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Chaîne de montagnes sous la mer : comment les monts sous-marins enfouis influencent les séismes et les glissements lents au Chili
Les monts sous-marins subduits, riches en matériaux volcanoclastiques altérés formant des argiles, favorisent un glissement asismique avec renforcement de la vitesse de glissement (Hacker et al., 2003 ; Volpe et al., 2024). Le chargement mécanique de la dorsale de Copiapó intensifie l’hydratation de la plaque et la libération de fluides par déshydratation minérale, ce qui modifie les propriétés des failles.Les zones hydratées sans monts sous-marins et les zones plus sèches avec monts sous-marins facilitent ensemble la mobilisation des fluides et l’apport d’argiles, influençant ainsi le comportement du glissement et l’arrêt des séismes. Le diagramme P-T (Behr & Bürgmann, 2021 ; Ji et al., 2019) montre les transitions métamorphiques liées à la déshydratation de la plaque, soulignant l’importance de modèles thermo-mécaniques pour mieux contraindre les profondeurs de libération des fluides.
Des recherches récentes révèlent que les montagnes sous-marines (monts sous-marins) entraînées en profondeur sous la surface terrestre le long des limites des plaques tectoniques influencent de manière significative la façon dont les failles glissent et produisent des séismes.
Cette étude se concentre sur la zone de subduction de la dorsale de Copiapó, au large des côtes du nord du Chili, où deux monts sous-marins enfouis, appelés A1 (peu profond) et A2 (plus profond), modifient le comportement des failles en interagissant avec les fluides piégés dans la croûte terrestre et le manteau. Ces fluides réduisent la contrainte normale sur les failles, les rendant plus susceptibles de glisser lentement et silencieusement, un processus connu sous le nom de glissement asismique ou d’événements de glissement lent (SSE, pour Slow Slip Events), plutôt que de provoquer des ruptures sismiques soudaines comme les tremblements de terre. Parallèlement, les effets mécaniques des monts sous-marins augmentent localement les contraintes, entraînant un mode de glissement complexe impliquant à la fois des glissements sismiques et asismiques.
À faible profondeur, près du mont A1, les roches riches en argile renforcent la faille et favorisent le glissement lent, tandis que les zones plus profondes autour du mont A2 montrent une circulation accrue des fluides et une plus grande fracturation, créant des conditions idéales pour des SSEs de longue durée.
Cette combinaison de structures géologiques et de fluides crée un environnement dynamique et hétérogène le long de la faille, contrôlant les lieux et les modes de glissement : parfois progressifs, parfois soudains.
Ces résultats suggèrent que la topographie subduite et la circulation des fluides gouvernent ensemble les schémas de séismes et de glissements lents, non seulement au Chili, mais probablement aussi dans de nombreuses autres zones de subduction à travers le monde.
Références :
- Münchmeyer, J., Molina-Ormazabal, D., Radiguet, M., Marsan, D., Baez, J.-C., Ortega-Culaciati, F., et al. (2025). Seismic swarms unveil the mechanisms driving shallow slow slip dynamics in the Copiapó ridge, Northern Chile. Geophysical Research Letters, 52, e2024GL113953.
- Saffer, D. M., & Marone, C. (2003). Comparison of smectite-and illite-rich gouge frictional properties : Application to the updip limit of the seismogenic zone along subduction megathrusts. Earth and Planetary Science Letters, 215(1–2), 219–235.
- Saffer, D. M., & Tobin, H. J. (2011). Hydrogeology and mechanics of subduction zone forearcs : Fluid flow and pore pressure. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 39(1), 157–186.
- Todd, E. K., Schwartz, S. Y., Mochizuki, K., Wallace, L. M., Sheehan, A. F., Webb, S. C., et al. (2018). Earthquakes and tremor linked to seamount subduction during shallow slow slip at the Hikurangi margin, New Zealand. Journal of Geophysical Research : Solid Earth, 123(8), 6769–6783.
- Volpe, G., Collettini, C., Taddeucci, J., Marone, C., & Pozzi, G. (2024). Frictional instabilities in clay illuminate the origin of slow earthquakes. Science Advances, 10(26), eadn0869.
- Gase, A. C., Bangs, N. L., Saffer, D. M., Han, S., Miller, P. K., Bell, R. E., et al. (2023). Subducting volcaniclastic-rich upper crust supplies fluids for shallow megathrust and slow slip. Science Advances, 9(33), eadh0150.
- Dascher-Cousineau, K., & Bürgmann, R. (2024). Global subduction slow slip events and associated earthquakes. Science Advances, 10(35), eado2191.
- Wallace, L., Kaneko, Y., Hreinsdóttir, S., Hamling, I., Peng, Z., Bartlow, N., et al. (2017). Large-scale dynamic triggering of shallow slow slip enhanced by overlying sedimentary wedge. Nature Geoscience, 10, 765–770.
Contact scientifique :
- Anne Socquet Chercheuse, ISTerre – Université Grenoble Alpes, France
- Diego Molina-Ormazabal Chercheur, CNES, France
- Mathilde Radiguet Chercheuse, ISTerre – Université Grenoble Alpes, France
- Jannes Münchmeyer Chercheur, DECODE Project, European Union
- Nicolas Hernandez-Soto Chercheur, ISTerre – Université Grenoble Alpes, France
- Adrien Vezinet Chercheur, ISTerre – Université Grenoble Alpes, France
- Lea Pousse-Beltran Chercheuse, ISTerre – Université Grenoble Alpes, France
- Catalina Castro Chercheuse, Universidad de Chile, Chili
- Marie-Pierre Doin Chercheuse, ISTerre – Université Grenoble Alpes, France
- Juan Carlos Baez Chercheur, ANID, Chili
- Marcos Moreno Chercheur, ANID, Chili
- Andres Tassara Chercheur, Universidad de Chile, Chili
- Philippe Durand Chercheur, ISTerre – Université Grenoble Alpes, France