fiche conf - Géosciences Montpellier

Les Conférences
Montpellier
"Planète Terre"
IUFM jeudi 3 avril 18h30
Les "Très Gros" SEISMES
(Sumatra...) Quels enseignements pour le futur
Serge LALLEMAND est géodynamicien
spécialiste des zones de subduction océanique
Directeur de Recherche au CNRS au laboratoire Géosciences Montpellier.
L
es scientifiques scrutent dans le moindre détail les zones
de subduction à l’origine des séismes les plus destructeurs.
Celui de Sumatra en décembre 2004, combiné à un gigantesque
tsunami, a coûté la vie à 220 000 personnes. Il faut savoir que plus
de 90% de l’énergie sismique est dissipée le long des frontières de
plaques en subduction. Il y a deux raisons à cela : le frottement de
deux plaques « froides » et l’extension de la surface de contact.
Mettons de côté les séismes « profonds » ou « intermédiaires »
d’un type bien particulier. Pour qu’il y ait séisme à l’interface entre
les plaques, il doit y avoir frottement, et pour cela, la température
des roches ne doit pas excéder 350 à 450°C, parce qu’au-delà elles
deviennent ductiles. Par ailleurs, la magnitude d’un séisme dépend
de l’extension de la rupture et de la quantité de glissement. Les
zones de subduction offrent à la fois la continuité nécessaire à la
propagation
de la rupture – 1600 km depuis Sumatra jusqu’en
Epicentre du choc principal et des répliques du
Birmanie
le
26
Décembre 2004 – et la bonne gamme de tempéraséisme du 26 décembre2004 au large de Sumatra
Les répliques apparaissent en couleur en fonction
ture grâce aux plaques qui, en s’enfonçant, refroidissent l’interface
de leur date d'occurrence après le choc principal
et augmentent ainsi la surface de frottement. La communauté
depuis les jours qui ont suivi en rouge jusqu'à 3
internationale
et les équipes françaises se sont mobilisées après ce
mois plus tard en vert. La taille des cercles dépend
séisme
historique.
Le mouvement co-sismique (pendant le
de la magnitude de chaque évènement. Leur
distribution souligne la zone de rupture dans les 8
séisme) et post-sismique (après le séisme) a pu être décrit préciséminutes qui ont suivi le choc principal.
ment grâce aux stations GPS installées dans la région avant
© European Mediterranean Seismological Centre
l’événement. La structure de la marge a été cartographiée jusqu’à
des profondeurs de 30, voire 40 km, alimentant ainsi des modèles de déformation confrontés ensuite aux temps
d’arrivée et aux amplitudes du tsunami. L’intégration de toutes les observations permet de reproduire la
séquence d’évènements à l’origine de la catastrophe et donc de mieux se préparer à la suivante.
Les plus gros
séismes ne sont pas
distribués au hasard
mais se concentrent
sur certaines zones
de subduction.
© S. Lallemand
d'après C. Conrad
Détails - Contacts : http://www.gm.univ-montp2.fr
verrouillé
blocage, raccourcissement
accumulation des contraintes
élastiques
soulèvement
relaxé
rupture sismique
subsidence & extension
Côte
raccourcissement
Confrontés aux 67 000 km de zones de subduction, les chercheurs concentrent leurs investigations sur les marges actives présentant les plus
grands risques le Japon, le Chili,…. L’objet de
leur attention est l’interface de frottement entre
les plaques : la « zone sismogène ».
subsidence
Côte
extension
Déformation de la plaque supérieure pendant la période
inter-sismique et pendant la rupture sismique:
La marge se comporte de manière élastique en se déformant
lorsque la faille est "bloquée". Pendant la phase de
"déverrouillage" les contraintes sont brutalement relaxées.
NB: la déformation est ici très éxagérée.
© d'après Dragert et al. (J. Geophys. Res., AGU, 1994)
L'interface de frottement entre les plaques est complexe. Il Bathymétrie de la fosse d'Amérique centrale au large du Costa-Rica et
du Nicaragua montrant l'impact des reliefs océaniques en subduction
présente des zones « d’aspérités » où le glissement est
sur la marge.
instable et générateur de séismes, d’autres zones stables
© d'après Ranero et al. (G3, AGU, 2008)
glissant sans séisme, d’autres enfin qui peuvent passer d’un
mode à un autre. On pense que les séismes se déclenchent à partir des aspérités et se propagent le long des zones de
glissement stable. C'est pourquoi il est important d’établir une carte précise de leur distribution, comme c’est le cas
par exemple au Japon. Les progrès de l’imagerie géophysique indiquent que les reliefs océaniques (failles, édifices
volcaniques, plateaux) jouent un rôle essentiel dans le couplage et la localisation des séismes de subduction. Ils
peuvent tout à la fois servir d’aspérités qui concentrent des contraintes pouvant déclencher un séisme, et de barrière à
la propagation de la rupture.
Bloc-diagramme du prisme
de Nankai indiquant les
sites où il est prévu de forer
la zone sismogène à l'aide
du navire océanographique
japonais Chikyu. On note
l'existence d'une faille
hors-séquence (Megasplay
Fault) susceptible d'être
rompue lors d'un prochain
séisme.
© IODP
Des missions de forages océaniques profonds en travers de la marge sud du Japon ont démarré à l’Automne 2007
avec la participation des équipes françaises. L’objectif est d’atteindre, grâce aux capacités exceptionnelles du navire
japonais Chikyu, la zone sismogène à une profondeur de 6 km sous le fond de l’océan. Les informations attendues
seront précieuses pour la compréhension des mécanismes de rupture dans les zones de
subduction.
(extrait de "Terre, planète mystérieuse" coordonné par l'INSU-CNRS,
éditions du Cherche Midi, à paraître en 2008)