Equateur, séisme du 16 avril 2016 (Mw 7.8)

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Equateur, séisme du 16 avril 2016 (Mw 7.8)
Mardi, 19 avril 2016
Le séisme de magnitude 7.8 est survenu le 16 avril 2016 à 23h58 (UTC) en Equateur, à une profondeur située
entre 15 et 30 km. Il s'agit d'un séisme de subduction lié à la convergence relative entre les plaques
Pacifique (Nazca) et Sud-Amérique.
Le mécanisme au foyer, déterminé par plusieurs agences, indique bien un évènement compatible avec une
rupture localisée sur l’interplaque de subduction. L’épicentre, proche de la côte pacifique, est localisé à
quelques dizaines de kilomètres des localités de Muisne, Cojimies et Pedernales. Le séisme, à environ 170
km à l'Ouest-Nord-Ouest de la capitale Quito, s'est produit juste au Sud du promontoire d'Atacames, pointe
de Galera, au Sud d'Esmeraldas.
Les équipes françaises* impliquées dans des projets scientifiques sur les tremblements de terre et leurs
effets sur la zone où s'est produit le séisme du 16 avril 2016, et plus généralement sur l'Equateur sont en
contact avec leurs collègues équatoriens de l’Instituto Geofisico de la Escuela Politecnica (Quito), sur place,
pour évaluer la pertinence des actions à conduire. Une intervention sur le terrain est envisagée, avec le
départ depuis la France de stations sismologiques mobiles et d’une équipe de spécialistes pour aider au
déploiement de ces instruments en Equateur. Ces sismomètres supplémentaires permettront de densifier le
réseau de mesure dans la région affectée, afin de mieux enregistrer les nombreuses répliques et les
éventuels forts séismes qui se produiront dans la zone au cours des prochains mois.
La subduction de la plaque Nazca en cause
Cliquer sur les images pour les agrandrir
1 : Contexte géodynamique (Gutsher et al.,
1999). Etoile rouge: épicentre du séisme de
Mw 7.8 du 16 avril 2016.
2 : Bloc diagramme 3D schématisant le système de subduction Equateur (centre-nord). ©
Font & LMI-SVAN, pers. com.
Face à l’Equateur, la plaque océanique Nazca plonge sous la plaque Amérique du Sud à la vitesse moyenne de ~5
cm/an selon un azimut quasi perpendiculaire à la fosse (obliquité ~10° ; Fig. 1 et 2). Il s’agit d’une plaque jeune
(moins de 22 Ma). Elle porte la ride de Carnegie (2 km de haut par rapport au plancher océanique et 200 km de large
face à la fosse), actuellement en subduction proche de la région du séisme de 2016.
Le séisme de subduction et la rupture soudaine de la surface de contact entre les deux plaques en présence
permettent le glissement relatif de la plaque Nazca sous la plaque chevauchante. Ce mouvement était préalablement
bloqué sur la faille de chevauchement, comme indiqué par le fort coefficient de couplage intersismique. Ce blocage
du mouvement de convergence relative entre les plaques accumule les contraintes sur la faille durant quelques
dizaines à centaines d’années, jusqu’à ce que le séisme survienne et relâche les contraintes. Ainsi, un fort couplage,
révélé par le GPS, implique un risque sismique élevé. Au contraire, lorsqu’une zone est dite découplée, la plaque
plongeante glisse continument et sans friction, réduisant le risque d’occurrence d’un séisme majeur.
Hétérogénéité du couplage et séismes historiques
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3: Distribution spatiale du couplage intersismique le long de
l'interface de subduction (centre Pérou à Nord Equateur). Etoile
rouge: épicentre du séisme de Mw 7.8 du 16 avril 2016. ©
Nocquet et al., 2014.
4 : Distribution spatiale du couplage intersismique le long de l'interface de
subduction en Equateur. Etoile rouge: épicentre du séisme de Mw 7.8 du
16 avril 2016. © Chlieh et al., 2014.
Régionalement, le coefficient de couplage intersismique entre la plaque Nazca et la plaque chevauchante varie du
sud au nord (Fig. 3). Il montre que la subduction est globalement découplée depuis le centre du Pérou jusqu’au sud
de l’Equateur. Au nord de l’Equateur, le couplage est important, sur au moins 300 km de long, atteignant jusqu’à
100% proche de la fosse.
Le long de cette partie de la zone de contact interplaque, le couplage se distribue en plusieurs patchs, relativement
petits et très fortement couplés, entourés par des zones relativement moins couplées (Fig. 4). Outre le patch proche
de la ville de Manta sur lequel aucun séisme majeur n’est connu à ce jour (segments générant des glissements
lents), le couplage est en moyenne supérieur à 50% entre la ville de Bahia de Caraquez et le Cap Manglares (sud
Colombie).
En 1906, la subduction avait déjà provoqué un séisme de magnitude 8.8 en rompant tous les patchs en une seule
fois, générant ainsi une grande zone de rupture s’étendant sur 500 km et aussi un tsunami dévastateur (Fig. 5).
Cette même zone a été à nouveau partiellement rompue en une séquence de 3 séismes distincts et adjacents en
1942 (Mw 7.8), 1958 (Mw 7.7), 1979 (Mw 8.1).
Une lacune sismique et sismicité historique
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5 : Gauche: Séismes historiques: Zone de rupture (vert clair entouré de tirets verts; en tiret noir pour le séisme de 1906) et aspérité (vert
foncé). Anomalie de Bouguer: Feininger et Seguin, 1983. Terrasses marines: Pedoja et al., 2006. La trace de la ride de Carnégie (avant fosse)
est en gris. Droite: sismicité entre 1994 et 2007 entre 0 et 30 km de profondeur. Etoile rouge: épicentre du séisme de Mw 7.8 du 16 avril 2016.
© Catalogue 3D-MAXI, Font et al., 2013
La comparaison de la distribution des patchs de couplage avec la rupture de
1942 a récemment permis d’identifier une zone de lacune sismique au sein
de la grande zone de rupture de 1906, c’est à dire de révéler un segment de
faille dont la contrainte accumulée n’avait pas été relâchée depuis 1906.
Le séisme du 16 avril 2016 se situe précisément dans cette lacune sismique
localisée entre les aspérités rompues par les séismes de 1942 et de 1958
(Fig. 5 et 6). Les répliques du séisme se distribuent sur une centaine de
kilomètres au Sud-Ouest de l’épicentre du choc principal, recouvrant la moitié
sud de la zone de rupture du séisme de 1942.
6 : Epicentre du séisme de Mw 7.8 du 16 avril
2016 (etoile rouge) et premières répliques
(Instituto Geofisico de la Escuela Politecnica
Nacional, en Equateur) superposé à la
Distribution spatiale du couplage
intersismique le long de l'interface de
subduction en Equateur. © (Chileh et al.,
2014).
Le long de cette partie de la zone de contact interplaque, on estime que le
dernier grand glissement sismique datait donc probablement du
méga-séisme de 1906, de magnitude 8.8. Avec une convergence interplaque
relative de ~5 cm/an, cette zone accusait ainsi un retard de 5 m en 2016, qui
a pu être relâché lors de ce séisme. La durée de 35 s de la source sismique,
déduite des analyses du réseau sismologique GEOSCOPE, ainsi que
l’extension de la zone concernée par les répliques indiquent donc que ce
séisme a réactivé une partie de la zone de rupture du séisme de 1942,
partiellement rechargées (environ 3 m), et/ou les aspérités voisines.
L’ensemble des données suggère une propagation dominante de la rupture
vers le Sud-Ouest.
Les équipes françaises
Les équipes françaises (cf ci-dessous) sont impliquées dans des projets
scientifiques sur les tremblements de terre et leurs effets sur la zone où s'est
produit le séisme du 16 avril 2016, et plus généralement sur l'Equateur, notamment au travers du Laboratoire Mixte
International (LMI) "Séismes et Volcans dans les Andes du Nord" de l'IRD (France – Equateur) et l'ANR REMAKE «
Risque sismique en Equateur: réduction, anticipation, connaissance des séismes ». Les chercheurs du LMI-SVAN et
ANR-REMAKE travaillent en étroite collaboration avec leur collègues de l'Instituto Geofisico de la Escuela
Politecnica Nacional depuis une vingtaine d'années, et leur témoignent tout leur soutien en ces circonstances
difficiles.
*
Géoazur, Sophia Antipolis (CNRS, UNS, OCA, IRD)
ISTerre, Institut des sciences de la Terre, Grenoble (CNRS, USMB, IRD, IFSTTAR, UGA)
IPGP, Insitut de physique du globe de Paris (CNRS, Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité)
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Géosciences Rennes, (CNRS, Rennes 1)
ISTEP, Institut des sciences de la Terre de Paris (CNRS, UPMC)
CEREMA, Centre d'étude et d'expertise sur les risques, l'environnement, la mobilité et l'aménagement
IRSN, Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire
IFFSTAR, Institut français des sciences et technologies des transports, de l'aménagement et des réseaux
Contacts Géoazur (CNRS, UNS, OCA, IRD)
Yvonne Font : [email protected] ; tél : 04 83 61 87 48
Jean-Mathieu Nocquet : [email protected] ; tél : 04 92 94 26 25
Philippe Charvis : [email protected] ; tél : 04 83 61 87 83
Bertrand Delouis : [email protected] ; tél : 04 83 61 86 26
Pour en savoir plus:
En fichier attaché les articles de la communauté française publiée dans des revues internationales et nationales à
comité de lecture
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