A propos des séismes lents // About slow-slip earthquakes

Dans une note intitulée « Les séismes lents du Kilauea, publiée le 28 mars 2018, j’expliquais que des séismes sont enregistrés périodiquement sur le flanc sud du Kilauea. Le HVO les attribue au glissement lent de l’édifice volcanique dans l’Océan Pacifique. Les Anglosaxons les ont baptisés « slow-slip earthquakes », « séismes lents » en français. Ces événements ne sont pas l’apanage du Kilauea ; on les observe ailleurs dans le monde.

Les scientifiques néo-zélandais de GNS Science (à l’origine Institute of Geological and Nuclear Sciences) surveillent un événement sismique lent qui a débuté fin mars 2019 près de Gisborne, au large de la côte est de l’Ile du Nord. Une séquence sismique semblable a déjà été observée dans ce même secteur en mars 2010.
Les séismes lents sont assez fréquents dans cette partie de la Nouvelle-Zélande, en raison de la subduction de la Plaque Pacifique qui se déplace vers l’ouest et plonge sous la Plaque Australienne.

En cliquant sur le lien ci-dessous, vous aurez des explications sur les séismes lents. Le document est en anglais. Vous trouverez ci-dessous une traduction en français pour vous aider à comprendre cet important chapitre de la sismologie.

https://youtu.be/xgk2zBvdOgw

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In a post entitled « Kilauea Volcano Slow Earthquakes, published on March 28th, 2018, I explained that earthquakes are recorded periodically on the southern flank of Kilauea. HVO attributes them to the slow slide of the volcanic edifice in the Pacific Ocean. Anglosaxons called them « slow-slip earthquakes », « séismes lents » in French. These events are not exclusive to Kilauea; they are observed elsewhere in the world.

GNS scientists are monitoring a slow-slip event that started at the end of March 2019 near Gisborne, off the east coast of North Island, New Zealand. A similar seismic event was observed in the same area in March 2010.

Slow-slip events are quite common in this part of New Zealand, due to the subducting Pacific Plate moving westward under the Australian Plate,

By clicking on this link, you will learn more about slow-slip earthquakes :

https://youtu.be/xgk2zBvdOgw

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Définition d’un séisme lent.

En Nouvelle Zélande, les plaques tectoniques Pacifique et Australienne entrent en contact le long d’une série de lignes de failles. Au niveau de l’Ile du Nord, dans un processus de subduction, la plaque Pacifique plonge en direction de l’ouest sous la côte orientale de l’Ile du Nord, au niveau de la Fosse et Zone de Subduction de Hikurangi qui constitue la faille la plus importante et la plus active de Nouvelle Zélande. Les deux plaques tectoniques se déplacent l’une vers l’autre le long de cette faille. Dans la partie la plus profonde de la Zone de Subduction de Hikurangi, les roches sont plus chaudes et les deux plaques peuvent se déplacer l’une contre l’autre lentement et de manière continue. En revanche, à des profondeurs moindres, les plaques ont des bords moins réguliers et leur frottement provoque par moment des blocages. Les contraintes s’accumulent alors dans la zone de blocage. Au bout de quelques années, la situation se débloque pour un temps et c’est alors que se produit un séisme lent avec libération des contraintes et de l’énergie qui s’étaient accumulées.

Un séisme lent ressemble à un séisme classique dans la mesure où il y a libération d’énergie le long d’une zone de faille, mais cette libération d’énergie se fait sur des semaines ou des mois, alors que pour un séisme classique c’est une affaire de secondes. Les systèmes GPS renseignent sur le déplacement du sol.

Les séismes sur les zones de subduction.

Parfois, le mouvement des plaques n’est pas lent, mais soudain et rapide, ce qui provoque des séismes. De puissants séismes peuvent se produire après que deux plaques soient restées bloquées pendant longtemps, des siècles ou des millénaires. Au cours de ce laps de temps de blocage très long, il s’accumule suffisamment de contraintes et d’énergie le long de la faille jusqu’au moment où une rupture se produit. Les plaques se déplacent alors rapidement l’une contre l’autre en provoquant un séisme.

Un déplacement lent des plaques peut-il provoquer un séisme majeur ?

Les déplacements lents des plaques tectoniques se produisent souvent en limite de plaques dans des zones où se déclenchent les séismes classiques. Les scientifiques cherchent à savoir dans quelle mesure un déplacement lent des plaques peut contribuer à augmenter les contraintes dans la zone de blocage entre deux plaques et si cela peut avoir une influence sur les ruptures de plaques qui déclenchent les puissants séismes.

Le jour où les scientifiques parviendront à comprendre la relation entre le déplacement lent des plaques et le déclenchement des séismes, un grand pas aura été franchi dans le domaine de la prévision sismique. Il est utile de noter que de nombreux déplacements lents de plaques en Nouvelle Zélande n’ont pas déclenché de puissants séismes.

Sur le document, au bout de 2’58’’, on nous montre sur une carte une importante zone de blocage qui recouvre la partie centrale et inférieure de l’Ile du Nord de la Nouvelle Zélande. C’est là que s’accumulent les contraintes et l’énergie susceptibles de provoquer un nouveau séisme à l’avenir. A proximité de cette zone, on peut en voir une autre où se produit un déplacement lent des plaques.

C’est le rôle de GNS Science d’étudier ces phénomènes qui se produisent en Nouvelle Zélande, mais aussi ailleurs dans le monde.

Capture d’écran de trois images de la vidéo. Elles illustrent le frottement des plaques tectoniques, leur blocage, et l’accumulation de contraintes et d’énergie (Source : GNS Science).

Les séismes lents du Kilauea (Hawaii) // Kilauea Volcano’s slow earthquakes (Hawaii)

Périodiquement, des séismes sont enregistrés sur le flanc sud du Kilauea et le HVO les attribue au glissement lent de l’édifice volcanique dans l’Océan Pacifique. Le dernier événement de ce type a eu lieu en octobre 2015 et, auparavant, en mai 2012, février 2010 et juin 2007.
Ces séismes de glissement lent se produisent lorsqu’une faille commence à glisser, mais si lentement que le phénomène prend plusieurs jours au lieu de quelques secondes dans le cas d’un tremblement de terre classique. Sur le Kilauea, les séismes lents se produisent sur la faille de décollement presque horizontale qui se trouve sous le flanc sud du volcan, à une profondeur de 6 à 8 km. C’est cette même faille qui a été responsable du séisme de magnitude M 7,7 à Kalapana en 1975. Cependant, les séismes lents ne produisent pas d’ondes sismiques et donc pas de fortes secousses destructrices comme un séisme classique. Ils permettent d’évacuer une partie de la contrainte qui s’est accumulée sur la faille.
Au cours d’un séisme lent, le flanc sud du Kilauea avance en général d’environ 3 cm vers l’océan. L’événement s’étale sur 2 ou 3 jours, et présente les mêmes caractéristiques qu’un séisme de magnitude M 6.0. Le réseau GPS du HVO montre que le flanc sud avance régulièrement vers la mer d’environ 6 cm chaque année. Les événements de glissement lent du Kilauea ont tendance à se produire uniformément dans le temps; en particulier, ceux postérieurs à 2005 qui ont eu lieu tous les deux ans et demi, à trois mois près. Ils ont été provoqués chaque fois par un glissement sur la même section de la faille et présentent la même magnitude.
Les séismes lents du Kilauea sont des exemples de « séismes types», autrement dit des événements à répétition, de magnitude et de localisation identiques, qui correspondent à une rupture la même section de la faille. Au début, la notion de « séisme type » a été avancée dans l’espoir qu’elle pourrait permettre de prévoir les séismes classiques, les plus destructeurs. Cette idée a fait suite à l’observation d’une série de séismes qui semblaient se produire tous les 22 ans près de la ville de Parkfield en Californie. Après les séismes de 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 et 1966, tous de magnitude M 6.0 sur le même section de la faille de San Andreas, les scientifiques avaient prédit que le prochain séisme se produirait en 1988. En fait, le séisme de Parkfield n’a pas eu lieu avant 2004, soit 16 ans après la date prévue. Cependant, même si l’hypothèse de « séisme type » n’a pas permis de prévoir un séisme classique, elle est utile pour prévoir des « séismes lents » partout dans le monde. De tels événements, récurrents et prévisibles, affectent la zone de subduction de Cascadia au large des Etats de Washington et de l’Oregon. Cette faille génère tous les 15 mois des glissements lents équivalant à un séisme de magnitude M 6. Au Japon, sur la zone de subduction le long de la fosse de Nankai, des glissements importants se produisent environ tous les 7 ans et correspondent à des séismes de magnitude M 7,0.
Dans la mesure où l’événement de glissement lent le plus récent sur le Kilauea s’est produit en octobre 2015 et que les « séismes lents » ont une périodicité de 2,5 ans (à 3 mois près), le HVO pense que le prochain pourrait être enregistré d’ici août 2018, mais aucune secousse ne sera ressentie par la population. .
Source: USGS / HVO.

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Occasionally, earthquakes are recorded on the southern flank of Kilauea Volcano and HVO attributes them to the slow sliding of the volcanic edifice into the Pacific Ocean. The last slip event was in October 2015, and before then, in May 2012, February 2010, and June 2007.

Slow slip events are sometimes called “slow earthquakes.” They happen when a fault begins sliding, just like in a regular earthquake, but so slowly that it takes several days to finish instead of several seconds. At Kilauea, slow earthquakes occur on the nearly flat-lying décollement fault that underlies the volcano’s south flank at a depth of 6-8 km. This is the same fault that was responsible for the M 7.7 Kalapana earthquake in 1975. However, slow earthquakes produce no seismic waves and, therefore, none of the damaging shaking of a regular earthquake. They help relieve a small amount of stress on the fault.

During a slow earthquake, the south flank usually surges seaward by about 3 cm. This additional motion occurs over 2-3 days, and is about the same amount that would happen in a regular M 6.0 earthquake. HVO’s GPS monitoring network shows that the south flank moves steadily seaward about 6 cm every year. Kilauea slow slip events tend to occur evenly in time; in particular, events after 2005 have occurred every 2.5 years, give or take 3 months. They are also caused by slip on the same section of the fault every time and tend to be about the same size.

Kilauea slow slip events are examples of so-called “characteristic” earthquakes, a series of several earthquakes of similar magnitude and location, which indicates that they are breaking the exact same part of the fault again and again. The characteristic earthquake hypothesis was originally developed in hope that it could predict regular, and possibly damaging, earthquakes. This idea emerged from observations of a series of earthquakes that seemed to strike about every 22 years near the town of Parkfield, California. After earthquakes in 1857, 1881, 1901, 1922, 1934, and 1966, all of which occurred as M 6.0 events in the same part of the San Andreas Fault, scientists predicted the next earthquake would occur in 1988. As it turned out, the next Parkfield earthquake did not occur until 2004, 16 years after the predicted date. However, even though the characteristic earthquake hypothesis was not successful at predicting a regular earthquake, it has been useful for forecasting the occurrence of slow slip events around the world. Locations where recurring, predictable slow slip events happen include the Cascadia Subduction zone offshore of Washington and Oregon. This fault produces slow slip events equivalent to an M 6.7 earthquake every 15 months. In Japan, on the subduction zone along the Nankai Trough, major slow slip events occur approximately every 7 years and are equivalent to M 7.0 earthquakes!

Because the most recent slow slip event on Kilauea happened in October 2015, and the events have a recurrence time of 2.5 years (give or take 3 months), HVO can forecast that the next one might occur between now and August 2018. But there won’t be any shaking that could be easily felt by individuals.

Source: USGS / HVO.

Sur le schéma ci-dessus, les flèches noires montrent l’intensité des séismes lents (voir échelle en bas du schéma), ainsi que leur orientation telle qu’elle a été enregistrée par le réseau GPS du HVO en octobre 2015. Les couleurs font référence à la topographie, depuis le niveau de la mer (en vert) jusqu’à 1200 m d’altitude (en marron). L’océan est en bleu. (Source : HVO)