Prédire longtemps à l'avance les séismes lents ?

Publié par Adrien le 26/08/2020 à 09:00
Source: CNRS INSU
Dans la subduction des Cascades, au nord-ouest du continent américain, une partie significative de la convergence entre les plaques tectoniques Amérique et Juan de Fuca est associée à des séismes dits "lents" sur l'interface de subduction. Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) comme les séismes classiques, ces séismes lents correspondent à un glissement sur une faille, qui résulte de son chargement (Le mot chargement peut désigner l'action de charger ou son résultat :) continu par le mouvement des plaques. Alors qu'un séisme classique dure de quelques secondes pour les plus petits à quelques minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la...) pour les plus gros, un séisme lent dure entre quelques jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son...) et quelques mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.).

Comme ce processus est lent, la tension (La tension est une force d'extension.) dans la croûte terrestre (La croûte terrestre est la partie superficielle et solide du matériau dont est faite la Terre. C'est la partie supérieure de la lithosphère (qui constitue les plaques tectoniques).) se relâche doucement et ces séismes ne rayonnent pas d'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. À part cette différence majeure, les séismes lents sont de plus en plus considérés comme très similaires aux séismes classiques dont ils partagent les lois d'échelles. Se déroulant sur plusieurs semaines au lieu de quelques secondes, ils sont une cible 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...) de choix pour comprendre les mécanismes physiques qui conduisent à l'affaiblissement de l'interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface désigne ainsi ce que chaque élément a besoin de connaître de l’autre pour pouvoir...) de 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 une plaque océanique plus récente.) nécessaire au déclenchement d'un séisme, classique ou lent.


Schéma de la zone de subduction des Cascades où des séismes lents se produisent environ tous les 14 mois.

Des chercheurs du laboratoire de géologie (La géologie, du grec ancien γη- (gê-, « terre ») et λογος (logos,...) de l'ENS et du Los Alamos national laboratory ont utilisé un algorithme de machine learning, basé sur une approche de "gradient boosting", pour extraire du signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les...) sismique les caractéristiques particulières qui émergent à l'approche d'un séisme lent.

Ils ont ainsi pu mettre en évidence qu'une certaine combinaison (Une combinaison peut être :) de ces caractéristiques permettait d'estimer la date d'occurrence des futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) séismes lents dans les Cascades. Ils ont également identifié la signature la plus utile pour prédire ces séismes comme étant l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) sismique, qu'ils interprètent comme la somme des vibrations émises par l'interface de subduction quand celle-ci commence à glisser. Cette signature commence à émerger environ 100 jours avant la détection du séisme lent à proprement parler. Grâce à cette mesure, il est donc théoriquement possible d'anticiper d'environ 100 jours l'arrivée d'un séisme lent.

En savoir plus

An exponential build-up in seismic energy suggests a months-long nucleation of slow slip in Cascadia - Nature Communications 11, article number 4139 (2020)
Claudia Hulbert, Bertrand Rouet-Leduc, Romain Jolivet, Paul A. Johnson.
https://doi.org/10.1038/s41467-020-17754-9
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