Des chercheurs découvrent un mécanisme augmentant la magnitude de certains séismes
Une équipe de scientifiques a mis au jour un mécanisme capable d'amplifier la magnitude de séismes spécifiques en modifiant la dynamique des failles. Publié dans Nature Geoscience, ces découvertes révèlent comment les interactions de fluides dans les zones de failles contribuent à des événements sismiques plus importants. Cette avancée pourrait améliorer les modèles de prédiction de la gravité des séismes dans les zones riches en fluides.
Dans une étude publiée le 23 octobre 2023 dans Nature Geoscience, des chercheurs de l'Université de Californie à Santa Cruz et des collaborateurs internationaux ont détaillé un mécanisme récemment identifié qui accroît la magnitude de certains séismes. Le mécanisme repose sur le rebond poroélastique, où les changements de pression des fluides dans les zones de failles réduisent la friction, permettant aux ruptures de se propager plus loin et de libérer plus d'énergie.
L'auteur principal, Agron Bajraktari, géophysicien à UC Santa Cruz, a expliqué le processus : « Nous avons découvert que lorsque les fluides sont expulsés de la faille pendant un séisme, cela crée une augmentation temporaire de la résistance de la faille, mais paradoxalement, cela peut entraîner des glissements plus importants lors d'événements ultérieurs. » L'équipe a utilisé des expériences en laboratoire simulant les conditions de failles, en appliquant des fluides à haute pression sur des échantillons de roche pour observer comment les effets poroélastiques influencent la dynamique des ruptures.
La recherche s'appuie sur des observations de séismes réels, comme ceux dans les zones de subduction où les fluides sont abondants. Par exemple, l'étude fait référence au séisme de Tohoku de 2011 au Japon, notant des similitudes dans l'implication des fluides, bien qu'elle ne revendique pas de causalité directe. Bajraktari a ajouté : « Ce mécanisme explique pourquoi certains séismes dépassent les attentes basées uniquement sur la taille de la faille, particulièrement dans les régions à haute pression de pores. »
Les modèles précédents sous-estimaient souvent les magnitudes des séismes en se concentrant uniquement sur la friction statique, mais ce travail intègre des réponses dynamiques des fluides. La co-auteure Emily Brodsky, professeure à UC Santa Cruz, a souligné les implications : « Comprendre la poroélasticité pourrait affiner les évaluations des risques sismiques, aidant les communautés dans les zones sujettes aux séismes à se préparer aux scénarios les plus graves. »
La découverte s'applique spécifiquement aux failles saturées en fluides, courantes dans les contextes tectoniques comme la faille de San Andreas. Bien que tous les séismes ne soient pas affectés, ces résultats mettent en lumière un écart dans les outils de prédiction actuels. Les chercheurs appellent à des études de terrain supplémentaires pour valider le mécanisme dans des contextes naturels.
Cette avancée souligne la complexité de la physique des séismes, où des dynamiques de fluides apparemment mineures peuvent avoir des impacts disproportionnés sur le potentiel de catastrophe.