le tremblement de terre d'Iniskin, car le réseau transportable a en fait déployé des stations pour la première fois à l'ouest d'Anchorage et au nord de la chaîne de l'Alaska."

Le réseau transportable a permis une comparaison des ondes sismiques à la même distance de la source du séisme, mais dans des directions différentes. Au nord de la chaîne de l'Alaska, où la distance de la zone de subduction signifie que la croûte se trouve au-dessus du manteau, les ondes sismiques doivent traverser le manteau chaud pour se rendre à Anchorage. La roche chauffée est plus douce et "mushier, " les ondes sismiques ne voyagent donc pas aussi rapidement qu'à travers une croûte plus froide.

"Ces signaux sont vraiment petits par rapport aux très gros signaux que vous verrez à Anchorage à des distances comparables, par un facteur de 20 à 50 aux fréquences qui nous intéressent, " dit Abers. " Ce ne sont pas des effets subtils. "

L'autre raison possible pour laquelle le tremblement de terre d'Iniskin a tant secoué le sol a à voir avec la structure locale de la croûte. Abers et Mann ont découvert qu'à certaines fréquences, les ondes sismiques semblaient être amplifiées. La croûte est constituée de plusieurs couches de différents types de roches. Si une couche plus faible est prise en sandwich entre des couches plus fortes dans la croûte descendante de la zone de subduction, les ondes sismiques peuvent remonter la plaque de subduction et être capturées dans la couche prise en sandwich, rebondissant d'avant en arrière et amplifiant l'énergie de la vague.

"Nous connaissons ce problème depuis un certain temps, mais cela n'a pas vraiment fait partie de la façon dont les risques sont évalués très clairement de ces tremblements de terre, parce que nous n'avons pas trouvé comment déterminer les paramètres, " a déclaré Abers. Dans des endroits comme Anchorage, l'évaluation des risques de tremblement de terre peut devoir inclure des informations sur la terre profonde, des dizaines de kilomètres plus bas, et pas seulement la géologie proche de la surface. Perplexe sur ce qui s'est passé pendant le tremblement de terre d'Iniskin et peut-être celui du 30 novembre, et avoir une bonne couverture de données pour comparer les tremblements de terre de différents endroits, est un pas en avant pour améliorer l'évaluation des risques de séismes intra-dalle à l'avenir.