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Une équipe internationale de scientifiques a pour la première fois identifié les conditions profondes sous la surface de la Terre qui conduisent au déclenchement de tremblements de terre dits « au ralenti ».
Ces événements, plus communément appelés événements de glissement lent, sont similaires aux séismes soudains et catastrophiques réguliers mais se produisent sur des échelles de temps beaucoup plus longues, généralement de quelques jours à quelques mois.
En forant jusqu'à un peu plus de 1 km de profondeur dans des profondeurs d'eau de 3,5 km au large des côtes de la Nouvelle-Zélande, l'équipe a montré que les zones de failles dans lesquelles des événements de glissement lent se produisent sont caractérisées par un « mash up » de différents types de roches.
Les résultats, publié aujourd'hui dans la revue Avancées scientifiques , ont montré que les zones sont composées d'une topographie de fond marin extrêmement accidentée faite de roches qui variaient considérablement en taille, type et caractéristiques physiques.
L'auteur principal de l'article, Dr Philip Barnes de l'Institut national de recherche sur l'eau et l'atmosphère de Nouvelle-Zélande (NIWA), a décrit que «certaines roches étaient molles et faibles, tandis que d'autres étaient durs, cimenté et fort.'
Cela a donné aux scientifiques le tout premier regard sur les types et les propriétés des roches directement impliquées dans les tremblements de terre au ralenti et commence à répondre à certaines des principales questions en suspens concernant ces événements uniques, comme s'ils peuvent ou non déclencher plus gros, des tremblements de terre et des tsunamis plus dommageables.
L'expédition dirigée par l'UTIG a foré des carottes dans la zone de subduction et a révélé une diversité surprenante dans les roches enfouies à 800 mètres sous le fond marin. Ce mash-up de roches signifie un mélange de points faibles et forts dans la croûte terrestre qui, selon les scientifiques, influence l'occurrence des tremblements de terre. Crédit :IODP JRSO
Co-auteur de l'étude Dr. Ake Fagereng, de l'École des sciences de la terre et de l'océan de l'Université de Cardiff, a déclaré:"C'était le premier effort pour échantillonner les roches qui accueillent des événements de glissement lent, et la frappe, l'observation immédiate est que leurs forces sont extrêmement variables. On peut donc visualiser la source de glissement lent comme un mélange de roches dures et faibles, et utilisez-le comme point de départ pour les modèles de la façon dont le glissement lent se produit."
Découverte pour la première fois sur la faille de San Andreas en Californie, mais depuis 2002 trouvé dans plusieurs autres endroits, les événements de glissement lent restent un mystère relatif pour les scientifiques, qui s'efforcent de savoir comment, où et pourquoi ils se produisent et ce qui motive leur comportement.
Dans le cadre de leur étude, l'équipe internationale a entrepris deux expéditions du Programme international de découverte des océans (IODP) à bord du navire de recherche JOIDES Resolution dans la zone de subduction de Hikurangi au large de la côte est de l'île du Nord en 2017 et 2018.
C'était la première fois que des scientifiques étudiaient, et directement échantillonné, roches de la région source des événements de glissement lent en utilisant des méthodes de forage scientifiques du fond océanique.
Une carte de la Nouvelle-Zélande montrant la zone de subduction de Hikurangi au large des côtes de l'île du Nord de la Nouvelle-Zélande. Les cercles rouges sont les sites où l'expédition scientifique dirigée par l'UTIG a foré et récupéré des carottes de matériau rocheux à l'intérieur de la zone de subduction. Crédit :IODP JRSO
La zone de subduction de Hikurangi est la plus grande faille sismique de Nouvelle-Zélande et l'un des meilleurs endroits au monde pour étudier le glissement lent, car ces événements se produisent ici près du fond marin, ce qui facilite beaucoup le forage pour collecter des échantillons de roche.
Par exemple, Laura Wallace de GNS Science, Nouvelle-Zélande, décrit que le tremblement de terre de Kaikoura en 2016 a déclenché une série d'événements majeurs de glissement lent sur la zone de subduction de Hikurangi - où la plaque du Pacifique plonge sous l'est de l'île du Nord - et a été l'épisode de glissement lent le plus répandu en Nouvelle-Zélande depuis leur découverte en le pays.
Ces événements de glissement lent après le tremblement de terre de Kaikoura ont libéré une grande quantité d'énergie tectonique accumulée et ont duré au cours des semaines et des mois qui ont suivi le tremblement de terre.
Au cours de l'expédition, l'équipe a foré deux trous de forage pour obtenir une séquence de roches et de sédiments sur la plaque entrante (Pacifique) à l'approche de l'île du Nord.
Les données de forage ont été interprétées avec des profils de sismique réflexion ou des images des couches sous la surface de la terre qui sont créées en mer par les ondes sonores.
L'étude a indiqué que la coexistence de ces types de roches contrastées dans la zone de faille peut conduire aux mouvements de glissement lents observés au large de Gisborne, et peut-être ailleurs aux frontières de subduction à travers le monde.
En effet, Le Dr Barnes dit que la recherche aura une pertinence directe non seulement pour la Nouvelle-Zélande, mais dans des régions comme le Japon et le Costa Rica, qui se trouvent sur le Ring of Fire, le périmètre du bassin de l'océan Pacifique où se produisent de nombreux tremblements de terre et éruptions volcaniques.
« Nous savons maintenant qu'un mélange très variable de résistances rocheuses fait partie de la recette du glissement lent. Cela ouvre la voie à de nouvelles études sur la façon dont de tels mélanges se déforment, pourquoi ils peuvent générer un glissement lent, et dans quelles conditions (le cas échéant) ils peuvent également générer des séismes destructeurs. Cela peut aider à résoudre la question en suspens de la façon dont les tremblements de terre et les événements de glissement lent interagissent, " a poursuivi le Dr Fagereng.
