Mega-séismes au Chili: Exemple de Maule en 2010 (Mw 8.8) et implications sismo-tectoniques – MEGA-Chile

Nous proposons d’étudier en détail le séisme de Maule Mw 8.8 du 27 Février 2010 et de le placer dans la perspective de la déformation de la marge andine. La subduction du Chili est une des plus actives avec 4 méga séismes en près d’un siècle (1906, 1922, 1960 et 2010). L’occurrence de ces séismes pose un nombre de problèmes étudiés par un groupe de chercheurs travaillant au Chili depuis une vingtaine d’années. Ces travaux ont placé le cadre de l’étude du séisme de 2010, En même temps que nous étudions ce grand séisme nous porterons notre attention vers les régions adjacentes qui se rapprochent de la fin de leur cycle sismique. Les deux principales sont la lacune du Nord du Chili et la région de Coquimbo qui semblent être en phase de préparation d’un futur séisme. Ces observations serviront à alimenter la réflexion sur des modèles de déformation de la marge active où nous ferons le lien entre les déformations court-terme dues au cycle sismique et la déformation finie, et examinerons les implications en terme de segmentation.

Pour l’étude du séisme de Maule nous avons acquis des données co-sismiques substantielles: données GPS de campagne, accélérogrammes à grande dynamique, enregistrements «strong motion» classiques. Nous disposons aussi d’un ensemble d’enregistrements GPS à 1 Hz. Ces données uniques seront utilisées pour étudier le processus de rupture du séisme et nous espérons pouvoir comprendre comment un séisme aussi grand a pu produire des mouvements forts modérés. Est-ce une propriété de ce seul séisme ou est-elle une caractéristique de tous ces grands méga séismes ? Afin de répondre à cette question nous devons déterminer le mieux possible la distribution de glissement du séisme et l’étendue de la zone des répliques su séisme. Aucune réplique du séisme de Maule n’a dépassé la Magnitude 7.1, ce qui est très rare car en général un séisme de Mw 8.8 aurait dû avoir des répliques de magnitude proche de 8. Nous disposons d’une longue série d’enregistrement de répliques obtenues par des chercheurs de l’INSU-CNRS en collaboration avec nos collègues chiliens et étrangers. Ces répliques sont distribuées uniformément sur la zone de rupture ou sont elles concentrées en quelques « aspérités » comme les résultats préliminaires semblent indiquer ?

Avec celui du Japon en 2011, le séisme de Maule 2010 est le premier méga séisme qui se produit dans une zone fortement instrumentée. Les études publiées indiquaient que la zone sismogène était complètement couplée non seulement à l’intérieur de la lacune de Darwin, mais dans une zone beaucoup plus vaste. Il semble que les séismes historiques puissent servir à identifier des lacunes sismiques, mais pas à prévoir la dimension du futur séisme. Notre modèle de rupture (Vigny et al. 2010) est en accord avec cette conclusion. Il montre aussi que la subduction a rompu depuis 40km de profondeur jusqu’à son émergence à la fosse, conclusion, également atteinte pour le Japon, qui implique de changer notre vision mécanique de la partie superficielle des méga-chevauchements. Nous anticipons aussi des avancées originales sur la mesure et la compréhension du glissement post-sismique. Est-il dû au glissement sur l’interface des plaques ou à un mouvement du volume de la zone de subduction. Ce problème est relié aussi à celui de la segmentation de la zone de subduction. De nombreuses observations indiquent que la zone de subduction est segmentée par des objets situés sur la plaque de Nazca et par des failles ou autres structures de la marge chilienne. Est-ce que ces structures jouent un rôle dans l’arrêt ou le ralentissement de la rupture ? Les péninsules d’Arauco, Talinay et Mejillones sont des structures qui perdurent sur plusieurs cycles sismiques, quel est leur rôle exact ? Le séisme de Maule est un événement rare ; ce que nous apprendrons sur ce tremblement de terre aura une influence perdurable sur l’approche à l’étude de ces séismes par les géosciences et le génie parasismique.