Comment l’érosion peut-elle générer de la sismicité ?


 AHLeGall    29/06/2020 : 08:59

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Article dans SCIENTIFIC REPORTS

Première évidence du rôle des processus de surface sur la sismicité

Dans un article paru en juillet 2020 dans Scientific Reports, une équipe internationale menée par Philippe Steer et Louise Jeandet (Géosciences Rennes) montre que des évènements d'érosion intenses peuvent générer une augmentation de la sismicité.


Les tremblements de terre sont parmi les risques naturels les plus dangereux et les plus destructeurs. Une meilleure compréhension du déclenchement des tremblements de terre par la tectonique et par des processus externes est cruciale pour une évaluation plus réaliste des risques sismiques, en particulier dans les régions densément peuplées comme la côte ouest de Taïwan. Dans cet article, les chercheurs montrent qu'un seul événement d'érosion intense peut modifier de façon transitoire la sismicité d'une chaîne de montagne active. Ils ont concentré leur étude sur la sismicité à Taïwan, l'une des régions les plus actives de la Terre sur le plan tectonique. Ils ont étudié comment l'activité sismique à Taiwan a changé après le typhon Morakot (8 août 2009). Celui-ci a apporté 3 m de pluie en 3 jours, provoquant de nombreux glissements de terrain et un des plus forts épisodes d’érosion jamais enregistrés. Le volume de roche érodée est ainsi estimé proche de 1.2 km3 et correspond à 17 cm d’érosion sur une surface équivalente à celle d’un département. Ils ont ensuite mis en évidence, par une analyse statistique minutieuse, une augmentation du nombre de séismes de faible magnitude et de faible profondeur pendant les 2,5 années suivant le typhon Morakot, et que ce changement ne se produit que dans la zone présentant une importante perte de masse due aux glissements de terrain.

Les chercheurs expliquent ce changement de sismicité par une augmentation des contraintes crustales à faible profondeur (<15 km), liées à l'érosion de surface. En effet, la perte de charge induite par le poids des roches déplacées par les nombreux glissements de terrain, puis transportées progressivement par les rivières, peut être importante. L’élimination progressive de cette masse modifie l'état des contraintes dans la partie peu profonde de la croute et favorise la sismicité sur les failles chevauchantes, qui sont caractéristiques des chaînes de montagnes comme celle de Taïwan. Cet enchainement de processus fournit un lien physique pour expliquer comment l'érosion provoquée par le typhon Morakot a entraîné un plus grand nombre de séismes de faible magnitude et de faible profondeur à Taïwan.

Si de nombreuses études ont montré que les tremblements de terre peuvent avoir un impact sur l'érosion et les paysages, ce nouveau résultat est la première preuve directe du processus inverse, à savoir l'influence continue de l'érosion sur la sismicité, et par conséquent sur la tectonique. Pour la première fois, les interactions entre la tectonique et les processus de surface sont mises en évidence à l'échelle temporelle des processus élémentaires de surface et de tectonique, c'est-à-dire à l'échelle temporelle des tremblements de terre, des typhons et des inondations.


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Shiaolin Hsiao Lin Before Morakot
Shiaolin Hsiao Lin After Morakot
Coulées de boue causée par le typhon Morakot en 2009 : photos prises avant et après, village de Shiaolin (Hsiao-lin) à Taïwan (source : AGU et Tsou Ching-ying from Kyoto University)





Référence
Steer, P., Jeandet, L., Cubas, N. et al. Earthquake statistics changed by typhoon-driven erosion. Sci Rep 10, 10899 (2020). doi.org/10.1038/s41598-020-67865-y



Pour en savoir plus
>>> "C'est confirmé : l'érosion peut provoquer des séismes" & "Erosion can trigger earthquakes" (université de Rennes 1) >>>
>>> "Earthquakes trigger landslides. Can landslides also trigger earthquakes" (Science Mag) >>>
>>> "Comment l’érosion peut modifier la sismicité" (CNRS INSU) >>>




Contacts OSUR

Philippe Steer (Géosciences Rennes) / @
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @