Les séismes les plus puissants au monde frappent les zones de subduction, des zones où d'énormes quantités de stress s'accumulent lorsqu'une plaque tectonique plonge sous une autre. Lorsqu'il est soudainement libéré, ce stress peut provoquer des "méga-tremblements" dévastateurs comme l'événement Tohoku Mw 9.0 en 2011, qui a tué près de 16, 000 personnes et paralysé la centrale nucléaire japonaise de Fukushima Dai-ichi. Maintenant, une étude publiée dans Géologie suggère que les sédiments au sommet de la dalle descendante peuvent jouer un rôle clé dans la détermination de l'ampleur et de l'emplacement de ces événements catastrophiques.

Dans cette étude récemment publiée, une équipe dirigée par Gou Fujie, chercheur principal à l'Agence japonaise pour les sciences et technologies marines et terrestres, utilisé un trio de méthodes géophysiques pour imager les sédiments subductifs dans l'arc nord-est du Japon, où l'événement Tohoku s'est produit. Les résultats suggèrent que les variations causées par les roches volcaniques pénétrées dans ces sédiments peuvent considérablement influencer la nature des séismes de la zone de subduction.

"Notre imagerie montre que l'énorme quantité de glissement qui s'est produite lors du tremblement de terre de Tohoku en 2011 s'est arrêtée dans une zone de sédiments minces qui commencent tout juste à se subduire, " dit Fujie. " Ces résultats indiquent qu'en perturbant les couches sédimentaires locales, l'activité volcanique qui s'est produite avant la subduction peut affecter la taille et la distribution des séismes interplaques après la subduction des couches. »

Les chercheurs ont commencé à soupçonner que les variations dans la subduction des sédiments pourraient influencer les mégaséismes après l'événement de Tohoku en 2011, lorsque le forage international dans l'arc du nord-est du Japon a montré que des quantités géantes de glissement pendant le tremblement de terre se sont produites dans une zone glissante, couche riche en argile située dans les sédiments subductifs. Pour mieux comprendre la nature de la dalle descendante dans cette région, L'équipe de Fujie a combiné plusieurs techniques d'imagerie pour brosser un tableau plus clair de la structure sous-marine.

Les chercheurs ont découvert qu'il existe ce que Fujie appelle des "variations régionales remarquables" dans les sédiments au sommet de la plaque descendante, même là où la topographie du fond marin semble être plate. Il y a des endroits, il dit, où la couche de sédiments semble être extrêmement mince en raison de la présence d'une ancienne coulée de lave ou d'autres roches volcaniques. Ces intrusions volcaniques ont fortement perturbé, et par endroits métamorphosés thermiquement, la couche d'argile dans laquelle une grande partie du glissement sismique s'est produite.

Parce que le type de volcanisme qui a causé l'amincissement des sédiments dans l'arc nord-est du Japon a également été trouvé dans de nombreuses régions, dit Fujie, la recherche suggère qu'un tel amincissement est omniprésent et que ce type d'activité volcanique a également affecté d'autres événements sismiques. "Les variations régionales des sédiments au sommet des plaques océaniques descendantes semblent fortement influencer les tremblements de terre dévastateurs de la zone de subduction, " conclut-il.