Caroline Chalumeau a fait sa thèse à Géoazur et travaille aujourd’hui à l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) en Allemagne. Avec des chercheurs du KIT et Audrey Galve, chercheuse à Géoazur, ils viennent de publier dans la revue Nature, une étude qui suggère que les grands séismes comme celui survenu début avril 2024 au large de Taïwan pourraient ne pas être une rupture unique, mais une série de ruptures dans un réseau de failles.
L'équipe a trouvé des preuves en utilisant un réseau particulièrement dense de sismomètres dans une zone de subduction comparable en Équateur, pour laquelle ils ont créé un modèle tridimensionnel de l'activité sismique à l'aide de l'intelligence artificielle (IA).
Partout où des plaques terrestres se rencontrent, des tensions apparaissent - en particulier le long des zones de subduction, où une plaque terrestre se glisse sous une autre. Si elles se détachent, des séismes extrêmement violents peuvent se produire. La ceinture de feu du Pacifique, qui s'étend en forme de fer à cheval de la côte ouest du continent américain jusqu'aux Philippines en passant par le Japon, est particulièrement touchée. C'est là que se produisent environ 90 % des tremblements de terre dans le monde et que de nombreuses mégapoles comme Tokyo ou Jakarta sont menacées.
Afin de mieux évaluer les effets de ces séismes sur l'homme et l'environnement, des chercheurs du KIT, du GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ), de l'Escuela Politécnica Nacional (EPN) à Quito ainsi que du Laboratoire Géoazur ont étudié de manière particulièrement détaillée l'activité sismique d'une zone de subduction en Équateur - avec des résultats surprenants pour eux : Ils ont trouvé des indices montrant que l'idée qui prévalait jusqu'à présent, selon laquelle la tension se dissipe lors d'un seul séisme important le long d'une seule surface de fracture, pourrait appartenir au passé. Ils pensent qu’il s’agit plutôt d'un réseau de failles dans lequel une série de fractures se décharge au sein d'un seul séisme".
Il n'existe pas une seule méga-faille
Alors que les études précédentes présentaient une large couverture spatiale et temporelle, les chercheurs ont pu, dans l'étude actuelle, déterminer une image détaillée de la sismicité à l'aide de méthodes d'IA et d'une densité de mesure plus élevée, ainsi que sur la base d'un modèle de vitesse tridimensionnel. L'équipe a étudié plus de 1 500 événements sismiques en Équateur entre le 12 mars 2022 et le 26 mai 2022. "Nous avons observé que la sismicité se produisait lors de tremblements de terre dans une région primaire - quasiment le séisme principal - et dans une région secondaire, c'est-à-dire les répliques", explique le Dr Caroline Chalumeau du GPI, auteur principal de l'étude. "Au sein de la région primaire, nous avons pu observer que la sismicité se produisait sur plusieurs niveaux de failles différents, souvent superposés. À certains endroits, des niveaux sismiques actifs parallèles se sont produits, alors qu'à d'autres endroits, il n'y en avait qu'un seul". Le parallélisme des séismes n'est pas lié à une profondeur spécifique.
L'analyse des séismes équatoriens a également fourni de nouvelles informations sur les répliques. "Nous avons constaté que les répliques se produisent d'abord à proximité de l'épicentre du séisme principal, puis se propagent progressivement dans d'autres directions", explique le Dr Caroline Chalumeau, qui en déduit que la propagation des répliques dans la région est principalement contrôlée par le glissement des plaques.
Les deux plaques terrestres sont représentées. Les séismes sont représentés par des sphères.
La taille indique la force, la couleur le moment du séisme. (Caroline Chalumeau, KIT)
Mieux comprendre les risques sismiques
« Cette découverte influencera la modélisation future des tremblements de terre, mais aussi des glissements asismiques, c'est-à-dire des mouvements de plaques sans tremblement de terre », explique le professeur Rietbrock. Une meilleure modélisation des séismes permettrait probablement aussi d'améliorer la prédiction des risques.
Ces travaux ont été réalisés dans le cadre de l‘ANR FLUID2SLIP (Structure lithosphérique et Circulation des fluides dans les zones de subduction: Impact sur le glissement)
Cette article est extrait d'un communiqué du KIT paru le 18 avril 2024 :
Presseinformation 032/2024
Verbessertes Verständnis von Erdbebenrisiken
https://www.kit.edu/kit/pi_2024_2024_032_verbessertes-verstaendnis-von-erdbebenrisiken.php
Publication originale
Dr Caroline Chalumeau, Dr Hans Argurto-Detzel, Prof. Andreas Rietbrock, Dr Michael Frietsch, Prof. Onno Oncken, Dr Monica Segovia, Dr Audrey Galve : Seismological evidence for a multifault network at the subduction interface. Nature, 2024. DOI : 10.1038/s41586-024-07245-y
Contact KIT :
Caroline Chalumeau
caroline.chalumeau@kit.edu
Contact Géoazur (UniCA-OCA-CNRS-IRD) :
Audrey Galve
galve@geoazur.unice.fr
