Note sur la séquence sismique
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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. Lundi 14 mars 2011‐17h15 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. Lundi 14 mars 2011‐17h15 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. Lundi 14 mars 2011‐17h15 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). Lundi 14 mars 2011‐17h15 Le gouvernement japonais a communiqué sur une information fournie par la Japan Meteorological Agency le 13 mars à 12h55 (http://www.jma.go.jp/jma/press/1103/13b /kaisetsu201103131255.pdf). Cette étude statistique, basée sur des lois empiriques décrivant la distribution des répliques d’un séisme (loi d’Omori), conclue qu’il y a 70% de chance qu’une réplique de magnitude supérieure à 7 se produise dans les 3 jours à partir du 13 mars 2011 10h, au niveau de la zone de rupture. Une telle étude statistique ne peut pas permettre d’anticiper le lieu de cet éventuel événement. BRGM Service Risques Naturels et Sécurité du Stockage du CO2 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Note préparée par : A. Lemoine ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Contact BRGM : Ph. Sabourault – [email protected] – tél : 02 38 64 35 02 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
