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Posté par Adrien le Vendredi 27/01/2017 à 00:00
Les forts séismes récents témoignent de l'existence d'un supercycle
Le cycle sismique est classiquement présenté comme une alternance entre une phase inter-sismique, au cours de laquelle les contraintes tectoniques sur les failles augmentent, suivie d'une brève phase co-sismique, dans laquelle un séisme important relâche ces contraintes accumulées. Ces dernières années, des études paléosismologiques ont au contraire mis en évidence sur plusieurs failles, de très longues phases inter-sismiques dont le relâchement conduit à l'occurrence d'événements sismiques multiples, ce qui a fait émerger la notion de "supercycle". Dans une étude publiée le 26 décembre 2016 dans la revue Nature Geoscience, une équipe regroupant plusieurs laboratoires du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) montre sur une période actuelle que la forte sismicité en Equateur depuis 110 ans requiert de faire appel à ce concept de supercycle.

Depuis 1906 et l'occurrence d'un séisme de magnitude ~8.6, la subduction (La subduction est le processus d'enfoncement d'une plaque tectonique sous une autre plaque de densité plus faible, en général une plaque océanique sous une plaque continentale ou sous...) de l'Equateur, qui accommode la convergence (Le terme de convergence est utilisé dans de nombreux domaines :) entre les plaques Nazca et Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et l'Océanie par le détroit de Béring et l'océan Pacifique; et à l'est,...) du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.), a été particulièrement active. Cette zone a été touchée par des séismes de magnitude 7.7-8.2 en 1942, 1958 et 1979, et finalement par le récent séisme de Pedernales (Figure 1), le 16 avril 2016 d'une magnitude 7.8 qui a causé près de 700 victimes. Sur la base de la sismicité du XXème siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et faisait 33 ans 4 mois (d'où peut...), différents projets ont été montés depuis 2007 en collaboration avec l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de Géophysique à Quito, afin de développer notre capacité d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande...) des déformations terrestres dans cette zone, en y installant GPS, sismomètres et accéléromètres.


Figure 1- Gauche: Les grands séismes de la zone de subduction de l'Equateur depuis 1906. Les contours blancs indiquent les zones des ruptures passées, tandis que les couleurs représentent le couplage de l'interface de subduction (déterminé par GPS), un fort couplage correspondant à un potentiel sismique important. L'épicentre du séisme de Pedernales est indiqué par l'étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la...) jaune (Il existe (au minimum) cinq définitions du jaune qui désignent à peu près la même couleur :). Crédits: Nocquet et al. Nature Geoscience (2016) et Istituto Geofisico, EPN, Quito (2016)


Droite: Intensités sismiques observées lors du séisme de Pedernales. Les fortes intensités à la côte (supérieures ou égales à 8) témoignent de dégâts très importants, et la forme des isovaleurs d'intensité, déformées vers le Sud, se relie au processus de rupture unidirectionnel du séisme.
Crédits: Nocquet et al. Nature Geoscience (2016) et Istituto Geofisico, EPN, Quito (2016)

Ainsi que détaillé dans l'article, ces observations directes de terrain ont tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) d'abord permis d'analyser le séisme de Pedernales avec un détail bien supérieur aux séismes passés de la région. En y adjoignant les mesures par interférométrie (L'interférométrie est une méthode de mesure qui exploite les interférences intervenant entre plusieurs ondes cohérentes entre elles.) satellitaire (InSAR) et les enregistrements sismiques à l'échelle du globe (entre autres par le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle...) GEOSCOPE, le déroulement spatio-temporel de la rupture sismique a pu être reconstitué (Vidéo 1 et Figure 2). Cette dernière s'est propagée unilatéralement vers le sud sur une distance de 100km, en rompant en 45 secondes l'interface entre les plaques, à des profondeurs entre 15 et 30km. Cette direction préférentielle de la rupture a créé une forte amplification (On parle d'amplificateur de force pour tout une palette de systèmes qui amplifient les efforts : mécanique, hydraulique, pneumatique, électrique.) des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) sismiques pour les zones situées au sud de la rupture, par un effet dit de directivité (Figure 1). Cet effet explique au moins en partie les forts dégâts observés dans les villes de Portoviejo ou Manta tandis que les villes au Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) de la rupture (Esmeraldas) ont été peu touchées. La rupture du séisme de Pedernales est également caractérisée par deux zones de glissement important, dont la plus forte atteint 6 mètres sur une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...) de 30 x 30 km2. La forte chute de contrainte associée et la position de cette zone directement sous la côte ont conduit à d'intenses accélérations du sol, surpassant en plusieurs endroits la valeur de la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.).

En dépassant ensuite l'analyse du séisme lui-même, l'étude se penche sur le fonctionnement sismogène de ce segment de la subduction. Les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) GPS, qui permettent de déterminer quelles contraintes s'accumulent sur la subduction, année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) après année, révèlent que les déplacements induits par les séismes de 1942, 1958, 1979 et 2016 sont plus grands que le potentiel accumulé par le mouvement des plaques tectoniques depuis 1906. Autrement dit, la récurrence élevée de grands séismes depuis 1906 correspond à la libération de forces accumulées pendant plusieurs siècles. Des données récentes de paléosismologie marine acquises lors d'une campagne (La campagne, aussi appelée milieu rural désigne l'ensemble des espaces cultivés habités, elle s'oppose aux concepts de ville, d'agglomération ou de milieu urbain....) en mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) en 2000 sur la marge équatorienne confirment une grande période de silence sismique avant le 20ème siècle et une séquence similaire à la fin du moyen-âge. La subduction nord-Equateur et sud-Colombie semble donc suivre ce comportement "supercycle", déjà indiqué par des méthodes de datation sur des failles continentales et la subduction de Sumatra (Sumatra est une île indonésienne située sur l'équateur. Son nom vient de Samudra, un royaume musulman du XIIIe siècle dans le nord de l'île (en langue malaise, samudera signifie...). Faute de la connaissance précise de l'histoire des séismes sur une longue période de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), ce fonctionnement complique fortement l'appréhension du risque sismique. L'occurrence d'un séisme, même important, ne conduit en tout cas pas à la conclusion intuitive d'une baisse momentanée de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) future. La subduction de l'Equateur témoigne même d'un fonctionnement opposé ( En mathématique, l'opposé d’un nombre est le nombre tel que, lorsqu’il est à ajouté à n donne zéro. En botanique, les organes d'une plante sont dits opposés lorsqu'ils...), en ayant été touchée par un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) élevé de séismes depuis le grand tremblement (Les tremblements sont des mouvements anormaux involontaires, rythmiques et oscillatoires, de faible amplitude. Ils peuvent être uni ou bilatéraux.) de terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive...) de 1906.


Processus de rupture du séisme de Pedernales. A gauche, instantanés de la progression de la rupture, indiquant le glissement (en mètres) qui s'accumule tous les 6 secondes. Crédits: modifié de Nocquet et al., Nature Geoscience (2016)


A droite, illustration de quelques stations utilisées pour l'analyse de la rupture du séisme. Les déplacements observés, en noir (en cm en fonction du temps en secondes), sont modélisés par les synthétiques en rouge. Les trois composantes de chaque point (Graphie) d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...) (Est à gauche, Nord au milieu, et verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le fil à plomb.) à droite) sont représentées. Crédits: modifié de Nocquet et al., Nature Geoscience (2016)

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Source: CNRS-INSU