Lorsque Julian Lozos a visité le site des tremblements de terre Ridgecrest 2019 deux jours après l'événement, il a remarqué quelque chose d'étrange. Les roches de galet à la taille d'un rocher avaient clairement été déplacées par les tremblements de terre, mais il n'y avait aucun signe de traînée ou de cisaillement sur le sol du désert.
Il n'était pas le seul à observer ce phénomène à Ridgecrest et à d'autres endroits où les défauts ont une géométrie de pas de passel similaire, dans laquelle les défauts sont compensés par une « étape » ou un écart entre eux. Mais maintenant, Lozos, sismologue à la California State University, Northridge et ses collègues ont une explication de la façon dont ces roches auraient pu être jetées de leurs lieux de repos d'origine.
Lors de la réunion annuelle de l'Amérique de la Society de l'Amérique, Lozos a présenté des preuves que la rupture du tremblement de terre dans cette géométrie de Stepover peut provoquer une forte accélération du sol très localisée, plus forte que la force de la gravité.
« Vous verrez un trou dans le sol en forme de roche, puis le rocher est à côté, mais il n'y a pas de marque de traînée entre le trou et le rocher », a expliqué Lozos.
La secousse extrêmement forte dans la zone de stepover et moins d'un kilomètre de chaque côté de la faille est suffisante pour lancer des rochers, ont-ils conclu.
Certains tremblements de terre provoquent une accélération du sol encore plus forte. Un tremblement de pointe au sol lors du tremblement de terre de Northridge, en Californie en 1994, a atteint environ 1,8 fois la force de la gravité, et plus du double de la force de la gravité lors du tremblement de terre de Christchurch en Nouvelle-Zélande en 2011.
Mais les tremblements pendant ces tremblements de terre ont été répartis sur une zone beaucoup plus grande par rapport aux secousses extrêmement localisées en passant par le pas de stepover, a noté Lozos.
Lorsque Lozos et Sinan Akçiz, professeur adjoint à la California State University, Fullerton a discuté de leurs observations de Ridgecrest, Akçiz a partagé qu'il avait vu un déplacement rocheux similaire dans une étape du tremblement de terre du maire-Cucapah d'El 2010.
Pour étudier le phénomène, Lozos et Akçiz ont créé des modèles d'une région de Stepover simple mais classique, où les défauts sont planaires et parallèles, chevauchant une certaine quantité le long de la frappe de défaut, et ayant une séparation perpendiculaire à la grève. Ils ont publié leurs résultats plus tôt cette année.
Des modèles de Stepover comme celui-ci ont été utilisés pour étudier la rupture dynamique, pour déterminer la probabilité qu'il puisse être un tremblement de terre entre les segments de défaut, Lozos a expliqué: « Mais personne ne regardait ce que cette géométrie faisait au mouvement du sol ».
« Nous voulions savoir s'il s'agit de la géométrie de la étape elle-même, si c'est la forme de la faille en soi et non les détails d'un tremblement de terre individuel qui a conduit à ce qui se passe avec le déplacement rocheux », a-t-il ajouté.
Les chercheurs ont également testé si les différences de vitesse de rupture pourraient affecter cette forte secousse localisée. Pour les ruptures supershear, qui se déplacent plus rapidement que la vitesse du son, l'accélération du sol la plus forte se produit au point le long de la faille où la rupture passe à la vitesse supershear. La géométrie de stepover n'a aucun effet, ont-ils trouvé.
Pour les ruptures plus lentes, la géométrie fait une différence. L'accélération du sol la plus forte se produit à la fin de la première faille.
Sur une faute avec une géométrie plus simple, l'accumulation de frottement ou de libération de stress sismique provoque finalement la rupture de la rupture « à court de vapeur » et s'affaiblit, a déclaré Lozos. Dans une étape, cependant, la fin d'un segment de défaut pourrait ne pas être la fin de la zone de faille qui a accumulé le stress sismique.
Dans ce cas, une rupture qui atteint la fin d'un segment de défaut « n'est pas à court d'énergie, elle manque de faute, donc l'effet est comme claquer très fort dans un mur », a-t-il déclaré.
L'étude suggère que les prévisions de mouvement du sol et les avertissements locaux des risques sismiques devraient expliquer le mouvement du sol beaucoup plus fort dans la zone la plus proche de la défaillance autour de la Stepover et d'autres types de géométries de défaut complexes, ont noté les chercheurs.
