Les tremblements de terre et les volcans dans les zones de subduction peuvent provoquer une grande catastrophe humaine. Des études antérieures sur la structure de la zone de subduction et les mécanismes causaux des séismes géants à méga-poussée (M 9,0) se sont principalement concentrées sur des aspects tels que les plaques de subduction et les interfaces de plaques.

En revanche, la structure de l'asthénosphère océanique sous la plaque de subduction (à des profondeurs de 100 à 250 km) et son influence sur la nucléation des séismes géants de méga-poussée n'ont pas été bien étudiées.

Récemment, Le Dr Fan Jianke de l'Institut d'océanologie de l'Académie chinoise des sciences (IOCAS) et le professeur Zhao Dapeng de l'Université de Tohoku se sont penchés sur ce problème en étudiant la structure de l'asthénosphère océanique de six zones de subduction où des tremblements de terre géants se sont produits.

Leurs conclusions ont été publiées dans Géosciences de la nature le 26 avril.

Les chercheurs ont adopté des inversions tomographiques à ondes P et compilé des modèles tomographiques mis à jour. Les images tomographiques révèlent clairement des anomalies de sous-dalle à faible vitesse (lente) sous les régions d'avant-arc dans les six zones de subduction.

"Les hypocentres des séismes géants sont généralement situés au-dessus des bords des anomalies lentes ou au-dessus des écarts entre eux. Les grands glissements cosismiques des séismes géants se produisent principalement au-dessus des écarts entre les anomalies lentes, " a déclaré le Dr Fan.

La force de flottabilité d'une anomalie lente de la sous-dalle peut augmenter la contrainte de cisaillement interplaque en augmentant la contrainte normale interplaque. La contrainte de cisaillement interplaque augmente le seuil de contrainte critique de rupture, et la contrainte de cisaillement critique au-dessus de l'écart d'anomalie lente est légèrement inférieure à celle au-dessus de l'anomalie lente.

Cependant, la contrainte de cisaillement critique est encore assez grande et relativement plus facile à atteindre. En tant que tel, il peut induire un tremblement de terre mégathrust géant au-dessus de l'écart d'anomalie lente, qui est principalement contrôlé par l'hétérogénéité structurelle sur et autour de l'interface de la plaque.

En outre, la poussée d'Archimède de l'anomalie lente peut provoquer une réponse morphologique de la dalle subductrice, augmentant ainsi la contrainte de cisaillement sur l'interface de la plaque. La conduction thermique ou l'érosion thermomécanique due à l'anomalie lente peut entraîner une transformation de la rhéologie de l'interface du cisaillement frictionnel au cisaillement visqueux.

Cette transformation peut expliquer en partie l'apparition de séismes à glissement lent au-dessus d'anomalies lentes. La zone de glissement lent peut entraver la propagation de la rupture et héberger le post-glissement d'un tremblement de terre de méga-poussée géant.

"Il est nécessaire d'effectuer une tomographie sismique pour étudier des structures asthénosphériques plus détaillées sous une dalle de subduction, qui peut localiser l'emplacement potentiel d'un futur tremblement de terre géant de méga-poussée, " a déclaré le Dr Fan.