Les sédiments sous-jacents à la vallée de Salt Lake sont plus épaisses par endroits qu'on ne le pensait précédemment, indiquant que les modèles de risques sismiques actuels sous-estiment probablement la quantité de centre de population de l'Utah pourraient ressentir dans les futurs tremblements de terre, selon de nouvelles recherches dirigées par les sismologues de l'Université de l'Utah.
Il y a cinq ans, la vallée a tremblé au cours du tremblement de terre de Magna de Magna, causant des millions de dommages à des dizaines de structures de maçonnerie à Salt Lake City et la ville de Magna, à quelques kilomètres à l'ouest. Les centres urbains de l'Utah, comme Ogden, Salt Lake City et Provo, se trouvant le long du front de Wasatch, restent à risque de futurs événements sismiques.
Le dernier tremblement de terre majeur dépassant 7 pour frapper le front de Wasatch s'est produit entre 1 200 et 1 300 ans. Avec un intervalle de récidive moyen de 900 à 1 300 ans, l'horloge géologique de Salt Lake City pourrait être à nouveau frappante de minuit.
Dans la nouvelle étude maintenant publiée dans le Journal of Geophysical Research: Solid EarthLes chercheurs U ont utilisé des données sismiques pour présenter un modèle de vitesse sismique tridimensionnel raffiné – un outil essentiel pour cartographier la structure géologique du front du wasatch et identifier les sites de risques sismiques.
« Pour cette étude particulière, nous essayons de comprendre la structure sédimentaire dans la région de Salt Lake et comment cela pourrait différer des résultats précédents », a déclaré Fan-Chi Lin, chef de l'étude, professeur agrégé de géologie et de géophysique. « L'une des plus grandes questions que nous ayons posées était la raison pour laquelle nos observations ne sont pas d'accord avec les études précédentes. »
Le modèle de vitesse de la communauté Front Wasatch est actuellement la principale référence pour évaluer l'activité sismique future. Cependant, il a été largement informé par les données de forage et de gravité de forage – des indicateurs utiles, mais ceux qui viennent avec des limitations telles que des restrictions foncières privées, une documentation incohérente et une portée d'échantillonnage limitée.
Pour surmonter ces contraintes, un vaste réseau de sondes de données sismiques et des réseaux de géophones a été déployé à travers la vallée de Salt Lake, même dans les arrière-cours des résidences privées. Beaucoup ont été déployés dans le mois suivant le tremblement de terre Magna au printemps 2020 pour profiter d'un défilé régulier de répliques.
« Cette communauté est incroyablement solidaire et heureuse d'aider. Je veux souligner que rien de tout cela n'aurait été possible sans soutien communautaire, l'Utah Geological Survey et les nombreux étudiants de notre département qui ont aidé à déployer des centaines de stations », a déclaré Lin.
Pour cette étude, l'équipe de recherche a analysé les ondes sismiques à partir de tremblements de terre éloignés, en utilisant l'analyse d'interférométrie – comparant les mesures du même signal à partir de deux stations différentes – et une analyse de phase de conversion – comparant l'onde P incidente et l'onde S convertie à la base des sédiments.
Cette analyse a glané des informations sur la structure souterraine de la vallée du lac de Salt, qui était autrefois le lit de l'ancien lac Bonneville qui couvrait le nord de l'Utah il y a 14 000 ans.
L'objectif n'était pas de prédire de forts tremblements de terre mais de prédire la gravité du mouvement du sol qu'ils pouvaient produire. L'équipe poursuivait également des questions académiques.
« Nous sommes intéressés à comprendre comment les forces tectoniques ou les mouvements tectoniques forment le bassin lui-même », a déclaré Lin. « Pourquoi il y a un bassin ici? Qu'est-ce qui contrôle la profondeur du bassin? »
L'analyse de l'équipe a conduit à une révision proposée du modèle de vitesse avant Wasatch. Bien que toujours conforme aux études antérieures, le nouveau modèle indique des bandes de sédiments plus épaisses à certains endroits que prévu précédemment. Les sédiments plus épais augmentent le risque sismique en intensifiant les tremblements de terre du sol pendant un tremblement de terre.
« Dans un bassin, les secousses sismiques sont amplifiées. Il est très important de comprendre l'épaisseur et la rigidité des sédiments pour mieux évaluer les tremblements potentiels. Les sédiments sont plus épais que ce qui ne le pensait, en particulier dans la zone fortement peuplée au sud de Salt Lake City », a déclaré Lin.
« Ainsi, nos résultats renforcent l'idée qu'un danger existe dans la vallée et que les tremblements pourraient être plus forts que prévu. De nombreuses maisons à Salt Lake sont des maçonneries non renforcées et pourraient être vulnérables dans un gros tremblement de terre. Les bâtiments doivent être renforcés et les gens doivent être préparés. »
De nombreux facteurs influencent l'intensité d'un tremblement de terre et le danger qu'il pose aux régions peuplées. Le mécanisme source du tremblement de terre, l'amplitude, la géométrie des défauts et la composition souterraine jouent tous un rôle. Les sédiments, en particulier, peuvent augmenter considérablement les niveaux de risque – amplifier le mouvement du sol et affaiblir l'intégrité structurelle, provoquant potentiellement de la liquéfaction.
« Si nous connaissons très bien la structure souterraine, nous pouvons prédire à quel point le mouvement du sol sera fort lorsque le grand tremblement de terre se produira », a déclaré Lin. « Et cela nous permettra de collaborer avec les ingénieurs pour déterminer quels bâtiments sont potentiellement dangereux lorsque le grand tremblement de terre sortira. »
