Seisme de forte magnitude au Chili, le 1er avril 2014

Samedi, 5 avril 2014

©IPGP Le séisme de magnitude 8.0 (Geoscope-Scardec) à 8.2 (USGS) qui a frappé le nord du Chili le 1/04/2014 (date locale, le 2/04 en UTC) a été suivi 24h après par un autre évènement de magnitude 7.6. Ces séismes ont rompu l'interface de subduction entre les plaques Nazca et Amérique du sud sur une longueur de 150 à 200km, à une profondeur encore incertaine. Les premières localisation semblent indiquer un épicentre relativement proche de la surface (20km de profondeur d'après l'USGS), les inversions de sources sismiques semblent placer la rupture plus bas, au delà de 30km de profondeur, de manière cohérente avec une relocalisation par le service sismologique de l'université du Chili (39 km de profondeur). Cet interface est une faille de type "méga-chevauchement" (ou megathrust) plongeant avec un angle de 10 à 20° sous la marge du continent sud américain. Une forte activité sismique était enregistré dans la région depuis plusieurs mois, avec plusieurs crises formant des "essaims sismiques" (ou "swarms"), la dernière de ces crises s'étant produite mi-mars.

Le nord Chili est une région désertique (désert de l'Atacama) où la population est essentiellement concentrée dans les villes d'Iquique, Antofagasta et Arica. Iquique, la plus proche des séismes, a été assez sévèrement affectée. Un tsunami d'ampleur environ 2m, généré par le séisme de magnitude 8, a touché les côtes nord-chiliennes et provoqué des dégâts importants dans le port d'Iquique.

La localisation des séismes et de l'ensemble des répliques, leur profondeur (épicentre entre ~10 et 40 km) et leurs mécanismes chevauchants indiquent que la rupture s’est produite sur le plan de subduction entre les plaques Nazca et Amérique du Sud. La plaque Nazca converge à près de 7 cm/an vers la plaque Amérique du Sud avec une direction légèrement oblique à la frontière de plaque. L'essentiel de ce mouvement est absorbé sur une seule faille arrivant en surface en mer au niveau de la fosse Pérou-Chili. Le long de cette faille, la plaque Nazca passe sous la plaque Amérique du Sud puis s’enfonce dans le manteau terrestre dans ce que l’on appelle un mouvement de subduction. Une proportion mineure de la convergence entre les plaques (1 cm/an au maximum) est absorbé par le raccourcissement de la plaque sud-américaine produisant les reliefs des Andes et de l'Altiplano.


Les séismes de début avril 2014 au Nord Chili dans leur contexte sismotectonique. L'épicentre du choc principal (M8.2) est en rouge. Les ronds orangés localisent le séisme M7.6 et les répliques au cours des 2 jours après le choc principal. Les tracés en couleur montrent l'extension des ruptures passées (repris de Bejar et al., 2010). La lacune d'Arica est définie par la zone de rupture du séisme de 1877. L'incertitude sur l'étendue exacte des ruptures du 19ème siècle est assez importante: alors que le séisme de 1877 est en général considéré comme ayant rompu sur plus de 400km (tracé bleu en tirets longs, définissant la lacune d'Arica), certains auteurs proposent une rupture moins étendue (tirets courts, Métois et al., 2013). Les dates des séismes (1, 2 Avril) sont en heure locale (2, 3 Avril en UTC).©IPGP

A cause de la convergence rapide Nazca-Amérique du Sud , la zone de subduction du Chili a une forte activité sismique avec, en moyenne, un séisme de magnitude 8 tous les dix ans et un tremblement de terre de M>8.7 au moins une fois par siècle. Le plus grand séisme jamais enregistré (depuis que nous disposons de sismographes) de magnitude environ 9.5, s’est produit au sud du Chili en 1960. Depuis plusieurs décennies, deux lacunes sismiques majeures avaient été identifiées par les scientifiques, au Nord et au Centre/sud du Chili où des tremblements de terre étaient à redouter : la lacune d’Arica au Nord, siège des séismes de magnitude ~8.8 de 1869 et 1877, et la lacune de Concepción, siège du séisme de 1835 vécu par Darwin et qui a rompu à nouveau en 2010. La lacune d'Arica a commencé à rompre en petite partie à son sud, et en profondeur, lors du séisme de Tocopilla en 2007 (M 7.7). Les séismes d'Avril 2014 ont eux aussi rompu une partie de cette lacune d'Arica, cette fois sur environ 150-200km et plus au Nord. Ces séismes ont contribué à accroitre la charge en périférie de la zone qui vient de glisser. La probabilité de séismes du même type, et de magnitude 8 ou plus, dans les jours, mois ou années à venir, y est donc forte. On ne peut aussi exclure la possibilité d'un séisme "géant" de magnitude 8.5 à 9, rompant tout le segment de subduction entre Arica au nord et la péninsule de Mejillones (située juste au nord de la ville d'Antofagasta) au Sud. Dans tous ces scénarios, le risque de très forts tsunamis est important.


carte des ruptures sismiques des 1 et 2 avril 2014 (source Chengji, 2014) superposées au "couplage" inter-sismique déterminé par GPS (modifié d'après Métois et al., GJI 2013). les courbes de niveaux (noirs et vertes) indiquent l'intensité du glissement des ruptures. la couleur indique l'intensité du couplage entre les plaques: noir=100%, rouge = 60%, jaune = 20%. Les séismes semblent avoir rompu des zones modérément couplées en profondeur, sans pour autant avoir rompu toute cette surface, et ne semblent pas avoir déjà rompu les grosses aspérités plus superficielles. ©Mariane Métois INGV/IPGP

Les équipes françaises sont très impliquées de longue date dans l'étude des séismes de subduction au Chili et plus particulièrement depuis la création du Laboratoire Associé Montessus de Ballore (ENS, IPGP, Université du Chili) *. Une équipe mixte IPGP-ENS est actuellement sur le terrain participant à la re-mesure des points GPS dans une action coordonnée par le département de géophysique de l'Université du Chili.

D'autres actions impliquant des équipes françaises de Sismologie et de Tectonique (ENS, Géoazur, IRD, IPGP, ISTERRE Grenoble) et l'Université du Chili ainsi que Geoscope sont en cours.

Note(s): 

* Les travaux des équipes Françaises au Chili sont coordonnés dans le cadre du LIA (Laboratoire International Associé) « Montessus de Ballore »,  structure internationale consécutive à un accord signé en 2006 entre l’université du Chili à Santiago et le CNRS.

Le LIA coopère dans un cadre plus large avec les équipes internationales impliquées sur l'étude de la sismotectonique du Chili : le GFZ-Potsdam en Allemagne, et le Caltech aux USA.

Les travaux du LIA sont supportés par le labex UnivEarths, l'Idex PSL*, l'equipex RESIF, le projet ANR « MEGA-Chile », la DERCI du CNRS, l'INSU et les laboratoires IPGP (UMR7154) et Géologie de l' ENS (UMR8538).

Pour en savoir plus: 

 

Contacts

  • vilotte [at] ipgp [dot] fr (Jean-Pierre Vilotte), IPGP, directeur du laboratoire international associé CNRS-GFZ, tél : 01 83 95 75 83 - 06 61 82 71 34

  • jaime [at] dgf [dot] uchile [dot] cl (Jaime Campos), Université du Chili, co-directeur (Chilien) du LIA « Montessus de Ballore »

  • igny [at] biotite [dot] ens [dot] fr (Christophe Vigny), CNRS-ENS co-directeur (français) du LIA « Montessus de Ballore », tél : 01 44 32 22 14

  • marianne [dot] metois [at] ingv [dot] it (Marianne Métois), responsable des calculs géodésiques au nord Chili, actuellement post-doc à l'INGV-Rome, Italie, tél : +39)0651862686

  • dechabal [at] ipgp [dot] fr (Jean-Bernard de Chabalier), IPGP, actuel responsable des réseaux géodésiques au Nord Chili, tél : 01 83 95 77 73

  • anne [dot] socquet [at] ujf-grenoble [dot] fr (Anne Socquet), CNRS-Isterre, antérieurement responsable des réseaux géodésiques au nord Chili, actuellement à Isterre-Grenoble, tél : 04 76 63 52 15

  • lacassin [at] ipgp [dot] fr (Robin Lacassin), IPGP co-responsable du projet ANR-MEGA-Chile, tél : 01 83 95 76 24 1

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