La séquence de tremblement de terre de l’amplitude de 7,9 îles Bonin, qui s’est rompue profondément dans la terre près de la base du manteau supérieur, n’a pas inclus une réplique qui s’étendait pour enregistrer les profondeurs dans le manteau inférieur, selon une étude de Le dossier sismique.
Lorsque Hao Zhang de l’Université de Californie du Sud et des collègues ont réexaminé la séquence de répliques du tremblement de terre de mai 2015, ils n’ont pas trouvé de preuve pour une réplique de 751 kilomètres de profondeur, comme indiqué par des chercheurs précédents. Cette réplique a été appelée le tremblement de terre le plus profond jamais enregistré.
Au lieu de cela, leur étude a trouvé une distribution de répliques compatibles avec un ruban de 12 kilomètres d’un minéral du manteau appelé olivine qui pourrait éclairer la profondeur des tremblements de terre.
Le tremblement de terre des îles Bonin, qui a rompu 1000 kilomètres au large du Japon dans une partie éloignée de l’océan Pacifique, est l’un des tremblements de terre les plus profonds et les plus grands jamais enregistrés. Le tremblement de terre a eu lieu dans la zone de subduction Izu-Bonin à 680 kilomètres sous la surface de la Terre.
Les mécanismes derrière des tremblements de terre profonds – ceux qui se produisent 500 kilomètres ou plus profondément – sont quelque chose d’un mystère pour les sismologues. Des pressions et des températures extrêmement élevées à ces profondeurs rendent la roche plus susceptible de se plier ou de se déformer plastiquement, plutôt que de se briser de façon fragile qui provoque une rupture du tremblement de terre à des profondeurs moins profondes.
Ces tremblements de terre produisent également généralement peu de répliques, a noté Zhang, ce qui pourrait fournir des données utiles pour comprendre comment ces événements profonds sont générés dans les zones de subduction.
La déformation plastique “limite la formation de réseaux de fracture étendus qui généreraient généralement des répliques”, a-t-il déclaré. “De plus, les pressions de confination élevées favorisent une redistribution efficace du stress après le schock, réduisant davantage la probabilité d’événements sismiques ultérieurs.”
Une étude antérieure du tremblement de terre des îles Bonin a signalé une séquence de préhautés pour l’événement, tandis qu’une deuxième étude a détecté une réplique profonde potentiellement record dans le manteau inférieur.
“Les deux résultats pourraient faire progresser considérablement notre compréhension des tremblements de terre profonds, s’ils sont exacts”, a déclaré Zhang. “Cependant, ces deux catalogues sont incohérents, et les deux ont des limites méthodologiques. Par conséquent, il est essentiel de réexaminer la séquence de répliques en utilisant des techniques améliorées.”
Pour mieux regarder le tremblement de terre profond et éloigné, Zhang et ses collègues se sont tournés vers des données collectées par un tableau sismique dense au Japon appelé Hi-Net, en utilisant une combinaison de techniques pour localiser précisément les signaux sismiques provenant de l’événement.
Leur nouvelle analyse n’a détecté aucun préhat mais a identifié 14 répliques dans le manteau supérieur dans un rayon de 150 kilomètres de l’hypocentre du tremblement de terre. Un ensemble de répliques alignées sur le plan de rupture du tremblement de terre une semaine après la saloux, avec un deuxième set se dispersant sur une zone plus large au cours de la deuxième semaine.
“Bien qu’il reste difficile de rejeter définitivement l’existence de la sismicité initiée dans le manteau inférieur et ses mécanismes associés, nos résultats rejettent la sismicité du manteau inférieur la plus convaincante à ce jour”, écrivent les chercheurs dans leur article.
Le modèle de répliques est compatible avec la présence d’un coin ou d’une tondeuse d’olivine métastable, ont suggéré les chercheurs. Dans une dalle de subduction, l’olivine peut retarder sa transition vers d’autres états minéraux à haute température et pression. “Cette transformation retardée peut générer du stress et libérer de l’énergie, déclenchant potentiellement des tremblements de terre profonds”, a déclaré Zhang.
Avec les MOW comme des sites de nucléation sismique potentiels, certains chercheurs ont proposé ce mécanisme de failles transformationnelles comme l’une des principales façons dont les tremblements de terre profonds se produisent, a-t-il ajouté.
“De plus, les MOWS offrent un aperçu de la structure thermique et du comportement des dalles de subduction, les dalles plus froides étant plus susceptibles de préserver l’olivine métastable à des profondeurs plus grandes”, a ajouté Zhang. “En étudiant les sortes, nous pouvons affiner des modèles de génération de tremblements de terre profonds et améliorer notre compréhension des processus dynamiques à l’intérieur de la Terre.”