"Il s'agit de la première étude à utiliser la géologie côtière pour reconstruire l'histoire de rupture du système de failles évasées", a déclaré Jessica DePaolis, boursière postdoctorale au Département des géosciences de Virginia Tech. "Ces failles évasées sont plus proches de la côte, donc ces tsunamis frapperont plus rapidement le littoral qu'un tsunami généré uniquement par un tremblement de terre dans une zone de subduction."

Partout dans le monde, les zones de subduction, zones où une plaque tectonique se déplace sous une autre, créent les plus grands tremblements de terre (ceux d'une magnitude supérieure à 8,0), déclenchant des tsunamis et altérant les écosystèmes dans leur sillage.

DePaolis, avec Tina Dura, professeur adjoint de risques naturels, et des collègues du United States Geological Survey, ont trouvé des preuves que les failles évasées, les failles crustales liées aux zones de subduction, peuvent se déplacer lors des tremblements de terre de la zone de subduction et contribuer à la destruction côtière locale et changement écologique plus régulièrement qu'on ne le pensait auparavant.

Un tel déplacement de la faille sous l'eau peut créer un tsunami qui pourrait atteindre les côtes les plus proches en 30 minutes ou moins, a déclaré DePaolis.

Publié dans le Journal of Geophysical Research :Solid Earth , l’étude devrait avoir un impact sur la sensibilisation aux dangers dans les zones de subduction du monde entier. Des failles évasées existent dans les zones de subduction bordant l'Équateur, la Cascadia, le Chili et le Japon, ce qui suggère qu'elles pourraient également contribuer aux risques de tsunami à ces endroits.

Lorsque les plaques tectoniques se déplacent au niveau d’une zone de subduction, cela se produit à des kilomètres sous la surface de l’océan. Étant donné que les failles évasées sont connectées à ces zones, leur emplacement rend leur recherche difficile.

Heureusement, les effets secondaires, ou au niveau de la surface, de ces changements ont été géologiquement enregistrés sur l'île Montague dans le détroit de Prince William en Alaska, ce qui en fait la seule masse terrestre actuelle située au sommet d'une faille d'évasement et présentant de tels effets dans son sol.

En règle générale, le soulèvement résultant des tremblements de terre de la zone de subduction peut atteindre 1 à 3 mètres. Cela est vrai pour la plupart des sites terrestres touchés par le tremblement de terre de 1964, qui a atteint 9,2 sur l'échelle de Richter. Cependant, sur l'île Montague, des failles évasées ont créé un soulèvement de 11 mètres et initié le drainage d'une lagune côtière, modifiant ainsi son écosystème, passant d'une lagune marine à une tourbière d'eau douce.

"L'île est en quelque sorte coincée au milieu de ces failles évasées, donc chaque fois que ces failles évasées se rompent, elle enregistre en fait le soulèvement", a déclaré DePaolis. "Il y a ce soulèvement exagéré qui n'est tout simplement pas courant dans les tremblements de terre affectant uniquement les zones de subduction."

DePaolis et son équipe ont examiné les effets des ruptures de failles d'évasement sur l'île Montague. En analysant 42 carottes de sédiments, ils ont trouvé des preuves stratigraphiques du tremblement de terre de 1964 et un déplacement secondaire provoqué par la faille évasée. Ils ont remarqué qu'il y avait un changement sédimentaire évident entre le limon de la lagune d'avant le séisme et le sol enraciné après le séisme.

"Il y a certainement des îles qui se soulèvent avec les tremblements de terre de la zone de subduction, mais elles ne sont pas nécessairement traversées par des failles provoquant ce soulèvement exagéré, c'est donc un endroit vraiment unique", a déclaré Dura, membre du corps professoral affilié du Global Change Center et du Institut Fralin des Sciences de la Vie.

Les chercheurs pensaient qu'un déplacement secondaire des failles évasées était possible. Mais cette idée n'était jusqu'à présent que théorique, car il s'agit de la première masse terrestre connue à enregistrer des preuves stratigraphiques.

Les membres de l’équipe ont également utilisé des diatomées, un type de microalgue siliceuse préservée dans les sédiments et sensible aux changements de salinité, pour reconstruire les changements paléoenvironnementaux survenus après le tremblement de terre de 1964. Ils ont constaté un changement évident par rapport à un environnement de lagon marin très salin, hors de portée des marées, indiquant un soulèvement de la côte.

En comparant les résultats des carottes du tremblement de terre de 1964 à des échantillons plus profonds dans la stratigraphie côtière, l'équipe de recherche a découvert des preuves sédimentaires et de diatomées de trois autres cas de rupture de la faille évasée. Ces preuves sont en corrélation avec quatre des huit derniers tremblements de terre documentés dans la zone de subduction dans la région.

"Il y a un déplacement énorme sur ces failles qui peut créer des tsunamis locaux et importants très rapides", a déclaré DePaolis. "Donc, vous avez ce tsunami local qui arrive très rapidement et juste derrière, vous allez avoir le tsunami qui a été créé par la zone de subduction elle-même. Tout d'un coup, vous avez ces tsunamis massifs et destructeurs qui arrivent. rapidement les uns après les autres."