Note sur la séquence sismique

Lundi14mars2011‐17h15 
SEISMEDU11MARS2011(9.1Mw)DELACOTEPACIFIQUEDUTOHOKU
Notesurlaséquencesismique:précurseurs,répliquesetséismesinduits
L’USGS(UnitedStatesGeologicalSurvey)fournituncataloguedesismicitémondialeen
tempsréel.Ilsproposentenoutreunoutilpermettantdesuivreentempsréellasismicité
mondialesurGoogleEarth(http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/catalogs/,section
«KML/RSSFeedsandData»).Lecatalogueestmisàjourtoutesles30minutes.Unefois
l’outilkmlinstallésurunordinateurconnectéàinternetetluparGoogleEarth,ilestpossible
desuivrelaséquencedesévénementsd’Honshu.
Lechocprincipalestmaintenantestiméàunemagnitudede9.1
(http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqinthenews/2011/usc0001xgp/neic_c0001xgp_g
cmt.phpduGlobalCMTproject).Ilaétéprécédéd’uneséquencedeséismesdontle
principalaeuunemagnitudedemomentde7.2suividedeuxévénementsdemagnitude6
et6.2,le9mars.IlssontreprésentésenjaunesurlaFigure2.Ilssesontproduitsau
voisinagedel’initiationdelaruptureduséismeprincipaldemagnitude9.1.Cesévénements
sesontproduitsdansuncontextetectoniquecomplexeettrèsactif:unezonede
subduction(Figure1).Dansuntelcontexte,àcauseduplongementd’uneplaqueocéanique
sousuneautreplaquetectonique(iciportantl’îled’Honshu),uncertainnombredefailles
peuventinduiredesséismes.Lesplusimportants,telqueceluidu11mars,seproduisentau
niveaudelazonedecontactentrelesdeuxplaques.
Ensuivantlesimagesdelasismicitéàdifférentesheures(Figure2à13h37,Figure3à15h48,
Figure5à17h42),ilestpossibledeconstaterl’évolutiondelarépartitiondesrépliques.Ces
dernièresremplissentpetitàpetitlazonederuptureduchocprincipal.Ilspermettenten
quelquesorteunéquilibragedescontraintesauniveaudelafailleprincipale.DanslaFigure
6(14mars,14h)onobservequelarépartitiondesrépliquessembles’étalersurunegrande
partiedelazonederupture.Ilpourraitêtreenvisagéderéaliserdesétudesplusfinesdela
sismicitéafind’avoirunemeilleureidéedesonévolutionspatio‐temporelle.Certaines
étudespourraientégalementêtremenéesàbienafind’identifierleszonesdefailleoùla
contraintes’estaccumuléesuiteàcetteséquencemajeuredesismicité(voircequiaétéfait
parexemplesuiteauséismedel’Aquilaafind’identifierentempsréelleszonesderépliques
lesplusprobables).
Outrelesrépliquesduséismedemagnitude9.1,d’autresévénementsseproduisentàcause
decetévénementmajeur.Cesontlesséismesinduitsdontlaruptureaétéavancéeouaidée
parlesbouleversementsdanslechampdecontrainterégionaldusàl’occurrencedecette
séquencemajeure.Cesséismesseproduisentendehorsdelazonederuptureprincipale,
contrairementauxrépliques.Onpeutparexemplenoterlaprésencedeséismessuperficiels
ayantrompulaplaquesupérieuresurlacôteouestd’Honshu(Mw6.2le11marssurla
Figure6).D’autresévénementssesontproduitsenmerauniveaudefaillesdelaplaque
océanique,àl’estdel’île(Figure6etFigure7).Delamêmemanière,descalculsde
changementsdecontrainteinduitsparlesséismesprincipauxdelaséquencepouvant

Lundi14mars2011‐17h15 
affecterlesfaillesavoisinantespourraientêtremenéesafind’identifierdansquelleszonesla
rupturepourraitêtrefavorisé.
9
Figure 1 : coupe verticale de la sismicité au voisinage du séisme d'Honshu du 11 mars 2011
(Mw=9.1) (NEIC).
Outrelesrépliquesduséismedemagnitude9.1,d’autresévénementsseproduisentàcause
decetévénementmajeur.Cesontlesséismesinduitsdontlaruptureaétéavancéeouaidée
parlesbouleversementsdanslechampdecontrainterégionaldusàl’occurrencedecette
séquencemajeure.Cesséismesseproduisentendehorsdelazonederuptureprincipale,
contrairementauxrépliques.Onpeutparexemplenoterlaprésencedeséismessuperficiels
ayantrompulaplaquesupérieuresurlacôteouestd’Honshu(Mw6.2le11marssurla
Figure6).D’autresévénementssesontproduitsenmerauniveaudefaillesdelaplaque
océanique,àl’estdel’île(Figure6etFigure7).Delamêmemanière,descalculsde
changementsdecontrainteinduitsparlesséismesprincipauxdelaséquencepouvant
affecterlesfaillesavoisinantespourraientêtremenéesafind’identifierdansquelleszonesla
rupturepourraitêtrefavorisé.

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Figure 2 : séquence sismique suivant le séisme d'Honshu le 11 mars à 13h37. Les séismes
jaunes représentent les séismes ayant précédé le choc principal à partir de du séisme précurseur
du 9 mars (Mw7.1) au voisinage du point d'initiation de la rupture du choc principal du 11 mars
(Mw9.1)
Figure 3 : 11 mars 15h48. De plus en plus de répliques ont lieu. La "Shakemap" est estimée par
l'USGS pour le choc principal.

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LaruptureduséismeprincipalaétéétudiéeparGavinHayes,del’USGS.Grâceàunréseau
mondialdedonnéessismologiques,ilaputrouverunpremiermodèlederupturedelafaille
(Figure4).Ilproposeunedistributiondeglissementsurunefailled’environ700kmsur
200km,avecunglissementmaximaldel’ordrede17mauvoisinagedel’initiationdela
rupture(celasignifiequelelongdelafaillerompue,laplaquePacifiqueaplongélocalement
de17msousl’îled’Honshu).
Figure 4 : D’après Gavin Hayes (USGS). Image de la faille sismique ayant rompu lors du séisme
d'Honshu du 11 mars 2011 (magnitude de moment Mw=9.1). L’étoile représente l’hypocentre
(l’initiation de la rupture). La répartition du glissement sur la faille représente les valeurs du
déplacement d’une plaque par rapport à l’autre pour un segment donné.
Figure 5 : 11 mars 17h42. Premier modèle de rupture pour le choc principal (par G. Hayes de
l'USGS). L'image représente la projection de la répartition du déplacement s'étant produit sur la
faille rompue. Le maximum de déplacement se situe sur les zones rouges pour lesquelles on
observe un déplacement maximal d’environ 17m d’une plaque par rapport à l’autre, et ce, au
voisinage de l’initiation de la rupture.

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Figure 6 : 14 mars, 14h00. Les répliques remplissent petit à petit la zone de rupture estimée
(cadrant jaune). Le nombre de séismes induits augmente (c'est à dire les événements produits
suite au séisme sur d'autres failles). On peut noter la présence d’un événement de magnitude 6.2
en terre à 10 km de profondeur, à l’ouest de l’île d’Honshu et un grand nombre d’événements à
l’est de la faille rompue qui se sont produit à l’intérieur de la plaque océanique plongeante.
Figure 7 : 14 mars, 14h47. Les séismes sont ici représentés en fonction de leur profondeur (les
plus superficiels de la séquence sont en orange, les plus profonds en jaune, voir la légende).