Environnement

Modèle sismique et tectonique de la zone de subduction des Petites Antilles : contribution à l’évaluation des risques sismiques

Michele paulatto

Nationality Italian

Year of selection 2012

Institution Université de Nice Sophia-Antipolis

Country France

Risk Environnement

Post-Doctoral Fellowship

2 years

120000 €

Couplage ou coulissage ? Le rôle des fluides à la naissance des séismes

La plupart du temps, nous n’avons bien heureusement pas conscience que les différentes plaques à la surface de la Terre sont en mouvement perpétuel. Lorsqu’elles entrent en collision, il arrive qu’une des plaques glisse sous l’autre et sombre à nouveau à l’intérieur de la terre, ce qui ne se passe que rarement de façon paisible. En effet, ce type d’interaction, appelé subduction, est à l’origine des tremblements de terre les plus violents, tels que ceux qui ont touché Sumatra en 2004 et le Japon en 2011. On retrouve ce type de frontière entre plaques dans les Petites Antilles, un archipel situé dans la Mer des Caraïbes. La région n’a jusqu’ici enregistré que peu de séismes de grande ampleur, mais ce n’est pas une raison pour ne pas s’y intéresser. Cette absence de grands tremblements de terre pourrait s’expliquer par le fait que les plaques coulissent lentement l’une sous l’autre de façon progressive en libérant régulièrement de petites quantités d’énergie. Une autre théorie consiste à penser qu’il existe un couplage entre les deux plaques, c’est-à-dire qu’elles sont collées entre elles et accumulent de l’énergie qui sera un jour relâchée sous la forme d’un gigantesque tremblement de terre.
Valider l’une ou l’autre de ces théories nécessite de connaître la nature exacte de la frontière entre plaques, sa structure et des propriétés physiques. Michele Paulatto utilise la géophysique pour créer un modèle en 3D de la région responsable des tremblements de terre, située entre 5 et 50 kilomètres sous le plancher océanique. En étudiant la façon dont des ondes d’énergie élastique se déplacent dans les couches terrestres de cette région, il peut en effet déduire quels types de matières elles ont traversés et si elles ont rencontré des fluides. Ces derniers peuvent être de l’eau ou du dioxyde de carbone contenu dans la croûte. Lorsqu’une plaque coulisse sous l’autre, ses fluides se libèrent sous l’effet de la pression et de certains processus chimiques. Ce phénomène peut changer la mécanique de l’interaction entre plaques et donc leur capacité à provoquer des tremblements de terre : les fluides situés dans la région de subduction peuvent réduire le degré de couplage entre les plaques et leur permettre de glisser sans provoquer de séisme.
En analysant les données d’ondes sismiques provoquées artificiellement Michele Paulatto obtient des images en haute résolution de la partie la plus superficielle des plaques. En les superposant aux données sur les tremblements de terre de la région, il peut visualiser ce qu’il se passe plus en profondeur. Jusqu’ici, ses analyses ont permis d’identifier une couche à la composition hautement fluide dans la partie supérieure de la plaque en subduction et montré que la profondeur de cette couche n’était pas homogène le long de la zone de subduction. Le chercheur poursuit ses analyses mais suppose que la présence plus ou moins importante de fluides dans la matière entrant dans la zone de subduction peut jouer un rôle significatif dans le degré de couplage inter-plaques et contribuer à déterminer quelles zones présentent le plus de risques sismiques. Les conclusions de Michele Paulatto et leurs applications pour l’identification et la gestion de risques pourraient être d’une importance vitale pour cette région à risques ainsi que les 4 millions de personnes qui l’habitent.

Pour ajouter ou modifier une information de cette page, vous pouvez nous contacter à l'adresse suivante : community.research@axa.com