Projet MARACAS : Les terrasses marines pour l’appréhension de l’aléa sismique
Les grands séismes de subduction se produisent au contact entre deux plaques tectoniques qui passent l'une en-dessous de l'autre et sont liés à leur frottement.
Ils sont particulièrement destructeurs et meurtriers puisqu'ils se produisent juste en dessous des zones côtières densément peuplées. Parmi elles, la côte ouest de l'Amérique du Sud, située au-dessus de la plus longue et la plus active zone de subduction au monde.
Le programme ANR MARACAS se concentre sur la partie nord de cette zone de subduction, en Équateur jusqu'au nord du Pérou où la plaque océanique Nazca passe sous la plaque continentale Amérique du Sud.
Bien qu’il soit toujours impossible de prédire quand aura lieu le prochain séisme, on est toutefois capable d’identifier les zones propices à l’occurrence d’un tel phénomène et en estimer la magnitude potentielle. La magnitude d’un séisme dépend de la taille de la zone de la faille qui va rompre lors du séisme. La zone de rupture sismique va donc être largement contrôlée par des zones dites barrières présentes sur l’interface de subduction qui vont stopper la propagation latérale de la rupture sismique et donc contraindre la magnitude. Si l’on détermine la localisation de ces zones barrières, on aura une idée de la magnitude potentielle d’un futur séisme, surtout si ces zones barrières sont pérennes au cours du temps.
Dans le programme MARACAS, nous proposons une approche complémentaire à la surveillance moderne des déformations et des contraintes des zones tectoniquement actives. Notamment, il s’agit de quantifier et dater la création de reliefs côtiers qui n’est actuellement pas prévue par les modèles de déformation élastique du cycle sismique où toutes les contraintes accumulées sur l’interface de subduction sont relâchées lors d’un séisme. Les mécanismes responsables de la création de reliefs restent à ce jour largement inexpliqués. Pourtant cette déformation permanente existe, comme en témoignent ici des niveaux de terrasses marines sur l’Ile de La Plata en Equateur.
Cette approche est originale et à fort enjeu dans un contexte de changement climatique et de montée du niveau marin. L’observation de ces marqueurs géologiques, nous permet d’élargir la fenêtre d’étude temporelle. Il est possible d’observer les précédents cycles sismiques et de mieux comprendre les mécanismes à l’origine du soulèvement de la côte. Ces taux de soulèvement peuvent varier dans l’espace et dans le temps et nous pouvons ainsi établir un modèle de variabilité du soulèvement le long de la côte en fonction du temps.
Nous observons une forte corrélation entre la variabilité du soulèvement côtier sur le dernier million d’années et les zones de ruptures des séismes majeurs historiques. Les terrasses marines permettent ainsi d’identifier les zones actives tectoniquement le long de la côte au cours du dernier million d’années et de comparer ces zones avec celles identifiées par les mesures GPS comme se déformant rapidement et avec les zones de ruptures des grands séismes historiques. Nous proposons que la morphologie côtière soit comme une empreinte en surface de la segmentation sismogénique de l’interface de subduction, c’est-à-dire la distribution des grands séismes de subduction passés. Plus précisément, la façon dont les soulèvements et déformations côtières varient le long de la côte met en évidence quels segments de subduction sont susceptibles de se rompre de façon répétée et lesquels ne devraient pas produire d'événement significatif. En particulier, nous avons pu identifier ces zones barrières qui vont inhiber la rupture sismique et donc avoir un impact sur la magnitude d’un séisme.
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Découvrez en 3D le mécanisme des séismes le long de la côte ouest de l'Amérique du Sud. Vous verrez des terrasses marines. Ces formations géologiques, semblables à des marches d'escalier, révèlent des indices précieux sur l'activité sismique passée, dans le cadre du projet MARACAS mené par l'équipe de Marianne Saillard !