in

« Une surprise totale » – Les géologues découvrent une nouvelle origine de la faille mortelle de Seattle

SciTechDaily

La zone de faille de Seattle, un réseau de failles peu profondes menaçant la région de Puget Sound, a une nouvelle histoire d’origine basée sur une étude publiée dans Tectonics qui suggère sa formation il y a environ 55 millions d’années en raison d’une déformation tectonique. Cette étude, révélant les interactions entre les anciennes îles volcaniques et la plaque nord-américaine, vise à améliorer la modélisation des risques pour cette zone densément peuplée.

Des preuves magnétiques indiquent que la dangereuse zone de faille de Seattle pourrait provenir de la division du continent en deux il y a plus de 50 millions d’années, offrant une nouvelle explication potentielle pour la formation de la faille.

La zone de faille de Seattle se compose d’une série de failles peu profondes traversant les basses terres de Puget Sound, posant un risque de tremblements de terre destructeurs pour les plus de quatre millions d’habitants de la région. Une étude récente offre une nouvelle perspective sur la formation initiale du système de failles, visant à améliorer la prévision et la compréhension des dangers potentiels pour cette zone densément peuplée. L’étude a été publiée dans Tectoniquele journal de l’AGU pour la recherche explorant l’évolution, la structure et le changement de la croûte terrestre et du manteau supérieur.

La faille de Seattle est active aujourd’hui en raison des forces exercées sur la région par la déformation tectonique continue à l’ouest et au sud, mais cela n’a pas toujours été le cas. Washington à l’Éocène était différent d’aujourd’hui, avec un littoral bien à l’est de l’endroit où se trouve Seattle aujourd’hui et une chaîne d’îles volcaniques parsemant l’horizon au large.

L’étude suggère qu’il y a environ 55 millions d’années, cette chaîne d’îles a été attirée vers le continent. Lorsqu’il pénétrait dans la plaque nord-américaine, une partie remontait sur la croûte tandis que le reste était aspiré en dessous. Entre ces deux parties, la croûte aurait été fortement sollicitée et déchirée. Cette ancienne zone lacrymale a ouvert la voie géologique à la faille moderne de Seattle, affirment les auteurs de l’étude.

« C’était une surprise totale », a déclaré Megan Anderson, géophysicienne au Washington Geological Survey et auteur principal de l’étude. « Ce n’était pas quelque chose que nous recherchions à l’origine, mais nos résultats prédisent une faille ancienne majeure là où se trouve aujourd’hui la faille de Seattle. »

Faille de Seattle

La zone de faille moderne de Seattle traverse directement les basses terres densément peuplées de Puget, y compris Seattle et sa zone métropolitaine. Il y a cinquante millions d’années, le continent s’est déchiré en deux ici, ouvrant la voie géologique aux failles modernes, selon une nouvelle étude tectonique. Crédit : Commission géologique de Washington.

Un énorme mystère

Le nord-ouest du Pacifique se trouve juste à l’intérieur des terres de la zone de subduction de Cascadia, où une croûte océanique dense est attirée sous le continent. En 1700, une rupture d’environ 1 000 kilomètres (620 milles) de la zone de subduction a créé un séisme massif d’une magnitude de 8,7 à 9,2 ; de plus petits tremblements de terre ont secoué la région tout au long des années 1900 et, plus récemment, lors du tremblement de terre de Nisqually en 2001. La faille de Seattle s’est rompue notamment en 923-924 après JC, sur la base des traditions orales autochtones locales et des preuves géologiques le long du littoral de Puget Sound.

Malgré l’activité sismique de la région, les scientifiques n’ont commencé à étudier sérieusement la zone de faille de Seattle que dans les années 1990.

« Il y a beaucoup plus d’incertitude concernant la faille de Seattle que, par exemple, la faille de San Andreas », a déclaré Anderson. « La faille de Seattle pourrait générer quelque chose comme un séisme de magnitude 7,2, et nous voulons nous y préparer. Il y a encore beaucoup à apprendre pour que les ingénieurs géologues puissent réaliser de meilleures simulations des tremblements de terre et comprendre les risques potentiels pour nos communautés.

Les travaux antérieurs visant à déterminer la géométrie de la faille de Seattle en profondeur reposaient principalement sur des données sismiques, qui sont des ondes sonores traversant et réfléchies par les couches souterraines de roche. Les données ont révélé des failles et des structures géologiques que les sismologues et les géologues ont interprétées différemment. Ils savaient que la région abritait une zone de faille majeure, mais les scientifiques avaient proposé différentes façons dont les parties de la faille sont reliées, selon quelle profondeur elle s’étend et avec quelle inclinaison elle traverse le substrat rocheux.

Anderson et ses co-auteurs ont entrepris de tester les hypothèses existantes sur la géométrie de la zone de faille en cartographiant un substrat rocheux de plusieurs kilomètres de profondeur dans l’ouest de l’État de Washington et en dressant une image plus complète de la structure géologique de la région. La gravité et les champs magnétiques varient à la surface de la Terre en fonction de la densité et de la composition des roches. Anderson a donc compilé ces données pour l’ouest de l’État de Washington et les a associées à des données sismiques. Les chercheurs ont également collecté des échantillons de roches provenant de formations géologiques qui correspondent à différentes parties de l’ancien système de failles et de montagnes.

Anomalies magnétiques dans le Puget Sound

Les données magnétiques collectées par voie aérienne (couleurs de fond) de l’ouest de l’État de Washington révèlent que les failles (lignes noires) de chaque côté de la faille moderne de Seattle sont orientées dans des directions différentes, ce qui suggère une déconnexion significative entre le nord et le sud. Une déchirure massive entre le matériau subductant et obducteur (coulant et accumulant) aurait pu se former à partir de la déformation, affirment les auteurs d’une nouvelle étude Tectonics. Crédit : modifié à partir d’Anderson et al./Tectonics

Les chercheurs ont utilisé des modèles informatiques pour voir quelles hypothèses, le cas échéant, correspondaient aux données gravitationnelles, magnétiques et sismiques. Les données gravitationnelles n’ont pas montré de modèle complexe, mais les données magnétiques ont révélé une donnée sismique secrète clé manquée : au plus profond de la croûte, le substrat rocheux alterne constamment entre être plus et moins magnétique, suggérant des couches inclinées de type de roche changeant. Et dans la vue cartographique, les entités de chaque côté de la zone de faille de Seattle s’éloignent les unes des autres ; au nord de la zone de faille de Seattle, les structures sont orientées nord-nord-ouest, tandis qu’au sud, elles sont orientées nord-nord-est.

Ces orientations bancales ont fait réfléchir Anderson ; ils faisaient allusion à une ancienne chaîne de montagnes, mais pour vérifier cela, Anderson devait faire correspondre les données de la carte avec des roches plus profondes. Pour relier la vue cartographique à la géologie connue et plus profonde du substrat rocheux, Anderson a modélisé un profil vertical de roches souterraines et a découvert que certaines de ces structures plongent également dans différentes orientations sous terre.

« Ce sont toutes des orientations très différentes », a déclaré Anderson. « C’est très difficile à faire à moins qu’il n’y ait un endroit où les structures se déconnectent les unes des autres puis redémarrent. »

Anderson était tombé sur une nouvelle explication possible des débuts de l’histoire de la zone de faille de Seattle et de la raison pour laquelle elle est réactivée aujourd’hui.

Une déchirure dans le continuum crustal

Les données suggèrent qu’il y a environ 55 millions d’années, lorsque la zone de subduction a entraîné une chaîne d’îles océaniques, la moitié nord de la chaîne d’îles a été subductée, mais la moitié sud a été ajoutée au sommet de la croûte, ou obductée. En quelques millions d’années, au fur et à mesure que les îles ont été enlevées, elles se sont effondrées en une ceinture de montagnes plissées et poussées avec une topographie similaire à celle des montagnes Blue Ridge des Appalaches aujourd’hui.

La zone dans laquelle les îles sont passées de la subduction à l’accrétion aurait été soumise à des tensions incroyables et aurait été déchirée.

« Cela aurait été cette déchirure lente et continue, presque comme si la croûte se décomposait d’elle-même », a déclaré Anderson. « Au fur et à mesure que cela progressait, la faille lacrymale devenait de plus en plus longue. »

Et cette région « déchirée » chevauche parfaitement la zone de faille moderne de Seattle.

Les déchirures intenses auraient dû cesser une fois les îles écrasées dans le continent, mais le mal était fait. La zone de déchirure intense a créé une croûte fragmentée et affaiblie, ouvrant la voie à la zone de faille moderne de Seattle.

En plus d’offrir une explication possible de l’existence de la zone de faille, les résultats de l’étude sur la géométrie des failles et des structures géologiques les plus anciennes de Washington fournissent des détails précieux sur le substrat rocheux sous et dans le bassin de Seattle. Ce bassin est rempli de kilomètres de roches sédimentaires plus meubles qui rendent les secousses sismiques plus fortes, et les nouvelles données peuvent aider les scientifiques à élaborer des modèles plus précis des futures secousses du sol dans la région.

Anderson est ravie d’utiliser ses découvertes pour étudier ensuite les failles actives de l’ouest de l’État de Washington.

« Cette histoire tectonique enfouie était tellement amusante à découvrir, et elle fournira désormais une excellente base pour revenir à nos questions initiales sur la géométrie des failles actives pour la faille de Seattle et d’autres failles dans l’ouest de Washington », a déclaré Anderson.

SciTechDaily

Déchiffrer le code radio de la Lune : la mission révolutionnaire ROLSES de la NASA

SciTechDaily

Comment les poissons clowns utilisent les mathématiques pour survivre et prospérer