Répliques au-delà de la fosse de subduction: marqueur de la rupture superficielle des grands séismes

Deux chercheurs du laboratoire Géoazur (Université Côte d'Azur / CNRS / OCA / IRD) viennent de découvrir que les répliques au-delà de la fosse de subduction sont un indicateur de la rupture en surface des grands séismes. Cette découverte vient de paraître dans Earth and Planetary Science Letters du 1er février 2018 et va permettre une meilleure mise en évidence des ruptures superficielles et du potentiel tsunami des zones de subduction.

Dans les zones de subduction, où se produisent majoritairement les grands séismes, il a longtemps été supposé que les ruptures s'initient et se propagent difficilement vers la surface du fait des faibles pressions du milieu et de la nature peu consolidée des roches. Cette hypothèse n'a jamais pu être véritablement vérifiée à cause de la difficulté d'imager le glissement sismique lorsqu'il se produit sous les océans et loin des réseaux d'observation terrestres comme c'est pratiquement toujours le cas en contexte de subduction. Or, les enjeux sous-tendus par la possible occurrence des ruptures superficielles sont fondamentaux du point de vue scientifique pour la compréhension des séismes, mais aussi du point de vue sociétal puisqu'une rupture superficielle est plus à même de générer un grand tsunami, comme ce fut le cas lors du séisme du Japon de 2011.

Les travaux qui viennent d'être publiés démontrent qu'il est possible de caractériser la rupture superficielle des grands séismes à partir de l'étude des répliques. Pour cela, les chercheurs de Géoazur ont étudié le lien entre quelques séismes récents particulièrement bien documentés et les répliques détectées par les réseaux sismologiques globaux. Ils ont mis en évidence que le déclenchement de répliques au-delà de la fosse de subduction, dans la zone dite "outer-rise", était conditionné par l'existence d'une rupture superficielle. Ces travaux introduisent un nouveau type d'observation pour analyser les séismes à venir. Ils permettent aussi de réviser les séismes passés puisque les répliques sont suffisamment bien enregistrées à l'échelle mondiale depuis plusieurs décennies. Il devrait donc découler de ces travaux une première estimation de la fréquence et de la répartition des ruptures superficielles à l'échelle globale, élément clé pour comprendre la physique qui gouverne les séismes, mais aussi pour affiner les estimations de l'aléa sismique et tsunami le long de la ceinture de feu.

Ce travail a été initié dans le cadre du projet ANR E-POST "La déformation postsismique précoce: un processus clef dans le cycle sismique. De l'observation à la modélisation." qui vise à comprendre l'évolution de la faille et du milieu dans les minutes à jours qui suivent un séisme.