Des chercheurs de l’Université de Californie, Davis, ont découvert que les failles sismiques profondes peuvent se ressouder en quelques heures, remettant en question les modèles existants d’activité sismique. Cette découverte, basée sur l’étude d’événements de glissement lent dans la zone de subduction de Cascadia, suggère que les grains minéraux se soudent sous haute pression et chaleur. Ces résultats pourraient transformer la manière dont les scientifiques prédisent les grands séismes.
Une nouvelle étude publiée le 19 novembre dans Science Advances révèle que les failles profondes à l’intérieur de la Terre peuvent retrouver leur force beaucoup plus rapidement que prévu auparavant. Dirigée par Amanda Thomas, professeure de sciences de la Terre et des planètes à UC Davis, la recherche a été soutenue par des subventions de la National Science Foundation. L’équipe s’est concentrée sur les événements de glissement lent (SSE), qui sont des libérations graduelles de contraintes accumulées le long des plaques tectoniques, survenant sur des jours, des semaines ou des mois et impliquant des déplacements de seulement quelques centimètres.
Dans la zone de subduction de Cascadia, où la plaque Juan de Fuca glisse sous la plaque nord-américaine dans le Nord-Ouest du Pacifique, les données sismiques montrent que le même segment de faille peut glisser à plusieurs reprises en heures ou jours. Cette récurrence rapide indique une récupération rapide de la force de la faille, influencée même par de petites forces de marée du Soleil, de la Lune et des eaux marines changeantes.
Pour enquêter, James Watkins, géochimiste à UC Davis, a simulé les conditions post-SSE en laboratoire. Ils ont soumis du quartz en poudre à une pression de 1 gigapascal —10 000 fois la pression atmosphérique— et 500 degrés Celsius. L’analyse par microscopie électronique a révélé que les grains minéraux s’étaient soudés, formant un lien cohésif. « C’est comme une colle rapide pour failles », a déclaré Thomas. « C’est vraiment rapide et vous obtenez une récupération significative de force. »
Thomas a souligné que la cohésion, le processus par lequel les failles retrouvent leur force, a été négligée dans la plupart des modèles de séismes. « Nous avons découvert que les failles profondes peuvent se ressouder en quelques heures », a-t-elle noté. « Cela nous pousse à réévaluer le comportement rhéologique des failles. »
L’étude suggère que la cohésion pourrait jouer un rôle clé dans d’autres contextes tectoniques, y compris les failles plus superficielles liées à de grands séismes. Watkins a ajouté : « Cela relie les événements à l’échelle microscopique aux grands séismes de chevauchement à l’échelle de centaines de kilomètres. »
Les contributeurs supplémentaires incluent Nicholas Beeler de l’U.S. Geological Survey, Melodie French de la Rice University, Whitney Behr de l’ETH Zürich et Mark Reed de l’Université de l’Oregon. L’équipe a reçu une nouvelle subvention NSF pour explorer davantage la cohésion des failles.