Lorsqu'une dalle glisse sous une plaque dominante dans une zone de subduction, la dalle acquiert une propriété appelée anisotropie, ce qui signifie que sa résistance n'est pas la même dans toutes les directions. L'anisotropie est ce qui fait qu'une planche de bois se brise plus facilement dans le sens du fil que dans d'autres directions. Dans la roche, l'alignement de minéraux tels que l'argile, la serpentine et l'olivine peut conduire à une anisotropie. Les poches d'eau dans la roche peuvent également provoquer et accroître l'anisotropie, car une déshydratation et une réhydratation répétées se produisent généralement en profondeur dans une dalle en subduction.
Il est bien connu qu’un séisme génère à la fois une onde de compression et une onde de cisaillement. Si l’onde de cisaillement traverse une roche anisotrope, elle peut se diviser en une onde de cisaillement plus rapide et une onde plus lente avec des polarisations différentes.
Bien que les sismologues mesurent régulièrement la division des ondes de cisaillement dans les zones de subduction en analysant les données de forme d'onde sismique enregistrées, il est difficile de déterminer où se produit la division le long du trajet de propagation des ondes.
Dans le passé, les chercheurs ont étudié la circulation à l’intérieur de la Terre pour trouver des réponses, en particulier dans la région du coin du manteau au-dessus et au-dessous de la dalle. Cependant, Sharmila Appini et ses collègues suggèrent une explication différente : contrairement à la sagesse populaire, c'est la dalle descendante qui provoque la majeure partie de la division des ondes de cisaillement. Leurs conclusions sont publiées dans la revue Lettres de recherche géophysique.
Les chercheurs ont testé leur théorie en utilisant des enregistrements de 2 567 ondes de cisaillement provenant de la zone de subduction Alaska-Aléoutiennes. Ils ont constaté que la façon dont les ondes se divisent lorsqu'elles se propagent à travers la dalle variait selon l'emplacement du séisme et que ces variations étaient cohérentes avec l'anisotropie observée dans la dalle plongeante. Ils ont également utilisé un modèle avancé pour prédire que le modèle de division différera en fonction de la direction d’où provient l’onde de cisaillement, ce qui a été vérifié par l’observation des données. Auparavant, les scientifiques pensaient que la variation des schémas de division était due à des flux complexes dans le manteau.
De plus, une dalle anisotrope inclinée explique également pourquoi les tremblements de terre profonds à l’intérieur d’une dalle présentent des diagrammes de rayonnement d’ondes sismiques inhabituels. D'autres découvertes récentes suggèrent également que la composition des plaques subductrices provoque une anisotropie, écrivent les auteurs.
Si la dalle contient la majeure partie de l'anisotropie, au lieu du coin du manteau ou de la sous-dalle, cette découverte a des conséquences considérables qui pourraient fondamentalement changer les idées établies sur le fonctionnement de la dynamique du manteau et la façon dont la roche se déforme, suggèrent les auteurs.
Selon les auteurs, ces résultats renforcent la plausibilité selon laquelle l'anisotropie des dalles est une composante peu étudiée de la sismologie et de la géodynamique.
