Les scientifiques ont compilé la carte la plus complète à ce jour des amplitudes des contraintes tectoniques en Amérique du Nord, mettant en évidence les régions les plus vulnérables aux tremblements de terre.
La carte et les associés étude, publié aujourd’hui dans Nature Communications, présente les forces souterraines dynamiques en jeu à l’échelle continentale.
Dans leur article, les auteurs de la nouvelle étude, Jens-Erik Lund Snee, boursier postdoctoral à l’US Geological Survey, et Mark Zoback, géophysicien à l’Université de Stanford, disent que c’est «la première vue complète des grandeurs de stress principales relatives partout en Amérique du Nord. »
La nouvelle carte intègre des milliers d’orientations de contraintes horizontales, révélant la directionnalité des zones de haute pression dans la croûte du continent. Cela leur a permis de to localiser les points chauds sismiques en Amérique du Nord.
Les géologues et autres scientifiques pourront utiliser ce travail pour diverses études de modélisation, mais il sert également l’objectif pratique d’alerter les juridictions sur les risques sismiques. Incroyablement, les nouvelles cartes ne mettent pas seulement en évidence les zones sujettes aux tremblements de terre, elles révèlent également la les types des tremblements de terre auxquels ces endroits peuvent s’attendre.
En plus de mettre en évidence les risques de tremblement de terre précédemment connus (en particulier en Californie, au Nouveau-Mexique et au Texas), la carte comprend des zones rendues sensibles aux tremblements de terre en raison de l’activité humaine, à savoir fractionnement (Oklahoma et Texas – nous vous regardons). Ces informations pourraient par conséquent être utilisées pour informer les entreprises énergétiques des dangers du forage dans certaines zones et pour tenter de atténuer les risques.
« Si vous connaissez une orientation de tout défaut et l’état de stress à proximité, vous savez à quel point il est probable qu’il échoue et si vous devez vous en préoccuper naturellement scénarios de tremblement de terre déclenchés et déclenchés par l’industrie », a expliqué Lund Snee dans un communiqué de presse. « Nous avons détaillé quelques endroits où les modèles géodynamiques publiés précédemment sont très bien en accord avec les nouvelles données, et d’autres où les modèles ne sont pas du tout d’accord. »
Pour créer la carte, les chercheurs ont amassé plus de 2 000 orientations de contraintes prises à travers l’Amérique du Norddont 300 neufs. Ces mesures ont été prises à partir de forages, de longs puits étroits forés dans le sol pour une analyse géophysique. Les auteurs ont également évalué les failles en se basant sur l’historique des tremblements de terre d’une localité. Cela a permis d’avoir une vision très granulaire de la situation sismique au niveau local, mais aussi sur l’ensemble du continent nord-américain.
En regardant la carte, les lignes noires montrent les zones de contrainte horizontale maximale, et les flèches noires indiquent la directionnalité des plaques. Les couleurs représentent le style de failles trouvé dans une région particulière, dans laquelle les zones bleuâtres subissent des failles normales (où la croûte s’étire horizontalement), les zones jaune verdâtre connaissent des failles striées (fractures verticales où les blocs se déplacent principalement horizontalement) et les zones rougeâtres connaissent failles inversées (où les fractures se déplacent sur une autre).
Chaque style de faille produit sa propre secousse distincte lors d’un tremblement de terre, mettant en évidence un autre aspect précieux de cette carte, comme Jack Baker, professeur de génie civil et environnemental à l’Université de Stanford, l’a souligné dans le communiqué de presse.
« Dans nos cartes des risques actuellement, dans la plupart des endroits, nous n’avons pas de preuves directes du type de mécanisme de tremblement de terre qui pourrait se produire », a déclaré Baker, qui n’était pas impliqué dans la nouvelle étude. « C’est excitant que nous soyons passés de cette hypothèse aveugle de tout ce qui est possible à des déductions spécifiques à l’emplacement sur les types de tremblements de terre auxquels nous pourrions nous attendre. »
La nouvelle recherche a déjà produit des résultats intéressants. Dans l’ouest des États-Unis, par exemple, des changements prononcés des types et des orientations des contraintes ont été observés sur de courtes distances, parfois mesurés en dizaines de miles – un niveau de détail non exposé dans les cartes précédentes.
Une autre découverte surprenante concerne les contraintes de rebond relativement faibles observées sur tout le continent. Quand les massives calottes glaciaires ont fondu à la fin de la dernière période glaciaire il y a environ 20 000 à 12 000 ans, cela a déclenché beaucoup dejusqu’à l’énergie sismique, un processus qui est toujours en cours. C’est du moins ce que pensaient les scientifiques. La nouvelle recherche montre que les pressions de rebond postglaciaire sont inférieures à celles observées dans les croûtes le long des failles.
« Nous voyons des choses que nous n’avons jamais vues auparavant qui nécessitent une explication géologique », a déclaré Zoback. «Cela nous apprendra de nouvelles choses sur le fonctionnement de la Terre.»