Un morceau de plaque tectonique générant un tremblement de terre a été découvert sous le nord de la Californie. Il est attaché au bas de la plaque nord-américaine comme du chewing-gum collé à une chaussure.
Grâce à de nombreux tremblements de terre minuscules et presque imperceptibles qui peuvent aider à révéler des failles complexes sous la surface de la Terre, les chercheurs ont identifié ce danger jusqu'alors caché. La plaque pourrait avoir été à l'origine du séisme de Mendocino de magnitude 7,2 en 1992, rapportent les chercheurs le 15 janvier. Science.
Sous la beauté paisible de la Lost Coast de Californie du Nord se cache un fouillis géologique complexe et agité, l'une des régions tectoniques les plus actives des États-Unis. C'est là que la faille de San Andreas rencontre la zone de subduction de Cascadia. Trois sections de la croûte terrestre se rencontrent dans cette région, un choc de titans connu sous le nom de triple jonction Mendocino : la plaque nord-américaine et la plaque Pacifique s'écrasent latéralement, tandis que la plus petite plaque Gorda plonge sous la dalle nord-américaine.
En 1992, un tremblement de terre de magnitude 7,2 a secoué la région du Cap Mendocino, endommageant des bâtiments et des routes et déclenchant des glissements de terrain et un petit tsunami. Étonnamment pour un séisme d’une telle ampleur, l’épicentre s’est avéré se trouver à seulement 10 kilomètres de profondeur, ce qui a laissé les scientifiques perplexes ; on savait que la dalle subductrice de la plaque Gorda était au moins deux fois plus profonde.
Certains ont proposé l’existence d’un « espace de dalle », un espace peu profond formé par le frottement d’une plaque en entraînant une autre, avec du magma du manteau jaillissant dans cette fenêtre et générant des tremblements de terre. Mais une autre possibilité était qu’il y ait autre chose là-bas : un fragment de plaque tectonique.
La plaque Gorda en déclin est en fait l’un des derniers vestiges de l’ancienne plaque Farallon. La majeure partie est descendue dans le manteau, mais un fragment aurait pu être piégé lors de la subduction et collé sur la plaque nord-américaine sus-jacente lors de son passage. Et maintenant, ce fragment peut être traîné sous la plaque.
Comment voir ce fragment caché était le problème – il n'est pas vraiment visible depuis la surface, disent David Shelly, géophysicien de l'US Geological Survey, basé à Golden, Colorado, et ses collègues. L'équipe a décidé de visualiser la tectonique complexe de la région à l'aide d'essaims de minuscules tremblements de terre. Ces séismes sont imperceptibles pour l'homme mais détectables par les sismomètres ; ils se reproduisent rapidement, formant un signal sismique de longue durée appelé tremblement. En « empilant » les occurrences abondantes de ces événements, les chercheurs peuvent déterminer une profondeur et un emplacement plus précis pour chacun, délimitant finalement les lignes de faille et d’autres caractéristiques souterraines.
L’équipe a zoomé sur une région de tremblement près du bord sud de la plaque Gorda en subduction. Les minuscules tremblements de terre, ont-ils découvert, ont été générés par un morceau de croûte se déplaçant latéralement, situé à environ 10 kilomètres sous la surface. Selon l’équipe, cela indique un fragment de plaque distinct, moins profond que la dalle subductrice. Ils l'ont surnommé le fragment Pioneer.
En identifiant ce fragment caché, l’équipe a également découvert une limite de plaque enfouie, une ligne de faille presque horizontale entre le fragment Pioneer et la plaque nord-américaine sus-jacente qui peut être une source de tremblements de terre forts mais peu profonds – comme le séisme de Cape Mendocino en 1992.
Cela signifierait que la triple jonction est plutôt une quadruple jonction – mais en fait, il y a un cinquième morceau de plaque tectonique caché sous la surface, disent les chercheurs. Sous l'extrémité sud de la zone de subduction de Cascadia se trouve un autre fragment de croûte enfoui, un morceau de la plaque nord-américaine qui s'est détaché de la plaque principale et qui est maintenant entraîné vers le manteau par la plaque Gorda en train de couler.
Faire la lumière sur le sous-sol de cette région permet d'identifier et de se préparer à des risques sismiques jusqu'alors inconnus, explique Matthew Herman, géophysicien à l'Université d'État de Californie à Bakersfield, qui ne faisait pas partie de la nouvelle étude.
« Nous considérons souvent les régions à triple jonction comme une simple intersection de trois styles de limites de plaques simples », explique Herman. Cette étude « fait partie d’un nombre croissant de recherches montrant que nous ne pouvons pas comprendre le tableau complet » sans comprendre comment la subduction de Cascadia interagit avec le système de faille de San Andreas. « Ce fragment de Pioneer… peut présenter un type de risque sismique nettement différent de celui auquel nous nous attendons. »
