Selon les auteurs, les résultats de l'étude peuvent aider à créer des modèles plus réalistes pour les tremblements de terre et les risques sismiques dans les zones de subduction. L'étude est publiée dans la revue Nature .

L'équipe internationale dirigée par la première auteure Caroline Chalumeau du KIT a étudié une série de tremblements de terre en Équateur, sur la côte ouest de l'Amérique du Sud. Là, la plaque Pacifique est subductée sous la plaque continentale sud-américaine. La subduction conduit à plusieurs reprises à des tremblements de terre très violents. La série de tremblements de terre la plus récente à Taiwan, dont le principal a tué neuf personnes et causé d'importants dégâts sur la côte est de Taiwan début avril, peut également être attribuée à la subduction.

La série de tremblements de terre en Équateur analysée par l'équipe a commencé le 12 mars 2022 et s'est terminée le 26 mai 2022. Le séisme le plus grave (magnitude 5,8) s'est produit le 27 mars et a déclenché de nombreuses répliques plus petites sur une courte période. Un réseau dense de 100 sismomètres était alors implanté dans la région. Il avait été installé pour l'expérience offshore "Imagerie haute résolution de la faille de subduction dans la zone de rupture sismique de Pedernales" (HIPER en abrégé).

Grâce aux données extraordinairement détaillées de l'expérience HIPER et à l'intelligence artificielle, les chercheurs ont pu cartographier plus de 1 500 tremblements de terre et leurs plans de failles respectifs à une profondeur de 15 à 20 kilomètres en très haute résolution.

"Nous avons observé que la sismicité des tremblements de terre s'est produite dans une région primaire - le tremblement de terre principal, pour ainsi dire - et dans une région secondaire, c'est-à-dire les répliques", explique la première auteure, la Dre Caroline Chalumeau de l'Institut géophysique (GPI) du KIT. "Dans la région primaire, nous avons observé que la sismicité s'est produite sur plusieurs plans de failles différents, souvent les uns au-dessus des autres. À certains endroits, des plans sismiquement actifs parallèles se sont produits, à d'autres endroits seulement."

Le parallélisme des séismes n’était pas lié à une profondeur précise. "Nous avons trouvé des indications selon lesquelles l'idée précédente selon laquelle la contrainte était libérée par un seul séisme puissant le long d'un seul plan de faille pourrait appartenir au passé", explique le professeur Andreas Rietbrock du GPI. "Il faudrait plutôt parler d'un réseau de failles dans lequel une série de ruptures se décharge au sein d'un seul séisme."

L’analyse de la série de séismes équatoriens fournit également de nouvelles informations sur les répliques. Celles-ci se sont d'abord produites près de l'épicentre du séisme principal, puis se sont progressivement propagées dans d'autres directions, explique Chalumeau. Elle en conclut que la propagation des répliques dans la région est principalement contrôlée par la post-glissement.

Le professeur Onno Oncken du GFZ déclare :« Avec ce travail, l'équipe de Caroline Chalumeau a présenté la première image sismologique précise d'une limite de plaque sismogène. D'une part, elle confirme les observations géologiques existantes et, d'autre part, explique avec succès la propagation des répliques avec une nouvelle approche. Les hypothèses précédentes selon lesquelles, par exemple, la diffusion des fluides provoque des répliques ont ainsi été réfutées."

Les résultats sont également importants pour évaluer le risque sismique dans les zones de subduction. "L'étude influencera la future modélisation des tremblements de terre, mais aussi des glissements asismiques, c'est-à-dire des mouvements de plaques sans tremblements de terre", explique Rietbrock.