Un capteur électromagnétique en route vers le fond de l'océan au large de la Nouvelle-Zélande pour collecter des données. Crédit :Samer Naif / Lamont-Doherty Laboratoire de géophysique électromagnétique
La marge Hikurangi, situé au large de la côte est de l'île du Nord de la Nouvelle-Zélande, est l'endroit où la plaque tectonique du Pacifique plonge sous la plaque tectonique australienne, dans ce que les scientifiques appellent une zone de subduction. Cette interface de plaques tectoniques est en partie responsable de plus de 15, 000 tremblements de terre que la région connaît chaque année. La plupart sont trop petits pour être remarqués, mais entre 150 et 200 sont assez gros pour être ressentis. Des preuves géologiques suggèrent que de grands tremblements de terre se sont produits dans la partie sud de la marge avant le début de la tenue des registres humains.
Géophysiciens, géologues, et des géochimistes du monde entier ont travaillé ensemble pour comprendre pourquoi cette frontière de plaque se comporte comme elle le fait, produisant à la fois des tremblements de terre silencieux imperceptibles, mais aussi potentiellement majeurs. Une étude publiée aujourd'hui dans la revue La nature offre une nouvelle perspective et des réponses possibles.
Les scientifiques savaient que le fond océanique de la partie nord de l'île, où les plaques glissent lentement ensemble, génère le petit, tremblements de terre lents appelés événements de glissement lent - des mouvements qui prennent des semaines, parfois des mois pour terminer. Mais à l'extrémité sud de l'île, au lieu de glisser lentement comme ils le font dans la zone nord, les plaques tectoniques se verrouillent. Ce verrouillage crée les conditions d'un relâchement brutal des plaques, qui peut déclencher un grand tremblement de terre.
"C'est vraiment curieux et je ne comprends pas pourquoi, dans une zone géographique relativement petite, vous iriez de beaucoup de petits, tremblements de terre lents à un potentiel pour un très gros tremblement de terre, " a déclaré la géophysicienne électromagnétique marine Christine Chesley, un étudiant diplômé de l'Observatoire terrestre de Lamont-Doherty de l'Université Columbia et auteur principal du nouvel article. "C'est ce que nous avons essayé de comprendre, la différence dans cette marge.
En décembre 2018, une équipe de recherche a commencé une croisière de 29 jours en haute mer pour collecter des données. Semblable à prendre une IRM de la Terre, l'équipe a utilisé l'énergie des ondes électromagnétiques pour mesurer la façon dont le courant se déplace à travers les caractéristiques du fond océanique. A partir de ces données, l'équipe a pu avoir un regard plus précis sur le rôle des monts sous-marins, grandes montagnes sous-marines, jouer dans la génération de tremblements de terre.
Carte de la zone de subduction de Hikurangi et des emplacements où des récepteurs électromagnétiques ont été déployés pour collecter des données. Crédit :Christine Chesley, en utilisant GeoMapApp et les données de William Ryan et al., Géochimie, Géophysique, Géosystèmes (2009)
"La partie nord de la marge a de très grands monts sous-marins. Il n'était pas clair ce que ces montagnes peuvent faire quand elles plongent (plongent dans la terre profonde) et comment cette dynamique affecte l'interaction entre les deux plaques, " dit Chesley.
Il s'avère, les monts sous-marins contiennent beaucoup plus d'eau que les géophysiciens ne l'avaient prévu, environ trois à cinq fois plus que la croûte océanique typique. L'eau abondante lubrifie les plaques où elles se rejoignent, aider à lisser tout dérapage, et empêcher les plaques du collage qui peut mettre en place un grand tremblement de terre. Cela permet d'expliquer la tendance à la lenteur, tremblements de terre silencieux à l'extrémité nord de la marge.
En utilisant ces données, Chesley et ses collègues ont également pu examiner de près ce qui se passe en tant que sous-conduits d'un mont sous-marin. Ils ont découvert une zone dans la plaque supérieure qui semble être endommagée par un mont sous-marin subductif. Cette zone de plaque supérieure semblait également contenir plus d'eau.
"Cela suggère que le mont sous-marin brise la plaque supérieure, le rendre plus faible, ce qui aide à expliquer le schéma inhabituel de tremblements de terre silencieux là-bas, " a déclaré Chesley. L'exemple fournit une autre indication de la façon dont les monts sous-marins influencent le comportement tectonique et les risques de tremblement de terre.
L'auteur principal Christine Chesley est une étudiante diplômée à l'Observatoire terrestre de Lamont-Doherty de l'Université Columbia. Crédit :Kerry Key
Inversement, le manque de lubrification et les effets d'affaiblissement des monts sous-marins peuvent rendre la partie sud de l'île plus susceptible de coller et de générer de grands tremblements de terre.
Chesley, qui est sur la bonne voie pour terminer son doctorat. en automne, espère que ces résultats encourageront les chercheurs à considérer la manière dont l'eau dans ces monts sous-marins contribue au comportement sismique alors qu'ils continuent à travailler pour comprendre les tremblements de terre lents. "Plus nous étudions les tremblements de terre, plus il semble que l'eau joue un rôle de premier plan dans la modulation du glissement sur les failles, " a déclaré Chesley. " Comprendre quand et où l'eau est introduite dans le système ne peut qu'améliorer les efforts d'évaluation des risques naturels. "
