Le nord du Chili est un laboratoire naturel idéal pour étudier l'origine des tremblements de terre. Ici, la plaque du Pacifique Nazca glisse sous la plaque continentale sud-américaine à une vitesse d'environ 65 millimètres par an. Ce processus, connu sous le nom de subduction, crée une tension entre les deux plaques et les scientifiques s'attendaient donc à un méga-séisme ici tôt ou tard, comme le dernier en 1877. Mais bien que le nord du Chili soit l'un des points focaux de la recherche mondiale sur les tremblements de terre, jusqu'à présent, il n'y avait pas de données complètes sur la structure du sous-sol marin, jusqu'à ce que la nature elle-même intervienne pour aider.

Le 1er avril 2014, un segment de la zone de subduction s'est finalement rompu au nord-ouest de la ville d'Iquique. Le séisme d'une magnitude de moment de 8,1 a libéré au moins une partie des contraintes accumulées. Les mesures sismiques ultérieures au large des côtes chiliennes ainsi que la cartographie des fonds marins et les données terrestres ont fourni un aperçu jusqu'ici unique de l'architecture de la frontière de la plaque. "Entre autres, cela nous permet d'expliquer pourquoi un séisme relativement sévère comme celui de 2014 n'a déclenché qu'un tsunami relativement faible, " déclare Florian Petersen du GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel. Il est l'auteur principal de l'étude, qui vient d'être publié dans la revue Lettres de recherche géophysique .

Dès décembre 2014, huit mois seulement après le séisme principal, l'équipe de Kiel a déployé 15 appareils de mesure sismique spécialement développés pour les grands fonds au large du Chili. « Les défis logistiques mais aussi administratifs pour le déploiement de ces sismomètres de fond océanique sont difficiles et huit mois de temps de préparation sont très courts. Cependant, puisque les investigations sont cruciales pour mieux comprendre le potentiel de danger de la marge de plaque au large du nord du Chili, même la marine chilienne nous a finalement soutenus en mettant à disposition son patrouilleur COMANDANTE TORO, " rapporte le chef de projet et co-auteur Dr. Dietrich Lange de GEOMAR.

Fin 2015, ces sismomètres de fond océanique (OBS) ont été récupérés par le navire de recherche allemand SONNE. L'équipe à bord a entretenu les appareils, lire les données et placer à nouveau l'OBS sur le fond marin. Ce n'est qu'en novembre 2016 que le navire de recherche américain MARCUS G. LANGSETH les a enfin récupérés. "Avec les données de la terre, nous avons obtenu un ensemble de données sismiques de la région sismique sur 24 mois, où l'on retrouve les signaux de nombreuses répliques. C'est unique jusqu'à présent, " explique Florian Petersen, pour qui l'étude fait partie de sa thèse de doctorat.

L'évaluation des mesures à long terme, auquel ont également participé des collègues de l'Université du Chili et de l'Oregon State University (États-Unis), ont montré qu'un nombre étonnamment élevé de répliques ont été localisées entre la zone de rupture réelle du séisme et la tranchée sous-marine. "Mais ce qui nous a encore plus surpris, c'est que de nombreuses répliques étaient assez peu profondes. Elles se sont produites dans la plaque continentale sud-américaine sus-jacente et non le long de la limite de la plaque plongeante de Nazca, " dit Petersen.

Au cours de nombreux cycles sismiques, ces répliques peuvent fortement perturber et rompre le bord vers la mer de la plaque continentale. Les espaces qui en résultent se remplissent de fluides interstitiels. Par conséquent, concluent les auteurs, l'énergie des tremblements ne peut se propager que vers le bas, mais pas jusqu'à la fosse sous-marine au large des côtes chiliennes. "Par conséquent, il n'y avait pas de grand, les changements soudains du fond marin lors du séisme de 2014 et du tsunami étaient heureusement relativement faibles », dit Florian Petersen.

La question demeure de savoir si le séisme d'Iquique de 2014 était déjà le séisme majeur attendu dans la région ou s'il n'a libéré qu'une partie du stress qui s'était accumulé depuis 1877. « La région reste très excitante pour nous. Les résultats actuels n'étaient que possibles. grâce à l'étroite coopération de plusieurs nations et à l'utilisation de navires de recherche allemands, Chili et États-Unis. Cela montre l'immense effort qui est nécessaire pour étudier les risques naturels marins. Cependant, ceci est essentiel pour une évaluation détaillée du risque pour les villes côtières du nord du Chili, donc tout le monde s'est consacré à la tâche, " déclare le co-auteur Prof. Dr. Heidrun Kopp de GEOMAR.