Observation de la zone de subduction de Cascadia en action
Les habitants du sud de la Colombie Britannique, des états de Washington, de l'Oregon et du nord de la Californie savent que des séismes majeurs (magnitude 8 ou 9) frappent la côte ouest avec un intervalle de quelques centaines d'années. Ces séismes ont lieu en mer le long de la portion peu profonde d'une faille majeure où le plancher océanique glisse, ou subduit, sous le nord-ouest Amérique.
Schéma de la zone de subduction montrant les parties totallement ou partiellement bloquées (sources du prochain séisme majeur) et la partie profonde où l’épisode de glissement a eu lieu.
Une équipe de scientifiques de la Commission géologique du Canada, Département des ressources naturelles, a observé un comportement inattendu de la partie profonde de cette même faille, au dessous du sud de l'Ile de Vancouver et de la région du 'Puget Sound'. Leur travail montre que, au lieu de glisser continuellement comme il est généralement admis, un épisode inattendu de glissement rapide a eu lieu pendant quelques jours durant l'année 1999. Les auteurs, Herb Dragert, Kelin Wang et Thomas James qui travaillent près de Victoria, C.B., ont récemment publié cette recherche dans le journal SCIENCE.
Ils suggèrent qu’après un tel épisode de brusque glissement profond, les risques de rupture le long de la partie supérieure et bloquée de la faille sont légèrement augmentés, pouvant ainsi induire le prochain séisme majeur. Il n'est cependant pas nécessaire de s'alarmer. Il est très probable que de tels épisodes de glissement rapide se produisent avec un intervalle de quelques années, une sorte de «routine» donc pour la faille. Au lieu d'accumuler continuellement des contraintes le long de la partie bloquée jusqu'au prochain grand séisme, comme il était jusqu'alors supposé, il semble que des contraintes supplémentaires puissent s'ajouter de façon brusque durant des intervalles de quelques jours, voire quelques semaines. Ces épisodes de glissement rapide seraient séparés par des périodes de temps plus longues, peut-être des années, au cours desquelles l'accumulation de contraintes est plus faible.
Les épisodes de glissement ont été détectés à l'aide d'un réseau de sites GPS ("Global Positioning System") établi pour surveiller les étirements et raccourcissements de la croûte dans cette zone de subduction au potentiel sismique important. Il s'agit de la même technique satellitaire utilisée pour la navigation et le positionement, mais une précision nettement supérieure est obtenue grâce à un matériel spécialisé (récepteur, antenne stable) et à un traitement méticuleux des données. Il est donc possible de mesurer les positions horizontales avec une précision de l'ordre de quelques millimètres sur plusieurs centaines de kilomètres.
Réseau GPS: Les sites GPS sont opérés au Canada par la Commission géologique du Canada et au États Unis par de nombreuses agences, telles que le consortium universitaire PANGA (Pacific Northwest Geodetic Array), NOAA (Gardes Côte US et NGS), l’Observatoire volcanologique des Cascades, le ’Jet Propulsion Laboratory’, etc.
Le GPS et d’autres observations géodésiques ont déjà montré que la marge ouest de l’Amérique du Nord, depuis le sud de la Colombie Britannique jusqu’au nord de la Californie, se déplace lentement vers l'est (flèches noires) parce que la plaque océanique en subduction entraîne l'Amérique du Nord avec elle.
Déplacements long terme (flèches noires) et liés à l’épisode de glissement (flèches rouges) estimés par GPS
Position quotidienne représentée en fonction du temps (cliquer pour voir les sites) - Les barres verticales indiquent le début de l’épisode de glissement
L'épisode de glissement à été détecté sur des observations GPS montrant que, pendant l’été 1999, le sud de l’Ile de Vancouver et le ’Puget Sound’ ont brusquement inversé leur direction de déplacement pour quelques jours (flèches rouges). Ce mouvement inhabituel a eu lieu sur environ 10 jours à chaque site et a pris environ 35 jours pour migrer du 'Puget Sound' au centre de l'Ile de Vancouver. Le glissement a eu lieu sur une faille d'une surface d'environ 50 par 300 km (30 par 190 miles) à une profondeur d'environ 25 à 45 km (15 à 29 miles). Si ce glissement avait eu lieu brusquement, il aurait correspondu à un séisme de magnitude 6.7, similaire en magnitude au récent tremblement de terre de Nisqually près de Seattle. Mais parce qu'il s'est accompli sur plusieurs semaines, il a uniquement été détecté par les mesures GPS précises.
Le séisme de Nisqually est un exemple de tremblement de terre "intraslab", l’un des autres types de séismes pouvant avait lieu dans la région. Les tremblements de terre intraslab ont lieu dans la plaque océanique en subduction et les tremblements de terre crustaux peu profonds on lieu dans la plaque Nord Amérique, au dessus de la zone de subduction. Ces séismes sont plus petits que les séismes de type "megathrust", mais sont également dangereux du fait de leur proximité avec les zones peuplées, par opposition aux séismes "megathrust". Des mesures GPS dans l'état de Washington ont documenté le déplacement crustal dû au tremblement de terre de Nisqually, illustrant les nombreuses applications de cette technique.
Comprendre les relation entre les différents types de tremblement de terre et le glissement silencieux représente un nouveau champ d'étude. Un nombre plus important de sites GPS est nécessaire pour mieux comprendre avec quelle fréquence, et sur quelle surface, ces glissements ont lieu. Les futures études de ce nouvel aspect du comportement des failles apporteront une meilleur compréhension de l'aléa sismique et pourrait guider les premiers pas vers la surveillance de la surpression le long de la faille de subduction en temps réel.