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Les tremblements de terre les plus destructeurs de Cascadian sont susceptibles de frapper au large de l’État de Washington et de l’île de Vancouver, révèlent de nouvelles données.
Le méga-chevauchement de Cascadia est une faille massive que l’on pense capable de générer des tremblements de terre dévastateurs de magnitude 9 similaires au tremblement de terre de Tohoku en 2011, mais sa structure a longtemps échappé aux scientifiques. Aujourd’hui, les données de l’étude la plus complète à ce jour montrent que la faille n’est pas une fracture unique et continue, mais composée d’au moins quatre segments. Le plus dangereux semble s’étendre du large de la côte sud de l’île de Vancouver à l’État de Washington, rapportent des chercheurs dans Science Advances du 7 juin.
« La mégapoussée de Cascadia représente un risque énorme pour les personnes vivant dans le nord-ouest du Pacifique », explique le sismologue Edwin Nissen de l’Université de Victoria en Colombie-Britannique, qui n’a pas participé à l’étude. Alors que la partie de la faille s’étendant près de la côte sud-ouest de l’île peut être la plus susceptible d’accueillir les plus grands tremblements de terre, dit-il, les segments plus au sud le long de la côte de l’Oregon pourraient être plus susceptibles de subir des secousses légèrement plus petites et plus fréquentes.
Les failles de mégachevauchement se produisent là où deux plaques tectoniques convergent, en particulier aux endroits où une plaque pousse sous l’autre, ce qu’on appelle une zone de subduction. Les plaques se coincent généralement et glissent périodiquement, libérant d’immenses quantités d’énergie qui secouent la terre. De tels décors ont généré les plus grands tremblements de terre de l’histoire, y compris le tremblement de terre de Sumatra en 2004.
Au large de la côte ouest de l’Amérique du Nord, la mégapoussée de Cascadia suit le littoral sur environ 1000 kilomètres, de la Colombie-Britannique au nord de la Californie. C’est là que la plaque Juan de Fuca en direction du nord-est glisse sous la plaque nord-américaine.
Au cours des 10 000 dernières années, 19 tremblements de terre de magnitude supérieure à 9 ont secoué Cascadia. Le plus récent, d’une magnitude de 9 qui a frappé en 1700, a fait tomber les forêts côtières dans la zone de marée et a fomenté des vagues de tsunami qui ont atteint le Japon. La menace imminente du prochain tremblement de terre de Cascadien a inspiré une multitude d’articles, de livres et de documentaires.
Et pourtant, comparée aux méga-poussées au large du Japon et de la Nouvelle-Zélande, la faille de Cascadia est mal comprise. « La plupart des zones de subduction ont beaucoup de petits tremblements de terre qui se produisent tout le temps, ce qui nous donne beaucoup d’informations sur la géométrie des failles », explique Nissen. Pendant ce temps, « Cascadia est étrangement calme en termes de sismicité ».
n 2021, la géophysicienne marine Suzanne Carbotte de l’Université Columbia et ses collègues à bord du navire de recherche Marcus G. Langseth ont mené une étude sismique le long d’un tronçon de 900 kilomètres de la zone, remorquant des canons à air sous-marins qui ont projeté des ondes sonores dans le fond marin. Des failles et des couches de roches souterraines ont réfléchi ces ondes vers le haut, où elles ont été détectées par un réseau de récepteurs de 15 kilomètres de long tirés derrière l’engin.
« C’est la première fois qu’une étude régionale couvrant presque toute la zone de subduction est menée », explique M. Carbotte. « Avant cela, les gens avaient regardé des petites régions individuelles, de l’ordre de 200 kilomètres au maximum. »
Les données ont révélé que lorsque la plaque Juan de Fuca broie sous la plaque nord-américaine, elle se divise en segments, comme une feuille de contreplaqué passant à travers une rangée de scies circulaires. Cette segmentation semble être en grande partie due à la distribution irrégulière des roches rigides dans la plaque nord-américaine sus-jacente, qui déforme de manière inégale la plaque entrante.
« Cette segmentation est vraiment importante car c’est une façon d’arrêter un tremblement de terre », explique Nissen. Lors d’un tremblement de terre, une faille commencera à glisser à un seul point souterrain, ou hypocentre. Le mouvement se propagera alors le long de la faille. Les grandes failles offrent plus d’espace pour la propagation des secousses, donnant lieu à des tremblements de terre plus importants et plus durables. Mais si une faille est segmentée, les ruptures peuvent empêcher le mouvement d’un segment de se poursuivre sur un autre, limitant ainsi l’ampleur d’un tremblement de terre.
Néanmoins, il est toujours possible que certains tremblements de terre se propagent sur plusieurs segments - ou tous - des segments, dit Nissen. « Il y a des preuves que 1700 était un tel tremblement de terre. »
Les données ont également montré que le segment qui s’étend du sud de l’île de Vancouver est relativement lisse, ce qui facilite la croissance des tremblements de terre, et qu’il semble descendre sous la plaque nord-américaine à un angle très léger, dit Nissen, seulement environ 2 à 4 degrés. Les tremblements de terre les plus importants se produisent généralement sur des failles à pendage peu profondes dans les zones de subduction.
« S’il est peu profond et qu’il penche très doucement, cela signifie que le tremblement de terre pourrait potentiellement se propager beaucoup plus à l’est, et donc à la côte - et aux personnes vivant à Victoria, Seattle, Vancouver - que ce que l’on pensait auparavant », explique Nissen.
L’étude fournit « beaucoup d’informations qui peuvent être utilisées pour évaluer et prévoir les tremblements de terre », explique Mark Petersen, géophysicien de l’US Geological Survey à Golden, Colorado et chef du National Seismic Hazard Model Project, qui n’a pas participé à la recherche (SN : 2/6/24). Connaître les détails de la géométrie de la faille est crucial pour évaluer à quel point les futurs tremblements de terre pourraient se rapprocher des grandes villes comme Seattle, dit-il. La prochaine mise à jour du modèle de danger de l’agence pour le nord-ouest du Pacifique sera effectuée en 2029.
L’étude a également révélé de petites failles près de la côte, qui pourraient potentiellement glisser et générer des vagues de tsunami. Les vagues engendrées par un tremblement de terre de mégapoussée plus au large mettraient quelques minutes à atteindre la côte, dit Nissen, mais si ces failles près du rivage glissaient également, le tsunami qui en résulterait pourrait frapper la plage beaucoup plus tôt.
