La section rampante de la faille de San Andreas pourrait déclencher de grands tremblements de terre.

La section médiane de la faille de San Andreas peut avoir la capacité d’accueillir des tremblements de terre plus importants qu’on ne le pensait auparavant.

Entre les villes de Parkfield et Hollister, la célèbre faille californienne subit ce qu’on appelle un fluage sismique. Au lieu d’accumuler des contraintes puis de glisser en un seul moment, les deux sections de faille se déplacent imperceptiblement, libérant des contraintes sans provoquer de grands tremblements de terre. Mais en regardant des millions d’années en arrière, les chercheurs ont découvert que cette section de faille pouvait avoir connu des tremblements de terre de magnitude 7 et plus. C’est plus que le tremblement de terre de magnitude 6,9 ​​de Loma Prieta qui a tué 63 personnes dans la région de la baie en 1989.

On ne sait pas exactement depuis combien de temps les grands tremblements de terre se sont produits, mais ils ont eu lieu au cours des 3 derniers millions d’années, a déclaré Genevieve Coffey, géologue sismique chez GNS Science en Nouvelle-Zélande.

« La section centrale doit être considérée comme une source potentielle de risque sismique », a déclaré Coffey.

La faille de San Andreas

La faille de San Andreas comporte trois sections. La section sud s’étend de la mer de Salton à Parkfield, en Californie, et a la capacité de grands tremblements de terre. En 1857, par exemple, le tremblement de terre de magnitude 7,9 de Fort Tejon a déplacé le sol à la faille d’un énorme 29,5 pieds (9 mètres). La partie nord de la faille s’étend de la ville de Hollister, à travers la Bay Area jusqu’au cap Mendocino, en Californie. Cette section de la faille est surtout connue pour le grand tremblement de terre de 1906 à San Francisco, dont la magnitude était estimée à 7,9.

Entre Parkfield et Hollister, cependant, la faille n’a donné lieu à aucun tremblement de terre enregistré supérieur à une magnitude 6. Les géoscientifiques ont creusé dans la faille, à la recherche de signes sous la forme des couches de sédiments des séismes d’il y a longtemps, et ils n’ont trouvé aucun grand tremblement de terre au cours des 2 000 dernières années.

Mais même si le centre de San Andreas n’accumule pas suffisamment de stress pour déclencher un grand tremblement de terre, il pourrait servir de conduit pour les tremblements de terre provenant de la section nord ou sud de la faille, a déclaré Coffey. Elle et ses collègues voulaient remonter plus de 2 000 ans en arrière.

Pour ce faire, les chercheurs ont profité du fait que lorsqu’une faille glisse, elle génère des frottements, qui génèrent de la chaleur.

« C’est comme se frotter les mains », a déclaré Coffey.

Cette chaleur peut faire grimper la température des roches dans la faille de plus de 1 800 degrés Fahrenheit (1 000 degrés Celsius). Et ces changements de température peuvent modifier la structure des molécules organiques qui s’accumulent dans les sédiments.

Séismes historiques

Les chercheurs ont analysé une carotte de sédiments du centre de San Andreas qui a été forée dans le cadre du projet d’observatoire de la faille de San Andreas en profondeur (ouvre dans un nouvel onglet) (SAFOD). Au plus profond du noyau, à environ 1,9 miles (3 192 à 3 196 mètres), les chercheurs ont trouvé un endroit où les biomarqueurs montraient des signes de chauffage.

« Cette partie de la faille était également constituée de ces siltstones très déformés, des mudstones », a déclaré Coffey. « Il y avait beaucoup de ces petites couches de glissement, donc beaucoup de surfaces écailleuses et de surfaces brillantes, ce que nous pourrions considérer comme des roches ayant accueilli de nombreux tremblements de terre. »

Cette zone de la faille a peut-être accueilli plus de 100 tremblements de terre, ont rapporté Coffey et ses collègues le 25 février dans la revue Geology.

Ensuite, les chercheurs ont analysé la section de roche déformée par le tremblement de terre avec une méthode appelée datation potassium-argon. Cette méthode tire parti du fait qu’une variation naturellement radioactive du potassium, le potassium-40, se désintègre lentement en gaz argon. Lorsque quelque chose arrive à chauffer la roche, ce gaz est libéré, remettant à zéro « l’horloge potassium-argon ». En examinant l’accumulation d’argon, les chercheurs ont pu déterminer combien de temps s’était écoulé depuis que les roches avaient été chauffées.

Leurs résultats suggèrent que le réchauffement s’est produit, au plus tôt, il y a 3 millions d’années. Mais les tremblements de terre auraient pu être beaucoup plus récents, a déclaré Coffey. Une partie du travail en cours effectué par les collaborateurs de Coffey consiste à améliorer la méthode potassium-argon pour la datation des tremblements de terre afin de réduire cette période. Cependant, l’ampleur du réchauffement indique que le centre de San Andreas peut en effet subir de nombreuses secousses – il est probable que les tremblements de terre enregistrés dans cette section de la faille variaient de magnitudes du milieu des 6 à 7, a déclaré Coffey.

« Le travail que nous avons fait a été la première preuve géologique directe de tremblements de terre » dans cette région du San Andreas, a-t-elle déclaré.

Les tremblements de terre ont probablement commencé sur la partie sud de la faille et se sont accélérés le long de la ligne de faille comme une fermeture éclair qui se défait. Savoir que la faille a cette capacité est important pour comprendre le risque sismique dans le centre de la Californie, a déclaré Coffey.

Les chercheurs prévoient d’appliquer la méthode potassium-argon à d’autres failles, y compris dans le substrat rocheux néo-zélandais, où il n’y a pas de matière organique pour la datation traditionnelle au carbone 14 (qui ne remonte qu’à environ 55 000 ans) et où il n’y a pas couches sédimentaires pour montrer les traces de séismes très anciens.

« L’outil potassium-argon est assez intéressant, car il nous donne vraiment accès à une gamme de défauts que nous n’avons pas pu dater dans le passé », a déclaré Coffey.