Les scientifiques ont découvert une pièce clé du puzzle derrière les « tremblements de terre lents » inhabituels se produisant au large de la côte est de l'île du Nord de la Nouvelle-Zélande.
Une nouvelle étude internationale, publiée dans Avancées scientifiquesIdentifie les structures de faille cachées appelées systèmes de défaut polygonaux (PFSS) comme une influence majeure sur le comportement de la zone de subduction du nord de Hikurangi.
Ces caractéristiques géologiques peu profondes, trouvées dans les sédiments entrant dans la zone de subduction, semblent jouer un rôle essentiel dans l'endroit où et comment les tremblements de terre à glissement lents se produisent.
« Cette découverte aide à expliquer pourquoi les tremblements de terre lents se produisent là où ils le font », explique le Dr Philip Barnes, géologue marin chez Earth Sciences New Zealand (anciennement Niwa) et co-auteur de l'étude.
« Cela montre également que ces événements peuvent être influencés par la réactivation des anciennes structures de faille qui se sont formées beaucoup plus près de la surface que les profondeurs actuelles de la zone de subduction. »
Dans la zone de subduction de Hikurangi, l'assiette du Pacifique plonge sous l'assiette australienne. Alors que la section sud de cette zone reste verrouillée et capable de produire des tremblements de terre massifs sur la magnitude 8, la partie nord se comporte différemment. Il produit régulièrement des événements de glissement lent, des mouvements qui se déroulent sur des jours à des mois, libérant un stress tectonique sans tremblement soudain.
« Les événements de glissement lent ne provoquent pas de violents secousses, mais ils peuvent augmenter le stress sur les défauts à proximité et peuvent déclencher des tremblements de terre plus dommageables. La compréhension de ce qui les contrôle est vital pour améliorer les avertissements des tremblements de terre et du tsunami. »
L'étude internationale a été une collaboration entre des chercheurs de Chine, des États-Unis et des sciences de la Terre Nouvelle-Zélande, en utilisant les données du programme international de découverte des océans et de l'enquête sismique NZ3D à haute résolution réalisée sur Gisborne.
En utilisant l'imagerie sismique 3D haute résolution, les données de forage en haute mer du programme international de découverte des océans et la modélisation informatique avancée, l'équipe de recherche a pu cartographier les PFS dans des détails sans précédent et évaluer leur rôle dans la zone de subduction.
« Ces défauts se forment sur des millions d'années pendant la sédimentation, bien avant et initialement loin de la zone de subduction. Mais comme le fond marin est traîné dans la zone de subduction pendant la convergence des plaques tectoniques, ils peuvent être réactivés et évoluer dans les défauts majeurs. Notre analyse montre également qu'elles fournissent des voies importantes pour les liquides, qui jouent un rôle majeur dans les défauts. ».
Cette connexion entre la structure des défauts et la migration des fluides offre de nouveaux aperçus sur l'un des processus clés censés déclencher des tremblements de terre lents.
L'étude confirme également que ces systèmes de défaut créent une structure complexe et variable le long de la mégathrust, qui peut influencer les modèles de contrainte et la distribution des déformations.
« Jusqu'à présent, nous n'avons pas la résolution d'imagerie pour relier ces fonctionnalités directement au comportement à glissement lent », explique le Dr Barnes. « Cette étude change cela et nous donne un nouvel objectif pour mieux comprendre la dynamique des zones de subduction. »
Alors que les scientifiques ont d'abord identifié le type de faute du type PFS dans les zones de subduction il y a 20 ans au large de la côte sud-ouest du Japon, ils n'ont pas pu déterminer comment ces structures complexes ont influencé la subduction et le glissement sismique, a déclaré l'auteur principal Maomao Wang, géologue marin à l'Université Hohai en Chine.
« Ce n'est que lorsque nous avons analysé ces belles images sismiques 3D que nous avons confirmé leur présence répandue le long de la marge de Hikurangi de la Nouvelle-Zélande, révélant leur rôle potentiel dans la formation des tremblements de terre lents. »
Les résultats peuvent également avoir des implications au-delà de la Nouvelle-Zélande. « Des systèmes de failles similaires ont été observés dans les zones de subduction du monde entier, y compris le nankai au japonais.
« Il s'agit d'un pas en avant majeur dans la compréhension des processus géologiques qui se produisent sous nos côtes », explique le Dr Barnes.
« Avec de meilleurs modèles et de meilleures données, nous sommes maintenant dans une position plus forte pour évaluer les risques et améliorer la résilience à travers la Nouvelle-Zélande. »
