Les marées tournent dans une quête pour résoudre un mystère de tremblement de terre.

Il y a des années, les scientifiques ont réalisé que les tremblements de terre le long des dorsales médio-océaniques – ces chaînes de montagnes sous-marines aux bords des plaques tectoniques – sont liés aux marées. Mais personne n'a pu comprendre pourquoi il y a une augmentation des tremblements à marée basse.

"Tout le monde était en quelque sorte perplexe, car selon la théorie conventionnelle, ces tremblements de terre devraient se produire à marée haute, " a expliqué Christopher Scholz, sismologue à l'Observatoire terrestre de Lamont-Doherty de l'Université Columbia.

Dans une étude publiée aujourd'hui dans Communication Nature , lui et ses collègues ont découvert le mécanisme de ce paradoxe apparent, et cela se résume au magma sous les dorsales médio-océaniques.

"C'est la respiration de la chambre magmatique, se dilatant et se contractant en raison des marées, qui fait bouger les fautes, " dit Scholz, qui a codirigé l'étude avec Yen Joe Tan, étudiant diplômé de Lamont-Doherty.

A contre-courant

La corrélation de marée basse est surprenante en raison de la façon dont la faille médio-océanique se déplace. Scholz a décrit la faille comme un plan incliné qui sépare deux blocs de terre. Pendant le mouvement, le bloc supérieur glisse vers le bas par rapport au bloc inférieur. Donc, les scientifiques s'attendaient à ce qu'à marée haute, quand il y a plus d'eau au-dessus de la faille, cela pousserait le bloc supérieur vers le bas et provoquerait des tremblements de terre. Mais ce n'est pas ce qui se passe. Au lieu, la faille glisse à marée basse, lorsque les forces tirent réellement vers le haut - "ce qui est le contraire de ce à quoi vous vous attendriez, " a déclaré Scholz.

Pour aller au fond du mystère, il, Bronzer, et Fabien Albino de l'Université de Bristol a étudié le volcan Axial le long de la dorsale Juan de Fuca dans l'océan Pacifique. Parce que le volcan entre en éruption tous les dix ans environ, les scientifiques ont mis en place des réseaux denses d'instruments de fond océanique pour le surveiller. L'équipe a utilisé les données de ces instruments pour modéliser et explorer différentes façons dont les marées basses pourraient être à l'origine des secousses.

À la fin, il s'agissait d'un élément que personne d'autre n'avait envisagé auparavant :la chambre magmatique du volcan, un doux, poche sous pression sous la surface. L'équipe s'est rendu compte que lorsque la marée est basse, il y a moins d'eau sur le dessus de la chambre, donc ça s'élargit. Comme il gonfle, il tend les rochers qui l'entourent, forcer le bloc inférieur à remonter le défaut, et provoquant des tremblements de terre dans le processus.

Par ailleurs, dit Scholz, les tremblements de terre de marée dans cette région sont « si sensibles que nous pouvons voir des détails dans la réponse que personne n'a jamais pu voir auparavant ». Lorsque l'équipe a tracé le taux de tremblement de terre par rapport à la contrainte sur la faille, ils ont réalisé que même le moindre stress pouvait déclencher un tremblement de terre. Les données de marée ont permis de calibrer cet effet, mais le stress de déclenchement pourrait être causé par n'importe quoi, comme les ondes sismiques d'un autre tremblement de terre, ou la fracturation hydraulique des eaux usées pompées dans le sol.

"Les gens du secteur de l'hydrofracturation veulent savoir, Y a-t-il une pression sûre que vous pouvez pomper et vous assurer de ne pas produire de tremblements de terre ?" a déclaré Scholz. "Et la réponse que nous trouvons est qu'il n'y en a pas, cela peut arriver à n'importe quel niveau de stress."

Bien sûr, un petit stress sur une petite zone ne va pas provoquer un tremblement de terre dévastateur, et la quantité exacte de stress nécessaire varie d'un endroit à l'autre. "Notre point est qu'il n'y a pas de stress intrinsèque qui doit être dépassé pour provoquer un tremblement de terre, " dit Scholz. " Il n'y a pas de règle empirique. "