Les failles californiennes sont soumises à leur plus forte tension depuis 1 000 ans, attisant les craintes du « Big One »

Aucune région des États-Unis n’est plus exposée au risque d’un tremblement de terre catastrophique que la Californie du Sud. L'aléa provient principalement de deux failles volatiles, la San Andreas et la San Jacinto. Selon de nouvelles recherches, les contraintes le long de ces failles sont les plus élevées qu'elles aient été au cours des 1 000 dernières années.

L'étude, publié Le 3 juin, dans la revue Journal of Geophysical Research, Solid Earth, souligne les inquiétudes des scientifiques quant au fait que ce système de failles est sur le point de produire un séisme majeur, bien que les auteurs soulignent qu'il ne permet pas de prédire quand un tel événement se produira. Les résultats suggèrent également qu'une jonction de faille critique au nord-est de Los Angeles pourrait jouer un rôle clé dans l'ampleur du prochain séisme majeur.

« La question de savoir quand et comment le prochain tremblement de terre majeur se produira dans cette région est l'un des problèmes les plus urgents en géoscience appliquée », a déclaré l'auteur principal Liliane Burkhard, géophysicienne et géologue planétaire à l'Université de Berne en Suisse. dit dans un communiqué. « Nos résultats fournissent une image plus claire, basée sur la physique, de l'état de contrainte actuel du système de failles, et le cadre que nous avons développé n'est pas seulement applicable à la Californie, mais également à d'autres jonctions de failles complexes dans le monde entier. »

La contrainte de faille la plus élevée depuis un millénaire

Vidéo montrant l'animation de la série chronologique d'accumulation de contraintes pour le système de failles du sud de San Andreas, couvrant les années 1100 à 2025.

Les tremblements de terre se produisent généralement le long des frontières entre les plaques tectoniques. Ces zones de fracture, ou failles, accumulent des contraintes lorsque les plaques glissent les unes sur les autres et se verrouillent. Finalement, la tension s’accumule tellement que les plaques glissent soudainement, libérant toute l’énergie stockée sous la forme d’un tremblement de terre. Plus le dernier grand tremblement de terre s'est écoulé depuis longtemps, plus les contraintes peuvent s'être accumulées le long de la faille.

Le dernier séisme majeur à avoir touché la région de Los Angeles fut celui de Fort Tejon en 1857. D'une magnitude de 7,9, il restes l'une des plus grandes secousses jamais enregistrées en Californie. Cela fait plus d'un siècle depuis cet événement, les scientifiques craignent donc que le système de failles de San Andreas ne produise un autre séisme majeur d'un jour à l'autre.

Pour mieux comprendre les contraintes actuelles le long des zones de failles de San Andreas et de San Jacinto, Burkhard et ses collègues ont utilisé des simulations informatiques des 1 000 dernières années d'activité sismique importante pour estimer comment les contraintes s'accumulent sur les segments de failles au fil du temps et comment cela affecte les segments voisins.

Leur modèle de cycle sismique basé sur la physique simule ce processus dans trois dimensions spatiales au fil du temps. Les chercheurs l’ont alimenté avec des preuves géologiques de tremblements de terre passés, telles que des datations au radiocarbone, des anomalies des cernes des arbres et des enregistrements historiques de ruptures de sol. Lors de leur analyse, les résultats ont indiqué que les contraintes tectoniques le long des zones de failles de San Andreas et de San Jacinto ont atteint et, dans certains cas, dépassé les niveaux les plus élevés du dernier millénaire.

Le rôle critique du Cajon Pass

Cajon Pass est la jonction tectoniquement complexe où convergent les failles de San Andreas et de San Jacinto. Il est situé à proximité de plusieurs communautés densément peuplées, notamment Los Angeles, San Bernadino, Riverside et Coachella Valley. Selon l’étude, ce carrefour pourrait présenter un risque plus important pour ces zones que les scientifiques ne le pensaient auparavant.

Burkhard et ses collègues ont déterminé que Cajon Pass peut agir comme une « porte sismique », contrôlant si les ruptures importantes restent confinées à une seule faille ou traversent les deux systèmes de failles. « Le concept de porte sismique capture quelque chose d'important sur le fonctionnement des jonctions de failles », a-t-elle déclaré dans le communiqué. « Cajon Pass ne se contente pas de bloquer ou de canaliser les tremblements de terre : il répond aux conditions de stress, et ces conditions changent au fil des siècles. »

Selon l'étude, lorsque les contraintes sur les deux failles s'accumulent simultanément jusqu'à atteindre des niveaux tout aussi élevés, il est plus probable qu'une rupture articulaire importante traverse les deux systèmes. Le modèle a montré que la contrainte a atteint 3,6 mégapascals (MPa) sur la section San Jacinto-Bernadino, le niveau le plus élevé jamais observé au cours de la simulation sur 1 000 ans. Pendant ce temps, la section voisine de Mojave Sud de la faille de San Andreas a accumulé 2,8 MPa de contrainte, ce qui indique que les deux segments sont soumis à des niveaux de contrainte tout aussi élevés.

« Il est non seulement inquiétant que les contraintes atteignent des sommets historiques, mais aussi que les conditions de contraintes relatives entre les deux systèmes de failles se rapprochent de la plage que nous associons à des ruptures majeures traversant les deux failles simultanément – ​​et c'est un scénario avec des conséquences bien plus importantes pour la région », a expliqué Burkhard.

Encore une fois, cette étude ne prédit pas quand le prochain tremblement de terre majeur pourrait secouer le sud de la Californie, ni ne montre qu’un tel événement est nécessairement imminent. Au contraire, il offre une image plus claire du risque sismique de la région. Ce système de failles extrêmement sollicité pourrait se rompre à tout moment, les communautés doivent donc se préparer au pire des cas. Burkhard espère que le cadre d'évaluation des risques qu'elle et ses collègues ont construit aidera la Californie et d'autres régions du monde actives sur le plan sismique à se protéger contre le prochain grand séisme.