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lundi 30 septembre 2013

Les séismes profonds en passent d'être compris

Jusqu’ici, les géologues admettaient l’hypothèse selon laquelle les séismes profonds étaient dus aux transformations du principal minéral constituant le manteau terrestre, l'olivine. Mais des chercheurs français pensent aujourd'hui avoir confirmé cette théorie. Si le mécanisme des tremblements de terre superficiels est assez bien connus, il n’en va pas de même des séismes profonds. Dès que le foyer du séisme se situe entre 400 et 700 km de profondeur, les géologues en sont réduits à émettre des hypothèses. En effet, difficile de tenir compte de la pression qui s’exerce ici en centaines de milliers de bars. Dans ces conditions, la pression est tellement importante que si une fracture s'initiait, elle ne pourrait pas glisser et être à l'origine de l'émission d'ondes sismiques comme c’est le cas plus en surface estiment certains.

"Comment ces séismes se produisent est un mystère. Comment la roche peut elle glisser contre une autre roche aussi vite, alors qu'elle est comprimée par la pression de 610 kilomètres de roche située au-dessus ?", demande Thorne Lay, professeur à l'Université de Californie. Il y a de ça environ 50 ans, une autre théorie jugeait que ces séismes profonds étaient dus aux transformations du principal minéral constituant le manteau terrestre : l'olivine. Plus on descend en profondeur plus l’olivine devient compacte (se transformant en wadsleyite à 410 km, puis en ringwoodite à 530 km sous terre). Ce serait alors elle qui provoquerait la rupture des roches dans la lithosphère océanique en subduction. Néanmoins, beaucoup mettaient en doute cette théorie qu’aucun modèle physique convaincant ni qu’aucune preuve expérimentale ne permettait de vérifier.

L'étude menée par des chercheurs de plusieurs laboratoires français et américains (Universités de Californie et de Chicago) dirigée par Alexandre Schubnel du Laboratoire de géologie de l'École normale supérieure pourrait mettre tout le monde d’accord. De petites fractures qui créent d'intenses ondes Les scientifiques ont en effet reproduit expérimentalement le mécanisme physique supposé être à l'origine des séismes profonds. Pour cela, les chercheurs ont utilisé une presse gros volume installée dans Ilinois, aux États-Unis. Grâce à elle, ils ont déformé une roche synthétique constituée d'un agrégat compact de cristaux d'olivine de germanium (Mg2GeO4), proche de la structure de l'olivine naturelle. Comprimée à des pressions de 2 à 5 gigapascals (20 à 50.000 bars) et soumise à des températures avoisinant les 900°-1000°C, les chercheurs ont pu étudier le comportement de la roche.

Comme l'explique un communiqué du CNRS, ils ont ainsi constaté que lorsque l’olivine se condense (sous l’effet de la pression), elle entraîne une nucléation et la propagation de fractures millimétriques qui émettent des ondes acoustiques. Les ondes ultrasoniques particulièrement intenses ainsi émises se rapprochent à s’y méprendre à des séismes profonds. L’étude des ondes montre que leur mécanisme est celui d’un cisaillement et que ces séismes présentent une magnitude qui suit la loi statistique observée de manière universelle en sismologie (la loi de Gutenberg-Richter). De plus, les chercheurs ont constaté qu'une fracture initiée de cette façon ne peut être réactivée. Une caractéristique qui rappelle le fait que les séismes profonds sont rarement suivis de répliques. Le plus grand séisme profond connu

D'après les auteurs, le plus grand séisme profond jamais enregistré s'est produit la 14 mai 2013 à près de 620 km sous la mer d'Okhotsk. Son moment sismique était environ 30 fois plus important que celui du deuxième plus grand séisme, survenu à 637 km de profondeur sous la Bolivie en 1994. L'énergie libérée par le tremblement d'Okhotsk a produit des vibrations qui ont été captées par des milliers de stations sismiques dans le monde. Néanmoins, au vu de sa profondeur, la secousse n'a été que peu ressentie sur les îles de Sakhaline et d'Hokkaido, au Kamchatka et en Sibérie orientale russe. D'après les auteurs de l'étude, le phénomène a libéré 3 fois plus d'énergie que celui de Bolivie, comparable à une explosion de 35 mégatonnes de TNT. La zone et la vitesse de rupture étaient également plus importantes : elle s'est étendue sur 180 km, devenant ainsi la plus longue jamais enregistrée pour des séismes profonds.

Source : Bulletins Elecrtoniques

Publié le 30 septembre 2013

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