Une étude récente menée par des scientifiques de l’Université d’Hawaï à Mānoa et publiée dans le Journal of Geophysical Research: Solid Earth a révélé que les contraintes tectoniques le long des systèmes de failles de San Andreas et de San Jacinto, en Californie du Sud, ont atteint, voire dépassé par endroits, les niveaux les plus élevés observés au cours des 1 000 dernières années. Cette étude a des implications directes pour l’évaluation des risques sismiques dans l’une des régions les plus densément peuplées des États-Unis.

 Les systèmes de failles de San Andreas et San Jacinto sont représentés par les lignes en caractère gras. Les points de couleur correspondent aux localités impactées par le séisme de 1812 (Source : Science Advances)

Les chercheurs ont élaboré un modèle informatique simulant l’accumulation et la libération des contraintes le long des systèmes de failles de San Andreas et de San Jacinto, notamment au niveau du col Cajon (Cajon Pass) , un point de jonction extrêmement important entre les deux systèmes de failles.

Les auteurs de l’étude ont alimenté le modèle informatique avec un historique sismique de la région sur 1 000 ans, reconstitué à partir de données géologiques telles que la datation au Carbone14 des sédiments déplacés et l’étude des cernes des arbres.
En prolongeant cette simulation jusqu’à nos jours, les scientifiques ont estimé l’ampleur des contraintes accumulées. L’étude indique que « les conditions déterminant l’ouverture ou la fermeture du Col Cajon semblent liées à l’alignement des niveaux de contrainte sur les deux systèmes de failles au moment de la rupture. Actuellement, avec des niveaux de contrainte historiquement élevés dans toute la région et plus de 160 ans écoulés depuis la dernière rupture majeure, le système se trouve dans un état de contrainte critique. » Les résultats de cette étude montrent que la contrainte qui serait normalement libérée lors de grands séismes a continué de s’accumuler et atteint désormais des niveaux sans précédent.

Image illustrant les contraintes le long de la Faille de San Andreas (Source : Université d’Hawaï)

Plus important encore, l’étude montre que le Cajon Pass pourrait favoriser une rupture conjointe des failles de San Andreas et de San Jacinto, un scénario potentiellement beaucoup plus dévastateur qu’une rupture sur une seule faille. Il affecterait des zones densément peuplées comme Los Angeles, San Bernardino, Riverside et la vallée de Coachella.
Ce type de modélisation des contraintes, basé sur la physique, peut permettre d’affiner l’évaluation des risques sismiques et une meilleure planification des infrastructures et les normes de construction dans la région. De plus, le cadre de modélisation utilisé dans cette étude est applicable à d’autres jonctions de failles complexes à travers le monde. Les chercheurs souhaitent donc le développer en tant qu’outil réutilisable pour l’évaluation des risques liés aux failles multiples.
Les chercheurs précisent qu’ils n’ont pas cherché à prévoir la date du prochain séisme. Cependant, des études comme celle-ci constituent une contribution importante à la recherche sur les risques sismiques aux niveaux national et international, car elles utilisent une science rigoureuse et quantitative pour mieux comprendre les risques auxquels sont exposés des millions de personnes.
Dans ce type d’étude, les chercheurs peuvent affirmer qu’un système de failles est soumis à des contraintes critiques et que les modèles physiques comme celui-ci leur offrent une vision plus claire des différents scénarios auxquels se préparer. Pour le reste, c’est la Nature qui décide !
Source : Big Island Now.

L’auteur de ce blog au cœur de la Faille de San Andreas

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Suite à ma note sur les failles californiennes de San Andreas et San Jacinto, Sergio Marchi, un chercheur italien, m’indique qu’après le séisme qui a frappé l’Ombrie en 1997, il a mené une étude sur la possibilité d’interactions entre les systèmes de failles à différentes distances. Le professeur Mantovani de l’Université de Sienne a depuis cette époque élaboré un modèle pour l’ensemble du bassin méditerranéen centre-oriental. Sergio Marchi a calculé l’existence de mouvements de transfert de l’ordre de 50 à 200 kilomètres par an pour la péninsule italienne. Ses études ont été corroborées par une équipe californienne en 2003. Cela lui a permis d’être nommé directeur national du département de recherche historique par le Second Réseau Sismique, poste qu’il a occupé jusqu’en 2009. Depuis, il a donné plusieurs conférences sur ce sujet et d’autres thèmes liés aux phénomènes sismiques.

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Recent research led by University of Hawai‘i at Mānoa scientists and published in the Journal of Geophysical Research: Solid Earth, found tectonic stress along the San Andreas and San Jacinto fault systems in Southern California has reached, and in some places exceeded, the highest levels seen in the past 1,000 years. The study has direct implications for seismic hazard assessments in one of the most densely populated in the United States.

The researchers built a physics-based computer model that simulates how stress builds up and releases along the southern San Andreas and San Jacinto fault systems, including at Cajon Pass, which is a critical junction between the two fault systems. They fed the model a 1,000-year record of earthquake history of the region reconstructed from geological evidence, such as radiocarbon dating of displaced sediments and tree-ring records.

By running this simulation forward to the present day, the scientists estimated how much stress has built up. One can read in the study that “the conditions that determine whether the ‘earthquake gate’ at Cajon Pass opens or stays closed appear to be related to how closely the stress levels on the two fault systems are aligned with each other at the time of rupture. Right now, with stress at historically high levels across the region and more than 160 years elapsed since the last major rupture, the system is in a critically loaded state.” Results from this study suggest the stress that would normally be released in large earthquakes has continued to accumulate and is now at unprecedented levels.

Perhaps most importantly, the study showed that Cajon Pass could facilitate a joint rupture of the San Andreas and San Jacinto faults simultaneously, which is a scenario that could be significantly more damaging than a single-fault event. It would affect densely populated areas including Los Angeles, San Bernardino, Riverside and the Coachella Valley.

This kind of physics-based stress modeling can help refine seismic hazard assessments and inform infrastructure planning, emergency preparedness and building codes in the region. Additionally, the modeling framework used in this study is applicable to other complex fault junctions globally, so the researchers are interested in developing it as a reusable tool for multi-fault hazard assessments.

The researchers warn that this is not a prediction of when an earthquake will happen. However, studies like this are important contributions to national and global earthquake hazard research in that we are using rigorous, quantitative science to better understand the risk facing millions of people.

In this kind of study, researchers can say that the system is critically stressed, and that physics-based models such as this one give them a clearer picture of the range of scenarios for which to be prepared. For the rest, Nature will decide !

Source : Big Island Now.