Les séismes lents peuvent déclencher des secousses puissantes

Les séismes lents peuvent déclencher des secousses dans les zones de subduction

Dans les zones de subduction, où une plaque tectonique plonge sous une autre, des glissements lents et imperceptibles appelés « séismes lents » peuvent déclencher un peu plus loin des secousses puissantes. C’est ce que viennent de montrer des chercheurs du CNRS, de l’Université Grenoble Alpes et de l’IRD, en collaboration avec des collègues de l’université de Mexico (Mexique). Leur étude est publiée le 3 octobre 2016 dans la revue Nature Geoscience.

NB: voir le cours sur la tectonique des plaques

Les séismes lents ont été découverts il y a une vingtaine d’années

Les séismes lents sont des glissements imperceptibles qui durent quelques semaines à quelques mois, ne génèrent pas d’ondes sismiques et ne provoquent pas de dégâts.
Pourtant, ils peuvent libérer autant d’énergie qu’un séisme de magnitude 7,5. Comprendre ces glissements lents et leurs relations avec les séismes ordinaires est donc fondamental pour mieux évaluer le risque sismique. Or, pour la première fois, des chercheurs viennent de démontrer qu’un séisme lent peut déclencher un séisme classique. Les chercheurs de l’Institut des sciences de la Terre (CNRS/Université Grenoble Alpes/IRD/Université Savoie Mont Blanc/IFSTTAR)1, avec des collègues de l’université de Mexico, ont montré que le séisme de magnitude 7,3 qui s’est produit à Papanoa le 18 avril 2014 était la conséquence d’un glissement lent initié deux mois plus tôt dans la région d’Acapulco (État mexicain de Guerrero).
séismes subduction

© Nathalie Cotte / CNRS. Séismes:Une station GPS permanente au cœur de la lacune sismique de Guerrero, surplombant la baie d’Acapulco (ACAP).

 

 

 

Les géophysiciens auteurs de la découverte travaillent depuis de nombreuses années dans cette zone côtière, où la plaque océanique des îles Cocos passe sous la plaque nord-américaine.

Plaques tectoniques

Voir le communiqué de presse du CNRS:cp_seismes_lents_web
séismes

@Nathalie Cotte / CNRS.
Une station GPS permanente, sur le toit de l’école de Papanoa, lieu de l’épicentre du séisme d’avril 2014 (station PAPA).

Pour en savoir plus : Connaissez-vous les séismes lents ? un article de CNRS le Journal paru le 7 avril 2016.
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l’érosion et la sédimentation pourraient engendrer des séismes

l’érosion et la sédimentation pourraient engendrer des séismes …

séismes

Connaître et mesurer l’aléa  sismique est l’un des défis majeurs des sciences de la Terre.

La tectonique des plaques est  généralement  considérée comme le seul mécanisme modifiant l’activité des failles ( augmentation des contraintes à l’origine des séismes) …

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L’érosion pourrait provoquer des séismes

« Les processus de surface, c’est-à-dire l’érosion et la sédimentation, pourraient déclencher des séismes superficiels (inférieurs à cinq kilomètres de profondeur) et favoriser la propagation de grands séismes profonds jusqu’à la surface.

C’est ce que viennent de démontrer des chercheurs des laboratoires de Montpellier (CNRS/Université de Montpellier 2) et de l’Institut de physique du globe de Paris (CNRS/IPGP/Université Paris Diderot) en collaboration avec un scientifique taiwanais. Alors que la tectonique des plaques était généralement considérée comme le seul mécanisme capable d’influencer durablement l’activité des failles, les processus de surface augmenteraient aussi les contraintes que subissent les failles actives, comme celles situées à Taïwan, une des zones les plus sismiques au monde. Ces travaux sont publiés dans Nature Communications le 21 novembre 2014.

Au cours des dernières décennies, de nombreux travaux se sont intéressés à l’évolution des paysages des chaînes de montagne aux échelles de temps géologiques (1 à 100 millions d’années). Objectif : mieux comprendre la dynamique et les relations entre les processus d’érosion, de sédimentation ou de déformation tectonique. Des travaux récents ont démontré que la surface de la Terre pouvait changer très fortement en seulement quelques jours, mois ou années, par exemple lors d’évènements extrêmes comme les typhons ou les séismes de fortes magnitudes. Ces évènements génèrent de nombreux glissements de terrain et un transport sédimentaire accru dans les rivières, comme ce fut le cas en 2009 lors du passage à Taïwan du typhon Morakot qui a entrainé une érosion brutale des paysages. Ces changements rapides de la forme de la surface de la Terre modifient l’équilibre des forces en profondeur à l’emplacement des failles actives. « Télécharger le communiqué du CNRS :érosion

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Mieux comprendre la phase préparatoire d’un séisme en milieu océanique

 Une meilleure compréhension des phases préparatoires des  séismes en milieu océanique

séisme

Publiée le 14 septembre dernier dans Nature Geoscience, l’étude menée par des chercheurs de plusieurs instituts, en particulier l’Ifremer, le CNRS et l’IFSTTAR, propose pour la première fois un modèle physique permettant d’expliquer la phase préparatoire d’un séisme en milieu océanique.

Des travaux d’autant plus novateurs qu’ils reposent sur des mesures quantitatives, permettant d’établir l’existence d’une relation entre les précurseurs observés et le choc principal d’un séisme. Une piste prometteuse qui devrait orienter les futures recherches sur les signaux détectables.

 » Un modèle lié aux spécificités du domaine marin
Les données utilisées pour élaborer le modèle proposé dans l’article sont issues
d’observatoires sous-marins3 déployés dans des zones de fracture du Pacifique Nord-Est.
Les scientifiques ont pu montrer que les propriétés des fluides circulant dans les zones de faille sous-marines changent avec le temps, au cours de ce que l’on appelle le « cycle
sismique ». Ce terme décrit le cycle suivant lequel les contraintes s’accumulent le long
d’un plan de faille, jusqu’à dépasser le point de rupture ; lorsque le séisme se produit, les
contraintes se relâchent puis s’accumulent de nouveau, jusqu’au prochain séisme, etc.
Du fait de leur proximité avec les dorsales océaniques, les fluides qui circulent dans les
failles sont soumis à une forte pression et à une forte température. Ils peuvent ainsi
atteindre un état de la matière dit supercritique. Les propriétés physiques d’un fluide
supercritique (densité, viscosité, diffusivité) sont intermédiaires entre celles des liquides
et celles des gaz.
La compressibilité du fluide supercritique varie fortement avec la pression, ce
qui, selon l’analyse des auteurs, peut être la cause du déclenchement du
séisme, après une courte période de secousses prémonitoires.
Les précurseurs sismiques
Les précurseurs sismiques sont les signaux avant-coureurs précédant un séisme. De
nombreux signaux sont étudiés par la communauté scientifique, de natures très variées :
signaux associés aux mouvements du sol, signaux sismiques, signaux liés au
comportement des gaz, des fluides, ou encore signaux électriques, thermiques,
comportement animal, etc.
Il paraît évident qu’un phénomène de l’ampleur d’un tremblement de terre, libérant une
énergie considérable, a une phase préparatoire. Le problème ne réside cependant pas
dans l’absence de signes précurseurs (les observations « après coup » sont nombreuses)
mais dans la capacité à les détecter avant le choc principal.
Les résultats obtenus pourraient permettre d’orienter les futures recherches vers la
détection de signaux précurseurs avec, à terme, des applications possibles dans la
prévision sismique. Les fluides supercritiques nécessitent des conditions bien
particulières, mais on les rencontre également à terre dans des zones volcaniques et
hydrothermales, comme en Islande.
Détail du modèle
Sous l’effet de forces tectoniques, deux phénomènes antagonistes sont usuellement en
jeu au voisinage des failles coulissantes. Le premier est l’augmentation des forces de
cisaillement tendant à fracturer les roches et à affaiblir la résistance de la zone de
coulissage. Le second est la baisse de pression du fluide contenu dans le massif rocheux, résultant de l’accroissement du volume de vide entre les roches. Cela va agir comme un effet « ventouse » stabilisateur, venant contrecarrer la perte de résistance du massif rocheux. Cet effet de stabilisation retarde le déclenchement des séismes.
L’efficacité du mécanisme est toutefois fortement liée à la compressibilité du fluide.
Elle est maximale en présence de fluides à l’état liquide, dont la faible compressibilité
génère une forte diminution de pression en réponse à de petites augmentations du
volume offert au fluide. A l’inverse, pour les fluides de type gazeux, à forte
compressibilité, l’effet ventouse est quasi-nul.
Dans le cas où se produit, en cours de coulissage de faille, un changement d’état « liquide
– gaz » du fluide, le mécanisme de baisse de pression jusque là auto-stabilisateur va
s’évanouir rapidement jusqu’à permettre le déclenchement d’une secousse majeure.
Les quelques jours au cours desquels la transition s’opère seraient marqués par de
multiples manifestations, dont de nombreuses secousses de faibles amplitudes. » source CNRS

Télécharger le communiqué de presse du CNRS :Séismes en milieu océanique

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07/04/2014 :Séisme dans le sud est de la France

Un séisme de magnitude 4,9 s’est produit dans le sud est de la France, son épicentre se situe dans les Alpes-de-Haute-Provence.

sans titre3

Informations générales

Date : 07/04/2014
Heure locale (Europe/Paris) : 21:26:59
Heure UTC : 19:26:59
Latitude : 44.52°
Longitude : 6.73°
Profondeur : 8 km
Magnitude : 4.9 MLv

source RéNaSS

Le Réseau National de Surveillance Sismique (RéNaSS) est une fédération de réseaux placés sous la responsabilité des différents Observatoires des Sciences de l’Univers (OSU) et Universités partenaires. Le RéNaSS est un volet du Service National d’Observation en Sismologie.

Le réseau de détection sismique de l’observatoire de Grenoble (réseau Sismalp) a enregistré, le lundi 7 avril 2014 à 21 h 27 (heure locale) un séisme de magnitude 4,8 dont l’épicentre était situé entre La Condamine (Alpes-de-Haute-Provence) et Crévoux (Hautes-Alpes); voir le document concernant ce séisme ci dessous

sqismalp

14040701

source sismalp

carte070414Analyse faite le 8 avril 2014.  «  La carte ci-contre montre en blanc la sismicité instrumentale des années 2003–2004, avec l’« essaim de séismes » de La Condamine ; en rouge : séismes 2012–2014 ; en rouge cerclé de blanc : l’épicentre du séisme de magnitude 4,3 du 26 février 2012 ; en noir : les vingt séismes les plus récents. La taille des symboles est directement proportionnelle à la magnitude. Les triangles bleus sont les deux stations sismologiques les plus proches.

Le séisme de magnitude 4,8 du 7 avril 2014 au soir avait son foyer (44°29,6’N – 6°39,8’E – 8,5 km de profondeur par rapport au niveau de la mer) situé au même endroit que le séisme de magnitude 4,3 du 26 février 2012 (44°29,7’N – 6°39,7’E – 8,8 km de profondeur).

En moyenne, c’est tous les 15 à 20 ans qu’un séisme atteint la magnitude 4,8 dans le grand quart sud-est de la France. En raison de sa magnitude, le séisme de cette nuit risque de générer des répliques et de réactiver les essaims actuels et passés. De nombreuses répliques se sont effectivement produites et continuent à se produire à l’heure où ce texte est rédigé. La plus forte (M=2,2) a eu lieu à 2 h 25 ce matin. Ces répliques, jointes à une éventuelle activité de type essaim, vont se poursuivre pendant plusieurs semaines ou plusieurs mois. On ne peut exclure l’occurrence de répliques de magnitude 3, voire 4. » source sismalp 

Les données de ce séisme sont visibles sur USGS

Concernant les séismes, la région méditerranéenne est active en raison de la convergence vers le nord (4-10 mm / an) de la plaque africaine par rapport à la plaque eurasiatique le long d’une frontière de plaques complexe. Voir le cours sur la tectonique des plaques

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