Des chercheurs ont découvert pourquoi un tremblement de terre massif n'a pas encore détruit Los Angeles

La faille sud de San Andreas en Californie connaît une sécheresse sismique, passant plus de 300 ans sans tremblement de terre. De nouvelles recherches montrent que le manque d'activité sismique peut être dû à l'assèchement de la mer de Salton à proximité et fournit des indices sur les futurs déclencheurs potentiels de tremblements de terre, y compris des projets visant à remplir le plan d'eau.

L'une des plus grandes failles du monde, San Andreas, longue de 800 milles, marque la rencontre des plaques nord-américaine et pacifique dans l'ouest de la Californie. La faille a trois sections, mais la section sud de la mer de Salton à Parkfield, en Californie, a été historiquement la plus silencieuse – et ce n'est pas positif. L'énergie refoulée, une fois libérée, pourrait être catastrophique pour les villes peuplées voisines.

"Cette faille présente le plus grand risque sismique de toute la Californie", a déclaré Ryley Hill, auteur principal et doctorant à l'Université d'État de San Diego. "La faille sud de San Andreas est une section verrouillée, et lorsque cette faille se rompra … cela causerait des dommages importants à la région métropolitaine de Los Angeles."

Les tremblements de terre se forment généralement lorsque deux plaques tectoniques sont essentiellement collées à leurs bords en raison du frottement, des contraintes de construction. Lorsque la contrainte devient supérieure aux forces de frottement, les deux blocs peuvent brusquement glisser l'un sur l'autre et libérer l'énergie par vagues et provoquer des secousses.

Le US Geological Survey estime qu'il est très probable qu'un tremblement de terre d'une magnitude de 6,7 ou plus se produise au cours des 30 prochaines années dans la région de Los Angeles.

La nouvelle étude, publiée mercredi dans Nature, a enquêté sur l'activité sismique le long de la faille sud de San Andreas au cours des 1 000 dernières années. En collectant des données de terrain sur les roches proches de la faille, Hill et ses collègues ont découvert que des tremblements de terre se produisaient environ tous les 180 ans, plus ou moins 40 ans, et coïncidaient avec les hauts niveaux d'eau de l'ancien lac Cahuilla voisin.

"Si les tremblements de terre précédents se produisaient tous les 180 ans, plus ou moins quarante ans, pourquoi sommes-nous assis sur 300 ans sans tremblement de terre ?" demanda Hill. "Cela a poussé de nombreux scientifiques à se gratter la tête pendant de nombreuses années. Comprendre l'histoire de cette faille et ce qui a pu causer des ruptures dans le passé nous aide à mieux comprendre ce qui pourrait se passer dans le futur."

L'équipe a créé un modèle informatique qui simulait l'impact d'un lac plein sur la faille. Ils ont découvert que des niveaux d'eau élevés dans le lac Cahuilla ont provoqué une activité le long de la faille sous deux aspects. Tout d'abord, le poids de l'eau du lac a fait plier la croûte sous-jacente, déverrouillant les plaques afin qu'elles ne se touchent pas autant. L'eau du lac s'est également infiltrée dans les fissures et les pores de la croûte terrestre en dessous, augmentant la pression du fluide à l'intérieur de la faille et desserrant davantage les plaques.

Pensez au scénario comme jouer à un jeu de air hockey, a déclaré Hill. Sans air, la rondelle ne glisse pas facilement sur la table, un peu comme lorsque les forces de frottement maintiennent ensemble deux plaques tectoniques collées. Lorsque de l'air (ou de l'eau du lac) est ajouté, cela aide à soulager la tension et facilite le glissement l'un de l'autre.

"La corrélation entre le taux de stress dû au chargement du lac … et la probabilité de tremblement de terre observée est stupéfiante", a écrit Götz Bokelmann, géophysicien à l'Université de Vienne qui n'a pas participé à l'étude, dans un e-mail. "Si cela tient, alors ce sera assez important."

Bokelmann a déclaré qu'il y aura probablement un débat à la suite de cette étude car des études antérieures dans la région sont parvenues à des conclusions différentes, mais il trouve ce mécanisme "tout à fait plausible". La nouvelle étude contredit les recherches précédentes qui ont révélé que les effets du lac Cahuilla n'étaient pas aussi importants que ceux trouvés ici et qui ont examiné les failles secondaires dans la mer de Salton en tant que contributeurs de stress supplémentaires.

"Notre étude montre que le lac à lui seul était suffisant pour déclencher des événements sur la faille sud de San Andreas - et de grands événements", a déclaré Hill. "Cela s'applique à peu près partout où la charge hydrologique, naturelle ou anthropique, existe."

Hill souligne d'autres domaines où le stress supplémentaire de l'eau a joué un rôle dans le déclenchement d'un tremblement de terre. Le tremblement de terre de Wenchuan en Chine en 2008, de magnitude 7,9, était lié à la mise en eau du barrage de Zipingpu. Les changements de niveau d'eau ont également été associés à des tremblements de terre historiques à la mer Morte.

Mais les changements apportés à l'actuelle mer de Salton pourraient-ils contribuer à déclencher un tremblement de terre ? Peut être.

La bonne nouvelle, a déclaré Hill, est que les chances que la mer de Salton revienne à la taille de l'ancien lac Cahuilla "sont effectivement impossibles, heureusement". Le lac Cahuilla était environ 32 fois plus grand que l'actuelle mer de Salton et était également alimenté par le fleuve Colorado. Aujourd'hui, en raison de la sécheresse et de la surutilisation, le fleuve Colorado est incapable de fournir autant d'eau à la mer de Salton, a-t-il déclaré.

La mauvaise nouvelle, cependant, est que Hill et ses collègues ont constaté que ce n'est pas nécessairement le volume qui pourrait ajouter du stress, mais la vitesse à laquelle le lac pourrait être rempli. Ceci est problématique en raison des plans de restauration et potentiellement de remplissage de la mer de Salton, qui est de plus en plus affectée par le changement climatique et une zone de poussière toxique.

"Si vous augmentez soudainement et rapidement le remplissage du lac, cela pourrait en fait stimuler la sismicité", a déclaré Hill. "Ce serait vraiment mauvais pour cette zone, car nous savons déjà que tant de stress s'est accumulé sur cette faille."