Les géologues ont amélioré les méthodes de cartographie des roches des fonds marins, nous aider à mieux comprendre les séismes sous-marins et les tsunamis qu'ils peuvent provoquer.

Leur technique combine la « cartographie acoustique » traditionnelle avec une méthode plus récente appelée « inversion complète de la forme d'onde ». Ils ont découvert que leur nouvelle méthode améliorait leur vision des roches le long d'une ligne de faille - une rupture dans la croûte terrestre - au large de la côte est de l'île du Nord de la Nouvelle-Zélande.

Les chercheurs espèrent que leur vision plus claire des roches autour de ces lignes de faille, dont les mouvements peuvent déclencher des tremblements de terre et des tsunamis ultérieurs, les aidera à mieux comprendre pourquoi de tels événements se produisent.

Auteur principal Melissa Gray, du Département des sciences et de l'ingénierie de la Terre de l'Imperial College de Londres, a déclaré:"Nous pouvons maintenant scanner les roches sous-marines pour voir leurs propriétés plus en détail. J'espère que cela nous aidera à mieux comprendre comment se produisent les tremblements de terre et les tsunamis."

"Trésor"

Juste au large de la côte nord de l'île de la Nouvelle-Zélande, le bord de la plaque tectonique du Pacifique passe sous le bord de la plaque australienne, une zone connue sous le nom de zone de subduction de Hikurangi.

La subduction fait référence au moment où deux plaques se déplacent l'une contre l'autre, la pression de construction qui déclenche finalement une plaque «glissant» soudainement sous l'autre. Ce glissement soudain peut provoquer des tremblements de terre, qui à leur tour déclenchent des tsunamis s'ils se produisent sous l'eau.

Cependant, la subduction peut également provoquer des tremblements de terre silencieux connus sous le nom d'événements « à glissement lent », qui libèrent la même quantité d'énergie qu'un séisme typique, mais sur un laps de temps beaucoup plus long.

Les événements de glissement lent passent souvent inaperçus et ne causent aucun dommage, mais les auteurs de ce nouveau rapport disent que leur étude pourrait constituer un "trésor" d'informations. Melissa a déclaré:"Notre nouvelle façon d'étudier les événements de glissement lent pourrait dévoiler un trésor d'indices sur la taille, des tremblements de terre plus dévastateurs se produisent."

Images échographiques de la zone de subduction, avant (L) et après (milieu et R) l'inversion de forme d'onde 2-D a été utilisée. Les photos 'après' montrent la zone beaucoup plus finement, détails de plus haute résolution.

Séisme dilemme

Les techniques actuelles de cartographie des roches utilisent des ondes sonores pour créer des images de ce à quoi ressemblent les roches à plusieurs kilomètres sous terre, ainsi que de révéler à quel point ils sont poreux et durs et combien de liquide et de gaz ils sont susceptibles de contenir. Ces informations aident les scientifiques à évaluer comment les roches peuvent se comporter lorsque le stress s'accumule, et combien de secousses il y aurait dans un tremblement de terre.

Maintenant Mélissa, avec le Dr Rebecca Bell de l'Imperial et le professeur Joanna Morgan, ont branché les informations sur les ondes sonores actuelles dans une technique d'imagerie appelée inversion de forme d'onde complète.

Cette méthode les a aidés à brosser un tableau de la zone de faille de Hikurangi avec des détails sans précédent (fig.1). Ils ont également capturé les failles peu profondes qui étaient responsables du grand tsunami de Gisborne en 1947 (fig. 3) - un exemple de grand tsunami causé par un tremblement de terre à glissement lent relativement petit.

La méthode s'appuie sur le concept de « cartographie acoustique », où les ondes sonores sont envoyées d'un bateau à la surface de l'océan jusqu'au fond de la mer et à des kilomètres dans la croûte terrestre. Le temps mis par les vagues pour rebondir sur différentes couches rocheuses et remonter jusqu'au bateau, tel qu'enregistré par des microphones sous-marins remorqués derrière le bateau, indique aux scientifiques la distance par rapport au fond marin et aux couches rocheuses, ainsi que la composition probable des roches.

Les chercheurs ont combiné les données de la cartographie acoustique avec la technique d'inversion de forme d'onde complète. Cela a converti les ondes sonores en une résolution plus élevée, des cartes plus détaillées des fonds marins et des roches en dessous.

Pour vérifier que leurs données étaient exactes, les auteurs ont comparé leurs modèles des propriétés des roches cartographiés par inversion avec des échantillons collectés lors de forages par l'International Ocean Discovery Program. Ils ont constaté que les modèles et les données réelles correspondaient, indiquant que la technique est précise et fiable, et peut fournir plus d'informations que les méthodes de forage actuelles.

Les chercheurs affirment que cette combinaison de techniques pourrait aider les gouvernements à produire des cartes plus précises des risques de tremblements de terre et de tsunamis.

Le co-auteur de l'étude, le Dr Bell, a déclaré:"Nous pouvons utiliser cela pour étudier les zones sujettes aux tremblements de terre et aux tsunamis en Nouvelle-Zélande et dans le reste du monde."

Prochain, ils travailleront à cartographier le point même où deux bords de plaques tectoniques se touchent à des profondeurs de 10 à 15 kilomètres.

Le Dr Bell a ajouté :« Bien que personne n'ait jamais vu de failles comme celle-ci à une telle échelle auparavant, nous ne connaissons toujours pas les propriétés de la limite de la plaque Hikurangi à la profondeur où se produisent des glissements lents.

"Finalement, nous voulons comprendre pourquoi certaines glissades provoquent des séismes dévastateurs, tandis que d'autres ne le font pas."