Le tremblement de terre de Kaikoura en Nouvelle-Zélande en 2016 a causé des dégâts considérables. Les chercheurs de LMU ont maintenant disséqué ses mécanismes révélant des informations surprenantes sur la physique des tremblements de terre à l'aide de simulations effectuées sur le supercalculateur SuperMUC.

Le tremblement de terre de Kaikoura en 2016 (magnitude 7,8) sur l'île du Sud de la Nouvelle-Zélande est l'un des événements sismiques les plus intrigants et les mieux documentés au monde - et l'un des plus complexes. Le tremblement de terre a présenté un certain nombre de caractéristiques inhabituelles, et les processus géophysiques sous-jacents ont depuis fait l'objet de controverses. Les géophysiciens du LMU Thomas Ulrich et le Dr Alice-Agnes Gabriel, en coopération avec des chercheurs basés à Université Côte d'Azur à Valbonne et à Hong Kong Polytechnic University, ont maintenant simulé le cours du séisme avec un degré de réalisme sans précédent. Leur modèle, qui a été exécuté sur le supercalculateur SuperMUC de l'Académie bavaroise des sciences au centre de calcul Leibniz (LRZ) à Munich, élucide les raisons dynamiques d'un tremblement de terre multi-segments aussi rare. Il s'agit d'une étape importante vers l'amélioration de la précision des évaluations des risques sismiques dans d'autres parties du monde. Leurs conclusions apparaissent dans le journal en ligne Communication Nature .

Selon les auteurs de l'article, le tremblement de terre de Kaikoura est le plus compliqué jamais enregistré et soulève un certain nombre de questions importantes. L'une de ses caractéristiques les plus marquantes est qu'elle a entraîné la rupture successive de plus de 20 segments d'un réseau de failles. « En regardant la configuration des failles de surface affectées par le séisme, on trouve de grands écarts de plus de 15 km entre eux. Jusqu'à maintenant, les analyses de l'aléa sismique ont été basées sur l'hypothèse que des failles distantes de plus de 5 km ne seront pas rompues en un seul événement, " dit Gabriel. Une deuxième observation inhabituelle était que, bien que le tremblement de terre ait commencé sur terre, il a également entraîné le plus grand tsunami enregistré dans la région depuis 1947. Cela indique que les ruptures souterraines ont finalement déclenché des déplacements locaux du fond marin.

Les informations fournies par les simulations ont maintenant permis de mieux comprendre les causes de la séquence de ruptures de failles qui ont caractérisé le séisme. "Cela a été rendu possible par le caractère réaliste de notre modèle, qui intègre les caractéristiques géophysiques essentielles de rupture de faille, et reproduit de manière réaliste comment les roches souterraines se fracturent et génèrent des ondes sismiques, " dit Gabriel. Le modèle a confirmé que le séisme de Kaikoura impliquait une cascade complexe de ruptures de failles, qui s'est propagée en zigzag. Les vitesses de propagation le long des systèmes de failles individuelles n'étaient pas inhabituellement lentes, mais la géométrie complexe du réseau de failles et les retards aux transitions entre les segments de faille ont conduit à un chemin de rupture tortueux. Alors qu'une grande quantité de forces tectoniques s'accumulant sur des décennies peut sembler intuitivement nécessaire pour diriger un tremblement de terre à travers des réseaux de failles aussi complexes, les auteurs suggèrent que le forçage requis était au contraire assez faible. « La rupture d'une faille aussi faiblement chargée a été favorisée par un glissement ou un fluage très progressif sous les failles, où la croûte est plus ductile et de faibles niveaux de résistance au frottement, favorisée par la présence de fluides", explique Gabriel. "En outre, des vitesses de rupture élevées entraînent généralement une dissipation rapide de la résistance au frottement."

Les chercheurs affirment que leur modèle pourrait contribuer à améliorer les estimations du risque sismique dans certaines régions. Les évaluations actuelles des dangers nécessitent une cartographie minutieuse des systèmes de failles dans la région concernée, et leur susceptibilité à la rupture sous sollicitation sismique est ensuite estimée. « La modélisation des tremblements de terre devient maintenant une partie importante de l'ensemble d'outils de réponse rapide aux tremblements de terre et pour améliorer les codes du bâtiment à long terme dans les zones sujettes aux tremblements de terre en fournissant des interprétations basées sur la physique qui peuvent être intégrées en synergie avec les efforts établis basés sur les données », dit le premier auteur de l'étude, doctorat étudiant Thomas Ulrich.