Comprendre les grands séismes afin de les prévenir

Les chercheurs d’ISTerre, en collaboration avec l’Institut physique du globe de Paris et l’Ecole normale supérieure, ont observé qu’avant trois des plus grands séismes récents (dont le séisme géant du Japon de 2011), la plaque tectonique plongeante avait commencé à se déformer et à glisser en profondeur sous la future zone de rupture. Dans les trois cas (2011 : Magnitude 9, Tohoku - Japon ; 2010 : Magnitude 8.8, Maule - Chili ; 2014 : Magnitude 8.2, Iquique - Chili), ce glissement a débuté quelques semaines avant le séisme et a duré jusqu’au séisme.

Dans le cas du séisme du Japon, qui a eu lieu le 11 mars 2011, on voit ainsi que la plaque Pacifique a commencé à plonger sous le Nord-Est du Japon à partir du 13 janvier, soit près de deux mois plus tôt (cf. Figures 1 et 2 ci-dessous). La plaque a continué à glisser et à se déformer jusqu’à la rupture catastrophique du séisme le 11 mars. La taille de la zone qui a glissé avant le séisme est considérable (environ 200km).

– Référence : Bouchon M., Marsan D., Durand V., Campillo M., Perfettini H., Madariaga R. and Gardonio B., Potential slab deformation and plunge prior to the Tohoku, Iquique and Maule earthquakes, Nature Geoscience, doi : 10.1038/NGEO2701, 2016

Figure 1
(a) Evolutions comparées de l’activité sismique profonde (>80km, bleu) dans le slab et de l’activité superficielle (<40km, rouge) près de l’épicentre avant le séisme de Tohoku. Les 2 activités augmentent simultanément à partir du 13 janvier et vont rester anormalement élevées jusqu’au 11 mars, date du séisme.
(b) Temps d’occurrence des plus gros événements profonds (bleu) et superficiels (rouge) pendant les 100 jours précédents le séisme. Les deux premières crises de précurseurs (15 et 21-22 février) ont lieu les mêmes jours que les événements profonds les plus forts.

 

Figure 2
Plongement de la plaque Pacifique sous le Nord-Est du Japon avant le séisme de Tohoku, imagé par l’augmentation de l’activité sismique profonde dans le slab entre le 13 janvier (début des précurseurs) et le 11 mars (date du séisme/tsunami). L’épicentre du séisme est l’étoile noire, et les cercles sont les petits séismes profonds (>80km) dans le slab. La couleur de ces cercles est jaune quand le nombre d’événements sismiques dans la zone n’a pas changé significativement par rapport à ce qu’il était avant cette période, et rouge dans les zones où cette activité a augmenté de plus de 50% dans les 2 mois qui précédent le séisme. La partie foncée de l’océan marque la fosse, où la plaque Pacifique commence sa subduction vers le Nord-Est.