L'expression « trémors et glissements épisodiques (TGÉ) » désigne un processus qui survient bien en‑dessous de la surface terrestre, le long de failles qui constituent les limites de plaques tectoniques. Ce processus consiste en des épisodes répétés de glissement lent sur quelques centimètres, d'une plaque sur une autre, pendant une période de plusieurs semaines. Ces glissements sont accompagnés d'un bruit sismique puissant, nommé « trémor ». Un trémor diffère nettement des signaux sismiques produits par les séismes.
Contacts
Pour plus de renseignements sur les trémors et glissements épisodiques :
communiquer avec la Commission géologique du Canada (RNCan) ou les personnes-ressources suivantes :
Commission géologique du Canada
9860 West Saanich Road
Sidney (C.-B.) V8L 4B2
Téléphone : 250-363-6500
Courriel : pgc_info@pgc.nrcan.gc.ca
Herb Dragert - (250) 363-6447
Garry Rogers - (250) 363-6450
Figure 1.
Carte de la zone de subduction de Cascadia. La zone de subduction de Cascadia (ZSC) s'étend le long de la marge occidentale de l'Amérique du Nord qui s'étend de la Californie du Nord jusqu’au nord de l'île de Vancouver. Cette marge représente la limite entre la plaque océanique Juan de Fuca (JDF) située au large à l'ouest de la côte et à l’ouest de la plaque de l'Amérique du Nord (NA). Sur des échelles de temps géologiques, la plaque JDF se déplace vers ou converge avec la plaque NA dans une direction nord-est à un taux de 4 cm par année. À environ 150 km au large, à la fosse océanique, la plaque JDF plonge sous la bordure de la plaque NA. À environ 200 km à l'intérieur de la côte, la plaque océanique en subduction atteint des profondeurs de 100 km et fond pour former un magma instable qui pénètre la croûte sus-jacente. Ce mécanisme forme la partie active de la ceinture volcanique Cascadia. C'est la convergence des plaques tectoniques qui fait cette région la plus active sismiquement au Canada
L'existence d'épisodes de glissement lent combinés à des trémors a été découverte pour la première fois dans la zone de subduction de Cascadia en 2003 par des chercheurs de Ressources naturelles Canada (RNCan). La zone de subduction de Cascadia, qui constitue la région sismique la plus active au Canada, comprend la limite entre la plaque océanique Juan de Fuca et la plaque continentale nord-américaine. Ces plaques convergent l'une vers l'autre depuis des millions d'années à une vitesse moyenne de 4 cm par année. Le long de la bordure ouest de l'Amérique du Nord, du nord de l'île de Vancouver au nord de la Californie, la plaque Juan de Fuca glisse ou s'enfonce sous la plaque nord-américaine.
Plutôt que de glisser continuellement à une vitesse moyenne à long terme de 4 cm par année, les deux plaques sont actuellement collées l'une contre l'autre le long de la partie supérieure de la faille de subduction, constituant ainsi une zone « verrouillée ». Au fil du temps, les contraintes tectoniques s'accumulent dans cette zone verrouillée. Tous les 500 à 600 ans en moyenne, les contraintes deviennent trop grandes et la zone verrouillée se dégage soudainement, ce qui donne lieu à un glissement de 10 à 20 mètres qui entraîne un séisme de magnitude 8 ou 9. Un séisme d'une telle magnitude est qualifié d'important.
Figure 2.Coupe transversale schématique de la zone de subduction de Cascadia, dérivées des observations de déformation de la croûte. Le mouvement convergent de la plaque Juan de Fuca n'est pas continue, mais déterminé par la force de frottement sur l'interface de la plaque. Sur la plus faible partie de l'interface, de 0 à 15 km de profondeurs, la friction est forte et les plaques sont verrouillées ensemble causant la croûte sus-jacente à se déformer pendant des centaines d'années. Aux profondeurs intermédiaires de l'interface de la plaque, c’est à dire de 15 à 25 km, la température et la pression des fluides libérés augmentent affaiblissant prograssivement la force de frottement. Cette zone est appelée la zone de transition. L'interface de 25 à 45 km de profondeurs qui sous-tend l'île de Vancouver est caractérisée par une force de frottement qui semble changer avec le temps. Pendant environ 15 mois, le mouvement de la plaque est résisté par la force de frottement qui, plus tard disparaît sur une période de plusieurs semaines et permet aux plaques de glisser de quelques centimètres. Cette région de l'interface où ce comportement à court-terme de collage/ glissage survient est appelé la zone de glissement. Les épisodes de glissement sont invariablement accompagnés de secousses sismiques sur et au-dessus de la zone de glissement
Une décennie de surveillance de la déformation crustale dans le sud-ouest de la Colombie Britannique à l'aide d'instruments GPS continus et précis a révélé un phénomène de glissement saccadé similaire dans une portion plus profonde de la faille de subduction. Ces glissements sont toutefois très petits et lents, et ils se produisent sur une échelle de temps beaucoup plus courte. Ce segment plus profond de la faille de subduction est nommé zone de glissement TGÉ.
![Figure 3 Mouvement horizontal d'une station GPS (Victoria) [partie supérieure de la figure] et trémors connexes [partie inférieure de la figure] pour le même intervalle de 13 années et plus.Mouvement horizontal : Les cercles bleus représentent les observations quotidiennes de l'emplacement de la station GPS à Victoria. La pente de la ligne verte indique qu'en moyenne, le site se déplace vers l'est de 4,8 mm par année. Les lignes rouges illustrent les périodes de déplacement du site vers l'est d'environ 15 mois séparées par des périodes de déplacement vers l'ouest de deux semaines (périodes de pause), ce qui explique la forme en dents de scie des résultats. Les périodes de pause sont caractéristiques des épisodes de TGÉ.Trémor : Les pointes au bas de la figure montrent le nombre d'heures marquées par des trémors pendant des périodes de dix jours. Il est possible de constater que chaque période de pause dans le déplacement de la station de Victoria est également caractérisée par les trémors les plus importants (les pointes les plus élevées).](/sites/www.nrcan.gc.ca.earth-sciences/files/jpg/geodyn/images/ets_fig3_f.jpg "Figure 3 Mouvement horizontal d'une station GPS (Victoria) [partie supérieure de la figure] et trémors connexes [partie inférieure de la figure] pour le même intervalle de 13 années et plus.Mouvement horizontal : Les cercles bleus représentent les observations quotidiennes de l'emplacement de la station GPS à Victoria. La pente de la ligne verte indique qu'en moyenne, le site se déplace vers l'est de 4,8 mm par année. Les lignes rouges illustrent les périodes de déplacement du site vers l'est d'environ 15 mois séparées par des périodes de déplacement vers l'ouest de deux semaines (périodes de pause), ce qui explique la forme en dents de scie des résultats. Les périodes de pause sont caractéristiques des épisodes de TGÉ.Trémor : Les pointes au bas de la figure montrent le nombre d'heures marquées par des trémors pendant des périodes de dix jours. Il est possible de constater que chaque période de pause dans le déplacement de la station de Victoria est également caractérisée par les trémors les plus importants (les pointes les plus élevées).")
Figure 3
Observations géodésiques et sismiques utilisées pour identifier les trémors et glissements épisodiques (STE). Les cercles bleus représentent les changements quotidien de 1994 à 2007 de la composante est-ouest de la station GPS à Victoria en rapport avec la plaque NA. La ligne verte indique la moyenne de 14 ans du mouvement linéaire dirigé vers l’est (~ 5mm/yr) de la station GPS. Les segments rouges les plus courts montrent qu’au cours de la répétition des cycles d'environ 15 mois, le mouvement linéaire vers l'est est presque doublé (~ 9mm/yr). Cependant, chaque période de 15 mois est suivie d'une période de déplacement vers l'ouest d'environ 4 mm sur plusieurs semaines. Ces inversions de mouvement marque l'apparition d'un épisode de glissement au niveau profond de l'interface. Les "pics" au bas de la figure montrent le nombre d'heures contenant des tremblements sur une fenêtre glissante de 10 jours. Notez qu'il y a une activité de tremblements au fil des ans, mais que l'activité sismique est fortement augmentée à l'époque des événements de glissement.
Figure 4.
Enregistrements sismiques de l'activité des trémors enregistrés à 9 sismomètres sur l'île de Vancouver. Le caractère des enregistrements sismiques des trémors est sensiblement différent des enregistrements de tremblements de terre. Les enregistrements de tremors apparaissent très semblablement au bruit de fond sismique ce qui peut être générée par les tempêtes de vent. La clé cependant, est que ce «bruit» est corrélé d’une station à une autre et voyage à travers le réseau de stations sismiques à des vitesses d’ondes S. Ceci pointe vers une origine tectonique commune au lieu d’une origine atmosphérique locale.
Dans la zone verrouillée, jusqu'à des profondeurs de 15 à 20 km, la plaque Juan de Fuca convergente exerce une pression (vers l'intérieur du continent) sur la plaque nord américaine depuis des centaines d'années. À des profondeurs de 25 à 45 km, la faille de subduction se bloque pendant des périodes d'environ 15 mois, puis elle glisse sur plusieurs centimètres pendant une période de deux semaines. Le blocage temporaire en profondeur entraîne à la surface une augmentation de la vitesse de déplacement vers le continent pendant environ 15 mois, et le glissement subséquent en profondeur donne lieu à un déplacement en sens inverse pendant deux semaines (c.-à-d. vers l'océan).
L'importance des TGÉ
Bien que les phénomènes TGÉ ne sont pas ressentis et ne causent pas de dommages, les épisodes de TGÉ dans la zone de subduction de Cascadia pourraient donner lieu à de meilleures estimations du lieu et du moment du prochain séisme important sur la côte ouest du Canada.
Lieu - Les épisodes de TGÉ définissent la limite est (continentale) de la zone verrouillée où se produira la rupture lors du prochain séisme important et, de ce fait, la proximité de cette rupture par rapport aux grandes villes de la côte ouest. Ce calcul fournit une estimation plus exacte de la magnitude prévue des secousses dans ces villes.
Moment - Bien que les TGÉ ne peuvent à eux seuls nous aider à prévoir les séismes à l'heure actuelle, ils peuvent fournir une base pour améliorer les prévisions. Chaque épisode de TGÉ ajoute un peu plus de contraintes dans la portion verrouillée de la zone de subduction. Ainsi, un épisode de TGÉ finirait par déclencher un séisme important lorsque les contraintes deviendront trop élevées. Par conséquent, la probabilité d'un séisme important est augmentée pendant un TGÉ. Cependant, puisque des episodes TGÉ de tailles variables ont lieu à différent moment tout le long de la zone de subduction des Cascades, nous ne pouvons pas indiquer quel épisode TGÉ sera le déclenchement le plus probable.
La recherche se poursuit
Les chercheurs étudient des relations possibles entre les nombreux autres séismes liés à la faille de subduction sur les plaques nord-américaine et Juan de Fuca, et le lieu et le moment des épisodes de TGÉ. Les variations mineures des contraintes exercées sur la plaque nord américaine sont mesurées à l'aide de déformètres très sensibles installés récemment au fond de puits de forage de 200 m de profondeur. Cette information, combinée aux données GPS et sismiques, est utilisée pour déterminer les processus physiques exacts à la base des TGÉ.
Pour en savoir plus sur les trémors et glissements épisodiques
- Plus...
- Episodic tremor and slip on the Cascadia Subduction Zone: The chatter of silent slip (Article de Science Express de 2003 annonçant la découverte des TGÉ)
- Un épisode de glissement silencieux à l'interface de subduction de Cascadia
- Un épisode de glissement silencieux à plus grande profondeur à l'interface de subduction de Cascadia